题目内容

( 14分)如图,有一正方形钢板缺损一角(图中的阴影部分),边缘线是以直线AD为对称轴,以线段的中点为顶点的抛物线的一部分.工人师傅要将缺损一角切割下来,使剩余的部分成为一个直角梯形.若正方形的边长为2米,问如何画切割线,可使剩余的直角梯形的面积最大?并求其最大值.

解法一:以为原点,直线轴,建立如图所示的直角坐标系,依题意

可设抛物线弧的方程为

∵点的坐标为,∴故边缘线的方程

.…4分

要使梯形的面积最大,则所在的直线必与抛物线

相切,设切点坐标为,∵

∴直线的的方程可表示为,即,…………8分

由此可求得.

,……10分

设梯形的面积为,则

.  ……………………………………………………………12分

∴当时,,故的最大值为.  此时.……13分

答:当时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为.   ………………………………………………………………………14分

解法二:以为原点,直线轴,建立如图所示的直角坐标系,依题意可设抛物线弧的方程为

∵点的坐标为,∴ 

故边缘线的方程为. ………5分

要使梯形的面积最大,则所在的直线必与抛物线弧相切,设切点坐标为

∴直线的的方程可表示为,即,……8分

由此可求得.

,……………10分

梯形的面积为,则

.  ……………………………………………………………12分

∴当时,

的最大值为.  此时.………13分

答:当时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为.   ………………………………………………………………………14分

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