题目内容

【题目】如图,三个校区分别位于扇形OAB的三个顶点上,点Q是弧AB的中点,现欲在线段OQ上找一处开挖工作坑P(不与点O,Q重合),为小区铺设三条地下电缆管线PO,PA,PB,已知OA=2千米,∠AOB=,记∠APQ=θrad,地下电缆管线的总长度为y千米.

(1)将y表示成θ的函数,并写出θ的范围;

(2)请确定工作坑P的位置,使地下电缆管线的总长度最小.

【答案】(1)(2)P与O的距离为时,地下电缆管线的总长度最小

【解析】

(1)首先根据Q为弧AB的中点,得到知PA=PB,∠AOP=∠BOP=,利用正弦定理得到,根据OA=2,得到PA=,OP=,从而得到y=PA+PB+OP=2PA+OP==,根据题意确定出;

(2)对函数求导,令导数等于零,求得,确定出函数的单调区间,从而求得函数的最值.

(1)因为Q为弧AB的中点,由对称性,知PA=PB,∠AOP=∠BOP=,

又∠APO=,∠OAP=,

由正弦定理,得:,又OA=2,

所以,PA=,OP=,

所以,y=PA+PB+OP=2PA+OP==,

∠APQ>∠AOP,所以,,∠OAQ=∠OQA=,

所以,;

(2)令,

,得:,

在上递减,在上递增

所以,当,即OP=时,有唯一的极小值,

即是最小值:=2,

答:当工作坑P与O的距离为时,地下电缆管线的总长度最小.

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