(2008?江苏)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个顶点A,B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.
(2008?江苏)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个顶点A,B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域上...
(2008?江苏)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个顶点A,B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域上(含边界)且与A,B等距的一点O处,建造一个污水处理厂,并铺设三条排污管道AO,BO,PO.记铺设管道的总长度为ykm.(1)按下列要求建立函数关系式:(Ⅰ)设∠BAO=θ(rad),将y表示成θ的函数;(Ⅱ)设OP=x(km),将y表示成x的函数;(2)请你选用(1)中的一个函数关系确定污水处理厂的位置,使铺设的污水管道的总长度最短.
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(Ⅰ)①由条件知PQ垂直平分AB,若∠BAO=θ(rad),
则OA=
=
,故OB=
,又OP=10-10tanθ,
所以y=OA+OB+OP=
+
+10?10tanθ,
所求函数关系式为y=
+10(0≤θ≤
)
②若OP=x(km),则OQ=10-x,所以OA=OB=
=
所求函数关系式为y=x+2
(0≤x≤10)
(Ⅱ)选择函数模型①,y′=
=
令y′=0得sinθ=
,因为0<θ<
,所以θ=
,
当θ∈(0,
)时,y′<0,y是θ的减函数;当θ∈(
,
)时,y′>0,y是θ的增函数,所以当θ=
时,ymin=10+10
则OA=
AQ |
cosθ |
10 |
cosθ |
10 |
cosθ |
所以y=OA+OB+OP=
10 |
cosθ |
10 |
cosθ |
所求函数关系式为y=
20?10sinθ |
cosθ |
π |
4 |
②若OP=x(km),则OQ=10-x,所以OA=OB=
(10?x)2+102 |
x2?20x+200 |
所求函数关系式为y=x+2
x2?20x+200 |
(Ⅱ)选择函数模型①,y′=
?10cosθ?cosθ?(20?10sinθ)(?sinθ) |
cos2θ |
10(2sinθ?1) |
cos2θ |
令y′=0得sinθ=
1 |
2 |
π |
4 |
π |
6 |
当θ∈(0,
π |
6 |
π |
6 |
π |
4 |
π |
6 |
<
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