某单位将举办庆典活动,要在广场上竖立一形状为等腰梯形的彩门BADC(如图)
设计要求彩门的面积为S(单位:m2),高为h(单位:m)(S,h为常数)
彩门的下底BC固定在广场底面上,上底和两腰由不锈钢支架组成,设腰和下底的夹底为α,不锈钢支架的长度之和记为l
(1)请将l表示成关于α的函数l=f(α);(2)问:当α为何值时l最小,并求最小值
解(1)过D作DH⊥BC于点H,则∠DCB=α,DH=h,设AD=x
则DC=,CH=,BC=x+
因为S=·h,则x=-,则l=f(α)=2DC+AD=+h
(2)f′(α)=h·=h·,令f′(α)=h·=0,得α=
当α变化时,f′(α),f(α)的变化情况如下表:αf′(α)-0+f(α)↘极小值↗所以lmin=f=h+
答当α=时,l取最小值h+(m)
某宾馆在装修时,为了美观,欲将客户的窗户设计成半径为1m的圆形,并用四根木条将圆分成如图所示的9个区域,其中四边形ABCD为中心在圆心的矩形,现计划将矩形ABCD区域设计为可推拉的窗口
(1)若窗口ABCD为正方形,且面积大于m2(木条宽度忽略不计),求四根木条总长的取值范围;(2)若四根木条总长为6m,求窗口ABCD面积的最大值
1解(1)设一根木条长为xm,则正方形的边长为2=m
因为S四边形ABCD>,所以4-x2>,即x<
又因为四根木条将圆分成9个区域,所以x>,所以4<4x<2
答四根木条总长的取值范围为(4,2)
(2)方法一设AB所在的木条长为am,则BC所在的木条长为(3-a)m
因为a∈(0,2),3-a∈(0,2),所以a∈(1,2)
窗口ABCD的面积S=4·=·=,设f(a)=a4-6a3+a2+24a-20,则f′(a)=4a3-18a2+2a+24=2(a+1)(2a-3)(a-4),令f′(a)=0,得a=或a=-1(舍去