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一条隧道的截面如图所示,它的上部是一个以AD为直径的半圆O,下部是一个矩形ABC...

一条隧道的截面如图所示,它的上部是一个以AD为直径的半圆O,下部是一个矩形ABCD.
(1)当AD=4米时,求隧道截面上部半圆O的面积;
(2)已知矩形ABCD相邻两边之和为8米,半圆O的半径为r米.
①求隧道截面的面积S(米2)关于半径r(米)的函数关系式(不要求写出r的取值范围);
②若2米≤CD≤3米,利用函数图象求隧道截面的面积S的最大值(π取3.14,结果精确到0.1米).

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(1)已知直径求半圆面积,简单; (2)截面面积=半圆面积+矩形面积.分别用含r的式子表示两个部分的面积可得函数关系式,根据关系式画图回答问题. 【解析】 (1)当AD=4米时, S半圆=π×()2=π×22 =2π(米2).(3分) (2)①∵AD=2r,AD+CD=8 ∴CD=8-AD=8-2r(4分) ∴S=πr2+AD•CD=π r2+2r(8-2r) =(π-4)r2+16r.(8分) ②由①知CD=8-2r, 又∵2≤CD≤3, ∴2≤8-2r≤3, ∴2.5≤r≤3.(9分) 由①知S=(π-4)r2+16r≈(×3.14-4)r2+16r =-2.43r2+16r(10分) = ∵-2.43<0, ∴函数图象为开口向下的抛物线. ∵函数对称轴≈3.3(11分) 又因为2.5≤r≤3<3.3, 由函数图象知,其图象在对称轴左侧,函数为增函数,即S随r的增大而增大, 故当r=3时,有S最大值.(12分) S最大值=(π-4)×32+16×3 ≈(×3.14-4)×9+48 =26.13 ≈26.1(米2) 答:隧道截面的面积S的最大值约为26.1米2.(13分)
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考点分析:
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(4)在运动过程中,四边形MDNA能否形成矩形?若能,求出此时t的值;若不能,请说明理由.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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