Question

如图，实线部分的月牙形公园是由圆P上的一段优弧和圆Q上的一段劣弧围成，圆P和圆Q的

半径都是2km，点P在圆Q上，现要在公园内建一块顶点都在圆P上的多边形活动场地．

（1）如图甲，要建的活动场地为△RST，求场地的最大面积；

（2）如图乙，要建的活动场地为等腰梯形ABCD，求场地的最大面积．

Answer

（1）如右图，过S作SH⊥RT于H，

S△RST=．                 ……………………2分

由题意，△RST在月牙形公园里，

RT与圆Q只能相切或相离；                                    ……………………4分

RT左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形，

则有RT≤4，SH≤2，

当且仅当RT切圆Q于P时（如下左图），上面两个不等式中等号同时成立．

此时，场地面积的最大值为S△RST==4（km2）．            ……………………6分

（2）同(1)的分析，要使得场地面积最大，AD左边的部分是一个大小不超过半圆的弓形，

AD必须切圆Q于P，再设∠BPA=，则有

．

                            ……………………8分

令，则

．           ………………… 11分

若，，

又时，，时，，                   …………………14分

函数在处取到极大值也是最大值，

故时，场地面积取得最大值为（km2）．                   …………………16分

【解析】略