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如图,某小区准备绿化一块直径为BC的半圆形空地,△ABC的内接正方形PQRS为一水池,△ABC外的地方种草,其余地方种花.若BC=a,∠ABC=θ,设△ABC的面积为S1,正方形PQRS的面积为S2,将比值manfen5.com 满分网称为“规划合理度”.
(1)试用a,θ表示S1和S2
(2)若a为定值,当θ为何值时,“规划合理度”最小?并求出这个最小值.

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(1)据题知三角形ABC为直角三角形,根据三角函数分别求出AC和AB,求出三角形ABC的面积S1;设正方形PQRS的边长为x,利用三角函数分别表示出BQ和RC,利用BQ+QR+RC=a列出方程求出x,算出S2; (2)由比值 称为“规划合理度”,可设t=sin2θ来化简求出S1与S2的比值,利用三角函数的增减性求出比值的最小值即可求出此时的θ. 【解析】 (1)在Rt△ABC中,AB=acosθ,AC=asinθ,(3分) 设正方形的边长为x则, 由BP+AP=AB,得,故 所以(6分) (2),(8分) 令t=sin2θ,因为, 所以0<2θ<π,则t=sin2θ∈(0,1](10分) 所以,, 所以函数g(t)在(0,1]上递减,(11分) 因此当t=1时g(t)有最小值, 此时 所以当时,“规划合理度”最小,最小值为.(12分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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