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某体育馆拟用运动场的边角地建一个矩形的健身室(如图所示),ABCD是一块边长为50m的正方形地皮,扇形CEF是运动场的一

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/29 20:06:11
某体育馆拟用运动场的边角地建一个矩形的健身室(如图所示),ABCD是一块边长为50m的正方形地皮,扇形CEF是运动场的一部分,其半径为40m,矩形AGHM就是拟建的健身室,其中G、M分别在AB和AD上,设矩形AGHM的面积为S,∠HCF=θ,请将S表示为θ的函数,并指出当点H在何处时,该健身室的面积最大,最大面积是多少?
延长GH交CD于N,则NH=40sinθ,CN=40cosθ.
∴HM=ND=50-40cosθ.AM=50-40sinθ.
∴S=(50-40cosθ)(50-40sinθ)
=100[25-20(sinθ+cosθ)+16sinθcosθ],(0≤θ≤
π
2)
令t=sinθ+cosθ=
2sin(θ+
π
4),
则sinθcosθ=
t2-1
2,且t∈[1,
2].
∴S=100[25-20t+8(t2-1)]
=800(t-
5
4)2+450.
又∵t∈[1,
2],
∴当t=1时,S取最大值500.
此时,
2sin(θ+
π
4)=1,
∴sin(θ+
π
4)=

2
2.

π
4≤θ+
π
4≤

4,
∴θ+
π
4=
π
4或

4
即θ=0或θ=
π
2.
答:当点H在

EF的端点E或F处时,该健身室的面积最大,最大面积为500m2