将一块圆心角为半径为a的扇形铁片截成一块矩形,如图,有两种裁法:让矩形一边在扇形的一半径OA上(图1)或让矩形一边与弦AB平行(图2)
(1)在图1中,设矩形一边PM的长为x,试把矩形PQRM的面积表示成关于x的函数;
(2)在图2中,设∠AOM=θ,试把矩形PQRM的面积表示成关于θ的函数;
(3)已知按图1的方案截得的矩形面积最大为,那么请问哪种裁法能得到最大面积的矩形?说明理由.
网友回答
解:(1)PM=QR=x,在Rt△QRO中,OR=
在Rt△PMO中,OM=,∴RM=OM-OR=
∴,
(2)∠MRA=×=,∠MRO=,
在△OMR中,由正弦定理,得:=,即RM=2a?sinθ,
又=,∴OR=2a?sin(-θ),
又正△ORQ中,QR=OR=2a?sin(-θ)
∴矩形的MPQR的面积为S=MR?PQ=4a2?sinθ?sin(-θ)
(3)对于(2)中的函数=
当,即时,
∵,故按图1的方案能得到最大面积的矩形.
解析分析:(1)求出PM,RM的值,利用面积公式可得结论;
(2)利用正弦定理求RM,OR,再利用面积公式可得结论;
(3)利用二倍角公式、辅助角公式化简函数求最值,即可得到结论.
点评:本题考查函数模型的建立,考查正弦定理的运用,考查三角函数的化简,考查学生的计算能力,属于中档题.