有一种变压器铁芯的截面呈如图所示的正十字形,为保证所需的磁通量,要求正十字形的面积为4cm2,为了使用来绕铁芯的铜线最省,即正十字形外接圆周长最短,应如何设计?正十字

发布时间:2020-07-31 14:06:57

有一种变压器铁芯的截面呈如图所示的正十字形,为保证所需的磁通量,要求正十字形的面积为4cm2,为了使用来绕铁芯的铜线最省,即正十字形外接圆周长最短,应如何设计?正十字形的长(如DG),和宽(如AB)?

网友回答

解:设外接圆半径为R,AB=x(0<x<R),DG=y,
则4R2=x2+y2,①
由已知条件有2xy-x2=4,
∴y=②.
②代入①得4R2=x2+.
∴4R2==10+.
当且仅当,
即x=2时,等号成立.
把代x=2入②得y=1+,
∴当?x=2?且y=1+时,
4R2有最小值,
此时正十字形外接圆周长最短.
答:正十字形的长和宽分别为(1+)cm和2cm时,用来绕铁芯的铜线最省.
解析分析:设外接圆半径为R,AB=x(0<x<R),DG=y,则4R2=x2+y2,由已知条件有2xy-x2=4,所以y=.从而得到4R2=x2+==10+.由此能够求出正十字形外接圆周长最短,应如何设计正十字形的长和宽.

点评:本题考查函数问题在生产实际中的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.综合性强,是高考的重点,易出错点.解题时要认真审题,注意均值定理的灵活运用.
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