(北京卷理14)如图放置的边长为1的正方形PABC沿x轴滚动.设顶点p(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则f(x)的最小正周期为________;y=f(x)在其两个相邻零点间的图象与x轴所围区域的面积为________
说明:“正方形PABC沿X轴滚动”包括沿x轴正方向和沿x轴负方向滚动.沿x轴正方向滚动指的是先以顶点A为中心顺时针旋转,当顶点B落在x轴上时,再以顶点B为中心顺时针旋转,如此继续.类似地,正方形PABC可以沿x轴负方向滚动.
网友回答
4 π+1
解析分析:由题中信息可知无论正方形是沿着x轴的正方向还是负方向滚动,再次使用点P与x轴接触的x轴方向的路程是4,故其最小正期为4,在正方形的翻滚过程中,函数y=f(x)的两个相邻零点间点P的轨迹如图所示,可得其面积.
解答:解:不难想象,从某一个顶点(比如A)落在x轴上的时候开始计算,到下一次A点落在x轴上,这个过程中四个顶点依次落在了x轴上,而每两个顶点间距离为正方形的边长1,因此该函数的周期为4.下面考察P点的运动轨迹,不妨考察正方形向右滚动,P点从x轴上开始运动的时候,首先是围绕A点运动个圆,该圆半径为1,然后以B点为中心,滚动到C点落地,其间是以BP为半径,旋转90°,然后以C为圆心,再旋转90°,这时候以CP为半径,因此最终构成图象如下:故其与x轴所围成的图形面积为故