宽为a的走廊与另一走廊垂直相连,如果长为8a的细杆能水平地通过拐角,则另一走廊的宽度至少是多少?
问题描述:
宽为a的走廊与另一走廊垂直相连,如果长为8a的细杆能水平地通过拐角,则另一走廊的宽度至少是多少?
答
知识点:本题主要考查函数模型的建立与应用,解答关键是还利用三角函数的定义求出函数表达式,再利用导数法求函数最值等.
如图,设细杆与另一走廊一边的夹角为θ(0<θ<
),π 2
设另一走廊的宽为y,∵AB=
,BC=8a−a cosθ
,∴y(θ)=BCsinθ=8asinθ−a cosθ
(0<θ<asinθ cosθ
)π 2
依题意必存在一个适当的0值使y最小.
由y′(θ)=8acosθ−
=8acosθ−asin2θ+acos2θ
cos2θ
a
cos2θ
令y'=0得cos3θ=
,得csoθ=1 8
,θ=1 2
,π 3
当cosθ<
时,y'<0,当cosθ>1 2
时,y'>0,1 2
∴当cosθ=
,即θ=1 2
时,ymin3π 3
a,即另一走廊的宽度至少是3
3
a
3
答案解析:设细杆与另一走廊一边的夹角为θ(0<θ<
),根据图可知y(θ)=BCsinθ=8asinθ−π 2
(0<θ<asinθ cosθ
)整理可得函数.“如果长为8a的细杆能水平地通过拐角,求另一走廊的宽度至少是多少”,关键看函数y(θ)的最小值,先研究其单调性,用导数法,先求导,由y'(θ)>0,y(θ)为增函数,可知当 θ=π 2
时,y(θ)有最小值,即可得到结论.π 3
考试点:在实际问题中建立三角函数模型.
知识点:本题主要考查函数模型的建立与应用,解答关键是还利用三角函数的定义求出函数表达式,再利用导数法求函数最值等.