如图,△ABC是简易遮阳棚,A、B是南北方向上的两个定点,正东方向射出的太阳光线与地面成40°角,为了使遮阴影面ABD面积最大,遮阳棚ABC与地面所成的角的大小为______.

问题描述:

如图,△ABC是简易遮阳棚,A、B是南北方向上的两个定点,正东方向射出的太阳光线与地面成40°角,为了使遮阴影面ABD面积最大,遮阳棚ABC与地面所成的角的大小为______.

作CE⊥平面ABD于E,则∠CDE是太阳光线与地面所成的角,即∠CDE=40°,延长DE交直线AB于F,连接CF,则∠CFD是遮阳棚与地面所成的角,设为α.要使S△ABD最大,只需DF最大.
在△CFD中,

CF
sin40°
=
DF
sin(140°−α)

∴DF=
CF•sin(140°−α)
sin140°

∵CF为定值,
∴当α=50°时,DF最大.
故遮阳棚ABC与地面所成的角为50°时遮阴影面最大.
故答案为:50°.

答案解析:作CE⊥平面ABD于E,则∠CDE是太阳光线与地面所成的角,延长DE交直线AB于F,连接CF,则∠CFD是遮阳棚与地面所成的角,设为α,进而可知要使S△ABD最大,只需DF最大.利正弦定理求得DF的表达式,利用正弦函数的性质求得DF的最大值时α的值.
考试点:二面角的平面角及求法.
知识点:本题主要考查了解三角形的实际应用和正弦定理的运用.考查了学生运用数学基础知识解决实际问题的能力.