问题标题:
如图,两县城A和B相距20km,O为AB的中点,现要在以O为圆心、20km为半径的圆弧上选择一点P建造垃圾处理厂,其中MA⊥AB,NB⊥AB.已知垃圾处理厂对城市的影响度与所选地点到城市的距离有关
问题描述:
如图,两县城A和B相距20km,O为AB的中点,现要在以O为圆心、20km为半径的圆弧上选择一点P建造垃圾处理厂,其中MA⊥AB,NB⊥AB.已知垃圾处理厂对城市的影响度与所选地点到城市的距离有关,对城A和城B的总影响度为对城A和城B的影响度之和.统计调查表明:垃圾处理厂对城A的影响度与所选地点到城A的距离的平方成反比,比例系数为4;对城B的影响度与所选地点到城B的距离的平方成反比,比例系数为9.记垃圾处理厂对城A和城B的总影响度为y,设AP=xkm,∠POA=θ.
(I)写出x关于θ的函数关系,并求该函数的定义域和值域;
(II)当x为多少km时,总影响度最小?
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林来信回答:
【分析】(I)根据在三角形中应用余弦定理做出变量的表示式,得到一个关于三角函数的解析式,根据三角函数的性质做出函数的定义域和值域;
n(II)根据余弦定理表示出要求的量,根据上一问的结果,得到变量的表示式,对函数求导,使得导函数大于0,小于0,求出函数的单调区间,得到最值,说明最值的实际意义.
(I)在ΔPOA中,由余弦定理得:x2=400+100-2×20×10cosθ=500-400cosθ,
n∴x=10,
n定义域为[],值域为[10,10].
n(II)在ΔPOB中,由余弦定理得:PB2=400+100-2×20×10cos(π-θ)=500+400cosθ.
n由(I),知400cosθ=500-x2,
n∴PB2=1000-x2,
n∴,
n∴.
n∵10,
n令y′=0,得x=10.
n当10时,y′<0,
n当10,y′>0,
n∴当x=10时,y取极小值也是最大值.
n即当AP为10时,总影响度最小.
【点评】本题考查已知三角函数模型的应用问题,解答本题的关键是建立起符合条件的模型,作出正确的示意图,然后再由三角形中的相关知识进行运算,注意题中导数的应用.
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