Question

根據(jù)長(zhǎng)沙市建設(shè)大河西的規(guī)劃，市旅游局?jǐn)M在咸嘉湖建立西湖生態(tài)文化公園。如圖，設(shè)計(jì)方案中利用湖中半島上建一條長(zhǎng)為的觀光帶AB，同時(shí)建一條連接觀光帶和湖岸的長(zhǎng)為2的觀光游廊BC，且BC與湖岸MN（湖岸可看作是直線）的夾角為60°，BA與BC的夾角為150°，并在湖岸上的D處建一個(gè)觀光亭，設(shè)CD＝xkm(1＜x＜4)。
（Ⅰ）用x分別表示tan∠BDC和tan∠ADM；
（Ⅱ）試確定觀光亭D的位置，使得在觀光亭D處觀賞觀光帶AB的視覺(jué)效果最佳。

Answer 1

（Ⅰ），
（Ⅱ）

（Ⅰ）設(shè)湖岸線為l，過(guò)點(diǎn)A、B分別作的垂線，垂足為E、F，延長(zhǎng)AB交于點(diǎn)G。

因?yàn)?i>BC＝2，∠BCF＝60°，則，，
因?yàn)?i>CD＝x＞1，則DF＝CD－CF＝x－1，
所以。                                   （3分）
因?yàn)椤?i>ABC＝150°，則∠CBG＝30°，又∠BCF＝60°，
則∠BGC＝30°，所以。
因?yàn)?i>AB＝，則AG＝AB＋BG＝，
所以AE＝AGsin30°＝，GE＝AGcos30°＝6。
又GC＝BC＝2，則CE＝GE－GC＝4，因?yàn)?i>CD＝x＜4，則DE＝CE－CD＝4－x，
所以。                                  （7分）
（Ⅱ）設(shè)∠ADB＝θ，則

()。                                            （9分）
令x＋2＝t，則。
因?yàn)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140823/20140823124926635781.gif" style="vertical-align:middle;" />，則，當(dāng)且僅當(dāng)，即時(shí)取等號(hào).所以當(dāng)，即時(shí)，tanθ取最大值。
又θ為銳角，則當(dāng)時(shí)θ取最大值。                                 （12分）
故當(dāng)觀光亭D建在距離C點(diǎn)時(shí)，在D處觀賞觀光帶AB的視覺(jué)效果最佳。（13分）