某公司承建扇環(huán)面形狀的花壇如圖所示,該扇環(huán)面花壇是由以點O為圓心的兩個同心圓弧AD、弧BC以及兩條線段AB和CD圍成的封閉圖形.花壇設(shè)計周長為30米,其中大圓弧AD所在圓的半徑為10米.設(shè)小圓弧BC所在圓的半徑為x米(0<x<10),圓心角為θ弧度.
(1)求θ關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)在對花壇的邊緣進行裝飾時,已知兩條線段的裝飾費用為4元/米,兩條弧線部分的裝飾費用為9元/米.設(shè)花壇的面積與裝飾總費用的比為y,當(dāng)x為何值時,y取得最大值?
考點:函數(shù)解析式的求解及常用方法,函數(shù)的最值及其幾何意義
專題:應(yīng)用題
分析:(1)掌握扇形的周長公式;
(2)熟記扇形面積公式,總費用是四迥的裝飾費用之和;變形成雙勾函數(shù),利用雙勾函數(shù)的單調(diào)性求出最值.
解答: 解:(1)設(shè)扇環(huán)的圓心角為θ,則30=θ(10+x)+2(10-r),
θ=
10+2x
10+x
,
(2)花壇的面積為:
S=
1
2
θ(102-x2)

=(5+x)(10-x)
=-x2+5x+50,(0<x<10),
裝飾總費用為9θ(10+x)+8(10-x)=170+10x,
所以花壇的面積與裝飾總費用的比y=
-x2+5x+50
170+10x
=-
x2-5x-50
10(17+x)

令t=17+x,則y=
39
10
-
1
10
(t+
324
t
)≤
3
10
,當(dāng)且僅當(dāng)t=18時取等號,
此時x=1,θ=
12
11

答:當(dāng)x=1時,花壇的面積與裝飾總費用的比最大.
點評:本題是考查,扇形的周長公式和面積公式,要求學(xué)生熟記這兩個公式,掌握雙勾函數(shù)的單調(diào)性.屬于中檔題.
練習(xí)冊系列答案
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A、(0,
π
4
B、(
π
4
,
3
C、(
π
2
,
4
D、(
3
,π)

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1
2

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5
2
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