如图所示:一吊灯的下圆环直径为4m,圆心为O,通过细绳悬挂在天花板上,圆环呈水平状态,并且与天花板的距离(即OB)为2m

如图所示:一吊灯的下圆环直径为4m,圆心为O,通过细绳悬挂在天花板上,圆环呈水平状态,并且与天花板的距离(即OB)为2m,在圆环上设置三个等分点A1,A2,A3.点C为OB上一点(不包含端点O、B),同时点C与点A1,A2,A3,B均用细绳相连接,且细绳CA1,CA2,CA3的长度相等,求细绳总长y的最小值,并求出此时BC的长度.
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zu0104 幼苗

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解题思路:在RT△COA1中,设∠OA1C=θ,则CA1
2
cosθ
,CO=2tanθ,CB=2-2tanθ>0,即可表示出y,利用导数得出其单调性即可求出.

在RT△COA1中,设∠OA1C=θ,则CA1=
2
cosθ,CO=2tanθ,
∵y=3CA1+CB=[6/cosθ+2−2tanθ=
2(3−sinθ)
cosθ+2(0<θ<
π
4),
∴y′=2×
−cos2θ−(3−sinθ)(−sinθ)
cos2θ]=
2(3sinθ−1)
cos2θ,
令y=0,则sinθ=
1
3.
当sinθ>
1
3时,y>0;sinθ<
1
3时,y<0,
∵y=sinθ在[0,
π
4]上是增函数,
∴当角θ满足sinθ=
1
3时,y最小为4
2+2;此时BC=2−

2
2m.

点评:
本题考点: 三角函数的最值;点、线、面间的距离计算.

考点点评: 正确表示出y,及熟练利用导数研究函数的单调性是解题的关键.

1年前

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