题目
如图扇形AOB是一个观光区的平面示意图,其中∠AOB的圆心角为 ,半径OA为1km,为了便于游客观光休闲,拟在观光区内铺设一条从入口A到出口B的观光道路,道路由圆弧AC、线段CD及线段BD组成.其中D在线段OB上,且CD∥AO,设∠AOC=θ,
(1)
用θ表示CD的长度,并写出θ的取值范围.
(2)
当θ为何值时,观光道路最长?
答案: 解:在△COD中,由正弦定理得 CDsin∠COD=ODsin∠DCO=COsin∠CDO ,又CD∥AO,CO=1,∠AOC=θ,所以 CD=cosθ+13sinθ,OD=23sinθ因为OD<OB,所以 sinθ<32 ,所以 0<θ<π3 ,所以CD=cosθ+13sinθ ,θ的取值范围为 (0,π3)
设道路长度L(θ),则 L(θ)=cosθ−13sinθ+θ+1,θ∈(0,π3) , L/(θ)=−sinθ−33cosθ+1由L′(θ)=0得 sin(θ+π6)=32 ,又 θ∈(0,π3) ,所以 θ=π6易得θ∈(0, π6 ),L′(θ)>0,θ∈( π6 , π3 ),L′(θ)<0,∴ θ=π6 时,L(θ)取到最大值,即θ= π6 时,观光道路最长.