第
22
讲 三角函数应用题
第22讲 三角函数应用题
1.如图,某生态园将一块三角形地
ABC
的一角
APQ
开辟为水果园,已知∠
A
为1
20
°
,
AB
,
AC
的长度均大于200米,现在边界
AP
,
AQ
处建围墙,在
PQ
处围竹篱笆.
(1)若
AP
+
AQ
=200米,如何使得三角形地块
APQ
面积最大?
(2)已知竹篱笆长50
米,
AP
段围墙高1米,
AQ
段围墙高2米,造价均为每平方
米100元,求围墙总造价的取值范围.
解析
(1)设
AP
=
x
米,则
AQ
=(200-
x
)米,
所以
S
△
APQ
=
x
(200-
x
)sin 120
°
≤
×
=2 500
(米
2
),
当且仅当
x
=200-
x
时取等号,即
AP
=
AQ
=100 (米),
S
max
=2 500
(米
2
).
(2)由
=
=
,得
AP
=100sin∠
AQP
,
AQ
=100sin∠
APQ
,
故围墙总造价
y
=100(
AP
+2
AQ
)=10 000(sin∠
AQP
+2sin∠
APQ
)=10 000
cos
∠
AQP
,
因为00,
直线
BN
的方程为
y
=(
x
-2
)tan
+12,则
x
N
=-
+2
0).
则年总产值为4
k
×
800(4sin
θ
cos
θ
+cos
θ
)+3
k
×
1 600(cos
θ
-sin
θ
cos
θ
)=8 000
k
(sin
θ
cos
θ
+cos
θ
),
θ
∈
.
设
f
(
θ
)=sin
θ
cos
θ
+cos
θ
,
θ
∈
.
则
f
'(
θ
)=cos
2
θ
-sin
2
θ
-sin
θ
=-(2sin
2
θ
+sin
θ
-1)=-(2sin
θ
-1)(sin
θ
+1),
令
f
'(
θ
)=0,得
θ
=
,
当
θ
∈
时,
f
'(
θ
)>0,所以
f
(
θ
)为增函数;
当
θ
∈
时,
f
'(
θ
)0,记∠
APB
=
α
,∠
CPD
=
β
,则tan
α
=
=
,tan
β
=
=
,
由tan(
α
+
β
)=tan 45
°
=
=
=1,
化简得7
t
2
-125
t
-300=0,解得
t
=20或
t
=-
(舍去),
所以
AC
=
AP
+
PC
=21
×
20+4
×
20=500米.
答:两索塔之间桥面
AC
的长度为500米.
(2)设
AP
=
x
米,点
P
处的承重强度之和为
L
(
x
).
则
L
(
x
)=60
,且
x
∈(0,500),
即
L
(
x
)=60
ab
,
x
∈(0,500),
记
l
(
x
)=
+
,
x
∈(0,500),则
l
'(
x
)=
+
,
令
l
'(
x
)=0,解得
x
=250,
当
x
∈(0,250)时,
l
'(
x
)