长沙市某棚户区改造建筑用地平面示意图如图所示.经规划调研确定,棚改规划建筑用地区域近似地为半径是R的圆面.该圆面的内接四边形ABCD是原棚户建筑用地,测量可知边界AB=AD=-高三数学

题目简介

长沙市某棚户区改造建筑用地平面示意图如图所示.经规划调研确定,棚改规划建筑用地区域近似地为半径是R的圆面.该圆面的内接四边形ABCD是原棚户建筑用地,测量可知边界AB=AD=-高三数学

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长沙市某棚户区改造建筑用地平面示意图如图所示.经规划调研确定,棚改规划建筑用地区域近似地为半径是R的圆面.该圆面的内接四边形ABCD是原棚户建筑用地,测量可知边界AB=AD=4万米,BC=6万米,CD=2万米.
(1)请计算原棚户区建筑用地ABCD的面积及圆面的半径R的值;
(2)因地理条件的限制,边界AD、DC不能变更,而边界AB、BC可以调整,为了提高棚户区改造建筑用地的利用率,请在圆弧ABC上设计一点P;使得棚户区改造的新建筑用地APCD的面积最大,并求最大值.
题型:解答题难度:偏难来源:江苏月考题

答案

解:(1)因为四边形ABCD内接于圆,
所以∠ABC+∠ADC=180°,连接AC,由余弦定理:
AC2=42+62﹣2×4×6×cos∠ABC =42+22﹣2×2×4cos∠ADC
所以cos∠ABC=
∵∠ABC∈(0,π),
故∠ABC=60°.
S四边形ABCD= ×4×6×sin60°+ ×2×4×sin120°
                    =8(万平方米).
在△ABC中,由余弦定理:
AC2=AB2+BC2﹣2ABBCcos∠ABC=16+36﹣2×4×6×
AC=2
由正弦定理==2R,
∴2R===
∴R=(万米).
(2)∵S四边形APCD=S△ADC+S△APC,
又S△ADC=ADCDsin120°=2
设AP=x,CP=y.则S△APC=xysin60°=xy.
又由余弦定理AC2=x2+y2﹣2xycos60°=x2+y2﹣xy=28.
∴x2+y2﹣xy≥2xy﹣xy=xy.
∴xy≤28,
当且仅当x=y时取等号
∴S四边形APCD=2+xy≤2+×28=9
∴最大面积为9万平方米.

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