图1是某种称为“凹槽”的机械部件的示意图,图2是凹槽的横截面(阴影部分)示意图,其中四边形ABCD是矩形,弧CmD是半圆,凹槽的横截面的周长为4.已知凹槽的强度与横截面的面积成-数学

题目简介

图1是某种称为“凹槽”的机械部件的示意图,图2是凹槽的横截面(阴影部分)示意图,其中四边形ABCD是矩形,弧CmD是半圆,凹槽的横截面的周长为4.已知凹槽的强度与横截面的面积成-数学

题目详情

图1是某种称为“凹槽”的机械部件的示意图,图2是凹槽的横截面(阴影部分)示意图,其中四边形ABCD是矩形,弧CmD是半圆,凹槽的横截面的周长为4.已知凹槽的强度与横截面的面积成正比,比例系数为
3
,设AB=2x,BC=y.

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(1)写出y关于x函数表达式,并指出x的取值范围;
(2)求当x取何值时,凹槽的强度最大.
题型:解答题难度:中档来源:长宁区一模

答案

(1)易知半圆CmD的半径为x,故半圆CmD的弧长为πx.
所以4=2x+2y+πx,(2分)
y=
4-(2+π)x
2
(3分)
依题意知:0<x<y
0<x<class="stub"4
4+π

所以,y=
4-(2+π)x
2
0<x<class="stub"4
4+π
).(6分)

(2)依题意,设凹槽的强度为T,横截面的面积为S,则有
T=
3
S=
3
(2xy-
πx2
2
)
(8分)
=
3
(2x⋅
4-(2+π)x
2
-
πx2
2
)

=
3
[4x-(2+class="stub"3π
2
)x2]

=-
3
(4-3π)
2
(x-class="stub"4
4+3π
)
2
+
8
3
4+3π
.(11分)
因为0<class="stub"4
4+3π
<class="stub"4
4+π

所以,当x=class="stub"4
4+3π
时,凹槽的强度最大.(13分)
答:当x=class="stub"4
4+3π
时,凹槽的强度最大.(14分)

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