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甲同学从一个半径为r的半圆形铁板中截取一块矩形ABCD.记其最大面积为S甲.乙同学从一个半径为R的圆形铁板中截取一块矩形EFGH.记其最大面积为S乙.试问r和R满足什么关系时.S甲=S乙?说明理由.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 14:53:33分类:高中数学题库

甲同学从一个半径为r的半圆形铁板中截取一块矩形ABCD,记其最大面积为S甲,乙同学从一个半径为R的圆形铁板中截取一块矩形EFGH,记其最大面积为S乙,试问r和R满足什么关系时,S甲=S乙?说明理由.
在线课程解:如图所示,SABCD=r2sin2α,…(3分)
当时,S甲=r2…(1分)
SEFGH=2R2sin2β …(3分)
当时,S乙=2R2…(1分)
所以,r和R满足r2=2R2时,S甲=S乙…(1分)
即当r和R满足r2=2R2时,S甲=S乙.
分析:设圆心是O,连接OD,设∠COD=α,矩形ABCD的面积为S,则S=AB•BC=2OB•BC=r2sin2α,由三角函数的知识,得出S的最大值以及对应BC的值,同样的方法表示出四边形EFGH的面积,求出最值,进行比较.
点评:本题考查函数的模型的选择和应用,本题关键是如何利用角θ表示矩形的长与宽,合理地把长与宽表示出来,根据三角函数的性质求出最值.