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已知 A.B两地相距2R.以AB为直径作一个半圆.在半圆上取一点C.连接AC.BC.在三角形ABC内种草坪.M.N分别为弧AC.弧BC的中点.在三角形AMC.三角形BNC上种花.其余是空地.设花坛的面

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:42:35分类:高中数学题库

已知 A、B两地相距2R,以AB为直径作一个半圆,在半圆上取一点C,连接AC、BC,在三角形ABC内种草坪(如图),M、N分别为弧AC、弧BC的中点,在三角形AMC、三角形BNC上种花,其余是空地.设花坛的面积为S1,草坪的面积为S2,取∠ABC=θ.
(1)用θ及R表示S1和S2;
(2)求数学公式的最小值.在线课程解:(1)因为∠ABC=θ,则AC=2Rsinθ,BC=2Rcosθ,
则.(3分)
设AB的中点为O,连MO、NO,则MO⊥AC,NO⊥BC.
设MO交AC与点E.
则ME=MO-OE=R-=R-Rcosθ=R(1-cosθ).
所以:S△AMC=|AC|•|ME|=R2sinθ(1-cosθ);(5分)
同理可得三角形BNC的面积为R2cosθ(1-sinθ),(7分)
∴S1=R2sinθ(1-cosθ)+R2cosθ(1-sinθ)=R2(sinθ+cosθ-2sinθcosθ).(8分)
(2)∵,(10分)
令,则2sinθcosθ=t2-1.
∴.(12分)
∴的最小值为.(14分)
分析:(1)先利用θ及R表示出AC、BC的长,进而求出S2;再设AB的中点为O,连MO、NO,则MO⊥AC,NO⊥BC,即可求出三角形AMC、三角形BNC的面积,进而求得S1;
(2)先利用(1)的结论求出关于θ的表达式;再结合三角函数以及函数单调性的知识即可求出的最小值.
点评:本题主要考查三角函数知识与实际生活相结合问题.解决本题的关键在与利用三角形的有关知识求出S1和S2.