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一个截面为抛物线形的旧河道(如图1),河口宽AB=4米,河深2米,现要将其截面改...

一个截面为抛物线形的旧河道(如图1),河口宽AB=4米,河深2米,现要将其截面改造为等腰梯形(如图2),要求河道深度不变,而且施工时只能挖土,不准向河道填土.
(1)建立恰当的直角坐标系并求出抛物线弧AB的标准方程;
(2)试求当截面梯形的下底(较长的底边)长为多少米时,才能使挖出的土最少?
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(1)以抛物线的顶点为原点,AB中垂线为y轴建立直角坐标系,一依题意可知A,B的坐标,设出抛物线的方程,把点B代入求得p,进而可求得抛物线的方程. (2)设等腰梯形的腰与抛物线相切于P,则可利用导函数求得P的切线的斜率,表示直线l的方程,分别令y=0和2求得x,利用梯形面积求得面积的表达式,利用基本不等式求得三角形面积的小值. 【解析】 (1)如图:以抛物线的顶点为原点,AB中垂线为y轴建立直角坐标系 则A(-2,2),B(2,2) 设抛物线的方程为x2=2Py(P>0), 将点B(2,2)代入得P=1 所以抛物线弧AB方程为x2=2y(-2≤x≤2) (2)设等腰梯形的腰与抛物线相切于,(不妨t>0) 则过的切线l的斜率为y′|x=t=t 所以切线l的方程为:,即 令y=0,得, 令y=2,得, 所以梯形面积 当仅当,即时,“=”成立 此时下底边长为 答:当梯形的下底边长等于米时,挖出的土最少.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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