【題目】如圖,某廣場(chǎng)中間有一塊邊長(zhǎng)為2百米的菱形狀綠化區(qū)ABCD,其中BMN是半徑為1百米的扇形,∠ABC= .管理部門欲在該地從M到D修建小路:在 上選一點(diǎn)P(異于M,N兩點(diǎn)),過點(diǎn)P修建與BC平行的小路PQ.

(1)若∠PBC= ,求PQ的長(zhǎng)度;
(2)當(dāng)點(diǎn)P選擇在何處時(shí),才能使得修建的小路 與PQ及QD的總長(zhǎng)最。坎⒄f明理由.

【答案】
(1)解.如圖示:

,

連接BP,過P作PP1⊥BC,垂足為P1,過Q作QQ1⊥BC垂足為Q1

在Rt△PBP1中, ,PQ=1


(2)解.設(shè)∠PBP1=θ,

,

在Rt△QBQ1中, ,

∴總路徑長(zhǎng)f(θ)= ﹣θ+4﹣cosθ﹣ sinθ,(0<θ< ),

f′(θ)=sinθ﹣ cosθ﹣1=2sin(θ﹣ )﹣1,

令f'(θ)=0, ,

當(dāng) 時(shí),f'(θ)<0,

當(dāng) 時(shí),f'(θ)>0,

所以當(dāng) 時(shí),總路徑最短.

答:當(dāng)BP⊥BC時(shí),總路徑最短


【解析】(1)作出輔助線,根據(jù)梯形的性質(zhì)求出PQ的長(zhǎng)即可;(2)設(shè)∠PBP1=θ,求出PQ的長(zhǎng),得到總路徑長(zhǎng)f(θ)的表達(dá)式,通過求導(dǎo)得到函數(shù)的單調(diào)性,從而求出去最小值時(shí)θ的值,即P點(diǎn)的位置即可.

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