Question

已知水渠在過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為定值的情況下，過(guò)水濕周越小，其流量越大．現(xiàn)有以下兩種設(shè)計(jì)，如圖甲、圖乙．圖甲的過(guò)水?dāng)嗝鏋榈妊�△ABC，AB=BC，過(guò)水濕周l₁=AB+BC 圖乙的過(guò)水?dāng)嗝鏋榈妊�梯形ABCD，AB=CD，AD∥BC，∠BAD=60 °，過(guò)水濕周l₂=AB+BC+CD，若△ABC與梯形ABCD的面積都是S．
（1）分別求l₁和l₂的最小值；
（2）為使流量最大，給出最佳設(shè)計(jì)方案。

Answer 1

解：（1）在圖甲中，設(shè)∠ABC=θ，AB=BC=a，則S=a²sinθ，
∵S，a，sinθ均為正值，
∴a=≧．當(dāng)且僅當(dāng)sinθ=1，即θ=90°時(shí)取等號(hào)，
∴l(xiāng)₁=2a≧2；
在圖乙中，設(shè)AB=CD=m，BC=n，由∠BAD=60°，
可求得：AD=m+n（m＞0，n＞0）．
由S=（n+m+n）m，
解得n=﹣，
∴l(xiāng)₂=2m+n=2m+﹣=+m≧，當(dāng)且僅當(dāng)=m，
即m=時(shí)取“=“；
（2）由于=＞，則l₂的最小值小于l₁的最小值，故在方案②中當(dāng)l₂取得最小值時(shí)的設(shè)計(jì)方案為最佳方案．