( 14分)如图,有一正方形钢板缺损一角(图中的阴影部分),边缘线
是以直线AD为对称轴,以线段
的中点
为顶点的抛物线的一部分.工人师傅要将缺损一角切割下来,使剩余的部分成为一个直角梯形.若正方形的边长为2米,问如何画切割线
,可使剩余的直角梯形的面积最大?并求其最大值.
( 14分)如图,有一正方形钢板缺损一角(图中的阴影部分),边缘线
是以直线AD为对称轴,以线段
的中点
为顶点的抛物线的一部分.工人师傅要将缺损一角切割下来,使剩余的部分成为一个直角梯形.若正方形的边长为2米,问如何画切割线
,可使剩余的直角梯形的面积最大?并求其最大值.
解法一:以为原点,直线
为
轴,建立如图所示的直角坐标系,依题意
可设抛物线弧
的方程为
∵点的坐标为
,∴
,
故边缘线
的方程
为.…4分
要使梯形的面积最大,则
所在的直线必与抛物线
弧相切,设切点坐标为
,∵
,
∴直线的的方程可表示为
,即
,…………8分
由此可求得,
.
∴,
,……10分
设梯形的面积为
,则
. ……………………………………………………………12分
∴当时,
,故
的最大值为
. 此时
.……13分
答:当
时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为
. ………………………………………………………………………14分
解法二:以为原点,直线
为
轴,建立如图所示的直角坐标系,依题意可设抛物线弧
的方程为
∵点的坐标为
,∴
,
故边缘线的方程为
. ………5分
要使梯形的面积最大,则
所在的直线必与抛物线弧
相切,设切点坐标为
,
∵,
∴直线的的方程可表示为
,即
,……8分
由此可求得,
.
∴,
,……………10分
梯形的面积为
,则
. ……………………………………………………………12分
∴当时,
,
故的最大值为
. 此时
.………13分
答:当时,可使剩余的直角梯形的面积最大,其最大值为
. ………………………………………………………………………14分