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如图,已知ABCD是一块边长为100 m的正方形地皮,其中AST是一半径为90 m的扇形小山,其余部分是平地.一开发商想在平地上建一个矩形车场,使矩形的一个顶点P在弧ST上,相邻两边CQ,CR落在正方形的边BC、CD上,求矩形停车场PQCR面积的最大值和最小值.

答案

解:

设∠PAB=θ,θ∈[0,]延长RP交AB于M,则AM=90cosθ,MP=90sinθ, ∴PQ=MB=100-90cosθ, PR=100-MP=100-90sinθ.

∴S矩形=PQ·PR=10 000-9 000(sinθ+cosθ)+8 100sinθcosθ.

令t=sinθ+cosθ∈[1,],则sinθcosθ=,

∴S矩形=10 000-9 000 t+8 100·

=(t-)2+950.

∴当t=时,Smin=950 m2,

当t=时,Smax=(14 050-9 000)m2.

思想方法小结:通过设角沟通AM与MP的联系,从而列出三角函数关系式,通过换元法转化为二次函数求解.在换元时,要注意三角函数的范围.

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