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为创建全国文明城市,上饶市政府决定对某小区内一个近似半圆形场地进行改造,场地如图,以为圆心,半径为一个单位,现规划出以下三块场地,在扇形$AOC$区域铺设草坪,$\triangle OCD$区域种花,$\triangle OBD$区域养殖观赏鱼,若$\angle AOC=\angle COD$,且使这三块场地面积之和最大,则$coS\angle AOC=\_\_\_\_\_\_.$

2024-08-25 04:28:01 编辑:join 浏览量:526

为创建全国文明城市,上饶市政府决定对某小区内一个近似半圆形场地进行改造,场地如图,以为圆心,半径为一个单位,现规划出以下三块场地,在扇形$AOC$区域铺设草坪,$\triangle OCD$区域种花,$\triangle OBD$区域养殖观赏鱼,若$\angle AOC=\angle COD$,且使这三块场地面积之和最大,则$coS\angle AOC=\_\_\_\_\_\_.$

设$\angle AOC=\theta $,则$\angle COD=\theta $,根据题意易知$\theta \in (0$,$\frac{π}{2})$,$\because OD=OB$,$\triangle OBD$为等腰三角形,则$\angle ODB=\angle OBD$,

又$\because \angle AOD=\angle ODB+\angle OBD$,

$\therefore \angle COD=\angle ODB=\angle OBD=\theta $,

$\therefore OC$∥$DB$,

$\therefore $则三块场地的面积和为$S=\frac{1}{2}θ+\frac{1}{2}\sin \theta +\frac{1}{2}sin\left(\pi -2\theta \right)=\frac{1}{2}θ+\frac{1}{2}\sin \theta +\frac{1}{2}sin\left(2\theta \right)$,$\theta \in (0$,$\frac{π}{2})$,

则${S'}=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\cos \theta +\cos 2\theta =2\cos ^{2}\theta +\frac{1}{2}\cos \theta -\frac{1}{2}$,$\theta \in (0$,$\frac{π}{2})$,

令${S'}=0$,$\cos \theta =\frac{\sqrt{17}-1}{8}$或$\cos \theta =\frac{-\sqrt{17}-1}{8}($舍)

设$\varphi $为$\cos \theta =\frac{\sqrt{17}-1}{8}$所对应的角,

$\because y=\cos \theta $在$\theta \in (0$,$\frac{π}{2})$上单调递减,

$\therefore \theta \in \left(0,\varphi \right)$时,$S$单调递增.

$\therefore \theta \in (\varphi $,$\frac{π}{2})$时,$S$单调递减.

$\therefore $当$\cos \theta =\frac{\sqrt{17}-1}{8}$时,面积最大.

故答案为:$\frac{\sqrt{17}-1}{8}$.

标签:AOC,angle,场地

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