问题标题:
已知AB=2a,在以AB为直径的半圆上有一点C,设AB中点为O,∠AOC=60°.(1)在上取一点P,若∠BOP=2θ,把PA+PB+PC表示成θ的函数;(2)设f(θ)=PA+PB+PC,当θ为何值时f(θ)有最大值,最大值是多少?急
问题描述:
已知AB=2a,在以AB为直径的半圆上有一点C,设AB中点为O,∠AOC=60°.
(1)在上取一点P,若∠BOP=2θ,把PA+PB+PC表示成θ的函数;
(2)设f(θ)=PA+PB+PC,当θ为何值时f(θ)有最大值,最大值是多少?
急
程万胜回答:
(1)由题意知,AB为直径的半圆的半径为a,0°<2θ<120°,∴0°≤θ≤60°,
△PAO中,由余弦定理得PA=
a2+a2-2a•acos(180°-2θ)
=2acosθ,
同理可求得PB=
a2+a2-2a•acos2θ
=2asinθ,
PC=
a2+a2-2a•acos(120°-2θ)
=2asin(60°-θ),
∴PA+PB+PC=2asinθ+2acosθ+2asin(60°-θ)=2asinθ+2acosθ+2a(
32
cosθ-
12
sinθ)
=asinθ+(2+
3
)acosθ.
(2)f(θ)=PA+PB+PC=asinθ+(2+
3
)acosθ=2a
2+3
(
122+3
sinθ+
2+322+3
cosθ)
令cosα=
122+3
,sinα=
2+322+3
,则f(θ)=2a
2+3
sin(θ+α),
取锐角α,则α=arcsin
2+322+3
>45°,故当θ=90°-arcsin
2+322+3
时,sin(θ+α)=1取得最大值,
此时,f(θ)取最大值2a
2+3
.
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