【題目】某高速公路隧道設(shè)計為單向三車道,每條車道寬4米,要求通行車輛限高5米,隧道全長1.5千米,隧道的斷面輪廓線近似地看成半個橢圓形狀(如圖所示).

1)若最大拱高6米,則隧道設(shè)計的拱寬至少是多少米?(結(jié)果取整數(shù))

2)如何設(shè)計拱高和拱寬,才能使半個橢圓形隧道的土方工程量最。浚ńY(jié)果取整數(shù))

參考數(shù)據(jù):,橢圓的面積公式為,其中,分別為橢圓的長半軸和短半軸長.

【答案】(1)此隧道設(shè)計的拱寬至少是22米(2)當(dāng)拱高為7米、拱寬為18米時,土方工程量最小

【解析】

1)建立直角坐標(biāo)系,設(shè)橢圓方程為,根據(jù)對稱性,將點代入橢圓方程,即可求解;

2)由點在橢圓上或在橢圓內(nèi),得,利用基本不等式,即可求出橢圓的面積的最小值,根據(jù)體積公式,即可求解.

1)建立直角坐標(biāo)系如圖所示,

則點在橢圓上,

與點代入橢圓方程,得,

此時,

因此隧道設(shè)計的拱寬至少是22.

2)由橢圓方程,得,

因為,即,

由于隧道長度為1.5千米,故隧道的土方工程量,

當(dāng)取得最小值時,有,得,

此時,.

①若,此時,此時,

②若,此時,此時,

因為,故當(dāng)拱高為7米、拱寬為18米時,土方工程量最小.

練習(xí)冊系列答案
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(1) 表示甲乙玩都不超過小時的付費情況,求甲、乙二人付費之和為44元的概率;

(2)抽獎活動的規(guī)則是:顧客通過操作按鍵使電腦自動產(chǎn)生兩個[0,1]之間的均勻隨機數(shù),并按如右所示的程序框圖執(zhí)行.若電腦顯示中獎,則該顧客中獎;若電腦顯示謝謝,則不中獎,求顧客中獎的概率.

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A. B.

C. D.

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