某單位擬建一個扇環(huán)面形狀的花壇(如圖所示),該扇環(huán)面是由以點(diǎn)為圓心的兩個同心圓弧和延長后通過點(diǎn)的兩條直線段圍成.按設(shè)計要求扇環(huán)面的周長為30米,其中大圓弧所在圓的半徑為10米.設(shè)小圓弧所在圓的半徑為,圓心角為(弧度).
(1)求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式;
(2)已知在花壇的邊緣(實(shí)線部分)進(jìn)行裝飾時,直線部分的裝飾費(fèi)用為4元/米,弧線部分的裝飾費(fèi)用為9元/米.設(shè)花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比為,求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,并求出為何值時,取得最大值?

(1);(2),當(dāng)時,花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比最大.

解析試題分析:(1)根據(jù)已知條件,將周長米為等量關(guān)系可以建立滿足的關(guān)系式,再由此關(guān)系式進(jìn)一步得到函數(shù)解析式:,即可解得;(2)根據(jù)題意及(1)可得花壇的面積為,裝飾總費(fèi)用為
,因此可得函數(shù)解析式,而要求的最大值,即求函數(shù)的最大值,可以考慮采用換元法令,從而,再利用基本不等式,即可求得的最大值:,當(dāng)且僅當(dāng),時取等號,此時,,因此當(dāng)時,花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比最大.
試題解析:(1)扇環(huán)的圓心角為,則,∴,      3分
(2)由(1)可得花壇的面積為,    6分
裝飾總費(fèi)用為,             8分
∴花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的,        10分
,則,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,此時,   12分
答:當(dāng)時,花壇的面積與裝飾總費(fèi)用的比最大.       13分
考點(diǎn):1.扇形公式的運(yùn)用;2.利用基本不等式函數(shù)求極值.

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