Question

（理科）一條直角走廊寬 1.5米，如圖所示，現(xiàn)有一轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的手推車，其平板面為矩形ABCD，寬AD為1米，延長(zhǎng)AB交直角走廊于A₁、B₁，設(shè)∠CDE₁=θ，
（1）證明：CD=

3(sinθ+cosθ)-2

2sinθcosθ

．
（2）要想順利推過(guò)直角走廊，平板車的長(zhǎng)度不能超過(guò)多少米？

Answer 1

分析：（1）由已知中直角走廊寬為1.5m，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的平板手推車，寬為1m，我們?cè)O(shè)AB所在直線與走廊外輪廓線交于點(diǎn)A₁、B₁，
∠CDE₁=θ，由此我們可以構(gòu)造出車長(zhǎng)（CD）與θ的函數(shù)關(guān)系式，
（2）利用導(dǎo)數(shù)法，判斷出函數(shù)的單調(diào)性，及最值，即可得到答案．

解答：證明：（1）設(shè)AB所在直線與走廊外輪廓線交于點(diǎn)A₁、B₁，∠CDE₁=θ，，則∠B₁A₁E=θ．
∵CD=AB=A₁B₁-AA₁-BB₁，A₁B₁=A₁E+EB₁，
而 A′B′=

1.5

sinθ

+

1.5

cosθ

，AA₁=cotθ，BB₁=tanθ，
∴CD=1.5(

1

sinθ

+

1

cosθ

)-cotθ-tanθ=

3(sinθ+cosθ)-2

2sinθcosθ

．
（2）令sinθ+cosθ=t，則 CD=

3t-2

t2-1

．
又∵θ∈(θ，

π

2

]，∴t=

2

sin(θ+

π

4

)∈(1，

2

]．
令 f(t)=

3t-2

t2-1

，∵f′(t)=-

3t2-4t+3

(t2-1)2

＜0，
∴f（t）在 (1，

2

]上是減函數(shù)．
∴當(dāng) t=

2

，即 θ=

π

4

時(shí)，f（t）有最小值 3

2

-2，
從而CD的最小值是 3

2

-2．
故平板車的長(zhǎng)度不能超過(guò)（ 3

2

-2）米．

點(diǎn)評(píng)：本題的考查的知識(shí)點(diǎn)是利用導(dǎo)研究函數(shù)的單調(diào)性，函數(shù)模型的選擇，利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上的函數(shù)的最值，其中根據(jù)已知條件構(gòu)造出車長(zhǎng)（CD）與θ的函數(shù)關(guān)系式，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)最值問(wèn)題，是解答本題的關(guān)鍵．