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【題目】如圖,經過村莊A有兩條夾角60°為的公路AB,AC,根據規劃擬在兩條公路之間的區域內建一工廠P,分別在兩條公路邊上建兩個倉庫M,N(異于村莊A),要求PM=PN=MN=2(單位:千米).記∠AMN=θ.
(1)將AN,AM用含θ的關系式表示出來;
(2)如何設計(即AN,AM為多長時),使得工廠產生的噪聲對居民的影響最小(即工廠與村莊的距離AP最大)?

【答案】
(1)解:∠AMN=θ,在△AMN中,由正弦定理得: = =

所以AN= ,AM=


(2)解:AP2=AM2+MP2﹣2AMMPcos∠AMP

= sin2(θ+60°)+4﹣ sin(θ+60°)cos(θ+60°)

= [1﹣cos(2θ+120°)]﹣ sin(2θ+120°)+4

= [ sin(2θ+120°)+cos(2θ+120°)]+

= sin(2θ+150°),θ∈(0°,120°)(其中利用誘導公式可知sin(120°﹣θ)=sin(θ+60°))

當且僅當2θ+150°=270°,即θ=60°時,工廠產生的噪聲對居民的影響最小,此時AN=AM=2.


【解析】(1)根據正弦定理,即可θ表示出AN,AM;(2)設AP2=f(θ),根據三角函數的公式,以及輔助角公式即可化簡f(θ);根據三角函數的圖象和性質,即可求出函數的最值.

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A.
B.
C.
D.

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