题目
现有长24厘米的铁丝,要做成一个扇形的物件。当扇形的半径x为()厘米时,做成的扇形面积最大。A. 6B. 12C. sqrt 6 D. 3
现有长24厘米的铁丝,要做成一个扇形的物件。当扇形的半径x为()厘米时,做成的扇形面积最大。
A. 6
B. 12
C. $$ $\sqrt 6$ $$
D. 3
题目解答
答案
A. 6
解析
本题考查扇形的周长和面积公式以及二次函数求最值的知识点。解题解题思路是先根据扇形的周长公式得出弧长与半径的关系,再代入扇形面积公式得到关于半径的二次函数,最后根据二次函数的性质求出面积最大时半径的值。
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首先明确扇形的周长和面积公式:
- 扇形的周长公式为$C = l + 2r$(其中$C$为周长),$l$为弧长,$r$为半径)。
- 扇形的面积公式为$S=\frac{1}{2}lr$(其中$S$为面积,$l$为弧长,$r$为半径)。
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然后根据已知条件求出弧长$l$与半径$x\(x$的关系:
已知铁丝长$24$厘米,即扇形周长$C = 24$厘米),半径为$x$厘米,由$C = l + 2x$可得弧长$ll = 24 - 2x$。 -
接着将弧长代入面积公式得到关于$x$的二次函数:
把$l = 24 - 2x$代入扇形面积公式$S=\frac{1}{2}lx$,可得$S=\frac{1}{2}x(24 - 2x)$。
对其进行化简:
$\[\begin{align*}S&=\frac{1}{2}x(24 - 2x)\\&=\frac{12\times(24x - 2x^2)\\&=-x^2 + 12x\end{align*}$ -
最后根据二次函数性质求面积最大时$x$的值:
对于二次函数$y = ax^2 + bx + c$($a\neq0$),当$a\lt0$时,函数图象开口向下开口,在$x = -\frac{b}{2a}$处取得最大值。
在$S=-x^2 + 12x$中,$a = -1$,$b = 12$,$c = 0$,因为$a = -1\lt0$,所以函数图象开口向下,有最大值。
将$a = -1$,$b = 12$代入$x = -\frac{b}{2a}$可得:
$x = -\frac{12}{2\times(-1)} = 6$
即当半径$x = 6$厘米时,扇形面积$S$取得最大值。