Question

【題目】已知某種月餅形狀的俯視圖如圖1所示，該形狀由1個(gè)正六邊形和6個(gè)半圓組成，半圓直徑與正六邊形的邊長(zhǎng)相等．

現(xiàn)商家設(shè)計(jì)了2種棱柱體包裝盒，其底面分別為矩形和正六邊形(如圖2和圖3)我們可從底面的利用率來(lái)記算整個(gè)包裝盒的利用情況．(底面利用率=×100%)

（1）請(qǐng)分別計(jì)算出圖2與圖3中的底面利用率(結(jié)果保留到0.1%)；

（2）考慮到節(jié)約成本，商家希望底面利用率能夠不低于80%，且底面圖形仍然采用最基本的幾何形狀，請(qǐng)問(wèn)商家的要求是否能夠滿(mǎn)足，若可以滿(mǎn)足，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，并直接寫(xiě)出此時(shí)的利用率；若不能滿(mǎn)足，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）圖2、3的底面利用率分別約為66.4%、40.2%；（2）設(shè)計(jì)底面為圓形的包裝盒，利用率約為84.5%.

【解析】

（1）設(shè)半圓直徑與正六邊形的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)正多邊形和圓的知識(shí)，算出月餅面積，再算出圖2正方形的邊長(zhǎng)，即可求出圖2的面積，和圖2底面的利用率；圖3的包裝盒六邊形和月餅相似，利用面積比等于相似比的平方，求出圖3包裝盒的底面利用率；

（2）設(shè)計(jì)底面為圓形的包裝盒，求出其半徑、面積、底面利用率，滿(mǎn)足底面利用率不低于80%.

解：（1）設(shè)半圓直徑與正六邊形的邊長(zhǎng)a，連接正六邊形的中心和兩相鄰的頂點(diǎn)，則,,

∴是等邊三角形，

∴=a,

過(guò)點(diǎn)作,

∴，,

∴=，

延長(zhǎng)OC與其中一個(gè)半圓交于點(diǎn)D，

則，

∴,

40.2%;

===66.4%;

答：圖2、3的底面利用率分別約為66.4%、40.2%；

（2）商家的要求是否能夠滿(mǎn)足，設(shè)計(jì)如圖所示底面為圓的包裝盒，半徑為，

=，

答：設(shè)計(jì)底面為圓形的包裝盒，利用率約為84.5%.