Question

（本題滿分10分）木匠黃師傅用長(zhǎng)AB=3，寬BC=2的矩形木板做一個(gè)盡可能大的圓形桌面，他設(shè)計(jì)了四種方案：方案一：直接鋸一個(gè)半徑最大的圓；

方案二：圓心O1、O2分別在CD、AB上，半徑分別是O1C、O2A，鋸兩個(gè)外切的半圓拼成一個(gè)圓；

方案三：沿對(duì)角線AC將矩形鋸成兩個(gè)三角形，適當(dāng)平移三角形并鋸一個(gè)最大的圓；

方案四：鋸一塊小矩形BCEF拼到矩形AFED下面，利用拼成的木板鋸一個(gè)盡可能大的圓．

（1）寫(xiě)出方案一中圓的半徑；

（2）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明方案二和方案三中，哪個(gè)圓的半徑較大？

（3）在方案四中，設(shè)CE=x（0＜x＜1），圓的半徑為y．

①求y關(guān)于x的函數(shù)解析式；

②當(dāng)x取何值時(shí)圓的半徑最大，最大半徑為多少？并說(shuō)明四種方案中哪一個(gè)圓形桌面的半徑最大．

 

Answer 1

（1）1；（2）方案三；（3）①，②，，方案四．

【解析】

試題分析：（1）觀察圖易知，截圓的直徑需不超過(guò)長(zhǎng)方形長(zhǎng)、寬中最短的邊，由已知長(zhǎng)寬分別為3，2，那么直接取圓直徑最大為2，則半徑最大為1．

（2）方案二、方案三中求圓的半徑是常規(guī)的利用勾股定理或三角形相似中對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)成比例等性質(zhì)解直角三角形求邊長(zhǎng)的題目．一般都先設(shè)出所求邊長(zhǎng)，而后利用關(guān)系代入表示其他相關(guān)邊長(zhǎng)，方案二中可利用△O1O2E為直角三角形，則滿足勾股定理整理方程，方案三可利用△AOM∽△OFN后對(duì)應(yīng)邊成比例整理方程，進(jìn)而可求r的值．

（3）①類似（1）截圓的直徑需不超過(guò)長(zhǎng)方形長(zhǎng)、寬中最短的邊，雖然方案四中新拼的圖象不一定為矩形，但直徑也不得超過(guò)橫縱向方向跨度．則選擇最小跨度，取其，即為半徑．由EC為x，則新拼圖形水平方向跨度為3﹣x，豎直方向跨度為2+x，則需要先判斷大小，而后分別討論結(jié)論．

②已有關(guān)系表達(dá)式，則直接根據(jù)不等式性質(zhì)易得方案四中的最大半徑．另與前三方案比較，即得最終結(jié)論．

試題解析：（1）方案一中的最大半徑為1．

分析如下：因?yàn)殚L(zhǎng)方形的長(zhǎng)寬分別為3，2，那么直接取圓直徑最大為2，則半徑最大為1；

（2）如圖1，方案二中連接O1，O2，過(guò)O1作O1E⊥AB于E，方案三中，過(guò)點(diǎn)O分別作AB，BF的垂線，交于M，N，此時(shí)M，N恰為⊙O與AB，BF的切點(diǎn)．

方案二：設(shè)半徑為r，在Rt△O1O2E中，

∵O1O2=2r，O1E=BC=2，O2E=AB﹣AO2﹣CO1=3﹣2r，∴，解得．

方案三：設(shè)半徑為r，在△AOM和△OFN中，∵∠A=∠FON，∠OMA=∠OFN，∴△AOM∽△OFN，

∴，∴，解得 ：，比較知，方案三半徑較大；

（3）①∵EC=x，∴新拼圖形水平方向跨度為3﹣x，豎直方向跨度為2+x．

類似（1），所截出圓的直徑最大為3﹣x或2+x較小的．

a．當(dāng)時(shí)，即當(dāng)時(shí)，；

b．當(dāng)時(shí)，即當(dāng)時(shí)，；

c．當(dāng)時(shí)，即當(dāng)時(shí)，．

②當(dāng)時(shí)，；

當(dāng)時(shí)，；

當(dāng)時(shí)，，

∴方案四中，當(dāng)時(shí)，y最大為．

∵，∴方案四時(shí)可取的圓桌面積最大．

考點(diǎn)：圓的綜合題．