(2006•泉州)一条隧道的截面如图所示,它的上部是一个以AD为直径的半圆O,下部是一个矩形ABCD.
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解题思路:(1)已知直径求半圆面积,简单;

(2)截面面积=半圆面积+矩形面积.分别用含r的式子表示两个部分的面积可得函数关系式,根据关系式画图回答问题.

(1)当AD=4米时,

S半圆=[1/2]π×([AD/2])2=[1/2]π×22

=2π(米2).(3分)

(2)①∵AD=2r,AD+CD=8

∴CD=8-AD=8-2r(4分)

∴S=[1/2]πr2+AD•CD=[1/2]π r2+2r(8-2r)=([1/2]π-4)r2+16r.(8分)

②由①知CD=8-2r,

又∵2≤CD≤3,

∴2≤8-2r≤3,

∴2.5≤r≤3.(9分)

由①知S=([1/2]π-4)r2+16r≈([1/2]×3.14-4)r2+16r

=-2.43r2+16r(10分)

=−2.43(r−

800

243)2+

600

243

∵-2.43<0,

∴函数图象为开口向下的抛物线.

∵函数对称轴r=

8

2.43≈3.3(11分)

又因为2.5≤r≤3<3.3,

由函数图象知,其图象在对称轴左侧,函数为增函数,即S随r的增大而增大,

故当r=3时,有S最大值.(12分)

S最大值=([1/2]π-4)×32+16×3

≈([1/2]×3.14-4)×9+48

=26.13

≈26.1(米2

答:隧道截面的面积S的最大值约为26.1米2.(13分)

点评:

本题考点: 二次函数综合题;二次函数的应用.

考点点评: 此题的最后一个问题应注意函数自变量的取值范围,在此范围内通过观察图象求出最值,往往并非是函数的最值.