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如图边长为2的正方形花园的一角是以A为中心,1为半径的扇形水池.现需在其余部分设计一个矩形草坪PNCQ,其中P是水池边上任意一点,点N、Q分别在边BC和CD上,设∠PAB为θ.
(I)用θ表示矩形草坪PNCQ的面积,并求其最小值;
(II)求点P到边BC和AB距离之比数学公式的最小值.

解:(I)因为∠PAB为θ,|AP|=1.
∴AM=COSθ,PM=sinθ,
PN=2-cosθ,PQ=2-sinθ,
∴矩形草坪PNCQ面积S=(2-cosθ)(2-sinθ)
=4-2(sinθ+cosθ)+sinθ•cosθ
=4-2(sinθ+cosθ)+
=-2sin()+
=sin2)-2sin()+
=-2+
∵θ∈[0,],∴∈[].sin()∈[,1].
∴当sin()=1,即θ=时,面积有最小值此时s==
故当,最小值为;(6分)
(II)∵
,令1-2cosθ=0?
θ0
-
0
极小
+
所以当时,(12分)
分析:(I)先利用∠PAB为θ,|AP|=1?AM=COSθ,PM=sinθ,?矩形草坪PNCQ面积S=(2-cosθ)(2-sinθ),向下整理得-2+,再利用二次函数在闭区间上的最值求法即可求矩形草坪PNCQ的面积的最小值;
(II)先求得,再求其导函数,利用其导函数研究出原函数在给定区间上的单调性,进而求出其最小值.
点评:本题主要考查利用导数求闭区间上函数的最值,是对二次函数,三角函数等知识的综合考查,属于中档题.
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PNPM
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