问题 解答题

某公司为一家制冷设备厂设计生产某种型号的长方形薄板,其周长为4m.这种薄板须沿其对角线折叠后使用.如图所示,ABCD(AB>AD)为长方形薄板,沿AC折叠后AB′交DC于点P.当△ADP的面积最大时最节能,凹多边形ACB′PD的面积最大时制冷效果最好.

(1)设AB=xm,用x表示图中DP的长度,并写出x的取值范围;

(2)若要求最节能,应怎样设计薄板的长和宽?

(3)若要求制冷效果最好,应怎样设计薄板的长和宽?

答案

(1)y=2,1<x<2.(2)当薄板长为m,宽为(2-)m时,节能效果最好.(3)当薄板长为m,宽为(2-)m时,制冷效果最好.

(1)由题意,AB=x,BC=2-x.

因x>2-x,故1<x<2.设DP=y,则PC=x-y.

因△ADP≌△CB′P,故PA=PC=x-y.

由PA2=AD2+DP2,得

(x-y)2=(2-x)2+y2y=2,1<x<2.

(2)记△ADP的面积为S1,则

S1 (2-x)=3-≤3-2

当且仅当x=∈(1,2)时,S1取得最大值.

故当薄板长为m,宽为(2-)m时,节能效果最好.

(3)记多边形ACB′PD的面积为S2,则

S2x(2-x)+(2-x)=3-,1<x<2.

于是S2′=-=0x=.

关于x的函数S2在(1,)上递增,在(,2)上递减.所以当x=时,S2取得最大值.

故当薄板长为m,宽为(2-)m时,制冷效果最好

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