校園里將建一個矩形花壇,并在花壇內裝置兩個相同的噴水器,已知噴水器的噴水區域是半徑為5米的圓,問如何設計花壇的尺寸和兩個噴水器的位置,才能使花壇的面積最大,且能全部噴到水`

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解、畫兩個半徑為5的等圓相交于P、Q,O1、O2分別為兩圓圓心,O1O2交PQ于E,所求矩形為ABCD, ,設AD 米時, , ,矩形面積 , ,S取最大值,可見符合設計要求。此時:

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兩個噴水器相當于兩個圓心,所噴范圍相等于兩個等圓。這兩個圓要么相交,要么相切,要么相離(不能重合)若相離或相切,則矩形花壇必有一部分花草得不到水的滋養,故排除只剩下相交,如圖,只有按以下方法設計,才能使花壇處處有水喝,并且面積最大連接兩個圓的交點,得到相交弦,該弦將矩形平均分為兩個部分,則只須考慮其中一半的面積問題轉化為在一個半徑5米的圓內作其內接矩形,如何才能使得面積最大現在方法就有很多了,可利用函數,可設長為x,面積是y,求y的最大值最后,發現最大值是50平方米,當且僅當矩形變為正方形時取得故花壇長為10倍根號2米,寬為5倍根號2米,且兩個噴水器位于兩個正方形中心時滿足要求。

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解:∵圓的內接正方形為面積最大的內接四邊形∴如果能夠達到兩個內接正方形即可∴取兩個圓的兩個交點的弦=正方形的邊長 即可滿足題意∵圓內接正方形的邊長=半徑*√2=5√2∴可以求出兩個圓心的距離為:5√2不計算了