Question

2013年4月20日8點(diǎn)02分四川省雅安市蘆山縣（北緯30.3度，東經(jīng)103.0度）
發(fā)生7.0級(jí)地震，此次地震中，受災(zāi)面積大，傷亡慘重，醫(yī)療隊(duì)到達(dá)后，都會(huì)選擇一個(gè)合理的位置，使傷員能在最短的時(shí)間內(nèi)得到救治．醫(yī)療隊(duì)首先到達(dá)O點(diǎn)，設(shè)有四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別位于一個(gè)矩形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)A，B，C，D，為了救災(zāi)及災(zāi)后實(shí)際重建需要．需要修建三條小路OE、EF和OF，要求O是AB的中點(diǎn)，點(diǎn)E在邊BC上，點(diǎn)F在邊AD上，AB=50千米，BC=25

3

千米且∠EOF=90°，如圖所示．
（1）設(shè)∠BOE=α，試將△OEF的周長(zhǎng)表示成α的函數(shù)關(guān)系式，并求出此函數(shù)的定義域；
（2）經(jīng)核算，三條路每千米鋪設(shè)費(fèi)用均為400元，試問如何設(shè)計(jì)才能使鋪路的總費(fèi)用最低？并求出最低總費(fèi)用．

Answer 1

（1）∵在Rt△BOE中，OB=25，∠B=90°，∠BOE=α，
∴OE=

25

cosα

在Rt△AOF中，OA=25，∠A=90°，∠AFO=α，
∴OF=

25

sinα

．
又∠EOF=90°，
∴EF=

OE2+OF2

=

25

cosαsinα

，
∴l(xiāng)=OE+OF+EF=

25

cosα

+

25

sinα

+

25

cosαsinα

=

25(sinα+cosα+1)

cosαsinα

．
當(dāng)點(diǎn)F在點(diǎn)D時(shí)，這時(shí)角α最小，求得此時(shí)α=

π

6

；
當(dāng)點(diǎn)E在C點(diǎn)時(shí)，這時(shí)角α最大，求得此時(shí)α=

π

3

．
故此函數(shù)的定義域?yàn)閇

π

6

，

π

3

]．
（2）由題意知，要求鋪路總費(fèi)用最低，只要求△OEF的周長(zhǎng)l的最小值即可．
由（1）得，l=

25(sinα+cosα+1)

cosαsinα

，α∈[

π

6

，

π

3

]．
設(shè)sinα+cosα=t，則sinαcosα=

t2-1

2

，
∴l(xiāng)=

25(t+1)

t2-1 2

=

50

t-1

由t=sinα+cosα=

2

sin（α+

π

4

），
又

5π

12

≤α+

π

4

≤

7π

12

，得

3 +1

2

≤t≤

2

，
∴

2

+1≤

1

t-1

≤

3

+1，
∴α=

π

4

，即BE=25時(shí)，l_min=50（

2

+1），
∴當(dāng)BE=AF=25米時(shí)，鋪路總費(fèi)用最低，最低總費(fèi)用為20000（

2

+1）元．