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        1. 如圖,某隧道設(shè)計為雙向四車道,車道總寬22 m,要求通行車輛限高4.5 m,隧道全長2.5 km,隧道的拱線近似地看成半個橢圓形狀.

          (1)若最大拱高h為6 m,則隧道設(shè)計的拱寬l是多少?

          (2)若最大拱高h不小于6 m,則應(yīng)如何設(shè)計拱高h和拱寬l,才能使半個橢圓形隧道的土方工程量最。浚ò雮橢圓的面積公式為lh,柱體體積為底面積乘以高.結(jié)果精確到0.1 m)

          解析:當(dāng)最大拱高h(yuǎn)為定值時,隧道設(shè)計的拱寬l即為2a;當(dāng)最大拱高h(yuǎn)為變量時,可根據(jù)均值定理,得到橢圓面積為最小.

          解:(1)如圖建立坐標(biāo)系,則點(diǎn)P(11,4.5),橢圓方程為=1.將b=h=6與點(diǎn)P坐標(biāo)代入橢圓方程,得a=,l=2a=≈33.3.故隧道的拱寬約為33.3 m.?

          (2)由橢圓方程=1,得=1.?

          因?yàn)?SUB>

          ab≥99,且l=2a,h=b,?

          所以S=lh=.?

          當(dāng)S取最小值時,有,得a=11,b=,此時,l=2a=22≈31.1,h=b≈6.4.?

          故當(dāng)拱高約為6.4 m,拱寬約為31.1 m時,土方工程量最小.

          練習(xí)冊系列答案
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          科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

          如圖,某隧道設(shè)計為雙向四車道,車道總寬20m,要求通行車輛限高5m,隧道全長2.5km,隧道的兩側(cè)是與地面垂直的墻,高度為3米,隧道上部拱線近似地看成半個橢圓.
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          (1)若最大拱高h(yuǎn)為6m,則隧道設(shè)計的拱寬l是多少?
          (2)若要使隧道上方半橢圓部分的土方工程量最小,則應(yīng)如何設(shè)計拱高h(yuǎn)和拱寬l?
          (已知:橢圓
          x2
          a2
          +
          y2
          b2
          =1的面積公式為S=πab,柱體體積為底面積乘以高.)
          (3)為了使隧道內(nèi)部美觀,要求在拱線上找兩個點(diǎn)M、N,使它們所在位置的高度恰好是限高5m,現(xiàn)以M、N以及橢圓的左、右頂點(diǎn)為支點(diǎn),用合金鋼板把隧道拱線部分連接封閉,形成一個梯形,若l=30m,梯形兩腰所在側(cè)面單位面積的鋼板造價是梯形頂部單位面積鋼板造價的
          2
          倍,試確定M、N的位置以及h的值,使總造價最少.

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          科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

          如下圖,某隧道設(shè)計為雙向四車道,車道總寬22 m,要求通行車輛限高4.5 m,隧道全長2.5 km,隧道的拱線近似地看成半個橢圓形狀.

          (1)若最大拱高h6 m,則隧道設(shè)計的拱寬l是多少?

          (2)若最大拱高h不小于6 m,則應(yīng)如何設(shè)計拱高h和拱寬l,才能使半個橢圓形隧道的土方工程量最。浚ò雮橢圓的面積公式為lh,柱體體積為底面積乘以高.結(jié)果精確到0.1 m

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          科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

          如圖,某隧道設(shè)計為雙向四車道,車道總寬22米,要求通過車輛限高4.5米,隧道全長2.5千米,隧道的拱線近似地看成半個橢圓形狀.

          (1)若最大拱高h(yuǎn)為6米,則隧道設(shè)計的拱寬l是多少?

          (2)若最大拱高h(yuǎn)不小于6米,則應(yīng)如何設(shè)計拱高h(yuǎn)和拱寬l,才能使半個橢圓形隧道的土方工程量最小?

          (半個橢圓的面積公式為S=lh,柱體體積為:底面積乘以高.本題結(jié)果均精確到0.1米)

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          科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

          如圖,某隧道設(shè)計為雙向四車道,車道總寬22米,要求通過車輛限高4.5米,隧道全長2.5千米,隧道的拱線近似地看成半個橢圓形狀.

          (1)若最大拱高h(yuǎn)為6米,則隧道設(shè)計的拱寬l是多少?

          (2)若最大拱高h(yuǎn)不小于6米,則應(yīng)如何設(shè)計拱高h(yuǎn)和拱寬l,才能使半個橢圓形隧道的土方工程量最小?

          (半個橢圓的面積公式為S=lh,柱體體積為:底面積乘以高.本題結(jié)果均精確到0.1米)

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