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如图为某儿童游乐场一个小型摩天轮示意图,该摩天轮近似看作半径为4.8m的圆,圆上最低点A与地面距离为0.8m,摩天轮每60秒匀速转动一圈,摩天轮上某点B的起始位置在最低点A处.图中OA与地面垂直,以O

数学试题 02-25
如图为某儿童游乐场一个小型摩天轮示意图,该摩天轮近似看作半径为的圆,圆上最低点A与地面距离为,摩天轮每60秒匀速转动一圈,摩天轮上某点B的起始位置在最低点A处.图中与地面垂直,以为始边,逆时针转动角到,设B点与地面间的距离为.
 
(1)求h间关系的函数解析式;
(2)设从开始转动,经过t秒后到达,求ht之间的函数关系式;
(3)如果离地面高度不低于才能获得最佳观景效果,在摩天轮转动的一圈内,有多长时间B点在最佳观景效果高度?
【答案】(1);(2);(3)20秒
【解析】
【分析】
(1)由题意,以圆心O为原点,建立平面之间坐标系则以为始边,为终边的角为,,再根据实际情况列出高度,即为函数关系式;
(2)根据题意,列出角速度,进而列出t秒转过的弧度数为,即可求解;
(3)由(2)问中解析式,计算三角函数不等式,解得的范围长度,即为观景最佳时间.
【详解】(1) 以圆心O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则以为始边,为终边的角为
故点B的坐标为
.
 
(2)点A在圆上转动的角速度是,故t秒转过的弧度数为
.
(3)由


故转动一圈最佳观景效果持续的时间为20秒
答:一个周期内B点在最佳观赏效果高度持续的时间为20秒.
【点睛】本题考查:(1)根据实际情况列三角函数关系式;(2)根据角速度列出函数关系式;(3)根据观景效果最优时,列三角不等式求解最优值;本题考查数学建模能力,创新应用型题,有一定难度.
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