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过水断面面积一定为S(一个上长下短的等腰梯形)形状是底角大小为定值a,求湿周长最短值

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/17 04:26:05
过水断面面积一定为S(一个上长下短的等腰梯形)形状是底角大小为定值a,求湿周长最短值
湿周指过水断面与河床的接触部分.
2根号S(2-cosa)除以sina
简单说,湿周就是那个等腰梯形除开上面的那个边后的周长
梯形面积为S
设腰长为m,下底为k,底角大小为定值a
高为:m*sina
显然,上底边为:k+2mcosa
则面积为:
S=1/2*(k+k+2mcosa)*m*sina
解得:
S=(k+mcosa)*m*sina
k=S/m*sina -mcosa
而湿周为:k+2m

k+2m=S/(msina) -mcosa+2m
=S/(msina) +(2-cosa)m
因为S/(msina) ,(2-cosa)m均为正数.由重要不等式
a+b≥2√ab 得
≥2√(S(2-cosa)/sina
等号在S/(msina) =(2-cosa)m 时成立
所以最大湿周:
2根号S(2-cosa)除以sina