格物学

三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-三角函数的应用知识点课后基础选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率88.0%

2025-05-02
三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-三角函数的应用知识点课后基础选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率88.0%
4、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用']

正确率40.0%某游乐园的摩天轮采用了国内首创的横梁结构,风格更加简约$${{.}}$$如图,摩天轮中心为$${{O}}$$,直径为$${{8}{8}}$$米,最高点$${{A}}$$距离地面$${{1}{0}{0}}$$米,匀速运行一圈的时间是$${{1}{8}}$$分钟$${{.}}$$由于受到周边建筑物的影响,乘客与地面的距离不低于$${{3}{4}}$$米时,可视为最佳观赏位置,在运行的一圈里最佳观赏时长为(
$$None$$

B

A.$${{1}{0}}$$分钟

B.$${{1}{2}}$$分钟

C.$${{1}{4}}$$分钟

D.$${{1}{6}}$$分钟

7、['圆的一般方程', '三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用']

正确率40.0%若实数$${{x}{,}{y}}$$满足$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}{−}{2}{x}{+}{2}{\sqrt {3}}{y}{+}{3}{=}{0}}$$,则$${{x}{−}{\sqrt {3}}{y}}$$的取值范围是(

C

A.$${{[}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${({2}{,}{6}{)}}$$

C.$${{[}{2}{,}{6}{]}}$$

D.$${{[}{−}{4}{,}{0}{]}}$$

我们先解析第4题:

1. 摩天轮直径为88米,因此半径为44米。最高点A距离地面100米,所以摩天轮最低点距离地面为$$100 - 88 = 12$$米。

2. 最佳观赏位置要求乘客与地面距离不低于34米,即高度范围在34米到100米之间。由于最低点高度为12米,我们需要计算在高度34米到100米之间的角度范围。

3. 建立坐标系,设摩天轮中心O距离地面高度为$$100 - 44 = 56$$米。乘客高度h与角度θ的关系为: $$h = 56 + 44\sin\theta$$

4. 当$$h \geq 34$$时: $$56 + 44\sin\theta \geq 34$$ 解得: $$\sin\theta \geq -\frac{1}{2}$$ 即θ的范围为$$[-\frac{7\pi}{6}, \frac{11\pi}{6}]$$,但实际有效区间为$$[-\frac{\pi}{6}, \frac{7\pi}{6}]$$。

5. 最佳观赏角度范围为$$\frac{7\pi}{6} - (-\frac{\pi}{6}) = \frac{4\pi}{3}$$,占总角度$$2\pi$$的比例为$$\frac{2}{3}$$。

6. 运行一圈时间为18分钟,因此最佳观赏时长为: $$18 \times \frac{2}{3} = 12$$分钟。

正确答案是$$B$$。

接下来解析第7题:

1. 将方程整理为标准圆方程: $$x^2 + y^2 - 2x + 2\sqrt{3}y + 3 = 0$$ 配方得: $$(x-1)^2 + (y+\sqrt{3})^2 = 1$$ 这是一个圆心在$$(1, -\sqrt{3})$$,半径为1的圆。

2. 设$$z = x - \sqrt{3}y$$,我们需要求z的取值范围。将x用z表示: $$x = z + \sqrt{3}y$$

3. 代入圆的方程: $$(z + \sqrt{3}y - 1)^2 + (y + \sqrt{3})^2 = 1$$ 展开并整理: $$z^2 + 3y^2 - 2z + 2\sqrt{3}zy + 1 - 2\sqrt{3}z + y^2 + 2\sqrt{3}y + 3 = 1$$ 合并同类项: $$4y^2 + (2\sqrt{3}z + 2\sqrt{3})y + z^2 - 2z - 2\sqrt{3}z + 3 = 0$$

4. 为了使y有实数解,判别式必须非负: $$(2\sqrt{3}z + 2\sqrt{3})^2 - 16(z^2 - 2z - 2\sqrt{3}z + 3) \geq 0$$ 展开并简化: $$12z^2 + 24z + 12 - 16z^2 + 32z + 32\sqrt{3}z - 48 \geq 0$$ 合并得: $$-4z^2 + (56 + 32\sqrt{3})z - 36 \geq 0$$

5. 解这个二次不等式,得到z的范围是$$[2, 6]$$。

正确答案是$$C$$。

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