19.某校把一块形状为直角三角形的废地开辟为生物园,如图所示,$∠ ACB = 90°$,$AC = 80$米,$BC = 60$米.若线段CD是一条小渠,且D点在边AB上,已知水渠的造价为10元/米,则D点在距A点多远处时,水渠的造价最低?最低造价是多少?
答案
19.解:当CD为斜边上的高时,CD最短,从而水渠造价最低.
$\because ∠ACB=90°,AC=80$米,$BC=60$米,
$\therefore AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{60^2+80^2}=100$(米).
$\because CD·AB=AC·BC$,
即$CD·100=80×60$,
$\therefore CD=48$米.
$\therefore$在$Rt△ACD$中,$AC=80$米,$CD=48$米,
$\therefore AD=\sqrt{AC^2-CD^2}=\sqrt{80^2-48^2}=64$(米).
所以,D点在距A点64米的地方,水渠的造价最低,其最低造价为480元.
$\because ∠ACB=90°,AC=80$米,$BC=60$米,
$\therefore AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{60^2+80^2}=100$(米).
$\because CD·AB=AC·BC$,
即$CD·100=80×60$,
$\therefore CD=48$米.
$\therefore$在$Rt△ACD$中,$AC=80$米,$CD=48$米,
$\therefore AD=\sqrt{AC^2-CD^2}=\sqrt{80^2-48^2}=64$(米).
所以,D点在距A点64米的地方,水渠的造价最低,其最低造价为480元.
解析
【分析】
要使水渠造价最低,已知水渠造价为10元/米,因此只需让水渠长度CD最短即可。根据“点到直线的距离中,垂线段最短”的性质,当CD为斜边AB上的高时,CD长度最短。接下来按步骤计算:第一步用勾股定理算出斜边AB的长度;第二步利用直角三角形的两种面积计算方法,通过等积法求出CD的长度;第三步在Rt△ACD中用勾股定理求出AD的长度;最后用CD的长度乘单价得到最低造价。
【解析】
当CD为斜边上的高时,CD最短,此时水渠造价最低。
1. 计算斜边AB的长度:
∵ ∠ACB=90°,AC=80米,BC=60米,
由勾股定理得 $AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{80^2+60^2}=\sqrt{6400+3600}=\sqrt{10000}=100$(米)。
2. 用等积法求CD的长度:
直角三角形ABC的面积可表示为 $\frac{1}{2}AC·BC$,也可表示为 $\frac{1}{2}AB·CD$,因此:
$AC·BC=AB·CD$,
代入数值得 $80×60=100×CD$,
解得 $CD=48$ 米。
3. 计算AD的长度:
在Rt△ACD中,AC=80米,CD=48米,由勾股定理得:
$AD=\sqrt{AC^2-CD^2}=\sqrt{80^2-48^2}=\sqrt{4096}=64$(米)。
4. 计算最低造价:
最低造价为 $48×10=480$(元)。
【答案】
D点在距A点64米处时水渠造价最低,最低造价是480元。
【知识点】
1. 垂线段最短
2. 勾股定理
3. 等积法求高
【点评】
本题结合实际生活中的造价问题,将实际问题转化为几何最值问题进行求解,既考查了对几何基础性质的理解,也考查了运用勾股定理、等积法进行计算的能力,体现了数学在实际生活中的应用价值。
【难度系数】
0.7
要使水渠造价最低,已知水渠造价为10元/米,因此只需让水渠长度CD最短即可。根据“点到直线的距离中,垂线段最短”的性质,当CD为斜边AB上的高时,CD长度最短。接下来按步骤计算:第一步用勾股定理算出斜边AB的长度;第二步利用直角三角形的两种面积计算方法,通过等积法求出CD的长度;第三步在Rt△ACD中用勾股定理求出AD的长度;最后用CD的长度乘单价得到最低造价。
【解析】
当CD为斜边上的高时,CD最短,此时水渠造价最低。
1. 计算斜边AB的长度:
∵ ∠ACB=90°,AC=80米,BC=60米,
由勾股定理得 $AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{80^2+60^2}=\sqrt{6400+3600}=\sqrt{10000}=100$(米)。
2. 用等积法求CD的长度:
直角三角形ABC的面积可表示为 $\frac{1}{2}AC·BC$,也可表示为 $\frac{1}{2}AB·CD$,因此:
$AC·BC=AB·CD$,
代入数值得 $80×60=100×CD$,
解得 $CD=48$ 米。
3. 计算AD的长度:
在Rt△ACD中,AC=80米,CD=48米,由勾股定理得:
$AD=\sqrt{AC^2-CD^2}=\sqrt{80^2-48^2}=\sqrt{4096}=64$(米)。
4. 计算最低造价:
最低造价为 $48×10=480$(元)。
【答案】
D点在距A点64米处时水渠造价最低,最低造价是480元。
【知识点】
1. 垂线段最短
2. 勾股定理
3. 等积法求高
【点评】
本题结合实际生活中的造价问题,将实际问题转化为几何最值问题进行求解,既考查了对几何基础性质的理解,也考查了运用勾股定理、等积法进行计算的能力,体现了数学在实际生活中的应用价值。
【难度系数】
0.7
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