桌子边缘一点处的照亮度E和电灯射到桌子边缘的光线与桌子的夹角θ的正弦成正比,而和这一点到光源的距离r的平方成反比,即E=k.这里k是一个和灯光强度有关的常数.那么究竟应该怎样选择灯的高度h,才能使桌子边缘处最亮?
【精彩点拨】 根据题设条件建立r与θ的关系式,将它代入E=k,得到以θ为自变量,E为因变量的函数关系式,再用平均不等式求函数的最值.
【自主解答】 ∵r=,
∴E=k·.
∴E2=·sin2θ·cos4θ
=(2sin2θ)·cos2θ·cos2θ
≤3=,
当且仅当2sin2θ=cos2θ时取等号,
即tan2θ=,tan θ=时,等号成立.
∴h=2tan θ=,即h=时,E最大.
因此选择灯的高度为米时,才能使桌子边缘处最亮.
规律总结:
1.本题的关键是在获得了E=k·后,对E的函数关系式进行变形求得E的最大值.
2.解应用题时必须先读懂题意,建立适当的函数关系式,若把问题转化为求函数的最值问题,常配凑成可以用平均不等式的形式,若符合条件"一正、二定、三相等"即可直接求解.
[再练一题]