| 1.8 三角函数的简单应用 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二

第一章 三角函数

1.8 三角函数的简单应用

摩天轮是一种大型转轮状的机械游乐设施,游客坐在摩天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.某摩天轮等距离设置有$60$个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周需要$30\min$.已知在转动一周的过程中,座舱距离地面的高度$H(m)$关于时间$t(\min)$的函数关系式为$H=65-50\cos \dfrac{\pi }{15}t(0\leqslant t\leqslant 30)$若甲、乙两人的座舱之间有$4$个座舱,则甲、乙两人座舱高度差的最大值为$(\qquad)$

["

$25\\sqrt{3}m$

","

$50m$

","

$25(\\sqrt{3}-1)m$

","

$25(\\sqrt{6}-\\sqrt{2})m$

"]
[["D"]]

设甲、乙两人的位置分别为$A$$B$,摩天轮的轴心为$O$,则$\angle AOB=2\pi \times \dfrac{5}{60}=\dfrac{\pi }{6}$

$\therefore\left| H_{甲}-H_{乙}\right| =\left|65-50\cos\left( \dfrac{\pi}{15}t+\dfrac{\pi}{6}\right)-65+50\cos\dfrac{\pi}{15}t\right| =50\left|\cos\dfrac{\pi}{15}t-\cos\left( \dfrac{\pi}{15}t+\dfrac{\pi}{6}\right)\right| =50\left|\left( 1-\dfrac{\sqrt{3}}{2}\right)\cos\dfrac{\pi}{15}t+\dfrac{1}{2}\sin\dfrac{\pi}{15}t\right|=25\left( \sqrt{6}-\sqrt{2}\right)\left| \sin\left( \dfrac{\pi}{15}t+\theta\right)\right|$,其中$\tan \theta =2-\sqrt{3}$

$\therefore \sin \left(\dfrac{\pi }{15}t+\theta \right)=\pm 1$时,$\left| {{H}_{甲}}-{{H}_{乙}} \right|$取得最大值为$25(\sqrt{6}-\sqrt{2})$,即甲、乙两人座舱高度差的最大值为$25(\sqrt{6}-\sqrt{2})m$

故选:$\rm D$

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