10.要在宽为36m的公路的绿化带MN(宽为4m)的中央安装路灯,路灯的灯臂AD的长为3m,且与灯柱CD成120°(如图所示),路灯采用圆锥形灯罩,灯罩的轴线AB与灯臂垂直.当灯罩的轴线通过公路路面一侧的中间时(除去绿化带的路面部分),照明效果最理想,问:应设计多高的灯柱,才能取得最理想的照明效果?(精确到0.01m,参考数据$\sqrt{3}$≈1.732)

分析 延长BA,CD交于点P,解直角三角形得到AP=PD•cos30°和BC的长,通过△PAD∽△PCB,得出$\frac{AP}{PC}$=$\frac{AD}{BC}$,代入数据即可得到结论.

解答 解:如图,延长BA,CD交于点P,
∵∠PAD=∠PCB=90°,∠ADC=120°,
∴∠P=30°,
∵AD=3,
∴PD=6,AP=PD•cos30°=3$\sqrt{3}$,
BC=(18-2)÷2+2=10.
∵∠P=∠P,∠PAD=∠PCB=90°,
∴△PAD∽△PCB,
∴$\frac{AP}{PC}$=$\frac{AD}{BC}$,
∴PC=$\frac{AP•BC}{AD}$=10$\sqrt{3}$m,
∴CD=PC-PD=10$\sqrt{3}$-6≈11.32m.
则应设计11.32m高的灯柱,才能取得最理想的照明效果.

点评 本题考查了相似三角形的性质,直角三角形的性质,锐角三角函数的概念,正确的作出辅助线构造相似三角形是解题的关键.

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