在综合实践活动课上,李老师让同桌两位同学用相同的两块含的三角板开展数学探究活动,两块三角板分别记作和 , 设 .
【操作探究】
如图1,先将和的边、重合,再将绕着点A按顺时针方向旋转,旋转角为 , 旋转过程中保持不动,连接 .
图1是搭成的“倍力桥”,纵梁a,c夹住横梁 , 使得横梁不能移动,结构稳固.图2是长为 , 宽为3cm的横梁侧面示意图,三个凹槽都是半径为1cm的半圆,圆心分别为 , 纵梁是底面半径为1cm的圆柱体,用相同规格的横梁、纵梁搭“桥”,间隙忽略不计.
探究1:
测试机器人行走路径
素材一
图1是某校科技兴趣小组设计的一个可以帮助餐厅上菜的机器人,该机器人能根据指令要求进行旋转和行走.如图为机器人所走的路径.机器人从起点出发,连续执行如下指令:机器人先向前直行(表示第次行走的路程),再逆时针旋转 , 直到第一次回到起点后停止.记机器人共行走的路程为 , 所走路径形成的封闭图形的面积为S .
素材二
如图2,当每次直行路程均为1(即),时,机器人的运动路径为 , 机器人共走的路程 , 由图2图3易得所走路径形成的封闭图形的面积为 .
素材三
如图4,若 , 机器人执行六次指令后回到起点处停止.
解决问题
任务
固定变量
探索变量
探索内容
任务一
直行路程
旋转角度与路程
任务二
旋转角度
若 , 求与的值.
任务三
旋转角度 , 路程
路径形成的封闭图形面积S .
若 , 请直接写出与之间的数量关系,并求出当S最大时的值.