24. (10分)如图,有一段长$400\ \mathrm{m}$的海堤,其横截面是梯形$ABCD$,为了提高防海潮的能力,计划将堤面加宽$1.6\ \mathrm{m}$,背水坡的坡度由原来的$1:1$改成$1:2$,加固后的海堤横截面是梯形$BCEF$. 已知原背水坡$AD$的长为$8.0\ \mathrm{m}$,求完成这一工程所需的土方(精确到$1\ \mathrm{m}^3$).

答案:解:过点D作DM⊥AB,垂足为点M,过点E作EN⊥BF,垂足为点N

由题意可得,DM=EN,DE=MN=1.6m
在Rt△ADM中,∵AD=8,坡度i=tan∠DAM=DM:AM=1:1
∴∠DAM=45°
∴$DM=AM=\frac {AD}{\sqrt 2}=4\sqrt 2$
∴$EN=DM=4\sqrt 2$
在Rt△EFN中,∵坡度i=EN:FN=1:2
∴$FN=8\sqrt 2$
∴$FA=FN+MN-AM=4\sqrt 2+1.6$
∴$S_{梯形DEFA}=\frac 12(DE+AF)×EN=16+6.4\sqrt 2$
$400(16+6.4\sqrt 2)=6400+2560\sqrt 2≈10020(\ \mathrm {m^3})$
∴完成这一工程所需的土方约为$10020\ \mathrm {m^3}$