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如图,已知海岛A与海岸公路BC的距离为50km,B、C间的距离为100km,从A到C,先乘船,船速为25km/h,再乘汽

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/14 14:51:22
如图,已知海岛A与海岸公路BC的距离为50km,B、C间的距离为100km,从A到C,先乘船,船速为25km/h,再乘汽车,车速为50km/h.设登陆点在D处,从A到C所用的时间为y(单位:h).
(1)按下列要求建立函数关系:①设∠BAD=θ(rad),将y表示为θ的函数;②设BD=x(km),将y表示为x的函数.
(2)请选用(1)中的一个函数关系,确定登陆点D的位置,使从A到C所用时间最少?并求出所用的最少时间.
(1)①在Rt△ABD中,AB=50km,∴BD=50tanθ,AD=
50
cosθ,∴DC=100-BD=100-50tanθ.
∴y=
AD
25+
DC
50=
2
cosθ+2−tanθ=
2+2cosθ−sinθ
cosθ(0≤θ≤α,其中tanα=2,α∈[0,
π
2))…(4分)

②在Rt△ABD中,DC=100−x,AD=
x2+502,
∴y=
AD
25+
DC
50=
1
25
x2+2500+2−
x
50(0≤x≤100).….(8分)
注:定义域不写或写错扣(1分)
(2)①y′=
2sinθ−1
cos2θ,….(10分)
当0<θ<
π
6时,y'<0,∴函数y在(0,
π
6)单调递减;

π
6<θ<α,tanα=2,α∈[0,
π
2)时,y'>0,
∴函数y在(0,α)单调递增….(12分)
∴当θ=
π
6时,ymin=
2+2cos
π
6−sin
π
6
cos
π
6=2+
3.….(13分)
此时BD=50tan
π
6=
50
3
3.….(14分)
答:当BD=
50
3
3km时,从A到C所用时间最少为(2+
3)h.….(15分)
②y′=
x
25
x2+2500−
1
50=
2x−
x2+2500
50
x2+2500.….(10分)
当0<x<
50

3时,y'<0,∴函数y在(0,
50

3)单调递减;

50

3<x<100时,函数在(
50

3,100)单调递增….(12分)
∴当x=
50
3
3时,ymin=2+
3..…(14分)
答:当BD=
50
3
3km时,从A到C所用时间最少为(2+
3)h….(15分)