题目内容
【题目】某港湾的平面示意图如图所示,、、分别是海岸线、上的三个集镇,位于的正南方向处,位于的北偏东方向处.随着经济的发展,为缓解集镇的交通压力,拟在海岸线、上分别修建码头、,开辟水上航线,勘测时发现:以为圆心,为半径的扇形区域为浅水区,不适宜船只航行.
(1)能否求出集镇、间的直线距离?
(2)根据勘测要求,要使、之间的直线航线最短,直线与圆应满足什么关系?
(3)应怎样确定码头、的位置,才能使得、之间的直线航线最短?
【答案】(1);(2)直线与圆应该相切;(3)码头、与集镇的距离均为时,、之间的直线航线最短.
【解析】
(1)在中,利用余弦定理可求出的长度;
(2)要使、之间的直线航线最短,又使得航线不能经过浅水区,进而可得知直线与圆的位置关系;
(3)设直线与圆相切于点,连接,设,,,根据的面积得到等式,然后利用余弦定理结合基本不等式求出的最小值,利用等号成立的条件求出、,进而可得出结论.
(1)在中,,,,
根据余弦定理得,所以,故集镇、间的直线距离为;
(2)要使、之间的直线航线最短,又使得航线不能经过浅水区,则直线与圆应该相切;
(3)设直线与圆相切于点,连接,则.
设,,,
在中,由,
得,即,
由余弦定理,得,
所以,解得,
当且仅当时,取得最小值,
所以码头、与集镇的距离均为时,、之间的直线航线最短,最短距离为.
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