题目内容

如图,有两条相交成
π
3
角的直线EF,MN,交点是O.一开始,甲在OE上距O点2km的A处;乙在OM距O点1km的B处.现在他们同时以2km/h的速度行走.甲沿EF的方向,乙沿NM的方向.设与OE同向的单位向量为
e1
,与OM同向的单位向量为
e2

(1)求
e1
e2

(2)若过2小时后,甲到达C点,乙到达D点,请用
e1
e2
表示
CD

(3)若过t小时后,甲到达G点,乙到达H点,请用
e1
e2
表示
GH

(4)什么时间两人间距最短?
分析:(1)由题意结合向量的数乘的意义可得答案;
(2)若过2小时后,易得CD的位置,用
e1
,和
e2
,可表示向量
OC
OD
,而
CD
=
OD
-
OC
,代入可得;
(3)同(2的方法)可得;
(4)两人间距离y=|
GH
|
,代入化简可得y=
12t2-6t+3
,由二次函数的知识可得答案.
解答:解:(1)由题意可得
e1
=
1
2
OA
e2
=
OB

(2)若过2小时后,甲到达C点,乙到达D点,
OC
=-2
e1
OD
=5
e2

CD
=
OD
-
OC
=2
e1
+5
e2

(3)同(2)可得:经过t小时后,甲到达G点,乙到达H点,
OG
=(-2t+2)
e1
OH
=(2t+1)
e2

GH
=
OH
-
OG
=(2t-2)
e1
+(2t+1)
e2

(4)由(3)可得
GH
=(2t-2)
e1
+(2t+1)
e2

故两人间距离y=|
GH
|
=
[(2t-2)
e1
+(2t+1)
e2
]2

=
(2t-2)2+(2t+1)2+2(2t-2)(2t+1)×
1
2

=
12t2-6t+3

由二次函数的知识可知,当t=-
-6
2×12
=
1
4
时,
上式取到最小值
3
2
,故
1
4
时两人间距离最短.
点评:本题考查向量的平行以及单位向量和模长的求解,属中档题.
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