题目内容
7.(1)求水上旅游线AB的长;
(2)若小岛正北方向距离小岛6km处的海中有一个圆形强水波P,从水波生成th时的半径为r=3$\sqrt{at}$(a为大于零的常数).强水波开始生成时,一游轮以18$\sqrt{2}$km/h的速度自码头A开往码头B,问实数a在什么范围取值时,强水波不会波及游轮的航行.
分析 (1)由点到直线的距离,结合直线AQ的方程,即可求出AB的长;
(2)强水波不会波及游轮的航行即$P{C^2}>{r^2}对t∈[{0,\frac{1}{2}}]恒成立$,代入进行分类讨论,即可得出结论.
解答
解:(1)以点O 为坐标原点,直线OM 为x 轴,建立直角坐标系如图所示.
则由题设得:A(6,0),直线ON 的方程为y=-3x,Q(x0,3)(x0>0).
由$\frac{{|{3{x_0}+3}|}}{{\sqrt{10}}}=\frac{{6\sqrt{10}}}{5}$,及x0>0 得x0=3,∴Q(3,3).
∴直线AQ 的方程为y=-(x-6),即x+y-6=0,
由$\left\{{\begin{array}{l}{y=-3x}\\{x+y-6=0}\end{array}}\right.$ 得$\left\{{\begin{array}{l}{x=-3}\\{y=9}\end{array}}\right.$ 即B(-3,9),
∴$AB=\sqrt{{{({-3-6})}^2}+{9^2}}=9\sqrt{2}$,
即水上旅游线AB 的长为$9\sqrt{2}km$.
(2)设试验产生的强水波圆P,
由题意可得P(3,9),生成t 小时时,游轮在线段AB 上的点C 处,则
AC=18$\sqrt{2}$t,0$≤t≤\frac{1}{2}$,∴C(6-18t,18t).
强水波不会波及游轮的航行即$P{C^2}>{r^2}对t∈[{0,\frac{1}{2}}]恒成立$.
PC2=(18t-3)2+(18t-9)2>r2=9at,
当t=0 时,上式恒成立,
当$t≠0时,即t∈({0,\frac{1}{2}}]时$,$a<72t+\frac{10}{t}-48$.$令g(t)=72t+\frac{10}{t}-48,t∈({0,\frac{1}{2}}]$,$g(t)=72t+\frac{10}{t}-48≥24\sqrt{5}-48$,当且仅当$t=\frac{{\sqrt{5}}}{6}∈(0,\frac{1}{2}]$ 时等号成立,
所以,在0<a<24$\sqrt{5}$-48 时r<PC 恒成立,亦即强水波不会波及游轮的航行.
点评 本题考查直线与圆的位置关系在生产生活中的实际应用,注意圆的性质、直线方程的合理运用是解题的关键,属于中档题.
| A. | a2>b2 | B. | ab>b2 | C. | a-b<0 | D. | |a|+|b|=|a+b| |
| A. | 两条直线 | B. | 一条直线 | ||
| C. | 一个点 | D. | 一个点和一条直线 |