题目内容
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.
解:(1)①在Rt△ABD中,AB=50km,∴
,∴DC=100-BD=100-50tanθ.
∴
…(4分)
②在Rt△ABD中,
,
∴
.….(8分)
注:定义域不写或写错扣(1分)
(2)①
,….(10分)
当
时,y'<0,∴函数y在
单调递减;
当
时,y'>0,
∴函数y在(0,α)单调递增….(12分)
∴当
时,
….(13分)
此时
.….(14分)
答:当
时,从A到C所用时间最少为
.….(15分)
②
.….(10分)
当
时,y'<0,∴函数y在
单调递减;
当
时,函数在
单调递增….(12分)
∴当
时,
.…(14分)
答:当
时,从A到C所用时间最少为
….(15分)
分析:(1)①用θ表示出AD与BD,从而可以表示出DC,由路程除以速度得时间,建立起时间关于θ函数即可;
②设BD=x(km),可用公股定理求出AD,再由BC=100,用x表示出DC,由路程除以速度得时间,建立起时间关于x函数即可;
(2)选①,对函数进行求导研究函数的单调性,借助三角函数的性质可得出当当
时,用时最少,代入函数关系式求出最值即可.
选②对函数求导,研究出函数的单调性确定出当
时,用时最少,求出
时的函数值即可,
点评:本题考查在实际问题中建立三角函数模型,应用三角函数模型求解用时最少的问题,求解本题的关键是对问题进行细致分析得出符合条件的函数模型,本题在求最值时用到了导数研究单调性,用导数研究函数的单调性是一个非常方便的工具,遇到判断函数的单调性的问题时不妨优先考虑一下用导数.本题符号较多,运算较繁,极易出错,做题时要认真严谨.
∴
②在Rt△ABD中,
∴
注:定义域不写或写错扣(1分)
(2)①
当
当
∴函数y在(0,α)单调递增….(12分)
∴当
此时
答:当
②
当
当
∴当
答:当
分析:(1)①用θ表示出AD与BD,从而可以表示出DC,由路程除以速度得时间,建立起时间关于θ函数即可;
②设BD=x(km),可用公股定理求出AD,再由BC=100,用x表示出DC,由路程除以速度得时间,建立起时间关于x函数即可;
(2)选①,对函数进行求导研究函数的单调性,借助三角函数的性质可得出当当
选②对函数求导,研究出函数的单调性确定出当
点评:本题考查在实际问题中建立三角函数模型,应用三角函数模型求解用时最少的问题,求解本题的关键是对问题进行细致分析得出符合条件的函数模型,本题在求最值时用到了导数研究单调性,用导数研究函数的单调性是一个非常方便的工具,遇到判断函数的单调性的问题时不妨优先考虑一下用导数.本题符号较多,运算较繁,极易出错,做题时要认真严谨.
练习册系列答案
相关题目