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.
网友回答
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)
解析分析:(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.