解答题如图所示,有两条相交成60°的直线xx′、yy′,其交点是O,甲、乙两辆汽车分别在xx′、yy′上行驶,起初甲离O点30?km,乙离O点10?km,后来两车均以60?km/h的速度,甲沿xx′方向,乙沿yy′方向行驶.
(1)起初两车的距离是多少?
(2)t小时后两车的距离是多少?
(3)何时两车的距离最短?
网友回答
解:(1)设甲、乙两车最初的位置为A、B,
则=||2+||2-2||||cos60°=700.
故=km=10km.
(2)设甲、乙两车t小时后的位置分别为P、Q,
则.
当时,=(30-60t)2+(10+60t)2-2(30-60t)(10+60t)cos60°;
当时,=(60t-30)2+(10+60t)2-2(60t-30)(10+60t)cos120°.
上面两式可统一为=10800t2-3600t+700,
即=10km.
(3)因为=10,
故当t=,即在第10分钟末时,两车距离最短,最短距离为20km.解析分析:(1)先设甲、乙两车最初的位置为A、B,将距离转化为向量问题,然后利用向量的数量积运算求甲乙两车的距离.(2)设甲、乙两车t小时后的位置分别为P、Q,则.利用余弦定理可得即=10km.(3)由(2)得关于PQ的表达式,通过利用二次函数可探讨其最大值.点评:本题考查了向量在物理中的应用及余弦定理,通过设点将物理问题转化为数学问题,灵活的考查了学生分析问题解问题的能了,是个中档题.