Câu hỏi:

28/10/2025 30 Lưu

Hai thành phố AB cách nhau một con sông. Người ta xây dựng một cây cầu \(EF\) bắc qua sông. Biết rằng thành phố \(A\) cách con sông một khoảng là \(4km\) và thành phố \(B\) cách con sông một khoảng là \(6km\)(hình vẽ), biết \(HE + KF = 20km\) và độ dài \(EF\) không đổi. Hỏi xây cây cầu tại vị trí \(E\)cách thành phố \(A\) là bao nhiêu \(km\) để đường đi từ thành phố A đến thành phố B là ngắn nhất (đi theo đường \(AEFB\))? (kết quả làm tròn đến phần trăm).
Hai thành phố A và B cách nhau một con sông. (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đặt \[HE = {x_{}}{,_{}}FK = y\], với \[x,\,y > 0\]

Ta có: \[HE + KF = 20 \Rightarrow x + y = 20\], \[\left\{ \begin{array}{l}AE = \sqrt {16 + {x^2}} \\BF = \sqrt {36 + {y^2}}  = \sqrt {36 + {{\left( {20 - x} \right)}^2}} \end{array} \right.\]

Nhận xét: Vì \[EF\] không đổi nên \[AB\] ngắn nhất khi \[AE + BF\] nhỏ nhất.

Ta có \[AE + BF\]\[ = \sqrt {{x^2} + 16}  + \sqrt {{{(20 - x)}^2} + 36}  = \sqrt {{x^2} + 16}  + \sqrt {{x^2} - 40x + 436}  = f(x)\]

\[f'(x) = \frac{x}{{\sqrt {{x^2} + 16} }} + \frac{{x - 20}}{{\sqrt {{x^2} - 40x + 436} }},\,\forall x \in \left( {0;20} \right)\].

Cho \[f'(x) = 0 \Rightarrow x = 8\]

Bảng biến thiên

Hai thành phố A và B cách nhau một con sông. (ảnh 2)

Vậy \(AE = \sqrt {{8^2} + 16}  \approx 8,94km\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Đặt \(\widehat {QPR} = \varphi \left( {rad} \right)\), \(\,\,\varphi  \in \left( {0\,;\,\,\frac{\pi }{2}} \right)\).

Cho một bờ hồ hình bán nguyệt có bán k (ảnh 2)

Ta có \(\Delta PQR\) vuông tại \(Q\) \( \Rightarrow PQ = PR.\cos \varphi  = 4\cos \varphi \).

Mà \(\widehat {QOR} = 2\widehat {QPR} = 2\varphi \).

Độ dài cung tròn \(QR = 2.2\varphi  = 4\varphi \).

Thời gian anh Tài chèo từ \(P\) đến \(Q\) là: \(\frac{{4\cos \varphi }}{3}\) (giờ).

Thời gian anh Tài chèo từ \(Q\) đến \(R\) là: \(\frac{{4\varphi }}{6} = \frac{{2\varphi }}{3}\) (giờ).

Tổng thời gian anh Tài di chuyển từ \(P\) đến \(R\) là: \(t = \frac{{4\cos \varphi }}{3} + \frac{{2\varphi }}{3}\,\,\left( {0 < \varphi  < \frac{\pi }{2}} \right)\).

Xét hàm số \(t\left( \varphi  \right) = \frac{{4\cos \varphi }}{3} + \frac{{2\varphi }}{3}\) với \(\,\,\varphi  \in \left( {0\,;\,\,\frac{\pi }{2}} \right)\).

\(t'\left( \varphi  \right) = \frac{1}{3}\left( { - 4\sin \varphi  + 2} \right)\), \(\,\,\varphi  \in \left( {0\,;\,\,\frac{\pi }{2}} \right)\).

\(t'\left( \varphi  \right) = 0,\,\,\varphi  \in \left( {0\,;\,\,\frac{\pi }{2}} \right)\)

\( \Leftrightarrow \sin \varphi  = \frac{1}{2},\,\,\varphi  \in \left( {0\,;\,\,\frac{\pi }{2}} \right)\)

\( \Leftrightarrow \varphi  = \frac{\pi }{6}\).

Bảng biến thiên

Cho một bờ hồ hình bán nguyệt có bán k (ảnh 3)

Vậy thời gian chậm nhất mà anh Tài di chuyển từ \(P\) đến \(R\)là \(t\left( {\frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{2\sqrt 3 }}{3} + \frac{\pi }{9} \approx 1,5\)(giờ) hay 90 phút.

Lời giải

Thay vì trực tiếp tối đa \(R(x)\), ta có thể tối đa \({R^2}(x)\) (vì hàm căn là tăng):

\({R^2}(x) = 4x(h - x) = 4\left( {hx - {x^2}} \right)\)

Tính đạo hàm: \[{\left( {{R^2}(x)} \right)^\prime } = 4(h - 2x)\]

Giải \({\left( {{R^2}} \right)^\prime } = 0\): \(h - 2x = 0 \Rightarrow x = \frac{h}{2}.\)

Lập bảng biến thiên ta có \(x = \frac{h}{2}\) là điểm cực đại.

Vậy lỗ phun nên đặt ở độ cao \(x = \frac{h}{2}\) để tầm xa \(R\) của tia nước đạt tối đa.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP