Question

如圖，AB是沿太湖南北方向道路，P為太湖中觀光島嶼，Q為停車場，PQ=5.2 km．某旅游團游覽完島嶼后，乘游船回停車場Q，已知游船以km/h的速度沿方位角Q的方向行駛，．游船離開觀光島嶼3分鐘后，因事耽擱沒有來得及登上游船的游客甲為了及時趕到停車地點Q與旅游團會合，決定立即租用小船先到達湖濱大道M處，然后乘出租汽車到點Q（設游客甲到達湖濱大道后能立即乘到出租車）．假設游客甲乘小船行駛的方向是方位角，出租汽車的速度為66km/h．

   （1）設，問小船的速度為多少km/h時，游客甲才能和游船同時到達點Q；

   （2）設小船速度為10km/h，請你替該游客設計小船行駛的方位角，當角余弦值的大小是多少時，游客甲能按計劃以最短時間到達Q.

Answer 1

解：（1） 如圖，作，為垂足．

，

在△中，                

PN=PQsinQ（km），  

QN=PQcosQ=（km）．

在△中，

（km） ．                                       

設游船從P到Q所用時間為h，游客甲從經(jīng)到所用時間為h，

小船的速度為 km/h，則

（h），

（h）． 

   由已知得：，，

∴．

∴小船的速度為km/h時，游客甲才能和游船同時到達．

（2）在△中，

（km），（km）．

∴（km）．    

∴

＝．               

∵，

∴令得：．

當時，；當時，．

∵在上是減函數(shù)，

∴當方位角滿足時，t最小，

即游客甲能按計劃以最短時間到達．