4028405∴t==,m==155.
81523
3
(2)以A为原点,BA所在直线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系,设在t时刻甲、乙两船分别在P(x1,y1),Q(x2,y2)处,则|AP|=152t,|BQ|=105t.
由任意角三角函数的定义,可得 =15t,?x1=152tcos45°
?
=15t,?y1=152tsin45°即点P的坐标是(15t,15t),
?x2=105tsinθ=10t,
?
y2=105tcosθ-40=20t-40,?
即点Q的坐标是(10t,20t-40),
∴|PQ|=-5t2+5t-40?2=50t2-400t+1600 =50?t-4?2+800≥202, 当且仅当t=4时,|PQ|取得最小值202,即两船出发4小时时,距离最近,最近距离为202 n mile.
16.某港口O要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口O北偏西30°且与该港口相距20海里的A处,并正以30海里/时的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v海里/时的航行速度匀速行驶,经过t小时与轮船相遇.
(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?
(2)假设小艇的最高航行速度只能达到30海里/时,试设计航行方案(即确定航行方向和航行速度的大小),使得小艇能以最短时间与轮船相遇,并说明理由.
思路分析 第(1)问建立航行距离与时间的函数关系式;第(2)问建立速度与时间的函数关系式.
解析 (1)设相遇时小艇航行的距离为S海里,则 S=900t2+400-2·30t·20·cos?90°-30°? =900t2-600t+400=
1t-?2+300. 900??3?
1
故当t=时,Smin=103(海里),
3
103
此时v==303(海里/时).
13
即小艇以303海里/时的速度航行相遇时小艇的航行距离最小.
(2)设小艇与轮船在B处相遇,则v2t2=400+900t2-2·20·30t·cos(90°-30°), 60040060040023
故v2=900-+,∵0<v≤30,∴900-+≤900,即-≤0,
tt2tt2t2t2
解得t≥.
3
2
又t=时,v=30海里/时.
3
2
故v=30海里/时时,t取得最小值,且最小值等于.
3
此时,在△OAB中,有OA=OB=AB=20海里,故可设计航行方案如下: 航行方向为北偏东30°,航行速度为30海里/时,小艇能以最短时间与轮船相遇.
【点评】 解决这一类问题一般是根据余弦定理来建立函数关系式,利用函数的有关知识解决问题,充分体现了函数与方程思想的重要性.