Một đoàn cứu trợ lũ lụt đang ở vị trí A của một tỉnh miền trung muốn đến xã C để tiếp tế lương thực và thuốc men. Để đi đến C, đoàn cứu trợ phải chèo thuyền từ A đến vị trí D với vận tốc 4(km/h), rồi đi bộ đến C với vận tốc 6 (km/h). Biết A cách B một khoảng 5km, B cách C một khoảng 7km (hình vẽ). Hỏi vị trí điểm D cách A bao xa để đoàn cứu trợ đi đến xã C nhanh nhất?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa tìm vị trí điểm D để đoàn cứu trợ đi từ A đến C nhanh nhất.
Đặt \(AD = x{\rm{ }}\left( {x \ge 5} \right)\)
Thời gian thèo thuyền từ A đến D: x/4
Có \(BD = \sqrt {{x^2} - 25} ,DC = 7 - \sqrt {{x^2} - 25} \)
Thời gian đi bộ đi từ D đến C: \(\frac{{7 - \sqrt {x{}^2 - 25} }}{6}\)
Thời gian đi từ A đến C là: \(f(x) = \frac{x}{4} + \frac{{7 - \sqrt {{x^2} - 25} }}{6}\) Ta tìm thấy GTNN của f(x)
Điều kiện xác định \(x \ge 5\)
\(\begin{array}{l}
f(x) = \frac{1}{{12}}\left( {3x + 14 - 2\sqrt {{x^2} - 25} } \right)\\
f'(x) = \frac{1}{{12}}\left( {3 - \frac{{2x}}{{\sqrt {{x^2} - 25} }}} \right)\\
f'(x) = 0 \Leftrightarrow 3\sqrt {{x^2} - 25} = 2x{\rm{ }}\left( {x \ge 5} \right)\\
\Leftrightarrow 9\left( {{x^2} - 25} \right) = 4{x^2} \Leftrightarrow {x^2} = 45 \Leftrightarrow x = 3\sqrt 5 \,\,\left( {do\,\,x \ge 5} \right)
\end{array}\)
Bảng biến thiên:
Dựa vào bảng biến thiên f(x) đạt GTNN khi \(x = 3\sqrt 5 \)
Lúc đó \(AD = 3\sqrt 5 (km)\)
Đề thi thử THPT QG môn Toán năm 2019
Trường THPT Việt Đức - Hà Nội