JavaScript is required

Câu hỏi:

Một hồ nước hình bán nguyệt có đường kính \(AB = 150\,{\rm{m}}\). Một người chèo thuyền theo một đường thẳng với vận tốc 1,5 \[{\rm{km/h}}\] từ vị trí \(A\) đến vị trí \(C\) bất kỳ trên cung . Tại vị trí \(C\) người đó nghỉ 2 phút rồi tiếp tục đi bộ dọc theo cung nhỏ đến \(B,\) sau đó đi bộ theo đường thẳng \(BA\) để quay về \(A\) với vận tốc 3 \[{\rm{km/h}}\] (tham khảo hình vẽ). Hỏi thời gian chậm nhất mà người đó về đến \(A\) là bao nhiêu phút? (Kết quả làm tròn đến hàng phần mười).

c (ảnh 1)

Trả lời:

Đáp án đúng:


Gọi $t_1$ là thời gian đi thuyền từ A đến C (giờ), $t_2$ là thời gian đi bộ từ C đến B (giờ), $t_3$ là thời gian đi bộ từ B về A (giờ). Ta có:
  • $AC = 1,5t_1$ (km) = $1500t_1$ (m)
  • $AB = 150$ (m) = 0,15 (km)
  • $BA = 0,15$ (km)
Ta có $\widehat{ACB} = 90^o$ (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) nên $\triangle ABC$ vuông tại C. Do đó $AC^2 + BC^2 = AB^2$. Suy ra: $(1500t_1)^2 + BC^2 = 150^2 \Rightarrow BC = \sqrt{150^2 - (1500t_1)^2} = 150\sqrt{1 - 100t_1^2}$ Độ dài cung $C B$ là $150\cdot \alpha $, với $\alpha $ là số đo góc ở tâm chắn cung $C B$. Ta có $sin\dfrac{\alpha}{2} = \dfrac{AC}{AB} = \dfrac{1500t_1}{150} = 10t_1\Rightarrow \alpha = 2arcsin(10t_1)$
Thời gian đi bộ trên cung CB là: $t_2 = \dfrac{150\cdot 2arcsin(10t_1)}{3000} = \dfrac{arcsin(10t_1)}{10}$ (giờ). Thời gian đi bộ trên đoạn AB là $t_3 = \dfrac{150}{3000} = 0,05$ (giờ). Vậy tổng thời gian là: $T = t_1 + \dfrac{arcsin(10t_1)}{10} + 0,05 + \dfrac{2}{60} = t_1 + \dfrac{arcsin(10t_1)}{10} + \dfrac{2}{15}$ (giờ). Xét hàm số $T(t_1) = t_1 + \dfrac{arcsin(10t_1)}{10} + \dfrac{2}{15}$ trên $\[0;\dfrac{1}{10}\]$. Ta có $T'(t_1) = 1 + \dfrac{1}{10}\cdot \dfrac{10}{\sqrt{1 - 100t_1^2}} = 1 + \dfrac{1}{\sqrt{1 - 100t_1^2}} > 0 \forall t_1 \in \left( {0;\dfrac{1}{10}} \right)$. Do đó hàm $T(t_1)$ đồng biến trên $\left[ {0;\dfrac{1}{10}} \right]$. Suy ra $T(t_1)$ đạt giá trị nhỏ nhất tại $t_1 = 0$. Vậy $T(0) = \dfrac{2}{15}$ (giờ) = 8 (phút). Suy ra thời gian chậm nhất người đó về đến $A$ là: $8 + 2 + \dfrac{{\pi .150}}{{2.3000}}.60 = 10 + 4,71 = 102,5$ (phút).

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Câu hỏi liên quan