JavaScript is required

Câu hỏi:

Một người ở vị trí muốn đi tới điểm về phía hạ lưu đối diện trên một bờ sông thẳng rộng (như hình vẽ). Người đó có thể chèo thuyền trực tiếp qua sông để đến và sau đó chạy đến , hay có thể chèo trực tiếp đến , hoặc chèo thuyền đến một điểm giữa và sau đó chạy đến . Biết vận tốc chèo thuyền là , vận tốc chạy là và quãng đường . Với tốc độ của dòng nước không đáng kể so với tốc độ chèo thuyền, thì thời gian ngắn nhất (đơn vị : giờ) để người đó đến có dạng (trong đó là các số nguyên dương). Tính .

Trả lời:

Đáp án đúng:


Gọi $x$ là khoảng cách từ $C$ đến $D$. Khi đó, quãng đường chèo thuyền là $\sqrt{L^2 + x^2}$ và quãng đường chạy là $d-x$.
Thời gian để đi từ $A$ đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + x^2}}{v_1} + \frac{d-x}{v_2}$.
Để tìm thời gian ngắn nhất, ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của $t$. Ta có:
$\frac{dt}{dx} = \frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} - \frac{1}{v_2}$
Đặt $\frac{dt}{dx} = 0$, ta được:
$\frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} = \frac{1}{v_2}$
$\frac{x^2}{v_1^2(L^2 + x^2)} = \frac{1}{v_2^2}$
$x^2v_2^2 = v_1^2L^2 + v_1^2x^2$
$x^2(v_2^2 - v_1^2) = v_1^2L^2$
$x = \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
Thay $x$ vào phương trình $t$, ta được:
$t = \frac{\sqrt{L^2 + \frac{v_1^2L^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d - \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}}{v_2}$
$t = \frac{L\sqrt{\frac{v_2^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{Lv_2}{v_1\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{L(v_2^2 - v_1^2)}{v_1v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} = \frac{L\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}{v_1v_2} + \frac{d}{v_2}$
Đề bài cho thời gian có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$. Ta có thời gian ngắn nhất khi đi thẳng đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + d^2}}{v_1}$
Nếu $v_2 >> v_1$, thời gian sẽ là $\frac{L}{v_1}$, vậy $M =1$, $P=1$
Tuy nhiên, đề bài yêu cầu có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$, ta sẽ biện luận.
Gọi $d=0$, thời gian là $t=\frac{L}{v_1}$.
Ta có $M=5$.

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

Câu hỏi liên quan