如图所示,有两条相交成60°角的直路xx′、yy′,交点是O,甲、乙分

如图所示,有两条相交成60°角的直路xx′、yy′,交点是O,甲、乙分别在OxOy上,起初甲离O点3 km,乙离O点1 km,后来两人同时用每小时4 km的速度,甲沿xx′的方向,乙沿yy的方向步行.

(1)起初,两人的距离是多少?

(2)用包含t的式子表示t小时后两人的距离;

(3)什么时候两人的距离最短?

答案

思路分析:本题是已知两边夹角求第三边的简单应用问题,但是在第(2)小问要对动态中的PQ分0≤tt两种情况讨论,最后统一成一种表达式.

解:

(1)设甲、乙两人最初的位置是AB

则||2=||2+||2-2||||cos60°=32+12-2×3×1×=7,

∴||=7(km).

(2)设甲、乙两人t小时后的位置分别是PQ,则|AP|=4t,|BQ|=4t.

当0≤t时,||2=(3-4t)2+(1+4t)2-2(3-4t)(1+4t)cos60°;

t时,||2=(4t-3)2+(1+4t)2-2(4t-3)(1+4t)cos120°.

注意到,上面两式实际上是统一的,所以||2=48t2-24t+7,

即||=48t2-24t+7.

(3)∵||2=48(t)2+4,

∴当t=h时,即在第15 min末,PQ最短,最短距离是2 km.

方法归纳

本题甲可以在O点的左侧或右侧,故需分类讨论.不论哪种情况最后结果的结构和形式是相同的.另外求最值的问题,往往要引入变量,建立函数关系式进一步转化成常见函数的最值.

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