Question

三個(gè)城市分別位于A，B，C三點(diǎn)處（如圖），且AB=AC=20

2

km，BC=40km．今計(jì)劃合建一個(gè)貨運(yùn)中轉(zhuǎn)站，為同時(shí)方便三個(gè)城市，準(zhǔn)備建在與B、C等距離的O點(diǎn)處，并修建道路OA，OB，OC．記修建的道路的總長(zhǎng)度為ykm．
（Ⅰ）設(shè)OA=x（km），或OB=x（km），或點(diǎn)O到BC的距離為x（km），或∠CBO=x（rad）．請(qǐng)你選擇用其中的某個(gè)x，將y表示為x的函數(shù)；
（Ⅱ）由（Ⅰ）中建立的函數(shù)關(guān)系，確定貨運(yùn)中轉(zhuǎn)站的位置，使修建的道路的總長(zhǎng)度最短．

Answer 1

分析：（Ⅰ）設(shè)OB=x（km），在Rt△ODB中，可求得OD=

OB2-DB2

=

x2-202

，從而可得y是x的函數(shù)表達(dá)式；若設(shè)OA=x（km），可求得y=x+

(20-x)2+202

（0≤x≤20）；若設(shè)∠CBO=x（rad），可求得y=20+

20(2-sinx)

cosx

（0≤x≤

π

4

）；
（Ⅱ）由y=2x+20-

x2-202

（20≤x≤20

2

），可求得y′=2-

x

x2-202

，利用導(dǎo)數(shù)法求得在[20，20

2

]上的極小值即可．

解答：解：（Ⅰ）設(shè)OB=x（km），延長(zhǎng)AO交于BC于點(diǎn)D．
∵BD=DC=

1

2

BC=20，OB=OC，
∴OA=AD-0D=

AC2-DC2

-OD=20-OD，
在Rt△ODB中，OD=

OB2-DB2

=

x2-202

，
∴y=OA+OB+OC=2x+20-

x2-202

，
又20≤x≤20

2

，
∴y=2x+20-

x2-202

（20≤x≤20

2

）…（6分）
（若設(shè)OA=x（km），則y=x+2

(20-x)2+202

（0≤x≤20）；
若設(shè)∠CBO=x（rad），
則y=20-20tanx+2×

20

cosx

=20+

20(2-sinx)

cosx

（0≤x≤

π

4

）；
（Ⅱ）由（Ⅰ）中建立的函數(shù)關(guān)系y=2x+20-

x2-202

（20≤x≤20

2

），來(lái)確定符合要求的貨運(yùn)中轉(zhuǎn)站的位置．
∵y=2x+20-

x2-202

（20≤x≤20

2

），
∴y′=2-

x

x2-202

，令y'=0得x=

40 3

3

，或x=-

40 3

3

（舍去）．
當(dāng)x∈[20，

40 3

3

)時(shí)，y'＜0；當(dāng)x∈(

40 3

3

，20

2

]時(shí)，y'＞0，
∴函數(shù)y在x=

40 3

3

時(shí)，取得極小值，這個(gè)極小值就是函數(shù)y在[20，20

2

]上的最小值．…（11分）
因此，當(dāng)貨運(yùn)中轉(zhuǎn)站建在三角形區(qū)內(nèi)且到B、C兩點(diǎn)的距離均為

40 3

3

km時(shí)，修建的道路的總長(zhǎng)度最短．…（13分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查解三角形的實(shí)際應(yīng)用，著重考查求函數(shù)解析式的方法，求得函數(shù)解析式是關(guān)鍵，注重綜合分析與應(yīng)用能力的考查，屬于難題．