Giải chuyên đề Toán 12 CTST Bài 2. Vận dụng đạo hàm giải bài toán tối ưu có đáp án

Một người đang ở vị trí A muốn đi đến

1/17

Một người đang ở vị trí A muốn đi đến vị trí B trên bờ hồ như hình bên. Biết rằng người đó chèo thuyền với tốc độ 50 m/phút và chạy bộ với tốc độ 100 m/phút. Nếu người đó chèo thuyền thẳng từ A đến B thì tốn bao nhiêu thời gian? Có phương án nào tốn ít thời gian hơn không?

blobid0-1720114042.png

0/3000 ký tự
Giải thích

Sau bài học này, ta giải quyết được bài toán trên như sau:

Áp dụng định lý Pythagore, ta tính được AB = 500 m.

Do đó, nếu người đó chèo thuyền thẳng từ A đến B thì tốn blobid1-1720114047.png phút.

Ta xem xét phương án sau:

Giả sử người đó chèo thuyền thẳng đến điểm D nằm giữa B và C và cách C một đoạn x (m), rồi chạy bộ thẳng đến B.

blobid2-1720114047.png

Ta cần tìm giá trị của x để người đó tốn ít thời gian nhất.

Ta có: blobid3-1720114047.png (m); DB = 400 – x (m) với 0 ≤ x ≤ 400.

Thời gian người đó tiêu tốn là

blobid4-1720114047.png (phút).

Xét hàm số blobid5-1720114047.png với 0 ≤ x ≤ 400, ta có:

blobid6-1720114047.png;

y' = 0  blobid7-1720114047.png  4x2 = x2 + 90 000

x2 = 30 000 x = blobid8-1720114047.png  [0; 400].

Ta có y(0) = 1 000; blobid9-1720114047.png; y(400) = 1 000.

Vậy blobid10-1720114047.png.

Suy ra giá trị nhỏ nhất của t là blobid11-1720114047.png (phút), đạt được khi x = blobid8-1720114047.png  173 (m).

Do đó, người đó tốn ít thời gian nhất khi x = blobid8-1720114047.png  173 (m).

Nhận thấy 9,2 phút < 10 phút nên người đó chèo thuyền từ A thẳng đến điểm D nằm giữa B và C và cách C một đoạn xấp xỉ bằng 173 m, rồi chạy bộ thẳng đến B là phương án tốn ít thời gian nhất.