Người ta muốn xây một đoạn đường A B (như hình vẽ) và đoạn đường này phải đi qua điểm M Biết rằng vị trí điểm M cách OD 125 m và cách OE 1 km . Giả sử chi phí để làm 100 m đường là 1

Đáp án đúng là: 2,1

Giải chi tiết

Đề hoàn thành con đường với chi phí thấp nhất thì phải chọn \(A,B\) sao cho đoạn thẳng \(AB\) là bé nhất. Thiết lập khoảng cách giữa hai điểm \(A,B\) và tìm giá trị nhỏ nhất.

Chọn hệ tọa độ \(xOy\) như hình dưới đây với \(OD\) nằm trên tia \(Oy\). Khi đó điểm \(M\left( {\frac{1}{8};1} \right)\).

Gọi \(B\left( {m;0} \right),A\left( {0;n} \right){\rm{\;}}(m,n > 0)\).
Khi đó ta có phương trình theo đoạn chắn là \(\frac{x}{m} + \frac{y}{n} = 1\).
Do đường thẳng đi qua \(M\left( {\frac{1}{8};1} \right)\) nên \(\frac{1}{{8m}} + \frac{1}{n} = 1\)
\( \Rightarrow \frac{1}{n} = 1 - \frac{1}{{8m}} = \frac{{8m - 1}}{{8m}} \Rightarrow n = \frac{{8m}}{{8m - 1}}\).
Có \(A{B^2} = {m^2} + {n^2} = {m^2} + \left( {\frac{{8m}}{{8m - 1}}} \right) = f\left( m \right)\).
Xét hàm số \(f\left( m \right)\), ta có :
\(f'\left( m \right) = 2m + 2.\frac{{8m}}{{8m - 1}}.\frac{{ - 8}}{{{{(8m - 1)}^2}}} = 2m.\left( {1 - \frac{{64}}{{{{(8m - 1)}^3}}}} \right);\)\(f'\left( m \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{m = 0{\rm{\;(loai)\;}}}\\{1 - \frac{{64}}{{{{(8m - 1)}^2}}} = 0}\end{array}} \right.\)\( \Leftrightarrow {(8m - 1)^3} = 64 \Leftrightarrow m = \frac{5}{8}\)

   \(f\left( m \right) \ge f\left( {\frac{5}{8}} \right) = {\left( {\frac{5}{8}} \right)^2} + {\left( {\frac{{8 \cdot \frac{5}{8}}}{{8 \cdot \frac{5}{8} - 1}}} \right)^2} = \frac{{25}}{{64}} + \frac{{25}}{{16}} = \frac{{125}}{{64}}\)

         \( \Rightarrow AB \ge \sqrt {\frac{{125}}{{64}}}  = \frac{{5\sqrt 5 }}{8}\)

Vậy quãng đường ngắn nhất là \(\frac{{5\sqrt 5 }}{8}\left( {{\rm{\;km}}} \right)\)
Giá để làm 1km đường là 1500 triệu đồng \( = 1,5\) tỷ đồng nên khi đó chi phí thấp nhất để hoàn thành con đường là \(\frac{{5\sqrt 5 }}{8} \cdot 1,5 \approx 2,1\)（tỷ đồng）．