海事救援船对一艘失事船进行定位:以失事船的当前位置为原点,以正北方向为轴。正方向建立平面直角坐标系(以海里为单位长度),则救援船恰在失事船的正南方向海里处,如图。
现假设:
①失事船的移动路径可视为抛物线;
②定位后救援船即刻沿直线匀速前往救援;
③救援船出发小时后,失事船所在位置的横坐标为。
(1)当时,写出失事船所在位置的纵坐标。若此时两船恰好会合,求救援船速度的大小和方向;
(2)问救援船的时速至少是多少海里才能追上失事船?
(1)时,的横坐标,代入抛物线方程中,得的纵坐标。由,得救援船速度的大小为海里/时。由,得,故救援船速度的方向为北偏东弧度。
(2)设救援船的时速为海里,经过小时追上失事船,此时位置为,由 ,整理得。因为,当且仅当时等号成立。所以,即。因此,救援船的时速至少是海里才能追上失事船。
本题主要考查函数在生活中的应用。
(1)利用抛物线方程求出纵坐标,并求出救援船的速度和方向。
(2)利用距离列出与的关系式,然后结合基本不等式求出函数的最小值,即为速度的最小值。