【題目】如圖,一條小河岸邊有相距兩個村莊(村莊視為岸邊上兩點(diǎn)),在小河另一側(cè)有一集鎮(zhèn)(集鎮(zhèn)視為點(diǎn)),到岸邊的距離,河寬,通過測量可知,的正切值之比為.當(dāng)?shù)卣疄榉奖愦迕癯鲂,擬在小河上建一座橋分別為兩岸上的點(diǎn),且垂直河岸,的左側(cè)),建橋要求:兩村所有人到集鎮(zhèn)所走距離之和最短,已知兩村的人口數(shù)分別是人、人,假設(shè)一年中每人去集鎮(zhèn)的次數(shù)均為次.設(shè).(小河河岸視為兩條平行直線)

(1)記為一年中兩村所有人到集鎮(zhèn)所走距離之和,試用表示;

(2)試確定的余弦值,使得最小,從而符合建橋要求.

【答案】(1);(2)當(dāng)時,符合建橋要求.

【解析】

1)利用正切值之比可求得,;根據(jù)可表示出,代入整理可得結(jié)果;(2)根據(jù)(1)的結(jié)論可得,利用導(dǎo)數(shù)可求得時,取得最小值,得到結(jié)論.

(1)的正切值之比為

,

,

,

(2)由(1)知:,

,

,解得:

,且

當(dāng)時,,;當(dāng)時,,

函數(shù)上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增;

時,函數(shù)取最小值,即當(dāng)時,符合建橋要求

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,求的單調(diào)區(qū)間;

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