Question

База находится в лесу в 5км от дороги, а в 13км от базы на этой дороге есть железнодорожная станция. пешеход по дороге идет со скоростью 5км/ч, а по лесу 3 км/ч. за какое минимальное время пешеход может добраться от базы до станции?

Answer 1

Сперва найдем расстояние по прямой от Базы до ж/д станции:
АС=√(ВС²-АВ²)=√(13²-5²)=12 км

Предположим, что существует более оптимальный путь от базы до ж/д станции через лес и по дороге.
Тогда пешеходу необходимо пройти некоторое расстояние от базы до точки на дороге М по лесу, со скоростью 3 км/ч, а затем по дороге со скоростью 5 км/ч.
Пусть расстояние от дороги до этой точки будет х км/ч, тогда расстояние от базы до точки М будет:
ВМ=√(5²+х²) км
Расстояние по дороге:
МС=12-х км
При этом время будет высчитываться как:
t=√(25+х²)/3+(12-х)/5
Поскольку t должно быть наименьшим, то найдем производную данной функции:
t'=(√(25+х²)/3+12/5-х/5)'=1/6*2x/√(25+х²)-1/5=x/(3√(25+х²))-1/5
Найдем критические точки:
t'=0
x/(3√(25+х²))-1/5=0
x/√(25+х²)=3/5
5х=3*√(25+х²)
25х²=225+9х²
16х²=225
х=15/4 км оптимальное расстояние от Дороги до точки М
Подставим данное значение в исходное уравнение:

t=√(25+(15/4)²)/3+(12-15/4)/5=25/12+33/20=224/60 часа или
224 минуты=3 ч 44 мин

ответ 3 ч 44 мин минимальное время пешехода