Chào các bạn! Bài 3.18 trang 45 sách giáo khoa Toán 10 (Kết nối tri thức) là một bài toán hình học ứng dụng rất hay về chuyển động của tàu trên biển. Bài toán này không chỉ yêu cầu tính khoảng cách mà còn phải xác định hướng và thời gian gặp nhau. Chúng ta sẽ sử dụng các định lý lượng giác để giải quyết bài toán phức tạp này.
Trên biển, tàu B ở vị trí cách tàu A 53 km về hướng N34°E. Sau đó, tàu B chuyển động thẳng đều với vận tốc có độ lớn 30km/h về hướng đông và tàu A chuyển động thẳng đều với vận tốc có độ lớn 50km/h để gặp tàu B.
a) Hỏi tàu A cần phải chuyển động theo hướng nào?
b) Với hướng chuyển động đó thì sau bao lâu tàu A gặp tàu B?
a) Gọi thời gian tàu A gặp tàu B ở vị trí C là x (h) (x > 0).
Vì tàu B chuyển động thẳng đều với vận tốc có độ lớn 30km/h đến C nên quãng đường BC là 30x (km).
Vì tàu A chuyển động thẳng đều với vận tốc có độ lớn 50km/h để đuổi kịp tàu B nên quãng đường AC là 50x (km).
Đặt
Vì tàu B ở vị trí cách tàu A về hướng N34°E và tàu B chạy về hướng đông nên tàu A chạy từ A theo hướng N(34 + α)°E.
Theo định lí sin trong ΔABC, ta có:
Với: α ≈ 30° (nhận)
α ≈ 150° (loại do tổng ba góc trong tam giác bằng 180°).
Vậy tàu A chuyển động theo hướng N64°E để gặp tàu B.
b) Xét ΔABC, ta có:
Theo định lí sin, ta có:
Mà BC = 30x, AB = 53,
Nên có:
Vậy sau khoảng 2 giờ chạy theo hướng N64°E thì tàu A gặp tàu B.
Bài toán này là một minh họa tuyệt vời cho việc ứng dụng các định lý lượng giác trong việc giải quyết các bài toán chuyển động phức tạp. Các bước giải bao gồm:
Mô hình hóa: Biến bài toán thực tế thành một mô hình hình học (tam giác).
Sử dụng định lý sin: Tìm mối liên hệ giữa các cạnh và góc để giải các ẩn số.
Tính toán và kết luận: Dựa vào các giá trị đã tìm được, đưa ra câu trả lời cuối cùng cho cả hướng di chuyển và thời gian gặp nhau.
• Xem thêm: