Question

如图，在海岸线l一侧C处有一个美丽的小岛，某旅游公司为方便游客，在l上设立了A、B两个报名点，满足A、B、C中任意两点间的距离为10千米．公司拟按以下思路运作：先将A、B两处游客分别乘车集中到AB之间的中转点D处（点D异于A、B两点），然后乘同一艘游轮前往C岛．据统计，每批游客A处需发车2辆，B处需发车4辆，每辆汽车每千米耗费2元，游轮每千米耗费12元．设∠CDA=α，每批游客从各自报名点到C岛所需运输成本S元．
（1）写出S关于α的函数表达式，并指出α的取值范围；
（2）问中转点D距离A处多远时，S最小？

Answer

（1）由题在△ACD中，由余弦定理求得CD、AD的值，即可求得运输成本S的解析式．
（2）利用导数求得cosα=时，函数S取得极小值，由此可得中转点D到A的距离以及S的最小值．
【解析】
（1）由题在△ACD中，∵∠CAD=∠ABC=∠ACB=，∠CDA=α，∴∠ACD=-α．
又AB=BC=CA=10，△ACD中，
由正弦定理知，得，…（3分）
∴
=．…（7分）
（2），令S′=0，得．…（10分）
当时，S′＜0；当时，S′＞0，∴当时S取得最小值．…（12分）
此时，，
∴中转站距A处千米时，运输成本S最小．…（14分）