MI PU2 Promo 9758/2019/02/Q1 A 镇、B 镇和 C 镇位于瓦坎迪国(Wakandi Country)。A 镇和 B 镇之间的距离为 60 km,B 镇 and C 镇之间的距离为 20 km。一条铁路连接 A 镇和 B 镇(见图)。 一家制造商计划每天从 A 镇向 C 镇运送一定数量的集装箱货物。为了支持这一计划,瓦坎迪政府决定建造换乘站 S 以及连接该站与 C 镇的一条公路(见图)。一旦公路建成,货物制造商就可以通过铁路和公路的组合,途经换乘站 S 将集装箱从 A 镇运送到 C 镇。 每天铁路运输集装箱的成本为每公里 $200,公路运输的成本为每公里 $300。

- (i)
证明集装箱从 A 镇运送到 C 镇的每日总运输成本 由下式给出:
其中 km 是 A 镇与换乘站 S 之间的距离。 - (ii)
由此,利用微分法求出使 取得驻值的 的值,结果精确到 2 位小数。证明在此 值下 取得极小值。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
7(i)
1. Find the road distance $SC$ in terms of $x$ using Pythagoras' theorem.
From the diagram, the distance from Interchange Station S to Town B is .
Since , we use Pythagoras' theorem in right-angled :
2. Formulate the total delivery cost $T$ using the given rates for rail and road.
The total daily delivery cost is the sum of the cost by rail (for distance ) and the cost by road (for distance ).
Since :
T = 200x + 300\sqrt{x^2 - 120x + 4000}
7(ii)
1. Find the first derivative $\frac{\mathrm{d}T}{\mathrm{d}x}$ using the chain rule.
2. Set the derivative to zero and rearrange to isolate the square root.
For a stationary value, :
3. Square both sides to form a quadratic equation and solve for $x$.
Using the quadratic formula:
4. Reject the extraneous root and state the valid value of $x$.
From the equation , the right side is negative (since the principal square root is positive). This requires , so .
Alternatively, S lies between Town A and B, so .
Therefore, we reject .
5. Use the first derivative test to verify that the value of $x$ gives a minimum $T$.
Let . We test values slightly below and above this point:
When :
When :
Since changes sign from negative to positive as increases through the stationary point, is a minimum.
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