第96回
观测点内,沙僧担心船触礁
茫茫海上,八戒静观航运忙
话说三兄弟第一天参加巡航顺利驱离了敌方军舰,受到了全体渔民的热赞,也受到了指挥部的口头表彰。
第二天,指挥部让他们坐镇在位于南北航向MN上的一个观测点D,负责观察海上船只航行情况,为了便于救援,悟空分别在正南和正北方向相距10(√3 1)海里的A、B两处各安排一艘救援船待命,一旦收到遇险渔船的求救信号,立刻调动这两艘救援船前往施救。
"猴哥,有渔船发出求救信号。"临近中午时分,八戒指着监视的电子屏幕上说,"你看,求救信号来自如图1点C处的渔船,位于观测点D的南偏东75°方向上。"
"大师兄,你说派那艘船前去营救好呢?"沙僧问,"是A处的船还是B处的船?"
"八戒,你马上测一下在点C处遇险渔船分别在点A、B的什么方向?"悟空发号施令,"沙师弟,你查一下在A、B处待命的救援船速度分别是多少?"
"猴哥,点C在点A的北偏东60°方向上,在点B的东南方向上."
"大师兄,A处救援船的速度是每小时36海里,B处救援船的速度是每小时40海里。"
"八戒、沙僧弟,你们马上计算出A与C,B与C之间的距离AC和BC."悟空说,"以便确定那艘救援船前往救援?"
"猴哥,要确定那艘救援船前往救援,只需要知道AC和BC的比就可以了吧?"八戒说,"因为两船的速度已经知道了,再知道各自航行的距离比就可以确定派哪艘去的时间较短了。"
"对,真是心急吃不了热豆腐,欲速则不达啊!"悟空自嘲后说,"只要求出AC/BC的值就可以确定派哪艘船能最快到达出事点C。"
"要求AC/BC的值,岂不是还得先求AC和BC的长吗?"沙僧不解。
"不!"悟空说,"八戒,你来算一下吧。"
"好的,猴哥."八戒说。
"怎么算呢?二师兄。"
"因为在△ABC中,AC、BC的对角∠ABC=45°,∠BAC=60°,所以只需要作AB上的高CE就可以用含CE的式子分别表示出AC、BC的长了。"八戒说,"作CE⊥AB于点E(如图2).则
在Rt△ACE中,由sin60°=CE/AC=√3/2,得AC=2CE/√3;
在Rt△BCE中,由sin45°=CE/BC=√2/2,得BC=2CE/√2。
所以AC/BC=2CE/√3:2CE/√2=√2/√3=√6/3。"
"沙师弟,接下来你根据八戒的计算结果算一下A、B处救援船到达点C的时间比。"
"好的,大师兄。"沙僧说,"A、B处的救援船到达点C的时间比为
(√6÷36):(3÷40)=√6/36÷3/40=10√6/27。"
"八戒,你马上通知点A处的救援船出发,沿北偏东60°方向航行前往点C处救援。"
"大师兄,为什么要派A处的船前去救援呢?"
"因为10√6/27≈0.91<1,说明A处的救援船到达点C的时间比B处的船短。"
"可是——大师兄,据我调查在距离观测点D处100海里范围内有暗礁,A处的救援船前往点C时,如果沿着AC的航线在途中会不会有触礁的危险呢?"沙僧担心地说,"如果有触礁危险,我们应马上发出信号告诉A处的救援船让他们避开暗礁。或者改由B处的救援船出发去营救."
"幸亏你的提醒。"悟空说,"八戒,你先计算一下沿AC航线航行会不会有触礁危险?"
"猴哥,如何才能知道会不会触礁?"
"二师兄,计算一下点D到航线AC的距离。如果这个距离大于暗礁的半径10海里,那就说明不会触礁;否则就有触礁的危险了。"
"我知道了。"在沙僧的提示下,八戒马上进行了如下的计算。
作DF⊥AC于F(如图3)。设AE=x海里,则由∠ABC=45°,∠BAC=60°,∠ADC=75°,得∠BCE=∠DCF=∠CDF=45°.
在Rt△AEC中,CE=AE•tan60°=√3x;
在Rt△BCE中,BE=CE=√3x,
∴AE BE=x
x=10(√3 1),解得:x=10.所以AC=2x=20;
设AF=y,则CF=DF=AF·tan60°=√3y,
由AF CF=AC,得y √3y=20,
解得:y=10(√3﹣1),
∴AF=10(√3﹣1).
所以DF=√3AF=√3×10(√3﹣1)≈12.7(海里),
∵12.7>10,所以巡逻船A沿直线AC航行没有触暗礁危险.
根据八戒的计算结果,悟空立马给A处的救援船发出指令,半个多小时后遇险渔船终于获救。
第三天,仨兄弟驾驶一艘最快速度可达每小时40(√3 1)海里的快艇在如图4的观测点A处待命,负责观察东西航线l上作业的渔船和过往船只的动向。
一进入观测点A,悟空马上命八戒测得点A到航线l的距离为40海里。
"八戒,注意航线l上那艘外国轮船的动向。"8点20分,一艘外国轮船位于观测点A的正北方向的点B处,八戒目不转睛盯住它的动向。
"猴哥,那艘轮船沿正东方向航行,速度好快啊。"
9点20分,悟空凑近电子屏幕一看,外国轮船已在位于东南方向的点C处。
"八戒,继续注意它的动向。"
"猴哥,快看,在点C处捕鱼的渔船发来求救信号。"八戒说,"一定是那艘外国轮船搞的鬼。"
这时受侵害的渔船发来求救话音,说外国轮船上的海盗抢劫他们的财物后朝原来的航向逃走了。
"沙师弟,马上启动快艇追赶海盗船只。"悟空向负责驾驶的沙僧发出指令。
"大师兄,沿什么方向追赶才能在最短时间内追上呢?"沙僧问,"总不能先朝着点C追赶,到达点C后再沿正东方向追吧?"
"要想在最短时间内追上海盗船,必须沿直线追。"八戒说,"假设海盗船逃到点D时被我们追上,那我们就沿AD方向追。"
"没错,二师兄。但我们的航向究竟应该是北偏东多少度呢?"
"稍等片刻,让我算算。"悟空说,"从8点20分到9点20分,海盗船从点B航行到点C,在这1小时中海盗船航行的距离是BC。在图4中,因为∠BAC=45°,∠ABC=90°,所以BC=AB=40海里,所以海盗船的速度是40海里/时。
假设我们追上海盗船的最短时间为x小时,在点D处追上。则
CD=40x海里,AD=40(√3 1)x海里,
在Rt△ABD中,
AB =40,BD=BC CD=40 40x,AD=40(√3 1)x,
由勾股定理,得:402 (40 40x)2=[40(√3 1)x]2,
整理,得:(3 2√3)x2-2x-2=0,
△=4 8(3 2√3)=4(7 4√3)=4(2 √3)2,
由求根公式,得x=[2±2(2 √3)/[2(3 2√3)],
舍去负根,得x=[2 2(2 √3)/[2(3 2√3)]
=(3 √3)/(3 2√3)= √3-1.
所以BD=40 40x=40 40(√3-1)=40√3,
所以tan∠BAD=BD/AB=40√3/40=√3,
所以∠BAD=60°。
所以AD的航向为北偏东60°。"
沙僧根据悟空计算的结果,驾驶着快艇以最快的速度沿北偏东60°的航向追赶海盗船,数十分钟后便追上了,将几名海盗绳之以法。
欲知后事如何,请看下回分解.
,