2判别式法
.对于一元二次方程02
=++c bx ax ,
方程有解时,042≥-=∆ac b ;方程无解时,042<-=∆ac b
[例题1]在一平直较窄的公路上,一辆汽车以22m/s 的速度匀速行驶,正前方有一辆自行车以4m/s 的速度向匀速行驶,汽车刹车的最大加速度为2/6s m ,若两车不相撞,则两车的间距至少为多少?
解析:要使两车不相撞,设它们间距为S ,则地者在任一时间内位移关系应满足 S S S +≠自汽即S vt at t v +≠-202
1代入数值得 01832≠+-S t t 所以关于t 的一元二次方程无实数解,所以当042<-=∆ac b 时上式成立,即0341842
2<⨯-=-=∆S ac b ,解得m S 27>,所以最小间距为27m 是
车不与自行车相撞的条件
[例题2]如图所示,侧面开有小孔s 的量简中注满水,高为h 的量简放图在高为H 的平台上,问小孔s 应开在何处,从孔中喷出的水为最远?
解析:设小孔s 的位置离地面的高度为y ,水的水
平射程为x ,并设某一时刻质量为m 的水由小孔喷
出,做初速度为0V 的平抛运动,经时间l 落地,由
运动学公式可得 t v x 0= ①
22
1gt y = ② 喷出的水的动能可相当于它从水面处下落)(y H h -+的高度量力所做的功。
根据机械能守值定律有
202
1)(mv y H h mg =
-+ ③ 联立①②③式得 022)(44=++-x y H h y 这是一个关于y 的一元二次方程,由于y 必须是正实数,所以△≥0,即
044)](4[22≥⨯-+-x H h ,
又因x>0,所以x ≤h+H ,故最大水平射程H h x +=max ,此时方程的解为
)(2142)](4[H h H h y +=⨯+--=即当小孔s 开在高为)(2
1H h +处时,喷出的水射程最远。
[例题3]如图所示,一反坦克手站在离公路50m 远的地方,公路上有一敌方坦克驶来,速度为v1=10m/s ,若坦克和人相距a=200m 而此人奔跑速度最大不能超3m/s ,问化至少应以什么速度沿哪一方向跑才能与坦克相遇。
解析:设反坦克手沿如图所示的AC 方向跑,速度为2v ,人与坦克相遇时运
动的时间为t ,设∠CAD=a,根据题意,t v s CD 1=,t v s AC 21= t v t v CD BD BC 1122155050200-=--=-=,因为222AC BC AB =+,
所示222212)1550(50t v t v =-+将s m v /101=代入井整理得到
040000151000)100(222=+--t t v 。
因为t 大于零,上述关于l 的方程有实数解,所以
04000)100(4)151000(222≥⨯---=∆a v ,
即16
100022≥v ,因为02>v ,所以s m v /5.22≥。
那么他至少以2.5m/s 的速度奔跑才能与坦克相遇,这时人跑的时间s t 56.20)
5.2100(21510002=-= (这时的奔跑速度为2.5m/s)。
0200
5.22200)5.2()10(cos 2
22=⨯⨯++-=t t t α,090=α即AC 与AD 垂直。