题目
兔子位于狼的正西方100米处,相互发现对方后,兔子向正西方100米的巢穴逃跑,已知狼的轨迹方程100,则狼( )兔.A.能追上B.追不上C.刚好追上D.不能确定
兔子位于狼的正西方
米处,相互发现对方后,兔子向正西方
米的巢穴逃跑,已知狼的轨迹方程
,则狼( )兔.
A.能追上
B.追不上
C.刚好追上
D.不能确定
题目解答
答案
兔子与狼的运动轨迹如下图所示:

以兔子为原点,水平方向为
轴,它逃跑的运动方向为
轴,巢穴位于
轴上,
已知狼的轨迹方程
,
假设当狼追上兔子,此时
,
代入轨迹方程中可得:
,
由此可知当兔子沿着
轴正方向跑
时,
狼追上兔子,因为兔子在跑到
米时已经进入巢穴,
所以狼追不上兔子.
故答案为:B.
解析
考查要点:本题主要考查函数图像的实际应用,通过分析狼和兔子的运动轨迹,判断狼是否能追上兔子。
解题核心思路:
- 坐标系设定:以兔子初始位置为原点,兔子逃跑方向(正西方)为x轴正方向,巢穴位于x轴正方向某处。
- 关键条件:当狼追上兔子时,两者位置必须相同。
- 破题关键:将狼的轨迹方程代入追击条件,计算狼追上兔子时兔子是否已到达巢穴。
核心概念:
- 函数值的实际意义:狼的轨迹方程$f(x)$表示当兔子逃跑距离为$x$时,狼的位置。
- 巢穴位置:题目隐含巢穴位于$x = \dfrac{200}{3}$米处,兔子到达此处后安全。
步骤1:假设狼追上兔子
若狼追上兔子,此时兔子逃跑距离为$x$,狼的位置应与兔子位置相同,即$f(x) = x$。
步骤2:代入方程验证
将$x = 0$代入狼的轨迹方程:
$f(0) = \dfrac{1}{3} \cdot 0^{\frac{2}{3}} - 10 \cdot 0^{\frac{1}{2}} + \dfrac{200}{3} = \dfrac{200}{3}.$
此时,狼的位置为$\dfrac{200}{3}$米,而兔子已到达巢穴($x = \dfrac{200}{3}$米),说明狼未追上。
步骤3:分析运动逻辑
兔子到达巢穴后不再移动,而狼需继续移动到$\dfrac{200}{3}$米处才能相遇。但根据方程,狼在$x=0$时位置为$\dfrac{200}{3}$米,与兔子位置不符,故狼无法追上。