Question

某市现有自市中心O通往正西和东北方向的两条主要公路，为了解决交通拥挤问题，市政府决定修一条环城路，分别在通往正西和东北方向的公路上选取A、B两点，使环城公路在A、B间为线段，要求AB环城路段与中心O的距离为10 km，且使A、B间的距离|AB|最小，请你确定A、B两点的最佳位置（不要求作近似计算）

Answer

先以O为原点，正东方向为x轴的正半轴，正北方向为y轴的正半轴，建立直角坐标系．设A（-a，0）、B（b，b），则可得直线AB的方程，再根据点到直线的距离公式可得a2b2=100（a2+2b2+2ab），进而求得ab的范围，再根据两点间的距离求得|AB|=，进而可得|AB|的范围及最小值．当|AB|取最小值时可求得a，b的值，进而求出|OA|和|OB|，确定A，B的位置．
【解析】
以O为原点，正东方向为x轴的正半轴，正北方向为y轴的正半轴，建立如下图所示的坐标系．
设A（-a，0）、B（b，b）（其中a＞0，b＞0），
则AB的方程为y=，
即bx-（a+b）y+ab=0．
∴a2b2=100（a2+2b2+2ab）≥100（2+2ab）
=200（1+）ab．
∵ab＞0，
∴ab≥200（+1）．
当且仅当“a2=2b2”时等号成立，
而|AB|==，
∴|AB|≥20（+1）．
当a2=2b2，
ab=10，
时，|AB|取最小值，
即a=10，
b=10
此时|OA|=a=10，
|OB|=10，
∴A、B两点的最佳位置是离市中心O均为10km处．