9. (教材 P77 练习第 1 题变式)如图,某海域有一小岛 P,在以点 P 为圆心,$10(3 + \sqrt {3})$海里为半径的圆形海域内有暗礁. 一海监船自西向东航行,它在 A 处测得小岛 P 位于北偏东$60^{\circ }$方向上,当海监船行驶$20\sqrt{2}$海里后到达 B 处,此时测得小岛 P 位于 B 处北偏东$45^{\circ }$方向上.
(1) 求小岛 P 与 A 处之间的距离.
(2) 若海监船由 B 处继续向东航行,是否有触礁的危险? 如果有触礁的危险,那么海监船由 B 处开始沿南偏东至多多少度的方向航行能安全通过这一海域?

答案:9.(1)如图,过点P作PC⊥AB,交AB的延长线于点C.由题意,得∠PAC = $90^{\circ} - 60^{\circ} = 30^{\circ}$,∠PBC = $90^{\circ} - 45^{\circ} = 45^{\circ}$,AB = $20\sqrt{2}$海里.设PC = x海里,则易得BC = x海里.在Rt△PAC中,
∵tan∠PAC = $\frac{PC}{AC}$,即$\frac{x}{x + 20\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$,
∴x = $10\sqrt{6} + 10\sqrt{2}$.
∴PC = ($10\sqrt{6} + 10\sqrt{2}$)海里.
∴易得PA = 2PC = ($20\sqrt{6} + 20\sqrt{2}$)海里.
∴小岛P与A处之间的距离为($20\sqrt{6} + 20\sqrt{2}$)海里
(2)有触礁的危险
∵$10\sqrt{6} + 10\sqrt{2} - 10(3 + \sqrt{3}) = 10(\sqrt{3} + 1)(\sqrt{2} - \sqrt{3}) < 0$海里,
∴有触礁的危险.如图,设海监船无触礁危险的新航线为射线BD,过点P作PE⊥BD于点E.易知PB = $\sqrt{2}$PC = $20(\sqrt{3} + 1)$海里.当点P到BD的距离PE = $10(3 + \sqrt{3})$海里时,sin∠PBE = $\frac{PE}{PB} = \frac{10(3 + \sqrt{3})}{20(\sqrt{3} + 1)} = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
∴∠PBD = $60^{\circ}$.
∴∠CBD = $60^{\circ} - 45^{\circ} = 15^{\circ}$.
∵$90^{\circ} - 15^{\circ} = 75^{\circ}$,
∴海监船由B处开始沿南偏东至多$75^{\circ}$的方向航行能安全通过这一海域
