已知 $A(0,1)$,$B(1,0)$,$C(t,0)$,点 $D$ 是直线 $AC$ 上的动点,若 $AD\leqslant 2 BD$ 恒成立,则最小正整数 $t$ 的值为 .

【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$4$
【解析】
注意到当 $C$ 确定后,$\angle DAB$ 在 $D$ 运动的时候是不变的,因此可以考虑利用正弦定理来表达条件 $AD\leqslant 2BD$.
如图,在 $\triangle ABD$ 中,由正弦定理得$$\dfrac{AD}{BD}=\dfrac{\sin \angle ABD}{\sin \angle BAD}\leqslant 2,$$而 $\angle ABD$ 的取值范围是 $(0,\pi)$,于是 $\dfrac{\sin \angle ABD}{\sin \angle BAD}$ 的最大值为 $\dfrac{1}{\sin \angle BAD}$,问题转化为$$\sin\angle BAD\geqslant \dfrac 12,$$也即 $\angle BAD\geqslant \dfrac{\pi}6$,于是$$t=OC\geqslant \tan\left(\dfrac{\pi}4+\dfrac{\pi}6\right)=2+\sqrt 3,$$因此 $t$ 的最小正整数取值为 $4$.(因为 $t$ 为正整数,所以只需要考虑 $C$ 点在 $B$ 点右边这种情形.)
如图,在 $\triangle ABD$ 中,由正弦定理得$$\dfrac{AD}{BD}=\dfrac{\sin \angle ABD}{\sin \angle BAD}\leqslant 2,$$而 $\angle ABD$ 的取值范围是 $(0,\pi)$,于是 $\dfrac{\sin \angle ABD}{\sin \angle BAD}$ 的最大值为 $\dfrac{1}{\sin \angle BAD}$,问题转化为$$\sin\angle BAD\geqslant \dfrac 12,$$也即 $\angle BAD\geqslant \dfrac{\pi}6$,于是$$t=OC\geqslant \tan\left(\dfrac{\pi}4+\dfrac{\pi}6\right)=2+\sqrt 3,$$因此 $t$ 的最小正整数取值为 $4$.(因为 $t$ 为正整数,所以只需要考虑 $C$ 点在 $B$ 点右边这种情形.)
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