Câu 1.
Để tìm giá trị của biểu thức \( A = a + b \), chúng ta cần xác định các điểm cực đại và cực tiểu của hàm số \( f(x) = \frac{x^2 - 4x + 1}{x - 4} \).
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số \( f(x) \).
\[ f'(x) = \left( \frac{x^2 - 4x + 1}{x - 4} \right)' \]
Áp dụng quy tắc đạo hàm của thương hai hàm số:
\[ f'(x) = \frac{(x^2 - 4x + 1)'(x - 4) - (x^2 - 4x + 1)(x - 4)'}{(x - 4)^2} \]
Tính đạo hàm của tử số và mẫu số:
\[ (x^2 - 4x + 1)' = 2x - 4 \]
\[ (x - 4)' = 1 \]
Thay vào công thức:
\[ f'(x) = \frac{(2x - 4)(x - 4) - (x^2 - 4x + 1)}{(x - 4)^2} \]
Rút gọn biểu thức:
\[ f'(x) = \frac{2x^2 - 8x - 4x + 16 - x^2 + 4x - 1}{(x - 4)^2} \]
\[ f'(x) = \frac{x^2 - 8x + 15}{(x - 4)^2} \]
Bước 2: Tìm các điểm cực đại và cực tiểu bằng cách giải phương trình \( f'(x) = 0 \):
\[ \frac{x^2 - 8x + 15}{(x - 4)^2} = 0 \]
Phương trình này đúng khi:
\[ x^2 - 8x + 15 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai:
\[ x^2 - 8x + 15 = 0 \]
Sử dụng công thức nghiệm:
\[ x = \frac{8 \pm \sqrt{64 - 60}}{2} = \frac{8 \pm 2}{2} \]
Có hai nghiệm:
\[ x_1 = \frac{8 + 2}{2} = 5 \]
\[ x_2 = \frac{8 - 2}{2} = 3 \]
Bước 3: Xác định các điểm cực đại và cực tiểu:
- \( x = 5 \) là điểm cực tiểu vì đạo hàm thay đổi từ âm sang dương.
- \( x = 3 \) là điểm cực đại vì đạo hàm thay đổi từ dương sang âm.
Bước 4: Tính giá trị của biểu thức \( A = a + b \):
\[ A = 3 + 5 = 8 \]
Vậy giá trị của biểu thức \( A \) là:
\[ \boxed{8} \]
Câu 2.
Để tìm giá trị của \( x \) sao cho thể tích \( V \) của hộp chữ nhật là lớn nhất, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định chiều dài, chiều rộng và chiều cao của hộp chữ nhật:
- Chiều dài ban đầu của tấm nhôm là 6 dm.
- Sau khi cắt bốn góc mỗi cạnh là \( x \) dm, chiều dài còn lại là \( 6 - 2x \) dm.
- Chiều rộng cũng còn lại \( 6 - 2x \) dm.
- Chiều cao của hộp chữ nhật là \( x \) dm.
2. Tính thể tích \( V \) của hộp chữ nhật:
\[
V = (6 - 2x)(6 - 2x)x = (6 - 2x)^2 x
\]
3. Xác định điều kiện của \( x \):
- Để có thể tạo thành hộp chữ nhật, \( x \) phải lớn hơn 0 và nhỏ hơn 3 (vì nếu \( x \geq 3 \), chiều dài và chiều rộng sẽ không còn dương).
\[
0 < x < 3
\]
4. Tìm giá trị \( x \) để thể tích \( V \) lớn nhất:
- Ta sẽ tìm đạo hàm của \( V \) theo \( x \) và đặt đạo hàm bằng 0 để tìm điểm cực đại.
\[
V = (6 - 2x)^2 x
\]
- Đạo hàm \( V \) theo \( x \):
\[
V' = \frac{d}{dx}[(6 - 2x)^2 x] = (6 - 2x)^2 + x \cdot 2(6 - 2x)(-2)
\]
\[
V' = (6 - 2x)^2 - 4x(6 - 2x)
\]
\[
V' = (6 - 2x)(6 - 2x - 4x)
\]
\[
V' = (6 - 2x)(6 - 6x)
\]
- Đặt \( V' = 0 \):
\[
(6 - 2x)(6 - 6x) = 0
\]
- Giải phương trình:
\[
6 - 2x = 0 \quad \text{hoặc} \quad 6 - 6x = 0
\]
\[
x = 3 \quad \text{hoặc} \quad x = 1
\]
- Vì \( x = 3 \) không thỏa mãn điều kiện \( 0 < x < 3 \), nên ta chỉ xét \( x = 1 \).
5. Kiểm tra giá trị \( x = 1 \) để đảm bảo thể tích lớn nhất:
- Thay \( x = 1 \) vào biểu thức thể tích:
\[
V = (6 - 2 \cdot 1)^2 \cdot 1 = 4^2 \cdot 1 = 16 \text{ dm}^3
\]
Vậy giá trị \( x \) để thể tích lớn nhất của hộp chữ nhật là 16 dm³ là \( x = 1 \) dm.
Đáp số: \( x = 1 \) dm.
Câu 3.
Để tìm đường tiệm cận đứng và đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \( f(x) = \frac{2x + 1}{x + 5} \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm đường tiệm cận đứng:
Đường tiệm cận đứng xảy ra khi mẫu số của hàm phân thức bằng 0 (tức là \( x + 5 = 0 \)).
\[
x + 5 = 0 \implies x = -5
\]
Vậy đường tiệm cận đứng là \( x = -5 \). Do đó, \( a = -5 \).
2. Tìm đường tiệm cận ngang:
Đường tiệm cận ngang xảy ra khi \( x \to \pm \infty \). Ta tính giới hạn của hàm số khi \( x \to \pm \infty \):
\[
\lim_{x \to \pm \infty} \frac{2x + 1}{x + 5}
\]
Chia cả tử và mẫu cho \( x \):
\[
\lim_{x \to \pm \infty} \frac{2 + \frac{1}{x}}{1 + \frac{5}{x}}
\]
Khi \( x \to \pm \infty \), các phân số \( \frac{1}{x} \) và \( \frac{5}{x} \) sẽ tiến đến 0:
\[
\lim_{x \to \pm \infty} \frac{2 + 0}{1 + 0} = 2
\]
Vậy đường tiệm cận ngang là \( y = 2 \). Do đó, \( b = 2 \).
3. Tính giá trị của \( a + 2b \):
\[
a + 2b = -5 + 2 \times 2 = -5 + 4 = -1
\]
Vậy giá trị của \( a + 2b \) là \(-1\).
Câu 4.
Để tìm vận tốc tức thời của vật tại thời điểm \( t = 2 \) giây, ta cần tính đạo hàm của hàm số \( h(t) \) để tìm vận tốc tức thời \( v(t) \).
Bước 1: Xác định hàm số độ cao \( h(t) \):
\[ h(t) = 2 + 24,5t - 4,9t^2 \]
Bước 2: Tính đạo hàm của \( h(t) \) để tìm vận tốc tức thời \( v(t) \):
\[ v(t) = h'(t) \]
Áp dụng công thức đạo hàm:
\[ h'(t) = \frac{d}{dt}(2 + 24,5t - 4,9t^2) \]
\[ h'(t) = 0 + 24,5 - 2 \cdot 4,9t \]
\[ h'(t) = 24,5 - 9,8t \]
Bước 3: Thay \( t = 2 \) vào biểu thức \( v(t) \):
\[ v(2) = 24,5 - 9,8 \cdot 2 \]
\[ v(2) = 24,5 - 19,6 \]
\[ v(2) = 4,9 \]
Vậy vận tốc tức thời của vật tại thời điểm \( t = 2 \) giây là 4,9 m/s.
Câu 5.
Trước tiên, ta nhận thấy rằng đáy ABCD là hình bình hành, do đó ta có $\overline{DC} = \overline{AB}$. Mặt khác, ta cũng biết rằng mặt bên SAB là tam giác đều, tức là SA = SB = AB.
Bây giờ, ta sẽ tính góc giữa hai vectơ $\overline{DC}$ và $\overline{BS}$.
1. Ta có $\overline{DC} = \overline{AB}$.
2. Ta cần tính góc giữa $\overline{AB}$ và $\overline{BS}$.
Ta xét tam giác ABS:
- Vì SAB là tam giác đều, nên góc ASB = 60°.
- Ta cần tính góc giữa $\overline{AB}$ và $\overline{BS}$, tức là góc giữa $\overline{AB}$ và $\overline{BS}$ trong mặt phẳng SAB.
Do đó, góc giữa $\overline{AB}$ và $\overline{BS}$ chính là góc ASB, tức là 60°.
Vậy góc giữa hai vectơ $\overline{DC}$ và $\overline{BS}$ là 60°.
Đáp số: 60°.
Câu 6.
Trước tiên, ta xác định tọa độ của điểm treo đèn I(a; b; c).
- Chiều dài phòng học là 8 m, chiều rộng là 6 m và chiều cao là 3 m.
- Đèn được treo ở chính giữa trần nhà, tức là ở tâm của hình chữ nhật trên trần nhà.
Do đó:
- Tọa độ x của điểm treo đèn sẽ là $\frac{8}{2} = 4$ m.
- Tọa độ y của điểm treo đèn sẽ là $\frac{6}{2} = 3$ m.
- Tọa độ z của điểm treo đèn sẽ là 3 m (chiều cao của phòng học).
Vậy tọa độ của điểm treo đèn là I(4; 3; 3).
Bây giờ, ta tính tổng $a + b + c$:
\[ a + b + c = 4 + 3 + 3 = 10 \]
Đáp số: $a + b + c = 10$.