Câu 1:
Để tìm thời điểm mà số lượng ong của đàn tăng nhanh nhất, chúng ta cần tìm giá trị của \( t \) sao cho đạo hàm của \( P(t) \) đạt giá trị lớn nhất.
Bước 1: Tính đạo hàm của \( P(t) \).
\[ P(t) = \frac{20000}{1 + 1000e^{-t}} \]
Áp dụng quy tắc đạo hàm của thương:
\[ P'(t) = \frac{d}{dt} \left( \frac{20000}{1 + 1000e^{-t}} \right) \]
\[ P'(t) = 20000 \cdot \frac{d}{dt} \left( \frac{1}{1 + 1000e^{-t}} \right) \]
\[ P'(t) = 20000 \cdot \left( -\frac{1}{(1 + 1000e^{-t})^2} \cdot (-1000e^{-t}) \right) \]
\[ P'(t) = \frac{20000 \cdot 1000e^{-t}}{(1 + 1000e^{-t})^2} \]
\[ P'(t) = \frac{20000000e^{-t}}{(1 + 1000e^{-t})^2} \]
Bước 2: Tìm giá trị của \( t \) để \( P'(t) \) đạt giá trị lớn nhất.
Để tìm giá trị của \( t \) sao cho \( P'(t) \) đạt giá trị lớn nhất, chúng ta cần tìm đạo hàm của \( P'(t) \) và đặt nó bằng 0.
\[ P''(t) = \frac{d}{dt} \left( \frac{20000000e^{-t}}{(1 + 1000e^{-t})^2} \right) \]
Áp dụng quy tắc đạo hàm của thương:
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \frac{d}{dt} \left( \frac{e^{-t}}{(1 + 1000e^{-t})^2} \right) \]
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \left( \frac{(1 + 1000e^{-t})^2 \cdot (-e^{-t}) - e^{-t} \cdot 2(1 + 1000e^{-t}) \cdot (-1000e^{-t})}{(1 + 1000e^{-t})^4} \right) \]
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \left( \frac{-e^{-t}(1 + 1000e^{-t})^2 + 2000e^{-2t}(1 + 1000e^{-t})}{(1 + 1000e^{-t})^4} \right) \]
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \left( \frac{-e^{-t}(1 + 1000e^{-t}) + 2000e^{-2t}}{(1 + 1000e^{-t})^3} \right) \]
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \left( \frac{-e^{-t} - 1000e^{-2t} + 2000e^{-2t}}{(1 + 1000e^{-t})^3} \right) \]
\[ P''(t) = 20000000 \cdot \left( \frac{-e^{-t} + 1000e^{-2t}}{(1 + 1000e^{-t})^3} \right) \]
Đặt \( P''(t) = 0 \):
\[ \frac{-e^{-t} + 1000e^{-2t}}{(1 + 1000e^{-t})^3} = 0 \]
\[ -e^{-t} + 1000e^{-2t} = 0 \]
\[ 1000e^{-2t} = e^{-t} \]
\[ 1000e^{-t} = 1 \]
\[ e^{-t} = \frac{1}{1000} \]
\[ -t = \ln \left( \frac{1}{1000} \right) \]
\[ -t = -\ln(1000) \]
\[ t = \ln(1000) \]
\[ t \approx 6.91 \]
Vậy, tại thời điểm \( t \approx 7 \) tuần, số lượng ong của đàn tăng nhanh nhất.
Câu 2:
Để tính diện tích tam giác ABC trong không gian Oxyz, ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ AB và AC:
- Vectơ $\overrightarrow{AB} = B - A = (5-1, -2-2, -3-3) = (4, -4, -6)$
- Vectơ $\overrightarrow{AC} = C - A = (0-1, 2-2, 2-3) = (-1, 0, -1)$
2. Tính tích có hướng của vectơ AB và AC:
- Tích có hướng $\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}$ được tính bằng định nghĩa:
\[
\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} =
\begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\
4 & -4 & -6 \\
-1 & 0 & -1
\end{vmatrix}
= \mathbf{i}((-4)(-1) - (-6)(0)) - \mathbf{j}((4)(-1) - (-6)(-1)) + \mathbf{k}((4)(0) - (-4)(-1))
\]
\[
= \mathbf{i}(4 - 0) - \mathbf{j}(-4 - 6) + \mathbf{k}(0 - 4)
= 4\mathbf{i} + 10\mathbf{j} - 4\mathbf{k}
\]
- Vậy $\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = (4, 10, -4)$
3. Tính độ dài của vectơ tích có hướng:
- Độ dài $\|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\|$:
\[
\|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\| = \sqrt{4^2 + 10^2 + (-4)^2} = \sqrt{16 + 100 + 16} = \sqrt{132} = 2\sqrt{33}
\]
4. Diện tích tam giác ABC:
- Diện tích tam giác ABC là:
\[
S_{ABC} = \frac{1}{2} \|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\| = \frac{1}{2} \cdot 2\sqrt{33} = \sqrt{33}
\]
- Làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ hai:
\[
\sqrt{33} \approx 5.74
\]
Vậy diện tích tam giác ABC là khoảng 5.74 đơn vị diện tích.
Câu 3:
Trước tiên, ta xác định tọa độ của các điểm trong hình lập phương ABCD.MNPQ với độ dài các cạnh là 3 cm.
Giả sử:
- Điểm A có tọa độ (0, 0, 0)
- Điểm B có tọa độ (3, 0, 0)
- Điểm C có tọa độ (3, 3, 0)
- Điểm D có tọa độ (0, 3, 0)
- Điểm M có tọa độ (0, 0, 3)
- Điểm N có tọa độ (3, 0, 3)
- Điểm P có tọa độ (3, 3, 3)
- Điểm Q có tọa độ (0, 3, 3)
Bây giờ, ta tìm tọa độ của các vectơ $\overrightarrow{BD}$ và $\overrightarrow{PN}$.
Vectơ $\overrightarrow{BD}$:
\[
\overrightarrow{BD} = D - B = (0, 3, 0) - (3, 0, 0) = (-3, 3, 0)
\]
Vectơ $\overrightarrow{PN}$:
\[
\overrightarrow{PN} = N - P = (3, 0, 3) - (3, 3, 3) = (0, -3, 0)
\]
Tiếp theo, ta tính tích vô hướng của hai vectơ này.
Tích vô hướng của $\overrightarrow{BD}$ và $\overrightarrow{PN}$:
\[
\overrightarrow{BD} \cdot \overrightarrow{PN} = (-3) \cdot 0 + 3 \cdot (-3) + 0 \cdot 0 = 0 - 9 + 0 = -9
\]
Vậy, tích vô hướng của hai vectơ $\overrightarrow{BD}$ và $\overrightarrow{PN}$ là \(-9\).
Câu 4:
Để tính độ lớn của tổng ba lực $\overrightarrow{F}_1$, $\overrightarrow{F}_2$, và $\overrightarrow{F}_3$, ta sử dụng công thức tính độ lớn của vectơ tổng khi các vectơ có phương vuông góc với nhau.
Cụ thể, nếu ba lực $\overrightarrow{F}_1$, $\overrightarrow{F}_2$, và $\overrightarrow{F}_3$ có độ lớn lần lượt là $F_1$, $F_2$, và $F_3$, thì độ lớn của tổng các lực này là:
\[ |\overrightarrow{F}_1 + \overrightarrow{F}_2 + \overrightarrow{F}_3| = \sqrt{F_1^2 + F_2^2 + F_3^2} \]
Áp dụng vào bài toán, ta có:
\[ F_1 = 2 \text{ N}, \quad F_2 = 3 \text{ N}, \quad F_3 = 4 \text{ N} \]
Do đó:
\[ |\overrightarrow{F}_1 + \overrightarrow{F}_2 + \overrightarrow{F}_3| = \sqrt{2^2 + 3^2 + 4^2} \]
\[ = \sqrt{4 + 9 + 16} \]
\[ = \sqrt{29} \]
Tính giá trị của $\sqrt{29}$:
\[ \sqrt{29} \approx 5.39 \]
Vậy, giá trị của $a$ là:
\[ a \approx 5.39 \]
Đáp số: $a \approx 5.39$
Câu 5:
Để tính phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm, chúng ta thực hiện các bước sau:
1. Tính trung bình cộng của mẫu số liệu.
2. Tính phương sai của mẫu số liệu.
Bước 1: Tính trung bình cộng của mẫu số liệu
Ta lập bảng tần số lũy kế và tính trung vị của mẫu số liệu:
| Nhóm | Số học sinh | Trung điểm | Số học sinh × Trung điểm |
|------|-------------|------------|--------------------------|
| [1; 2) | 8 | 1.5 | 8 × 1.5 = 12 |
| [2; 3) | 10 | 2.5 | 10 × 2.5 = 25 |
| [3; 4) | 12 | 3.5 | 12 × 3.5 = 42 |
| [4; 5) | 9 | 4.5 | 9 × 4.5 = 40.5 |
| [5; 6) | 3 | 5.5 | 3 × 5.5 = 16.5 |
Tổng số học sinh là 42.
Trung bình cộng của mẫu số liệu là:
\[ \bar{x} = \frac{\sum (số học sinh \times trung điểm)}{tổng số học sinh} = \frac{12 + 25 + 42 + 40.5 + 16.5}{42} = \frac{136}{42} \approx 3.24 \]
Bước 2: Tính phương sai của mẫu số liệu
Phương sai của mẫu số liệu là:
\[ s^2 = \frac{\sum (số học sinh \times (trung điểm - \bar{x})^2)}{tổng số học sinh - 1} \]
Ta tính các giá trị cần thiết:
| Nhóm | Số học sinh | Trung điểm | Trung điểm - \bar{x} | (Trung điểm - \bar{x})^2 | Số học sinh × (Trung điểm - \bar{x})^2 |
|------|-------------|------------|-----------------------|---------------------------|----------------------------------------|
| [1; 2) | 8 | 1.5 | 1.5 - 3.24 = -1.74 | (-1.74)^2 = 3.0276 | 8 × 3.0276 = 24.2208 |
| [2; 3) | 10 | 2.5 | 2.5 - 3.24 = -0.74 | (-0.74)^2 = 0.5476 | 10 × 0.5476 = 5.476 |
| [3; 4) | 12 | 3.5 | 3.5 - 3.24 = 0.26 | (0.26)^2 = 0.0676 | 12 × 0.0676 = 0.8112 |
| [4; 5) | 9 | 4.5 | 4.5 - 3.24 = 1.26 | (1.26)^2 = 1.5876 | 9 × 1.5876 = 14.2884 |
| [5; 6) | 3 | 5.5 | 5.5 - 3.24 = 2.26 | (2.26)^2 = 5.1076 | 3 × 5.1076 = 15.3228 |
Tổng của các giá trị "Số học sinh × (Trung điểm - \bar{x})^2" là:
\[ 24.2208 + 5.476 + 0.8112 + 14.2884 + 15.3228 = 60.1192 \]
Phương sai của mẫu số liệu là:
\[ s^2 = \frac{60.1192}{42 - 1} = \frac{60.1192}{41} \approx 1.47 \]
Vậy phương sai của mẫu số liệu ghép nhóm trên là khoảng 1.47 (làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai).
Câu 6:
Để tìm đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \( y = f(x) = \frac{x^2 - 5x + 7}{x - 3} \), ta thực hiện phép chia đa thức \( x^2 - 5x + 7 \) cho \( x - 3 \).
Thực hiện phép chia:
\[
\begin{array}{r|rr}
& x & -2 \\
\hline
x-3 & x^2 & -5x & +7 \\
& x^2 & -3x & \\
\hline
& & -2x & +7 \\
& & -2x & +6 \\
\hline
& & & 1 \\
\end{array}
\]
Ta có:
\[
\frac{x^2 - 5x + 7}{x - 3} = x - 2 + \frac{1}{x - 3}
\]
Khi \( x \to \infty \) hoặc \( x \to -\infty \), phần \( \frac{1}{x - 3} \) sẽ tiến đến 0. Vậy đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số là:
\[
y = x - 2
\]
Trong đó, \( a = 1 \) và \( b = -2 \).
Bây giờ, ta tính \( 3a - 2b^2 \):
\[
3a - 2b^2 = 3(1) - 2(-2)^2 = 3 - 2 \cdot 4 = 3 - 8 = -5
\]
Vậy đáp án là:
\[
\boxed{-5}
\]