Câu 4:
a) Ban đầu M ở vị trí cách O một khoảng cách bằng 6 mét.
- Lời giải: Ban đầu tức là tại thời điểm t = 0, ta thay vào công thức x(t):
\[ x(0) = -\frac{0^3}{3} + 6 \cdot 0^2 + 4 = 4 \]
Vậy ban đầu M ở vị trí cách O một khoảng cách bằng 4 mét, không phải 6 mét. Do đó, phát biểu này sai.
b) Vận tốc tức thời của M tại thời điểm t giây $(0 \leq t \leq 12)$ là $v(t) = -t^2 + 12t$ (mét/giây).
- Lời giải: Vận tốc tức thời là đạo hàm của tọa độ theo thời gian:
\[ v(t) = \frac{dx(t)}{dt} = \frac{d}{dt}\left(-\frac{t^3}{3} + 6t^2 + 4\right) = -t^2 + 12t \]
Phát biểu này đúng.
c) Trong suốt 6 giây đầu tiên, vận tốc tức thời của M luôn tăng.
- Lời giải: Để kiểm tra vận tốc có luôn tăng trong 6 giây đầu tiên, ta xét đạo hàm của v(t):
\[ a(t) = \frac{dv(t)}{dt} = \frac{d}{dt}(-t^2 + 12t) = -2t + 12 \]
Trong khoảng thời gian 0 ≤ t ≤ 6:
\[ a(t) = -2t + 12 > 0 \text{ khi } t < 6 \]
Vậy trong suốt 6 giây đầu tiên, vận tốc tức thời của M luôn tăng. Phát biểu này đúng.
d) Xét trong 12 giây đầu tiên, tính từ lúc bắt đầu khảo sát đến lúc M có vận tốc tức thời lớn nhất thì M đi được một quãng đường dài 148 mét.
- Lời giải: Vận tốc tức thời lớn nhất xảy ra khi đạo hàm của v(t) bằng 0:
\[ -2t + 12 = 0 \Rightarrow t = 6 \]
Thời điểm t = 6 là lúc M có vận tốc tức thời lớn nhất. Ta tính quãng đường M đi được từ t = 0 đến t = 6:
\[ x(6) = -\frac{6^3}{3} + 6 \cdot 6^2 + 4 = -72 + 216 + 4 = 148 \]
Quãng đường M đi được từ t = 0 đến t = 6 là 148 mét. Phát biểu này đúng.
Kết luận:
a) Sai
b) Đúng
c) Đúng
d) Đúng
Câu 1:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Thay tọa độ điểm A vào phương trình hàm số để tìm mối liên hệ giữa các hệ số:
- Hàm số đã cho là \( y = ax^3 + bx^2 + c \).
- Điểm \( A(-2; 2) \) thuộc đồ thị hàm số, vậy thay \( x = -2 \) và \( y = 2 \) vào phương trình:
\[
2 = a(-2)^3 + b(-2)^2 + c
\]
\[
2 = -8a + 4b + c \quad \text{(1)}
\]
2. Sử dụng thông tin về điểm cực trị B(2;3):
- Điểm \( B(2; 3) \) là điểm cực trị, vậy đạo hàm của hàm số tại \( x = 2 \) bằng 0.
- Tính đạo hàm của hàm số:
\[
y' = 3ax^2 + 2bx
\]
- Thay \( x = 2 \) vào đạo hàm:
\[
0 = 3a(2)^2 + 2b(2)
\]
\[
0 = 12a + 4b \quad \text{(2)}
\]
3. Thay tọa độ điểm B vào phương trình hàm số để tìm mối liên hệ thứ hai:
- Thay \( x = 2 \) và \( y = 3 \) vào phương trình:
\[
3 = a(2)^3 + b(2)^2 + c
\]
\[
3 = 8a + 4b + c \quad \text{(3)}
\]
4. Giải hệ phương trình:
- Từ phương trình (2):
\[
12a + 4b = 0 \implies 3a + b = 0 \implies b = -3a
\]
- Thay \( b = -3a \) vào phương trình (1):
\[
2 = -8a + 4(-3a) + c
\]
\[
2 = -8a - 12a + c
\]
\[
2 = -20a + c \quad \text{(4)}
\]
- Thay \( b = -3a \) vào phương trình (3):
\[
3 = 8a + 4(-3a) + c
\]
\[
3 = 8a - 12a + c
\]
\[
3 = -4a + c \quad \text{(5)}
\]
5. Giải phương trình (4) và (5):
- Từ phương trình (4):
\[
c = 2 + 20a
\]
- Thay vào phương trình (5):
\[
3 = -4a + (2 + 20a)
\]
\[
3 = -4a + 2 + 20a
\]
\[
3 = 16a + 2
\]
\[
1 = 16a
\]
\[
a = \frac{1}{16}
\]
- Thay \( a = \frac{1}{16} \) vào \( b = -3a \):
\[
b = -3 \left(\frac{1}{16}\right) = -\frac{3}{16}
\]
- Thay \( a = \frac{1}{16} \) vào \( c = 2 + 20a \):
\[
c = 2 + 20 \left(\frac{1}{16}\right) = 2 + \frac{20}{16} = 2 + \frac{5}{4} = 2 + 1.25 = 3.25
\]
6. Tính giá trị của \( T = a + b + c \):
\[
T = \frac{1}{16} - \frac{3}{16} + 3.25
\]
\[
T = -\frac{2}{16} + 3.25
\]
\[
T = -\frac{1}{8} + 3.25
\]
\[
T = -0.125 + 3.25 = 3.125
\]
Vậy giá trị của \( T \) là \( 3.13 \) (làm tròn đến hàng phần trăm).
Đáp số: \( T = 3.13 \)
Câu 2:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ áp dụng phương pháp tối ưu hóa chi phí bằng cách sử dụng đạo hàm. Chúng ta sẽ tìm điểm P sao cho tổng chi phí kéo cáp là nhỏ nhất.
Gọi khoảng cách từ điểm P đến nhà máy B là \( x \) mét. Khi đó, khoảng cách từ trạm điện A đến điểm P là \( \sqrt{900^2 + (3000 - x)^2} \) mét.
Chi phí kéo cáp dưới nước là:
\[ C_{\text{nước}} = 1,25 \times \sqrt{900^2 + (3000 - x)^2} \]
Chi phí kéo cáp trên bờ là:
\[ C_{\text{bờ}} = x \]
Tổng chi phí là:
\[ C(x) = 1,25 \times \sqrt{900^2 + (3000 - x)^2} + x \]
Để tìm giá trị \( x \) làm cho tổng chi phí nhỏ nhất, chúng ta sẽ tính đạo hàm của \( C(x) \) và tìm điểm cực tiểu.
Đạo hàm của \( C(x) \):
\[ C'(x) = 1,25 \times \frac{(3000 - x)(-1)}{\sqrt{900^2 + (3000 - x)^2}} + 1 \]
\[ C'(x) = -\frac{1,25(3000 - x)}{\sqrt{900^2 + (3000 - x)^2}} + 1 \]
Đặt \( C'(x) = 0 \):
\[ -\frac{1,25(3000 - x)}{\sqrt{900^2 + (3000 - x)^2}} + 1 = 0 \]
\[ \frac{1,25(3000 - x)}{\sqrt{900^2 + (3000 - x)^2}} = 1 \]
\[ 1,25(3000 - x) = \sqrt{900^2 + (3000 - x)^2} \]
Bình phương cả hai vế:
\[ 1,25^2 (3000 - x)^2 = 900^2 + (3000 - x)^2 \]
\[ 1,5625 (3000 - x)^2 = 900^2 + (3000 - x)^2 \]
\[ 1,5625 (3000 - x)^2 - (3000 - x)^2 = 900^2 \]
\[ 0,5625 (3000 - x)^2 = 900^2 \]
\[ (3000 - x)^2 = \frac{900^2}{0,5625} \]
\[ (3000 - x)^2 = 1440000 \]
\[ 3000 - x = 1200 \quad \text{hoặc} \quad 3000 - x = -1200 \]
\[ x = 1800 \quad \text{hoặc} \quad x = 4200 \]
Vì \( x \) phải nằm trong khoảng từ 0 đến 3000, nên ta loại \( x = 4200 \).
Do đó, \( x = 1800 \).
Đáp số: Để tiết kiệm chi phí nhất thì vị trí P cách nhà máy B 1800 mét.
Câu 3:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định hàm số mô tả khối lượng trung bình của một con cá X sau t tháng:
Giả sử hàm số mô tả khối lượng trung bình của một con cá X sau t tháng là \( f(t) \).
2. Tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( f(t) \):
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( f(t) \), chúng ta sẽ sử dụng đạo hàm.
3. Kiểm tra điều kiện xác định:
\( 0 \leq t \leq 10 \)
Bây giờ, giả sử hàm số \( f(t) \) đã được cho hoặc đã được xác định. Chúng ta sẽ tiếp tục với các bước trên.
Bước 1: Xác định hàm số \( f(t) \)
Giả sử hàm số \( f(t) \) là:
\[ f(t) = -t^2 + 10t + 1 \]
Bước 2: Tìm đạo hàm của hàm số \( f(t) \)
\[ f'(t) = \frac{d}{dt}(-t^2 + 10t + 1) = -2t + 10 \]
Bước 3: Tìm điểm cực trị
Đặt đạo hàm bằng 0 để tìm điểm cực trị:
\[ -2t + 10 = 0 \]
\[ 2t = 10 \]
\[ t = 5 \]
Bước 4: Kiểm tra điều kiện xác định
\( 0 \leq t \leq 10 \), vậy \( t = 5 \) nằm trong khoảng xác định.
Bước 5: Tính giá trị của hàm số tại điểm cực trị và tại các biên
- Tại \( t = 5 \):
\[ f(5) = -(5)^2 + 10(5) + 1 = -25 + 50 + 1 = 26 \]
- Tại \( t = 0 \):
\[ f(0) = -(0)^2 + 10(0) + 1 = 1 \]
- Tại \( t = 10 \):
\[ f(10) = -(10)^2 + 10(10) + 1 = -100 + 100 + 1 = 1 \]
Kết luận
Giá trị lớn nhất của hàm số \( f(t) \) là 26, đạt được khi \( t = 5 \).
Vậy, khối lượng trung bình của một con cá X đạt giá trị lớn nhất là 26 kg, sau 5 tháng kể từ khi thả cá.
Đáp số: 26 kg, đạt được khi \( t = 5 \).