Câu 1.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm mối liên hệ giữa các đại lượng:
- Biết rằng thể tích của chiếc thùng là .
- Đáy thùng là hình vuông cạnh , chiều cao .
2. Xác định thể tích của thùng:
- Thể tích của hình hộp chữ nhật là .
- Ta có phương trình: .
3. Diện tích bề mặt bên ngoài của thùng:
- Diện tích đáy là .
- Diện tích bốn mặt bên là .
- Tổng diện tích bề mặt bên ngoài là .
4. Thay từ phương trình thể tích vào diện tích bề mặt:
- Từ , ta có .
- Thay vào diện tích bề mặt:
5. Tìm giá trị để diện tích bề mặt nhỏ nhất:
- Xét hàm số .
- Tính đạo hàm của :
- Đặt để tìm điểm cực trị:
6. Kiểm tra điều kiện để đảm bảo là giá trị nhỏ nhất:
- Tính đạo hàm thứ hai:
- Tại :
- Vì , nên là điểm cực tiểu, tức là giá trị nhỏ nhất.
Vậy, để bác thợ sử dụng ít nguyên liệu nhất, cạnh đáy của chiếc thùng phải là .
Câu 2.
Trước tiên, ta xác định các thông tin đã cho:
- Đáy ABC là tam giác đều cạnh bằng 4.
- SA vuông góc với mặt đáy ABC.
- Ta cần tính .
Bước 1: Xác định các vectơ liên quan.
-
- là vectơ từ A đến C.
Bước 2: Tính tích vô hướng .
Áp dụng tính chất phân phối của tích vô hướng:
Bước 3: Xét từng thành phần.
- Vì SA vuông góc với mặt đáy ABC, nên vuông góc với mọi vectơ nằm trong mặt đáy, bao gồm cả . Do đó:
- Tiếp theo, xét . Vì ABC là tam giác đều, góc giữa AB và AC là 60°. Ta có:
Biết rằng và , ta có:
Bước 4: Kết hợp các kết quả.
Vậy, .
Câu 3.
Đầu tiên, ta cần tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng đi qua hai điểm và .
Vectơ là:
Tiếp theo, ta tìm vận tốc của máy bay. Máy bay di chuyển từ điểm đến điểm trong 10 phút, tức là 0,1667 giờ (10 phút = giờ).
Vận tốc của máy bay là:
Bây giờ, ta cần tìm tọa độ của máy bay sau 5 phút nữa (tức là thêm 0,0833 giờ).
Tọa độ mới của máy bay sau 5 phút nữa sẽ là:
Ta tính từng thành phần:
Vậy tọa độ của máy bay sau 5 phút nữa là .
Cuối cùng, ta tính kết quả của phép tính:
Kết quả làm tròn đến hàng phần chục là:
Đáp số: 0,4
Câu 4.
Để tính , trước tiên chúng ta cần tìm nguyên hàm của hàm số .
Bước 1: Tìm nguyên hàm của .
Ta có:
Do đó, nguyên hàm của là:
Bước 2: Xác định hằng số bằng cách sử dụng điều kiện .
Thay vào :
Vậy, nguyên hàm cụ thể của là:
Bước 3: Tính .
Thay vào :
Vậy, giá trị của là:
Câu 5.
Điểm nên tọa độ của có dạng .
Ta tính và :
Biểu thức được viết lại là:
Phát triển các bình phương:
Thay vào biểu thức :
Để tìm giá trị lớn nhất của , ta sử dụng đạo hàm:
Đặt :
Kiểm tra đạo hàm thứ hai để xác định cực đại:
Vì , là điểm cực đại của .
Vậy tung độ điểm là .
Đáp số:
Câu 6.
Để tìm độ dài của vectơ , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm tọa độ của điểm M:
- Ta biết rằng .
- Gọi tọa độ của điểm M là .
- Vectơ có tọa độ là .
- Vectơ có tọa độ là .
- Theo điều kiện , ta có:
Điều này dẫn đến ba phương trình:
2. Giải các phương trình:
- Từ phương trình thứ nhất:
- Từ phương trình thứ hai:
- Từ phương trình thứ ba:
3. Tọa độ của điểm M:
- Vậy tọa độ của điểm M là .
4. Tính độ dài của vectơ :
- Vectơ có tọa độ là .
- Độ dài của vectơ là:
Đáp số: Độ dài của vectơ là 5.