Câu 3.
a) Ta có $\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 1 \times (-2) + (-2) \times 3 + 0 \times 1 = -2 - 6 + 0 = -8$.
Vậy mệnh đề này sai vì $\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -8$, không phải 8.
b) Ta có $\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b} = (1 + (-2); -2 + 3; 0 + 1) = (-1; 1; 1)$.
Vậy mệnh đề này đúng.
c) Ta có $|\overrightarrow{b}| = \sqrt{(-2)^2 + 3^2 + 1^2} = \sqrt{4 + 9 + 1} = \sqrt{14}$.
Vậy mệnh đề này đúng.
d) Ta cần kiểm tra xem liệu $\overrightarrow{d} = m\overrightarrow{a} + n\overrightarrow{b} + p\overrightarrow{c}$ có đúng hay không.
Ta có:
\[ \overrightarrow{d} = (5, -3, 7) \]
\[ m\overrightarrow{a} + n\overrightarrow{b} + p\overrightarrow{c} = m(1, -2, 0) + n(-2, 3, 1) + p(3, -1, 2) \]
\[ = (m - 2n + 3p, -2m + 3n - p, n + 2p) \]
Để $\overrightarrow{d} = m\overrightarrow{a} + n\overrightarrow{b} + p\overrightarrow{c}$, ta cần:
\[ m - 2n + 3p = 5 \]
\[ -2m + 3n - p = -3 \]
\[ n + 2p = 7 \]
Giải hệ phương trình này:
Từ phương trình thứ ba, ta có:
\[ n = 7 - 2p \]
Thay vào phương trình thứ hai:
\[ -2m + 3(7 - 2p) - p = -3 \]
\[ -2m + 21 - 6p - p = -3 \]
\[ -2m - 7p = -24 \]
\[ 2m + 7p = 24 \quad \text{(1)} \]
Thay vào phương trình thứ nhất:
\[ m - 2(7 - 2p) + 3p = 5 \]
\[ m - 14 + 4p + 3p = 5 \]
\[ m + 7p = 19 \quad \text{(2)} \]
Lấy (1) trừ (2):
\[ (2m + 7p) - (m + 7p) = 24 - 19 \]
\[ m = 5 \]
Thay $m = 5$ vào (2):
\[ 5 + 7p = 19 \]
\[ 7p = 14 \]
\[ p = 2 \]
Thay $p = 2$ vào $n = 7 - 2p$:
\[ n = 7 - 2 \times 2 = 3 \]
Vậy $m = 5$, $n = 3$, $p = 2$. Ta có:
\[ m + n + p = 5 + 3 + 2 = 10 \]
Vậy mệnh đề này sai vì $m + n + p = 10$, không phải 1.
Kết luận:
- Mệnh đề a) sai.
- Mệnh đề b) đúng.
- Mệnh đề c) đúng.
- Mệnh đề d) sai.
Câu 4.
Để giải quyết nhiệm vụ này, chúng ta sẽ lần lượt kiểm tra tính đúng-sai của các khẳng định dựa trên hàm số đã cho $y = \frac{x^2}{3} - 2x^2 + 3x$.
a) Hàm số có bảng biến thiên là
Trước tiên, chúng ta cần tìm đạo hàm của hàm số để xác định các điểm cực trị và các khoảng tăng/giảm.
\[ y' = \left(\frac{x^2}{3} - 2x^2 + 3x\right)' = \frac{2x}{3} - 4x + 3 = \frac{2x - 12x + 9}{3} = \frac{-10x + 9}{3} \]
Đặt $y' = 0$:
\[ \frac{-10x + 9}{3} = 0 \Rightarrow -10x + 9 = 0 \Rightarrow x = \frac{9}{10} \]
Bảng biến thiên:
| x | (-∞, $\frac{9}{10}$) | $\frac{9}{10}$ | ($\frac{9}{10}$, +∞) |
|---|---------------------|----------------|----------------------|
| y'| + | 0 | - |
Từ bảng biến thiên, ta thấy hàm số tăng trên khoảng $(-\infty, \frac{9}{10})$ và giảm trên khoảng $(\frac{9}{10}, +\infty)$.
b) $y' > 0$ khi $x \in (-\infty, 1) \cup (3, +\infty)$
Theo bảng biến thiên ở trên, $y' > 0$ khi $x \in (-\infty, \frac{9}{10})$. Do đó, khẳng định này là sai.
e) Hàm số có đạo hàm là $y' = x^2 - 4x + 6$
Ta đã tính đạo hàm của hàm số là $y' = \frac{-10x + 9}{3}$. Do đó, khẳng định này là sai.
d) Hàm số có đồ thị là
Đồ thị của hàm số $y = \frac{x^2}{3} - 2x^2 + 3x$ là một parabol mở xuống vì hệ số của $x^2$ là âm. Đồ thị này có đỉnh tại $x = \frac{9}{10}$ và các đặc điểm khác như đã phân tích trong bảng biến thiên.
Kết luận
- Khẳng định a) là đúng.
- Khẳng định b) là sai.
- Khẳng định e) là sai.
- Khẳng định d) là đúng.
Đáp án: a) Đúng, b) Sai, e) Sai, d) Đúng.
Câu 1.
Để tìm điểm \( M(0; y; z) \) thuộc mặt phẳng \( (Oyz) \) sao cho \( MA^2 + MB^2 + MC^2 \) nhỏ nhất, ta sẽ tính các khoảng cách từ \( M \) đến các đỉnh \( A, B, C \).
1. Tính \( MA^2 \):
\[
MA^2 = (0 - (-1))^2 + (y - 2)^2 + (z - 3)^2 = 1 + (y - 2)^2 + (z - 3)^2
\]
2. Tính \( MB^2 \):
\[
MB^2 = (0 - 3)^2 + (y - 0)^2 + (z - (-1))^2 = 9 + y^2 + (z + 1)^2
\]
3. Tính \( MC^2 \):
\[
MC^2 = (0 - 1)^2 + (y - 4)^2 + (z - 7)^2 = 1 + (y - 4)^2 + (z - 7)^2
\]
4. Tổng các bình phương khoảng cách:
\[
MA^2 + MB^2 + MC^2 = [1 + (y - 2)^2 + (z - 3)^2] + [9 + y^2 + (z + 1)^2] + [1 + (y - 4)^2 + (z - 7)^2]
\]
5. Rút gọn biểu thức:
\[
= 1 + (y^2 - 4y + 4) + (z^2 - 6z + 9) + 9 + y^2 + (z^2 + 2z + 1) + 1 + (y^2 - 8y + 16) + (z^2 - 14z + 49)
\]
\[
= 1 + y^2 - 4y + 4 + z^2 - 6z + 9 + 9 + y^2 + z^2 + 2z + 1 + 1 + y^2 - 8y + 16 + z^2 - 14z + 49
\]
\[
= 3y^2 + 3z^2 - 12y - 18z + 89
\]
6. Để \( MA^2 + MB^2 + MC^2 \) nhỏ nhất, ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \( 3y^2 + 3z^2 - 12y - 18z + 89 \).
7. Ta sử dụng phương pháp đạo hàm để tìm cực tiểu của hàm số \( f(y, z) = 3y^2 + 3z^2 - 12y - 18z + 89 \).
8. Tìm đạo hàm riêng theo \( y \) và \( z \):
\[
f_y = 6y - 12
\]
\[
f_z = 6z - 18
\]
9. Đặt đạo hàm bằng 0 để tìm điểm cực trị:
\[
6y - 12 = 0 \Rightarrow y = 2
\]
\[
6z - 18 = 0 \Rightarrow z = 3
\]
10. Vậy điểm \( M \) là \( M(0; 2; 3) \).
11. Tính \( y + z \):
\[
y + z = 2 + 3 = 5
\]
Đáp số: \( y + z = 5 \).
Câu 2.
Đầu tiên, ta cần tìm vectơ $\overrightarrow{MA}$ và $\overrightarrow{MB}$.
Ta có:
\[ \overrightarrow{MA} = A - M = (-2 - t, 1 - 0, 3 - 0) = (-2 - t, 1, 3) \]
\[ \overrightarrow{MB} = B - M = (2 - t, 1 - 0, 1 - 0) = (2 - t, 1, 1) \]
Tiếp theo, ta tính tổng của hai vectơ này:
\[ \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} = (-2 - t + 2 - t, 1 + 1, 3 + 1) = (-2t, 2, 4) \]
Bây giờ, ta tính độ dài của vectơ này:
\[ |\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB}| = \sqrt{(-2t)^2 + 2^2 + 4^2} = \sqrt{4t^2 + 4 + 16} = \sqrt{4t^2 + 20} \]
Theo đề bài, ta có:
\[ \sqrt{4t^2 + 20} = 2\sqrt{6} \]
Bình phương cả hai vế để loại bỏ căn bậc hai:
\[ 4t^2 + 20 = (2\sqrt{6})^2 \]
\[ 4t^2 + 20 = 4 \cdot 6 \]
\[ 4t^2 + 20 = 24 \]
Giải phương trình này:
\[ 4t^2 = 24 - 20 \]
\[ 4t^2 = 4 \]
\[ t^2 = 1 \]
\[ t = 1 \text{ hoặc } t = -1 \]
Vì $t$ có hoành độ dương, ta chọn:
\[ t = 1 \]
Cuối cùng, ta tính $2t + 3$:
\[ 2t + 3 = 2 \cdot 1 + 3 = 2 + 3 = 5 \]
Đáp số: $5$.