Câu 1.
a) Khi vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc $a = -2 \text{ m/s}^2$, ta có:
\[ v(t) = v_0 + at \]
Trong đó, $v_0$ là tốc độ ban đầu khi bắt đầu giảm tốc, và $t$ là thời gian kể từ khi bắt đầu giảm tốc.
Tại thời điểm ngay trước khi giảm tốc, vận tốc của vật là:
\[ v(6) = 3 \times 6 = 18 \text{ m/s} \]
Do đó, $v_0 = 18 \text{ m/s}$.
Phương trình vận tốc của vật khi chuyển động chậm dần đều là:
\[ v(t) = 18 - 2t \]
Quãng đường mà vật chuyển động được kể từ lúc bắt đầu giảm tốc đến khi dừng lại được tính theo công thức:
\[ S = \int_{0}^{t} (18 - 2t) \, dt \]
b) Kể từ lúc giảm tốc, vật chuyển động thêm 9 giây nữa thì dừng hẳn. Ta cần tìm thời gian $t$ khi vận tốc của vật bằng 0:
\[ 18 - 2t = 0 \]
\[ t = 9 \text{ s} \]
c) Tốc độ của vật tại thời điểm ngay trước khi giảm tốc là:
\[ v(6) = 3 \times 6 = 18 \text{ m/s} \]
d) Quãng đường vật chuyển động được trong 6 giây đầu tiên là:
\[ S = \int_{0}^{6} 3t \, dt \]
\[ S = \left[ \frac{3t^2}{2} \right]_{0}^{6} \]
\[ S = \frac{3 \times 6^2}{2} - \frac{3 \times 0^2}{2} \]
\[ S = \frac{3 \times 36}{2} \]
\[ S = 54 \text{ m} \]
Đáp số:
a) $S = \int_{0}^{t} (18 - 2t) \, dt$
b) 9 giây
c) 18 m/s
d) 54 m
Câu 2.
a) Ta kiểm tra xem ba điểm $A(1;1;4), B(2;7;9), C(0;9;13)$ có nằm trên mặt phẳng $(ABC): x - y + z + 4 = 0$ hay không:
- Thay tọa độ điểm $A(1;1;4)$ vào phương trình mặt phẳng: $1 - 1 + 4 + 4 = 8 \neq 0$. Do đó, điểm $A$ không thuộc mặt phẳng này.
- Thay tọa độ điểm $B(2;7;9)$ vào phương trình mặt phẳng: $2 - 7 + 9 + 4 = 8 \neq 0$. Do đó, điểm $B$ không thuộc mặt phẳng này.
- Thay tọa độ điểm $C(0;9;13)$ vào phương trình mặt phẳng: $0 - 9 + 13 + 4 = 8 \neq 0$. Do đó, điểm $C$ không thuộc mặt phẳng này.
Vậy phương án a) sai.
b) Ta kiểm tra xem điểm $A(1;1;4)$ có thuộc mặt phẳng $(\alpha): 4x - y - z + 1 = 0$ hay không:
- Thay tọa độ điểm $A(1;1;4)$ vào phương trình mặt phẳng: $4 \cdot 1 - 1 - 4 + 1 = 0$. Do đó, điểm $A$ thuộc mặt phẳng này.
Vậy phương án b) đúng.
c) Ta tính vector $\overrightarrow{AC}$:
- $\overrightarrow{AC} = C - A = (0 - 1; 9 - 1; 13 - 4) = (-1; 8; 9)$.
Vậy phương án c) đúng.
d) Ta kiểm tra xem mặt phẳng $(ABC)$ có một vector pháp tuyến là $\overrightarrow{n} = (14; -14; 14)$ hay không:
- Vector pháp tuyến của mặt phẳng $(ABC)$ có thể được tìm bằng cách tính tích vector của hai vector nằm trong mặt phẳng đó. Chọn hai vector $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AC}$:
- $\overrightarrow{AB} = B - A = (2 - 1; 7 - 1; 9 - 4) = (1; 6; 5)$.
- $\overrightarrow{AC} = (-1; 8; 9)$.
- Tích vector $\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}$:
\[
\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} =
\begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\
1 & 6 & 5 \\
-1 & 8 & 9
\end{vmatrix}
= \mathbf{i}(6 \cdot 9 - 5 \cdot 8) - \mathbf{j}(1 \cdot 9 - 5 \cdot (-1)) + \mathbf{k}(1 \cdot 8 - 6 \cdot (-1))
= \mathbf{i}(54 - 40) - \mathbf{j}(9 + 5) + \mathbf{k}(8 + 6)
= 14\mathbf{i} - 14\mathbf{j} + 14\mathbf{k}
= (14; -14; 14).
\]
Vậy phương án d) đúng.
Đáp án: b, c, d.
Câu 1.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng tính chất của tích phân và nguyên hàm.
Trước tiên, ta biết rằng $F(x) = x^3$ là một nguyên hàm của hàm số $f(x)$ trên $\mathbb{R}$. Điều này có nghĩa là $f(x) = F'(x) = 3x^2$.
Bây giờ, ta cần tính giá trị của $\int_{-2}^{2} [2 + f(x)] \, dx$.
Ta có:
\[
\int_{-2}^{2} [2 + f(x)] \, dx = \int_{-2}^{2} 2 \, dx + \int_{-2}^{2} f(x) \, dx
\]
Tính từng phần riêng lẻ:
1. Tính $\int_{-2}^{2} 2 \, dx$:
\[
\int_{-2}^{2} 2 \, dx = 2 \int_{-2}^{2} 1 \, dx = 2 \left[ x \right]_{-2}^{2} = 2 (2 - (-2)) = 2 \times 4 = 8
\]
2. Tính $\int_{-2}^{2} f(x) \, dx$:
\[
\int_{-2}^{2} f(x) \, dx = \int_{-2}^{2} 3x^2 \, dx = 3 \int_{-2}^{2} x^2 \, dx
\]
\[
= 3 \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{-2}^{2} = \left[ x^3 \right]_{-2}^{2} = 2^3 - (-2)^3 = 8 - (-8) = 8 + 8 = 16
\]
Vậy tổng lại:
\[
\int_{-2}^{2} [2 + f(x)] \, dx = 8 + 16 = 24
\]
Đáp số: 24
Câu 2.
Điểm $M(a;-4;1)$ thuộc mặt phẳng $(P):~2x+ay+z-7=0$ nên thay tọa độ của M vào phương trình mặt phẳng ta có:
$2\times a+a\times (-4)+1-7=0$
$2a-4a+1-7=0$
$-2a-6=0$
$-2a=6$
$a=-3$