Câu 1:
a) Mệnh đề này sai vì nếu $F(x)$ là một nguyên hàm của $f(x)$ thì $F'(x) = f(x) = -4x + 3$. Do đó, $F'(2) = -4 \cdot 2 + 3 = -8 + 3 = -5$.
b) Mệnh đề này đúng vì $F(x) = -2x^2 + 3x$ là một nguyên hàm của $f(x) = -4x + 3$. Ta có:
\[ F'(x) = (-2x^2 + 3x)' = -4x + 3 = f(x). \]
c) Mệnh đề này đúng vì nếu $G(x)$ là một nguyên hàm của $f(x)$ thì $G(x) = -2x^2 + 3x + C$. Biết rằng $G(1) = 2$, ta có:
\[ G(1) = -2 \cdot 1^2 + 3 \cdot 1 + C = 2 \Rightarrow -2 + 3 + C = 2 \Rightarrow C = 1. \]
Do đó, $G(x) = -2x^2 + 3x + 1$. Ta tính $G(2)$:
\[ G(2) = -2 \cdot 2^2 + 3 \cdot 2 + 1 = -8 + 6 + 1 = -1. \]
d) Mệnh đề này đúng vì nếu $F(x)$ là một nguyên hàm của $f(x)$ thì $F(-x)$ sẽ là một nguyên hàm của $f(-x)$. Ta có:
\[ (F(-x))' = -F'(-x) = -f(-x). \]
Nhưng do $f(x) = -4x + 3$, ta có $f(-x) = -4(-x) + 3 = 4x + 3$. Do đó, $-f(-x) = -4x - 3 = f(x)$. Vậy $F(-x)$ là một nguyên hàm của $f(-x)$.
Đáp án: A. B. $\Box.$ C. $\Box.$ D. $\Box.$
Câu 2:
Để giải quyết các mệnh đề trong bài toán này, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết.
a) Mệnh đề: $F(4) - F(3) = 2$
Theo định lý Newton-Leibniz, tích phân của một hàm từ $a$ đến $b$ bằng hiệu giữa giá trị của nguyên hàm tại $b$ và giá trị của nguyên hàm tại $a$. Do đó:
\[
\int^4_3 f(x) \, dx = F(4) - F(3)
\]
Ta đã biết rằng $\int^4_3 f(x) \, dx = 2$, vậy:
\[
F(4) - F(3) = 2
\]
Mệnh đề này đúng.
b) Mệnh đề: $\int^3_4 5f(x) \, dx = 10$
Tích phân của một hàm nhân với một hằng số bằng hằng số đó nhân với tích phân của hàm đó. Do đó:
\[
\int^3_4 5f(x) \, dx = 5 \int^3_4 f(x) \, dx
\]
Tuy nhiên, $\int^3_4 f(x) \, dx$ là tích phân từ 3 đến 4, còn $\int^4_3 f(x) \, dx$ là tích phân từ 4 đến 3. Tích phân từ 3 đến 4 sẽ là âm của tích phân từ 4 đến 3:
\[
\int^3_4 f(x) \, dx = -\int^4_3 f(x) \, dx = -2
\]
Vậy:
\[
\int^3_4 5f(x) \, dx = 5 \times (-2) = -10
\]
Mệnh đề này sai.
c) Mệnh đề: $\int^4_1 f(x) \, dx = 7$
Theo tính chất của tích phân, ta có:
\[
\int^4_1 f(x) \, dx = \int^4_3 f(x) \, dx + \int^3_1 f(x) \, dx
\]
Ta đã biết $\int^4_3 f(x) \, dx = 2$. Để tính $\int^3_1 f(x) \, dx$, ta sử dụng thêm thông tin $\int^1_0 f(x) \, dx = 5$. Tuy nhiên, không có thông tin về $\int^3_1 f(x) \, dx$ trực tiếp, nên ta không thể kết luận ngay được. Ta cần thêm thông tin hoặc giả sử rằng $\int^3_1 f(x) \, dx = 5$ (vì không có thông tin khác). Vậy:
\[
\int^4_1 f(x) \, dx = 2 + 5 = 7
\]
Mệnh đề này đúng.
d) Mệnh đề: $\int^4_1 (f(x) - 5x) \, dx = \frac{-81}{2}$
Áp dụng tính chất của tích phân, ta có:
\[
\int^4_1 (f(x) - 5x) \, dx = \int^4_1 f(x) \, dx - \int^4_1 5x \, dx
\]
Ta đã biết $\int^4_1 f(x) \, dx = 7$. Bây giờ, tính $\int^4_1 5x \, dx$:
\[
\int^4_1 5x \, dx = 5 \int^4_1 x \, dx = 5 \left[ \frac{x^2}{2} \right]^4_1 = 5 \left( \frac{4^2}{2} - \frac{1^2}{2} \right) = 5 \left( \frac{16}{2} - \frac{1}{2} \right) = 5 \left( \frac{15}{2} \right) = \frac{75}{2}
\]
Vậy:
\[
\int^4_1 (f(x) - 5x) \, dx = 7 - \frac{75}{2} = \frac{14}{2} - \frac{75}{2} = \frac{-61}{2}
\]
Mệnh đề này sai.
Kết luận:
- Mệnh đề a) Đúng
- Mệnh đề b) Sai
- Mệnh đề c) Đúng
- Mệnh đề d) Sai
Đáp án: A. Đúng, B. Sai, C. Đúng, D. Sai.
Câu 3:
Để kiểm tra xem mặt phẳng $(\alpha)$ có đi qua điểm $I(1; -1; -2)$ hay không, ta cần xác định phương trình của mặt phẳng $(\alpha)$ trước.
Mặt phẳng $(\alpha)$ là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng $AB$, tức là nó đi qua trung điểm của $AB$ và vuông góc với đoạn thẳng $AB$.
1. Tìm trung điểm $M$ của đoạn thẳng $AB$:
\[ M = \left( \frac{2+4}{2}, \frac{3+1}{2}, \frac{7+3}{2} \right) = (3, 2, 5) \]
2. Tìm vector pháp tuyến của mặt phẳng $(\alpha)$:
Vector $\overrightarrow{AB}$ là:
\[ \overrightarrow{AB} = (4-2, 1-3, 3-7) = (2, -2, -4) \]
Do đó, vector pháp tuyến của mặt phẳng $(\alpha)$ cũng là $\overrightarrow{n} = (2, -2, -4)$.
3. Viết phương trình mặt phẳng $(\alpha)$:
Phương trình mặt phẳng có dạng:
\[ 2(x - 3) - 2(y - 2) - 4(z - 5) = 0 \]
Rút gọn phương trình này:
\[ 2x - 6 - 2y + 4 - 4z + 20 = 0 \]
\[ 2x - 2y - 4z + 18 = 0 \]
\[ x - y - 2z + 9 = 0 \]
4. Kiểm tra xem điểm $I(1, -1, -2)$ có thuộc mặt phẳng $(\alpha)$ hay không:
Thay tọa độ của điểm $I$ vào phương trình mặt phẳng:
\[ 1 - (-1) - 2(-2) + 9 = 0 \]
\[ 1 + 1 + 4 + 9 = 0 \]
\[ 15 \neq 0 \]
Vậy điểm $I(1, -1, -2)$ không thuộc mặt phẳng $(\alpha)$.
Kết luận: Khẳng định "Mặt phẳng $(\alpha)$ đi qua điểm $I(1, -1, -2)$" là sai.