Câu 2.
Để giải quyết các câu hỏi trên, chúng ta sẽ thực hiện từng bước một.
a) Giá trị của hàm số v(t) khi t = 3 là .
Trước tiên, ta cần xác định phương trình của parabol đi qua O(0,0) và có đỉnh I(2,9). Parabol có dạng:
Trong đó, (h, k) là đỉnh của parabol. Thay vào ta có:
Do parabol đi qua điểm O(0,0), ta thay x = 0 và y = 0 vào phương trình:
Vậy phương trình của parabol là:
Bây giờ, ta tính giá trị của hàm số v(t) khi t = 3:
Vậy giá trị của hàm số v(t) khi t = 3 là .
b) Gia tốc của vật tại thời điểm t = 2 là 9 m/s².
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian. Ta tính đạo hàm của v(t):
Tại thời điểm t = 2:
Như vậy, gia tốc của vật tại thời điểm t = 2 là 0 m/s², không phải 9 m/s².
c) Quãng đường vật di chuyển được từ thời điểm t = 3 đến thời điểm t = 4 là m.
Vì từ t = 3 đến t = 4, đồ thị vận tốc là một đoạn thẳng song song với trục hoành, tức là vận tốc không đổi. Ta đã biết vận tốc tại t = 3 là m/s.
Quãng đường vật di chuyển được từ t = 3 đến t = 4 là:
d) Quãng đường mà vật di chuyển được trong 4 giây này là 22 m.
Ta chia quãng thời gian thành hai đoạn: từ t = 0 đến t = 3 và từ t = 3 đến t = 4.
Từ t = 0 đến t = 3:
Quãng đường là diện tích dưới đồ thị parabol từ t = 0 đến t = 3. Ta tính bằng cách tích phân:
Thực hiện tích phân:
Từ t = 3 đến t = 4:
Quãng đường đã tính ở phần c:
Tổng quãng đường:
Như vậy, tổng quãng đường mà vật di chuyển được trong 4 giây này là 27 m, không phải 22 m.
Kết luận:
- Giá trị của hàm số v(t) khi t = 3 là .
- Gia tốc của vật tại thời điểm t = 2 là 0 m/s².
- Quãng đường vật di chuyển được từ thời điểm t = 3 đến thời điểm t = 4 là m.
- Quãng đường mà vật di chuyển được trong 4 giây này là 27 m.
Câu 1.
Để tính giá trị của , ta cần tìm hàm số từ đạo hàm .
Bước 1: Tích phân đạo hàm để tìm hàm số ban đầu.
Bước 2: Xác định hằng số bằng cách sử dụng thông tin rằng đồ thị hàm số đi qua điểm .
Bước 3: Viết lại hàm số đầy đủ.
Bước 4: Tính giá trị của .
Vậy giá trị của là .
Câu 2.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng chứa đường thẳng và điểm :
- Đường thẳng có vectơ chỉ phương .
- Điểm .
2. Tìm phương trình của mặt phẳng chứa đường thẳng và điểm :
- Mặt phẳng này có vectơ pháp tuyến vuông góc với cả và vectơ .
3. Tìm tọa độ của điểm :
- Điểm nằm trên đường thẳng và cũng nằm trên mặt phẳng đã tìm.
4. Tính tổng .
Bây giờ, chúng ta sẽ thực hiện từng bước chi tiết:
Bước 1: Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
Đường thẳng có vectơ chỉ phương . Ta cần tìm vectơ :
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng chứa và sẽ vuông góc với cả và . Ta tính tích có hướng:
Bước 2: Phương trình mặt phẳng
Phương trình mặt phẳng có dạng:
Bước 3: Thay tọa độ điểm vào phương trình mặt phẳng
Thay , , vào phương trình mặt phẳng:
Bước 4: Giải phương trình để tìm và
Ta có phương trình:
Sau khi giải phương trình này, ta tìm được và . Kết quả cuối cùng là:
Vậy, tổng là .
Câu 3.
Để tìm phương trình của mặt phẳng đi qua hai điểm và , đồng thời vuông góc với mặt phẳng , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng :
Mặt phẳng có phương trình . Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng này là .
2. Tìm vectơ :
3. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng cần tìm:
Mặt phẳng cần tìm đi qua hai điểm và và vuông góc với mặt phẳng . Do đó, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng cần tìm sẽ vuông góc với cả và . Ta tính tích có hướng của hai vectơ này:
Vậy vectơ pháp tuyến của mặt phẳng cần tìm là .
4. Viết phương trình mặt phẳng:
Mặt phẳng đi qua điểm và có vectơ pháp tuyến có phương trình:
5. So sánh với phương trình đã cho:
Phương trình của mặt phẳng cần tìm là . So sánh với phương trình , ta có:
6. Tính giá trị của biểu thức :
Vậy giá trị của biểu thức là .
Câu 4.
Đầu tiên, ta cần tìm vận tốc của chất điểm A theo thời gian. Vận tốc của A là đạo hàm của hàm vị trí :
Chất điểm B xuất phát sau 5 giây và có gia tốc . Vận tốc của B theo thời gian (kể từ khi B xuất phát) là:
B đuổi kịp A sau 10 giây kể từ khi B xuất phát, tức là sau 15 giây kể từ khi A xuất phát. Ta cần tìm vị trí của A và B tại thời điểm này để chúng bằng nhau.
Vị trí của A sau 15 giây:
Vị trí của B sau 10 giây:
Vì B đuổi kịp A, nên:
Vận tốc của B tại thời điểm đuổi kịp A (sau 10 giây kể từ khi B xuất phát):
Đáp số: Vận tốc của B tại thời điểm đuổi kịp A là 2.66 m/s.