Câu 5.
a) Ta có $f(x)=4x^3+x$.
Tính $\int f(x) dx$, ta có:
\[
\int f(x) dx = \int (4x^3 + x) dx = 4 \int x^3 dx + \int x dx = 4 \cdot \frac{x^4}{4} + \frac{x^2}{2} + C = x^4 + \frac{x^2}{2} + C
\]
Do đó, $F(x) = x^4 + \frac{x^2}{2} + C$.
Tính $\int_3 f(x) dx$ từ 0 đến 3:
\[
\int_3 f(x) dx = F(3) - F(0) = (3^4 + \frac{3^2}{2}) - (0^4 + \frac{0^2}{2}) = 81 + \frac{9}{2} = 81 + 4.5 = 85.5
\]
Vậy khẳng định a) sai vì $\int_3 f(x) dx = 85.5$ chứ không phải 552.
b) Kiểm tra xem $F(x) = x^2 + \frac{x^2}{2} - 2025$ có phải là nguyên hàm của $f(x) = 4x^3 + x$ hay không:
\[
F'(x) = \frac{d}{dx}(x^2 + \frac{x^2}{2} - 2025) = 2x + x = 3x
\]
Vì $F'(x) = 3x$ khác $f(x) = 4x^3 + x$, nên khẳng định b) sai.
c) Biết $F(1) = 4$, ta có:
\[
F(1) = 1^4 + \frac{1^2}{2} + C = 1 + \frac{1}{2} + C = 4
\]
\[
1 + 0.5 + C = 4 \Rightarrow C = 2.5
\]
Do đó, $F(x) = x^4 + \frac{x^2}{2} + 2.5$.
Tính $F(2)$:
\[
F(2) = 2^4 + \frac{2^2}{2} + 2.5 = 16 + 2 + 2.5 = 20.5
\]
Vậy khẳng định c) sai vì $F(2) = 20.5$ chứ không phải $\frac{31}{2}$.
d) Tính $\int_{-1}^{1} |f(x)| dx$:
\[
f(x) = 4x^3 + x
\]
Trên khoảng $[-1, 1]$, $f(x)$ có dấu âm ở khoảng $(-1, 0)$ và dương ở khoảng $(0, 1)$. Do đó:
\[
\int_{-1}^{1} |f(x)| dx = \int_{-1}^{0} -(4x^3 + x) dx + \int_{0}^{1} (4x^3 + x) dx
\]
\[
= \left[ -x^4 - \frac{x^2}{2} \right]_{-1}^{0} + \left[ x^4 + \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{1}
\]
\[
= \left( 0 - (-1^4 - \frac{(-1)^2}{2}) \right) + \left( 1^4 + \frac{1^2}{2} - 0 \right)
\]
\[
= \left( 0 - (-1 - \frac{1}{2}) \right) + \left( 1 + \frac{1}{2} \right)
\]
\[
= \left( 0 - (-1.5) \right) + \left( 1.5 \right)
\]
\[
= 1.5 + 1.5 = 3
\]
Vậy khẳng định d) sai vì $\int_{-1}^{1} |f(x)| dx = 3$ chứ không phải $\frac{39}{2}$.
Đáp án: a) Sai, b) Sai, c) Sai, d) Sai.
Câu 1.
Để tính quãng đường ô tô di chuyển được trong 8 giây cuối cùng, ta cần xác định thời điểm bắt đầu đạp phanh và thời điểm dừng lại của ô tô.
1. Xác định thời điểm dừng lại của ô tô:
- Vận tốc của ô tô theo thời gian được mô tả bởi phương trình: \( v(t) = -2t + 10 \).
- Ô tô dừng lại khi \( v(t) = 0 \):
\[
-2t + 10 = 0 \\
2t = 10 \\
t = 5 \text{ (giây)}
\]
Vậy, ô tô dừng lại sau 5 giây kể từ khi bắt đầu đạp phanh.
2. Xác định thời điểm bắt đầu đạp phanh:
- Thời điểm bắt đầu đạp phanh là \( t = 0 \).
3. Tính quãng đường ô tô di chuyển được trong 8 giây cuối cùng:
- Vì ô tô dừng lại sau 5 giây, nên 8 giây cuối cùng sẽ bao gồm toàn bộ quãng đường từ thời điểm bắt đầu đạp phanh đến thời điểm dừng lại.
- Ta tính quãng đường ô tô di chuyển được trong 5 giây bằng cách tích phân vận tốc theo thời gian:
\[
s = \int_{0}^{5} v(t) \, dt = \int_{0}^{5} (-2t + 10) \, dt
\]
- Thực hiện tích phân:
\[
s = \left[ -t^2 + 10t \right]_{0}^{5} = \left( -(5)^2 + 10 \cdot 5 \right) - \left( -(0)^2 + 10 \cdot 0 \right)
\]
\[
s = \left( -25 + 50 \right) - 0 = 25 \text{ (mét)}
\]
Vậy, quãng đường ô tô di chuyển được trong 8 giây cuối cùng là 25 mét.
Câu 2.
Để tính \( B = \int_{2}^{6} (x^2 - 3x + 3 + 2024m) \, dx \), trước tiên chúng ta cần tìm giá trị của \( m \) từ \( A = \int_{3}^{6} (x^2 - x + 2024m) \, dx = 5 \).
Bước 1: Tính \( A \)
\[
A = \int_{3}^{6} (x^2 - x + 2024m) \, dx
\]
Tính tích phân từng phần:
\[
\int_{3}^{6} x^2 \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{3}^{6} = \frac{6^3}{3} - \frac{3^3}{3} = \frac{216}{3} - \frac{27}{3} = 72 - 9 = 63
\]
\[
\int_{3}^{6} x \, dx = \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{3}^{6} = \frac{6^2}{2} - \frac{3^2}{2} = \frac{36}{2} - \frac{9}{2} = 18 - 4.5 = 13.5
\]
\[
\int_{3}^{6} 2024m \, dx = 2024m \int_{3}^{6} 1 \, dx = 2024m [x]_{3}^{6} = 2024m (6 - 3) = 2024m \cdot 3 = 6072m
\]
Do đó:
\[
A = 63 - 13.5 + 6072m = 49.5 + 6072m
\]
Theo đề bài, \( A = 5 \):
\[
49.5 + 6072m = 5
\]
\[
6072m = 5 - 49.5
\]
\[
6072m = -44.5
\]
\[
m = \frac{-44.5}{6072} = \frac{-89}{12144}
\]
Bước 2: Tính \( B \)
\[
B = \int_{2}^{6} (x^2 - 3x + 3 + 2024m) \, dx
\]
Tính tích phân từng phần:
\[
\int_{2}^{6} x^2 \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{2}^{6} = \frac{6^3}{3} - \frac{2^3}{3} = \frac{216}{3} - \frac{8}{3} = 72 - 2.67 = 69.33
\]
\[
\int_{2}^{6} 3x \, dx = 3 \int_{2}^{6} x \, dx = 3 \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{2}^{6} = 3 \left( \frac{6^2}{2} - \frac{2^2}{2} \right) = 3 \left( \frac{36}{2} - \frac{4}{2} \right) = 3 \left( 18 - 2 \right) = 3 \times 16 = 48
\]
\[
\int_{2}^{6} 3 \, dx = 3 \int_{2}^{6} 1 \, dx = 3 [x]_{2}^{6} = 3 (6 - 2) = 3 \times 4 = 12
\]
\[
\int_{2}^{6} 2024m \, dx = 2024m \int_{2}^{6} 1 \, dx = 2024m [x]_{2}^{6} = 2024m (6 - 2) = 2024m \cdot 4 = 8096m
\]
Do đó:
\[
B = 69.33 - 48 + 12 + 8096m = 33.33 + 8096m
\]
Thay \( m = \frac{-89}{12144} \):
\[
B = 33.33 + 8096 \left( \frac{-89}{12144} \right) = 33.33 - \frac{8096 \times 89}{12144} = 33.33 - \frac{719344}{12144} = 33.33 - 59.23 = -25.9
\]
Vậy giá trị của \( B \) là:
\[
B = -25.9
\]
Câu 3.
Để tìm phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm \( M(2;3;-1) \) và song song với giá của hai vectơ \( \vec{u} = (1;1;0) \) và \( \vec{v} = (1;2;-3) \), ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là vectơ vuông góc với cả hai vectơ \( \vec{u} \) và \( \vec{v} \). Ta tính tích có hướng của hai vectơ này để tìm vectơ pháp tuyến.
\[
\vec{n} = \vec{u} \times \vec{v}
\]
\[
\vec{n} = \begin{vmatrix}
\vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\
1 & 1 & 0 \\
1 & 2 & -3
\end{vmatrix}
= \vec{i}(1 \cdot (-3) - 0 \cdot 2) - \vec{j}(1 \cdot (-3) - 0 \cdot 1) + \vec{k}(1 \cdot 2 - 1 \cdot 1)
= \vec{i}(-3) - \vec{j}(-3) + \vec{k}(1)
= (-3; 3; 1)
\]
Bước 2: Viết phương trình mặt phẳng (P).
Phương trình mặt phẳng (P) có dạng \( ax + by + cz + d = 0 \), trong đó \( (a, b, c) \) là các thành phần của vectơ pháp tuyến \( \vec{n} \). Do đó, ta có:
\[
-3x + 3y + z + d = 0
\]
Bước 3: Xác định tham số \( d \) bằng cách thay tọa độ điểm \( M(2;3;-1) \) vào phương trình mặt phẳng.
\[
-3(2) + 3(3) + (-1) + d = 0
\]
\[
-6 + 9 - 1 + d = 0
\]
\[
2 + d = 0
\]
\[
d = -2
\]
Vậy phương trình mặt phẳng (P) là:
\[
-3x + 3y + z - 2 = 0
\]
Bước 4: So sánh với phương trình đã cho \( ax + by + cz + 2 = 0 \).
Ta thấy rằng phương trình \( -3x + 3y + z - 2 = 0 \) có thể viết lại dưới dạng \( -3x + 3y + z + 2 = 0 \) bằng cách thêm 4 vào cả hai vế. Do đó, ta có:
\[
a = -3, \quad b = 3, \quad c = 1
\]
Bước 5: Tính \( a - b + c \).
\[
a - b + c = -3 - 3 + 1 = -5
\]
Vậy giá trị của \( a - b + c \) là \(\boxed{-5}\).
Câu 4.
Diện tích thiết diện là:
$S(x)=\frac{(2\sqrt{1-x^2})^2\sqrt{3}}{4}=(1-x^2)\sqrt{3}$
Thể tích của vật thể là:
$V=\int_{-1}^{1}S(x)dx=\int_{-1}^{1}(1-x^2)\sqrt{3}dx=\sqrt{3}\int_{-1}^{1}(1-x^2)dx$
$=\sqrt{3}\left | x-\frac{x^3}{3} \right |_{-1}^{1}= \frac{4\sqrt{3}}{3}\approx 2,31$