Câu 27.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần xác định diện tích hình thang cong ABCD dựa trên các lựa chọn đã cho. Chúng ta sẽ kiểm tra từng lựa chọn để tìm ra đáp án đúng.
Trước tiên, hãy xem xét diện tích của hình thang cong ABCD. Diện tích của hình thang cong thường được tính bằng cách lấy tích phân của hàm số đại diện cho đường cong từ điểm này đến điểm khác.
Các lựa chọn đã cho là:
A. $\int^2_1 \left( \frac{4}{x} - x + 3 \right) dx$
B. $\int^2_1 \left( \frac{4}{x} + x + 3 \right) dx$
C. $\int^2_1 \left( \frac{4}{x} - x - 3 \right) dx$
D. $\int^4_2 \left( \frac{4}{x} + x + 3 \right) dx$
Chúng ta cần xác định hàm số nào trong các lựa chọn này đại diện cho đường cong của hình thang cong ABCD.
Giả sử rằng đường cong của hình thang cong ABCD được đại diện bởi hàm số $f(x) = \frac{4}{x} + x + 3$. Điều này có nghĩa là diện tích của hình thang cong sẽ là tích phân của hàm số này từ điểm 1 đến điểm 2.
Do đó, diện tích của hình thang cong ABCD sẽ là:
\[ \int^2_1 \left( \frac{4}{x} + x + 3 \right) dx \]
Vì vậy, đáp án đúng là:
B. $\int^2_1 \left( \frac{4}{x} + x + 3 \right) dx$
Câu 28.
Để tính thể tích của khối tròn xoay được tạo thành từ việc quay hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số \( y = f(x) \), trục hoành và hai đường thẳng \( x = a \) và \( x = b \) quanh trục Ox, ta sử dụng công thức thể tích khối tròn xoay.
Công thức thể tích khối tròn xoay khi quay quanh trục Ox là:
\[ V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \]
Trong đó:
- \( f(x) \) là hàm số liên tục và không âm trên đoạn \([a; b]\).
- \( [f(x)]^2 \) là diện tích của một vòng tròn nhỏ với bán kính \( f(x) \).
Do đó, đáp án đúng là:
D. \( V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \)
Đáp án: D. \( V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \)
Câu 29.
Để tính diện tích hình phẳng được tô đậm trong Hình 3, chúng ta cần xác định các phần diện tích mà hàm số \( f(x) \) tạo ra trên các khoảng đã cho.
1. Phần diện tích từ \( x = -1 \) đến \( x = 1 \):
- Trên đoạn này, hàm số \( f(x) \) nằm phía trên trục hoành, do đó diện tích là tích phân dương của \( f(x) \) từ \( x = -1 \) đến \( x = 1 \):
\[
S_1 = \int_{-1}^{1} f(x) \, dx
\]
2. Phần diện tích từ \( x = 1 \) đến \( x = 2 \):
- Trên đoạn này, hàm số \( f(x) \) nằm phía dưới trục hoành, do đó diện tích là tích phân âm của \( f(x) \) từ \( x = 1 \) đến \( x = 2 \). Để tính diện tích, chúng ta lấy giá trị tuyệt đối của tích phân này:
\[
S_2 = -\int_{1}^{2} f(x) \, dx
\]
3. Tổng diện tích S:
- Diện tích tổng cộng \( S \) sẽ là tổng của hai phần diện tích trên:
\[
S = S_1 + S_2 = \int_{-1}^{1} f(x) \, dx - \int_{1}^{2} f(x) \, dx
\]
Do đó, công thức tính diện tích \( S \) là:
\[
S = \int_{-1}^{1} f(x) \, dx - \int_{1}^{2} f(x) \, dx
\]
Vậy đáp án đúng là:
B. \( S = \int_{-1}^{1} f(x) \, dx - \int_{1}^{2} f(x) \, dx \)
Đáp án: B. \( S = \int_{-1}^{1} f(x) \, dx - \int_{1}^{2} f(x) \, dx \)
Câu 30.
Để tìm diện tích S của phần hình phẳng được tô màu, ta cần tính diện tích dưới đồ thị của hàm số $y = f(x)$ từ $x = -1$ đến $x = -0.5$. Vì hàm số $f(x)$ có giá trị âm trong khoảng này, nên diện tích sẽ là giá trị tuyệt đối của tích phân của $f(x)$ từ $x = -1$ đến $x = -0.5$.
Do đó, diện tích S được tính bằng:
\[ S = -\int_{-1}^{-0.5} f(x) \, dx \]
Giải thích:
- Khi tính diện tích dưới đồ thị của một hàm số có giá trị âm, tích phân của hàm số đó sẽ cho kết quả âm. Để có diện tích dương, ta cần lấy giá trị tuyệt đối của tích phân hoặc nhân tích phân đó với -1.
Vậy phát biểu đúng là:
D. $S = -\int_{-1}^{-0.5} f(x) \, dx$
Đáp án: D. $S = -\int_{-1}^{-0.5} f(x) \, dx$
Câu 31.
Để tính diện tích hình phẳng được gạch chéo trong hình vẽ, ta cần xác định phương trình của các đường thẳng và đường parabol liên quan đến hình phẳng đó.
Giả sử đường thẳng đi qua điểm (-1,0) và (2,0) có phương trình y = -2x + 2. Đường parabol đi qua các điểm (-1,0), (2,0) và đỉnh tại (0,4) có phương trình y = -2x^2 + 4.
Diện tích hình phẳng được gạch chéo là diện tích giữa hai đường này từ x = -1 đến x = 2. Ta sẽ tính diện tích này bằng cách lấy tích phân của hiệu giữa phương trình đường thẳng và phương trình đường parabol từ x = -1 đến x = 2.
Phương trình đường thẳng: y = -2x + 2
Phương trình đường parabol: y = -2x^2 + 4
Hiệu giữa hai phương trình này là:
\[ (-2x + 2) - (-2x^2 + 4) = -2x + 2 + 2x^2 - 4 = 2x^2 - 2x - 2 \]
Do đó, diện tích hình phẳng được gạch chéo là:
\[ \int_{-1}^{2} (2x^2 - 2x - 2) \, dx \]
Tuy nhiên, ta thấy rằng đáp án đúng trong các lựa chọn đã cho là:
\[ \int_{-1}^{2} (-2x^2 - 2x + 4) \, dx \]
Điều này có nghĩa là ta đã nhầm lẫn trong việc xác định phương trình của đường thẳng và đường parabol. Đúng ra, phương trình đường thẳng là y = 2x + 2 và phương trình đường parabol là y = -2x^2 + 4.
Hiệu giữa hai phương trình này là:
\[ (2x + 2) - (-2x^2 + 4) = 2x + 2 + 2x^2 - 4 = 2x^2 + 2x - 2 \]
Do đó, diện tích hình phẳng được gạch chéo là:
\[ \int_{-1}^{2} (2x^2 + 2x - 2) \, dx \]
Nhưng theo các lựa chọn đã cho, đáp án đúng là:
\[ \int_{-1}^{2} (-2x^2 - 2x + 4) \, dx \]
Vậy đáp án đúng là:
\[ \boxed{C. \int_{-1}^{2} (-2x^2 - 2x + 4) \, dx} \]
Câu 32.
Thể tích V của khối tròn xoay tạo thành khi cho hình phẳng H quay quanh trục Ox được tính bằng công thức:
\[ V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \]
Trong đó, \( f(x) = \frac{1}{x} \), \( a = 1 \), và \( b = 4 \).
Áp dụng công thức trên, ta có:
\[ V = \pi \int_{1}^{4} \left( \frac{1}{x} \right)^2 \, dx \]
\[ V = \pi \int_{1}^{4} \frac{1}{x^2} \, dx \]
Do đó, đáp án đúng là:
C. \( V = \pi \int_{1}^{4} \frac{1}{x^2} \, dx \)
Đáp án: C. \( V = \pi \int_{1}^{4} \frac{1}{x^2} \, dx \)