Câu 1:
Để tính khoảng cách giữa hai đường thẳng và , ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định tọa độ các đỉnh của hình lăng trụ đứng:
-
-
-
-
-
-
2. Tìm tọa độ của điểm :
là trung điểm của , do đó:
3. Tìm vectơ chỉ phương của các đường thẳng và :
- Vectơ
- Vectơ
4. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng chứa và :
Ta sử dụng tích có hướng của hai vectơ và :
Do đó, vectơ pháp tuyến là .
5. Tìm khoảng cách từ điểm đến đường thẳng :
Ta sử dụng công thức khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng:
- Vectơ
- Tích vô hướng
- Độ dài vectơ pháp tuyến
Vậy khoảng cách là:
6. Thay vào kết quả:
Vậy khoảng cách giữa hai đường thẳng và là .
Câu 2:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp lập phương trình và tìm giá trị tối ưu.
Bước 1: Xác định biến và điều kiện
Gọi x là số kg thịt bò và y là số kg thịt heo.
Điều kiện:
- Số kg thịt bò và thịt heo phải lớn hơn hoặc bằng 0: x ≥ 0 và y ≥ 0.
- Tổng số tiền mua thịt không vượt quá 200 nghìn đồng: 200x + 100y ≤ 200.
- Số đơn vị protein và lipid phải đủ: 800x + 600y ≥ 900 và 200x + 400y ≥ 400.
Bước 2: Lập phương trình
Phương trình tổng số tiền mua thịt:
200x + 100y ≤ 200
Phương trình tổng số đơn vị protein:
800x + 600y ≥ 900
Phương trình tổng số đơn vị lipid:
200x + 400y ≥ 400
Bước 3: Tìm giá trị tối ưu
Chúng ta sẽ vẽ các đường thẳng đại diện cho các phương trình trên trong mặt phẳng tọa độ (x, y).
Đường thẳng 200x + 100y = 200:
- Khi x = 0, y = 2.
- Khi y = 0, x = 1.
Đường thẳng 800x + 600y = 900:
- Khi x = 0, y = 1.5.
- Khi y = 0, x = 1.125.
Đường thẳng 200x + 400y = 400:
- Khi x = 0, y = 1.
- Khi y = 0, x = 2.
Bước 4: Xác định vùng giải
Vùng giải là vùng giao nhau của các điều kiện trên. Chúng ta sẽ kiểm tra các điểm giao của các đường thẳng:
- Điểm giao của 200x + 100y = 200 và 800x + 600y = 900:
Giải hệ phương trình:
Nhân phương trình thứ nhất với 4:
Trừ phương trình thứ hai từ phương trình thứ nhất:
Thay y = 0.5 vào phương trình 200x + 100y = 200:
- Điểm giao của 200x + 100y = 200 và 200x + 400y = 400:
Giải hệ phương trình:
Trừ phương trình thứ nhất từ phương trình thứ hai:
Thay y = vào phương trình 200x + 100y = 200:
- Điểm giao của 800x + 600y = 900 và 200x + 400y = 400:
Giải hệ phương trình:
Nhân phương trình thứ hai với 4:
Trừ phương trình thứ nhất từ phương trình thứ hai:
Thay y = 0.7 vào phương trình 200x + 400y = 400:
Bước 5: Kiểm tra các điểm giao
Các điểm giao là (0.75, 0.5), (, ), và (0.6, 0.7). Chúng ta sẽ kiểm tra giá trị của x + 2y tại các điểm này:
- Tại điểm (0.75, 0.5):
- Tại điểm (, ):
- Tại điểm (0.6, 0.7):
Từ các kết quả trên, giá trị nhỏ nhất của x + 2y là 1.75 tại điểm (0.75, 0.5).
Đáp số: x + 2y = 1.75.
Câu 3:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Xác định phương trình của đường cong bậc hai trên bậc nhất.
2. Tìm giá trị của khi .
3. Tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến điểm đó theo phương ngang.
Bước 1: Xác định phương trình của đường cong
Biết rằng đường cong cắt trục hoành tại hai điểm (1;0) và (8;0), ta có thể viết phương trình đường cong dưới dạng:
Biết thêm rằng điểm cực đại của đồ thị là (6;5), ta thay vào phương trình để tìm :
Vậy phương trình của đường cong là:
Bước 2: Tìm giá trị của khi
Thay vào phương trình:
Giải phương trình bậc hai này:
Ta có hai nghiệm:
Bước 3: Tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến điểm đó theo phương ngang
Chọn vì nó gần điểm cực đại hơn:
Vậy khi khí cầu đi qua điểm cực đại và cách mặt đất 3875 m (3.875 km), thì khí cầu cách gốc tọa độ theo phương ngang khoảng 6.121 km.
Đáp số: 6.121 km.
Câu 4:
Để tìm lượng nước trong bể vào thời điểm 6 giờ chiều, chúng ta cần tính tổng lượng nước đã thay đổi từ 6 giờ sáng đến 6 giờ chiều. Điều này có thể thực hiện bằng cách tính tích phân của hàm số từ đến .
Hàm số được chia thành ba đoạn:
1. khi
2. khi
3. khi
Chúng ta sẽ tính tích phân từng đoạn riêng lẻ rồi cộng lại.
1. Tích phân từ đến :
2. Tích phân từ đến :
3. Tích phân từ đến :
Tổng lượng nước thay đổi từ 6 giờ sáng đến 6 giờ chiều là:
Ban đầu, bể chứa 250 gallon nước. Sau 12 giờ, lượng nước trong bể là:
Vậy, ở thời điểm 6 giờ chiều, trong bể chứa 700 gallon nước.