Câu 3.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước theo yêu cầu của đề bài.
1. Tìm $\int_{-3}^{3} f(x) \, dx$:
- Diện tích phần A là 6 và diện tích phần B là 13.
- Diện tích tổng của hai phần là:
\[
\int_{-3}^{3} f(x) \, dx = 6 + 13 = 19
\]
Vậy, $\int_{-3}^{3} f(x) \, dx = 19$. Điều này chứng minh rằng:
\[
a)~\int_{-3}^{3} f(x) \, dx = 19
\]
2. Tính diện tích S:
- Diện tích S là tổng diện tích của hai phần A và B:
\[
S = 6 + 13 = 19
\]
Vậy, $S = 19$. Điều này chứng minh rằng:
\[
c)~S = 19
\]
3. Kiểm tra các phương án khác:
- Phương án b) nói rằng $S = \int_{-1}^{1} |f(x)| \, dx = \int_{-1}^{2} f(x) \, dx - \int_{2}^{3} f(x) \, dx$. Điều này không đúng vì diện tích S đã được tính tổng diện tích của hai phần A và B, không liên quan đến các tích phân riêng lẻ như vậy.
- Phương án d) nói rằng thể tích vật thể tròn xoay được tạo thành khi quay hình phẳng trên quanh trục Ox là $V = \pi \int_{-3}^{3} [f(x)]^2 \, dx$. Điều này không đúng vì công thức thể tích vật thể tròn xoay là $V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx$, nhưng ở đây không có bình phương của $f(x)$ trong tích phân.
Vậy, các phương án đúng là:
\[
a)~\int_{-3}^{3} f(x) \, dx = 19
\]
\[
c)~S = 19
\]
Câu 4:
a) Xác suất để An lấy được viên phấn màu đỏ hoặc màu vàng là:
\[ P(A) = \frac{6 + 1}{12} = \frac{7}{12} \]
b) Xác suất để An lấy được viên phấn màu xanh là:
\[ P(B) = \frac{5}{12} \]
c) Biết An lấy được viên phấn màu xanh, tức là trong hộp còn lại 11 viên phấn, bao gồm 6 viên màu đỏ, 4 viên màu xanh và 1 viên màu vàng. Xác suất để Bình lấy được 5 viên phấn màu đỏ từ 11 viên phấn còn lại là:
\[ P(C) = \frac{\binom{6}{5}}{\binom{11}{5}} = \frac{6}{\frac{11 \times 10 \times 9 \times 8 \times 7}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1}} = \frac{6}{462} = \frac{1}{77} \]
d) Biết An lấy được viên phấn màu đỏ, tức là trong hộp còn lại 11 viên phấn, bao gồm 5 viên màu đỏ, 5 viên màu xanh và 1 viên màu vàng. Xác suất để Bình lấy được 5 viên phấn cùng màu (cùng màu đỏ hoặc cùng màu xanh) là:
\[ P(D) = \frac{\binom{5}{5} + \binom{5}{5}}{\binom{11}{5}} = \frac{1 + 1}{462} = \frac{2}{462} = \frac{1}{231} \]
Đáp số:
a) $\frac{7}{12}$
b) $\frac{5}{12}$
c) $\frac{1}{77}$
d) $\frac{1}{231}$
Câu 1:
Để tính $\int^2_{1} f(x) dx$, ta sẽ sử dụng phương pháp tích phân từng phần và các tính chất của tích phân.
Bước 1: Xác định các thành phần trong tích phân.
\[
\int^2_{1} [5f(x) - 4x] dx = 12
\]
Bước 2: Tách tích phân thành hai phần.
\[
\int^2_{1} 5f(x) dx - \int^2_{1} 4x dx = 12
\]
Bước 3: Tính tích phân của phần thứ hai.
\[
\int^2_{1} 4x dx = 4 \int^2_{1} x dx = 4 \left[ \frac{x^2}{2} \right]^2_{1} = 4 \left( \frac{2^2}{2} - \frac{1^2}{2} \right) = 4 \left( 2 - \frac{1}{2} \right) = 4 \times \frac{3}{2} = 6
\]
Bước 4: Thay kết quả vào phương trình ban đầu.
\[
\int^2_{1} 5f(x) dx - 6 = 12
\]
\[
\int^2_{1} 5f(x) dx = 18
\]
Bước 5: Chia cả hai vế cho 5 để tìm $\int^2_{1} f(x) dx$.
\[
\int^2_{1} f(x) dx = \frac{18}{5}
\]
Vậy, $\int^2_{1} f(x) dx = \frac{18}{5}$.
Đáp số: $\frac{18}{5}$.
Câu 2:
Để tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) giới hạn bởi các đường $y = 5\sin x$, trục hoành, $x = 0$, và $x = \pi$ quanh trục hoành, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định diện tích bề mặt của khối tròn xoay:
- Khi quay một hình phẳng giới hạn bởi các đường $y = f(x)$, trục hoành, $x = a$, và $x = b$ quanh trục hoành, thể tích khối tròn xoay được tính bằng công thức:
\[
V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx
\]
2. Áp dụng công thức vào bài toán:
- Trong bài toán này, $f(x) = 5\sin x$, $a = 0$, và $b = \pi$. Do đó, thể tích khối tròn xoay là:
\[
V = \pi \int_{0}^{\pi} (5\sin x)^2 \, dx
\]
- Ta có:
\[
V = \pi \int_{0}^{\pi} 25\sin^2 x \, dx
\]
3. Tính tích phân:
- Ta biết rằng $\sin^2 x = \frac{1 - \cos(2x)}{2}$. Do đó:
\[
V = \pi \int_{0}^{\pi} 25 \cdot \frac{1 - \cos(2x)}{2} \, dx
\]
- Đơn giản hóa biểu thức:
\[
V = \frac{25\pi}{2} \int_{0}^{\pi} (1 - \cos(2x)) \, dx
\]
- Tính tích phân từng phần:
\[
\int_{0}^{\pi} 1 \, dx = x \Big|_{0}^{\pi} = \pi
\]
\[
\int_{0}^{\pi} \cos(2x) \, dx = \frac{1}{2} \sin(2x) \Big|_{0}^{\pi} = \frac{1}{2} (\sin(2\pi) - \sin(0)) = 0
\]
- Kết hợp lại:
\[
V = \frac{25\pi}{2} \left( \pi - 0 \right) = \frac{25\pi^2}{2}
\]
4. Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị:
- Ta có $\pi \approx 3.14159$, do đó:
\[
V \approx \frac{25 \times (3.14159)^2}{2} \approx \frac{25 \times 9.8696}{2} \approx \frac{246.74}{2} \approx 123.37
\]
- Làm tròn đến hàng đơn vị:
\[
V \approx 123
\]
Vậy thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng (H) quanh trục hoành là \(\boxed{123}\).
Câu 3:
Để tìm bán kính của mặt cầu $(S):~x^2+y^2+z^2+4x-2y+6z+5=0$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Viết phương trình mặt cầu dưới dạng tổng bình phương.
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến mỗi biến lại và hoàn thành bình phương:
\[
x^2 + 4x + y^2 - 2y + z^2 + 6z + 5 = 0
\]
Bước 2: Hoàn thành bình phương cho từng nhóm.
\[
(x^2 + 4x + 4) + (y^2 - 2y + 1) + (z^2 + 6z + 9) = -5 + 4 + 1 + 9
\]
\[
(x + 2)^2 + (y - 1)^2 + (z + 3)^2 = 9
\]
Bước 3: So sánh với phương trình chuẩn của mặt cầu $(x - a)^2 + (y - b)^2 + (z - c)^2 = R^2$.
Từ đó, ta nhận thấy rằng tâm của mặt cầu là $(-2, 1, -3)$ và bán kính $R$ là $\sqrt{9} = 3$.
Vậy bán kính của mặt cầu là $3$.