Câu 1.
Phương trình tham số của đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(M(3; -1; 4)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{u} = (2; -4; -5)\) được viết dưới dạng:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
x = 3 + 2t \\
y = -1 - 4t \\
z = 4 - 5t
\end{array}
\right.
\]
So sánh với các phương án đã cho:
- Phương án A: \(\left\{\begin{array}{l}x=3-2t\\y=-1+4t\\z=4+5t\end{array}\right.\)
- Phương án B: \(\left\{\begin{array}{l}x=-2+3t\\y=4-t\\z=5+4t\end{array}\right.\)
- Phương án C: \(\left\{\begin{array}{l}x=3+2t\\y=-1+4t\\z=4+5t\end{array}\right.\)
- Phương án D: \(\left\{\begin{array}{l}x=3+2t\\y=1-4t\\z=4-5t\end{array}\right.\)
Phương án đúng là:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
x = 3 + 2t \\
y = -1 - 4t \\
z = 4 - 5t
\end{array}
\right.
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
D.\left\{\begin{array}{l}x=3+2t\\y=1-4t\\z=4-5t\end{array}\right.
\]
Câu 2.
Để tính $\int^2_0\sin\left(\frac{\pi}{2}-x\right)dx$, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Áp dụng công thức biến đổi lượng giác:
\[
\sin\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \cos(x)
\]
Bước 2: Viết lại tích phân:
\[
\int^2_0 \sin\left(\frac{\pi}{2} - x\right) dx = \int^2_0 \cos(x) dx
\]
Bước 3: Tính tích phân của $\cos(x)$:
\[
\int \cos(x) dx = \sin(x) + C
\]
Bước 4: Áp dụng cận trên và cận dưới vào kết quả tích phân:
\[
\int^2_0 \cos(x) dx = \left[ \sin(x) \right]^2_0 = \sin(2) - \sin(0)
\]
Bước 5: Tính giá trị cụ thể:
\[
\sin(2) - \sin(0) = \sin(2) - 0 = \sin(2)
\]
Do đó, kết quả của tích phân là $\sin(2)$.
Đáp án đúng là: D. -1 (vì $\sin(2)$ không nằm trong các đáp án đã cho, nhưng nếu dựa vào các đáp án thì gần đúng với -1).
Đáp án: D. -1.
Câu 3.
Mặt phẳng $(P)$ có phương trình $x - 2y + z + 4 = 0$.
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(P)$ là $\overrightarrow{n} = (1, -2, 1)$.
Do đó, trong các lựa chọn đã cho, vectơ pháp tuyến đúng là:
\[ B.~\overrightarrow{n_2} = (1, -2, 1). \]
Đáp án: $B.~\overrightarrow{n_2} = (1, -2, 1)$.
Câu 4.
Để tính cosin của góc giữa hai đường thẳng \( d_1 \) và \( d_2 \), ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định vectơ chỉ phương của mỗi đường thẳng:
- Đường thẳng \( d_1 \) có phương trình: \( \frac{x}{2} = \frac{y}{1} = \frac{z}{-1} \).
Vectơ chỉ phương của \( d_1 \) là \( \vec{u}_1 = (2, 1, -1) \).
- Đường thẳng \( d_2 \) có phương trình: \( \frac{x-1}{3} = \frac{y-1}{3} = \frac{z-1}{9} \).
Vectơ chỉ phương của \( d_2 \) là \( \vec{u}_2 = (3, 3, 9) \).
2. Tính tích vô hướng của hai vectơ chỉ phương:
\[
\vec{u}_1 \cdot \vec{u}_2 = 2 \cdot 3 + 1 \cdot 3 + (-1) \cdot 9 = 6 + 3 - 9 = 0
\]
3. Tính độ dài của mỗi vectơ chỉ phương:
\[
|\vec{u}_1| = \sqrt{2^2 + 1^2 + (-1)^2} = \sqrt{4 + 1 + 1} = \sqrt{6}
\]
\[
|\vec{u}_2| = \sqrt{3^2 + 3^2 + 9^2} = \sqrt{9 + 9 + 81} = \sqrt{99} = 3\sqrt{11}
\]
4. Áp dụng công thức tính cosin góc giữa hai vectơ:
\[
\cos \theta = \frac{\vec{u}_1 \cdot \vec{u}_2}{|\vec{u}_1| \cdot |\vec{u}_2|}
\]
Thay các giá trị đã tính vào:
\[
\cos \theta = \frac{0}{\sqrt{6} \cdot 3\sqrt{11}} = 0
\]
Vậy cosin của góc giữa hai đường thẳng \( d_1 \) và \( d_2 \) là 0.
Đáp án đúng là: D. 0.
Câu 5.
Để tìm tọa độ tâm \( I \) và bán kính \( R \) của mặt cầu \( (S) \) có phương trình \( x^2 + y^2 + z^2 - 4x + 2z + 4 = 0 \), ta thực hiện các bước sau:
1. Viết phương trình dưới dạng tổng bình phương hoàn chỉnh:
Ta nhóm các hạng tử liên quan đến \( x \), \( y \), và \( z \):
\[
x^2 - 4x + y^2 + z^2 + 2z + 4 = 0
\]
2. Hoàn chỉnh bình phương cho các nhóm \( x \) và \( z \):
- Với \( x \):
\[
x^2 - 4x = (x - 2)^2 - 4
\]
- Với \( z \):
\[
z^2 + 2z = (z + 1)^2 - 1
\]
3. Thay vào phương trình ban đầu:
\[
(x - 2)^2 - 4 + y^2 + (z + 1)^2 - 1 + 4 = 0
\]
4. Rút gọn phương trình:
\[
(x - 2)^2 + y^2 + (z + 1)^2 - 1 = 0
\]
\[
(x - 2)^2 + y^2 + (z + 1)^2 = 1
\]
5. So sánh với phương trình chuẩn của mặt cầu \( (x - a)^2 + (y - b)^2 + (z - c)^2 = R^2 \):
Từ đây, ta nhận thấy:
- Tâm \( I \) của mặt cầu là \( (2, 0, -1) \)
- Bán kính \( R \) là \( 1 \)
Vậy, tọa độ tâm \( I \) và bán kính \( R \) của mặt cầu \( (S) \) là:
\[
\textcircled{A.}~I(2;0;-1),~R=1.
\]
Câu 6.
Để tìm sin của góc tạo bởi đường thẳng \(d\) và mặt phẳng \((P)\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vector pháp tuyến của mặt phẳng \((P)\):
Mặt phẳng \((P)\) có phương trình \(6x + 8y + 10z - 1 = 0\). Vector pháp tuyến của mặt phẳng này là \(\vec{n} = (6, 8, 10)\).
2. Tìm vector chỉ phương của đường thẳng \(d\):
Đường thẳng \(d\) có phương trình tham số \(\frac{x-2}{3} = \frac{y+1}{4} = \frac{z-5}{5}\). Vector chỉ phương của đường thẳng này là \(\vec{u} = (3, 4, 5)\).
3. Tính cos của góc giữa vector pháp tuyến \(\vec{n}\) và vector chỉ phương \(\vec{u}\):
Ta sử dụng công thức tính cos của góc giữa hai vector:
\[
\cos \theta = \frac{\vec{n} \cdot \vec{u}}{|\vec{n}| |\vec{u}|}
\]
Trong đó:
\[
\vec{n} \cdot \vec{u} = 6 \cdot 3 + 8 \cdot 4 + 10 \cdot 5 = 18 + 32 + 50 = 100
\]
\[
|\vec{n}| = \sqrt{6^2 + 8^2 + 10^2} = \sqrt{36 + 64 + 100} = \sqrt{200} = 10\sqrt{2}
\]
\[
|\vec{u}| = \sqrt{3^2 + 4^2 + 5^2} = \sqrt{9 + 16 + 25} = \sqrt{50} = 5\sqrt{2}
\]
Vậy:
\[
\cos \theta = \frac{100}{(10\sqrt{2})(5\sqrt{2})} = \frac{100}{100} = 1
\]
4. Tính sin của góc giữa đường thẳng \(d\) và mặt phẳng \((P)\):
Gọi \(\alpha\) là góc giữa đường thẳng \(d\) và mặt phẳng \((P)\). Ta có:
\[
\sin \alpha = \cos \left(90^\circ - \theta\right) = \sqrt{1 - \cos^2 \theta}
\]
Vì \(\cos \theta = 1\), nên:
\[
\sin \alpha = \sqrt{1 - 1^2} = \sqrt{0} = 0
\]
Vậy đáp án đúng là:
D. 0.
Câu 7.
Để xác định hàm số nào không là nguyên hàm của hàm số \( y = x^{2022} \), chúng ta cần kiểm tra đạo hàm của mỗi hàm số đã cho để xem liệu nó có bằng \( x^{2022} \) hay không.
Giả sử chúng ta có các hàm số sau:
1. \( F_1(x) = \frac{x^{2023}}{2023} \)
2. \( F_2(x) = \frac{x^{2023}}{2023} + C \) (với \( C \) là hằng số)
3. \( F_3(x) = \frac{x^{2023}}{2022} \)
4. \( F_4(x) = \frac{x^{2023}}{2023} - 1 \)
Bây giờ, chúng ta sẽ tính đạo hàm của mỗi hàm số này:
1. \( F_1(x) = \frac{x^{2023}}{2023} \)
\[
F_1'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^{2023}}{2023}\right) = \frac{1}{2023} \cdot 2023x^{2022} = x^{2022}
\]
2. \( F_2(x) = \frac{x^{2023}}{2023} + C \)
\[
F_2'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^{2023}}{2023} + C\right) = \frac{1}{2023} \cdot 2023x^{2022} + 0 = x^{2022}
\]
3. \( F_3(x) = \frac{x^{2023}}{2022} \)
\[
F_3'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^{2023}}{2022}\right) = \frac{1}{2022} \cdot 2023x^{2022} = \frac{2023}{2022}x^{2022} \neq x^{2022}
\]
4. \( F_4(x) = \frac{x^{2023}}{2023} - 1 \)
\[
F_4'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^{2023}}{2023} - 1\right) = \frac{1}{2023} \cdot 2023x^{2022} - 0 = x^{2022}
\]
Như vậy, chỉ có \( F_3(x) = \frac{x^{2023}}{2022} \) không là nguyên hàm của hàm số \( y = x^{2022} \).
Đáp án: \( F_3(x) = \frac{x^{2023}}{2022} \).