Câu 11.
Để tìm nguyên hàm của hàm số \( f(x) = 7^x \), chúng ta sẽ sử dụng công thức nguyên hàm của hàm mũ cơ bản.
Công thức nguyên hàm của hàm số \( a^x \) là:
\[ \int a^x \, dx = \frac{a^x}{\ln a} + C \]
Trong đó, \( a \) là hằng số dương khác 1 và \( \ln a \) là lôgarit tự nhiên của \( a \).
Áp dụng công thức này vào hàm số \( f(x) = 7^x \):
\[ \int 7^x \, dx = \frac{7^x}{\ln 7} + C \]
Do đó, khẳng định đúng là:
\[ B.~\int 7^x \, dx = \frac{7^x}{\ln 7} + C \]
Đáp án: B.
Câu 12.
Phương trình mặt cầu (S) có tâm $I(1;2;-1)$ và bán kính $R=3$ được viết dưới dạng:
\[
(x - 1)^2 + (y - 2)^2 + (z + 1)^2 = 3^2
\]
Tính toán:
\[
3^2 = 9
\]
Do đó, phương trình mặt cầu (S) là:
\[
(x - 1)^2 + (y - 2)^2 + (z + 1)^2 = 9
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
D.~(x-1)^2+(y-2)^2+(z+1)^2=9.
\]
Câu 13.
Để tìm một vectơ chỉ phương của đường thẳng \( d \) được cho bởi phương trình tham số:
\[ d: \left\{
\begin{array}{l}
x = 2 - t \\
y = 1 + 2t \\
z = 3 + t
\end{array}
\right. \]
Chúng ta cần xác định các hệ số của tham số \( t \) trong mỗi phương trình.
- Từ phương trình \( x = 2 - t \), ta thấy hệ số của \( t \) là \(-1\).
- Từ phương trình \( y = 1 + 2t \), ta thấy hệ số của \( t \) là \(2\).
- Từ phương trình \( z = 3 + t \), ta thấy hệ số của \( t \) là \(1\).
Như vậy, vectơ chỉ phương của đường thẳng \( d \) sẽ có các thành phần tương ứng với các hệ số này, tức là:
\[ \overrightarrow{u} = (-1, 2, 1) \]
Do đó, đáp án đúng là:
\[ C.~\overrightarrow{u} = (-1, 2, 1) \]
Câu 14.
Mặt cầu $(S)$ có phương trình $(x-1)^2 + (y+2)^2 + (z-3)^2 = 16$.
Phương trình này có dạng chuẩn của mặt cầu $(x-a)^2 + (y-b)^2 + (z-c)^2 = R^2$, trong đó tâm của mặt cầu là $(a, b, c)$ và bán kính là $R$.
So sánh phương trình của mặt cầu $(S)$ với phương trình chuẩn, ta nhận thấy:
- $a = 1$
- $b = -2$
- $c = 3$
Do đó, tâm của mặt cầu $(S)$ có tọa độ là $(1, -2, 3)$.
Vậy đáp án đúng là:
$B.~(1, -2, 3).$
Câu 15.
Để tính tích phân \( I = \int_{0}^{2} (2x + 1)^2 \, dx \), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Phân tích biểu thức trong tích phân:
\[
(2x + 1)^2 = 4x^2 + 4x + 1
\]
2. Tính tích phân từng phần:
\[
I = \int_{0}^{2} (4x^2 + 4x + 1) \, dx
\]
Ta chia thành các tích phân riêng:
\[
I = \int_{0}^{2} 4x^2 \, dx + \int_{0}^{2} 4x \, dx + \int_{0}^{2} 1 \, dx
\]
3. Tính từng tích phân riêng:
- Tích phân thứ nhất:
\[
\int_{0}^{2} 4x^2 \, dx = 4 \int_{0}^{2} x^2 \, dx = 4 \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{0}^{2} = 4 \left( \frac{2^3}{3} - \frac{0^3}{3} \right) = 4 \left( \frac{8}{3} \right) = \frac{32}{3}
\]
- Tích phân thứ hai:
\[
\int_{0}^{2} 4x \, dx = 4 \int_{0}^{2} x \, dx = 4 \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{2} = 4 \left( \frac{2^2}{2} - \frac{0^2}{2} \right) = 4 \left( \frac{4}{2} \right) = 4 \times 2 = 8
\]
- Tích phân thứ ba:
\[
\int_{0}^{2} 1 \, dx = \left[ x \right]_{0}^{2} = 2 - 0 = 2
\]
4. Cộng lại các kết quả:
\[
I = \frac{32}{3} + 8 + 2 = \frac{32}{3} + \frac{24}{3} + \frac{6}{3} = \frac{62}{3}
\]
Như vậy, tích phân \( I = \int_{0}^{2} (2x + 1)^2 \, dx \) có kết quả là \( \frac{62}{3} \).
Do đó, đáp án đúng là:
\[
\boxed{\frac{62}{3}}
\]
Câu 16.
Để xác định điểm nào thuộc mặt phẳng $(P):~x-2y+z-1=0$, ta thay tọa độ của mỗi điểm vào phương trình mặt phẳng và kiểm tra xem phương trình có thỏa mãn hay không.
A. Thay tọa độ điểm $P(0;0;-5)$ vào phương trình:
\[
0 - 2 \cdot 0 + (-5) - 1 = -6 \neq 0
\]
Do đó, điểm $P$ không thuộc mặt phẳng $(P)$.
B. Thay tọa độ điểm $Q(2;0;1)$ vào phương trình:
\[
2 - 2 \cdot 0 + 1 - 1 = 2 \neq 0
\]
Do đó, điểm $Q$ không thuộc mặt phẳng $(P)$.
C. Thay tọa độ điểm $M(1;1;2)$ vào phương trình:
\[
1 - 2 \cdot 1 + 2 - 1 = 1 - 2 + 2 - 1 = 0
\]
Do đó, điểm $M$ thuộc mặt phẳng $(P)$.
D. Thay tọa độ điểm $N(-3;1;0)$ vào phương trình:
\[
-3 - 2 \cdot 1 + 0 - 1 = -3 - 2 - 1 = -6 \neq 0
\]
Do đó, điểm $N$ không thuộc mặt phẳng $(P)$.
Vậy điểm thuộc mặt phẳng $(P)$ là điểm $M(1;1;2)$.
Đáp án đúng là: C. $M(1;1;2)$.
Câu 1.
a) Sai vì đường thẳng $\Delta$ có vectơ chỉ phương là $\overrightarrow u=(-2;2;1).$
b) Sai vì thay tọa độ gốc tọa độ $(0;0;0)$ vào phương trình đường thẳng $\Delta$ ta được $\frac{0+1}{-2}=\frac{0-3}{2}=\frac{0}{1}\Rightarrow -\frac{1}{2}=-\frac{3}{2}=0$ (loại)
c) Đúng vì vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(P)$ là $\overrightarrow n=(1;2;-2)$ và vectơ chỉ phương của đường thẳng $\Delta$ là $\overrightarrow u=(-2;2;1).$
Ta có $\overrightarrow n.\overrightarrow u=1\times (-2)+2\times 2+(-2)\times 1=0$ nên $\overrightarrow n\perp \overrightarrow u.$
Vậy đường thẳng $\Delta$ và mặt phẳng $(P)$ song song.
d) Đúng vì tâm mặt cầu $(S)$ là $I(-2025;1;-3)$ và bán kính $R=3.$
Thay tọa độ điểm $I$ vào phương trình mặt phẳng $(P)$ ta được $-2025+2\times 1-2\times (-3)+2025=0$ (thỏa mãn)
Vậy mặt cầu $(S)$ và mặt phẳng $(P)$ có một điểm chung là tâm mặt cầu nên chúng cắt nhau.
Câu 2.
Để giải quyết từng phần của câu hỏi, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Phần a)
Tính tích phân $\int [f(x) + g(x)] \, dx$:
\[
\int [f(x) + g(x)] \, dx = \int f(x) \, dx + \int g(x) \, dx
\]
Biết rằng $f(x) = x^2 + 2$, ta có:
\[
\int f(x) \, dx = \int (x^2 + 2) \, dx = \frac{x^3}{3} + 2x + C
\]
Và từ đề bài, ta biết:
\[
\int g(x) \, dx = \sin x + C
\]
Do đó:
\[
\int [f(x) + g(x)] \, dx = \left( \frac{x^3}{3} + 2x + C \right) + (\sin x + C) = \frac{x^3}{3} + 2x + \sin x + C
\]
Như vậy, phần a) là sai vì tích phân đúng là $\frac{x^3}{3} + 2x + \sin x + C$, không phải $\frac{x^2}{3} + 2x + \sin x + C$.
Phần b)
Tìm $g(x)$:
\[
\int g(x) \, dx = \sin x + C
\]
Đạo hàm của $\sin x$ là $\cos x$, do đó:
\[
g(x) = \cos x
\]
Như vậy, phần b) là sai vì $g(x) = \cos x$, không phải $-\cos x$.
Phần c)
Tính tích phân $\int f(x) \, dx$:
\[
\int f(x) \, dx = \int (x^2 + 2) \, dx = \frac{x^3}{3} + 2x + C
\]
Như vậy, phần c) là sai vì tích phân đúng là $\frac{x^3}{3} + 2x + C$, không phải $\frac{x^2}{3} + 2x + C$.
Phần d)
Tính tích phân $\int_0^2 x f(x^2) \, dx$:
\[
f(x^2) = (x^2)^2 + 2 = x^4 + 2
\]
Do đó:
\[
\int_0^2 x f(x^2) \, dx = \int_0^2 x (x^4 + 2) \, dx = \int_0^2 (x^5 + 2x) \, dx
\]
Tính tích phân từng phần:
\[
\int_0^2 x^5 \, dx = \left[ \frac{x^6}{6} \right]_0^2 = \frac{2^6}{6} - \frac{0^6}{6} = \frac{64}{6} = \frac{32}{3}
\]
\[
\int_0^2 2x \, dx = \left[ x^2 \right]_0^2 = 2^2 - 0^2 = 4
\]
Do đó:
\[
\int_0^2 (x^5 + 2x) \, dx = \frac{32}{3} + 4 = \frac{32}{3} + \frac{12}{3} = \frac{44}{3} \approx 14.67
\]
Như vậy, phần d) là sai vì tích phân $\int_0^2 x f(x^2) \, dx$ nhỏ hơn 15.
Kết luận
Các phần a), b), c), và d) đều sai.