Câu 1:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần theo yêu cầu.
Phần a)
Tính giá trị của hàm số tại các điểm $x=0$ và $x=\frac{\pi}{2}$:
- $f(0) = 2\sin(0) - 0 = 0$
- $f\left(\frac{\pi}{2}\right) = 2\sin\left(\frac{\pi}{2}\right) - \frac{\pi}{2} = 2 - \frac{\pi}{2}$
Phần b)
Tìm đạo hàm của hàm số $f(x) = 2\sin x - x$:
- $f'(x) = \frac{d}{dx}(2\sin x) - \frac{d}{dx}(x) = 2\cos x - 1$
Phần c)
Giải phương trình $f'(x) = 0$ trên đoạn $[0; \frac{\pi}{2}]$:
- $2\cos x - 1 = 0$
- $\cos x = \frac{1}{2}$
- Trên đoạn $[0; \frac{\pi}{2}]$, nghiệm duy nhất của phương trình $\cos x = \frac{1}{2}$ là $x = \frac{\pi}{3}$.
Phần d)
Tìm giá trị lớn nhất của $f(x)$ trên đoạn $[0; \frac{\pi}{2}]$:
- Ta cần kiểm tra giá trị của hàm số tại các điểm biên và điểm cực trị:
- $f(0) = 0$
- $f\left(\frac{\pi}{2}\right) = 2 - \frac{\pi}{2}$
- $f\left(\frac{\pi}{3}\right) = 2\sin\left(\frac{\pi}{3}\right) - \frac{\pi}{3} = 2 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{\pi}{3} = \sqrt{3} - \frac{\pi}{3}$
So sánh các giá trị:
- $f(0) = 0$
- $f\left(\frac{\pi}{2}\right) = 2 - \frac{\pi}{2} \approx 0.429$
- $f\left(\frac{\pi}{3}\right) = \sqrt{3} - \frac{\pi}{3} \approx 0.685$
Như vậy, giá trị lớn nhất của $f(x)$ trên đoạn $[0; \frac{\pi}{2}]$ là $\sqrt{3} - \frac{\pi}{3}$, đạt được khi $x = \frac{\pi}{3}$.
Kết luận
- Giá trị lớn nhất của hàm số là $\sqrt{3} - \frac{\pi}{3}$, đạt được khi $x = \frac{\pi}{3}$.
Câu 2:
a) Xe ô tô A dừng lại khi vận tốc của nó bằng 0. Ta có:
\[ v_A(t) = 16 - 4t \]
Đặt \( v_A(t) = 0 \):
\[ 16 - 4t = 0 \]
\[ 4t = 16 \]
\[ t = 4 \text{ (giây)} \]
b) Quãng đường \( S(t) \) mà ô tô A đi được trong thời gian \( t \) giây (kể từ khi hãm phanh) được tính theo công thức:
\[ S(t) = \int_{0}^{t} v_A(\tau) \, d\tau \]
Trong đó, \( v_A(\tau) = 16 - 4\tau \).
Ta thực hiện phép tích phân:
\[ S(t) = \int_{0}^{t} (16 - 4\tau) \, d\tau \]
\[ S(t) = \left[ 16\tau - 2\tau^2 \right]_{0}^{t} \]
\[ S(t) = 16t - 2t^2 \]
c) Khoảng cách mà ô tô A đi được từ khi bắt đầu hãm phanh đến khi dừng lại (tức là khi \( t = 4 \) giây):
\[ S(4) = 16 \cdot 4 - 2 \cdot 4^2 \]
\[ S(4) = 64 - 32 \]
\[ S(4) = 32 \text{ (mét)} \]
d) Khoảng cách an toàn tối thiểu giữa xe ô tô A và ô tô B là tổng của quãng đường mà ô tô A đi được từ khi hãm phanh đến khi dừng lại và khoảng cách tối thiểu yêu cầu:
\[ \text{Khoảng cách an toàn} = S(4) + 5 \]
\[ \text{Khoảng cách an toàn} = 32 + 5 \]
\[ \text{Khoảng cách an toàn} = 37 \text{ (mét)} \]
Đáp số:
a) Thời điểm xe ô tô A dừng lại là 4s.
b) Quãng đường \( S(t) \) mà ô tô A đi được trong thời gian \( t \) giây (kể từ khi hãm phanh) là \( S(t) = 16t - 2t^2 \).
c) Từ khi bắt đầu hãm phanh đến khi dừng lại xe ô tô A đi được quãng đường 32m.
d) Khoảng cách an toàn tối thiểu giữa xe ô tô A và ô tô B là 37m.
Câu 3:
a) Xác suất để có tên Hiền:
Số học sinh lớp 12A là 30 học sinh. Số học sinh có tên Hiền là 3 học sinh.
Xác suất để có tên Hiền là:
\[ P(\text{Hiền}) = \frac{\text{số học sinh có tên Hiền}}{\text{số học sinh lớp 12A}} = \frac{3}{30} = \frac{1}{10} \]
b) Xác suất để có tên Hiền, nhưng với điều kiện bạn đó nữ:
Số học sinh nữ là 17 học sinh. Số học sinh nữ có tên Hiền là 1 học sinh.
Xác suất để có tên Hiền, nhưng với điều kiện bạn đó nữ là:
\[ P(\text{Hiền | Nữ}) = \frac{\text{số học sinh nữ có tên Hiền}}{\text{số học sinh nữ}} = \frac{1}{17} \]
c) Xác suất để có tên Hiền, nhưng với điều kiện bạn đó nam:
Số học sinh nam là 30 - 17 = 13 học sinh. Số học sinh nam có tên Hiền là 2 học sinh.
Xác suất để có tên Hiền, nhưng với điều kiện bạn đó nam là:
\[ P(\text{Hiền | Nam}) = \frac{\text{số học sinh nam có tên Hiền}}{\text{số học sinh nam}} = \frac{2}{13} \]
d) Nếu thầy giáo gọi 1 bạn có tên là Hiền lên bảng thì xác xuất để bạn đó là bạn nữ:
Số học sinh có tên Hiền là 3 học sinh. Số học sinh nữ có tên Hiền là 1 học sinh.
Xác suất để bạn đó là bạn nữ là:
\[ P(\text{Nữ | Hiền}) = \frac{\text{số học sinh nữ có tên Hiền}}{\text{số học sinh có tên Hiền}} = \frac{1}{3} \]
Đáp số:
a) $\frac{1}{10}$
b) $\frac{1}{17}$
c) $\frac{2}{13}$
d) $\frac{1}{3}$
Câu 4:
a) Phương trình tham số của đường bay từ A đến B:
- Vector AB = (760 - 0, 120 - 0, 10 - 0) = (760, 120, 10)
- Đường thẳng đi qua điểm A(0, 0, 0) và có vector AB là (760, 120, 10) có phương trình tham số:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
x = 760t \\
y = 120t \\
z = 10t
\end{array}
\right., t \in [0, 1]
\]
b) Máy bay đi vào phạm vi kiểm soát không lưu (bán kính 100 km, tâm tại O(380, 60, 0)) tại thời điểm nào?
- Tọa độ máy bay tại thời điểm t là (760t, 120t, 10t)
- Khoảng cách từ máy bay đến trạm kiểm soát O(380, 60, 0):
\[
d = \sqrt{(760t - 380)^2 + (120t - 60)^2 + (10t - 0)^2}
\]
- Máy bay đi vào phạm vi kiểm soát khi d = 100:
\[
\sqrt{(760t - 380)^2 + (120t - 60)^2 + (10t)^2} = 100
\]
\[
(760t - 380)^2 + (120t - 60)^2 + (10t)^2 = 100^2
\]
\[
(760t - 380)^2 + (120t - 60)^2 + 100t^2 = 10000
\]
Giải phương trình này để tìm t:
\[
t = 0.5
\]
c) Quãng đường từ A đến B theo đường bay:
- Vector AB = (760, 120, 10)
- Độ dài vector AB:
\[
|AB| = \sqrt{760^2 + 120^2 + 10^2} = \sqrt{577600 + 14400 + 100} = \sqrt{592100} = 766 \text{ km}
\]
d) Nếu máy bay bay trong vùng kiểm soát trong 15 phút (0.25 giờ), nó sẽ bay đúng 1/6 quãng đường từ lúc vào đến khi ra khỏi vùng này:
- Thời gian bay trong vùng kiểm soát là 0.25 giờ
- Quãng đường bay trong vùng kiểm soát:
\[
v = \frac{766 \text{ km}}{1.42 \text{ giờ}} = 540 \text{ km/giờ}
\]
\[
s = v \times t = 540 \times 0.25 = 135 \text{ km}
\]
- Quãng đường từ lúc vào đến khi ra khỏi vùng kiểm soát:
\[
s_{total} = 135 \times 6 = 810 \text{ km}
\]
Đáp số:
a) Phương trình tham số của đường bay từ A đến B:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
x = 760t \\
y = 120t \\
z = 10t
\end{array}
\right., t \in [0, 1]
\]
b) Máy bay đi vào phạm vi kiểm soát không lưu tại thời điểm t = 0.5
c) Quãng đường từ A đến B theo đường bay là 766 km
d) Nếu máy bay bay trong vùng kiểm soát trong 15 phút (0.25 giờ), nó sẽ bay đúng 1/6 quãng đường từ lúc vào đến khi ra khỏi vùng này.