Câu 8:
Phương trình $\sin x = 1$ có nghiệm là các giá trị của $x$ sao cho $\sin x$ bằng 1.
Ta biết rằng:
- $\sin x = 1$ khi $x = \frac{\pi}{2} + k \cdot 2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Trong các đáp án đã cho, ta thấy:
- $A.~x = \frac{\pi}{3}$: $\sin \left( \frac{\pi}{3} \right) = \frac{\sqrt{3}}{2} \neq 1$
- $B.~x = \frac{\pi}{2}$: $\sin \left( \frac{\pi}{2} \right) = 1$
- $C.~x = -\frac{\pi}{2}$: $\sin \left( -\frac{\pi}{2} \right) = -1 \neq 1$
- $D.~x = \pi$: $\sin (\pi) = 0 \neq 1$
Như vậy, phương trình $\sin x = 1$ có một nghiệm là $x = \frac{\pi}{2}$.
Đáp án đúng là: $\textcircled{B.}~x = \frac{\pi}{2}$.
Câu 9:
Để tìm phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm \( A(2;1;3) \) và song song với đường thẳng \( BC \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng \( BC \):
- Tọa độ của điểm \( B \) là \( (1;0;1) \).
- Tọa độ của điểm \( C \) là \( (-1;1;2) \).
Vectơ \( \overrightarrow{BC} \) được tính như sau:
\[
\overrightarrow{BC} = C - B = (-1 - 1; 1 - 0; 2 - 1) = (-2; 1; 1)
\]
2. Viết phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm \( A \) và có vectơ chỉ phương \( \overrightarrow{BC} \):
- Đường thẳng đi qua điểm \( A(2;1;3) \) và có vectơ chỉ phương \( \overrightarrow{BC} = (-2; 1; 1) \) sẽ có phương trình chính tắc là:
\[
\frac{x - 2}{-2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - 3}{1}
\]
3. So sánh với các phương án đã cho:
- Phương án \( A \): \( \frac{x + 2}{2} = \frac{y + 1}{1} = \frac{z + 3}{1} \) (sai vì tọa độ điểm \( A \) không đúng).
- Phương án \( B \): \( \frac{x - 2}{2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - 1}{3} \) (sai vì vectơ chỉ phương không đúng).
- Phương án \( C \): \( \frac{x - 2}{-2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - 3}{1} \) (đúng).
- Phương án \( D \): \( \left\{\begin{array}{l}x = 2 - 2t \\ y = 1 + t \\ z = 3 + t\end{array}\right. \) (đúng nhưng là phương trình tham số, không phải phương trình chính tắc).
Vậy phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm \( A \) và song song với đường thẳng \( BC \) là:
\[
\boxed{\frac{x - 2}{-2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - 3}{1}}
\]
Câu 10:
Để tính thể tích vật thể tròn xoay khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường \( y = \sqrt{e^x - x} \), \( y = 0 \), \( x = 1 \), và \( x = 2 \) xung quanh trục Ox, ta sử dụng công thức thể tích vật thể tròn xoay:
\[ V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \]
Trong đó, \( f(x) = \sqrt{e^x - x} \), \( a = 1 \), và \( b = 2 \).
Bước 1: Tính \( [f(x)]^2 \):
\[ [f(x)]^2 = (\sqrt{e^x - x})^2 = e^x - x \]
Bước 2: Tính tích phân:
\[ V = \pi \int_{1}^{2} (e^x - x) \, dx \]
Bước 3: Tính tích phân từng phần:
\[ \int_{1}^{2} e^x \, dx = e^x \Big|_{1}^{2} = e^2 - e \]
\[ \int_{1}^{2} x \, dx = \frac{x^2}{2} \Big|_{1}^{2} = \frac{2^2}{2} - \frac{1^2}{2} = 2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2} \]
Bước 4: Kết hợp các kết quả:
\[ V = \pi \left( (e^2 - e) - \frac{3}{2} \right) = \pi \left( e^2 - e - \frac{3}{2} \right) \]
Vậy thể tích vật thể tròn xoay là:
\[ V = \pi \left( e^2 - e - \frac{3}{2} \right) \]
Đáp án đúng là: \( D.~\pi(e^2 - e - \frac{3}{2}) \)
Câu 11:
Để tìm giá trị của $\tan p$, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định góc giữa đường thẳng và mặt phẳng:
- Gọi $H$ là trung điểm của đoạn thẳng $BD$.
- Đường thẳng $AC$ cắt mặt phẳng $(ABCD)$ tại điểm $H$.
- Gọi $p$ là góc giữa đường thẳng $AC$ và mặt phẳng $(ABCD_1)$.
2. Tìm góc giữa đường thẳng và mặt phẳng:
- Ta biết rằng góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là góc giữa đường thẳng đó và hình chiếu của nó lên mặt phẳng.
- Hình chiếu của đường thẳng $AC$ lên mặt phẳng $(ABCD_1)$ là đường thẳng $AH$.
3. Tính góc $p$:
- Góc $p$ là góc giữa đường thẳng $AC$ và đường thẳng $AH$.
- Trong tam giác vuông $ACH$, ta có:
\[
\tan p = \frac{CH}{AH}
\]
4. Tính độ dài các đoạn thẳng:
- Giả sử cạnh lập phương là $a$.
- Độ dài đoạn thẳng $AC$ là:
\[
AC = a\sqrt{2}
\]
- Độ dài đoạn thẳng $AH$ là:
\[
AH = \frac{a\sqrt{2}}{2}
\]
- Độ dài đoạn thẳng $CH$ là:
\[
CH = a
\]
5. Tính $\tan p$:
- Thay các giá trị vào công thức:
\[
\tan p = \frac{CH}{AH} = \frac{a}{\frac{a\sqrt{2}}{2}} = \frac{a \cdot 2}{a\sqrt{2}} = \frac{2}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}
\]
Vậy giá trị của $\tan p$ là $\sqrt{2}$.
Đáp án đúng là: $B.~\sqrt{2}$.
Câu 12:
Để tìm nguyên hàm của hàm số $f(x) = \frac{x-1}{x}$, ta thực hiện các bước sau:
1. Phân tích hàm số:
Ta có:
\[
f(x) = \frac{x-1}{x} = \frac{x}{x} - \frac{1}{x} = 1 - \frac{1}{x}
\]
2. Tìm nguyên hàm từng phần:
Nguyên hàm của $1$ là $x$.
Nguyên hàm của $-\frac{1}{x}$ là $-\ln|x|$.
3. Viết tổng nguyên hàm:
Do đó, nguyên hàm của $f(x)$ là:
\[
\int f(x) \, dx = \int \left(1 - \frac{1}{x}\right) \, dx = x - \ln|x| + C
\]
Trong đó, $C$ là hằng số nguyên hàm.
Vậy, đáp án đúng là:
\[
\textcircled{A.}~x - \ln|x| + C
\]
Câu 1:
Để tính giá trị của $\int^4_{-1} f'(x) dx$, ta sẽ sử dụng định lý Newton-Leibniz, theo đó:
\[
\int^4_{-1} f'(x) dx = f(4) - f(-1)
\]
Trước tiên, ta cần biết giá trị của $f(4)$. Để tìm giá trị này, ta sẽ sử dụng thông tin về diện tích hình phẳng (A) và (B).
Diện tích hình phẳng (A) từ $x = -1$ đến $x = 4$ là:
\[
\text{(A)} = \int^4_{-1} f(x) dx = \frac{64}{3}
\]
Diện tích hình phẳng (B) từ $x = 4$ đến $x = 7$ là:
\[
\text{(B)} = \int^7_4 f(x) dx = 63
\]
Tổng diện tích từ $x = -1$ đến $x = 7$ là:
\[
\int^7_{-1} f(x) dx = \int^4_{-1} f(x) dx + \int^7_4 f(x) dx = \frac{64}{3} + 63 = \frac{64}{3} + \frac{189}{3} = \frac{253}{3}
\]
Theo định lý Newton-Leibniz, ta có:
\[
\int^7_{-1} f(x) dx = F(7) - F(-1)
\]
Trong đó, $F(x)$ là nguyên hàm của $f(x)$. Do đó:
\[
F(7) - F(-1) = \frac{253}{3}
\]
Ta cũng biết rằng:
\[
\int^4_{-1} f'(x) dx = f(4) - f(-1)
\]
Do đó, ta cần tìm giá trị của $f(4)$. Ta có:
\[
\int^4_{-1} f(x) dx = F(4) - F(-1) = \frac{64}{3}
\]
Và:
\[
\int^7_4 f(x) dx = F(7) - F(4) = 63
\]
Từ đây, ta có:
\[
F(7) - F(4) = 63
\]
Cộng hai phương trình trên lại:
\[
(F(7) - F(-1)) = \frac{253}{3}
\]
\[
(F(7) - F(4)) + (F(4) - F(-1)) = 63 + \frac{64}{3} = \frac{253}{3}
\]
Như vậy:
\[
F(4) - F(-1) = \frac{64}{3}
\]
Do đó:
\[
f(4) - f(-1) = \frac{64}{3}
\]
Biết rằng $f(-1) = -\frac{35}{3}$, ta có:
\[
f(4) - \left(-\frac{35}{3}\right) = \frac{64}{3}
\]
\[
f(4) + \frac{35}{3} = \frac{64}{3}
\]
\[
f(4) = \frac{64}{3} - \frac{35}{3} = \frac{29}{3}
\]
Cuối cùng, ta tính:
\[
\int^4_{-1} f'(x) dx = f(4) - f(-1) = \frac{29}{3} - \left(-\frac{35}{3}\right) = \frac{29}{3} + \frac{35}{3} = \frac{64}{3}
\]
Vậy giá trị của $\int^4_{-1} f'(x) dx$ là $\frac{253}{3}$.
Đáp số: $\frac{253}{3}$