09/06/2025


09/06/2025
09/06/2025
Câu 19: Bác Hùng muốn làm một con đường đi từ điểm M
M trên cạnh AD
AD ra một điểm trên mép hồ sen rồi lại từ điểm đó tới một điểm trên cạnh AB
AB. Biết khoảng cách từ I
I đến AB
AB và AD
AD tương ứng là 20m và 15m, hỏi tổng chiều dài con đường đó ngắn nhất là bao nhiêu mét?
Để giải bài này, ta cần tìm đường đi ngắn nhất từ M
M đến mép hồ sen rồi đến AB
AB. Đường đi ngắn nhất sẽ là đường thẳng. Gọi M′
M′
là điểm đối xứng của M
M qua tiếp tuyến của parabol tại điểm mà đường đi ngắn nhất chạm vào parabol. Khi đó, đường đi ngắn nhất từ M
M đến AB
AB qua parabol sẽ là đường thẳng từ M′
M′
đến AB
AB. Vì I
I là giao điểm của AB
AB và AD
AD, ta có hệ trục tọa độ Ixy
Ixy với I
I là gốc tọa độ. Tọa độ của M
M là (0;15)
(0;15). Phương trình của parabol có dạng y=ax2
y=ax2
. Vì khoảng cách từ I
I đến AB
AB là 20m, nên điểm trên parabol gần AB
AB nhất có tọa độ (20;0)
(20;0). Thay (20;0)
(20;0) vào phương trình parabol, ta có 0=a(20)2
0=a(20)2
, suy ra a=0
a=0. Điều này không đúng vì parabol phải có dạng y=ax2+bx+c
y=ax2
+bx+c. Tuy nhiên, ta có thể giải bài toán bằng cách sử dụng tính chất của elip. Gọi F1
F1
và F2
F2
là hai tiêu điểm của elip. Khi đó, tổng khoảng cách từ một điểm trên elip đến hai tiêu điểm là không đổi. Trong trường hợp này, ta có thể coi M
M và một điểm trên AB
AB là hai tiêu điểm của elip. Đường đi ngắn nhất từ M
M đến AB
AB qua mép hồ sen sẽ là đường elip có hai tiêu điểm là M
M và một điểm trên AB
AB. Để tìm đường đi ngắn nhất, ta cần tìm điểm trên AB
AB sao cho tổng khoảng cách từ M
M đến điểm đó là nhỏ nhất. Gọi N
N là điểm trên AB
AB mà ta cần tìm. Khi đó, MN+NI
MN+NI là nhỏ nhất. Vì I
I là gốc tọa độ, ta có NI=x
NI=x, với x
x là khoảng cách từ N
N đến I
I. Ta có MN=(x−0)2+(0−15)2=x2+225
MN=(x−0)2
+(0−15)2
=x2
+225
. Vậy, ta cần tìm x
x sao cho f(x)=x2+225+x
f(x)=x2
+225
+x là nhỏ nhất. Để tìm giá trị nhỏ nhất của f(x)
f(x), ta có thể sử dụng đạo hàm. f′(x)=xx2+225+1
f′
(x)=x2
+225
x
+1 Đặt f′(x)=0
f′
(x)=0, ta có xx2+225=−1
x2
+225
x
=−1, suy ra x=−x2+225
x=−x2
+225
. Điều này không thể xảy ra vì x
x phải là số dương. Vậy, ta cần xem xét các điểm đặc biệt. Khi x=0
x=0, f(0)=225+0=15
f(0)=225
+0=15. Khi x=20
x=20, f(20)=202+225+20=625+20=25+20=45
f(20)=202
+225
+20=625
+20=25+20=45. Vậy, đường đi ngắn nhất là 15m.
Câu 20: Một công ty dự kiến chỉ 100 triệu đồng để sản xuất các thùng đựng sơn hình trụ có dung tích 5 lít. Chi phí để làm mặt xung quanh của thùng là 100 nghìn đồng mỗi mét vuông, làm mặt đáy của thùng là 120 nghìn đồng mỗi mét vuông. Giả sử chi phí cho các mối nối không đáng kể, số thùng sơn tối đa mà công ty đó có thể sản xuất được là bao nhiêu?
Đầu tiên, ta đổi 5 lít sang mét khối: 5 lıˊt=0.005 m3
5 lı
ˊ
t=0.005 m3
. Gọi r
r là bán kính đáy và h
h là chiều cao của thùng. Ta có V=πr2h=0.005
V=πr2
h=0.005. Chi phí làm mặt xung quanh là 100,000×2πrh
100,000×2πrh đồng. Chi phí làm mặt đáy là 120,000×πr2
120,000×πr2
đồng. Tổng chi phí là C=100,000×2πrh+120,000×πr2
C=100,000×2πrh+120,000×πr2
. Ta có h=0.005πr2
h=πr2
0.005
. Thay vào công thức chi phí, ta có C=100,000×2πr×0.005πr2+120,000×πr2=1000r+120,000πr2
C=100,000×2πr×πr2
0.005
+120,000×πr2
=r
1000
+120,000πr2
. Công ty có 100 triệu đồng, nên C≤100,000,000
C≤100,000,000. Vậy, 1000r+120,000πr2≤100,000,000
r
1000
+120,000πr2
≤100,000,000. Số thùng tối đa là N=100,000,000C
N=C
100,000,000
. Để tìm r
r tối ưu, ta đạo hàm C
C theo r
r và giải phương trình C′(r)=0
C′
(r)=0. C′(r)=−1000r2+240,000πr
C′
(r)=−r2
1000
+240,000πr Đặt C′(r)=0
C′
(r)=0, ta có 1000r2=240,000πr
r2
1000
=240,000πr, suy ra r3=1000240,000π=1240π
r3
=240,000π
1000
=240π
1
. Vậy, r=1240π≈0.11 m
r=240π
1
≈0.11 m. Khi đó, h=0.005π(0.11)2≈0.13 m
h=π(0.11)2
0.005
≈0.13 m. C=10000.11+120,000π(0.11)2≈9090.9+4561.5≈13652.4
C=0.11
1000
+120,000π(0.11)2
≈9090.9+4561.5≈13652.4 đồng. Số thùng tối đa là N=100,000,00013652.4≈7325
N=13652.4
100,000,000
≈7325 thùng.
Câu 21: Xét một chiếc bàn phẳng, có hai viên bi hình cầu được đặt trên mặt bàn. Gắn hệ trục tọa độ Oxyz
Oxyz sao cho mặt phẳng (Oxy)
(Oxy) trùng với mặt bàn, trục Oz
Oz hướng thẳng đứng lên trên so với mặt bàn và mỗi đơn vị trên các trục tương ứng với 1 cm. Ban đầu 2 viên bi này đứng yên trên mặt bàn, tâm của chúng lần lượt trùng với các điểm I(5;−8;3)
I(5;−8;3) và J(−3;7;4)
J(−3;7;4). Tại một thời điểm, người ta đồng thời tác động cho 2 viên bi lăn về phía nhau trên mặt bàn theo cùng một đường thẳng với tốc độ không đổi là 5 cm/s và 3 cm/s (viên bi nhỏ hơn có tốc độ lớn hơn). Hỏi sau bao nhiêu giây kể từ khi tác động thì hai viên bi va chạm với nhau? (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).
Hai viên bi lăn trên mặt phẳng Oxy
Oxy. Tọa độ tâm của hai viên bi là I(5,−8)
I(5,−8) và J(−3,7)
J(−3,7). Khoảng cách giữa hai tâm là d=(5−(−3))2+(−8−7)2=82+(−15)2=64+225=289=17 cm
d=(5−(−3))2
+(−8−7)2
=82
+(−15)2
=64+225
=289
=17 cm. Bán kính của hai viên bi lần lượt là r1=3 cm
r1
=3 cm và r2=4 cm
r2
=4 cm. Hai viên bi va chạm khi khoảng cách giữa hai tâm bằng tổng hai bán kính: d=r1+r2
d=r1
+r2
. Tổng hai bán kính là 3+4=7 cm
3+4=7 cm. Hai viên bi tiến lại gần nhau với vận tốc tổng cộng là 5+3=8 cm/s
5+3=8 cm/s. Thời gian để hai viên bi va chạm là t=17−78=108=1.25 giaˆy
t=8
17−7
=8
10
=1.25 gia
ˆ
y.
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
CÂU HỎI LIÊN QUAN
4 giờ trước
Top thành viên trả lời