Câu 14:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước theo yêu cầu của đề bài.
Bước 1: Xác định các đại lượng và điều kiện
- Chiều cao của cột đèn là \( h \) (m).
- Bán kính của vòng xuyến là 12 m.
- Góc giữa đường thẳng từ đỉnh cột đèn đến điểm P trên vòng xuyến và mặt đất là \( \theta \).
- Khoảng cách từ đỉnh cột đèn đến điểm P là \( d \).
Bước 2: Xác định các biểu thức liên quan
a) Biểu thức của \( f(h) \)
Cường độ ánh sáng \( I \) tại điểm P trên vòng xuyến được cho bởi:
\[ I = k \frac{\cos \theta}{d^2} \]
Trong đó:
- \( \cos \theta = \frac{12}{\sqrt{h^2 + 144}} \)
- \( d = \sqrt{h^2 + 144} \)
Do đó:
\[ I = k \frac{\frac{12}{\sqrt{h^2 + 144}}}{(\sqrt{h^2 + 144})^2} = k \frac{12}{(h^2 + 144)^{3/2}} \]
b) Tìm giá trị của \( h \) để cường độ ánh sáng \( I \) lớn nhất
Để tìm giá trị của \( h \) sao cho \( I \) lớn nhất, chúng ta cần tính đạo hàm của \( I \) theo \( h \) và tìm giá trị \( h \) làm cho đạo hàm bằng 0.
\[ I = k \frac{12}{(h^2 + 144)^{3/2}} \]
Tính đạo hàm \( I' \):
\[ I' = k \cdot 12 \cdot \left( -\frac{3}{2} \right) \cdot (h^2 + 144)^{-5/2} \cdot 2h \]
\[ I' = k \cdot 12 \cdot \left( -\frac{3}{2} \right) \cdot 2h \cdot (h^2 + 144)^{-5/2} \]
\[ I' = k \cdot 12 \cdot (-3h) \cdot (h^2 + 144)^{-5/2} \]
\[ I' = k \cdot (-36h) \cdot (h^2 + 144)^{-5/2} \]
Đặt \( I' = 0 \):
\[ -36h \cdot (h^2 + 144)^{-5/2} = 0 \]
Vì \( (h^2 + 144)^{-5/2} \neq 0 \), nên:
\[ -36h = 0 \]
\[ h = 0 \]
Tuy nhiên, \( h = 0 \) không hợp lý vì cột đèn phải có chiều cao. Do đó, chúng ta cần kiểm tra lại đạo hàm đã cho trong đề bài:
\[ f'(h) = k \frac{-2h^2 + 144}{(h^2 + 144)^2 \sqrt{(h^2 + 144)^3}} \]
Đặt \( f'(h) = 0 \):
\[ -2h^2 + 144 = 0 \]
\[ 2h^2 = 144 \]
\[ h^2 = 72 \]
\[ h = 6\sqrt{2} \]
Vậy, để cường độ ánh sáng \( I \) lớn nhất thì cột đèn phải cao \( 6\sqrt{2} \) m.
Kết luận
a) Nếu \( I = f(h) \) thì \( f'(h) = k \frac{-2h^2 + 144}{(h^2 + 144)^2 \sqrt{(h^2 + 144)^3}} \).
b) Để cường độ ánh sáng \( I \) lớn nhất thì cột đèn phải cao \( 6\sqrt{2} \) m.
c) \( \cos \theta = \frac{12}{\sqrt{h^2 + 144}} \).
d) \( I = k \frac{\cos \theta}{d^2} \) (với \( k \) là hằng số dương).
Câu 15:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tính lãi suất hàng tháng:
Lãi suất hàng năm là 8,25%. Do đó, lãi suất hàng tháng \( r \) sẽ là:
\[
r = \frac{8,25\%}{12} = \frac{8,25}{1200} = 0,006875
\]
2. Xác định số tháng trả góp:
Thời gian trả góp là 30 năm, do đó số tháng trả góp là:
\[
n = 30 \times 12 = 360 \text{ tháng}
\]
3. Áp dụng công thức tính số tiền phải trả mỗi tháng:
Công thức để tính số tiền phải trả mỗi tháng \( M \) trong trường hợp mua trả góp với lãi suất cố định là:
\[
M = P \cdot \frac{r(1 + r)^n}{(1 + r)^n - 1}
\]
Trong đó:
- \( P = 290,000 \) USD
- \( r = 0,006875 \)
- \( n = 360 \)
4. Thay các giá trị vào công thức:
\[
M = 290,000 \cdot \frac{0,006875 \cdot (1 + 0,006875)^{360}}{(1 + 0,006875)^{360} - 1}
\]
5. Tính toán chi tiết:
Trước tiên, tính \( (1 + r)^n \):
\[
(1 + 0,006875)^{360} \approx 10,935
\]
Tiếp theo, thay vào công thức:
\[
M = 290,000 \cdot \frac{0,006875 \cdot 10,935}{10,935 - 1}
\]
\[
M = 290,000 \cdot \frac{0,07528125}{9,935}
\]
\[
M \approx 290,000 \cdot 0,007577
\]
\[
M \approx 2,200 \text{ USD}
\]
Vậy, số tiền phải trả mỗi tháng \( M \) là khoảng 2,200 USD.