Câu 1:
Để giải quyết các bài toán liên quan đến hàm số , chúng ta sẽ lần lượt kiểm tra từng khẳng định.
Khẳng định a: Để hàm số có cực đại và cực tiểu thì
Đầu tiên, ta cần tìm đạo hàm của hàm số để xác định các điểm cực trị:
Sử dụng quy tắc đạo hàm của phân thức:
Để hàm số có cực đại và cực tiểu, đạo hàm phải có hai nghiệm thực phân biệt. Điều này xảy ra khi tử số của có hai nghiệm thực phân biệt:
Phương trình bậc hai này có hai nghiệm thực phân biệt nếu discriminant dương:
Điều kiện để :
Do đó, khẳng định a là sai.
Khẳng định b: Khi thì đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là
Khi , hàm số trở thành:
Để tìm tiệm cận xiên, ta thực hiện phép chia đa thức:
Khi , phần dư tiến về 0, do đó tiệm cận xiên là:
Khẳng định b là đúng.
Khẳng định c: Khi thì đồ thị hàm số không cắt Ox
Khi , hàm số trở thành:
Đồ thị cắt trục Ox khi :
Phương trình này có discriminant:
Vì , phương trình vô nghiệm, do đó đồ thị không cắt trục Ox.
Khẳng định c là đúng.
Khẳng định d: Tồn tại 1 điểm M thuộc đồ thị (C) sao cho và độ dài IM ngắn nhất (I là tâm đối xứng của (C)) khi đó tung độ
Tâm đối xứng của đồ thị là điểm có tọa độ .
Độ dài IM ngắn nhất khi nằm trên đường thẳng nối và . Ta cần kiểm tra xem có điểm nào thỏa mãn và .
Giả sử có tọa độ và :
Khi , , do đó tồn tại điểm sao cho .
Khẳng định d là đúng.
Kết luận
- Khẳng định a: Sai
- Khẳng định b: Đúng
- Khẳng định c: Đúng
- Khẳng định d: Đúng
Câu 2:
a) Đúng. Thay t = 2 vào v(t) ta được v(2) = -3(2)^2 + 12(2) + 1 = 1 (m/s)
b) Sai. Quãng đường chuyển động của chất điểm trong 5 giây đầu tiên là:
s(5) = ∫₀⁵ v(t) dt = ∫₀⁵ (-3t² + 12t + 1) dt
= [-t³ + 6t² + t]₀⁵
= (-125 + 150 + 5) - (0 + 0 + 0)
= 30 (m)
c) Sai. Để tìm vận tốc lớn nhất của chất điểm trong 5 giây đầu tiên, ta cần tìm giá trị lớn nhất của hàm số v(t) trên đoạn [0; 5]. Ta có:
v'(t) = -6t + 12
Giải phương trình v'(t) = 0, ta được t = 2.
Ta có v(0) = 1, v(2) = 13, v(5) = -3(5)² + 12(5) + 1 = -75 + 60 + 1 = -14.
Vậy vận tốc lớn nhất của chất điểm trong 5 giây đầu tiên là 13 (m/s).
d) Đúng. Để kiểm tra tính đơn điệu của hàm số v(t) trên đoạn [2; 5], ta xét dấu của đạo hàm v'(t) trên đoạn này. Ta có:
v'(t) = -6t + 12
Trên đoạn [2; 5], ta có v'(t) < 0 nên hàm số v(t) nghịch biến trên đoạn này. Vậy trong khoảng thời gian từ t = 2 đến t = 5, vận tốc của chất điểm giảm dần.
Câu 3:
Để giải quyết các bài toán liên quan đến hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D', ta cần phân tích từng phần một cách chi tiết.
a) Khoảng cách giữa BD và CD':
- Xét hình hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D' với đáy ABCD là hình vuông cạnh và chiều cao .
- Đường chéo BD của đáy ABCD có độ dài .
- Đường chéo CD' nối từ C đến D' có độ dài .
- Để tìm khoảng cách giữa hai đường chéo BD và CD', ta cần tìm khoảng cách từ một điểm trên BD đến CD'. Do hai đường chéo này không song song và không đồng phẳng, khoảng cách giữa chúng là khoảng cách từ một điểm trên BD đến mặt phẳng chứa CD'.
- Sử dụng công thức khoảng cách từ một điểm đến một đường thẳng trong không gian, ta có thể tính được khoảng cách này. Tuy nhiên, để đơn giản hóa, ta có thể sử dụng phương pháp hình học không gian để xác định khoảng cách này là .
b) Độ dài A'C:
- A' và C là hai đỉnh của hình hộp chữ nhật, với nằm trên đường thẳng vuông góc với đáy tại A.
- Sử dụng định lý Pythagore trong tam giác vuông A'C, ta có:
- Tuy nhiên, theo đề bài, độ dài A'C bằng . Có thể có sự nhầm lẫn trong đề bài hoặc trong cách tính toán.
c) Khoảng cách từ A đến mặt phẳng (BCC'B'):
- Mặt phẳng (BCC'B') là mặt bên của hình hộp chữ nhật.
- Khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng này chính là chiều cao của hình hộp chữ nhật, tức là .
- Tuy nhiên, theo đề bài, khoảng cách này bằng . Có thể có sự nhầm lẫn trong đề bài hoặc trong cách tính toán.
d) Khoảng cách giữa B'D' và AC:
- Đường chéo AC của đáy ABCD có độ dài .
- Đường chéo B'D' của mặt trên A'B'C'D' có độ dài .
- Khoảng cách giữa hai đường chéo này là khoảng cách từ một điểm trên B'D' đến mặt phẳng chứa AC.
- Sử dụng phương pháp hình học không gian, ta có thể xác định khoảng cách này là .
Tóm lại, có một số điểm không khớp giữa kết quả tính toán và đề bài, có thể do sự nhầm lẫn trong đề bài hoặc trong cách tính toán. Cần kiểm tra lại các bước tính toán hoặc thông tin đề bài để đảm bảo tính chính xác.
Câu 4:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
a) Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng
Đường thẳng được cho dưới dạng tham số:
Từ đây, ta có thể suy ra các phương trình tham số của đường thẳng:
Vectơ chỉ phương của đường thẳng là .
b) Tính
Mặt phẳng có phương trình:
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng là .
Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng được xác định thông qua góc giữa vectơ chỉ phương của đường thẳng và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng. Công thức tính của góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là:
Tính tích vô hướng :
Tính độ dài của và :
Do đó:
c) Tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng
Góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là góc phụ của góc giữa vectơ chỉ phương của đường thẳng và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng. Do đó, góc giữa đường thẳng và mặt phẳng là:
Theo đề bài, góc này xấp xỉ .
Như vậy, các kết quả đã được xác nhận và tính toán chính xác.
Câu 1:
Để tính góc phẳng nhị diện , ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định mặt phẳng chứa góc phẳng nhị diện:
Góc phẳng nhị diện là góc giữa hai mặt phẳng và . Để tìm góc này, ta cần xác định giao tuyến của hai mặt phẳng này và góc giữa hai đường thẳng nằm trong hai mặt phẳng đó.
2. Xác định giao tuyến của hai mặt phẳng:
Giao tuyến của hai mặt phẳng và là đường thẳng .
3. Xác định góc giữa hai đường thẳng trong hai mặt phẳng:
Ta chọn hai đường thẳng thuộc mặt phẳng và thuộc mặt phẳng . Góc giữa hai mặt phẳng và chính là góc giữa hai đường thẳng và .
4. Tính góc giữa và :
- Ta có nên vuông góc với mọi đường thẳng nằm trong mặt phẳng , đặc biệt là .
- Do đó, tam giác là tam giác vuông tại .
5. Tính độ dài các cạnh trong tam giác :
- (cạnh của hình vuông ).
- .
6. Sử dụng định lý Pythagore trong tam giác vuông :
7. Tính góc :
- Sử dụng định nghĩa của cosin trong tam giác vuông:
8. Tính góc theo đơn vị độ:
- Sử dụng máy tính để tìm :
- Sử dụng máy tính để tính toán, ta có:
Vậy, góc phẳng nhị diện là khoảng .
Câu 2:
Để tính thể tích vật thể tròn xoay tạo bởi phép quay xung quanh trục Ox của hình phẳng giới hạn bởi các đường , , và , ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định miền giới hạn
Ta cần tìm giao điểm của các đường và .
- Giải phương trình :
- Giải phương trình bậc hai:
Vậy, miền giới hạn là từ đến .
Bước 2: Tính thể tích
Thể tích của vật thể tròn xoay được tính bằng công thức:
Với và , ta có:
Bước 3: Tính tích phân
Tính tích phân:
Tính giá trị tại :
Tính giá trị tại :
Tính giá trị tích phân:
Bước 4: Tính thể tích
Thể tích là:
Bước 5: Tính giá trị
Với và , ta có:
Vậy, giá trị cần tìm là .
Câu 3:
Để tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số , chúng ta cần xét giới hạn của hàm số khi tiến đến .
Bước 1: Xét giới hạn của hàm số khi tiến đến :
Bước 2: Chia cả tử số và mẫu số cho :
Bước 3: Khi tiến đến , tiến đến 0:
Vậy tiệm cận ngang của đồ thị hàm số là .
Câu 4:
Bước 1: Xác định xác suất chọn xạ thủ hạng I và hạng II
- Xác suất chọn xạ thủ hạng I: P(A) =
- Xác suất chọn xạ thủ hạng II: P(B) =
Bước 2: Tính xác suất bắn trúng đích của mỗi loại xạ thủ
- Xác suất bắn trúng đích của xạ thủ hạng I: P(C|A) = 0,8
- Xác suất bắn trúng đích của xạ thủ hạng II: P(C|B) = 0,7
Bước 3: Tính xác suất bắn trượt đích của mỗi loại xạ thủ
- Xác suất bắn trượt đích của xạ thủ hạng I: P(D|A) = 1 - P(C|A) = 1 - 0,8 = 0,2
- Xác suất bắn trượt đích của xạ thủ hạng II: P(D|B) = 1 - P(C|B) = 1 - 0,7 = 0,3
Bước 4: Tính xác suất bắn 2 viên đạn một cách độc lập và chỉ có một viên trúng đích
- Xác suất bắn 2 viên đạn một cách độc lập và chỉ có một viên trúng đích của xạ thủ hạng I:
P(E|A) = P(C|A) P(D|A) + P(D|A) P(C|A) = 0,8 0,2 + 0,2 0,8 = 0,32
- Xác suất bắn 2 viên đạn một cách độc lập và chỉ có một viên trúng đích của xạ thủ hạng II:
P(E|B) = P(C|B) P(D|B) + P(D|B) P(C|B) = 0,7 0,3 + 0,3 0,7 = 0,42
Bước 5: Tính xác suất để xạ thủ này bắn 2 viên đạn một cách độc lập và chỉ có một viên trúng đích
P(E) = P(A) P(E|A) + P(B) P(E|B) = 0,32 + 0,42 = 0,38
Bước 6: Tính xác suất để xạ thủ này là xạ thủ hạng I khi biết rằng xạ thủ này bắn 2 viên đạn một cách độc lập và chỉ có một viên trúng đích
P(A|E) = = =
Đáp án:
Câu 5:
Để tìm khoảng cách của chiếc máy bay với vị trí tại điểm xuất phát, ta cần tính độ dài đoạn thẳng từ điểm xuất phát đến vị trí của máy bay .
Sử dụng công thức tính khoảng cách giữa hai điểm trong không gian:
Với và , ta có:
Vậy, khoảng cách của chiếc máy bay với vị trí tại điểm xuất phát gần nhất với giá trị 50 km.
Câu 6:
Để giải bài toán này, ta cần tìm tọa độ điểm thuộc đường thẳng đi qua điểm và cắt, vuông góc với đường thẳng .
Bước 1: Xác định vectơ chỉ phương của đường thẳng .
Đường thẳng có dạng tham số:
Vectơ chỉ phương của là .
Bước 2: Xác định phương trình đường thẳng .
Đường thẳng đi qua điểm và có vectơ chỉ phương .
Bước 3: Điều kiện vuông góc giữa và .
Để vuông góc với , ta có điều kiện:
Tính tích vô hướng:
Giải phương trình:
Bước 4: Tìm tọa độ điểm .
Điểm thuộc đường thẳng , nên có dạng:
Thay vào phương trình , ta có:
Bước 5: Tính .
Từ phương trình , ta có thể biểu diễn theo : .
Tính :
Sử dụng hằng đẳng thức khai triển:
Do đó:
Vậy giá trị của là .