Câu 13:
Để giải quyết các câu hỏi này, chúng ta sẽ phân tích từng phần một cách chi tiết.
a) Toạ độ của hình chiếu vuông góc của điểm A trên mặt phẳng (Oxy):
Điểm A có toạ độ $A(-1;2;3)$. Khi chiếu vuông góc điểm A lên mặt phẳng (Oxy), chúng ta giữ nguyên toạ độ x và y, và đặt toạ độ z bằng 0. Do đó, toạ độ của hình chiếu vuông góc của điểm A trên mặt phẳng (Oxy) là $(-1;2;0)$.
b) Vector chỉ phương của đường thẳng AB:
Để tìm vector chỉ phương của đường thẳng AB, ta tính vector $\overrightarrow{AB}$:
\[
\overrightarrow{AB} = (3 - (-1), -4 - 2, 1 - 3) = (4, -6, -2)
\]
Vector chỉ phương của đường thẳng AB có thể được viết dưới dạng đơn vị bằng cách chia mỗi thành phần cho độ dài của vector $\overrightarrow{AB}$:
\[
|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{4^2 + (-6)^2 + (-2)^2} = \sqrt{16 + 36 + 4} = \sqrt{56} = 2\sqrt{14}
\]
Vector đơn vị $\frac{\pi i}{AB}$ có thể được viết là:
\[
\frac{1}{2\sqrt{14}}(4, -6, -2) = \left(\frac{2}{\sqrt{14}}, -\frac{3}{\sqrt{14}}, -\frac{1}{\sqrt{14}}\right)
\]
Tuy nhiên, câu b) có vẻ không rõ ràng hoặc có lỗi đánh máy, vì $\frac{\pi i}{AB}$ không phải là một khái niệm thông thường trong ngữ cảnh này. Có thể cần kiểm tra lại đề bài.
c) Đường thẳng BC song song với mặt phẳng (Oxy):
Để kiểm tra điều này, ta cần tính vector chỉ phương của đường thẳng BC:
\[
\overrightarrow{BC} = (2 - 3, -5 - (-4), 1 - 1) = (-1, -1, 0)
\]
Vì vector chỉ phương $\overrightarrow{BC} = (-1, -1, 0)$ có thành phần z bằng 0, điều này có nghĩa là đường thẳng BC song song với mặt phẳng (Oxy).
d) Điểm M trên mặt phẳng (Oxy) sao cho ba điểm A, B, M thẳng hàng:
Điểm M có toạ độ $(x, y, 0)$ vì nằm trên mặt phẳng (Oxy). Để ba điểm A, B, M thẳng hàng, vector $\overrightarrow{AM}$ phải cùng phương với vector $\overrightarrow{AB}$.
Giả sử $M(x, y, 0)$, ta có:
\[
\overrightarrow{AM} = (x + 1, y - 2, -3)
\]
Vì $\overrightarrow{AM}$ cùng phương với $\overrightarrow{AB} = (4, -6, -2)$, nên tồn tại $k$ sao cho:
\[
(x + 1, y - 2, -3) = k(4, -6, -2)
\]
Giải hệ phương trình:
1. $x + 1 = 4k$
2. $y - 2 = -6k$
3. $-3 = -2k \Rightarrow k = \frac{3}{2}$
Thay $k = \frac{3}{2}$ vào các phương trình:
1. $x + 1 = 4 \times \frac{3}{2} = 6 \Rightarrow x = 5$
2. $y - 2 = -6 \times \frac{3}{2} = -9 \Rightarrow y = -7$
Vậy $M(5, -7, 0)$.
Cuối cùng, tính $CM$:
\[
\overrightarrow{CM} = (5 - 2, -7 - (-5), 0 - 1) = (3, -2, -1)
\]
\[
CM = \sqrt{3^2 + (-2)^2 + (-1)^2} = \sqrt{9 + 4 + 1} = \sqrt{14}
\]
Có thể có lỗi trong đề bài hoặc trong tính toán, vì $CM$ không bằng $\sqrt{15}$. Cần kiểm tra lại đề bài hoặc các bước tính toán.
Câu 14:
a) Đúng vì quảng đường s(t) mà xe ô tô đi được trong thời gian t (giây) là đạo hàm của hàm số v(t).
b) Sai vì quảng đường s(t) mà xe ô tô đi được trong thời gian t (giây) là tích phân của hàm số v(t) từ 0 đến t.
c) Đúng vì thời gian kể từ lúc đạp phanh đến khi xe ô tô dừng hẳn là 2 giây.
d) Sai vì quảng đường xe ô tô di chuyển được từ lúc đạp phanh cho đến khi ô tô dừng hẳn là 10m.
Đáp án: a) Đúng, b) Sai, c) Đúng, d) Sai.
Câu 15:
a) Biến cố học sinh được chọn là học sinh nữ ở phòng 2 là $A\cap B$. Mệnh đề này đúng vì $A$ là biến cố học sinh được chọn ở phòng 2 và $B$ là biến cố học sinh được chọn là học sinh nữ. Do đó, $A\cap B$ là biến cố học sinh được chọn là học sinh nữ ở phòng 2.
b) $P(A\cap B)=\frac{3}{10}$. Mệnh đề này sai vì tổng số học sinh nữ trong cả lớp là 21, trong đó có 9 học sinh nữ ở phòng 2. Do đó, xác suất để chọn một học sinh nữ ở phòng 2 là $\frac{9}{40}$, không phải $\frac{3}{10}$.
c) $P(B)=\frac{21}{40}$. Mệnh đề này đúng vì tổng số học sinh nữ trong cả lớp là 21, do đó xác suất để chọn một học sinh nữ là $\frac{21}{40}$.
d) $P(A|B)=\frac{4}{7}$. Mệnh đề này đúng vì xác suất để chọn một học sinh ở phòng 2 khi biết rằng học sinh được chọn là học sinh nữ là $\frac{9}{21}=\frac{3}{7}$. Tuy nhiên, đề bài yêu cầu $P(A|B)=\frac{4}{7}$, do đó mệnh đề này sai.
Câu 16:
Để giải quyết các bài toán liên quan đến đạo hàm và tính chất của hàm số, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bài toán:
Cho hàm số \( y = x^3 - 6x^2 + x + 1 \).
a) Tính đạo hàm \( y' \):
Ta có:
\[ y = x^3 - 6x^2 + x + 1 \]
Đạo hàm của \( y \) theo \( x \) là:
\[ y' = \frac{d}{dx}(x^3) - \frac{d}{dx}(6x^2) + \frac{d}{dx}(x) + \frac{d}{dx}(1) \]
\[ y' = 3x^2 - 12x + 1 \]
b) Giải phương trình \( y' = 0 \):
Ta có:
\[ y' = 3x^2 - 12x + 1 \]
Giải phương trình:
\[ 3x^2 - 12x + 1 = 0 \]
Sử dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai \( ax^2 + bx + c = 0 \):
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Trong đó:
\[ a = 3, \quad b = -12, \quad c = 1 \]
Tính biệt thức \( \Delta \):
\[ \Delta = b^2 - 4ac = (-12)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 1 = 144 - 12 = 132 \]
Các nghiệm của phương trình là:
\[ x = \frac{12 \pm \sqrt{132}}{6} \]
\[ x = \frac{12 \pm 2\sqrt{33}}{6} \]
\[ x = \frac{12 \pm 2\sqrt{33}}{6} \]
\[ x = 2 \pm \frac{\sqrt{33}}{3} \]
Do đó:
\[ x_1 = 2 + \frac{\sqrt{33}}{3} \]
\[ x_2 = 2 - \frac{\sqrt{33}}{3} \]
Nhưng trong đề bài, các nghiệm đã được cho sẵn:
\[ y' = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x = 0 \\
x = 4
\end{array} \right. \]
c) Xét tính đơn điệu của hàm số trên khoảng \( (0; 4) \):
Ta xét dấu của \( y' \) trên khoảng \( (0; 4) \):
- Khi \( x \in (0; 4) \), \( y' = 3x^2 - 12x + 1 \).
Ta thấy rằng \( y' \) là một hàm bậc hai mở lên (hệ số \( a = 3 > 0 \)) và có đỉnh tại \( x = 2 \).
- Tại \( x = 2 \):
\[ y'(2) = 3(2)^2 - 12(2) + 1 = 12 - 24 + 1 = -11 \]
Do đó, \( y' < 0 \) trên khoảng \( (0; 4) \).
Vậy hàm số \( y \) đồng biến trên khoảng \( (0; 4) \).
d) Tìm điểm cực tiểu của hàm số:
Ta đã biết \( y' = 0 \) tại \( x = 0 \) và \( x = 4 \).
- Ta kiểm tra dấu của \( y' \) xung quanh \( x = 4 \):
- Khi \( x \) gần \( 4 \) từ bên trái (\( x \to 4^- \)), \( y' \) âm.
- Khi \( x \) gần \( 4 \) từ bên phải (\( x \to 4^+ \)), \( y' \) dương.
Do đó, \( y' \) đổi dấu từ âm sang dương tại \( x = 4 \), suy ra hàm số đạt cực tiểu tại \( x = 4 \).
Kết luận:
- Đạo hàm \( y' = 3x^2 - 12x + 1 \).
- Nghiệm của \( y' = 0 \) là \( x = 0 \) hoặc \( x = 4 \).
- Hàm số đồng biến trên khoảng \( (0; 4) \).
- Hàm số đạt cực tiểu tại \( x = 4 \).
Câu 17:
Để giải bài toán này, chúng ta cần tính độ lớn của các lực căng trên mỗi sợi dây cáp trong hệ thống nâng. Đầu tiên, chúng ta cần xác định các lực tác dụng lên hệ thống.
Bước 1: Xác định các lực tác dụng
1. Trọng lực của xe:
- Khối lượng xe là 1900 kg, do đó trọng lực tác dụng lên xe là \( F_{\text{xe}} = m_{\text{xe}} \cdot g = 1900 \cdot 10 = 19000 \, \text{N} \).
2. Trọng lực của khung nâng:
- Khối lượng khung nâng là 100 kg, do đó trọng lực tác dụng lên khung nâng là \( F_{\text{khung}} = m_{\text{khung}} \cdot g = 100 \cdot 10 = 1000 \, \text{N} \).
3. Tổng trọng lực tác dụng lên hệ thống:
- Tổng trọng lực là \( F_{\text{tổng}} = F_{\text{xe}} + F_{\text{khung}} = 19000 + 1000 = 20000 \, \text{N} \).
Bước 2: Xác định hình học của hệ thống
Khung nâng có dạng hình chóp S.ABCD với đáy ABCD là hình chữ nhật. Tâm O của hình chữ nhật là trung điểm của các đường chéo. Do SC vuông góc với mặt phẳng (ABCD), SC là chiều cao của hình chóp.
- Đáy ABCD là hình chữ nhật với \( AB = 8 \, \text{m} \) và \( BC = 12 \, \text{m} \).
- Tâm O của hình chữ nhật là trung điểm của AC và BD.
- Chiều cao SC = 12 m.
Bước 3: Tính lực căng trên mỗi sợi dây cáp
Giả sử có 4 sợi dây cáp nối từ đỉnh S đến các đỉnh A, B, C, D của hình chữ nhật ABCD. Do hệ thống cân bằng và đối xứng, lực căng trên mỗi sợi dây cáp là như nhau.
1. Tính lực căng trên mỗi sợi dây cáp:
Do hệ thống cân bằng, tổng lực căng trên các sợi dây cáp phải cân bằng với tổng trọng lực tác dụng lên hệ thống. Giả sử lực căng trên mỗi sợi dây cáp là \( T \).
- Tổng lực căng từ 4 sợi dây cáp là \( 4T \).
- Do đó, \( 4T = F_{\text{tổng}} = 20000 \, \text{N} \).
2. Tính lực căng T:
\[ T = \frac{20000}{4} = 5000 \, \text{N} \]
Kết luận
Độ lớn của lực căng trên mỗi sợi dây cáp là 5000 N.