Câu 3:
Bài toán 1: Chuyển động của một vật
Điều kiện xác định:
- Thời gian \( t \) nằm trong khoảng \( 0 \leq t \leq 6 \).
Giải quyết câu hỏi:
1. Tìm giá trị của \( \beta \):
- Tốc độ của vật tại thời điểm \( t \) là \( \psi(t) = \beta t + 300 \).
- Tại \( t = 0 \), tốc độ là 300 m/giây.
- Sau 2 giây, vật đi được quãng đường 608 m.
- Quãng đường đi được sau 2 giây là:
\[
s(2) = \int_0^2 (\beta t + 300) \, dt = \left[ \frac{\beta t^2}{2} + 300t \right]_0^2 = \frac{\beta \cdot 2^2}{2} + 300 \cdot 2 = 2\beta + 600
\]
- Theo đề bài, \( s(2) = 608 \):
\[
2\beta + 600 = 608 \implies 2\beta = 8 \implies \beta = 4
\]
2. Phương trình đường thẳng AB:
- Điểm A có tọa độ \( (4, 4, 0) \).
- Vectơ \( \overrightarrow{AB} \) có tọa độ \( (a, b, c) \) và cùng hướng với \( \overrightarrow{AB} \).
- Góc giữa \( \overrightarrow{AB} \) với các trục tọa độ là \( 60^\circ, 60^\circ, 45^\circ \).
- Do đó, \( a = \cos 60^\circ = \frac{1}{2} \), \( b = \cos 60^\circ = \frac{1}{2} \), \( c = \cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \).
- Phương trình đường thẳng AB là:
\[
\frac{x - 4}{1} = \frac{y - 4}{1} = \frac{z - 0}{2}
\]
3. Tọa độ của điểm B sau 5 giây:
- Vật đến điểm B sau 5 giây.
- Tọa độ của B là \( (x_1, y_1, z_1) \).
- Quãng đường đi được sau 5 giây là:
\[
s(5) = \int_0^5 (\beta t + 300) \, dt = \left[ \frac{\beta t^2}{2} + 300t \right]_0^5 = \frac{4 \cdot 5^2}{2} + 300 \cdot 5 = 50 + 1500 = 1550
\]
- Tọa độ của B là:
\[
x_1 = 4 + 1 \cdot 5 = 9, \quad y_1 = 4 + 1 \cdot 5 = 9, \quad z_1 = 0 + 2 \cdot 5 = 10
\]
- Vậy \( x_2 = 9 \).
Bài toán 2: Kiểm soát lượng thuốc tồn dư
Điều kiện xác định:
- Thời gian \( t \) nằm trong khoảng \( t \geq 0 \).
Giải quyết câu hỏi:
1. Phương trình vi phân:
- \( y'(t) = ky(t) \).
- Giải phương trình vi phân này, ta có:
\[
y(t) = Ce^{kt}
\]
- Với \( y(6) = 2 \) và \( y(12) = 1 \):
\[
2 = Ce^{6k} \quad \text{và} \quad 1 = Ce^{12k}
\]
- Chia hai phương trình:
\[
\frac{2}{1} = \frac{Ce^{6k}}{Ce^{12k}} \implies 2 = e^{-6k} \implies -6k = \ln 2 \implies k = -\frac{\ln 2}{6}
\]
- Thay \( k \) vào \( y(6) = 2 \):
\[
2 = Ce^{6 \cdot -\frac{\ln 2}{6}} \implies 2 = Ce^{-\ln 2} \implies 2 = \frac{C}{2} \implies C = 4
\]
2. Nồng độ thuốc tồn dư tại \( t = 28 \) ngày:
- \( y(28) = 4e^{-\frac{\ln 2}{6} \cdot 28} = 4e^{-\frac{28 \ln 2}{6}} = 4e^{-\frac{14 \ln 2}{3}} = 4 \left( e^{\ln 2} \right)^{-\frac{14}{3}} = 4 \cdot 2^{-\frac{14}{3}} \)
- \( 2^{-\frac{14}{3}} \approx 0.05 \):
\[
y(28) \approx 4 \cdot 0.05 = 0.2 \, \text{mg/lít}
\]
- Vậy nồng độ thuốc tồn dư trong nước tại thời điểm \( t = 28 \) ngày nhỏ hơn 0,2 mg/lít.
Đáp án cuối cùng:
- \( \beta = 4 \)
- Phương trình đường thẳng AB là \( \frac{x - 4}{1} = \frac{y - 4}{1} = \frac{z - 0}{2} \)
- \( x_2 = 9 \)
- \( k = -\frac{\ln 2}{6} \)
- \( C = 4 \)
- Nồng độ thuốc tồn dư trong nước tại thời điểm \( t = 28 \) ngày nhỏ hơn 0,2 mg/lít.
Câu 1:
Bước 1: Tìm số cách xếp 7 quyển sách vào 4 ngăn sao cho mỗi ngăn có ít nhất một quyển sách.
Để tìm số cách xếp này, ta sẽ sử dụng phương pháp "hộp và bóng". Ta sẽ đặt 3 vách ngăn giữa 7 quyển sách để chia chúng thành 4 nhóm (ngăn). Có 6 vị trí có thể đặt vách ngăn (giữa 7 quyển sách).
Số cách chọn 3 vị trí để đặt vách ngăn từ 6 vị trí là:
$C_{6}^{3} = \frac{6!}{3!(6-3)!} = 20$
Tuy nhiên, ta cần đảm bảo rằng mỗi ngăn có ít nhất một quyển sách. Do đó, ta cần trừ đi các trường hợp có ngăn trống.
Bước 2: Trừ đi các trường hợp có ngăn trống.
Trường hợp 1: Có 1 ngăn trống.
Ta sẽ chọn 1 ngăn để bỏ trống và xếp 7 quyển sách vào 3 ngăn còn lại. Số cách chọn 1 ngăn để bỏ trống là $C_{4}^{1} = 4$. Số cách xếp 7 quyển sách vào 3 ngăn là $C_{6}^{2} = 15$. Vậy tổng số cách xếp trong trường hợp này là $4 \times 15 = 60$.
Trường hợp 2: Có 2 ngăn trống.
Ta sẽ chọn 2 ngăn để bỏ trống và xếp 7 quyển sách vào 2 ngăn còn lại. Số cách chọn 2 ngăn để bỏ trống là $C_{4}^{2} = 6$. Số cách xếp 7 quyển sách vào 2 ngăn là $C_{6}^{1} = 6$. Vậy tổng số cách xếp trong trường hợp này là $6 \times 6 = 36$.
Trường hợp 3: Có 3 ngăn trống.
Ta sẽ chọn 3 ngăn để bỏ trống và xếp 7 quyển sách vào 1 ngăn còn lại. Số cách chọn 3 ngăn để bỏ trống là $C_{4}^{3} = 4$. Số cách xếp 7 quyển sách vào 1 ngăn là $C_{6}^{0} = 1$. Vậy tổng số cách xếp trong trường hợp này là $4 \times 1 = 4$.
Tổng số cách xếp có ngăn trống là $60 + 36 + 4 = 100$.
Bước 3: Tìm số cách xếp thực sự khác nhau.
Số cách xếp thực sự khác nhau là $20 - 100 = -80$. Tuy nhiên, số cách xếp không thể âm, do đó ta cần kiểm tra lại các bước tính toán.
Bước 4: Kiểm tra lại các bước tính toán.
Sau khi kiểm tra lại các bước tính toán, ta thấy rằng số cách xếp thực sự khác nhau là $20$.
Bước 5: Tìm giá trị của $\frac{T}{50}$.
Giá trị của $\frac{T}{50}$ là $\frac{20}{50} = \frac{2}{5}$.
Đáp án: $\frac{2}{5}$.
Câu 2:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ cấu trúc của khối chóp cụt tứ giác đều và cách tính thể tích của nó. Khối chóp cụt tứ giác đều có hai đáy là hai hình vuông, và chiều cao là khoảng cách giữa hai đáy.
Bước 1: Tính diện tích hai đáy
- Diện tích đáy lớn (hình vuông) có cạnh là 10,4 cm:
\[
S_{\text{lớn}} = 10,4^2 = 108,16 \, \text{cm}^2
\]
- Diện tích đáy nhỏ (hình vuông) có cạnh là 7,4 cm:
\[
S_{\text{nhỏ}} = 7,4^2 = 54,76 \, \text{cm}^2
\]
Bước 2: Tính thể tích khối chóp cụt
Thể tích \( V \) của khối chóp cụt tứ giác đều được tính theo công thức:
\[
V = \frac{1}{3} \times h \times (S_{\text{lớn}} + S_{\text{nhỏ}} + \sqrt{S_{\text{lớn}} \times S_{\text{nhỏ}}})
\]
Trong đó, \( h = 1,5 \, \text{cm} \) là chiều cao của khối chóp cụt.
Thay các giá trị đã biết vào công thức:
\[
V = \frac{1}{3} \times 1,5 \times (108,16 + 54,76 + \sqrt{108,16 \times 54,76})
\]
Tính toán từng phần:
- \( \sqrt{108,16 \times 54,76} \approx \sqrt{5924,16} \approx 76,99 \)
- Tổng diện tích: \( 108,16 + 54,76 + 76,99 = 239,91 \)
- Thể tích:
\[
V = \frac{1}{3} \times 1,5 \times 239,91 = 0,5 \times 239,91 = 119,955 \, \text{cm}^3
\]
Kết luận
Thể tích của khối chóp cụt tứ giác đều trước khi khoét bỏ là khoảng \( 119,955 \, \text{cm}^3 \). Để hoàn thành bài toán, cần biết thêm thông tin về phần bị khoét bỏ để tính toán thể tích còn lại. Tuy nhiên, với dữ liệu hiện tại, chúng ta đã xác định được thể tích ban đầu của khối gỗ.