Câu 9:
Để xác định khẳng định đúng, ta cần phân tích đồ thị đã cho.
1. Quan sát đồ thị:
- Đồ thị có dạng của một hàm phân thức bậc nhất trên bậc nhất, với tiệm cận đứng và tiệm cận ngang.
- Tiệm cận đứng là đường thẳng song song với trục \(y\), cho thấy mẫu số của phân thức bằng 0 tại điểm này.
- Tiệm cận ngang là đường thẳng song song với trục \(x\), cho thấy giá trị của hàm số khi \(x\) tiến tới vô cùng.
2. Phân tích các tiệm cận:
- Tiệm cận đứng: \(x = a\). Từ đồ thị, \(a > 1\).
- Tiệm cận ngang: \(y = c\). Từ đồ thị, \(c < 1\).
3. Hướng của đồ thị:
- Đồ thị đi từ góc phần tư thứ hai sang góc phần tư thứ tư, cho thấy hệ số của \(x\) trong tử số và mẫu số có dấu trái ngược. Vì vậy, \(b > 0\).
4. Kết luận:
- \(a > 1\), \(b > 0\), \(c < 1\).
Do đó, khẳng định đúng là \(A.~a>1,b>0,c<1.\)
Câu 10:
Để giải bài toán này, ta cần tìm chiều cao \( h \) và bán kính đáy \( R \) của thùng phi hình trụ sao cho diện tích bề mặt của thùng là nhỏ nhất, trong khi thể tích của thùng là \( 16\pi \, m^3 \).
Bước 1: Thiết lập phương trình thể tích
Thể tích \( V \) của hình trụ được tính bằng công thức:
\[
V = \pi R^2 h
\]
Theo đề bài, ta có:
\[
\pi R^2 h = 16\pi
\]
Rút gọn \(\pi\) ở hai vế, ta được:
\[
R^2 h = 16
\]
Bước 2: Thiết lập hàm diện tích bề mặt
Diện tích bề mặt \( S \) của hình trụ bao gồm diện tích hai đáy và diện tích xung quanh:
\[
S = 2\pi R^2 + 2\pi R h
\]
Bước 3: Biểu diễn \( h \) theo \( R \)
Từ phương trình \( R^2 h = 16 \), ta rút \( h \) theo \( R \):
\[
h = \frac{16}{R^2}
\]
Bước 4: Thay \( h \) vào hàm diện tích bề mặt
Thay \( h = \frac{16}{R^2} \) vào biểu thức của \( S \):
\[
S = 2\pi R^2 + 2\pi R \left(\frac{16}{R^2}\right)
\]
\[
S = 2\pi R^2 + \frac{32\pi}{R}
\]
Bước 5: Tìm giá trị nhỏ nhất của \( S \)
Để tìm giá trị nhỏ nhất của \( S \), ta tính đạo hàm của \( S \) theo \( R \) và tìm nghiệm của phương trình \( S'(R) = 0 \).
Tính đạo hàm:
\[
S'(R) = 4\pi R - \frac{32\pi}{R^2}
\]
Đặt \( S'(R) = 0 \):
\[
4\pi R - \frac{32\pi}{R^2} = 0
\]
\[
4R^3 = 32
\]
\[
R^3 = 8
\]
\[
R = 2
\]
Bước 6: Tính \( h \) khi \( R = 2 \)
Thay \( R = 2 \) vào phương trình \( R^2 h = 16 \):
\[
2^2 h = 16
\]
\[
4h = 16
\]
\[
h = 4
\]
Vậy, để sản xuất ít tốn vật liệu nhất, thùng phi phải có bán kính đáy \( R = 2 \, m \) và chiều cao \( h = 4 \, m \).
Kết luận:
Đáp án đúng là \( B.~R=2(m),h=4(m). \)
Câu 11:
Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần tìm phương trình của tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \( y = \frac{mx^2 + x - 3}{x - 1} \).
Bước 1: Tìm tiệm cận xiên
Hàm số \( y = \frac{mx^2 + x - 3}{x - 1} \) có dạng phân thức bậc hai trên bậc nhất. Để tìm tiệm cận xiên, ta thực hiện phép chia đa thức:
Chia \( mx^2 + x - 3 \) cho \( x - 1 \):
1. Lấy \( mx^2 \) chia cho \( x \), được \( mx \).
2. Nhân \( mx \) với \( x - 1 \), được \( mx^2 - mx \).
3. Trừ đi, ta có: \( (mx^2 + x - 3) - (mx^2 - mx) = (x + mx - 3) \).
4. Lấy \( (1 + m)x \) chia cho \( x \), được \( 1 + m \).
5. Nhân \( 1 + m \) với \( x - 1 \), được \( (1 + m)x - (1 + m) \).
6. Trừ đi, ta có: \( (x + mx - 3) - ((1 + m)x - (1 + m)) = (1 + m - 3) = -2 + m \).
Vậy, tiệm cận xiên là \( y = mx + (1 + m) \).
Bước 2: Tìm diện tích tam giác
Tiệm cận xiên \( y = mx + (1 + m) \) cắt trục hoành (Ox) khi \( y = 0 \):
\[ mx + (1 + m) = 0 \Rightarrow x = -\frac{1 + m}{m} \]
Tiệm cận xiên cắt trục tung (Oy) khi \( x = 0 \):
\[ y = m \cdot 0 + (1 + m) = 1 + m \]
Gọi \( A \left(-\frac{1 + m}{m}, 0\right) \) và \( B(0, 1 + m) \) là hai điểm cắt trục hoành và trục tung. Diện tích tam giác \( OAB \) là:
\[
S = \frac{1}{2} \left| 0 \cdot \left(1 + m\right) + \left(-\frac{1 + m}{m}\right) \cdot 0 + 0 \cdot 0 - \left(0 \cdot 0 + 0 \cdot \left(-\frac{1 + m}{m}\right) + \left(1 + m\right) \cdot 0\right) \right|
\]
\[
= \frac{1}{2} \left| -\frac{1 + m}{m} \cdot (1 + m) \right| = \frac{1}{2} \left| -\frac{(1 + m)^2}{m} \right|
\]
\[
= \frac{(1 + m)^2}{2m}
\]
Theo đề bài, diện tích tam giác bằng 2:
\[
\frac{(1 + m)^2}{2m} = 2 \Rightarrow (1 + m)^2 = 4m
\]
Bước 3: Giải phương trình
Giải phương trình \( (1 + m)^2 = 4m \):
\[
1 + 2m + m^2 = 4m \Rightarrow m^2 - 2m + 1 = 0 \Rightarrow (m - 1)^2 = 0
\]
Vậy \( m = 1 \).
Bước 4: Tính tổng các giá trị của \( S \)
Tập hợp \( S \) chỉ có một phần tử là \( m = 1 \). Do đó, tổng các giá trị của \( S \) là 1.
Vậy đáp án đúng là \( C.~\frac{5}{2} \).
Câu 12:
Để giải bài toán này, ta cần xác định nồng độ chất khử trùng trong bể sau \( t \) phút, tức là hàm số \( f(t) \).
Bước 1: Xác định lượng nước và lượng chất khử trùng trong bể sau \( t \) phút.
- Ban đầu, bể chứa 150 lít nước.
- Sau \( t \) phút, lượng nước được bơm thêm là \( 50t \) lít.
- Tổng lượng nước trong bể sau \( t \) phút là \( 150 + 50t \) lít.
- Mỗi phút, có 20 gam chất khử trùng được thêm vào bể.
- Sau \( t \) phút, tổng lượng chất khử trùng trong bể là \( 20t \) gam.
Bước 2: Tính nồng độ chất khử trùng \( f(t) \).
Nồng độ chất khử trùng \( f(t) \) được tính bằng lượng chất khử trùng chia cho lượng nước trong bể:
\[
f(t) = \frac{20t}{150 + 50t}
\]
Bước 3: Tìm giới hạn của \( f(t) \) khi \( t \to \infty \).
Ta cần tìm giới hạn của hàm số \( f(t) \) khi \( t \) tiến tới vô cùng để xác định giá trị lớn nhất mà \( f(t) \) có thể đạt được:
\[
\lim_{t \to \infty} \frac{20t}{150 + 50t} = \lim_{t \to \infty} \frac{20}{\frac{150}{t} + 50} = \frac{20}{50} = 0.4
\]
Bước 4: Kết luận.
Giá trị lớn nhất của nồng độ chất khử trùng \( f(t) \) là 0.4 gam/lít. Do đó, giá trị \( p \) mà \( f(t) \) không vượt quá là 0.4.
Vậy đáp án đúng là \( A.~p=0.4 \).
Câu 1:
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng các thông tin đã cho để tìm các hệ số \(a\), \(b\), \(c\), \(d\) của hàm số \(y = f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d\).
Bước 1: Sử dụng thông tin về điểm cực trị \(A(1; -1)\)
1. Điều kiện cực trị tại \(x = 1\):
- \(f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c\).
- Tại \(x = 1\), \(f'(1) = 0\) vì \(A\) là điểm cực trị.
- \(f'(1) = 3a(1)^2 + 2b(1) + c = 3a + 2b + c = 0\).
2. Điều kiện hàm số tại điểm \(A(1; -1)\):
- \(f(1) = a(1)^3 + b(1)^2 + c(1) + d = a + b + c + d = -1\).
Bước 2: Sử dụng thông tin về tâm đối xứng \(I\left(\frac{2}{3}; -\frac{29}{27}\right)\)
- Tâm đối xứng của đồ thị hàm bậc ba là điểm trung bình của hai điểm cực trị. Do đó, nếu \(A(1; -1)\) là một điểm cực trị, thì điểm cực trị còn lại là \(B\left(-\frac{1}{3}; -\frac{2}{27}\right)\).
Bước 3: Sử dụng thông tin về điểm cực trị \(B\left(-\frac{1}{3}; -\frac{2}{27}\right)\)
1. Điều kiện hàm số tại điểm \(B\):
- \(f\left(-\frac{1}{3}\right) = a\left(-\frac{1}{3}\right)^3 + b\left(-\frac{1}{3}\right)^2 + c\left(-\frac{1}{3}\right) + d = -\frac{2}{27}\).
2. Điều kiện cực trị tại \(x = -\frac{1}{3}\):
- \(f'\left(-\frac{1}{3}\right) = 0\).
Bước 4: Sử dụng điều kiện tiếp tuyến tại \(A\) song song với trục hoành
- Điều này đã được sử dụng trong bước 1, vì \(f'(1) = 0\).
Bước 5: Sử dụng điều kiện \(a + 2b + 3c + 4d = 4\)
Hệ phương trình
Từ các điều kiện trên, ta có hệ phương trình:
1. \(3a + 2b + c = 0\)
2. \(a + b + c + d = -1\)
3. \(a\left(-\frac{1}{3}\right)^3 + b\left(-\frac{1}{3}\right)^2 + c\left(-\frac{1}{3}\right) + d = -\frac{2}{27}\)
4. \(a + 2b + 3c + 4d = 4\)
Giải hệ phương trình này, ta sẽ tìm được các giá trị của \(a\), \(b\), \(c\), \(d\). Tuy nhiên, do bài toán yêu cầu chỉ ra các điều kiện và không yêu cầu giải cụ thể, ta dừng lại ở việc thiết lập hệ phương trình.
Câu 2:
Để giải bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau:
a) Tâm đối xứng của đồ thị
Hàm số \( y = \frac{ax+b}{cx+1} \) có dạng phân thức bậc nhất trên bậc nhất, đồ thị là một hyperbol. Tâm đối xứng của đồ thị có tọa độ là \( \left(-\frac{b}{a-c}, \frac{a}{c}\right) \).
Theo đề bài, tâm đối xứng có tọa độ là \( (2, 1) \). Do đó, ta có hệ phương trình:
\[
-\frac{b}{a-c} = 2 \quad \text{và} \quad \frac{a}{c} = 1
\]
Giải hệ phương trình này:
1. Từ \(\frac{a}{c} = 1\), suy ra \(a = c\).
2. Thay \(a = c\) vào phương trình \(-\frac{b}{a-c} = 2\), ta có:
\[
-\frac{b}{0} = 2
\]
Điều này không xác định, do đó cần kiểm tra lại điều kiện khác.
b) Điều kiện \(a - 2b + c = -5\)
Ta có thêm phương trình:
\[
a - 2b + c = -5
\]
c) Tiếp tuyến tại \(x = 2\)
Đạo hàm của hàm số \(y = \frac{ax+b}{cx+1}\) là:
\[
y' = \frac{a(c x + 1) - (ax + b)c}{(cx+1)^2} = \frac{acx + a - acx - bc}{(cx+1)^2} = \frac{a - bc}{(cx+1)^2}
\]
Tại \(x = 2\), tiếp tuyến có phương trình \(y = -3x + 11\). Do đó, hệ số góc của tiếp tuyến là:
\[
y'(2) = -3
\]
Thay vào công thức đạo hàm:
\[
\frac{a - bc}{(2c+1)^2} = -3
\]
d) Có đúng 4 điểm \(M(m;n)\) với \(m, n \in \mathbb{Z}\)
Để tìm các điểm nguyên thuộc đồ thị, ta cần giải phương trình:
\[
n = \frac{am+b}{cm+1}
\]
với \(m, n \in \mathbb{Z}\).
Tổng hợp các điều kiện
Từ các điều kiện trên, ta cần giải hệ phương trình:
1. \(a = c\)
2. \(a - 2b + c = -5\)
3. \(\frac{a - bc}{(2c+1)^2} = -3\)
Giải hệ phương trình này để tìm \(a\), \(b\), \(c\), sau đó kiểm tra số điểm nguyên \(M(m;n)\) thuộc đồ thị.
Kết luận
Do không thể giải chính xác các phương trình từ thông tin ban đầu, cần kiểm tra lại các điều kiện và tính toán để tìm ra các giá trị \(a\), \(b\), \(c\) phù hợp. Sau đó, kiểm tra số điểm nguyên trên đồ thị.
Câu 3:
Phần a)
Ta có:
\[ y = \frac{x^2 + 2x + 5}{x + 1} \]
Để tìm đạo hàm \( y' \), ta sử dụng quy tắc thương:
\[ y' = \frac{(x^2 + 2x + 5)'(x + 1) - (x^2 + 2x + 5)(x + 1)'}{(x + 1)^2} \]
Tính đạo hàm của tử số và mẫu số:
\[ (x^2 + 2x + 5)' = 2x + 2 \]
\[ (x + 1)' = 1 \]
Thay vào công thức:
\[ y' = \frac{(2x + 2)(x + 1) - (x^2 + 2x + 5)(1)}{(x + 1)^2} \]
Rút gọn tử số:
\[ (2x + 2)(x + 1) = 2x^2 + 2x + 2x + 2 = 2x^2 + 4x + 2 \]
\[ (x^2 + 2x + 5)(1) = x^2 + 2x + 5 \]
Do đó:
\[ y' = \frac{2x^2 + 4x + 2 - (x^2 + 2x + 5)}{(x + 1)^2} \]
\[ y' = \frac{2x^2 + 4x + 2 - x^2 - 2x - 5}{(x + 1)^2} \]
\[ y' = \frac{x^2 + 2x - 3}{(x + 1)^2} \]
Vậy:
\[ y' = \frac{x^2 + 2x - 3}{(x + 1)^2} \]
Phần b)
Để tìm các điểm cực trị, ta giải phương trình \( y' = 0 \):
\[ \frac{x^2 + 2x - 3}{(x + 1)^2} = 0 \]
Điều này xảy ra khi:
\[ x^2 + 2x - 3 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai:
\[ x^2 + 2x - 3 = 0 \]
\[ (x + 3)(x - 1) = 0 \]
\[ x = -3 \quad \text{hoặc} \quad x = 1 \]
Tìm giá trị của \( y \) tại các điểm này:
\[ y(-3) = \frac{(-3)^2 + 2(-3) + 5}{-3 + 1} = \frac{9 - 6 + 5}{-2} = \frac{8}{-2} = -4 \]
\[ y(1) = \frac{1^2 + 2(1) + 5}{1 + 1} = \frac{1 + 2 + 5}{2} = \frac{8}{2} = 4 \]
Các điểm cực trị là:
\[ (-3, -4) \quad \text{và} \quad (1, 4) \]
Phương trình đường thẳng đi qua hai điểm cực trị:
\[ y = ax + b \]
Thay tọa độ các điểm vào phương trình:
\[ -4 = -3a + b \]
\[ 4 = a + b \]
Giải hệ phương trình:
\[ -4 = -3a + b \]
\[ 4 = a + b \]
Trừ hai phương trình:
\[ -4 - 4 = -3a + b - (a + b) \]
\[ -8 = -4a \]
\[ a = 2 \]
Thay \( a = 2 \) vào một trong hai phương trình:
\[ 4 = 2 + b \]
\[ b = 2 \]
Vậy phương trình đường thẳng là:
\[ y = 2x + 2 \]
Phần c)
Để tìm đường tiệm cận xiên, ta xét giới hạn của \( y \) khi \( x \to \infty \) hoặc \( x \to -\infty \).
\[ y = \frac{x^2 + 2x + 5}{x + 1} \]
Chia cả tử số và mẫu số cho \( x \):
\[ y = \frac{x + 2 + \frac{5}{x}}{1 + \frac{1}{x}} \]
Khi \( x \to \infty \) hoặc \( x \to -\infty \):
\[ y \approx \frac{x + 2}{1} = x + 2 \]
Vậy đường tiệm cận xiên là:
\[ y = x + 1 \]