Câu 1:
Để tìm tâm đối xứng của đồ thị hàm số \( f(x) = \frac{-x^2 - 2x + 2}{x - 1} \), ta cần viết lại hàm số dưới dạng \( f(x) = \frac{A}{x - 1} + Bx + C \).
Bước 1: Phân tích hàm số
Ta thực hiện phép chia đa thức:
Chia tử số \(-x^2 - 2x + 2\) cho mẫu số \(x - 1\):
1. Lấy \(-x^2\) chia cho \(x\), được \(-x\).
2. Nhân \(-x\) với \(x - 1\), được \(-x^2 + x\).
3. Lấy \(-x^2 - 2x + 2\) trừ đi \(-x^2 + x\), được \(-3x + 2\).
Tiếp tục:
1. Lấy \(-3x\) chia cho \(x\), được \(-3\).
2. Nhân \(-3\) với \(x - 1\), được \(-3x + 3\).
3. Lấy \(-3x + 2\) trừ đi \(-3x + 3\), được \(-1\).
Vậy ta có:
\[
\frac{-x^2 - 2x + 2}{x - 1} = -x - 3 + \frac{-1}{x - 1}
\]
Bước 2: Xác định tâm đối xứng
Hàm số có dạng \( f(x) = -x - 3 + \frac{-1}{x - 1} \).
Tâm đối xứng của đồ thị hàm số có dạng \( y = ax + b + \frac{c}{x - d} \) là \( I(d; b) \).
Ở đây, \( a = -1 \), \( b = -3 \), \( c = -1 \), \( d = 1 \).
Vậy tâm đối xứng là \( I(1; -3) \).
Bước 3: Tính giá trị của biểu thức \( T = 4a^2 + 6b^2 \)
Với \( a = 1 \) và \( b = -3 \), ta có:
\[
T = 4a^2 + 6b^2 = 4 \times 1^2 + 6 \times (-3)^2 = 4 \times 1 + 6 \times 9 = 4 + 54 = 58
\]
Vậy giá trị của biểu thức \( T \) là \( 58 \).
Câu 2:
Để tìm hình chữ nhật có chu vi nhỏ nhất trong tất cả các hình chữ nhật có cùng diện tích $49~\text{cm}^2$, ta cần thực hiện các bước sau:
Giả sử hình chữ nhật có chiều dài là $a$ và chiều rộng là $b$. Khi đó, diện tích của hình chữ nhật là:
\[ a \times b = 49. \]
Chu vi của hình chữ nhật được tính bằng công thức:
\[ P = 2(a + b). \]
Ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của $P$ với điều kiện $a \times b = 49$. Để làm điều này, ta có thể sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz hoặc AM-GM (bất đẳng thức trung bình cộng - trung bình nhân).
Theo bất đẳng thức AM-GM, ta có:
\[ \frac{a + b}{2} \geq \sqrt{ab}. \]
Thay $ab = 49$ vào, ta có:
\[ \frac{a + b}{2} \geq \sqrt{49} = 7. \]
Do đó:
\[ a + b \geq 14. \]
Vậy chu vi $P = 2(a + b) \geq 2 \times 14 = 28$.
Dấu "=" xảy ra khi $a = b$. Khi đó, $a^2 = 49$, suy ra $a = b = 7$.
Vậy hình chữ nhật có chu vi nhỏ nhất là hình vuông với cạnh bằng $7~\text{cm}$.
Kết luận: Chu vi nhỏ nhất của hình chữ nhật là $28~\text{cm}$, đạt được khi $a = b = 7~\text{cm}$.
Câu 3:
Để giải bài toán này, ta cần phân tích đồ thị của hàm số \( y = \frac{ax-1}{bx+c} \).
Bước 1: Xác định tiệm cận đứng và ngang
1. Tiệm cận đứng: Xảy ra khi mẫu số bằng 0, tức là \( bx + c = 0 \). Từ đồ thị, ta thấy tiệm cận đứng tại \( x = -1 \). Do đó, ta có:
\[
b(-1) + c = 0 \implies -b + c = 0 \implies c = b
\]
2. Tiệm cận ngang: Xảy ra khi \( x \to \pm \infty \). Hệ số của \( x \) trong tử số và mẫu số là \( a \) và \( b \) tương ứng. Tiệm cận ngang là \( y = \frac{a}{b} \). Từ đồ thị, ta thấy tiệm cận ngang là \( y = 1 \). Do đó:
\[
\frac{a}{b} = 1 \implies a = b
\]
Bước 2: Xác định điểm cắt trục tung
Để tìm điểm cắt trục tung, ta cho \( x = 0 \):
\[
y = \frac{a(0) - 1}{b(0) + c} = \frac{-1}{c}
\]
Từ đồ thị, điểm cắt trục tung là \( y = -1 \). Do đó:
\[
\frac{-1}{c} = -1 \implies c = 1
\]
Bước 3: Tìm giá trị của \( a \), \( b \), \( c \)
Từ các phương trình trên, ta có:
- \( a = b \)
- \( c = b \)
- \( c = 1 \)
Suy ra \( a = b = c = 1 \).
Bước 4: Tính giá trị của biểu thức \( T \)
Biểu thức cần tính là:
\[
T = 4a^2 + 4b^2 - 16c^2 + 26c
\]
Thay \( a = 1 \), \( b = 1 \), \( c = 1 \) vào, ta có:
\[
T = 4(1)^2 + 4(1)^2 - 16(1)^2 + 26(1)
\]
\[
= 4 + 4 - 16 + 26
\]
\[
= 18
\]
Vậy giá trị của biểu thức \( T \) là \( 18 \).
Câu 4:
Tổng doanh thu khi bán x kg cà phê là:
B(x) = 320.x (nghìn đồng)
Lợi nhuận khi bán x kg cà phê là:
L(x) = B(x) - C(x) = 320x - (-x³ + 3x² + 338x + 500) = x³ - 3x² + 82x - 500 (nghìn đồng)
Ta có L'(x) = 3x² - 6x + 82
Giải phương trình L'(x) = 0 ta được x = 11 hoặc x = 15
Lập bảng biến thiên của hàm số L(x) trên đoạn [1; 18] ta thấy lợi nhuận tối đa mà hộ sản xuất này có được là 1 900 000 đồng khi sản xuất và bán 15 kg cà phê.
Câu 5:
Phương trình chuyển động của chất điểm là:
\[ s(t) = -t^3 + 6t^2 + 9t + 8 \]
Vận tốc của chất điểm tại thời điểm \( t \) là đạo hàm của quãng đường theo thời gian:
\[ v(t) = s'(t) = -3t^2 + 12t + 9 \]
Để tìm thời điểm \( t \) mà vận tốc đạt giá trị lớn nhất trong khoảng từ 0 đến 6 giây, ta cần tìm cực đại của hàm \( v(t) \).
Tìm đạo hàm bậc hai của \( v(t) \):
\[ v''(t) = -6t + 12 \]
Đặt \( v''(t) = 0 \) để tìm điểm dừng:
\[ -6t + 12 = 0 \]
\[ t = 2 \]
Kiểm tra dấu của \( v''(t) \) để xác định tính chất của điểm dừng:
- Khi \( t < 2 \), \( v''(t) > 0 \) (hàm tăng)
- Khi \( t > 2 \), \( v''(t) < 0 \) (hàm giảm)
Do đó, tại \( t = 2 \), hàm \( v(t) \) đạt cực đại.
Giá trị của vận tốc tại \( t = 2 \) là:
\[ v(2) = -3(2)^2 + 12(2) + 9 = -12 + 24 + 9 = 21 \text{ m/s} \]
Vậy, thời gian để vận tốc của chất điểm đạt giá trị lớn nhất trong 6 giây đầu tiên là 2 giây.
Câu 6:
Để xác định có bao nhiêu số dương trong các số \(a, b, c, d\), ta cần phân tích bảng biến thiên của hàm số \(f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d\).
1. Xét dấu của \(a\):
- Từ bảng biến thiên, ta thấy khi \(x \to -\infty\), \(f(x) \to -\infty\) và khi \(x \to +\infty\), \(f(x) \to +\infty\). Điều này cho thấy hệ số \(a\) phải dương, vì đồ thị hàm bậc ba có dạng đi lên từ trái qua phải.
2. Xét dấu của \(b\):
- Tại \(x = -2\), \(f'(x) = 0\) và \(f(x)\) đạt cực đại. Điều này cho thấy \(f'(x)\) đổi dấu từ dương sang âm, tức là \(f''(-2) < 0\).
- \(f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c\). Để \(f''(-2) < 0\), ta có:
\[
f''(x) = 6ax + 2b \quad \Rightarrow \quad f''(-2) = 6a(-2) + 2b = -12a + 2b < 0
\]
- Vì \(a > 0\), suy ra \(b < 6a\). Tuy nhiên, điều này không đủ để kết luận \(b\) dương hay âm.
3. Xét dấu của \(c\):
- Tại \(x = 0\), \(f'(x) = 0\) và \(f(x)\) đạt cực tiểu. Điều này cho thấy \(f'(x)\) đổi dấu từ âm sang dương, tức là \(f''(0) > 0\).
- \(f''(0) = 6a \cdot 0 + 2b = 2b > 0\), suy ra \(b > 0\).
4. Xét dấu của \(d\):
- Giá trị của \(f(x)\) tại \(x = 0\) là \(f(0) = d = 1\). Do đó, \(d = 1 > 0\).
Tóm lại, các số dương trong \(a, b, c, d\) là \(a, b, d\). Vậy có 3 số dương.