Câu 1:
Để hàm số \( y = -x^3 + 3x^2 + (m+3)x + 6 \) nghịch biến trên khoảng \( (-9; +\infty) \), ta cần xét đạo hàm của hàm số này.
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số \( y \):
\[ y' = \frac{d}{dx}(-x^3 + 3x^2 + (m+3)x + 6) \]
\[ y' = -3x^2 + 6x + (m+3) \]
Bước 2: Hàm số \( y \) nghịch biến trên khoảng \( (-9; +\infty) \) nếu \( y' < 0 \) trên khoảng này. Do đó, ta cần tìm điều kiện để \( -3x^2 + 6x + (m+3) < 0 \) trên khoảng \( (-9; +\infty) \).
Bước 3: Xét dấu của \( y' \):
\[ -3x^2 + 6x + (m+3) < 0 \]
Đây là một bất phương trình bậc hai. Để \( y' < 0 \) trên khoảng \( (-9; +\infty) \), ta cần đảm bảo rằng đồ thị của \( y' \) nằm phía dưới trục hoành trên khoảng này.
Bước 4: Tìm giá trị của \( m \) sao cho \( -3x^2 + 6x + (m+3) < 0 \) trên khoảng \( (-9; +\infty) \).
Ta cần tìm giá trị của \( m \) sao cho \( -3x^2 + 6x + (m+3) \) luôn âm trên khoảng \( (-9; +\infty) \). Điều này xảy ra khi đỉnh của parabol \( -3x^2 + 6x + (m+3) \) nằm phía dưới trục hoành.
Bước 5: Tìm tọa độ đỉnh của parabol \( -3x^2 + 6x + (m+3) \):
\[ x = -\frac{b}{2a} = -\frac{6}{2(-3)} = 1 \]
Thay \( x = 1 \) vào \( y' \):
\[ y'(1) = -3(1)^2 + 6(1) + (m+3) = -3 + 6 + m + 3 = m + 6 \]
Để \( y' < 0 \) tại \( x = 1 \):
\[ m + 6 < 0 \]
\[ m < -6 \]
Bước 6: Vì \( m \leq a \) và \( m < -6 \), suy ra \( a \geq -6 \).
Do đó, giá trị của \( a \) là:
\[ a = -6 \]
Kết luận: Giá trị của \( a \) là \( -6 \).
Câu 2:
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm các điểm cực trị của hàm số \( y = f(x) = \frac{x^3}{3} - x + 2 \).
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm số \( f(x) \):
\[ f'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^3}{3} - x + 2\right) = x^2 - 1 \]
Bước 2: Giải phương trình \( f'(x) = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[ x^2 - 1 = 0 \]
\[ x^2 = 1 \]
\[ x = 1 \text{ hoặc } x = -1 \]
Bước 3: Xác định tính chất của các điểm tới hạn bằng cách xét dấu của đạo hàm \( f'(x) \):
- Khi \( x < -1 \), \( f'(x) > 0 \) (hàm số tăng).
- Khi \( -1 < x < 1 \), \( f'(x) < 0 \) (hàm số giảm).
- Khi \( x > 1 \), \( f'(x) > 0 \) (hàm số tăng).
Từ đó, ta thấy:
- Hàm số đạt cực đại tại \( x = -1 \) (vì đạo hàm đổi dấu từ dương sang âm).
- Hàm số đạt cực tiểu tại \( x = 1 \) (vì đạo hàm đổi dấu từ âm sang dương).
Bước 4: Tính giá trị \( P = -3x_1 - 3x_2 \):
\[ x_1 = 1 \]
\[ x_2 = -1 \]
\[ P = -3(1) - 3(-1) = -3 + 3 = 0 \]
Vậy, giá trị của \( P \) là:
\[ P = 0 \]
Câu 3:
Để tìm các điểm cực trị của hàm số \( y = f(x) = x^3 - 18x^2 + 105x - 1 \), ta cần tính đạo hàm bậc nhất của hàm số và giải phương trình \( f'(x) = 0 \).
Bước 1: Tính đạo hàm bậc nhất của hàm số:
\[ f'(x) = 3x^2 - 36x + 105 \]
Bước 2: Giải phương trình \( f'(x) = 0 \):
\[ 3x^2 - 36x + 105 = 0 \]
Chia cả hai vế cho 3:
\[ x^2 - 12x + 35 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Trong đó \( a = 1 \), \( b = -12 \), \( c = 35 \):
\[ x = \frac{12 \pm \sqrt{144 - 140}}{2} = \frac{12 \pm \sqrt{4}}{2} = \frac{12 \pm 2}{2} \]
Do đó:
\[ x_1 = \frac{12 + 2}{2} = 7 \]
\[ x_2 = \frac{12 - 2}{2} = 5 \]
Bước 3: Tìm tọa độ các điểm cực trị A và B:
\[ f(5) = 5^3 - 18 \cdot 5^2 + 105 \cdot 5 - 1 = 125 - 450 + 525 - 1 = 199 \]
\[ f(7) = 7^3 - 18 \cdot 7^2 + 105 \cdot 7 - 1 = 343 - 882 + 735 - 1 = 195 \]
Vậy các điểm cực trị là \( A(5, 199) \) và \( B(7, 195) \).
Bước 4: Tìm phương trình đường thẳng đi qua A và B:
Phương trình đường thẳng có dạng \( y = ax + b \). Ta có hệ phương trình:
\[ 199 = 5a + b \]
\[ 195 = 7a + b \]
Trừ hai phương trình trên:
\[ 199 - 195 = 5a + b - (7a + b) \]
\[ 4 = -2a \]
\[ a = -2 \]
Thay \( a = -2 \) vào một trong hai phương trình để tìm \( b \):
\[ 199 = 5(-2) + b \]
\[ 199 = -10 + b \]
\[ b = 209 \]
Vậy phương trình đường thẳng là \( y = -2x + 209 \).
Bước 5: Tính \( -3a - 3b \):
\[ -3a - 3b = -3(-2) - 3(209) = 6 - 627 = -621 \]
Kết quả làm tròn đến hàng phần mười:
\[ -621 \approx -621.0 \]
Đáp án cuối cùng:
\[ -3a - 3b = -621.0 \]
Câu 4:
Để tìm các điểm cực trị của đồ thị hàm số \( y = f(x) = \frac{-x^2 + 10x - 4}{x - 10} \), ta cần tính đạo hàm của hàm số và giải phương trình \( f'(x) = 0 \).
Bước 1: Tìm đạo hàm \( f'(x) \).
Hàm số \( f(x) = \frac{-x^2 + 10x - 4}{x - 10} \) là một phân thức, do đó ta sẽ sử dụng công thức đạo hàm của phân thức:
\[ f'(x) = \frac{(g'(x)h(x) - g(x)h'(x))}{(h(x))^2} \]
trong đó \( g(x) = -x^2 + 10x - 4 \) và \( h(x) = x - 10 \).
Tính \( g'(x) \):
\[ g'(x) = -2x + 10 \]
Tính \( h'(x) \):
\[ h'(x) = 1 \]
Do đó:
\[ f'(x) = \frac{(-2x + 10)(x - 10) - (-x^2 + 10x - 4)(1)}{(x - 10)^2} \]
Bước 2: Rút gọn biểu thức trong tử số:
\[ (-2x + 10)(x - 10) = -2x^2 + 20x + 10x - 100 = -2x^2 + 30x - 100 \]
\[ -(-x^2 + 10x - 4) = x^2 - 10x + 4 \]
Cộng lại:
\[ -2x^2 + 30x - 100 + x^2 - 10x + 4 = -x^2 + 20x - 96 \]
Vậy:
\[ f'(x) = \frac{-x^2 + 20x - 96}{(x - 10)^2} \]
Bước 3: Giải phương trình \( f'(x) = 0 \):
\[ \frac{-x^2 + 20x - 96}{(x - 10)^2} = 0 \]
\[ -x^2 + 20x - 96 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai:
\[ x^2 - 20x + 96 = 0 \]
\[ x = \frac{20 \pm \sqrt{400 - 384}}{2} \]
\[ x = \frac{20 \pm \sqrt{16}}{2} \]
\[ x = \frac{20 \pm 4}{2} \]
\[ x = 12 \quad \text{hoặc} \quad x = 8 \]
Bước 4: Tìm tọa độ các điểm cực trị A và B.
Thay \( x = 12 \) vào \( f(x) \):
\[ f(12) = \frac{-(12)^2 + 10(12) - 4}{12 - 10} = \frac{-144 + 120 - 4}{2} = \frac{-28}{2} = -14 \]
Vậy \( A(12, -14) \).
Thay \( x = 8 \) vào \( f(x) \):
\[ f(8) = \frac{-(8)^2 + 10(8) - 4}{8 - 10} = \frac{-64 + 80 - 4}{-2} = \frac{12}{-2} = -6 \]
Vậy \( B(8, -6) \).
Bước 5: Tìm phương trình đường thẳng đi qua A và B.
Phương trình đường thẳng có dạng \( y = ax + b \). Ta có:
\[ -14 = 12a + b \]
\[ -6 = 8a + b \]
Trừ hai phương trình:
\[ -14 - (-6) = 12a + b - (8a + b) \]
\[ -8 = 4a \]
\[ a = -2 \]
Thay \( a = -2 \) vào một trong hai phương trình:
\[ -14 = 12(-2) + b \]
\[ -14 = -24 + b \]
\[ b = 10 \]
Vậy phương trình đường thẳng là \( y = -2x + 10 \).
Bước 6: Tính \( -3a + 4b \):
\[ -3a + 4b = -3(-2) + 4(10) = 6 + 40 = 46 \]
Kết quả cuối cùng:
\[ -3a + 4b = 46 \]
Câu 5:
Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần tìm các điểm cực trị của hàm số \( y = \frac{3x^2 - 5x - 9}{x - 3} \).
Bước 1: Tìm điều kiện xác định (ĐKXĐ)
Hàm số xác định khi mẫu số khác 0, tức là \( x - 3 \neq 0 \). Do đó, ĐKXĐ là \( x \neq 3 \).
Bước 2: Tìm đạo hàm của hàm số
Sử dụng quy tắc đạo hàm của phân thức, ta có:
\[
y' = \frac{(6x - 5)(x - 3) - (3x^2 - 5x - 9)}{(x - 3)^2}
\]
Tính toán tử số:
\[
(6x - 5)(x - 3) = 6x^2 - 18x - 5x + 15 = 6x^2 - 23x + 15
\]
\[
6x^2 - 23x + 15 - (3x^2 - 5x - 9) = 6x^2 - 23x + 15 - 3x^2 + 5x + 9 = 3x^2 - 18x + 24
\]
Vậy đạo hàm là:
\[
y' = \frac{3x^2 - 18x + 24}{(x - 3)^2}
\]
Bước 3: Tìm các điểm cực trị
Để tìm các điểm cực trị, ta giải phương trình \( y' = 0 \):
\[
3x^2 - 18x + 24 = 0
\]
Chia cả hai vế cho 3:
\[
x^2 - 6x + 8 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai:
\[
\Delta = (-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 8 = 36 - 32 = 4
\]
\[
x_1 = \frac{6 + \sqrt{4}}{2} = \frac{6 + 2}{2} = 4
\]
\[
x_2 = \frac{6 - \sqrt{4}}{2} = \frac{6 - 2}{2} = 2
\]
Vậy các điểm cực trị là \( x = 2 \) và \( x = 4 \).
Bước 4: Tính giá trị hàm số tại các điểm cực trị
Tính \( y(2) \) và \( y(4) \):
\[
y(2) = \frac{3(2)^2 - 5(2) - 9}{2 - 3} = \frac{12 - 10 - 9}{-1} = 7
\]
\[
y(4) = \frac{3(4)^2 - 5(4) - 9}{4 - 3} = \frac{48 - 20 - 9}{1} = 19
\]
Vậy các điểm cực trị là \( (2, 7) \) và \( (4, 19) \).
Bước 5: Tính khoảng cách giữa hai điểm cực trị
Khoảng cách \( d \) giữa hai điểm cực trị là:
\[
d = \sqrt{(4 - 2)^2 + (19 - 7)^2} = \sqrt{2^2 + 12^2} = \sqrt{4 + 144} = \sqrt{148} = 2\sqrt{37}
\]
Bước 6: Tính khoảng cách từ điểm cực tiểu đến gốc tọa độ
Điểm cực tiểu là \( (2, 7) \). Khoảng cách \( d_1 \) từ điểm này đến gốc tọa độ là:
\[
d_1 = \sqrt{2^2 + 7^2} = \sqrt{4 + 49} = \sqrt{53}
\]
Bước 7: Tính \( d^2 + d_1^2 \)
\[
d^2 = (2\sqrt{37})^2 = 4 \times 37 = 148
\]
\[
d_1^2 = (\sqrt{53})^2 = 53
\]
\[
d^2 + d_1^2 = 148 + 53 = 201
\]
Vậy giá trị của \( d^2 + d_1^2 \) là 201.
Câu 6:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = -\frac{x^3}{3} + 3x^2 - 5x + 4 \) trên đoạn \([-3, 6]\), chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm đạo hàm của hàm số:
\[
y' = -x^2 + 6x - 5
\]
2. Giải phương trình \( y' = 0 \) để tìm các điểm tới hạn:
\[
-x^2 + 6x - 5 = 0
\]
Đây là phương trình bậc hai, ta giải nó bằng công thức:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Với \( a = -1 \), \( b = 6 \), \( c = -5 \):
\[
x = \frac{-6 \pm \sqrt{6^2 - 4(-1)(-5)}}{2(-1)} = \frac{-6 \pm \sqrt{36 - 20}}{-2} = \frac{-6 \pm \sqrt{16}}{-2} = \frac{-6 \pm 4}{-2}
\]
Từ đó, ta có:
\[
x_1 = \frac{-6 + 4}{-2} = \frac{-2}{-2} = 1
\]
\[
x_2 = \frac{-6 - 4}{-2} = \frac{-10}{-2} = 5
\]
3. Kiểm tra các điểm tới hạn và các đầu mút của đoạn \([-3, 6]\):
- Tại \( x = -3 \):
\[
y(-3) = -\frac{(-3)^3}{3} + 3(-3)^2 - 5(-3) + 4 = -\frac{-27}{3} + 27 + 15 + 4 = 9 + 27 + 15 + 4 = 55
\]
- Tại \( x = 1 \):
\[
y(1) = -\frac{(1)^3}{3} + 3(1)^2 - 5(1) + 4 = -\frac{1}{3} + 3 - 5 + 4 = -\frac{1}{3} + 2 = \frac{5}{3}
\]
- Tại \( x = 5 \):
\[
y(5) = -\frac{(5)^3}{3} + 3(5)^2 - 5(5) + 4 = -\frac{125}{3} + 75 - 25 + 4 = -\frac{125}{3} + 54 = -\frac{125}{3} + \frac{162}{3} = \frac{37}{3}
\]
- Tại \( x = 6 \):
\[
y(6) = -\frac{(6)^3}{3} + 3(6)^2 - 5(6) + 4 = -\frac{216}{3} + 108 - 30 + 4 = -72 + 108 - 30 + 4 = 10
\]
4. So sánh các giá trị đã tính:
- \( y(-3) = 55 \)
- \( y(1) = \frac{5}{3} \)
- \( y(5) = \frac{37}{3} \)
- \( y(6) = 10 \)
Trong các giá trị này, giá trị lớn nhất là \( 55 \).
Kết luận: Giá trị lớn nhất của hàm số \( y = -\frac{x^3}{3} + 3x^2 - 5x + 4 \) trên đoạn \([-3, 6]\) là \( 55 \), đạt được khi \( x = -3 \).
Câu 7:
Để tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = \frac{x^2 + 5x + 1}{x + 5} \) trên khoảng \((- \infty; -5)\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm Đạo Hàm Của Hàm Số:
Ta có:
\[
y = \frac{x^2 + 5x + 1}{x + 5}
\]
Áp dụng công thức đạo hàm của phân thức:
\[
y' = \frac{(2x + 5)(x + 5) - (x^2 + 5x + 1)}{(x + 5)^2}
\]
Tính tử số:
\[
(2x + 5)(x + 5) - (x^2 + 5x + 1) = 2x^2 + 10x + 5x + 25 - x^2 - 5x - 1 = x^2 + 10x + 24
\]
Vậy:
\[
y' = \frac{x^2 + 10x + 24}{(x + 5)^2}
\]
2. Giải Phương Trình \( y' = 0 \):
\[
\frac{x^2 + 10x + 24}{(x + 5)^2} = 0
\]
Tử số phải bằng 0:
\[
x^2 + 10x + 24 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai:
\[
x = \frac{-10 \pm \sqrt{100 - 96}}{2} = \frac{-10 \pm 2}{2}
\]
Nên:
\[
x = -4 \quad \text{hoặc} \quad x = -6
\]
3. Xác Định Các Điểm Critic Và Giới Hạn Khoảng:
Ta xét các điểm \( x = -4 \) và \( x = -6 \) trong khoảng \((- \infty; -5)\).
4. Tính Giá Trị Hàm Số Tại Các Điểm Critic:
- Tại \( x = -6 \):
\[
y = \frac{(-6)^2 + 5(-6) + 1}{-6 + 5} = \frac{36 - 30 + 1}{-1} = \frac{7}{-1} = -7
\]
5. Xét Giới Hạn Khi \( x \to -\infty \):
\[
\lim_{x \to -\infty} \frac{x^2 + 5x + 1}{x + 5} = \lim_{x \to -\infty} \frac{x^2}{x} = \lim_{x \to -\infty} x = -\infty
\]
6. So Sánh Các Giá Trị Đã Tìm Được:
- Tại \( x = -6 \): \( y = -7 \)
- Khi \( x \to -\infty \): \( y \to -\infty \)
Do đó, giá trị lớn nhất của hàm số trên khoảng \((- \infty; -5)\) là \(-7\).
Kết Luận:
Giá trị lớn nhất của hàm số \( y = \frac{x^2 + 5x + 1}{x + 5} \) trên khoảng \((- \infty; -5)\) là \(-7\), đạt được khi \( x = -6 \).
Đáp số: \(-7\)
Câu 8:
Trước tiên, ta cần tìm giá trị lớn nhất của hàm số \( y = |x^3 - \frac{3x^2}{2} - 6x + 1| - 2m \) trên đoạn \([-2; 3]\).
Bước 1: Xác định giá trị lớn nhất của \( |x^3 - \frac{3x^2}{2} - 6x + 1| \) trên đoạn \([-2; 3]\).
Ta xét hàm số \( f(x) = x^3 - \frac{3x^2}{2} - 6x + 1 \).
Tìm đạo hàm của \( f(x) \):
\[ f'(x) = 3x^2 - 3x - 6 \]
Giải phương trình \( f'(x) = 0 \):
\[ 3x^2 - 3x - 6 = 0 \]
\[ x^2 - x - 2 = 0 \]
\[ (x - 2)(x + 1) = 0 \]
\[ x = 2 \text{ hoặc } x = -1 \]
Bây giờ, ta tính giá trị của \( f(x) \) tại các điểm \( x = -2, -1, 2, 3 \):
\[ f(-2) = (-2)^3 - \frac{3(-2)^2}{2} - 6(-2) + 1 = -8 - 6 + 12 + 1 = -1 \]
\[ f(-1) = (-1)^3 - \frac{3(-1)^2}{2} - 6(-1) + 1 = -1 - \frac{3}{2} + 6 + 1 = 4.5 \]
\[ f(2) = 2^3 - \frac{3(2)^2}{2} - 6(2) + 1 = 8 - 6 - 12 + 1 = -9 \]
\[ f(3) = 3^3 - \frac{3(3)^2}{2} - 6(3) + 1 = 27 - 13.5 - 18 + 1 = -3.5 \]
Do đó, giá trị tuyệt đối của \( f(x) \) tại các điểm này là:
\[ |f(-2)| = |-1| = 1 \]
\[ |f(-1)| = |4.5| = 4.5 \]
\[ |f(2)| = |-9| = 9 \]
\[ |f(3)| = |-3.5| = 3.5 \]
Giá trị lớn nhất của \( |f(x)| \) trên đoạn \([-2; 3]\) là 9.
Bước 2: Tìm \( m \) sao cho giá trị lớn nhất của \( y = |x^3 - \frac{3x^2}{2} - 6x + 1| - 2m \) trên đoạn \([-2; 3]\) bằng 6.
Ta có:
\[ 9 - 2m = 6 \]
\[ 2m = 3 \]
\[ m = 1.5 \]
Vậy giá trị của \( m \) là 1.5.
Đáp án: \( m = 1.5 \)
Câu 9:
Để tìm vận tốc lớn nhất của chất điểm trong khoảng thời gian từ \( t = 0 \) đến \( t = 4 \), ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tìm đạo hàm của hàm vận tốc \( v(t) \):
\[ v(t) = t^4 - 12t^2 + 278 \]
\[ v'(t) = 4t^3 - 24t \]
Bước 2: Giải phương trình \( v'(t) = 0 \) để tìm các giá trị tới hạn:
\[ 4t^3 - 24t = 0 \]
\[ 4t(t^2 - 6) = 0 \]
\[ t = 0 \quad \text{hoặc} \quad t^2 = 6 \]
\[ t = 0 \quad \text{hoặc} \quad t = \sqrt{6} \quad \text{hoặc} \quad t = -\sqrt{6} \]
Trong khoảng \( [0, 4] \), các giá trị tới hạn là \( t = 0 \) và \( t = \sqrt{6} \).
Bước 3: Tính giá trị của \( v(t) \) tại các điểm tới hạn và tại các đầu mút của khoảng:
\[ v(0) = 0^4 - 12 \cdot 0^2 + 278 = 278 \]
\[ v(\sqrt{6}) = (\sqrt{6})^4 - 12(\sqrt{6})^2 + 278 = 36 - 72 + 278 = 242 \]
\[ v(4) = 4^4 - 12 \cdot 4^2 + 278 = 256 - 192 + 278 = 342 \]
Bước 4: So sánh các giá trị trên để tìm giá trị lớn nhất:
\[ v(0) = 278 \]
\[ v(\sqrt{6}) = 242 \]
\[ v(4) = 342 \]
Giá trị lớn nhất của \( v(t) \) trong khoảng \( [0, 4] \) là 342.
Vậy, vận tốc lớn nhất của chất điểm trong khoảng thời gian từ \( t = 0 \) đến \( t = 4 \) là 342 m/s.
Câu 10:
Để tìm thể tích lớn nhất của chiếc hộp có thể tạo ra, ta cần thực hiện các bước sau:
1. Xác định kích thước của hộp:
Khi cắt bốn hình vuông có cạnh \( x \) từ bốn góc của tấm bìa, kích thước của đáy hộp sẽ là:
- Chiều dài: \( 70 - 2x \)
- Chiều rộng: \( 10 - 2x \)
Chiều cao của hộp chính là cạnh của hình vuông đã cắt, tức là \( x \).
2. Biểu thức thể tích của hộp:
Thể tích \( V \) của hộp hình hộp chữ nhật không nắp được tính bằng:
\[
V = x \times (70 - 2x) \times (10 - 2x)
\]
3. Tìm điều kiện xác định:
Để các kích thước của hộp có nghĩa, ta cần:
\[
70 - 2x > 0 \quad \text{và} \quad 10 - 2x > 0
\]
Giải các bất phương trình trên:
\[
70 - 2x > 0 \Rightarrow x < 35
\]
\[
10 - 2x > 0 \Rightarrow x < 5
\]
Kết hợp với điều kiện \( 1 \leq x \leq 4 \), ta có \( 1 \leq x \leq 4 \).
4. Tìm giá trị lớn nhất của thể tích:
Ta cần tìm giá trị lớn nhất của hàm số:
\[
V(x) = x(70 - 2x)(10 - 2x)
\]
Mở rộng biểu thức:
\[
V(x) = x(700 - 140x - 20x + 4x^2) = x(700 - 160x + 4x^2)
\]
\[
= 4x^3 - 160x^2 + 700x
\]
Tính đạo hàm \( V'(x) \) để tìm cực trị:
\[
V'(x) = 12x^2 - 320x + 700
\]
Giải phương trình \( V'(x) = 0 \):
\[
12x^2 - 320x + 700 = 0
\]
Sử dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
với \( a = 12 \), \( b = -320 \), \( c = 700 \).
\[
x = \frac{320 \pm \sqrt{320^2 - 4 \times 12 \times 700}}{24}
\]
\[
x = \frac{320 \pm \sqrt{102400 - 33600}}{24}
\]
\[
x = \frac{320 \pm \sqrt{68800}}{24}
\]
\[
x = \frac{320 \pm 262.16}{24}
\]
Tính hai nghiệm:
\[
x_1 = \frac{320 + 262.16}{24} \approx 24.34 \quad (\text{loại vì } x_1 > 4)
\]
\[
x_2 = \frac{320 - 262.16}{24} \approx 2.41
\]
Kiểm tra giá trị \( x = 2.41 \) trong khoảng \( 1 \leq x \leq 4 \).
5. Tính thể tích tại các giá trị biên và nghiệm tìm được:
- \( V(1) = 1 \times (70 - 2 \times 1) \times (10 - 2 \times 1) = 1 \times 68 \times 8 = 544 \)
- \( V(2.41) \approx 2.41 \times (70 - 2 \times 2.41) \times (10 - 2 \times 2.41) \approx 2.41 \times 65.18 \times 5.18 \approx 816.56 \)
- \( V(4) = 4 \times (70 - 2 \times 4) \times (10 - 2 \times 4) = 4 \times 62 \times 2 = 496 \)
6. Kết luận:
Giá trị lớn nhất của thể tích là \( 817 \, \text{cm}^3 \) (làm tròn đến hàng đơn vị), đạt được khi \( x \approx 2.41 \).