Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Toán có đáp án - Đề số 7

Câu 2: Trong y học hạt nhân, đồng vị phóng xạ I-131 thường được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán và điều trị các bệnh lý về tuyến giáp. Sau khi tiêm vào cơ thể bệnh nhân, số lượng hạt nhân phóng x

14/22

Trong y học hạt nhân, đồng vị phóng xạ I-131 thường được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán và điều trị các bệnh lý về tuyến giáp. Sau khi tiêm vào cơ thể bệnh nhân, số lượng hạt nhân phóng xạ sẽ giảm dần theo thời gian. Giả sử khối lượng \(m\left( t \right)\) (đơn vị: mg) của I-131 còn lại trong cơ thể tại thời điểm \(t\) ngày \(\left( {t \ge 0} \right)\) thỏa mãn \(m\left( t \right) > 0\) và tốc độ phân rã tỉ lệ thuận với khối lượng hiện có theo phương trình \(m'\left( t \right) = k.m\left( t \right)\) với \(k \ne 0\). Kết quả kiểm tra cho thấy khối lượng I-131 còn lại tại thời điểm \(t = 8\) ngày và \(t = 16\) ngày lần lượt là \(4\)mg và \(2\)mg

a

\(m\left( t \right) = {e^{kt + C}}\) với \(C\) là một hằng số xác định

ĐúngSai
b

\(k = - \frac{{\ln 2}}{4}\)

ĐúngSai
c

\(C = 3\ln 2\)

ĐúngSai
d

Khối lượng I-131 còn lại trong cơ thể tại thời điểm \(t = 24\) ngày nhỏ hơn \(0,8\)mg

ĐúngSai
Giải thích

Xét mệnh đề a)

Từ phương trình \(m'\left( t \right) = k.m\left( t \right)\) ta có : \[\frac{{m'\left( t \right)}}{{m\left( t \right)}} = k \Rightarrow \int {\frac{1}{{m\left( t \right)}}dm = \int {kdt \Rightarrow \ln \left| {m\left( t \right)} \right| = kt + C} } \]

Vì \(m\left( t \right) > 0 \Rightarrow m\left( t \right) = {e^{kt + C}}\) nên mệnh đề a) đúng

Xét mệnh đề b)

Theo đề bài, tại \(t = 8\)ngày thì \(m\left( 8 \right) = 4\)và tại \(t = 16\)ngày thì \(m\left( {16} \right) = 2\).

Ta có hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}{e^{8k + C}} = 4\,\left( 1 \right)\\{e^{16k + C}} = 2\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\)

Lấy \(\frac{{\left( 2 \right)}}{{\left( 1 \right)}} \Leftrightarrow \frac{{{e^{16k + C}}}}{{{e^{8k + C}}}} = \frac{2}{4} \Rightarrow {e^{8k}} = \frac{1}{2} \Rightarrow k =  - \frac{{\ln 2}}{8}\) nên mệnh đề b) sai

Xét mệnh đề c)

Thay giá trị \(k =  - \frac{{\ln 2}}{8}\)vào \(\left( 1 \right)\)ta được \[C = 3\ln 2\]nên mệnh đề c) đúng

Xét mệnh đề d)

Với \(k =  - \frac{{\ln 2}}{8}\)và \[C = 3\ln 2\], hàm số khối lượng là : \(m\left( t \right) = {e^{ - \frac{{\ln 2}}{8}t + 3\ln 2}}\)

Tại thời điểm \(t = 24\)ngày: \(m\left( {24} \right) = {e^{ - \frac{{\ln 2}}{8}.24 + 3\ln 2}} = {e^0} = 1\,\left( {mg} \right)\, > 0,8\,\left( {mg} \right)\) nên mệnh đề d) sai