23 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến tích phân (có lời giải)

Giả sử vận tốc v của dòng máu ở khoảng cách r từ tâm của động mạch bán kính R không đổi, có thể được mô hình hoá bởi công thức:

21/23

Giả sử vận tốc v của dòng máu ở khoảng cách r từ tâm của động mạch bán kính R không đổi, có thể được mô hình hoá bởi công thức: \[v = k\left( {{R^2} - {r^2}} \right),\]trong đó k là một hằng số. Tìm vận tốc trung bình (đối với r) của động mạch trong khoảng \[0 \le r \le R\]. So sánh vận tốc trung bình với vận tốc lớn nhất.

0/3000 ký tự
Giải thích

Vận tốc trung bình (đối với \(r\) ) của động mạch trong khoảng \(0 \le r \le R\) là

\(\frac{1}{{R - 0}}\int_0^R k \left( {{R^2} - {r^2}} \right){\rm{d}}r = \left. {\frac{1}{R}\left( {k{R^2}r - k\frac{{{r^3}}}{3}} \right)} \right|_0^R = \frac{1}{R}\left( {k{R^3} - k\frac{{{R^3}}}{3}} \right) = k{R^2} - \frac{{k{R^2}}}{3} = \frac{2}{3}k{R^2}{\rm{. }}\)

Xét hàm số \(v(r) = k\left( {{R^2} - {r^2}} \right),0 \le r \le R\). Ta có \({v^\prime }(r) =  - 2kr;{v^\prime }(r) = 0 \Leftrightarrow r = 0\).

Suy ra vận tốc lớn nhất của dòng máu là \({v_{CD}} = k{R^2}\).

Vậy vậy tốc lớn nhất của dòng máu lớn hơn vận tốc trung bình 1,5 lẩn.