40 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến GTLN, GTNN của hàm số (có lời giải)

Ho ép khí quản co lại, ảnh hưởng đến tốc độ của không khí đi vào khí quản. Tốc độ của không khí đi

23/40

Ho ép khí quản co lại, ảnh hưởng đến tốc độ của không khí đi vào khí quản. Tốc độ của không khí đi vào khí quản khi họ được cho bởi công thức: V = k(R-r)r2 vôi 0 ≤ r <R, trong đó k là hằng số, R là bán kính bình thường của khí quản, r là bán kính khí quản khi ho (Nguồn: R. Larson and B. Edwards, Calculus 10e, Cengage 2014). Hỏi bán kính của khí quản khi ho bằng bao nhiêu thì tốc độ của không khí đi vào khí quản là lớn nhất?

0/3000 ký tự
Giải thích

Xét hàm số \(V = k(R - r){r^2}\) với \(r \in [0;R)\)

Ta có \(V(r) = k \cdot \left( { - {r^2}} \right) + k(R - r) \cdot 2r = rk(2R - 3r)\).

Khi đó, trên nửa khoảng \([0;{\rm{R}}),{\rm{V}}({\rm{r}}) = 0\) khi \({\rm{r}} = 0\) hoặc \({\rm{r}} = \frac{2}{3}R\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

Ho ép khí quản co lại, ảnh hưởng đến tốc độ của không khí đi vào khí quản. Tốc độ của không khí đi (ảnh 1)

Từ bảng biến thiên, ta thấy \({\max _{[0,R)}}{\rm{V}} = \frac{4}{{27}}k{R^3}\) tại \({\rm{r}} = \frac{2}{3}R\).

Vậy \({\rm{r}} = \frac{2}{3}R\) thì tốc độ của không khí đi vào khí quản là lớn nhất.