Giải chuyên đề Toán 12 KNTT Bài tập cuối chuyên đề 2 có đáp án

Một bức tranh cao 4 m được treo trên tường

7/10

Một bức tranh cao 4 m được treo trên tường có mép dưới cao hơn tầm mắt người quan sát 3 m (như hình vẽ). Người quan sát phải đứng cách tường bao nhiêu mét để có được tầm nhìn thuận lợi nhất (tức là, có góc nhìn θ lớn nhất)?

blobid13-1720111290.png

0/3000 ký tự
Giải thích

Giả sử tình huống được mô tả bởi hình vẽ dưới đây với C là vị trí mắt của người quan sát, DB = 4 m là chiều cao của bức tranh, AD = 3 m là khoảng cách từ mép dưới của bức tranh đến mắt người quan sát. 

blobid14-1720111296.png

Giả sử AC = x (m) là khoảng cách từ người quan sát đến tường, x > 0.

Khi đó, ta có: blobid15-1720111296.pngblobid16-1720111296.png

Áp dụng hệ quả định lí Cosin vào tam giác BCD, ta có:

blobid17-1720111296.pngblobid18-1720111296.png

blobid19-1720111296.pngblobid20-1720111296.png

Hay blobid21-1720111296.png

Với θ (0°; 90°), để góc nhìn θ lớn nhất thì cosθ nhỏ nhất.

Đặt hàm số blobid22-1720111296.png xét trên khoảng (0; +∞).

Khi đó, ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của f(x) trên (0; +∞).

Ta có blobid23-1720111296.png

blobid24-1720111296.png

blobid25-1720111296.png

f’(x) = 0  16x3 – 336x = 0 x = 0 (loại) hoặc x2 = 21

                blobid26-1720111296.png (do x  (0; +∞)).

Lập bảng biến thiên của hàm số trên khoảng (0; +∞).

blobid27-1720111296.png

0

 

blobid28-1720111296.png

 

+∞

blobid29-1720111296.png

 

0

+

 

blobid30-1720111296.png

blobid31-1720111296.png1

 

 

 

blobid32-1720111296.png

blobid33-1720111296.png

1

 

Từ bảng biến thiên, ta có blobid34-1720111296.png khi blobid35-1720111296.png

Vậy người quan sát phải đứng cách tường blobid36-1720111296.png mét để có được tầm nhìn thuận lợi nhất (tức là, có góc nhìn θ lớn nhất).