Bộ 10 đề thi cuối kì 1 Toán 12 Chân trời sáng tạo có đáp án (Đề 8)

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là \(100\;{\rm{km}}\). Vận tốc dòng nước là

19/22

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là \(100\;{\rm{km}}\). Vận tốc dòng nước là \(5\;\left( {{\rm{km/h}}} \right)\). Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là \(v\;\left( {{\rm{km/h}}} \right)\), \(\left( {v > 5} \right)\) thì năng lượng tiêu hao của cá trong \(t\) giờ được cho bởi công thức \(E\left( v \right) = c \cdot {v^3} \cdot t\), trong đó \(c\) là hằng số dương, \(E\) được tính bằng Jun. Biết rằng vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên thuộc khoảng \(\left( {a;b} \right)\) thì năng lượng tiêu hao của cá giảm. Hãy tính giá trị lớn nhất của \(b - a\) (kết quả làm tròn tới hàng phần mười).

0/3000 ký tự
Giải thích

Khi bơi ngược dòng vận tốc của cá là \(v - 5\) (km/h).

Thời gian để cá vượt khoảng cách 100 km là \(t = \frac{{100}}{{v - 5}}\left( {v > 5} \right)\).

Năng lượng tiêu hao của cá khi vượt khoảng cách 100 km là \(E\left( v \right) = c \cdot {v^3} \cdot \frac{{100}}{{v - 5}} = 100c \cdot \frac{{{v^3}}}{{v - 5}}\).

Xét hàm số \(y = E\left( v \right)\) ta có \(E'\left( v \right) = 100c \cdot \frac{{3{v^2}\left( {v - 5} \right) - {v^3}}}{{{{\left( {v - 5} \right)}^2}}} = 100c \cdot \frac{{{v^2}\left( {2v - 15} \right)}}{{{{\left( {v - 5} \right)}^2}}}\).

\(E'\left( v \right) = 0 \Leftrightarrow v = 7,5\) (do \(v > 5\)). Ta có bảng biến thiên

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là \(100\;{\rm{km}}\). Vận tốc dòng nước là (ảnh 1)

Vậy vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên thuộc khoảng \(\left( {5;7,5} \right)\) thì năng lượng tiêu hoa của cá giảm. Khi đó giá trị lớn nhất của \(b - a = 2,5\).