Giải chuyên đề Toán 12 CD Bài 2. Vận dụng đạo hàm để giải quyết một số bài toán tối ưu trong thực tiễn có đáp án

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt một

7/17

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt một khoảng cách là 300 km. Vận tốc dòng nước là 6 km/h. Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là v (km/h) thì năng lượng tiêu hao của cá trong t giờ được cho bởi công thức

E(v) = cv3t,

trong đó c là một hằng số, E được tính bằng jun. Tìm vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên để năng lượng tiêu hao là ít nhất (Ngun: Giải tích 12 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2020).

0/3000 ký tự
Giải thích

Vận tốc của con cá hồi khi bơi ngược dòng là: v – 6 (km/h).

Thời gian để con cá hồi đó khi bơi ngược dòng 300 km là: blobid48-1720025857.png (giờ).

Năng lượng tiêu hao của cá để vượt quãng đường 300 km là:

blobid49-1720025857.png (jun).

Xét hàm số blobid50-1720025857.png

Ta có blobid51-1720025857.png

Do đó E’(v) = 0 v = 0 (không thỏa mãn) hoặc v = 9 (thỏa mãn do v > 0).

Bảng biến thiên của hàm số:

v

6

 

9

 

+∞

E’(v)

 

0

+

 

E(v)

blobid52-1720025857.png+∞

 

 

blobid53-1720025857.png

72 900

 

+∞

 

Căn cứ bảng biến thiên, ta có blobid54-1720025857.png tại v = 9.

Vậy vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên để năng lượng tiêu hao là ít nhất là 9 km/h.