Bài tập Bài toán thực tiễn liên quan đến phương trình lượng giác lớp 11 (có lời giải)

Một kỹ sư cơ khí thiết kế chuyển động pittông của một động cơ ô tô. Khoảng cách s (cm) từ tâm chốt pittông đến vị trí cố định trên trục khuỷu tại thời điểm t (giây) tuân theo phương trình \(s

18/25

Một kỹ sư cơ khí thiết kế chuyển động pittông của một động cơ ô tô. Khoảng cách s (cm) từ tâm chốt pittông đến vị trí cố định trên trục khuỷu tại thời điểm t (giây) tuân theo phương trình \(s = 10 + 6\cos \left( {10\pi t} \right)\). Kỹ sư cần tìm các thời điểm pittông cách vị trí cố định một khoảng đúng bằng 13 cm.

a

Phương trình lượng giác để tìm thời điểm là \(\cos (10\pi t) = \frac{1}{2}\).

ĐúngSai
b

Hệ thức nghiệm của phương trình trên là \(10\pi t = \pm \frac{\pi }{3} + k2\pi ,k \in \mathbb{Z}\).

ĐúngSai
c

Các thời điểm thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật được xác định bởi công thức \(t = \pm \frac{1}{{30}} + \frac{k}{5},k \in \mathbb{Z}\).

ĐúngSai
d

Trong giây đầu tiên chạy máy (0 ≤ t ≤ 1), có tất cả 10 thời điểm pittông đạt khoảng cách trên.

ĐúngSai
Giải thích

Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Đúng. d) Đúng.

a) Đúng. Ta có \(s = 10 + 6\cos \left( {10\pi t} \right) = 13\)\[ \Leftrightarrow 6\cos \left( {10\pi t} \right) = 13 - 10 = 3 \Rightarrow \cos \left( {10\pi t} \right) = \frac{1}{2}\].

b) Đúng. Ta có \[\cos \left( {10\pi t} \right) = \frac{1}{2}\]\[ \Leftrightarrow 10\pi t = \pm \frac{\pi }{3} + k2\pi ,k \in \mathbb{Z}\].

c) Đúng. Chia cả hai vế cho \(10\pi \): \(t = \pm \frac{\pi }{{3 \cdot 10\pi }} + \frac{{k2\pi }}{{10\pi }} = \pm \frac{1}{{30}} + \frac{k}{5}\).

d) Đúng. Đếm số nghiệm trong khoảng \(0 \le t \le 1\):

Nhánh dương \(t = \frac{1}{{30}} + \frac{k}{5} = \frac{{6k + 1}}{{30}}\): Với \(0 \le \frac{{6k + 1}}{{30}} \le 1 \Rightarrow k \in \{ 0;1;2;3;4\} \Rightarrow 5\) nghiệm.

Nhánh âm \(t = - \frac{1}{{30}} + \frac{k}{5} = \frac{{6k - 1}}{{30}}\): Với \(0 \le \frac{{6k - 1}}{{30}} \le 1 \Rightarrow k \in \{ 1;2;3;4;5\} \Rightarrow 5\) nghiệm.

Tổng số thời điểm là 10 thời điểm.