Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Toán có đáp án - Đề số 5

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz (đơn vị trên các trục là mét), một thiết bị bay không người lái xuất phát từ điểm A(1;2;0). Thiết bị chuyển động thẳng nhanh dần theo hướng của vectơ đơn v

15/22

 Trong không gian với hệ toạ độ \(Oxyz\) (đơn vị trên các trục là mét), một thiết bị bay không người lái xuất phát từ điểm \(A\left( {1;\,2;\,0} \right)\). Thiết bị chuyển động thẳng nhanh dần theo hướng của vectơ đơn vị \(\overrightarrow u = \left( {a;\,b;\,c} \right)\) với độ dài \(\left| {\overrightarrow u } \right| = 1\). Tốc độ của thiết bị phụ thuộc vào thời gian \(t\) (giây) theo công thức \(v\left( t \right) = mt + 10\)(m/s), trong đó \(m\) là hằng số dương. Biết rằng sau \(5\) giây kể từ lúc xuất phát, thiết bị đi được quãng đường \(125\)m. Vectơ chỉ phương chuyển động \(\overrightarrow u \) tạo với tia \(Ox\) một góc \(45^\circ \), tạo với tia \(Oy\) một góc \(60^\circ \) và tạo với tia \(Oz\) một góc nhọn.

a

\(c = \frac{1}{2}\)

ĐúngSai
b

Phương trình quỹ đạo là đường thẳng \(\frac{{x - 1}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{y - 2}}{1} = \frac{z}{1}\)

ĐúngSai
c

\(m = 4\)

ĐúngSai
d

Sau \(10\) giây kể từ lúc xuất phát thì thiết bị đạt độ cao \(200\) mét

ĐúngSai
Giải thích

Xét mệnh đề a)

Ta có: \(\left| {\overrightarrow u } \right| = 1 \Leftrightarrow {a^2} + {b^2} + {c^2} = 1\,\,\left( * \right)\) vào theo đề bài thì \(\left\{ \begin{array}{l}a = \cos 45^\circ  = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\\b = \cos 60^\circ  = \frac{1}{2}\end{array} \right.\) thay vào \(\left( * \right)\) ta được: \[{\left( {\frac{{\sqrt 2 }}{2}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^2} + {c^2} = 1 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}c = \frac{1}{2}\\c =  - \frac{1}{2}\end{array} \right.\] mà vectơ đơn vị tạo với trục \(Oz\) một góc nhón nên khi đó \(\cos \left( {\overrightarrow u ;\,Oz} \right) = c > 0 \Rightarrow c = \frac{1}{2}\) nên mệnh đề a) đúng

Xét mệnh đề b)

Ta có: \(S = \int\limits_0^5 {v\left( t \right){\rm{d}}t = \int\limits_0^5 {\left( {mt + 10} \right){\rm{d}}t = 125 \Leftrightarrow } } \,\,m = 6\) nên mệnh đề b) sai

Xét mệnh đề c)

Đường thẳng đi qua \(A\left( {1;\,2;\,0} \right)\) và có một vectơ chỉ phương là \(\left( {\sqrt 2 ;\,1;\,1} \right)\) nên phương trình quỹ đạo là: \(\frac{{x - 1}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{y - 2}}{1} = \frac{z}{1}\) nên mệnh đề c) đúng

Xét mệnh đề d)

Độ cao chính là tọa độ \(z\) của thiết bị. Quãng đường thiết bị bay được là \({S_{10}} = \int\limits_0^{10} {\left( {6t + 10} \right)dt}  = 400\)

Tọa độ của thiết bị tại thời điểm \(t\) là \(O{M_t} = OA + {S_t}.\overrightarrow u \)

Khi đó \(\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + {S_t}.a\\y = 2 + {S_t}.b\\z = 0 + {S_t}.c\end{array} \right. \Rightarrow z = 0 + 400.\frac{1}{2} = 200\)m nên mệnh đề d) đúng