Giải chuyên đề Toán 12 KNTT Bài 4. Vận dụng đạo hàm để giải quyết một số bài toán tối ưu có đáp án

Xác định góc ném α để tầm ném xa của vật đạt

6/15

Một vật được ném từ mặt đất lên trời xiên góc α so với phương nằm ngang với vận tốc ban đầu v0 = 9 m/s (H.2.10). Khi đó quỹ đạo chuyển động của vật tuân theo phương trình blobid34-1720110975.png ở đó x (mét) là khoảng cách vật bay được theo phương ngang từ điểm ném, y (mét) là độ cao so với mặt đất của vật trong quá trình bay, g là gia tốc trọng trường (theo Vật lí đại cương, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2016).

blobid35-1720110975.png

Xác định góc ném α để tầm ném xa của vật đạt giá trị lớn nhất.

0/3000 ký tự
Giải thích

Từ câu a, ta có hình vẽ như sau:

blobid27-1720110960.png

Khi đó, tầm ném xa của vật là blobid28-1720110960.pngblobid29-1720110960.png

Xét hàm số blobid30-1720110960.png trên đoạn [0°; 90°].

Đạo hàm của hàm Lblobid31-1720110960.png

Ta có blobid32-1720110960.png

Vận dụng phương pháp tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số trên một đoạn, ta có:

blobid33-1720110960.png

Vì giá trị L(45°) là giá trị lớn nhất trong ba giá trị trên, nên giá trị nhỏ nhất của L đạt được khi α = 45°.

Vậy để tầm ném xa của vật đạt giá trị lớn nhất thì góc ném là 45°.