Bài tập Ứng dụng tam thức bậc hai, bất phương trình bậc hai vào các bài toán thực tế lớp 10 (có lời giải)

Xét hệ tọa độ Oth trên mặt phẳng, trong đó trục Ot biểu thị thời gian t (tính bằng giây) và trục Oh biểu thị độ cao h (tính bằng mét). Một quả bóng được đá lên từ điểm A(0; 0,2) và chuyển độn

5/10

Xét hệ tọa độ Oth trên mặt phẳng, trong đó trục Ot biểu thị thời gian t (tính bằng giây) và trục Oh biểu thị độ cao h (tính bằng mét). Một quả bóng được đá lên từ điểm A(0; 0,2) và chuyển động theo quỹ đạo là một cung parabol. Quả bóng đạt độ cao 8,5 m sau 1 giây và đạt độ cao 6 m sau 2 giây. Trong khoảng thời gian nào thì quả bóng vẫn chưa chạm đất?

Từ 0 đến 4 giây;

Từ 0 đến 3,55 giây;

Từ 0 đến 2,55 giây;

Từ 0 đến 4,05 giây.

Giải thích

Đáp án đúng là: C

Phương trình của parabol là \[h = h(t) = a{t^2} + bt + c\,\](a ≠ 0), trong đó h là độ cao, t là thời gian, a, b, c là các hằng số cần tìm.

Quỹ đạo của quả bóng là một parabol đi qua điểm A(0; 0,2) nên thay t = 0 và h = 0,2 vào hàm số ta được: c = 0,2. 

Khi đó: h = h(t) = at2 + bt + 0,2.

Lại có quả bóng đạt độ cao 8,5 m sau 1 giây và đạt độ cao 6 m sau 2 giây.

Do đó quỹ đạo của bóng là parabol đi qua các điểm có tọa độ (1; 8,5) và (2; 6)

Ta có hệ: \[\left\{ \begin{array}{l}8,5 = a + b + 0,2\\6 = a.4 + b.2 + 0,2\end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}8,3 = a + b\\5,8 = 4a + 2b\end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \frac{{-27}}{5}\\b = \frac{{137}}{{10}}\end{array} \right.\]

Vậy hàm số bậc hai biểu thị quỹ đạo chuyển động của quả bóng là:

\[h = h(t) = -\frac{{27}}{5}{t^2} + \frac{{137}}{{10}}t + 0,2\]

Bóng chưa chạm đất khi và chỉ khi h > 0

⇔ \[-\frac{{27}}{5}{t^2} + \frac{{137}}{{10}}t + 0,2 > 0\]

⇒ -0,01 < t < 2,55

Vậy trong khoảng thời gian từ 0 đến 2,55 giây thì bóng vẫn chưa chạm đất.