10 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến Đường tiệm cận của đồ thị hàm số (có lời giải)
Đề thi

10 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến Đường tiệm cận của đồ thị hàm số (có lời giải)

A
Admin
ToánLớp 1258 lượt thi
10 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Trong Hình 11, đường viền bóng của đèn ngủ lên tường là đồ thị của hàm số y = \[55 - \frac{1}{2}\sqrt {{x^2} + 144} \] với x và y tính bằng đơn vị centimét. Chứng minh rằng y = \[55 - \frac{1}{2}x\] là một tiệm cận xiên của đồ thị hàm số này.

Trong Hình 11, đường viền bóng của đèn ngủ lên tường là đồ thị của hàm số y = 55 -1/2√x^2+144 (ảnh 1)
Xem đáp án

Tập xác định: D = ℝ.

Ta có: \[\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \] [\[55 - \frac{1}{2}\sqrt {{x^2} + 144} \]−(\[55 - \frac{1}{2}x\])] = 0

Tương tự ta cũng có: \[\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \] [\[55 - \frac{1}{2}\sqrt {{x^2} + 144} \]−(\[55 - \frac{1}{2}x\])] = 0

Do đó y = \[55 - \frac{1}{2}x\] là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số y = \[55 - \frac{1}{2}\sqrt {{x^2} + 144} \].

2. Tự luận
1 điểm
Nếu trong một ngày, một xưởng sản xuất được x kilôgam sản phẩm thì chi phí trung bình (tính bằng nghìn đồng) cho một sản phẩm được cho bởi công thức: \[C(x) = \frac{{50x + 2000}}{x}\]. Tìm các đường tiệm cận của hàm số C(x).
Xem đáp án

Có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} C(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{{50x + 2000}}{x} =  + \infty ;\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} C(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{{50x + 2000}}{x} =  - \infty \)

Vậy \(x = 0\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } C(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{50 + \frac{{2000}}{x}}}{1} = 50;\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } C(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{{50 + \frac{{2000}}{x}}}{1} = 50\).

Vậy \({\rm{y}} = 50\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

3. Tự luận
1 điểm
Nồng độ oxygen trong hồ theo thời gian t cho bởi công thức y(t) = \[y(t) = 5 - \frac{{15t}}{{9{t^2} + 1}}\], với y được tính theo mg/l và t được tính theo giờ, t ≥ 0. Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số y(t). Từ đó, có nhận xét gì về nồng độ oxygen trong hồ khi thời gian t trở nên rất lớn?
Xem đáp án

Có limt+y(t)=limt+515t9t2+1=limt+515t9+1t2=5limty(t)=limt515t9t2+1=limt515t9+1t2=5

Do đó y=5  là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số và hàm số không có tiệm cận đứng, tiệm cận xiên.

4. Tự luận
1 điểm

Theo thuyết tương đối hẹp, khối lượng m (kg) của một hạt phụ thuộc vào tốc độ di chuyển v (km/s) của nó trong hệ quy chiếu quán tính theo công thức \[m(v) = \frac{{{m_o}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\], trong đó mo là khối lượng nghỉ của hạt, c = 300000 km/s là tốc độ ánh sáng. Tìm tiệm cận của đồ thị hàm số khối lượng hạt \[m(v) = \frac{{{m_o}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\] . Từ đó, có nhận xét gì khi hạt di chuyển với tốc độ càng gần tốc độ ánh sáng thì khối lượng của hạt thay đổi như thế nào?

Theo thuyết tương đối hẹp, khối lượng m (kg) của một hạt phụ thuộc vào tốc độ di chuyển v (km/s) của nó trong hệ quy chiếu quán tính theo công thức  (ảnh 1)
Xem đáp án

Tập xác định: \({\rm{D}} = (0;{\rm{c}}]\).

Có \(\mathop {\lim }\limits_{v \to {c^ + }} m(v) = \mathop {\lim }\limits_{v \to {c^ + }} \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }} =  + \infty ;\mathop {\lim }\limits_{v \to c} m(v) = \mathop {\lim }\limits_{v \to c} \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \frac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }} =  + \infty \)

Do đó \(v = c\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Hàm số không có tiệm cận ngang.

Khi hạt di chuyến với tốc độ càng gần tốc độ ánh sáng thì khối lượng của hạt tiến gần tới vô cùng.

Trên hình điều này được thế hiện đường cong biếu diễn \(m(v)\) sẽ tiến dần đến vô cùng khi \(v \to c\). Điều này cho thấy rẳng khối lượng của hạt sẽ tăng tới vô cùng khi tốc độ di chuyến của nó tiến gân tốc độ ánh sáng.
5. Tự luận
1 điểm

Một bể chứa 5 000 lít nước tinh khiết. Người ta bơm vào bể đó nước muối có nồng độ 30 gam muối cho mỗi lít nước với tốc độ 25 lít/phút.

Một bể chứa 5 000 lít nước tinh khiết. Người ta bơm vào bể đó nước muối có nồng độ 30 gam muối cho mỗi lít nước với tốc độ 25 lít/phút (ảnh 1)

a) Chứng tỏ nồng độ muối trong bể sau t phút (tính bằng tỉ số của khối lượng muối trong bể và thể tích nước trong bể, đơn vị: gam/lít) là \[f(t) = \frac{{30t}}{{200 + t}}\].

b) Xem y = f(t) là một hàm số xác định trên nửa khoảng [0 ; + \[\infty \]), hãy tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đó.

c) Nêu nhận xét về nồng độ muối trong bể sau thời gian t ngày càng lớn.

Xem đáp án

a) Sau 1 phút, ta có: khối lượng muối trong bể là 25 . 30 . t = 750t (gam); thể tích của lượng nước trong bể là 5 000 + 25t (lít). Vậy nồng độ muối sau 1 phút là \[f(t) = \frac{{750t}}{{5000 + 25t}} = \frac{{30t}}{{200 + t}}\] (gam/lít).

b) Ta có: \[\mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } f(t) = \mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } \frac{{30t}}{{200 + t}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } \left( {30 - \frac{{6000}}{{200 + t}}} \right) = 30\]

Vậy đường thẳng y = 30 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số f(t).

c) Ta có đồ thị hàm số y = f(t) nhận đường thẳng y = 30 làm tiệm cận ngang, tức là khi t càng lớn thì nồng độ muối trong bể sẽ tiến gần đến mức 30 (gam/lít). Lúc đó, nồng độ muối trong bể sẽ gần như bằng nồng độ muối trong nước muối được bơm vào bể.

6. Tự luận
1 điểm

Số lượng sản phẩm bán được của một công ty trong x (tháng) được tính theo công thức: \[S(x) = 200\left( {5 - \frac{9}{{2 + x}}} \right)\], trong đó x≥ 1.

a) Xem y = S(x) là một hàm số xác định trên nửa khoảng [1 ;+ \[\infty \]), hãy tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đó.

b) Nêu nhận xét về số lượng sản phẩm bán được của công ty đó trong x (tháng) khi x đủ lớn.

Xem đáp án

a) Xét hàm số \(y = S(x) = 200\left( {5 - \frac{9}{{2 + x}}} \right)\) với \(x \in [1; + \infty )\).

Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } y = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } 200\left( {5 - \frac{9}{{2 + x}}} \right) = 1000;\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty }  = 200\left( {5 - \frac{9}{{2 + x}}} \right) = 1000\).

Do đó, đường thẳng \(y = 1000\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho trên nửa khoảng \([1; + \infty )\).

b) Ta có đồ thị hàm số \(y = S(x)\) với \(x \in [1; + \infty )\) nhận đường thẳng \(y = 1000\) làm tiệm cận ngang, tức là khi \(x\) càng lớn thì số lượng sản phấm bán được của công ty đó trong \({\rm{x}}\) (tháng) sẽ tiến gần đến 1000 sản phấm.

7. Tự luận
1 điểm
Giả sử khối lượng còn lại của một chất phóng xạ (gam) sau 1 ngày phân rã được cho bởi hàm số \[m(t) = 15{e^{ - 0,0012t}}\]. Khối lượng m(t) thay đổi ra sao khi \[t \to  + \infty \]? Điều này thể hiện trên Hình vẽ bên như thế nào?
Media VietJack
Xem đáp án

Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } m(t) = \mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } 15{e^{ - 0,012t}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to  + \infty } \frac{{15}}{{{e^{0,012t}}}} = 0\)

Do đó, \(m(t) \to 0\) khi \(t \to  + \infty \).

Trong hình vẽ , khi \(t \to  + \infty \) thì \({\rm{m}}({\rm{t}})\) càng gần trục hoành \({\rm{Ot}}\) (nhưng không chạm trục \({\rm{Ot}}\) ).

8. Tự luận
1 điểm
Để loại bỏ p% một loài tảo độc khỏi một hồ nước, người ta ước tính chi phí bỏ ra là \[C(p) = \frac{{45p}}{{100 - p}}\] (triệu đồng), với \[0 \le p < 100\]. Tìm tiệm cận đứng của đồ thị hàm số C(p) và nêu ý nghĩa thực tiễn của đường tiệm cận này.
Xem đáp án
Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{p \to {{100}^ - }} C(p) = \mathop {\lim }\limits_{p \to {{100}^ - }} \frac{{45p}}{{100 - p}} =  + \infty \) nên tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(C(p)\) là \(p = 100\). Ý nghīa của đường tiệm cận là: Không thể loại bỏ hết loài tảo độc ra khỏi hồ nước dù chi phí là bao nhiêu.
9. Tự luận
1 điểm
Một công ty sản xuất đồ gia dụng ước tính chi phí để sản xuất x (sản phẩm) là C(x)=2x+50 (triệu đồng). Khi đó \[f(x) = \frac{{C(x)}}{x}\] là chi phí sản xuất trung bình cho mỗi sản phẩm. Chứng tỏ rằng hàm số f(x) giảm và \[\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } f(x) = 2\]. Tính chất này nói lên điều gì?
Xem đáp án

Ta có: \(f(x) = \frac{{C(x)}}{x} = \frac{{2x + 50}}{x}\)

Vì \({f^\prime }(x) = \frac{{ - 50}}{{{x^2}}} < 0\) với mọi số thực \({\rm{x}}\) nên hàm số \(f(x) = \frac{{C(x)}}{x}\) giảm.

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } f(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{2x + 50}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{2 + \frac{{50}}{x}}}{1} = 2{\rm{ (dpcm) }}\)

Tính chất này nói lên: Khi sản xuất càng nhiều sản phầm thì chi phí sản xuất trung bình cho mỗi sản phẩm càng giảm, nhưng không dưới 2 .

10. Tự luận
1 điểm

Một mảnh vườn hình chữ nhật có diện tích bằng 144 m2. Biết độ dài một cạnh của mảnh vườn là x (m).

a) Viết biểu thức tính chu vi P(x) (mét) của mảnh vườn.

b) Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số P(x).

Xem đáp án

a) Độ dài cạnh còn lại của mảnh vườn là: \(\frac{{144}}{x}(\;{\rm{m}})\)

Chu vi của mảnh vườn là: \(P(x) = 2\left( {x + \frac{{144}}{x}} \right) = 2x + \frac{{288}}{x}(m)\)

b) Vì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } P(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left( {2x + \frac{{288}}{x}} \right) =  + \infty ;\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } P(x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \left( {2x + \frac{{288}}{x}} \right) =  - \infty \)

Do đó, đồ thị hàm số \({\rm{P}}({\rm{x}})\) không có tiệm cận ngang.

Vì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \left( {2x + \frac{{288}}{x}} \right) =  - \infty ;\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \left( {2x + \frac{{288}}{x}} \right) =  + \infty \)

Do đó, đồ thị hàm số \({\rm{P}}({\rm{x}})\) có tiệm cận đứng là \(x = 0\).

Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } [P(x) - 2x] = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left( {2x + \frac{{288}}{x} - 2x} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{288}}{x} = 0\)

Do đó, đồ thị hàm số \({\rm{P}}({\rm{x}})\) có tiệm cận xiên là: \(y = 2x\).