Bộ 5 đề thi giữa kì 1 Toán 12 Cánh diều cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 1
Đề thi

Bộ 5 đề thi giữa kì 1 Toán 12 Cánh diều cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 1

A
Admin
ToánLớp 1262 lượt thi
21 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

A. TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Cho hàm số \[y = f\left( x \right)\] có bảng biến thiên như hình vẽ bên dưới.

Media VietJack

Hàm số \[y = f\left( x \right)\] đồng biến trên khoảng nào dưới đây?

\[\left( {2;4} \right)\].

\[\left( { - \infty ;4} \right)\].

\[\left( {3; + \infty } \right)\].

\[\left( {2; + \infty } \right)\].

Xem đáp án

Lời giải

Hàm số đồng biến trên các khoảng \[\left( { - \infty ; - 2} \right)\] và \[\left( {3; + \infty } \right)\]. Chọn C.

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị là đường cong trong hình bên dưới.

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị là đường cong trong hình bên dưới.  Điểm cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có tọa độ là (ảnh 1)

Điểm cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có tọa độ là

\(\left( {3;1} \right)\).

\(\left( { - 1; - 1} \right)\).

\(\left( {1;3} \right)\).

\(\left( {1;\, - 1} \right)\).

Xem đáp án

Lời giải

Từ hình vẽ, ta thấy điểm cực tiểu của đồ thị hàm số đã cho có tọa độ là \(\left( { - 1; - 1} \right)\). Chọn B.

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số  \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như hình vẽ. Mệnh đề nào sau đây là sai?

Cho hàm số  \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như hình vẽ. Mệnh đề nào sau đây là sai? (ảnh 1)

Hàm số \(y = f\left( x \right)\) có giá trị nhỏ nhất bằng \( - 2\).

Hàm số \(y = f\left( x \right)\) không có giá trị lớn nhất.

Hàm số \(y = f\left( x \right)\) có giá trị lớn nhất bằng \[ - 1\].

Hàm số \(y = f\left( x \right)\) đạt giá trị nhỏ nhất tại \( \pm 1\).

Xem đáp án

Lời giải

Dựa vào bảng biến thiên hàm số \(y = f\left( x \right)\), ta thấy hàm số không có giá trị lớn nhất trên TXĐ và hàm số có giá trị nhỏ nhất bằng \( - 2\) tại \(x =  - 1\), \(x = 1\).

Nên đáp án C sai. Chọn C.

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y = \frac{{2x - 1}}{{x + 1}}\) là đường thẳng có phương trình

\(x = - 1.\)

\(y = - 1.\)

\(x = 2.\)

\(y = 2.\)

Xem đáp án

Lời giải

Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{\left( { - 1} \right)}^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{\left( { - 1} \right)}^ - }} \frac{{2x - 1}}{{x + 1}} =  + \infty  \Rightarrow x =  - 1\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số. Chọn A.

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên được cho dưới đây.

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên được cho dưới đây.  Tổng số đường tiệm cận ngang và tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) là (ảnh 1)

Tổng số đường tiệm cận ngang và tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) là

\(2\).

\(3\).

\(0\).

\(1\).

Xem đáp án

Lời giải

Đồ thị hàm số đã cho có 1 tiệm cận đứng \(x =  - 3\) và 1 tiệm cận ngang \(y = 2\). Chọn A.

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như hình sau:

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng biến thiên như hình sau:  Số giao điểm của đồ thị hàm số đã cho với trục hoành là (ảnh 1)

Số giao điểm của đồ thị hàm số đã cho với trục hoành là

\(0\).

\(2\).

\(3\).

\(1\).

Xem đáp án

Lời giải

Từ bảng biến thiên ta thấy phương trình \(f\left( x \right) = 0\) có đúng 1 nghiệm. Vậy đồ thị hàm số đã cho cắt trục hoành tại đúng 1 điểm. Chọn D.

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Đường cong trong hình vẽ là đồ thị của hàm số nào dưới đây?

Đường cong trong hình vẽ là đồ thị của hàm số nào dưới đây?  (ảnh 1)

\(y = \frac{{x - 2}}{{x + 1}}\).

\(y = \frac{x}{{x - 1}}\).

\(y = \frac{{x + 1}}{{x - 1}}\).

\(y = \frac{x}{{x + 1}}\).

Xem đáp án

Lời giải

Từ hình vẽ ta thấy đồ thị hàm số đi qua điểm \(O\left( {0;0} \right)\) và có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x = {x_0} > 0\); tiệm cận ngang là đường thẳng \(y = {y_0} > 0\). Trong các đáp án trên chỉ có đáp án B là thỏa mãn. Chọn B.

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình chóp \[S.ABCD\] có đáy \[ABCD\] là hình bình hành. Chọn khẳng định đúng.

\[\overrightarrow {SB} = \overrightarrow {DA} + \overrightarrow {DC} - \overrightarrow {DS} \].

\[\overrightarrow {SB} = \overrightarrow {DA} + \overrightarrow {DC} + \overrightarrow {DS} \].

\[\overrightarrow {SB} = \overrightarrow {DA} - \overrightarrow {DC} - \overrightarrow {DS} \].

\[\overrightarrow {SB} = \overrightarrow {DA} - \overrightarrow {DC} + \overrightarrow {DS} \].

Xem đáp án

Lời giải

Cho hình chóp \[S.ABCD\] có đáy \[ABCD\] là hình bình hành. Chọn khẳng định đúng. (ảnh 1)

Ta có \[\overrightarrow {SB}  = \overrightarrow {DB}  - \overrightarrow {DS}  = \overrightarrow {DA}  + \overrightarrow {DC}  - \overrightarrow {DS} \]. Chọn A.

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \) là hai vectơ cùng hướng và đều khác vectơ \(\overrightarrow 0 \). Mệnh đề nào sau đây đúng?

\(\overrightarrow a \cdot \overrightarrow b = \left| {\overrightarrow a } \right| \cdot \left| {\overrightarrow b } \right|\).

\(\overrightarrow a \cdot \overrightarrow b = 0\).

\(\overrightarrow a \cdot \overrightarrow b = - 1\).

\(\overrightarrow a \cdot \overrightarrow b = - \left| {\overrightarrow a } \right| \cdot \left| {\overrightarrow b } \right|\).

Xem đáp án

Lời giải

Do \(\overrightarrow a \) và \(\overrightarrow b \) là hai vectơ cùng hướng nên \(\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = 0^\circ  \Rightarrow cos\left( {\overrightarrow a ,\overrightarrow b } \right) = 1\). Vậy \(\overrightarrow a  \cdot \overrightarrow b  = \left| {\overrightarrow a } \right| \cdot \left| {\overrightarrow b } \right|\). Chọn A.

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \[y = f\left( x \right) = {x^3} + 3{x^2} - 1\]. Giá trị cực đại của hàm số đã cho là

\( - 1\).

\(0\).

\( - 2\).

\(3\).

Xem đáp án

Lời giải

Ta có \[y' = 3{x^2} + 6x \Rightarrow y' = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x =  - 2\end{array} \right..\]

Bảng biến thiên:

Cho hàm số \[y = f\left( x \right) = {x^3} + 3{x^2} - 1\]. Giá trị cực đại của hàm số đã cho là (ảnh 1)

Vậy giá trị cực đại của hàm số bằng 3. Chọn D.

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Hàm số nào có bảng biến thiên như hình dưới đây?

Hàm số nào có bảng biến thiên như hình dưới đây?   (ảnh 1)

\[y = - \frac{7}{4}{x^3} + \frac{{21}}{2}{x^2} - \frac{{63}}{4}x + 7\].

\[y = \frac{7}{4}{x^3} + \frac{{21}}{2}{x^2} - \frac{{63}}{4}x + 7\].

\[y = - \frac{5}{3}{x^3} + \frac{{21}}{2}{x^2} - \frac{{63}}{4}x\].

\[y = \frac{5}{3}{x^3} + \frac{{21}}{2}{x^2} - \frac{{63}}{4}x\].

Xem đáp án

Lời giải

Bảng biến thiên có chiều có dạng là hàm số bậc ba với hệ số \(a < 0\) và và đi qua điểm \(\left( {1;0} \right)\), trong các hàm số đã cho, ta thấy hàm số \[y =  - \frac{7}{4}{x^3} + \frac{{21}}{2}{x^2} - \frac{{63}}{4}x + 7\] thoả mãn. Chọn A.

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có cạnh bằng \(a\). Gọi \(O,O'\) lần lượt là tâm của hình vuông \(ABCD\) và \(A'B'C'D'\). Độ dài vec tơ \(\overrightarrow {OA'}  + \overrightarrow {OB'}  + \overrightarrow {OC'}  + \overrightarrow {OD'} \) bằng

\(4a\).

\(6a\).

\(2a\).

\(a\).

Xem đáp án

Lời giải

Cho hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có cạnh bằng \(a\). Gọi \(O,O'\) lần lượt là tâm của hình vuông \(ABCD\) và \(A'B'C'D'\). Độ dài vec tơ \(\overrightarrow {OA'}  + \overrightarrow {OB'}  + \overrightarrow {OC'}  + \overrightarrow {OD'} \) bằng (ảnh 1)

Ta có \(\overrightarrow {OA'}  + \overrightarrow {OB'}  + \overrightarrow {OC'}  + \overrightarrow {OD'}  = \left( {\overrightarrow {OA'}  + \overrightarrow {OC'} } \right) + \left( {\overrightarrow {OB'}  + \overrightarrow {OD'} } \right) = 2\overrightarrow {OO'}  + 2\overrightarrow {OO'}  = 4\overrightarrow {OO'} \).

Suy ra \(\left| {\overrightarrow {OA'}  + \overrightarrow {OB'}  + \overrightarrow {OC'}  + \overrightarrow {OD'} } \right| = 4\left| {\overrightarrow {OO'} } \right| = 4a\). Chọn A.

13. Tự luận
1 điểm

B. TRẮC NGHIỆM ĐÚNG - SAI. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Hỏi hàm số Media VietJack có đồ thị \(\left( C \right)\).

a) Đồ thị \(\left( C \right)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x =  - 1\).

b) Đường thẳng \(y = x + 1\) là tiệm cận xiên của đồ thị \(\left( C \right)\).

c) Hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left( { - 4; - 1} \right)\) và \(\left( { - 1;2} \right)\).

d) Đường thẳng đi qua điểm cực đại và điểm cực tiểu của đồ thị hàm số là \(y = 2x + 3\).

Xem đáp án

Lời giải

a) Đúng. Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - {1^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - {1^ + }} \frac{{{x^2} - 3x + 5}}{{x + 1}} =  + \infty \) và \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - {1^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - {1^ - }} \frac{{{x^2} - 3x + 5}}{{x + 1}} =  - \infty \).

Nên đồ thị \(\left( C \right)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x =  - 1\).

b) Sai. Ta có \(y = \frac{{{x^2} - 3x + 5}}{{x + 1}} = x - 4 + \frac{9}{{x + 1}}\). Khi đó, \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left[ {f\left( x \right) - \left( {x - 4} \right)} \right] = 0\).

Do đó, tiệm cận xiên của \(\left( C \right)\) là đường thẳng \(y = x - 4\).

c) Đúng. TXĐ: \(D = \mathbb{R}\backslash \left\{ { - 1} \right\}\). Ta có \(y' = \frac{{{x^2} + 2x - 8}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}\). Giải \(y' = 0\), ta được \(x =  - 4\) và \(x = 2\).

Bảng biến thiên:

a) Đồ thị \(\left( C \right)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x =  - 1\).  b) Đường thẳng \(y = x + 1\) là tiệm cận xiên của đồ thị \(\left( C \right)\). (ảnh 1)

Hàm số nghịch biến trên các khoảng  và \(\left( { - 1;2} \right)\).

d) Sai. Từ BBT suy ra đồ thị hàm số có 2 điểm cực trị là \(A\left( { - 4; - 11} \right),B\left( {2\,;1} \right)\).

Vậy đường thẳng qua 2 điểm cực trị là \(\frac{{x - 2}}{{2 - \left( { - 4} \right)}} = \frac{{y - 1}}{{1 - \left( { - 11} \right)}} \Leftrightarrow \frac{{x - 2}}{6} = \frac{{y - 1}}{{12}}\)

\( \Rightarrow 12x - 24 = 6y - 6 \Leftrightarrow y = 2x - 3\).

14. Tự luận
1 điểm

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Cho hình hộp chữ nhật \(ABCD.A'B'C'D'\) và \(AB = a\), \[AD = b\], \(AA' = c\). Gọi \(M\) là trung điểm của \(B'C'\) và \(G\) là trọng tâm tam giác \(DC'D'\).

a) Có 3 vectơ có điểm đầu và điểm cuối là các đỉnh của hình hộp chữ nhật bằng \(\overrightarrow {AB} \).  b) \(\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AD}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} \). (ảnh 1)


a) Có 3 vectơ có điểm đầu và điểm cuối là các đỉnh của hình hộp chữ nhật bằng \(\overrightarrow {AB} \).

b) \(\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AD}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {AB} \).

c) \(\overrightarrow {AG}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {AB}  + \frac{2}{3}\overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AD} \) và \(AG = \sqrt {\frac{1}{9}{a^2} + \frac{4}{9}{c^2} + {b^2}} \).

d) \(\overrightarrow {AM}  \cdot \overrightarrow {AG}  = \frac{1}{6}{a^2} + {b^2} + \frac{2}{3}{c^2}\).

Xem đáp án

Lời giải

a) Đúng. Ta có \(\overrightarrow {AB}  = \overrightarrow {A'B'}  = \overrightarrow {D'C'}  = \overrightarrow {DC} \).

b) Sai. Vì \(\overrightarrow {A'B'}  = \overrightarrow {AB} \) (do \(ABB'A'\) là hình bình hành), \[\overrightarrow {B'M}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {B'C'}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {AD} \] (do \(M\) là trung điểm của \(B'C'\), và \(ADC'B'\) là hình bình hành).

Nên ta có: \(\overrightarrow {AM}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {A'B'}  + \overrightarrow {B'M}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AB}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {AD} \).

c) Đúng. Ta có: \(3\overrightarrow {AG}  = \overrightarrow {AD}  + \overrightarrow {AD'}  + \overrightarrow {AC'} \) (vì \(G\) là trọng tâm tam giác \(DC'D'\)).

Mà \(\overrightarrow {AD'}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AD} \) (vì \(ADD'A'\) là hình bình hành), \(\overrightarrow {AC'}  = \overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AD} \) (do \(ABCD.A'B'C'D'\) là hình hộp).

Nên \(3\overrightarrow {AG}  = \overrightarrow {AB}  + 2\overrightarrow {AA'}  + 3\overrightarrow {AD}  \Rightarrow \overrightarrow {AG}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {AB}  + \frac{2}{3}\overrightarrow {AA'}  + \overrightarrow {AD} \).

Bình phương 2 vế và lưu ý \(\overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {AA'}  = \overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {AD}  \cdot \overrightarrow {AA'}  = 0\) (các vectơ đôi một vuông góc) ta có:

\(A{G^2} = \frac{1}{9}A{B^2} + \frac{4}{9}A{A'^2} + A{D^2} = \frac{1}{9}{a^2} + \frac{4}{9}{c^2} + {b^2}\)\( \Rightarrow AG = \sqrt {\frac{1}{9}{a^2} + \frac{4}{9}{c^2} + {b^2}} \).

d) Sai. Vì \(\overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {AA'}  = \overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {AD}  \cdot \overrightarrow {AA'}  = 0\) (các vectơ đôi một vuông góc).

Nên ta có: \(\overrightarrow {AM}  \cdot \overrightarrow {AG}  = \left( {\overrightarrow {AB}  + \frac{1}{2}\overrightarrow {AD}  + \overrightarrow {AA'} } \right) \cdot \left( {\frac{1}{3}\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AD}  + \frac{2}{3}\overrightarrow {AA'} } \right)\)

                                 \( = \frac{1}{3}A{B^2} + \frac{1}{2}A{D^2} + \frac{2}{3}A{A'^2}\)\( = \frac{1}{3}{a^2} + \frac{1}{2}{b^2} + \frac{2}{3}{c^2}\).

15. Tự luận
1 điểm

C. TRẢ LỜI NGẮN.

Số lượng sản phẩm bán được của một công ty trong \(x\) (tháng) được tính theo công thức \(S\left( x \right) = 500\left( {3 - \frac{7}{{3 + x}}} \right)\), trong đó \(x \ge 1\). Số lượng sản phẩm được bán của công ty đó trong \(x\) (tháng) khi \(x\) đủ lớn gần bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Lời giải

Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } S\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } 500\left( {3 - \frac{7}{{3 + x}}} \right) = 1500\).

Vậy đồ thị hàm số \(y = S\left( x \right)\) nhận đường thẳng \(y = 1500\) làm tiệm cận ngang, tức là khi \(x\) càng lớn lượng sản phẩm bán ra sẽ tiến gần đến mức \(1500\) (sản phẩm/tháng).

Đáp án: 1500.

16. Tự luận
1 điểm

Cho hàm số bậc ba \[y = {x^3} + a{x^2} + bx + c\] có đồ thị như hình vẽ dưới đây.

Cho hàm số bậc ba \[y = {x^3} + a{x^2} + bx + c\] có đồ thị như hình vẽ dưới đây.  Tính giá trị của \[S = a + 2b + 3c\]. (ảnh 1)

Tính giá trị của \[S = a + 2b + 3c\].

Xem đáp án

Lời giải

Ta có \[y' = 3{x^2} + 2ax + b\].

Đồ thị hàm số đi qua điểm \[\left( {0;2} \right)\]; hàm số có hai điểm cực trị là \[x = 0\] và \[x = 2\], nên ta có hệ phương trình:

\[\left\{ \begin{array}{l}c = 2\\b = 0\\12 + 4a + b = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a =  - 3\\b = 0\\c = 2\end{array} \right.\].

Vậy \[a + 2b + 3c =  - 3 + 6 = 3\].

Đáp án: 3.

17. Tự luận
1 điểm

Gọi \(M,\,m\) lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y = x + \sqrt {2 - {x^2}} \).

Tính \(M - \sqrt 2  \cdot m\).

Xem đáp án

Lời giải

Điều kiện: \(2 - {x^2} \ge 0 \Leftrightarrow  - \sqrt 2  \le x \le \sqrt 2 \).

Tập xác định của hàm số \(y = x + \sqrt {2 - {x^2}} \) là \(D = \left[ { - \sqrt 2 ;\,\sqrt 2 } \right]\).

Ta có \(y' = 1 - \frac{x}{{\sqrt {2 - {x^2}} }}\).

\(y' = 0 \Leftrightarrow \sqrt {2 - {x^2}}  = x \Rightarrow x = 1 \in \left( { - \sqrt 2 ;\,\sqrt 2 } \right)\).

\(y\left( { - \sqrt 2 } \right) =  - \sqrt 2 \); \(y\left( {\sqrt 2 } \right) = \sqrt 2 \); \(y\left( 1 \right) = 2\).

Khi đó, \[M = \max y = y\left( 1 \right) = 2;\,\,m = \min y = y\left( { - \sqrt 2 } \right) =  - \sqrt 2 \].

Vậy \(M - \sqrt 2  \cdot m = 2 - \sqrt 2  \cdot \,\left( { - \sqrt 2 } \right) = 4\).

Đáp án: 4.

18. Tự luận
1 điểm

Cho hai vectơ \[\overrightarrow a \] và \[\overrightarrow b \] thỏa mãn \[\left| {\overrightarrow a } \right| = 3,\left| {\overrightarrow b } \right| = 2\sqrt 3 ,\overrightarrow a  \cdot \overrightarrow b  =  - 3\]. Tính \[\left| {2\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right|\].

Xem đáp án

Lời giải

Ta có \[{\left| {2\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right|^2} = {\left( {2\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right)^2} = 4{\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + 4\overrightarrow a  \cdot \overrightarrow b  + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} = 4 \cdot {3^2} + 4 \cdot \left( { - 3} \right) + {\left( {2\sqrt 3 } \right)^2} = 36\].

Suy ra \[\left| {2\overrightarrow a  + \overrightarrow b } \right| = \sqrt {36}  = 6\].

Đáp án: 6.

19. Tự luận
1 điểm

PHẦN II. TỰ LUẬN

Cho hai vị trí \[A,B\] cách nhau \[615\,{\rm{m}}\], cùng nằm về một phía bờ sông. Khoảng cách từ \[A\] và \[B\] đến bờ sông lần lượt là \[118\,{\rm{m}}\] và \[487\,{\rm{m}}\]. Một người đi từ \[A\] đến bờ sông để lấy nước mang về  \[B\]. Xác định độ dài đoạn đường ngắn nhất mà người đó có thể đi.

Xem đáp án

Xác định độ dài đoạn đường ngắn nhất mà người đó có thể đi. (ảnh 1)

Gọi \[E,F\] là hình chiếu của \[A,B\] trên bờ sông. \[D\] là hình chiếu của \[A\] trên \[BF\].

Áp dụng định lí Pythagore trong tam giác \[ADB\] ta có

\[AD = \sqrt {A{B^2} - B{D^2}}  = \sqrt {{{615}^2} - {{\left( {487 - 118} \right)}^2}}  = 492\,\,{\rm{m}}\].

Đặt \[EM = x\,\left( {0 \le x \le 492} \right)\] ta có quãng đường mà người đi lấy nước phải đi là 

\[S = AM + MB = \sqrt {{{118}^2} + {x^2}}  + \sqrt {{{\left( {492 - x} \right)}^2} + {{487}^2}}  = \sqrt {{{118}^2} + {x^2}}  + \sqrt {{x^2} - 984x + 479233} \].

Ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số \[f\left( x \right) = \sqrt {{{118}^2} + {x^2}}  + \sqrt {{x^2} - 984x + 479233} \] trên đoạn \[\left[ {0;492} \right]\].

Cách 1: Sử dụng máy tính dừng chức năng TABLE thu được  \[\mathop {{\rm{min}}}\limits_{\left[ {0;492} \right]} f\left( x \right) = 779,8\,{\rm{m}}\].

Cách 2: Ta có \[f'\left( x \right) = \frac{x}{{\sqrt {{x^2} + {{118}^2}} }} + \frac{{x - 492}}{{\sqrt {{x^2} - 984x + 479233} }}\]

\[f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \frac{x}{{\sqrt {{x^2} + {{118}^2}} }} = \frac{{492 - x}}{{\sqrt {{x^2} - 984x + 479233} }} \Rightarrow 223245{x^2} + 13701216x - 13924 \cdot 242064 = 0\]

\[ \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{58056}}{{605}}\\x =  - \frac{{472}}{3}\;\left( l \right)\end{array} \right. \Rightarrow x = \frac{{58056}}{{605}}\].

Ta có BBT:

Xác định độ dài đoạn đường ngắn nhất mà người đó có thể đi. (ảnh 2)

Vậy \[\mathop {{\rm{min}}}\limits_{\left[ {0;492} \right]} f\left( x \right) = f\left( {\frac{{58056}}{{605}}} \right) \approx 779,8\,{\rm{m}}\].

20. Tự luận
1 điểm

Một thùng rác thông minh cảm ứng tự động đóng mở dạng hình hộp chữ nhật có đáy là hình vuông và có thể tích là 2000 cm2.  Thùng rác được làm bằng nhựa ABS có độ bền cao, chịu nhiệt, cách điện, chống nước. Để lượng vật liệu dùng để sản xuất thùng rác là nhỏ nhất thì chiều cao của chiếc hộp bằng bao nhiêu? Để lượng vật liệu dùng để sản xuất thùng rác là nhỏ nhất thì chiều cao của chiếc hộp bằng bao nhiêu? (ảnh 1)

Xem đáp án

Lời giải

Gọi \(x\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\) là cạnh đáy của chiếc thùng \(\,\left( {x > 0} \right)\).

Khi đó diện tích đáy thùng là \(x{\,^2}\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}} \right)\).

Vì thể tích thùng là \(2000\,{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}\) nên chiều cao hộp là \(h = \frac{{2000}}{{{x^2}}}\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

Tổng diện tích các bề mặt của chiếc thùng là: \(S = 2{x^2} + 4xh = \,\,2{x^2} + \frac{{8000}}{x}\,\,\,\left( {x > 0} \right)\).

Ta có \(S' = 4x - \frac{{8000}}{{{x^2}}}\,\, = \frac{{4{x^3} - 8000}}{{{x^2}}};\,\,\,S'\, = 0 \Leftrightarrow x = 10\sqrt[3]{2}\).

Bằng cách bảng biến thiên, dễ thấy diện tích bề mặt thùng nhỏ nhất khi cạnh đáy của thùng là \(10\sqrt[3]{2}\) và chiều cao của thùng là \(\frac{{20}}{{\sqrt[3]{4}}}\).

Vậy nguyên liệu để sản xuất chiếc thùng là ít nhất khi chiều cao thùng là \(\frac{{20}}{{\sqrt[3]{4}}}\,\,{\rm{cm}}.\)

21. Tự luận
1 điểm

Người ta vận chuyển một thùng hàng có dạng hình hộp chữ nhật bằng cách móc 4 dây cáp vào 4 góc trên của thùng hàng và đầu còn lại móc vào cần cẩu như hình vẽ. Biết rằng các đoạn dây cáp có độ dài bằng nhau và góc tạo bởi hai đoạn dây cáp đối diện nhau là 60°. Chiếc cần cẩu kéo thùng hàng lên theo phương thẳng đứng. Biết rằng \(\overrightarrow {{F_1}} ,\,\overrightarrow {{F_2}} ,\,\overrightarrow {{F_3}} ,\,\overrightarrow {{F_4}} \) chịu được tối đa lực căng là 5 000 N. Hỏi cần cẩu nâng được thùng hàng có khối lượng (đơn vị: kg) tối đa là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2.

Hỏi cần cẩu nâng được thùng hàng có khối lượng (đơn vị: kg) tối đa là bao nhiêu? (ảnh 1)

Xem đáp án

Lời giải

Hỏi cần cẩu nâng được thùng hàng có khối lượng (đơn vị: kg) tối đa là bao nhiêu? (ảnh 2)

Theo hình vẽ ta có các vectơ \[\overrightarrow {AS} ,\,\overrightarrow {BS} ,\,\overrightarrow {CS} ,\,\overrightarrow {DS} \] biểu thị các lực căng \(\overrightarrow {{F_1}} ,\,\overrightarrow {{F_2}} ,\,\overrightarrow {{F_3}} ,\,\overrightarrow {{F_4}} \).

Khi đó, \(\overrightarrow {{F_1}}  + \,\overrightarrow {{F_2}}  + \,\overrightarrow {{F_3}}  + \,\overrightarrow {{F_4}}  = \overrightarrow {AS}  + \,\overrightarrow {BS}  + \,\overrightarrow {CS}  + \,\overrightarrow {DS} \)

\( =  - \left( {\overrightarrow {SA}  + \,\overrightarrow {SB}  + \,\overrightarrow {SC}  + \,\overrightarrow {SD} } \right) =  - \left[ {\left( {\overrightarrow {SA}  + \,\overrightarrow {SC} } \right) + \,\left( {\overrightarrow {SB}  + \,\overrightarrow {SD} } \right)} \right]\)

\( =  - \left( {2\overrightarrow {SO}  + 2\overrightarrow {SO} } \right) =  - 4\overrightarrow {SO} \).

Vì các đoạn dây cáp có độ dài bằng nhau và góc tạo bởi hai đoạn dây cáp đối diện nhau là 60° nên tam giác \[SAC\] cân và \[\widehat {ASC} = 60^\circ \], do đó tam giác \[SAC\] đều, suy ra \[SO = SA \cdot \frac{{\sqrt 3 }}{2}\].

Khi đó, \(\left| {\overrightarrow {{F_1}}  + \,\overrightarrow {{F_2}}  + \,\overrightarrow {{F_3}}  + \,\overrightarrow {{F_4}} } \right| = 4SO = 4 \cdot SA \cdot \frac{{\sqrt 3 }}{2} = 4 \cdot 5\,000 \cdot \frac{{\sqrt 3 }}{2} = 10\,000\sqrt 3 \,\,{\rm{(N)}}{\rm{.}}\)

Ta có \[\overrightarrow P  = m \cdot \overrightarrow g \], suy ra \[P = m \cdot g = 10m\].

Để cần cẩu nâng được thùng hàng thì \(\left| {\overrightarrow {{F_1}}  + \,\overrightarrow {{F_2}}  + \,\overrightarrow {{F_3}}  + \,\overrightarrow {{F_4}} } \right| \ge P\).

Suy ra \(10\,000\sqrt 3  \ge 10m \Rightarrow m \le 1\,000\sqrt 3 \,\,{\rm{(kg)}}\).

Vậy \(m \le 1\,000\sqrt 3 \,\,{\rm{(kg)}}\).