Đề thi cuối kì 1 Toán 12 năm 2025-2026 THPT Mạc Đĩnh Chi (TP.HCM) có đáp án
Đề thi

Đề thi cuối kì 1 Toán 12 năm 2025-2026 THPT Mạc Đĩnh Chi (TP.HCM) có đáp án

A
Admin
ToánLớp 1289 lượt thi
21 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm

PHẦN I. (3 điểm) Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Mỗi câu hỏi học sinh chỉ chọn một phương án.

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có bảng xét dấu đạo hàm như hình vẽ bên dưới.

Cho hàm số y = f(x) có bảng xét dấu đạo hàm như hình vẽ bên dưới.Hàm số y = f(x) nghịch biến trên khoảng nào sau đây? (ảnh 1)

Hàm số \(y = f\left( x \right)\) nghịch biến trên khoảng nào sau đây?

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

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

\(\left( {0;3} \right)\).

\(\left( { - 2;0} \right)\).

Xem đáp án

Từ bảng xét dấu, ta thấy: hàm số nghịch biến trên khoảng \(\left( { - 1;2} \right)\).

Đối chiếu các phương án, khoảng nghịch biến là \(\left( {0;3} \right)\).

Đáp án: B.

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\) và có đồ thị như hình vẽ bên. Hàm số \(f\left( x \right)\) đạt cực tiểu tại

\(x = - 1\).

\(x = 0\).

\(x = 1\).

\(x = - 4\).

Xem đáp án

Dựa vào đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\): Đồ thị đạt điểm cực tiểu tại điểm \(\left( {1; - 4} \right)\).

Do đó, hàm số đạt cực tiểu tại điểm \(x = 1\).

Đáp án: C.

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tâm đối xứng của đồ thị hàm số \(y = \frac{{2x - 3}}{{x + 1}}\) là điểm có tọa độ

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

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

\(\left( {1;2} \right)\).

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

Xem đáp án

Đồ thị hàm số bậc nhất trên bậc nhất \(y = \frac{{ax + b}}{{cx + d}}\) có tâm đối xứng là giao điểm của hai đường tiệm cận:

Hàm số: \(y = \frac{{2x - 3}}{{x + 1}}\).

Tiệm cận đứng: \(x = - 1\).

Tiệm cận ngang: \(y = 2\).

Tâm đối xứng: \(I\left( { - 1;2} \right)\).

Đáp án: B.

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm

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

\(x = - 2\).

\(y = - 2\).

\(x = 1\).

\(y = 1\).

Xem đáp án

Đồ thị hàm số \(y = \frac{{{x^2} + x - 1}}{{x + 2}}\):

Mẫu số bằng \(0\) khi \(x = - 2\).

Với \(x = - 2\), tử số là \({\left( { - 2} \right)^2} + \left( { - 2} \right) - 1 = 1 \ne 0\).

Do đó, đường tiệm cận đứng là \(x = - 2\).

Đáp án: A.

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian \(Oxyz\), điểm nào thuộc mặt phẳng tọa độ \(\left( {Oxy} \right)\) trong các điểm sau đây?

\[\left( {0;2;3} \right)\].

\[\left( {1;2;0} \right)\].

\[\left( {1;0;3} \right)\].

\[\left( {0;0;3} \right)\].

Xem đáp án

Trong không gian \(Oxyz\), điểm thuộc mặt phẳng tọa độ \(\left( {Oxy} \right)\) phải có tung độ và hoành độ tùy ý, còn cao độ bằng \(0\) (\(z = 0\)).

Xét các điểm, điểm \(\left( {1;2;0} \right)\) có \(z = 0\).

Đáp án: B.

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian \(Oxyz\), biết \[\overrightarrow {OM} = \overrightarrow i + 3\overrightarrow j - 2\overrightarrow k \]. Tọa độ của điểm \(M\) là

\[\left( {3;1; - 2} \right)\].

\[\left( {1;3; - 2} \right)\].

\[\left( {1;3;2} \right)\].

\[\left( {3;1;2} \right)\].

Xem đáp án

Trong không gian \(Oxyz\), ta có \(\overrightarrow {OM} = \vec i + 3\vec j - 2\vec k\).

Tọa độ điểm \(M\) chính là tọa độ của vectơ \(\overrightarrow {OM} \).

Do đó, \(M\left( {1;3; - 2} \right)\).

Đáp án: B.

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian \(Oxyz\), cho \[\overrightarrow a = \left( {2; - 3;1} \right),\overrightarrow b = \left( {0;4; - 2} \right)\]. Tọa độ của vectơ \[\overrightarrow v = \overrightarrow a - \overrightarrow b \] là

\(\left( {2; - 7;3} \right)\).

\(\left( { - 2;7; - 3} \right)\).

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

\[\left( { - 2; - 1;1} \right)\].

Xem đáp án

Tọa độ vectơ \(\vec v = \vec a - \vec b\) là: \(\vec v = \left( {2 - 0; - 3 - 4;1 - \left( { - 2} \right)} \right) = \left( {2; - 7;3} \right)\).

Đáp án: A.

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Biết đường cong đậm nét trong hình vẽ bên là đồ thị của một trong bốn hàm số dưới đây. Hàm số đó là: (ảnh 1)

Biết đường cong đậm nét trong hình vẽ bên là đồ thị của một trong bốn hàm số dưới đây. Hàm số đó là:

\(y = \frac{{2x + 3}}{{x - 1}}\).

\(y = \frac{{{x^2} - 3x - 3}}{{x + 1}}\).

\(y = \frac{{ - {x^2} + 3x + 3}}{{x - 1}}\).

\(y = \frac{{{x^2} - 3x + 3}}{{x - 1}}\).

Xem đáp án

Đồ thị hàm số có dạng là hàm số bậc hai trên bậc nhất nên loại phương án A.

Đồ thị hàm số có đường tiệm cận đứng \(x = a > 0\). Loại phương án B (tiệm cận đứng \(x = - 1\)).

Tiệm cận xiên: Chia tử cho mẫu:

Với phương án C: \(y = \frac{{ - {x^2} + 3x + 3}}{{x - 1}} = - x + 2 + \frac{5}{{x - 1}} \Rightarrow \) Tiệm cận xiên là \(y = - x + 2\) (hệ số góc âm, đồ thị đi xuống). Tuy nhiên đồ thị trong hình đi lên từ trái sang phải, hệ số góc dương.

Với phương án D: \(y = \frac{{{x^2} - 3x + 3}}{{x - 1}} = x - 2 + \frac{1}{{x - 1}} \Rightarrow \) Tiệm cận xiên là \(y = x - 2\) (hệ số góc dương, phù hợp hình vẽ).

Điểm cực trị: \(y' = 1 - \frac{1}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}} = 0 \Leftrightarrow {\left( {x - 1} \right)^2} = 1 \Leftrightarrow x = 2\) hoặc \(x = 0\).

Với \(x = 0 \Rightarrow y = - 3 < 0\) (Cực đại).

Với \(x = 2 \Rightarrow y = 1 > 0\) (Cực tiểu).

→ Thỏa mãn hình vẽ.

Đáp án: D.

9. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian \(Oxyz\), cho hai điểm \[A\left( {3; - 2;1} \right),B\left( {5;0; - 1} \right)\]. Trung điểm \(I\) của đoạn thẳng \(AB\) có tọa độ là

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

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

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

\[\left( {4; - 1;0} \right)\].

Xem đáp án

Trung điểm \(I\) của \(AB\) có tọa độ: \({x_I} = \frac{{3 + 5}}{2} = 4,\quad {y_I} = \frac{{ - 2 + 0}}{2} = - 1,\quad {z_I} = \frac{{1 + \left( { - 1} \right)}}{2} = 0 \Rightarrow I\left( {4; - 1;0} \right)\).

Đáp án: D.

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho hình hộp chữ nhật \(ABCD.A'B'C'D'\) có \(AB = 1,AD = 2,AA' = 3\). Độ dài của vectơ \[\overrightarrow u = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AA'} \] bằng

\(6\).

\(14\).

\(\sqrt {14} \).

\(\sqrt 6 \).

Xem đáp án

Áp dụng quy tắc hình hộp cho hình hộp chữ nhật \(ABCD.A'B'C'D'\): \(\vec u = \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AD} + \overrightarrow {AA'} = \overrightarrow {AC'} \).

Độ dài của vectơ \(\vec u\) chính là độ dài đường chéo \(AC'\) của hình hộp chữ nhật:

\(\left| {\vec u} \right| = AC' = \sqrt {A{B^2} + A{D^2} + A{{A'}^2}} = \sqrt {{1^2} + {2^2} + {3^2}} = \sqrt {14} \).

Đáp án: C.

11. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một bác tài xế thống kê lại độ dài quãng đường (đơn vị: km) mà bác đã lái xe mỗi ngày trong một tháng ở bảng sau:

Độ dài quãng đường (km)

\[\left[ {50;100} \right)\]

\[\left[ {100;150} \right)\]

\[\left[ {150;200} \right)\]

\[\left[ {200;250} \right)\]

\[\left[ {250;300} \right)\]

Số ngày

\[5\]

\[10\]

\[9\]

\[4\]

\[2\]

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu ghép nhóm trên bằng     

\(50\).

\(150\).

\(250\).

\(200\).

Xem đáp án

Đầu mút trái của nhóm đầu tiên là \({a_1} = 50\).

Đầu mút phải của nhóm cuối cùng là \({a_k} = 300\).

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu ghép nhóm là: \(R = 300 - 50 = 250\).

Đáp án: C.

12. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Để kiểm tra thời gian (đơn vị: giờ) sử dụng pin của chiếc điện thoại mới, người ta thống kê thời gian sử dụng điện thoại liên tục từ lúc sạc đầy pin cho đến khi hết pin ở bảng sau:

Thời gian sử dụng (giờ)

\[\left[ {7;9} \right)\]

\[\left[ {9;11} \right)\]

\[\left[ {11;13} \right)\]

\[\left[ {13;15} \right)\]

\[\left[ {15;17} \right)\]

Số ngày

\[2\]

\[5\]

\[7\]

\[6\]

\[3\]

Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu ghép nhóm trên (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm) bằng

\(2,35\).

\(2,36\).

\(2,30\).

\(2,31\).

Xem đáp án

Cỡ mẫu \(n = 2 + 5 + 7 + 6 + 3 = 23\).

Giá trị đại diện \({x_i}\) của các nhóm:

\(\left[ {7;9} \right)\) có \({x_1} = 8\).

\(\left[ {9;11} \right)\) có \({x_2} = 10\).

\(\left[ {11;13} \right)\) có \({x_3} = 12\).

\(\left[ {13;15} \right)\) có \({x_4} = 14\).

\(\left[ {15;17} \right)\) có \({x_5} = 16\).

Số trung bình của mẫu số liệu ghép nhóm: \(\bar x = \frac{{2 \cdot 8 + 5 \cdot 10 + 7 \cdot 12 + 6 \cdot 14 + 3 \cdot 16}}{{23}} = \frac{{282}}{{23}}\).

Phương sai \({s^2}\): \({s^2} = \frac{{2 \cdot {8^2} + 5 \cdot {{10}^2} + 7 \cdot {{12}^2} + 6 \cdot {{14}^2} + 3 \cdot {{16}^2}}}{{23}} - {\bar x^2} \approx 5,3233\).

Độ lệch chuẩn \(s\): \(s = \sqrt {{s^2}} \approx 2,31\).

Đáp án: D.

13. Đúng sai
• 1 điểm

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai (2 điểm)

Lợi nhuận mỗi ngày của một xưởng khi sản xuất \(x\) (kg) một loại sản phẩm được cho bởi hàm số \(L\left( x \right) = - {x^3} + 24{x^2} + 780x - 5000\) (nghìn đồng). Biết công suất tối đa của xưởng là \(40\) kg sản phẩm trong một ngày. Giả sử mỗi ngày xưởng sản xuất \(x\)(kg) sản phẩm và bán hết.

a

\(L'\left( x \right) = - 3{x^2} + 48x + 780\).

ĐúngSai
b

\(L'\left( x \right) = 0\) có 2 nghiệm trên đoạn \(\left[ {0;40} \right]\).

ĐúngSai
c

\[L\left( 0 \right) = 0,L\left( {26} \right) = 13928,L\left( {40} \right) = 600\].

ĐúngSai
d

Mỗi ngày, để lợi nhuận cao nhất thì xưởng sản xuất \(26\) kg sản phẩm.

ĐúngSai
Xem đáp án

Hàm lợi nhuận: \(L\left( x \right) = - {x^3} + 24{x^2} + 780x - 5000\) trên đoạn \(\left[ {0;40} \right]\).

a) Đúng. Ta có đạo hàm: \(L'\left( x \right) = - 3{x^2} + 48x + 780\).

b) Sai. Ta có \(L'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow - 3{x^2} + 48x + 780 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 10\\x = 26\end{array} \right.\).

Trong hai nghiệm trên, chỉ có nghiệm \(x = 26\) thuộc đoạn \(\left[ {0;40} \right]\).

Vậy phương trình \(L'\left( x \right) = 0\) chỉ có 1 nghiệm thuộc đoạn \(\left[ {0;40} \right]\).

c) Sai. Ta có \(L\left( 0 \right) = - 5000 \ne 0\);

\(L\left( {26} \right) = - {26^3} + 24 \cdot {26^2} + 780 \cdot 26 - 5000 = 13928\);

\(L\left( {40} \right) = - {40^3} + 24 \cdot {40^2} + 780 \cdot 40 - 5000 = 600\).

Do giá trị \(L\left( 0 \right) = - 5000\) khác \(0\) nên ý c) sai.

d) Đúng. Khảo sát hàm số trên đoạn \(\left[ {0;40} \right]\):

So sánh các giá trị: \(L\left( 0 \right) = - 5000\); \(L\left( {26} \right) = 13928\) (Cực đại); \(L\left( {40} \right) = 600\).

Vậy lợi nhuận lớn nhất đạt được khi sản xuất \(26{\rm{\;kg}}\) sản phẩm.

14. Đúng sai
• 1 điểm

Cho hình chóp \(S.ABCD\) có đáy \(ABCD\) là hình chữ nhật, \(SA \bot \left( {ABCD} \right)\), \(AB = 3,AD = 6,SA = 6\). Điểm \(G\) là trọng tâm của tam giác \(SBD\). Chọn hệ trục tọa độ \(Oxyz\) có gốc tọa độ \(O\) trùng với \(A\), các điểm \(B,D,S\) lần lượt nằm trên các tia \(Ox,Oy,Oz\) và các vectơ đơn vị trên các trục tọa độ có độ dài bằng 1.

a

\(B\left( {3;0;0} \right),D\left( {0;6;0} \right),S\left( {0;0;6} \right)\).

ĐúngSai
b

\(\overrightarrow {CG} = \left( {2;4; - 2} \right)\).

ĐúngSai
c

\(\overrightarrow {CG} \cdot \overrightarrow {BD} = - 18\).

ĐúngSai
d

\(\left( {\overrightarrow {CG} ,\overrightarrow {BD} } \right) \approx 134,2^\circ \) (tính theo đơn vị đo độ và làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

ĐúngSai
Xem đáp án

Hình chóp \(S.ABCD\) có đáy là hình chữ nhật, \(SA \bot \left( {ABCD} \right)\), các cạnh \(AB = 3\), \(AD = 6\), \(SA = 6\).

Hệ trục tọa độ có gốc \(A\left( {0;0;0} \right)\), \(B \in Ox \Rightarrow B\left( {3;0;0} \right)\), \(D \in Oy \Rightarrow D\left( {0;6;0} \right)\), \(S \in Oz \Rightarrow S\left( {0;0;6} \right)\).

Do \(ABCD\) là hình chữ nhật nên điểm \(C\) có tọa độ \(C\left( {3;6;0} \right)\).

a) Đúng. Tọa độ các điểm chính xác là \(B\left( {3;0;0} \right)\), \(D\left( {0;6;0} \right)\), \(S\left( {0;0;6} \right)\).

b) Sai. Trọng tâm \(G\) của tam giác \(SBD\) có tọa độ:

\({x_G} = \frac{{0 + 3 + 0}}{3} = 1,\quad {y_G} = \frac{{0 + 0 + 6}}{3} = 2,\quad {z_G} = \frac{{6 + 0 + 0}}{3} = 2 \Rightarrow G\left( {1;2;2} \right)\).

Tọa độ vectơ \(\overrightarrow {CG} \): \(\overrightarrow {CG} = \left( {1 - 3;2 - 6;2 - 0} \right) = \left( { - 2; - 4;2} \right)\).

c) Đúng. Ta có \(\overrightarrow {BD} = \left( { - 3;6;0} \right)\).

Suy ra \(\overrightarrow {CG} \cdot \overrightarrow {BD} = \left( { - 2} \right) \cdot \left( { - 3} \right) + \left( { - 4} \right) \cdot 6 + 2 \cdot 0 = 6 - 24 + 0 = - 18\).

d) Sai. Ta có \(\left| {\overrightarrow {CG} } \right| = \sqrt {{{\left( { - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2} + {2^2}} = \sqrt {24} = 2\sqrt 6 \); \(\left| {\overrightarrow {BD} } \right| = \sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {6^2} + {0^2}} = \sqrt {45} = 3\sqrt 5 \).

Suy ra \(\cos \left( {\overrightarrow {CG} ,\overrightarrow {BD} } \right) = \frac{{\overrightarrow {CG} \cdot \overrightarrow {BD} }}{{\left| {\overrightarrow {CG} } \right| \cdot \left| {\overrightarrow {BD} } \right|}} = \frac{{ - 18}}{{2\sqrt 6 \cdot 3\sqrt 5 }} \approx - 0,5477 \Rightarrow \left( {\overrightarrow {CG} ,\overrightarrow {BD} } \right) \approx 123,2^\circ \).

15. Tự luận
• 1 điểm

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn (2 điểm)

Đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y = \frac{{2{x^2} + 2x - 11}}{{x - 2}}\) cắt hai trục tọa độ \(Ox,Oy\) lần lượt tại hai điểm \(A,B\). Tính diện tích tam giác \(OAB\).

Xem đáp án

Hàm số: \(y = \frac{{2{x^2} + 2x - 11}}{{x - 2}}\)\( = 2x + 6 + \frac{1}{{x - 2}}\).

Phương trình đường tiệm cận xiên là \(d:y = 2x + 6\).

Tìm giao điểm của \(d\) với hai trục tọa độ:

Giao điểm với trục hoành \(Ox\) (\(y = 0 \Rightarrow x = - 3\)): \(A\left( { - 3;0} \right) \Rightarrow OA = 3\).

Giao điểm với trục tung \(Oy\) (\(x = 0 \Rightarrow y = 6\)): \(B\left( {0;6} \right) \Rightarrow OB = 6\).

Diện tích tam giác vuông \(OAB\) là: \({S_{OAB}} = \frac{1}{2}OA \cdot OB = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 6 = 9\).

Đáp số: 9.

16. Tự luận
• 1 điểm

Một công ty thống kê tuổi của các nhân viên ở bảng sau:

Khoảng tuổi

\[\left[ {23;26} \right)\]

\[\left[ {26;29} \right)\]

\[\left[ {29;32} \right)\]

\[\left[ {32;35} \right)\]

\[\left[ {35;38} \right)\]

Số người

\[24\]

\[57\]

\[42\]

\[29\]

\[8\]

Hãy xác định khoảng tứ phân vị của mẫu số liệu ghép nhóm trên (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Xem đáp án

Cỡ mẫu của mẫu số liệu ghép nhóm: \(n = 24 + 57 + 42 + 29 + 8 = 160\).

Tứ phân vị thứ nhất \({Q_1}\):

Ta có \(\frac{n}{4} = \frac{{160}}{4} = 40\). Nhóm chứa \({Q_1}\) là \(\left[ {26;29} \right)\). Do đó \({Q_1} = 26 + \left( {\frac{{40 - 24}}{{57}}} \right) \cdot 3 = \frac{{510}}{{19}}\).

Tứ phân vị thứ ba \({Q_3}\):

Ta có \(\frac{{3n}}{4} = 120\). Nhóm chứa \({Q_3}\) là \(\left[ {29;32} \right)\). Do đó \({Q_3} = 29 + \left( {\frac{{120 - 81}}{{42}}} \right) \cdot 3 = \frac{{445}}{{14}}\).

Khoảng tứ phân vị \({{\rm{\Delta }}_Q}\): \({{\rm{\Delta }}_Q} = {Q_3} - {Q_1} = \frac{{445}}{{14}} - \frac{{510}}{{19}} \approx 4,9\).

Đáp số: 4,9.

17. Tự luận
• 1 điểm

Một hồ bơi có hình dạng như phần tô đậm trong hình vẽ bên. Bờ cong của hồ là một phần của đồ thị hàm số bậc ba.

Một hồ bơi có hình dạng như phần tô đậm trong hình vẽ bên. Bờ cong của hồ là một phần của đồ thị hàm số bậc ba. Biết \(AB = DE = 20\,{\rm{m}},AE = 40\,{\rm{m}},AH = 30\,{\rm{m}},AK = 10\,{\rm (ảnh 1)

Biết \(AB = DE = 20\,{\rm{m}},AE = 40\,{\rm{m}},AH = 30\,{\rm{m}},AK = 10\,{\rm{m}}\). Một vận động viên xuất phát từ một vị trí bất kỳ trên bờ cong của hồ để bơi đến bờ \(AE\) với vận tốc không đổi theo phương vuông góc với bờ \(AE\). Trong tất cả các đường bơi này, nếu thời gian để thực hiện đường bơi ngắn nhất là \(5\) giây thì thời gian để thực hiện đường bơi dài nhất là bao nhiêu giây? (kết quả làm tròn đến hàng phần mười).

Xem đáp án

Chọn hệ trục tọa độ \(Oxy\) sao cho bờ \(AE\) nằm trên trục hoành và đường thẳng \(AB\) nằm trên trục tung và điểm \(A\) làm gốc tọa độ \(A\left( {0;0} \right)\). Khi đó:

  • Bờ \(AE\) thuộc trục \(Ox \Rightarrow E\left( {40;0} \right)\).
  • Bờ \(AB\) và \(DE\) vuông góc với \(AE \Rightarrow B\left( {0;20} \right)\) và \(D\left( {40;20} \right)\).
  • Điểm \(H\) thuộc \(AE\) có \(AH = 30 \Rightarrow H\left( {30;0} \right)\).
  • Điểm \(K\) thuộc \(AB\) có \(AK = 10 \Rightarrow K\left( {0;10} \right)\).
  • Điểm \(C\) là điểm cực tiểu của đồ thị, có hình chiếu xuống hai trục là \(H\) và \(K \Rightarrow C\left( {30;10} \right)\).

Giả sử hàm số bậc ba biểu diễn bờ cong có dạng: \(f\left( x \right) = a{x^3} + b{x^2} + cx + d\quad \left( {a \ne 0} \right)\).

Đồ thị hàm số đi qua các điểm \(B\left( {0;20} \right)\), \(D\left( {40;20} \right)\), \(C\left( {30;10} \right)\) và có điểm cực trị tại \(C\left( {30;10} \right)\) nên đạo hàm \(f'\left( {30} \right) = 0\).

Ta có đạo hàm: \(f'\left( x \right) = 3a{x^2} + 2bx + c\).

Từ các dữ kiện trên, ta thiết lập hệ phương trình:

\(f\left( 0 \right) = 20 \Rightarrow d = 20\);

\(f\left( {30} \right) = 10 \Rightarrow 27000a + 900b + 30c + 20 = 10 \Leftrightarrow 27000a + 900b + 30c = - 10\);

\(f\left( {40} \right) = 20 \Rightarrow 64000a + 1600b + 40c + 20 = 20 \Leftrightarrow 64000a + 1600b + 40c = 0\);

\(f'\left( {30} \right) = 0 \Rightarrow 2700a + 60b + c = 0\).

Giải hệ phương trình gồm 3 ẩn \(a,b,c\), ta tìm được: \(a = \frac{1}{{450}},\quad b = - \frac{{11}}{{90}},\quad c = \frac{4}{3}\).

Vậy phương trình đường cong là: \(f\left( x \right) = \frac{1}{{450}}{x^3} - \frac{{11}}{{90}}{x^2} + \frac{4}{3}x + 20\).

Vận động viên bơi vuông góc từ một điểm \(M\left( {x;f\left( x \right)} \right)\) trên bờ cong xuống bờ \(AE\) (trục \(Ox\)), do đó độ dài đường bơi chính bằng tung độ \(y = f\left( x \right)\) với \(x \in \left[ {0;40} \right]\).

Ta có \(f'\left( x \right) = \frac{1}{{150}}{x^2} - \frac{{11}}{{45}}x + \frac{4}{3} = 0 \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 30}\\{x = \frac{{20}}{3}}\end{array}} \right.\).

Tính giá trị của hàm số tại các điểm biên và điểm cực trị trên đoạn \(\left[ {0;40} \right]\):

\(f\left( 0 \right) = 20{\rm{\;m}}\); \(f\left( {40} \right) = 20{\rm{\;m}}\); \(f\left( {30} \right) = 10{\rm{\;m}}\) (Giá trị nhỏ nhất);

\(f\left( {\frac{{20}}{3}} \right) = \frac{1}{{450}} \cdot {\left( {\frac{{20}}{3}} \right)^3} - \frac{{11}}{{90}} \cdot {\left( {\frac{{20}}{3}} \right)^2} + \frac{4}{3} \cdot \left( {\frac{{20}}{3}} \right) + 20 = \frac{{5860}}{{243}}\,\,\left( {\rm{m}} \right)\) (Giá trị lớn nhất).

Đường bơi ngắn nhất là \({d_{{\rm{min}}}} = 10{\rm{\;m}}\). Theo đề bài, thời gian ngắn nhất là \(5\) giây, suy ra vận tốc của vận động viên là: \(v = \frac{{{d_{{\rm{min}}}}}}{{{t_{{\rm{min}}}}}} = \frac{{10}}{5} = 2{\rm{\;m/s}}\).

Đường bơi dài nhất là \({d_{{\rm{max}}}} = \frac{{5860}}{{243}}{\rm{\;}}\left( {\rm{m}} \right)\).

Thời gian thực hiện đường bơi dài nhất là: \({t_{{\rm{max}}}} = \frac{{{d_{{\rm{max}}}}}}{v} \approx 12,058{\rm{\;gi\^a y}}\).

Làm tròn đến hàng phần mười, thời gian bơi dài nhất là 12,1 giây.

Đáp số: 12,1.

18. Tự luận
• 1 điểm

Một máy bay đang bay với vectơ vận tốc \(\overrightarrow a = \left( {630;600;18} \right)\) (đơn vị: km/h) thì đến vị trí \(M\left( {100;200;8} \right)\) gặp gió. Gió có vectơ vận tốc \(\overrightarrow v \) (đơn vị: km/h). Tại vị trí \(M\), máy bay bị lệch hướng bay và tiếp tục bay thẳng trong vùng có gió \(10\) phút với vận tốc mới không đổi thì đến vị trí \(N\left( {210;303;12} \right)\), biết \(1\) đơn vị trên mỗi trục tọa độ là \(1{\rm{ km}}\). Tính tốc độ của gió (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Xem đáp án

Vectơ vận tốc ban đầu của máy bay là \(\vec a = \left( {630;600;18} \right)\) (km/h).

Tại điểm \(M\left( {100;200;8} \right)\), máy bay bay thẳng trong 10 phút (\(t = \frac{1}{6}\) giờ) dưới tác động của gió và đến vị trí \(N\left( {210;303;12} \right)\).

Vectơ dịch chuyển thực tế từ \(M\) đến \(N\) là: \(\overrightarrow {MN} = \left( {110;103;4} \right)\).

Vectơ vận tốc thực tế của máy bay là: \({\vec v_{{\rm{tt}}}} = \frac{{\overrightarrow {MN} }}{t} = 6 \cdot \left( {110;103;4} \right) = \left( {660;618;24} \right)\).

Vectơ vận tốc gió là: \(\vec v = {\vec v_{{\rm{tt}}}} - \vec a = \left( {30;18;6} \right)\).

Tốc độ của gió là: \(\left| {\vec v} \right| = \sqrt {{{30}^2} + {{18}^2} + {6^2}} = \sqrt {1260} \approx 35,5{\rm{\;(km/h)}}\).

Đáp số: 35,5.

19. Tự luận
• 1 điểm

PHẦN IV. Tự luận (3 điểm)

Trong không gian \(Oxyz\) cho ba điểm \(A\left( {1; - 4;2} \right),B\left( {2;1; - 3} \right),C\left( { - 1;2; - 2} \right)\).

(a) Chứng minh ba điểm \(A,B,C\) không thẳng hàng từ đó tìm điểm \(D\) sao cho \(ABCD\) là hình bình hành.

(b) Tìm điểm \(M\) thuộc trục \(Ox\) sao cho \(MA = MB\).

Xem đáp án

a) Ta có \(\overrightarrow {AB} = \left( {1;5; - 5} \right),\quad \overrightarrow {AC} = \left( { - 2;6; - 4} \right)\).

Ta thấy không tồn tại số thực \(k\) sao cho \(\overrightarrow {AB} = k\overrightarrow {AC} \) vì \(\frac{1}{{ - 2}} \ne \frac{5}{6}\). Do đó hai vectơ \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} \) không cùng phương, suy ra ba điểm \(A,B,C\) không thẳng hàng.

Để \(ABCD\) là hình bình hành, ta cần có: \(\overrightarrow {AB} = \overrightarrow {DC} \).

Gọi tọa độ điểm \(D\) là \(\left( {x;y;z} \right)\). Ta có \(\overrightarrow {DC} = \left( { - 1 - x;2 - y; - 2 - z} \right)\).

Khi đó \(\left\{ \begin{array}{l} - 1 - x = 1\\2 - y = 5\\ - 2 - z = - 5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = - 2\\y = - 3\\z = 3\end{array} \right.\).

Vậy tọa độ điểm \(D\) cần tìm là \(D\left( { - 2; - 3;3} \right)\).

b) Vì \(M \in Ox\) nên tọa độ của \(M\) có dạng \(M\left( {x;0;0} \right)\).

Ta có: \(M{A^2} = {\left( {x - 1} \right)^2} + 16 + 4 = {x^2} - 2x + 21\); \(M{B^2} = {\left( {x - 2} \right)^2} + 1 + 9 = {x^2} - 4x + 14\).

Yêu cầu \(MA = MB \Leftrightarrow M{A^2} = M{B^2}\)\( \Leftrightarrow {x^2} - 2x + 21 = {x^2} - 4x + 14 \Leftrightarrow 2x = - 7 \Leftrightarrow x = - 3,5\).

Vậy tọa độ điểm \(M\) là \(M\left( { - 3,5;0;0} \right)\).

20. Tự luận
• 1 điểm

Cho hàm số \(y = \frac{{{x^2} - x - 1}}{{x + 1}}\) .

(a) Xét tính đơn điệu của hàm số.

(b) Tính khoảng cách giữa hai điểm cực trị của đồ thị hàm số.

Xem đáp án

a) Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\backslash \left\{ { - 1} \right\}\).

Đạo hàm: \(y' = \frac{{\left( {2x - 1} \right)\left( {x + 1} \right) - \left( {{x^2} - x - 1} \right)}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}} = \frac{{{x^2} + 2x}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}\).

Ta có \[y' = 0 \Leftrightarrow {x^2} + 2x = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0{\rm{\;}}\\x = - 2\end{array} \right.\].

Bảng biến thiên:

\(x\)\( - \infty \) \( - 2\) \( - 1\) \(0\) \( + \infty \)
\(y'\) \( + \) \(0\) \( - \) \( - \) \(0\) \( + \)
\(y\)

Kết luận tính đơn điệu:

Hàm số đồng biến trên các khoảng \(\left( { - \infty ; - 2} \right)\) và \(\left( {0; + \infty } \right)\).

Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left( { - 2; - 1} \right)\) và \(\left( { - 1;0} \right)\).

b) Tọa độ các điểm cực trị:

Với \({x_1} = - 2 \Rightarrow {y_1} = - 5 \Rightarrow A\left( { - 2; - 5} \right)\).

Với \({x_2} = 0 \Rightarrow {y_2} = - 1 \Rightarrow B\left( {0; - 1} \right)\).

Khoảng cách giữa hai điểm cực trị \(A\) và \(B\) là: \(AB = \sqrt {{{\left( {0 - \left( { - 2} \right)} \right)}^2} + {{\left( { - 1 - \left( { - 5} \right)} \right)}^2}} = \sqrt {{2^2} + {4^2}} = 2\sqrt 5 \).

21. Tự luận
• 1 điểm

Nhà sản xuất sử dụng hết \(24\sqrt 3 \) (\({\rm{d}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}\)) một loại vật liệu để làm một chiếc lồng đèn có dạng hình lăng trụ tam giác đều. Các mối ghép có kích thước không đáng kể. Tính thể tích lớn nhất của chiếc lồng đèn.

Xem đáp án

Gọi chiếc lồng đèn lăng trụ tam giác đều có độ dài cạnh đáy là \(a\) và chiều cao là \(h\) (với \(a,h > 0\)).

Diện tích toàn phần của lăng trụ là: \({S_{{\rm{tp}}}} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{2} + 3ah = 24\sqrt 3 \Rightarrow h = \frac{{\sqrt 3 \left( {48 - {a^2}} \right)}}{{6a}}\).

Điều kiện để chiều cao \(h > 0\) là: \(48 - {a^2} > 0 \Leftrightarrow 0 < a < 4\sqrt 3 \).

Thể tích của chiếc lồng đèn là: .

Xét hàm số \(V\left( a \right) = \frac{{48a - {a^3}}}{8}\) trên khoảng \(\left( {0;4\sqrt 3 } \right)\):

Ta có \(V'\left( a \right) = \frac{{48 - 3{a^2}}}{8}\); \(V'\left( a \right) = 0 \Rightarrow a = 4\).

Lập bảng biến thiên cho thấy thể tích đạt cực đại tại \(a = 4\).

Thể tích lớn nhất thu được là: \({V_{{\rm{max}}}} = V\left( 4 \right) = \frac{{48 \cdot 4 - {4^3}}}{8} = 16{\rm{\;(d}}{{\rm{m}}^3}{\rm{)}}\).

Vây thể tích lớn nhất của chiếc lồng đèn là \(16{\rm{\;d}}{{\rm{m}}^3}\).