Giải SGK Toán 11 Cánh Diều Bài tập cuối chương 1 có đáp án
Đề thi

Giải SGK Toán 11 Cánh Diều Bài tập cuối chương 1 có đáp án

A
Admin
ToánLớp 1178 lượt thi
23 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng:

A. (0; π).

B. \(\left( { - \frac{{3\pi }}{2}; - \frac{\pi }{2}} \right)\).

C. \(\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right)\).

D. (‒π; 0).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Dựa vào đồ thị hàm số:

 Đồ thị hàm số y = sinx (hình vẽ):

Hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng: A. (0; pi) B. (-3pi/2; -pi/2) C. (-pi/2; pi/2) (ảnh 1)

Quan sát đồ thị trên, ta thấy hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng \(\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right)\).

Cách 2. Dùng tính chất của hàm số y = sinx:

Hàm số y = sinx đồng biến trên mỗi khoảng \(\left( { - \frac{\pi }{2} + k2\pi ;\frac{\pi }{2} + k2\pi } \right)\)với k ℤ.

Do đó hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng \(\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right)\).

2. Tự luận
1 điểm

Hàm số nghịch biến trên khoảng (π; 2π) là:

A. y = sinx.

B. y = cosx.

C. y = tanx.

D. y = cotx.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cách 1. Dùng đồ thị hàm số:

Xét đồ thị hàm số y = sinx:

Hàm số nghịch biến trên khoảng (pi; 2pi) là: A. y = sinx. B. y = cosx. C. y = tanx. D. y = cotx (ảnh 1)

Xét đồ thị hàm số y = cosx:

Hàm số nghịch biến trên khoảng (pi; 2pi) là: A. y = sinx. B. y = cosx. C. y = tanx. D. y = cotx (ảnh 2)

Xét đồ thị hàm số y = tanx:

Hàm số nghịch biến trên khoảng (pi; 2pi) là: A. y = sinx. B. y = cosx. C. y = tanx. D. y = cotx (ảnh 3)

Xét đồ thị hàm số y = cotx:

Hàm số nghịch biến trên khoảng (pi; 2pi) là: A. y = sinx. B. y = cosx. C. y = tanx. D. y = cotx (ảnh 4)

Quan sát các đồ thị trên, ta thấy hàm số y = cotx nghịch biến trên khoảng (π; 2π).

Cách 2. Dùng tính chất của hàm số lượng giác:

Do (π; 2π) = (0 + π; π + π)

Mà hàm số y = cotx nghịch biến trên mỗi khoảng (kπ; π + kπ) với k ℤ.

Do đó hàm số y = cotx nghịch biến trên khoảng (π; 2π).

3. Tự luận
1 điểm

Nếu tan(a + b) = 3, tan(a – b) = ‒3 thì tan2a bằng:

A. 0.

B. \(\frac{3}{5}\).

C. 1.

D. \( - \frac{3}{4}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ta có: tan2a = tan[(a + b) + (a – b)]

                    \( = \frac{{\tan \left( {a + b} \right) + \tan \left( {a - b} \right)}}{{1 - \tan \left( {a + b} \right)\tan \left( {a - b} \right)}} = \frac{{3 + \left( { - 3} \right)}}{{1 - 3.\left( { - 3} \right)}} = 0\).

4. Tự luận
1 điểm

Nếu \(\cos a = \frac{1}{4}\) thì cos2a bằng:

A. \(\frac{7}{8}\).

B. \( - \frac{7}{8}\).

C. \(\frac{{15}}{{16}}\).

D. \( - \frac{{15}}{{16}}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Ta có: cos2a = 2cos2a – 1 = \(2.{\left( {\frac{1}{4}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{1}{{16}} - 1 = - \frac{7}{8}\).

5. Tự luận
1 điểm

Nếu \(\cos a = \frac{3}{5}\)\(\cos b = - \frac{4}{5}\) thì cos(a + b)cos(a – b) bằng:

A. 0.

B. 2.

C. 4.

D. 5.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Áp dụng công thức biến đổi tích thành tổng, ta có:

\[cos\left( {a + b} \right)cos\left( {a--b} \right) = \frac{1}{2}\left[ {\cos \left( {a + b + a - b} \right) + \cos \left( {a + b - a + b} \right)} \right]\]

                                  \[ = \frac{1}{2}\left[ {\cos 2a + \cos 2b} \right]\]

Ta lại có:

cos2a = 2cos2a – 1 = \(2.{\left( {\frac{3}{5}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{9}{{25}} - 1 = - \frac{7}{{25}}\);

cos2b = 2cos2b – 1 = \(2.{\left( { - \frac{4}{5}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{{16}}{{25}} - 1 = \frac{7}{{25}}\);

Do đó \[cos\left( {a + b} \right)cos\left( {a--b} \right) = \frac{1}{2}\left[ {\cos 2a + \cos 2b} \right] = \frac{1}{2}.\left( { - \frac{7}{{25}} + \frac{7}{{25}}} \right) = 0\].

6. Tự luận
1 điểm

Nếu \(\sin a = - \frac{{\sqrt 2 }}{3}\) thì \(\sin \left( {a + \frac{\pi }{4}} \right) + \sin \left( {a - \frac{\pi }{4}} \right)\) bằng:

A. \(\frac{2}{3}\).B. \(\frac{1}{3}\).C. \( - \frac{2}{3}\).

D. \( - \frac{1}{3}\).

 

 

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích, ta có:

\(\sin \left( {a + \frac{\pi }{4}} \right) + \sin \left( {a - \frac{\pi }{4}} \right)\)

\( = 2\sin \left( {\frac{{a + \frac{\pi }{4} + a - \frac{\pi }{4}}}{2}} \right)\cos \left( {\frac{{a + \frac{\pi }{4} - a + \frac{\pi }{4}}}{2}} \right)\)

\( = 2\sin a\cos \frac{\pi }{4} = 2.\left( { - \frac{{\sqrt 2 }}{3}} \right).\frac{{\sqrt 2 }}{2} = - \frac{2}{3}\).

7. Tự luận
1 điểm

Số nghiệm của phương trình cosx = 0 trên đoạn [0; 10π] là:

A. 5.B. 9.C. 10.

D. 11.

 

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Giải phương trình lượng giác

cosx = 0

\( \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{2} + k\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)

Do x [0; 10π] nên ta có: \[0 \le \frac{\pi }{2} + k\pi \, \le 10\pi \]

\[ \Leftrightarrow 0 \le \frac{1}{2} + k \le 10 \Leftrightarrow - \frac{1}{2} \le k \le \frac{{19}}{2}\]

Mà k ℤ nên k {0; 1; 2; …; 9}, khi đó ta tìm được 10 giá trị của x.

Vậy phương trình cosx = 0 có 10 nghiệm trên đoạn [0; 10π].

Cách 2. Dùng đồ thị hàm số

Số nghiệm của phương trình cosx = 0 trên đoạn [0; 10pi] là: A. 5. B. 9. C. 10. D. 11 (ảnh 1)

Quan sát đồ thị ta thấy đồ thị hàm số y = cosx cắt trục hoành tại 10 điểm A, B, C, …, K trên đoạn [0; 10π].

Vậy phương trình cosx = 0 có 10 nghiệm trên đoạn [0; 10π].

8. Tự luận
1 điểm

Số nghiệm của phương trình sinx = 0 trên đoạn [0; 10π] là:

A. 10.

B. 6.

C. 5.

D. 11.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Cách 1. Giải phương trình lượng giác

sinx = 0

Û x = kπ (k ℤ)

Do x [0; 10π] nên ta có: 0 ≤ kπ ≤ 10π

Û 0 ≤ k ≤ 10

Mà k ℤ nên k {0; 1; 2; …; 10}, khi đó ta tìm được 11 giá trị của x.

Vậy phương trình sinx = 0 có 11 nghiệm trên đoạn [0; 10π].

Cách 2. Dùng đồ thị hàm số

Số nghiệm của phương trình sinx = 0 trên đoạn [0; 10pi] là: A. 10. B. 6. C. 5. D. 11 (ảnh 1)

Quan sát đồ thị ta thấy đồ thị hàm số y = sinx cắt trục hoành tại 11 điểm A ≡ O, B, C, …, M trên đoạn [0; 10π].

Vậy phương trình sinx = 0 có 11 nghiệm trên đoạn [0; 10π].

9. Tự luận
1 điểm

Nghiệm của phương trình cotx = ‒1 là:

A. \[ - \frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\].

B. \(\frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

C. \(\frac{\pi }{4} + k2\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

D. \( - \frac{\pi }{4} + k2\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ta có: cotx = ‒1

     \( \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

10. Tự luận
1 điểm

Số nghiệm của phương trình \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) trên đoạn [0; π] là:

A. 4.

B. 1.

C. 2.

D. 3.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Giải phương trình lượng giác:

Ta có:

\(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

\( \Leftrightarrow \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}\)

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\x + \frac{\pi }{4} = \pi - \frac{\pi }{4} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k2\pi \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\\x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

• Do x [0; π] nên từ (1) ta có: 0 ≤ k2π ≤ π

                                              Û 0 ≤ 2k ≤ 1

                                              \( \Leftrightarrow 0 \le k \le \frac{1}{2}\)

Mà k ℤ nên k = 0, khi đó ta tìm được 1 giá trị của x (x = 0) trong trường hợp này.

• Do x [0; π] nên từ (2) ta có: \[0 \le \frac{\pi }{2} + k2\pi \le \pi \]

                                               \[ \Leftrightarrow 0 \le \frac{1}{2} + 2k \le 1\]

                                                \[ \Leftrightarrow - \frac{1}{2} \le 2k \le \frac{1}{2} \Leftrightarrow - \frac{1}{4} \le k \le \frac{1}{4}\]

Mà k ℤ nên k = 0, khi đó ta tìm được 1 giá trị của x \(\left( {x = \frac{\pi }{2}} \right)\)trong trường hợp này.

Vậy phương trình \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) có hai nghiệm trên đoạn [0; π].

Cách 2. Dùng đồ thị hàm số

Đặt \(x + \frac{\pi }{4} = \alpha \). Khi đó ta có phương trình \(\sin \alpha = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\).

Xét đường thẳng \(y = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) và đồ thị hàm số y = sinα trên đoạn [0; π]:

Số nghiệm của phương trình sin (x + pi/4) = căn bậc hai 2 / 2 trên đoạn [0; pi] là (ảnh 1)

Từ đồ thị hàm số trên ta thấy đường thẳng \(y = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) cắt đồ thị số y = sinα trên đoạn [0; π] tại hai điểm có hoành độ lần lượt là \({\alpha _1} = \frac{\pi }{4}\)\({\alpha _2} = \frac{{3\pi }}{4}\).

\(x + \frac{\pi }{4} = \alpha \), khi đó ta sẽ tìm được 2 giá trị x là x1 = 0 và \({x_2} = \frac{\pi }{2}\).

Vậy phương trình \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) có hai nghiệm trên đoạn [0; π].

11. Tự luận
1 điểm

Vẽ đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\) rồi xác định số nghiệm của phương trình 3cosx + 2 = 0 trên đoạn đó.

Xem đáp án

Ta có: 3cosx + 2 = 0

      \( \Leftrightarrow \cos x = - \frac{2}{3}\).

Đường thẳng \(y = - \frac{2}{3}\) và đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\):

Vẽ đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [-5pi/2; 5pi/2] rồi xác định số nghiệm của phương trình (ảnh 1)

Từ đồ thị, ta thấy đường thẳng \(y = - \frac{2}{3}\) cắt đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\) tại 4 điểm A, B, C, D.

Vậy phương trình 3cosx + 2 = 0 có 4 nghiệm trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\).

12. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

\(\sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right) = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\);

Xem đáp án

\(\sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right) =  - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

\( \Leftrightarrow \sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right) = \sin \left( { - \frac{\pi }{3}} \right)\)

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x - \frac{\pi }{6} = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \\2x - \frac{\pi }{6} = \pi - \left( { - \frac{\pi }{3}} \right) + k2\pi \end{array} \right.\]\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = - \frac{\pi }{3} + \frac{\pi }{6} + k2\pi \\2x = \pi + \frac{\pi }{3} + \frac{\pi }{6} + k2\pi \end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = - \frac{\pi }{6} + k2\pi \\2x = \frac{{3\pi }}{2} + k2\pi \end{array} \right.\]\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - \frac{\pi }{{12}} + k\pi \\x = \frac{{3\pi }}{4} + k\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\].

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \[x = - \frac{\pi }{{12}} + k\pi \]\[x = \frac{{3\pi }}{4} + k\pi \] với k

13. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

\(\cos \left( {\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{1}{2}\);

Xem đáp án

\(\cos \left( {\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{1}{2}\)

\( \Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \cos \frac{\pi }{3}\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4} = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{{3x}}{2} = \frac{\pi }{3} - \frac{\pi }{4} + k2\pi \\\frac{{3x}}{2} = - \frac{\pi }{3} - \frac{\pi }{4} + k2\pi \end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{{3x}}{2} = \frac{\pi }{{12}} + k2\pi \\\frac{{3x}}{2} = - \frac{{7\pi }}{{12}} + k2\pi \end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3}\\x = - \frac{{7\pi }}{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3}\end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \(x = \frac{\pi }{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3}\)\(x = - \frac{{7\pi }}{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3}\) với k

14. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

sin3x – cos5x = 0;

Xem đáp án

sin3x – cos5x = 0

Û sin3x = cos5x

\( \Leftrightarrow \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right) = \cos 5x\)

\( \Leftrightarrow \cos 5x = \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right)\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}5x = \frac{\pi }{2} - 3x + k2\pi \\5x = - \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right) + k2\pi \end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}8x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \\5x = - \frac{\pi }{2} + 3x + k2\pi \end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{4}\\2x = - \frac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\)\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{4}\\x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\].

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \[x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{4}\]\[x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \] với k

15. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

\({\cos ^2}x = \frac{1}{4}\);

Xem đáp án

\({\cos ^2}x = \frac{1}{4}\)

\( \Leftrightarrow \frac{{1 + \cos 2x}}{2} = \frac{1}{4}\)

\( \Leftrightarrow \frac{{1 + \cos 2x}}{2} = \frac{1}{4}\)

\( \Leftrightarrow \cos 2x = - \frac{1}{2}\)

\( \Leftrightarrow \cos 2x = \cos \frac{{2\pi }}{3}\)

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \\2x = - \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \end{array} \right.\]

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{3} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{3} + k\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \[x = \pm \frac{\pi }{3} + k\pi \]với k

16. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

\(\sin x - \sqrt 3 \cos x = 0\);

Xem đáp án

\(\sin x - \sqrt 3 \cos x = 0\)

\( \Leftrightarrow \frac{1}{2}\sin x - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\cos x = 0\)

 \[ \Leftrightarrow \sin x\cos \frac{\pi }{3} - \cos x\sin \frac{\pi }{3} = 0\] (do \[\cos \frac{\pi }{3} = \frac{1}{2}\]\[\sin \frac{\pi }{3} = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\])

\[ \Leftrightarrow \sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right) = 0\]

\[ \Leftrightarrow x - \frac{\pi }{3} = k\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

\[ \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{3} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\].

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \[x = \frac{\pi }{3} + k\pi \,\]với k

17. Tự luận
1 điểm

Giải các phương trình sau:

sinx + cosx = 0.

Xem đáp án

sinx + cosx = 0

Û cosx = ‒sinx

Û cosx = sin(‒x)

\( \Leftrightarrow \cos x = \cos \left[ {\frac{\pi }{2} - \left( { - x} \right)} \right]\)

\( \Leftrightarrow \cos x = \cos \left( {\frac{\pi }{2} + x} \right)\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + x + k2\pi \\x = - \frac{\pi }{2} - x + k2\pi \end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}0x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \,\,\,\left( {v\^o {\rm{ }}l\'i } \right)\\2x = - \frac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là \(x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \)với k ℤ.

18. Tự luận
1 điểm

Hằng ngày, mực nước của một con kênh lên xuống theo thuỷ triều. Độ sâu h(m) của mực nước trong kênh tính theo thời gian t (giờ) trong một ngày (0 ≤ t < 24) cho bởi công thức \(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12\) (Nguồn: Đại số và Giải  tích 11 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2021). Tìm t để độ sâu của mực nước là:

15 m;

Xem đáp án

Để độ sâu của mực nước là 15 m thì:

\(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 15\)

\[ \Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = 1\]

\[ \Leftrightarrow \frac{{\pi t}}{6} + 1 = k2\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

\[ \Leftrightarrow t = - \frac{6}{\pi }\,\, + 12k\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

Do 0 ≤ t < 24 nên \(0 \le - \frac{6}{\pi }\,\, + 12k\, < 24\)

                           \( \Leftrightarrow \frac{6}{\pi } \le 12k < 24 + \frac{6}{\pi }\)

                           \( \Leftrightarrow \frac{1}{{2\pi }} \le k < 2 + \frac{1}{{2\pi }}\)

Mà k ℤ nên k {1; 2}.

Với k = 1 thì \(t = - \frac{6}{\pi } + 12.1 \approx 10,09\) (giờ);

Với k = 2 thì \(t = - \frac{6}{\pi } + 12.2 \approx 22,09\) (giờ).

Vậy lúc 10,09 giờ và 22,09 giờ thì mực nước có độ sâu là 15 m.

19. Tự luận
1 điểm

Hằng ngày, mực nước của một con kênh lên xuống theo thuỷ triều. Độ sâu h(m) của mực nước trong kênh tính theo thời gian t (giờ) trong một ngày (0 ≤ t < 24) cho bởi công thức \(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12\) (Nguồn: Đại số và Giải  tích 11 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2021). Tìm t để độ sâu của mực nước là:

9 m;

Xem đáp án

Để độ sâu của mực nước là 9 m thì:

\(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 9\)

\[ \Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = - 1\]

\[ \Leftrightarrow \frac{{\pi t}}{6} + 1 = \pi + k2\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

\[ \Leftrightarrow t = 6 - \frac{6}{\pi } + 12k\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

Do 0 ≤ t < 24 nên \(0 \le 6 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24\)

                           \( \Leftrightarrow - 6 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 18 + \frac{6}{\pi }\)

                           \( \Leftrightarrow - \frac{1}{2} + \frac{1}{{2\pi }} \le k < \frac{3}{2} + \frac{1}{{2\pi }}\)

Mà k ℤ nên k {0; 1}.

Với k = 0 thì \(t = 6 - \frac{6}{\pi } + 12.0 \approx 4,09\) (giờ);

Với k = 1 thì \(t = 6 - \frac{6}{\pi } + 12.1 \approx 16,09\) (giờ).

Vậy lúc 4,09 giờ và 16,09 giờ thì mực nước có độ sâu là 9 m.

20. Tự luận
1 điểm

Hằng ngày, mực nước của một con kênh lên xuống theo thuỷ triều. Độ sâu h(m) của mực nước trong kênh tính theo thời gian t (giờ) trong một ngày (0 ≤ t < 24) cho bởi công thức \(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12\) (Nguồn: Đại số và Giải  tích 11 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2021). Tìm t để độ sâu của mực nước là:

10,5 m.

Xem đáp án

Để độ sâu của mực nước là 10,5 m thì:

\(h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 10,5\)

\[ \Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = - \frac{1}{2}\]

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{{\pi t}}{6} + 1 = \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \\\frac{{\pi t}}{6} + 1 = - \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \,\,\,\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 4 - \frac{6}{\pi } + 12k\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\\t = - 4 - \frac{6}{\pi } + 12k\,\,\,\left( 2 \right)\,\,\,\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\]

• Do 0 ≤ t < 24 nên từ (1) ta có: \(0 \le 4 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24\)

                                            \( \Leftrightarrow - 4 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 20 + \frac{6}{\pi }\)

                                           \( \Leftrightarrow - \frac{1}{3} + \frac{1}{{2\pi }} \le k < \frac{5}{3} + \frac{1}{{2\pi }}\)

Mà k ℤ nên k {0; 1}.

Với k = 0 thì \(t = 4 - \frac{6}{\pi } + 12.0 \approx 2,09\) (giờ);

Với k = 1 thì \(t = 4 - \frac{6}{\pi } + 12.1 \approx 14,09\) (giờ).

• Do 0 ≤ t < 24 nên từ (2) ta có: \(0 \le - 4 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24\)

                                            \( \Leftrightarrow 4 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 28 + \frac{6}{\pi }\)

                                           \( \Leftrightarrow \frac{1}{3} + \frac{1}{{2\pi }} \le k < \frac{7}{3} + \frac{1}{{2\pi }}\)

Mà k ℤ nên k {1; 2}.

Với k = 1 thì \(t = - 4 - \frac{6}{\pi } + 12.1 \approx 6,09\) (giờ);

Với k = 2 thì \(t = - 4 - \frac{6}{\pi } + 12.2 \approx 18,09\) (giờ).

Vậy lúc 2,09 giờ, 6,09 giờ, 14,09 giờ và 18,09 giờ thì mực nước có độ sâu là 10,5 m.

21. Tự luận
1 điểm

Một cây cầu có dạng cung OA của đồ thị hàm số \(y = 4,8.\sin \frac{x}{9}\) và được mô tả trong hệ trục toạ độ với đơn vị trục là mét như ở Hình 39.

Giả sử chiều rộng của con sông là độ dài đoạn thẳng OA. Tìm chiều rộng đó làm tròn (ảnh 1)

Giả sử chiều rộng của con sông là độ dài đoạn thẳng OA. Tìm chiều rộng đó (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Xem đáp án

Hai vị trí O và A là hai vị trí chân cầu, tại hai vị trí này ta có: y = 0

\( \Leftrightarrow 4,8.\sin \frac{x}{9} = 0\)

\( \Leftrightarrow \sin \frac{x}{9} = 0\)

\( \Leftrightarrow \frac{x}{9} = k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)

\( \Leftrightarrow x = 9k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)

Quan sát đồ thị ta thấy, đồ thị hàm số \(y = 4,8.\sin \frac{x}{9}\) cắt trục hoành tại điểm O và A liên tiếp nhau với x ≥ 0.

Xét k = 0, ta có x1 = 0;

Xét k = 1, ta có x2 = 9π.

Mà x1 = 0 nên đây là hoành độ của O, do đó x2 = 9π là hoành độ của điểm A.

Khi đó OA = 9π ≈ 28,3.

Vậy chiều rộng của con sông xấp xỉ 28,3 m.

22. Tự luận
1 điểm

Một cây cầu có dạng cung OA của đồ thị hàm số \(y = 4,8.\sin \frac{x}{9}\) và được mô tả trong hệ trục toạ độ với đơn vị trục là mét như ở Hình 39.

Một sà lan chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với độ cao 3,6 m so  (ảnh 1)

Một sà lan chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với độ cao 3,6 m so với mực nước sông sao cho sà lan có thể đi qua được gầm cầu. Chứng minh rằng chiều rộng của khối hàng hoá đó phải nhỏ hơn 13,1 m.

Một sà lan chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với độ cao 3,6 m so  (ảnh 2)

Xem đáp án

Do sà lan có độ cao 3,6 m so với mực nước sông nên khi sà lan đi qua gầm cầu thì ứng với y = 3,6.

\( \Leftrightarrow 4,8.\sin \frac{x}{9} = 3,6\)

\( \Leftrightarrow \sin \frac{x}{9} = \frac{3}{4}\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{x}{9} \approx 0,848 + k2\pi \\\frac{x}{9} \approx \pi - 0,848 + k2\pi \end{array} \right.\)

(Dùng máy tính cầm tay (chuyển về chế độ “radian”) bấm liên tiếp  ta được kết quả gần đúng là 0,848)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x \approx 7,632 + 18k\pi \\x \approx 9\pi - 7,632 + 18k\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)

Xét k = 0, ta có x1 ≈ 7,632; x2 ≈ 20,642.

Ta biểu diễn các giá trị x vừa tìm được trên hệ trục tọa độ vẽ đồ thị hàm số \(y = 4,8.\sin \frac{x}{9}\) như sau:

Một sà lan chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với độ cao 3,6 m so  (ảnh 3)

Khi đó để sà lan có thể đi qua được gầm cầu thì khối hàng hóa có độ cao 3,6 m phải có chiều rộng nhỏ hơn độ dài đoạn thẳng BC trên hình vẽ.

Mà BC ≈ 20,642 – 7,632 = 13,01 (m) < 13,1 (m).

Vậy chiều rộng của khối hàng hoá đó phải nhỏ hơn 13,1 m.

23. Tự luận
1 điểm

Một cây cầu có dạng cung OA của đồ thị hàm số \(y = 4,8.\sin \frac{x}{9}\) và được mô tả trong hệ trục toạ độ với đơn vị trục là mét như ở Hình 39.

Một sà lan khác cũng chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với chiều  (ảnh 1)

Một sà lan khác cũng chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với chiều rộng của khối hàng hoá đó là 9 m sao cho sà lan có thể đi qua được gầm cầu. Chứng minh rằng chiều cao của khối hàng hoá đó phải nhỏ hơn 4,3 m.

Xem đáp án

Giả sử sà lan chở khối hàng được mô tả bởi hình chữ nhật MNPQ:

Một sà lan khác cũng chở khối hàng hoá được xếp thành hình hộp chữ nhật với chiều  (ảnh 2)

Khi đó QP = 9; OA = 28,3 và OQ = PA.

Mà OQ + QP + PA = OA

Þ OQ + 9 + OQ ≈ 28,3

Þ OQ ≈ 9,65

Khi đó \[{y_M} = 4,8.\sin \frac{{{x_M}}}{9} = 4,8.\sin \frac{{OQ}}{9} \approx 4,8.\sin \frac{{9,65}}{9} \approx 4,22\] (m) < 4,3 (m).

Vậy để sà lan có thể đi qua được gầm cầu thì chiều cao của khối hàng hoá đó phải nhỏ hơn 4,3 m.