(Trả lời ngắn) 26 bài tập Tích phân (có lời giải)
26 câu hỏi
Một ô tô đang chạy với vận tốc \[10m/s\] thì gặp chướng ngại vật, người lái xe đạp phanh. Từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \[v\left( t \right) = - 2t + 10\left( {m/s} \right)\], trong đó \[t\] là khoảng thời gian tính bằng giây, kể từ lúc bắt đầu đạp phanh. Tính quãng đường ô tô di chuyển được trong \[8\] giây cuối cùng.
Trả lời:……………………………..
Ta có \[ - 2t + 10 = 0 \Leftrightarrow t = 5 \Rightarrow \] Thời gian tính từ lúc bắt đầu đạp phanh đến khi dừng hẳn là \[5\] giây. Vậy trong \[8\] giây cuối cùng thì có \[3\] giây ô tô chuyển động với vận tốc \[10m/s\] và \[5\] giây chuyển động chậm dần đều với vận tốc \[v\left( t \right) = - 2t + 10\left( {m/s} \right)\].
Khi đó quãng đường ô tô di chuyển là \[S = 3.10 + \int\limits_0^5 {\left( { - 2t + 10} \right)} dt = 30 + 25 = 55m\].
Một ô tô đang chạy với tốc độ \[20\left( {m/s} \right)\] thì gặp chướng ngại vật, người lái đạp phanh, từ thời điểm đó ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \[v\left( t \right) = - 5t + 20\left( {m/s} \right)\], trong đó \[t\] là khoảng thời gian tính bằng giây, kể từ lúc bắt đầu đạp phanh. Hỏi từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn, ô tô còn di chuyển bao nhiêu mét (\[m\])?
Trả lời:……………………………..Khi ô tô dừng hẳn thì: \[v\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow - 5t + 20 = 0 \Leftrightarrow t = 4\left( s \right)\].
Vậy từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn, ô tô di chuyển được: \[s = \int\limits_0^4 {\left( { - 5t + 20} \right)dt = 40\left( m \right)} \].
Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v\left( t \right) = \frac{1}{{120}}{t^2} + \frac{{58}}{{45}}t\left( {m/s} \right)\), trong đó \(t\) (giây) là khoảng thời gian tính từ lúc \(A\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn \(3\) giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a\left( {m/{s^2}} \right)\) (\(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được \(15\) giây thì đuổi kịp \(A\). Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng
Trả lời:……………………………..
Thời điểm chất điểm \(B\) đuổi kịp chất điểm \(A\) thì chất điểm \(B\) đi được \(15\)giây, chất điểm \(A\)đi được \(18\) giây.
Biểu thức vận tốc của chất điểm \(B\) có dạng \({v_B}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t} = at + C\) mà \({v_B}\left( 0 \right) = 0\) nên \({v_B}\left( t \right) = at\).
Do từ lúc chất điểm \(A\) bắt đầu chuyển động cho đến khi chất điểm \(B\) đuổi kịp thì quãng đường hai chất điểm đi được bằng nhau. Do đó
\(\int_0^{18} {\left( {\frac{1}{{120}}{t^2} + \frac{{58}}{{45}}} \right){\rm{d}}t} = \int_0^{15} {at{\rm{d}}t} \Leftrightarrow 225 = a.\frac{{225}}{2} \Leftrightarrow a = 2\)
Vậy, vận tốc của chất điểm \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng \({v_B}\left( t \right) = 2.15 = 30\left( {m/s} \right)\).
Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v\left( t \right) = \frac{1}{{150}}{t^2} + \frac{{59}}{{75}}t\left( {m/s} \right)\), trong đó \(t\)(giây) là khoảng thời gian tính từ lúc \(a\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn 3 giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a\left( {m/{s^2}} \right)\)(\(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được 12 giây thì đuổi kịp \(A\). Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng
Trả lời:……………………………..
Quãng đường chất điểm \(A\) đi từ đầu đến khi \(B\) đuổi kịp là \(S = \int\limits_0^{15} {\left( {\frac{1}{{150}}{t^2} + \frac{{59}}{{75}}t} \right)dt} = 96\left( m \right)\).
Vận tốc của chất điểm \(B\) là \({v_B}\left( t \right) = \int {adt} = at + C\).
Tại thời điểm \(t = 3\) vật \(B\) bắt đầu từ trạng thái nghỉ nên \({v_B}\left( 3 \right) = 0 \Leftrightarrow C = - 3a\).
Lại có quãng đường chất điểm \(B\) đi được đến khi gặp \(A\) là \({S_2} = \int\limits_3^{15} {\left( {at - 3a} \right)dt} = \left. {\left( {\frac{{a{t^2}}}{2} - 3at} \right)} \right|_3^{15} = 72a\left( m \right)\).
Vậy \(72a = 96 \Leftrightarrow a = \frac{4}{3}\)\(\left( {m/{s^2}} \right)\).
Tại thời điểm đuổi kịp \(A\) thì vận tốc của \(B\) là \({v_B}\left( {15} \right) = 16\left( {m/s} \right)\).
Một ô tô bắt đầu chuyển động thẳng đều với vận tốc \({v_0}\), sau 6 giây chuyển động thì gặp chướng ngại vật nên bắt đầu giảm tốc độ với vận tốc chuyển động \(v(t) = - \frac{5}{2}t + a\,\,(m/s),\,\,(t \ge 6)\) cho đến khi dừng hẳn. Biết rằng kể từ lúc chuyển động đến lúc dừng thì ô tô đi được quãng đường là 80m. Tìm \({v_0}\).
Trả lời:……………………………..
- Tại thời điểm \(t = 6\)vật đang chuyển động với vận tốc \({v_0}\) nên có \(v(6) = {v_0}\)\( \Leftrightarrow - \frac{5}{2}.6 + a\,\, = {v_0} \Leftrightarrow a\,\, = {v_0} + 15\), suy ra \(v(t) = - \frac{5}{2}t + {v_0} + 15\).
- Gọi \(k\)là thời điểm vật dừng hẳn, vậy ta có \(v(k) = 0 \Leftrightarrow k = \frac{2}{5}.\left( {{v_0} + 15} \right) \Leftrightarrow k = \frac{{2{v_0}}}{5} + 6\).
- Tổng quãng đường vật đi được là \[80 = 6.{v_0} + \int\limits_6^k {\left( { - \frac{5}{2}t + {v_0} + 15} \right)dt} \]
\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow 80 = 6.{v_0} + \left. {\left( { - \frac{5}{4}{t^2} + {v_0}.t + 15t} \right)} \right|_6^k\\ \Leftrightarrow 80 = 6.{v_0} - \frac{5}{4}({k^2} - {6^2}) + {v_0}.(k - 6) + 15(k - 6)\\ \Leftrightarrow 80 = 6.{v_0} - \frac{5}{4}\left( {\frac{{4{{\left( {{v_0}} \right)}^2}}}{{25}} + \frac{{24{v_0}}}{5}} \right) + {v_0}.\frac{{2{v_0}}}{5} + 15.\frac{{2{v_0}}}{5}\\ \Leftrightarrow {\left( {{v_0}} \right)^2} + 36.{v_0} - 400 = 0\\ \Leftrightarrow {v_0} = 10\end{array}\]
Để đảm bảo an toàn khi lưu thông trên đường, các xe ô tô khi dừng đèn đỏ phải cách nhau tối thiểu \(1\,{\rm{m}}\). Một ô tô \(A\) đang chạy với vận tốc \[16\,{\rm{m/s}}\] bỗng gặp ô tô \(B\) đang dừng đèn đỏ nên ô tô \(A\) hãm phanh và chuyển động chậm dần đều với vận tốc được biểu thị bởi công thức \({v_A}\left( t \right) = 16 - 4t\) (đơn vị tính bằng \[{\rm{m/s}}\]), thời gian tính bằng giây. Hỏi rằng để có \(2\) ô tô \(A\) và \(B\) đạt khoảng cách an toàn khi dừng lại thì ô tô \(A\) phải hãm phanh khi cách ô tô \(B\) một khoảng ít nhất là bao nhiêu?
Trả lời:……………………………..
Ta có: \({v_A}\left( 0 \right) = 16\,{\rm{m/s}}\).
Khi xe \(A\) dừng hẳn: \({v_A}\left( t \right) = 0\)\( \Leftrightarrow t = 4\,{\rm{s}}\).
Quãng đường từ lúc xe \(A\) hãm phanh đến lúc dừng hẳn là \(s = \int\limits_0^4 {\left( {16 - 4t} \right){\rm{d}}t} \) \( = 32\,{\rm{m}}\).
Do các xe phải cách nhau tối thiểu \(1\,{\rm{m}}\)để đảm bảo an toàn nên khi dừng lại ô tô \(A\) phải hãm phanh khi cách ô tô \(B\) một khoảng ít nhất là \(33\,{\rm{m}}\).
Một chất điểm đang chuyển động với vận tốc \({v_0} = 15\;{\rm{m/s}}\) thì tăng tốc với gia tốc \(a\left( t \right) = {t^2} + 4t\;\left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}} \right)\). Tính quãng đường chất điểm đó đi được trong khoảng thời gian \(3\) giây kể từ lúc bắt đầu tăng vận tốc.
Trả lời:……………………………..
\(a\left( t \right) = {t^2} + 4t\) \( \Rightarrow v\left( t \right) = \int {a\left( t \right){\rm{d}}t} = \frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + C{\rm{ }}\)\(\left( {C \in \mathbb{R}} \right)\).
Mà \(v\left( 0 \right) = C = 15\) \( \Rightarrow v\left( t \right) = \frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + 15\).
Vậy \(S = \int\limits_0^3 {\left( {\frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + 15} \right){\rm{d}}t} = 69,75\;{\rm{m}}\).
Một vật chuyển động với vận tốc \(10\,{\rm{m/s}}\) thì tăng tốc với gia tốc được tính theo thời gian là \(a\left( t \right) = {t^2} + 3t\). Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian \(6\) giây kể từ khi vật bắt đầu tăng tốc.
Trả lời:……………………………..
Ta có \(v\left( 0 \right) = 10\,{\rm{m/s}}\) và \(v\left( t \right) = \int\limits_0^t {a\left( t \right){\rm{d}}t} \)\( = \int\limits_0^t {\left( {{t^2} + 3t} \right){\rm{d}}t} \)\[ = \left. {\left( {\frac{{{t^3}}}{3} + \frac{{3{t^2}}}{2}} \right)} \right|_0^t\]\[ = \frac{1}{3}{t^3} + \frac{3}{2}{t^2}\].
Quãng đường vật đi được là \(S = \int\limits_0^6 {v\left( t \right){\rm{d}}t} \)\( = \int\limits_0^6 {\left( {\frac{1}{3}{t^3} + \frac{3}{2}{t^2}} \right){\rm{d}}t} \)\[ = \left. {\left( {\frac{1}{{12}}{t^4} + \frac{1}{2}{t^3}} \right)} \right|_0^6\]\[ = 216\,{\rm{m}}\].
Một chiếc máy bay chuyển động trên đường băng với vận tốc \(v\left( t \right) = {t^2} + 10t\) \(\left( {m/s} \right)\) với \(t\) là thời gian được tính theo đơn vị giây kể từ khi máy bay bắt đầu chuyển động. Biết khi máy bay đạt vận tốc \(200\,\left( {m/s} \right)\) thì rời đường băng. Quãng đường máy bay đã di chuyển trên đường băng là
Trả lời:……………………………..
Thời điểm máy bay đạt vận tốc \(200\,\left( {m/s} \right)\) là \(v\left( t \right) = 200 \Leftrightarrow {t^2} + 10t = 200 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 10\\t = - 20\end{array} \right. \Leftrightarrow t = 10\)
Quãng đường máy bay đã di chuyển trên đường băng là
\[s = \int\limits_0^{10} {\left( {{t^2} + 10t} \right)\,{\rm{d}}t} = \left( {\frac{{{t^3}}}{3} + 5t} \right)\left| {_{\scriptstyle\atop\scriptstyle0}^{\scriptstyle10\atop\scriptstyle}} \right. = \frac{{2500}}{3}\,\left( m \right)\].
Một ô tô bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với vận tốc \({v_1}\left( t \right) = 7t{\rm{ }}\left( {m/s} \right)\). Đi được \[5{\rm{s}}\], người lái xe phát hiện chướng ngại vật và phanh gấp, ô tô tiếp tục chuyển động chậm dần đều với gia tốc \(a = - 70{\rm{ }}\left( {m/{s^2}} \right)\). Tính quãng đường \[S\] đi được của ô tô từ lúc bắt đầu chuyển bánh cho đến khi dừng hẳn.
Trả lời:……………………………..
Chọn gốc thời gian là lúc ô tô bắt đầu đi. Sau \(5{\rm{s}}\) ô tô đạt vận tốc là \(v\left( 5 \right) = 35\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).
Sau khi phanh vận tốc ô tô là \(v\left( t \right) = 35 - 70\left( {t - 5} \right)\).
Ô tô dừng tại thời điểm \(t = 5,5{\rm{s}}\).
Quãng đường ô tô đi được là \(S = \int\limits_0^5 {7t{\rm{d}}t} + \int\limits_5^{5,5} {\left[ {35 - 70\left( {t - 5} \right)} \right]{\rm{d}}t} = 96,25\left( {\rm{m}} \right)\).
Một ô tô bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với vận tốc \({v_1}\left( t \right) = 2t\,\,\left( {{\rm{m/s}}} \right)\). Đi được \(12\) giây, người lái xe gặp chướng ngại vật và phanh gấp, ô tô tiếp tục chuyển động chậm dần đều với gia tốc \(a = - 12\,\left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}} \right)\). Tính quãng đường \(s\left( {\rm{m}} \right)\) đi được của ôtô từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi dừng hẳn?
Trả lời:……………………………..Giai đoạn 1: Xe bắt đầu chuyển động đến khi gặp chướng ngại vật.
Quãng đường xe đi được là:
\({S_1} = \int\limits_0^{12} {{v_1}\left( t \right){\rm{d}}t} \) \( = \int\limits_0^{12} {2t{\rm{d}}t} \) \( = \left. {{t^2}} \right|_0^{12}\) \( = 144\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Giai đoạn 2: Xe gặp chướng ngại vật đến khi dừng hẳn.
Ôtô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \({v_2}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t} = - 12t + c\).
Vận tốc của xe khi gặp chướng ngại vật là: \({v_2}\left( 0 \right) = {v_1}\left( {12} \right) = 2.12 = 24\,\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).
\( \Rightarrow - 12.0 + c = 24\)\( \Rightarrow c = 24\)\( \Rightarrow {v_2}\left( t \right) = - 12t + 24\).
Thời gian khi xe gặp chướng ngại vật đến khi xe dừng hẳn là nghiệm phương trình:
\( - 12t + 24 = 0\)\( \Leftrightarrow t = 2\).
Khi đó, quãng đường xe đi được là:
\({S_2} = \int\limits_0^2 {{v_2}\left( t \right){\rm{d}}t} \)\( = \int\limits_0^2 {\left( { - 12t + 24} \right){\rm{d}}t} \) \( = \left. {\left( { - 6{t^2} + 24t} \right)} \right|_0^2 = 24\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Vậy tổng quãng đường xe đi được là: \(S = {S_1} + {S_2} = 168\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Một ôtô đang dừng và bắt đầu chuyển động theo một đường thẳng với gia tốc \(a\left( t \right) = 6 - 2t\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\), trong đó \[t\] là khoảng thời gian tính bằng giây kể từ lúc ôtô bắt đầu chuyển động. Hỏi quảng đường ôtô đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi vận tốc của ôtô đạt giá trị lớn nhất là bao nhiêu mét?
Trả lời:……………………………..
\(a\left( t \right) = 6 - 2t\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)\( \Rightarrow v\left( t \right) = \int {\left( {6 - 2t} \right)dt} = 6t - {t^2} + C\)
Xe dừng và bắt đầu chuyển động nên khi \(t = 0\) thì \(v = 0 \Rightarrow C = 0\)\( \Rightarrow v\left( t \right) = 6t - {t^2}\).
\(v\left( t \right) = 6t - {t^2}\) là hàm số bậc 2 nên đạt GTLN khi \(t = - \frac{b}{{2a}} = 3\,\,\left( s \right)\)
Quảng đường xe đi trong 3 giây đầu là: \(S = \int\limits_0^3 {\left( {6t - {t^2}} \right)dt} = 18m\).
Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v(t) = \frac{1}{{180}}{t^2} + \frac{{11}}{{18}}t\,\left( {m/s} \right)\), trong đó \(t\) (giây) là khoảng thời gian tính từ lúc \(A\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn \(5\) giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a\,\left( {m/{s^2}} \right)\) (\(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được \(10\) giây thì đuổi kịp \(A\). Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng
Trả lời:……………………………..
Thời gian tính từ khi \(A\) xuất phát đến khi bị \(B\) đuổi kịp là \(15\) giây, suy ra quãng đường đi được tới lúc đó là \(\int\limits_0^{15} {v(t){\rm{d}}t} \)\( = \int\limits_0^{15} {\left( {\frac{1}{{180}}{t^2} + \frac{{11}}{{18}}t} \right){\rm{d}}t} \)\( = \left. {\left( {\frac{1}{{540}}{t^3} + \frac{{11}}{{36}}{t^2}} \right)} \right|_0^{15}\)\( = 75\,\left( m \right)\).
Vận tốc của chất điểm \(B\) là \(y\left( t \right) = \int {a.{\rm{d}}t} \)\( = a.t + C\) (\(C\) là hằng số); do \(B\) xuất phát từ trạng thái nghỉ nên có \(y\left( 0 \right) = 0\)\( \Leftrightarrow C = 0\);
Quãng đường của \(B\) từ khi xuất phát đến khi đuổi kịp \(A\) là
\(\int\limits_0^{10} {y(t){\rm{d}}t} = 75\)\( \Leftrightarrow \int\limits_0^{10} {a.t{\rm{d}}t} = 75\)\( \Leftrightarrow \left. {\frac{{a.{t^2}}}{2}} \right|_0^{10} = 75\)\( \Leftrightarrow 50a = 75\)\( \Leftrightarrow a = \frac{3}{2}\)
Vậy có \(y\left( t \right) = \frac{{3t}}{2}\); suy ra vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng \(y\left( {10} \right) = 15\,\left( {m/s} \right)\).
Một vật chuyển động trong \[3\] giờ với vận tốc \[v\left( {{\rm{km/h}}} \right)\] phụ thuộc thời gian \[t{\rm{ }}\left( {\rm{h}} \right)\]có đồ thị là một phần của đường parabol có đỉnh \[I\left( {2;9} \right)\] và trục đối xứng song song với trục tung như hình bên. Tính quãng đường \[s\] mà vật di chuyển được trong \[3\] giờ đó.

Trả lời:……………………………..
Gọi \(v\left( t \right) = a.{t^2} + bt + c\).
Đồ thị \(v\left( t \right)\) là một phần parabol có đỉnh \[I\left( {2;9} \right)\] và đi qua điểm \[A\left( {0;6} \right)\] nên \[\left\{ \begin{array}{l}\frac{{ - b}}{{2a}} = 2\\a{.2^2} + b.2 + c = 9\\a{.0^2} + b.0 + c = 6\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \frac{{ - 3}}{4}\\b = 3\\c = 6\end{array} \right.\]. Tìm được \(v\left( t \right) = - \frac{3}{4}{t^2} + 3t + 6\)
Vậy \(S = \int\limits_0^3 {\left( { - \frac{3}{4}{t^2} + 3t + 6} \right)} dt = \) 24,75 (km)
Một vật chuyển động trong 3 giờ với vận tốc \(v(km/h)\) phụ thuộc vào thời gian \(t(h)\) có đồ thị vận tốc như hình bên. Trong thời gian 1 giờ kể từ khi bắt đầu chuyển động, đồ thị đó là một phần của đường parabol có đỉnh \(I(2;9)\) và trục đối xứng song song với trục tung, khoảng thời gian còn lại đồ thị là một đoạn thẳng song song với trục hoành. Tính quãng đường \(s\) mà vật chuyển động được trong 3 giờ đó (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).

Trả lời:……………………………..
Gọi phương trình của parabol \(v = a{t^2} + bt + c\) ta có hệ như sau: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{c = 4}\\{4a + 2b + c = 9}\\{ - \frac{b}{{2a}} = 2}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}b = 5\\c = 4\\a = - \frac{5}{4}\end{array} \right.\)
Với \(t = 1\) ta có \(v = \frac{{31}}{4}\).
Vậy quãng đường vật chuyển động được là \(s = \int\limits_0^1 {\left( { - \frac{5}{4}{t^2} + 5t + 4} \right)} dt + \int\limits_1^3 {\frac{{31}}{4}} dt = \frac{{259}}{{12}} \approx {\rm{21}}{\rm{,583}}\)
Một người chạy trong 2 giờ, vận tốc v (km/h) phụ thuộc vào thời gian t (h) có đồ thị là 1 phần của đường Parabol với đỉnh \(I\left( {1;5} \right)\) và trục đối xứng song song với trục tung Ov như hình vẽ. Tính quảng đường S người đó chạy được trong 1 giờ 30 phút kể từ lúc bắt đầu chạy (kết quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân).

Trả lời:……………………………..
Ta có 1 giờ 30 phút = 1,5 giờ \( \Rightarrow S = \int\limits_0^{1,5} {v(t){\rm{d}}t} \).
Đồ thị \[v = v(t)\] đi qua gốc tọa độ nên \[v(t)\] có dạng \[v(t) = a{t^2} + bt\].
Đồ thị \[v = v(t)\] có đỉnh là I(1;5) nên \[\left\{ \begin{array}{l} - \frac{b}{{2a}} = 1\\a + b = 5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}b = - 2a\\a + b = 5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 5\\b = 10\end{array} \right. \Rightarrow v(t) = - 5{t^2} + 10t\]
\(S = \int\limits_0^{1,5} {\left( { - 5{t^2} + 10t} \right){\rm{d}}t} = \frac{{45}}{8} \approx 5,63\).
Một ô tô đang chạy với vận tốc là 12 \[\left( {m/s} \right)\] thì người lái đạp phanh; từ thời điểm đó ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \(v\left( t \right) = - 6t + 12\) \[\left( {m/s} \right)\], trong đó \(t\) là khoảng thời gian tính bằng giây kể từ lúc đạp phanh. Hỏi từ lúc đạp phanh đến lúc ô tô dừng hẳn, ô tô còn di chuyển được bao nhiêu mét?
Trả lời:……………………………..
Đáp án: \[12m\]
Lấy mốc thời gian \(\left( {t = 0} \right)\) là lúc đạp phanh.
Khi ô tô dừng hẳn thì vận tốc \(v\left( t \right) = 0\), tức là \(v\left( t \right) = - 6t + 12 = 0\)\( \Leftrightarrow t = 2\).
Vậy từ lúc đạp phanh đến lúc ô tô dừng hẳn, ô tô còn di chuyển được quãng đường là
\[\int\limits_0^2 {\left( { - 6t + 12} \right)} {\rm{d}}t\]\[ = \left. {\left( { - 3{t^2} + 12t} \right)} \right|_0^2 = 12\]\[\left( m \right)\].
Một ô tô đang chạy với vận tốc 10m/s thì người lái đạp phanh; từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \(v\left( t \right) = - 5t + 10\) (m/s), trong đó \(t\) là khoảng thời gian tính bằng giây, kể từ lúc bắt đầu đạp phanh. Hỏi từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn, ô tô còn di chuyển bao nhiêu mét?
Trả lời:……………………………..Đáp án: 10m
Xét phương trình \( - 5t + 10 = 0 \Leftrightarrow t = 2.\) Do vậy, kể từ lúc người lái đạp phanh thì sau 2s ô tô dừng hẳn.
Quãng đường ô tô đi được kể từ lúc người lái đạp phanh đến khi ô tô dừng hẳn là
\(s = \int\limits_0^2 {\left( { - 5t + 10} \right)dt} = \left( { - \frac{5}{2}{t^2} + 10t} \right)\left| \begin{array}{l}2\\0\end{array} \right. = 10m.\)
Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v\left( t \right) = \frac{1}{{100}}{t^2} + \frac{{13}}{{30}}t \left( {{\rm{m/s}}} \right)\), trong đó \(t\) (giây) là khoảng thời gian tính từ lúc \(A\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn \(10\) giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a \left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^2}} \right)\) (\(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được \(15\) giây thì đuổi kịp \(A\). Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng bao nhiêu?
Trả lời:……………………………..
Đáp án: \[25 \left( {{\rm{m/s}}} \right)\]
Ta có \({v_B}\left( t \right) = \int {a.{\rm{dt}}} = at + C\), \({v_B}\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow C = 0\) \( \Rightarrow {v_B}\left( t \right) = at\).
Quãng đường chất điểm \(A\) đi được trong \(25\) giây là
\({S_A} = \int\limits_0^{25} { \left( {\frac{1}{{100}}{t^2} + \frac{{13}}{{30}}t } \right){\rm{dt}}} \) \( = \left( {\frac{1}{{300}}{t^3} + \frac{{13}}{{60}}{t^2}} \right) \left| {_{\scriptstyle\atop\scriptstyle0}^{\scriptstyle25\atop\scriptstyle}} \right. = \frac{{375}}{2}\).
Quãng đường chất điểm \(B\) đi được trong \(15\) giây là
\({S_B} = \int\limits_0^{15} {at.{\rm{dt}}} \) \[ = \frac{{a{t^2}}}{2}\left| {_{\scriptstyle\atop\scriptstyle0}^{\scriptstyle15\atop\scriptstyle}} \right. = \frac{{225a}}{2}\].
Ta có \(\frac{{375}}{2} = \frac{{225a}}{2} \Leftrightarrow a = \frac{5}{3}\).
Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) là \({v_B}\left( {15} \right) = \frac{5}{3}.15 = 25 \left( {{\rm{m/s}}} \right)\).
Một ô tô chuyển động nhanh dần đều với vận tốc \(v\left( t \right) = 7t\) \(\left( {{\rm{m/s}}} \right)\). Đi được \(5\)\(\left( {\rm{s}} \right)\) người lái xe phát hiện chướng ngại vật và phanh gấp, ô tô tiếp tục chuyển động chậm dần đều với gia tốc \(a = - 35\) \(\left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}} \right)\). Tính quãng đường của ô tô đi được từ lúc bắt đầu chuyển bánh cho đến khi dừng hẳn?
Trả lời:……………………………..
Đáp án: \(105\) mét.
Quãng đường ô tô đi được trong \(5\)\(\left( {\rm{s}} \right)\) đầu là \[{s_1} = \int\limits_0^5 {7t{\rm{d}}t} = 7\left. {\frac{{{t^2}}}{2}} \right|_0^5 = 87,5\] (mét).
Phương trình vận tốc của ô tô khi người lái xe phát hiện chướng ngại vật là \({v_{\left( 2 \right)}}\left( t \right) = 35 - 35t\) (m/s). Khi xe dừng lại hẳn thì \({v_{\left( 2 \right)}}\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow 35 - 35t = 0 \Leftrightarrow t = 1\).
Quãng đường ô tô đi được từ khi phanh gấp đến khi dừng lại hẳn là \({s_2} = \int\limits_0^1 {\left( {35 - 35t} \right){\rm{d}}t} \)\( = \left. {\left( {35t - 35\frac{{{t^2}}}{2}} \right)} \right|_0^1\)\( = 17.5\) (mét).
Vậy quãng đường của ô tô đi được từ lúc bắt đầu chuyển bánh cho đến khi dừng hẳn là \(s = {s_1} + {s_2}\)\( = 87.5 + 17.5\)\( = 105\) (mét).
Một người chạy trong thời gian 1 giờ, vận tốc \(v\) (km/h) phụ thuộc vào thời gian \(t\) (h) có đồ thị là một phần parabol với đỉnh \(I\left( {\frac{1}{2};{\rm{ }}8} \right)\) và trục đối xứng song song với trục tung như hình bên. Tính quảng đường \(s\) người đó chạy được trong khoảng thời gian \(45\) phút, kể từ khi chạy?

Trả lời:……………………………..
Đáp án: \(s = 4,5\) (km)

Gọi parabol là \(\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c\). Từ hình vẽ ta có \(\left( P \right)\) đi qua \(O\left( {0;{\rm{ }}0} \right)\), \(A\left( {1;{\rm{ }}0} \right)\) và điểm \(I\left( {\frac{1}{2};{\rm{ }}8} \right)\).
Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}c = 0\\a + b + c = 0\\\frac{a}{4} + \frac{b}{2} + c = 8\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 32\\b = 32\\c = 0\end{array} \right.\).
Suy ra \(\left( P \right):y = - 32{x^2} + 32x\).
Vậy quảng đường người đó đi được là \[s = \int\limits_0^{\frac{3}{4}} {\left( { - 32{x^2} + 32x} \right){\rm{d}}x} = 4,5\](km).
Một vật chuyển động trong 4 giờ với vận tốc \(v\) (km/h) phụ thuộc thời gian \(t\) (h) có đồ thị của vận tốc như hình bên. Trong khoảng thời gian \(3\) giờ kể từ khi bắt đầu chuyển động, đồ thị đó là một phần của đường parabol có đỉnh \(I\left( {2;\;9} \right)\) với trục đối xứng song song với trục tung, khoảng thời gian còn lại đồ thị là một đoạn thẳng song song với trục hoành. Tính quãng đường \(s\) mà vật di chuyển được trong \(4\) giờ đó.

Trả lời:……………………………..
Đáp án: \[s = 28,5\] (km)
Gọi \[\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c\].
Vì \[\left( P \right)\] qua \[O\left( {0;0} \right)\] và có đỉnh \[I\left( {2;9} \right)\] nên dễ tìm được phương trình là \[y = \frac{{ - 9}}{4}{x^2} + 9x\].
Ngoài ra tại \[x = 3\] ta có \[y = \frac{{27}}{4}\]
Vậy quãng đuờng cần tìm là:\[S = \int\limits_0^3 {\left( {\frac{{ - 9}}{4}{x^2} + 9x} \right)} {\rm{d}}x + \int\limits_3^4 {\frac{{27}}{4}{\rm{d}}} x = 27\;\;(km)\].

Đáp án: \[\frac{{130}}{3}\left( {km} \right)\]
+ Vì Parabol đi qua O(0; 0) và có tọa độ đỉnh \[I\left( {3;9} \right)\]nên thiết lập được phương trình Parabol là \[\left( P \right):y = v\left( t \right) = - {t^2} + 6t;\forall t \in \left[ {0;2} \right]\]
+ Sau 2 giờ đầu thì hàm vận tốc có dạng là hàm bậc nhất \[y = \frac{1}{4}t + m\], dựa trên đồ thị ta thấy đi qua điểm có tọa độ \[\left( {6;9} \right)\]nên thế vào hàm số và tìm được \[m = \frac{{15}}{2}\].
Nên hàm vận tốc từ giờ thứ 2 đến giờ thứ 6 là \[y = \frac{1}{4}t + \frac{{15}}{2};\forall t \in {\rm{[}}2;6]\]
+ Quảng đường vật đi được bằng tổng đoạn đường 2 giờ đầu và đoạn đường 4 giờ sau.
\[S = {S_1} + {S_2} = \int\limits_0^2 {\left( { - {t^2} + 6t} \right)dt} + \int\limits_2^6 {\left( {\frac{1}{4}t + \frac{{15}}{2}} \right)dt} = \frac{{130}}{3}\left( {km} \right)\]
Một người chạy trong thời gian \(1\) giờ, với vận tốc \(v\) \(\left( {{\rm{km/h}}} \right)\) phụ thuộc vào thời gian \(t\left( {\rm{h}} \right)\) có đồ thị là một phần của parabol có đỉnh \(I\left( {\frac{1}{2};8} \right)\) và trục đối xứng song song với trục tung như hình vẽ. Tính quãng đường \[{\rm{S}}\] người đó chạy được trong thời gian \(45\) phút, kể từ khi bắt đầu chạy.

Trả lời:……………………………..
Đáp án: \(4,5\)\(\left( {{\rm{km}}} \right)\).
Trước hết ta tìm công thức biểu thị vận tốc theo thời gian, giả sử \(v\left( t \right) = a{t^2} + bt + c\).
Khi đó dựa vào hình vẽ ta có hệ phương trình
\(\left\{ \begin{array}{l}c = 0\\a{\left( {\frac{1}{2}} \right)^2} + b\left( {\frac{1}{2}} \right) + c = 8\\a + b + c = 0\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 32\\b = 32\\c = 0\end{array} \right.\).
Do đó quãng đường người đó đi được sau \(45\) phút là \(S = \int\limits_0^{\frac{{45}}{{60}}} {\left( {32t - 32{t^2}} \right)dt = 4,5} \)\(\left( {{\rm{km}}} \right)\).

Trả lời:……………………………..
\(s = \frac{{40}}{3}\,\,({\rm{km}}).\)
Hàm biểu diễn vận tốc có dạng \(v\left( t \right) = a{t^2} + bt + c\). Dựa vào đồ thị ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}c = 2\\\frac{{ - b}}{{2a}} = 1\\a + b + c = 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = - 2\\c = 2\end{array} \right. \Leftrightarrow v\left( t \right) = {t^2} - 2t + 2\).
Với \[t = 4 \Rightarrow v\left( 4 \right) = 10\] (thỏa mãn).
Từ đó \(s = \int\limits_0^4 {\left( {{t^2} - 2t + 2} \right)dt} = \frac{{40}}{3}\left( {km} \right)\).
Chất điểm chuyển động theo quy luật vận tốc \[v\left( t \right)\left( {m/s} \right)\] có dạng đường Parapol khi \[0 \le t \le 5\left( s \right)\] và \[v\left( t \right)\] có dạng đường thẳng khi \[5 \le t \le 10\left( s \right)\].Cho đỉnh Parapol là \[I\left( {2,3} \right)\]. Hỏi quãng đường đi được chất điểm trong thời gian \[0 \le t \le 10\left( s \right)\] là bao nhiêu mét?

Trả lời:……………………………..
\[\frac{{545}}{6}m\]
Gọi Parapol \[\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c\] khi \[0 \le t \le 5\left( s \right)\]
Do \[\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c\] đi qua \[I\left( {3;2} \right);A\left( {0;11} \right)\] nên
\[\left\{ \begin{array}{l}4a + 2b + c = 3\\c = 11\\4a + b = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 2\\b = - 8\\c = 11\end{array} \right..\]
Khi đó quãng đường vật di chuyển trong khoảng thời gian từ \[0 \le t \le 5\left( s \right)\] là \[S = \int\limits_0^5 {\left( {2{x^2} - 8x + 11} \right)dx = \frac{{115}}{3}} \left( m \right)\]
Ta có \[f\left( 5 \right) = 21\]
Gọi \[d:y = ax + b\] khi \[5 \le t \le 10\left( s \right)\] do \[d\] đi qua điểm \[B\left( {5;21} \right)\] và \[C\left( {10;0} \right)\] nên:
\[\left\{ \begin{array}{l}5a + b = 11\\10a + b = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - \frac{{21}}{5}\\b = 42\end{array} \right..\]
Khi đó quãng đường vật di chuyển trong khoảng thời gian từ \[5 \le t \le 10\left( s \right)\] là \[S = \int\limits_5^{10} {\left( { - \frac{{26}}{5}x + 52} \right)dx = \frac{{105}}{2}} \left( m \right)\]
Quãng đường đi được chất điểm trong thời gian \[0 \le t \le 10\left( s \right)\] là \[S = \frac{{115}}{3} + \frac{{105}}{2} = \frac{{545}}{6}.\]








