TopStudy

Đáp án và lời giải

Đề thi thử Tốt nghiệp THPT Toán 2025-2026 Sở GD&ĐT Thanh Hóa lần 2 có đáp án

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Chọn D

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Theo quy tắc hình hộp ta có: BA→+BC→+BB′→=BD′→\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} + \overrightarrow {BB'} = \overrightarrow {BD'}.

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Chọn D

Ta có: u5=u1+4d=2+4.3=14{u_5} = {u_1} + 4d = 2 + 4.3 = 14.

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Sử dụng công thức nguyên hàm cơ bản:∫xndx=xn+1n+1+C(n≠−1)\int {{x^n}} dx = \frac{{{x^{n + 1}}}}{{n + 1}} + C\left( {n \ne - 1} \right).

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

lim⁡x→±∞2x+1x+1=2\mathop {\lim }\limits_{x \to \pm \infty } \frac{{2x + 1}}{{x + 1}} = 2. Đường tiệm cận ngang là y=2y = 2.

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

1. Tại x=−2x = - 2: f′(x)f'(x) đổi dấu từ ++ sang −- suy ra có 1 điểm cực trị.

2. Tại x=1x = 1: f′(x)f'(x) đổi dấu từ −- sang ++. Mặc dù f′(x)f'(x) không xác định (dấu ∣∣||), nhưng đề bài cho biết hàm số liên tục trên R\{1}\mathbb{R}\backslash \{ 1\}. Điều này có nghĩa là hàm số không xác định tại x=1x{\rm{ }} = {\rm{ }}1 nên x=1x{\rm{ }} = {\rm{ }}1 không thể là điểm cực trị.

3. Tại x=2x = 2: f′(x)f'(x) đổi dấu từ ++ sang −- suy ra có 1 điểm cực trị.

4. Tại x=3x = 3: f′(x)f'(x) đổi dấu từ −- sang ++ suy ra có 1 điểm cực trị.

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

Lý thuyết: Trong mẫu số liệu ghép nhóm, nhóm chứa mốt là nhóm có tần số lớn nhất.

Kết luận: Tần số lớn nhất là 4040, tương ứng với nhóm [162;168)[162;168).

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

Ta có: SABCD=a2{S_{ABCD}} = {a^2}.

AA′AA' là chiều cao của lăng trụ đứng

⇒\Rightarrow VABCD.A′B′C′D′=SABCD . AA′=a2 . 2a=2a3{V_{ABCD.A'B'C'D'}} = {S_{ABCD}}\,.\,AA' = {a^2}\,.\,2a = 2{a^3}.

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Chọn C

Điều kiện xác định: 2x−1>0⇔x>122x - 1 > 0 \Leftrightarrow x > \frac{1}{2}.

Ta có: log⁡5(2x−1)=1⇔2x−1=51⇔2x−1=5⇔2x=6⇔x=3{\log _5}\left( {2x - 1} \right) = 1 \Leftrightarrow 2x - 1 = {5^1} \Leftrightarrow 2x - 1 = 5 \Leftrightarrow 2x = 6 \Leftrightarrow x = 3.

Câu 11

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Chọn A

Ta có: sin⁡x=12⇔sin⁡x=sin⁡(π6)\sin x = \frac{1}{2} \Leftrightarrow \sin x = \sin \left( {\frac{\pi }{6}} \right)

⇒[x=π6+k2πx=π−π6+k2π  (k∈Z)\Rightarrow \quad \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k2\pi \\x = \pi - \frac{\pi }{6} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

⇒[x=π6+k2πx=5π6+k2π  (k∈Z)\Rightarrow \quad \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k2\pi \\x = \frac{{5\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right).

Câu 12

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Chọn B

Điều kiện xác định: 4x−x2≥0⇒4x−x2≥0⇔x(4−x)≥0⇒{x≥0x≤4⇒0≤x≤4\sqrt {4x - {x^2}} \ge 0 \Rightarrow 4x - {x^2} \ge 0 \Leftrightarrow x\left( {4 - x} \right) \ge 0 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{x \ge 0}\\{x \le 4}\end{array}} \right. \Rightarrow 0 \le x \le 4

Trục hoành có phương trình là: y=0y = 0.

Hoành độ giao điểm của đồ thị hàm số và trục hoành là: 4x−x2=0⇔4x−x2=0\sqrt {4x - {x^2}} = 0 \Leftrightarrow 4x - {x^2} = 0

⇔x(4−x)=0\Leftrightarrow x\left( {4 - x} \right) = 0⇔[x=0x=4\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = 4\end{array} \right. (TM)

Thể tích khối xoay khi quay (H)\left( H \right) quanh trục OxOx là:

V=π∫04(4x−x2)2 dx=π∫04(4x−x2) dx=32π3V = \pi \int\limits_0^4 {{{\left( {\sqrt {4x - {x^2}} } \right)}^2}\,} dx = \pi \int\limits_0^4 {\left( {4x - {x^2}} \right)} \,dx = \frac{{32\pi }}{3}

Vậy thể tích khối tròn xoay sinh ra khi quay hình phẳng (H)(H) xung quanh trục OxOx là 32π3\frac{{32\pi }}{3}.

Câu 13

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Sai

  • d) Sai

Gọi biến cố AA là: “Người được chọn bị bệnh tiểu đường”.

Biến cố BB là: “Người được chọn bị bệnh huyết áp cao”.

a) Đúng.

Người ta thấy rằng có 40%40\% người cao tuổi bị bệnh tiểu đường nên P(A)=0,4.P\left( A \right) = 0{,}4.

Vậy xác suất chọn được người bị bệnh tiểu đường là 0,4.0{,}4.

b) Đúng.

Tỉ lệ người bị bệnh huyết áp cao trong những người bị bệnh tiểu đường là 70%70\% nên P(B∣A)=0,7.P\left( {B\left| A \right.} \right) = 0{,}7.

Vậy xác suất chọn được người bị bệnh huyết áp cao, biết người đó bị bệnh tiểu đường là 0,7.0{,}7.

c) Sai.

Tỉ lệ người bị bệnh huyết áp cao trong những người không bị bệnh tiểu đường là 25%25\% nên P(B∣A‾)=0,25.P\left( {B\left| {\overline A } \right.} \right) = 0{,}25.

d) Sai.

Áp dụng công thức xác suất đầy đủ, xác suất chọn được người bị bệnh huyết áp cao là

P(B)=P(A). P(B∣A)+P(A‾). P(B∣A‾)=0,4.0,7+0,6.0,25=0,43.P\left( B \right) = P\left( A \right).\,P\left( {B\left| A \right.} \right) + P\left( {\overline A } \right).\,P\left( {B\left| {\overline A } \right.} \right) = 0{,}4.0{,}7 + 0{,}6.0{,}25 = 0{,}43..

Câu 14

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Đúng

  • c) Sai

  • d) Sai

a) Đúng.

Tập xác định của hàm số đã cho là R\mathbb{R}.

b) Đúng.

Hàm số f(x)f\left( x \right) có đạo hàm là f′(x)=3x2−3f'\left( x \right) = 3{x^2} - 3.

c) Sai.

Cho f′(x)=0f'\left( x \right) = 0⇔[x=−1x=1\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 1\\x = 1\end{array} \right..

Ta có bảng biến thiên

Hình minh hoạ

Từ BBT suy ra trên khoảng (−1;1)\left( { - 1;1} \right) hàm số nghịch biến.

d) Sai.

Ta có: f(−3)=−18f\left( { - 3} \right) = - 18; f(−1)=2f\left( { - 1} \right) = 2; f(1)=−2f\left( 1 \right) = - 2; f(2)=2f\left( 2 \right) = 2.

Vậy hàm số f(x)f\left( x \right) đạt giá trị nhỏ nhất trên đoạn [−3;2]\left[ { - 3;2} \right] bằng −18- 18 tại x=−3x = - 3.

Câu 15

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Sai

  • b) Đúng

  • c) Sai

  • d) Đúng

Chọn a) Sai | b) Đúng | c) Sai | d) Đúng.

a) Sai.

Vận tốc ban đầu của vận động viên đua xe đạp là v2(0)=12−12e0=0{v_2}\left( 0 \right) = 12 - 12{e^0} = 0m/s.

b) Đúng.

Ta có: v1′(t)=−0,1⋅8e−0,1t<0,  ∀t∈[0 ;  60].{v'_1}\left( t \right) = - 0{,}1 \cdot 8{e^{ - 0{,}1t}} < 0,\,\,\forall t \in \left[ {0\,;\,\,60} \right]. Suy ra tốc độ vận động viên điền kinh giảm dần theo thời gian.

Ta có: v2′(t)=−0,1⋅(−12)e−0,1t=1,2e−0,1t>0,  ∀t∈[0 ;  60].{v'_2}\left( t \right) = - 0{,}1 \cdot \left( { - 12} \right){e^{ - 0{,}1t}} = 1{,}2{e^{ - 0{,}1t}} > 0,\,\,\forall t \in \left[ {0\,;\,\,60} \right]. Suy ra tốc độ của vận động viên đua xe đạp tăng dần theo thời gian.

c) Sai.

Khoảng cách giữa hai người là s(t)=40+∫0t[v2(t)−v1(t)]dts\left( t \right) = 40 + \int\limits_0^t {\left[ {{v_2}\left( t \right) - {v_1}\left( t \right)} \right]} dt.

Ta có s′(t)=v2(t)−v1(t) ;  s′(t)=0⇒v2(t)=v1(t)s'\left( t \right) = {v_2}\left( t \right) - {v_1}\left( t \right)\,;\,\,s'\left( t \right) = 0 \Rightarrow {v_2}\left( t \right) = {v_1}\left( t \right).

Giải phương trình này, ta có: 12−12e−0,1t=8e−0,1t12 - 12{e^{ - 0{,}1t}} = 8{e^{ - 0{,}1t}} ⇔12=20e−0,1t\Leftrightarrow 12 = 20{e^{ - 0{,}1t}} ⇔1220=e−0,1t\Leftrightarrow \frac{{12}}{{20}} = {e^{ - 0{,}1t}} ⇔ln1220=−0,1t\Leftrightarrow {\rm{ln}}\frac{{12}}{{20}} = - 0{,}1t ⇔t=ln1220−0,1≈5,1   (s)\Leftrightarrow t = \frac{{{\rm{ln}}\frac{{12}}{{20}}}}{{ - 0{,}1}} \approx 5{,}1\,\,\,\left( s \right).

Bảng biến thiên:

Hình minh hoạ

Vậy hai người ở gần nhau nhất khi cuộc đua diễn ra khoảng 5,15{,}1giây kể từ lúc bắt đầu.

d) Đúng.

Từ bảng biến thiên, ta thấy khoảng cách ngắn nhất giữa hai người là 21,3m21{,}3m; kể từ thời điềm gần nhất đó, vận động viên điền kinh dần bị bỏ lại phía sau và người này không thể bắt kịp được vận động viên dua xe đạp nữa.

Câu 16

Lời giải do TopStudy biên soạn

  • a) Đúng

  • b) Sai

  • c) Sai

  • d) Đúng

Phân tích tọa độ các điểm:

Đáy ABCDABCD là hình vuông tâm OO, cạnh a=32a = 3\sqrt 2. Đường chéo AC=BD=a2=32⋅2=6AC = BD = a\sqrt 2 = 3\sqrt 2 \cdot \sqrt 2 = 6

Suy ra OA=OB=OC=OD=3OA = OB = OC = OD = 3. Dựa vào hệ trục tọa độ: O(0;0;0)O(0;0;0), A(0;−3;0)A(0; - 3;0), B(3;0;0)B(3;0;0), C(0;3;0)C(0;3;0), D(−3;0;0)D( - 3;0;0).

Chiều cao chóp SO=SB2−OB2=52−32=4SO = \sqrt {S{B^2} - O{B^2}} = \sqrt {{5^2} - {3^2}} = 4. Vậy S(0;0;4)S(0;0;4).

a) Đúng:

Tọa độ C(0;3;0)C(0;3;0) và D(−3;0;0)D( - 3;0;0) hoàn toàn chính xác theo hệ trục đã chọn.

b) Sai:

Tâm II của mặt cầu là trung điểm SCSC: I=(0;32;2)I = \left( {0;\frac{3}{2};2} \right).

Bán kính R=SC2=52R = \frac{{SC}}{2} = \frac{5}{2}. Phương trình mặt cầu chuẩn phải là: x2+(y−32)2+(z−2)2=254{x^2} + {\left( {y - \frac{3}{2}} \right)^2} + {(z - 2)^2} = \frac{{25}}{4}.

Vế phải đề bài ghi 2525 là sai.

c) Sai:

MM là trung điểm SD⇒M(−32;0;2)SD \Rightarrow M\left( { - \frac{3}{2};0;2} \right).

BM=(−32−3)2+02+22=814+4=972≈4,92BM = \sqrt {{{\left( { - \frac{3}{2} - 3} \right)}^2} + {0^2} + {2^2}} = \sqrt {\frac{{81}}{4} + 4} = \frac{{\sqrt {97} }}{2} \approx 4{,}92.

Giá trị 26=24≈4,892\sqrt 6 = \sqrt {24} \approx 4{,}89. Do đó BM≠26BM \ne 2\sqrt 6.

d) Đúng:

Mặt phẳng (SBD)(SBD) có phương trình y=0y = 0.

Trọng tâm G=S+C+D3=(−1;1;43)⇒yG=1>0G = \frac{{S + C + D}}{3} = \left( { - 1;1;\frac{4}{3}} \right) \Rightarrow {y_G} = 1 > 0.

Điểm A(0;−3;0)⇒yA=−3<0A(0; - 3;0) \Rightarrow {y_A} = - 3 < 0.

Vì yG{y_G} và yA{y_A} trái dấu nên G,AG,A nằm khác phía đối với mặt phẳng (SBD)(SBD).

Gọi A′(0;3;0)A'\left( {0;3;0} \right) là điểm đối xứng của AA qua (SBD).\left( {SBD} \right).

∣EG−EA∣=∣EG−EA′∣≤GA′|EG - EA| = |EG - EA'| \le GA' đạt giá trị lớn nhất khi EE là giao điểm của đường thẳng A′GA'G và mặt phẳng (SBD)(SBD).

Ta có A′G→=(−1;−2;43).\overrightarrow {A'G} = \left( { - 1; - 2;\frac{4}{3}} \right).

Phương trình tham số của đường thẳng A′GA'G: x=−t,y=3−2t,z=43tx = - t,y = 3 - 2t,z = \frac{4}{3}t.

Với y=0⇒t=32⇒x=−32,z=2y = 0 \Rightarrow t = \frac{3}{2} \Rightarrow x = - \frac{3}{2},z = 2.

Vậy tọa độ EE đúng là E(−32;0;2)E\left( { - \frac{3}{2};0;2} \right).

Câu 17

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 166

Đáp án: 166

Hình minh hoạ

Gọi HH là trung điểm ABAB, MM là trung điểm CDCD.

Ta có SH⊥(ABCD)SH \bot \left( {ABCD} \right).

Kẻ HKHK vuông góc SMSM

Ta có {HK⊥SMHK⊥CD⇒HK⊥(SCD)\left\{ \begin{array}{l}HK \bot SM\\HK \bot CD\end{array} \right. \Rightarrow HK \bot \left( {SCD} \right).

d(AB,SC)=d(AB,(SCD))=d(H,(SCD))=HK=6d\left( {AB,SC} \right) = d\left( {AB,\left( {SCD} \right)} \right) = d\left( {H,\left( {SCD} \right)} \right) = HK = 6.

Xét tam giác vuông SHMSHM ta có: 1HK2=1HM2+1HS2⇔162=1(43)2+1HS2⇔1HS2=1144\frac{1}{{H{K^2}}} = \frac{1}{{H{M^2}}} + \frac{1}{{H{{\rm{S}}^2}}} \Leftrightarrow \frac{1}{{{6^2}}} = \frac{1}{{{{\left( {4\sqrt 3 } \right)}^2}}} + \frac{1}{{H{{\rm{S}}^2}}} \Leftrightarrow \frac{1}{{H{{\rm{S}}^2}}} = \frac{1}{{144}}.

HS=12HS = 12.

VS.ABCD=13.SS.ABCD.HS=13.6.43.12=963≈166{V_{S.ABCD}} = \frac{1}{3}.{S_{S.ABCD}}.HS = \frac{1}{3}.6.4\sqrt 3 .12 = 96\sqrt 3 \approx 166.

Câu 18

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 54,2

Đáp án: 54,2

Vận tốc của chuyển động: v(t)=s′(t)=t2−3t+10v\left( t \right) = s'\left( t \right) = {t^2} - 3t + 10.

Ta có: v(t)=20⇒t2−3t+10=20⇔t2−3t−10=0⇔t=5;t=−2(L)v\left( t \right) = 20 \Rightarrow {t^2} - 3t + 10 = 20 \Leftrightarrow {t^2} - 3t - 10 = 0 \Leftrightarrow t = 5;t = - 2\left( L \right).

Quãng đường vật đi được là: s(5)−s(0)=3376≈54,2  ms\left( 5 \right) - s\left( 0 \right) = \frac{{337}}{6} \approx 54{,}2\,\,m.

Câu 19

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 3,79

Đáp án: 3,79

Bán kính I1A2=11=r12{I_1}{A^2} = 11 = {r_1}^2

Vì mỗi đường tròn là giao của mặt cầu với một mặt phẳng nên

OI1⊥(ABI1),OI2⊥(ABI2)O{I_1} \bot \left( {AB{I_1}} \right),O{I_2} \bot \left( {AB{I_2}} \right)

n1→=(5;2;1),n2→=(1;−2;5)⇒O(83;53;−23)⇒OI12=(53)2+(23)2+(13)2=103\overrightarrow {{n_1}} = \left( {5;2;1} \right),\overrightarrow {{n_2}} = \left( {1; - 2;5} \right) \Rightarrow O\left( {\frac{8}{3};\frac{5}{3};\frac{{ - 2}}{3}} \right) \Rightarrow O{I_1}^2 = {\left( {\frac{5}{3}} \right)^2} + {\left( {\frac{2}{3}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{3}} \right)^2} = \frac{{10}}{3}⇒R=103+11≈3,79\Rightarrow R = \sqrt {\frac{{10}}{3} + 11} \approx 3{,}79.

Câu 20

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 0,03

Đáp số: 0,03.

Số số tự nhiên có 66 chữ số được lập nên từ tập hợp trên là 6⋅A65=43206 \cdot A_6^5 = 4320

Gọi a7{a_7} là số tự nhiên trong tập hợp là số không được chọn để lập thành số tự nhiên có 66 chữ số.

(a1+a2)+(a3+a4)+(a5+a6)+a7=0+1+2+3+4+5+6=21\left( {{a_1} + {a_2}} \right) + \left( {{a_3} + {a_4}} \right) + \left( {{a_5} + {a_6}} \right) + {a_7} = 0 + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 = 21

Mà a1+a2=a3+a4=a5+a6{a_1} + {a_2} = {a_3} + {a_4} = {a_5} + {a_6}

Nên 3(a1+a2)+a7=213\left( {{a_1} + {a_2}} \right) + {a_7} = 21

Vì 3(a1+a2)⋮33\left( {{a_1} + {a_2}} \right) \vdots 3 và 21⋮321 \vdots 3 nên a7⋮3{a_7} \vdots 3⇒a7∈{0;3;6}\Rightarrow {a_7} \in \left\{ {0;3;6} \right\}⇒\Rightarrow a7{a_7} có33 cách chọn

Cặp số a1{a_1}, a2{a_2} có 3⋅2!3 \cdot 2! cách chọn

Cặp số a3{a_3}, a4{a_4} có 2⋅2!2 \cdot 2! cách chọn

Cặp số a5{a_5}, a6{a_6} có 2!2! cách chọn

Số trường hợp thõa mãn a1+a2=a3+a4=a5+a6{a_1} + {a_2} = {a_3} + {a_4} = {a_5} + {a_6} là 3⋅3⋅2!⋅2⋅2!⋅2!=1443 \cdot 3 \cdot 2! \cdot 2 \cdot 2! \cdot 2! = 144

Số trường hợp thõa mãn a1+a2=a3+a4=a5+a6{a_1} + {a_2} = {a_3} + {a_4} = {a_5} + {a_6} nhưng a1=0{a_1} = 0(a7∈{3;6})\left( {{a_7} \in \left\{ {3;6} \right\}} \right) là

2⋅1⋅2⋅2!⋅2!=162 \cdot 1 \cdot 2 \cdot 2! \cdot 2! = 16

Xác suất trúng thưởng của anh Huy là 144−164320=4135≈0,03\frac{{144 - 16}}{{4320}} = \frac{4}{{135}} \approx 0{,}03.

Câu 21

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 800

Đáp án: 800.

Ta có Q=5000−P3⇔P=15000−3QQ = 5000 - \frac{P}{3} \Leftrightarrow P = 15000 - 3Q. Khi đó, lợi nhuận của doanh nghiệp đó là

L(Q)=Q⋅P−C(Q)−Q⋅tL\left( Q \right) = Q \cdot P - C\left( Q \right) - Q \cdot t

L(Q)=−4Q2+(12800−t)Q−500L\left( Q \right) = - 4{Q^2} + \left( {12800 - t} \right)Q - 500

Gọi Q0{Q_0} là số sản phẩm cần sản xuất để doanh nghiệp đạt lợi nhuận lớn nhất, khi đó

Q0=12800−t8⇔t=12800−8Q0{Q_0} = \frac{{12800 - t}}{8} \Leftrightarrow t = 12800 - 8{Q_0}

Số tiền thuế thu được là

T=Q0⋅t=Q0(12800−8Q0)=−8Q02+12800Q0T = {Q_0} \cdot t = {Q_0}\left( {12800 - 8{Q_0}} \right) = - 8Q_0^2 + 12800{Q_0}

Để số tiền thuế thu được lớn nhất thì Q0=1280016=800{Q_0} = \frac{{12800}}{{16}} = 800 (sản phẩm).

Câu 22

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: 3,67

Đáp án: 3,67.

Chọn hệ trục Oxy tâm OO. Hình vuông có cạnh bằng 22 nên Svuoˆng=4{S_{{\rm{vu\^o ng}}}} = 4. Đường tròn có bán kính R=2R = 2 nên Stroˋn=4π{S_{{\rm{tr\`o n}}}} = 4\pi.

Ta xét hình phẳng trong góc phần tám thứ nhất ứng với góc quay t∈[0;π4]t \in \left[ {0;\frac{\pi }{4}} \right] (so với trục Ox). Do tính đối xứng, diện tích toàn phần gấp 8 lần diện tích phần này.

Bản chất tích phân tính diện tích là tổng các diện tích vi phân hình quạt (tam giác vô cùng nhỏ) với dS=12r2dtdS = \frac{1}{2}{r^2}dt.

Trên tia Ot, vì PP là trung điểm MN nên ta có độ dài:

OP=OM+ON2⇒OP2=14OM2+14ON2+12OM.ONOP = \frac{{OM + ON}}{2} \Rightarrow O{P^2} = \frac{1}{4}O{M^2} + \frac{1}{4}O{N^2} + \frac{1}{2}OM.ON

Lấy tích phân hai vế theo dt từ 00 đến π4\frac{\pi }{4}, rồi nhân 88 (cho cả 2π2\pi), ta thu được diện tích hình phẳng bên trong đường cong (L)(L):

S(L)=14Svuoˆng+14Stroˋn+82∫0π4OM.ONdt{S_{(L)}} = \frac{1}{4}{S_{{\rm{vu\^o ng}}}} + \frac{1}{4}{S_{{\rm{tr\`o n}}}} + \frac{8}{2}\int_0^{\frac{\pi }{4}} O M.ONdt

Với t∈[0;π4]t \in \left[ {0;\frac{\pi }{4}} \right], điểm MM nằm trên cạnh dọc x=1x = 1 nên cos⁡t=1OM⇒OM=1cos⁡t\cos t = \frac{1}{{OM}} \Rightarrow OM = \frac{1}{{\cos t}}. Điểm NN nằm trên đường tròn bán kính R=2R = 2 nên ON=2ON = 2.

Tích phân thành phần:

I=4∫0π42cos⁡tdt=8∫0π4cos⁡t1−sin⁡2tdt=4ln⁡∣1+sin⁡t1−sin⁡t∣∣0π4=4ln⁡(2+1)2=8ln⁡(2+1)I = 4\int_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{2}{{\cos t}}} dt = 8\int_0^{\frac{\pi }{4}} {\frac{{\cos t}}{{1 - {{\sin }^2}t}}} dt = 4\ln \left| {\frac{{1 + \sin t}}{{1 - \sin t}}} \right||_0^{\frac{\pi }{4}} = 4\ln {(\sqrt 2 + 1)^2} = 8\ln (\sqrt 2 + 1)

Thay các giá trị vào, ta có diện tích toàn phần của (L)(L):

S(L)=14(4)+14(4π)+8ln⁡(2+1)=1+π+8ln⁡(2+1){S_{(L)}} = \frac{1}{4}(4) + \frac{1}{4}(4\pi ) + 8\ln (\sqrt 2 + 1) = 1 + \pi + 8\ln (\sqrt 2 + 1)

Thực hiện chuẩn phép tính, ta được diện tích phần hình cong (L)(L):

S(L)=1+π+4ln⁡(2+1){S_{(L)}} = 1 + \pi + 4\ln (\sqrt 2 + 1)

Phần diện tích mạ vàng nằm giữa (L)(L) và hình vuông là:

S=S(L)−Svuoˆng=1+π+4ln⁡(2+1)−4=π+4ln⁡(2+1)−3≈3,67(dm2)S = {S_{(L)}} - {S_{{\rm{vu\^o ng}}}} = 1 + \pi + 4\ln (\sqrt 2 + 1) - 4 = \pi + 4\ln (\sqrt 2 + 1) - 3 \approx 3{,}67{\rm{ }}(d{m^2})

Cách khác:

Hình minh hoạ

Chọn hệ trục Oxy tâm OO.

Phần ngoài của mặt đồng hồ là đường tròn (C):x2+y2=4\left( C \right):{x^2} + {y^2} = 4

Gọi S(H){S_{\left( H \right)}} là diện tích phần hình phẳng (H)\left( H \right)được giới hạn bởi đồ thị các đường d:y=xd:y = x; (L)(L); trục hoành; x=1x = 1 (1≤x≤1,51 \le x \le 1{,}5).

Gọi SS là phần diện tích cần tìm. Ta có S=8.S(H)S = 8.{S_{\left( H \right)}}.

Phương trình đường thẳng biểu diễn tia OM trên miền (H)\left( H \right) là y=txy = tx (0≤t≤10 \le t \le 1 và 1≤x≤1,51 \le x \le 1{,}5)

Ta có N là giao điểm của tia OM và (C)\left( C \right) nên xN=21+t2  ;  yN=2t1+t2{x_N} = \frac{2}{{\sqrt {1 + {t^2}} }}\;;\;{y_N} = \frac{{2t}}{{\sqrt {1 + {t^2}} }}

Tọa độ điểm M là M(1;t)M\left( {1;t} \right) và tọa độ điểm P là xP=12(1+21+t2)  ;  yP=12(t+2t1+t2){x_P} = \frac{1}{2}\left( {1 + \frac{2}{{\sqrt {1 + {t^2}} }}} \right)\;;\;{y_P} = \frac{1}{2}\left( {t + \frac{{2t}}{{\sqrt {1 + {t^2}} }}} \right).

Ta có 0≤t≤10 \le t \le 1 suy ra 1+22≤xP≤1,5\frac{{1 + \sqrt 2 }}{2} \le {x_P} \le 1{,}5

Do t=yPxPt = \frac{{{y_P}}}{{{x_P}}} nên xP=12(1+21+(yPxP)2)⇔xP2+yP2=2xP2xP−1⇔yP=4xP2(2xP−1)2−xp2{x_P} = \frac{1}{2}\left( {1 + \frac{2}{{\sqrt {1 + {{\left( {\frac{{{y_P}}}{{{x_P}}}} \right)}^2}} }}} \right) \Leftrightarrow \sqrt {{x_P}^2 + {y_P}^2} = \frac{{2{x_P}}}{{2{x_P} - 1}} \Leftrightarrow {y_P} = \sqrt {\frac{{4{x_P}^2}}{{{{\left( {2{x_P} - 1} \right)}^2}}} - {x_p}^2}

Phương trình đường cong (L)(L)trên miền (H)\left( H \right)là (L):y=4x2(2x−1)2−x2\left( L \right):y = \sqrt {\frac{{4{x^2}}}{{{{\left( {2x - 1} \right)}^2}}} - {x^2}} (1+22≤x≤1,5\frac{{1 + \sqrt 2 }}{2} \le x \le 1{,}5)

Diện tích cần tìm: S=8(∫11+22x  dx+∫1+221,54x2(2x−1)2−x2  dx)≈3,67(dm2)S = 8\left( {\int\limits_1^{\frac{{1 + \sqrt 2 }}{2}} {x\;dx} + \int\limits_{\frac{{1 + \sqrt 2 }}{2}}^{1{,}5} {\sqrt {\frac{{4{x^2}}}{{{{\left( {2x - 1} \right)}^2}}} - {x^2}} \;dx} } \right) \approx 3{,}67\left( {d{m^2}} \right).