TopStudy

Đáp án và lời giải

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

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Dựa vào đồ thị hàm số:

** **Đồ thị hàm số y = sinx (hình vẽ):

Hình minh hoạ

Quan sát đồ thị trên, ta thấy hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng (−π2;π2)\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 (−π2+k2π;π2+k2π)\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 (−π2;π2)\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right).

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: D

Cách 1. Dùng đồ thị hàm số:

Xét đồ thị hàm số y = sinx:

Hình minh hoạ

Xét đồ thị hàm số y = cosx:

Hình minh hoạ

Xét đồ thị hàm số y = tanx:

Hình minh hoạ

Xét đồ thị hàm số y = cotx:

Hình minh hoạ

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).

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: A

Ta có: tan2a = tan[(a + b) + (a – b)]

=tan⁡(a+b)+tan⁡(a−b)1−tan⁡(a+b)tan⁡(a−b)=3+(−3)1−3.(−3)=0= \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.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: B

Ta có: cos2a = 2cos2^{2}a – 1 = 2.(14)2−1=2.116−1=−782.{\left( {\frac{1}{4}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{1}{{16}} - 1 = - \frac{7}{8}.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: A

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

cos(a+b)cos(a−−b)=12[cos⁡(a+b+a−b)+cos⁡(a+b−a+b)]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]

=12[cos⁡2a+cos⁡2b]= \frac{1}{2}\left[ {\cos 2a + \cos 2b} \right]

Ta lại có:

cos2a = 2cos2^{2}a – 1 = 2.(35)2−1=2.925−1=−7252.{\left( {\frac{3}{5}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{9}{{25}} - 1 = - \frac{7}{{25}};

cos2b = 2cos2^{2}b – 1 = 2.(−45)2−1=2.1625−1=7252.{\left( { - \frac{4}{5}} \right)^2} - 1 = 2.\frac{{16}}{{25}} - 1 = \frac{7}{{25}};

Do đó cos(a+b)cos(a−−b)=12[cos⁡2a+cos⁡2b]=12.(−725+725)=0cos\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.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: C

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

sin⁡(a+π4)+sin⁡(a−π4)\sin \left( {a + \frac{\pi }{4}} \right) + \sin \left( {a - \frac{\pi }{4}} \right)

=2sin⁡(a+π4+a−π42)cos⁡(a+π4−a+π42)= 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)

=2sin⁡acos⁡π4=2.(−23).22=−23= 2\sin a\cos \frac{\pi }{4} = 2.\left( { - \frac{{\sqrt 2 }}{3}} \right).\frac{{\sqrt 2 }}{2} = - \frac{2}{3}.

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Giải phương trình lượng giác

cosx = 0

⇔x=π2+kπ   (k∈Z)\Leftrightarrow x = \frac{\pi }{2} + k\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

Do x ∈ [0; 10π] nên ta có: 0≤π2+kπ ≤10π0 \le \frac{\pi }{2} + k\pi \, \le 10\pi

⇔0≤12+k≤10⇔−12≤k≤192\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

Hình minh hoạ

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].

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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

Hình minh hoạ

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].

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: A

Ta có: cotx = ‒1

⇔x=−π4+kπ  (k∈Z)\Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right).

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: C

Cách 1. Giải phương trình lượng giác:

Ta có:

sin⁡(x+π4)=22\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2}

⇔sin⁡(x+π4)=sin⁡π4\Leftrightarrow \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}

⇔[x+π4=π4+k2πx+π4=π−π4+k2π⇔[x=k2π                (1)x=π2+k2π      (2)  (k∈Z)\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

⇔0≤k≤12\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≤π2+k2π≤π0 \le \frac{\pi }{2} + k2\pi \le \pi

⇔0≤12+2k≤1\Leftrightarrow 0 \le \frac{1}{2} + 2k \le 1

⇔−12≤2k≤12⇔−14≤k≤14\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 (x=π2)\left( {x = \frac{\pi }{2}} \right) trong trường hợp này.

Vậy phương trình sin⁡(x+π4)=22\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+π4=αx + \frac{\pi }{4} = \alpha. Khi đó ta có phương trình sin⁡α=22\sin \alpha = \frac{{\sqrt 2 }}{2}.

Xét đường thẳng y=22y = \frac{{\sqrt 2 }}{2} và đồ thị hàm số y = sinα trên đoạn [0; π]:

Hình minh hoạ

Từ đồ thị hàm số trên ta thấy đường thẳng y=22y = \frac{{\sqrt 2 }}{2} cắt đồ thị số y = sinα trên đoạn [0; π] tại hai điểm có hoành độ lần lượt là α1=π4{\alpha _1} = \frac{\pi }{4} và α2=3π4{\alpha _2} = \frac{{3\pi }}{4}.

Mà x+π4=αx + \frac{\pi }{4} = \alpha, khi đó ta sẽ tìm được 2 giá trị x là x1_{1} = 0 và x2=π2{x_2} = \frac{\pi }{2}.

Vậy phương trình sin⁡(x+π4)=22\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2} có hai nghiệm trên đoạn [0; π].

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: 3cosx + 2 = 0

⇔cos⁡x=−23\Leftrightarrow \cos x = - \frac{2}{3}.

Đường thẳng y=−23y = - \frac{2}{3} và đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [−5π2;5π2]\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]:

Hình minh hoạ

Từ đồ thị, ta thấy đường thẳng y=−23y = - \frac{2}{3} cắt đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [−5π2;5π2]\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 [−5π2;5π2]\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right].

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

sin⁡(2x−π6)=−32\sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right) = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}

⇔sin⁡(2x−π6)=sin⁡(−π3)\Leftrightarrow \sin \left( {2x - \frac{\pi }{6}} \right) = \sin \left( { - \frac{\pi }{3}} \right)

⇔[2x−π6=−π3+k2π2x−π6=π−(−π3)+k2π\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.⇔[2x=−π3+π6+k2π2x=π+π3+π6+k2π\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.

⇔[2x=−π6+k2π2x=3π2+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = - \frac{\pi }{6} + k2\pi \\2x = \frac{{3\pi }}{2} + k2\pi \end{array} \right.⇔[x=−π12+kπx=3π4+kπ(k∈Z)\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=−π12+kπx = - \frac{\pi }{{12}} + k\pi và x=3π4+kπx = \frac{{3\pi }}{4} + k\pi với k ∈ ℤ

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

cos⁡(3x2+π4)=12\cos \left( {\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{1}{2}

⇔cos⁡(3x2+π4)=cos⁡π3\Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{3x}}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \cos \frac{\pi }{3}

⇔[3x2+π4=π3+k2π3x2+π4=−π3+k2π\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.⇔[3x2=π3−π4+k2π3x2=−π3−π4+k2π\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.

⇔[3x2=π12+k2π3x2=−7π12+k2π\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.⇔[x=π18+k4π3x=−7π18+k4π3   (k∈Z)\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=π18+k4π3x = \frac{\pi }{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3} và x=−7π18+k4π3x = - \frac{{7\pi }}{{18}} + k\frac{{4\pi }}{3} với k ∈ ℤ

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

sin3x – cos5x = 0

Û sin3x = cos5x

⇔cos⁡(π2−3x)=cos⁡5x\Leftrightarrow \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right) = \cos 5x

⇔cos⁡5x=cos⁡(π2−3x)\Leftrightarrow \cos 5x = \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right)

⇔[5x=π2−3x+k2π5x=−(π2−3x)+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}5x = \frac{\pi }{2} - 3x + k2\pi \\5x = - \left( {\frac{\pi }{2} - 3x} \right) + k2\pi \end{array} \right.⇔[8x=π2+k2π5x=−π2+3x+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}8x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \\5x = - \frac{\pi }{2} + 3x + k2\pi \end{array} \right.

⇔[x=π16+kπ42x=−π2+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{4}\\2x = - \frac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.⇔[x=π16+kπ4x=−π4+kπ   (k∈Z)\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=π16+kπ4x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{4} và x=−π4+kπx = - \frac{\pi }{4} + k\pi với k ∈ ℤ

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

cos⁡2x=14{\cos ^2}x = \frac{1}{4}

⇔1+cos⁡2x2=14\Leftrightarrow \frac{{1 + \cos 2x}}{2} = \frac{1}{4}

⇔1+cos⁡2x2=14\Leftrightarrow \frac{{1 + \cos 2x}}{2} = \frac{1}{4}

⇔cos⁡2x=−12\Leftrightarrow \cos 2x = - \frac{1}{2}

⇔cos⁡2x=cos⁡2π3\Leftrightarrow \cos 2x = \cos \frac{{2\pi }}{3}

⇔[2x=2π3+k2π2x=−2π3+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \\2x = - \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \end{array} \right.

⇔[x=π3+kπx=−π3+kπ(k∈Z)\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=±π3+kπx = \pm \frac{\pi }{3} + k\pi với k ∈ ℤ

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

sin⁡x−3cos⁡x=0\sin x - \sqrt 3 \cos x = 0

⇔12sin⁡x−32cos⁡x=0\Leftrightarrow \frac{1}{2}\sin x - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\cos x = 0

⇔sin⁡xcos⁡π3−cos⁡xsin⁡π3=0\Leftrightarrow \sin x\cos \frac{\pi }{3} - \cos x\sin \frac{\pi }{3} = 0 (do cos⁡π3=12\cos \frac{\pi }{3} = \frac{1}{2} và sin⁡π3=32\sin \frac{\pi }{3} = \frac{{\sqrt 3 }}{2})

⇔sin⁡(x−π3)=0\Leftrightarrow \sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right) = 0

⇔x−π3=kπ   (k∈Z)\Leftrightarrow x - \frac{\pi }{3} = k\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

⇔x=π3+kπ  (k∈Z)\Leftrightarrow x = \frac{\pi }{3} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right).

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là x=π3+kπ x = \frac{\pi }{3} + k\pi \,với k ∈ ℤ

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

sinx + cosx = 0

Û cosx = ‒sinx

Û cosx = sin(‒x)

⇔cos⁡x=cos⁡[π2−(−x)]\Leftrightarrow \cos x = \cos \left[ {\frac{\pi }{2} - \left( { - x} \right)} \right]

⇔cos⁡x=cos⁡(π2+x)\Leftrightarrow \cos x = \cos \left( {\frac{\pi }{2} + x} \right)

⇔[x=π2+x+k2πx=−π2−x+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + x + k2\pi \\x = - \frac{\pi }{2} - x + k2\pi \end{array} \right.⇔[0x=π2+k2π   (voˆliˊ)2x=−π2+k2π\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.

⇔x=−π4+kπ  (k∈Z)\Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right).

Vậy phương trình đã cho có các nghiệm là x=−π4+kπx = - \frac{\pi }{4} + k\pi với k ∈ ℤ.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Để độ sâu của mực nước là 15 m thì:

h=3cos⁡(πt6+1)+12=15h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 15

⇔cos⁡(πt6+1)=1\Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = 1

⇔πt6+1=k2π   (k∈Z)\Leftrightarrow \frac{{\pi t}}{6} + 1 = k2\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

⇔t=−6π  +12k (k∈Z)\Leftrightarrow t = - \frac{6}{\pi }\,\, + 12k\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

Do 0 ≤ t < 24 nên 0≤−6π  +12k <240 \le - \frac{6}{\pi }\,\, + 12k\, < 24

⇔6π≤12k<24+6π\Leftrightarrow \frac{6}{\pi } \le 12k < 24 + \frac{6}{\pi }

⇔12π≤k<2+12π\Leftrightarrow \frac{1}{{2\pi }} \le k < 2 + \frac{1}{{2\pi }}

Mà k ∈ ℤ nên k ∈ {1; 2}.

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

Với k = 2 thì t=−6π+12.2≈22,09t = - \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.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Để độ sâu của mực nước là 9 m thì:

h=3cos⁡(πt6+1)+12=9h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 9

⇔cos⁡(πt6+1)=−1\Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = - 1

⇔πt6+1=π+k2π   (k∈Z)\Leftrightarrow \frac{{\pi t}}{6} + 1 = \pi + k2\pi \,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

⇔t=6−6π+12k   (k∈Z)\Leftrightarrow t = 6 - \frac{6}{\pi } + 12k\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

Do 0 ≤ t < 24 nên 0≤6−6π+12k<240 \le 6 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24

⇔−6+6π≤12k<18+6π\Leftrightarrow - 6 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 18 + \frac{6}{\pi }

⇔−12+12π≤k<32+12π\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=6−6π+12.0≈4,09t = 6 - \frac{6}{\pi } + 12.0 \approx 4{,}09 (giờ);

Với k = 1 thì t=6−6π+12.1≈16,09t = 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.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Để độ sâu của mực nước là 10,5 m thì:

h=3cos⁡(πt6+1)+12=10,5h = 3\cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) + 12 = 10{,}5

⇔cos⁡(πt6+1)=−12\Leftrightarrow \cos \left( {\frac{{\pi t}}{6} + 1} \right) = - \frac{1}{2}

⇔[πt6+1=2π3+k2ππt6+1=−2π3+k2π   (k∈Z)\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)

⇔[t=4−6π+12k     (1)t=−4−6π+12k   (2)   (k∈Z)\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≤4−6π+12k<240 \le 4 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24

⇔−4+6π≤12k<20+6π\Leftrightarrow - 4 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 20 + \frac{6}{\pi }

⇔−13+12π≤k<53+12π\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=4−6π+12.0≈2,09t = 4 - \frac{6}{\pi } + 12.0 \approx 2{,}09 (giờ);

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

• Do 0 ≤ t < 24 nên từ (2) ta có: 0≤−4−6π+12k<240 \le - 4 - \frac{6}{\pi } + 12k < 24

⇔4+6π≤12k<28+6π\Leftrightarrow 4 + \frac{6}{\pi } \le 12k < 28 + \frac{6}{\pi }

⇔13+12π≤k<73+12π\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=−4−6π+12.1≈6,09t = - 4 - \frac{6}{\pi } + 12.1 \approx 6{,}09 (giờ);

Với k = 2 thì t=−4−6π+12.2≈18,09t = - 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.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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

⇔4,8.sin⁡x9=0\Leftrightarrow 4{,}8.\sin \frac{x}{9} = 0

⇔sin⁡x9=0\Leftrightarrow \sin \frac{x}{9} = 0

⇔x9=kπ  (k∈Z)\Leftrightarrow \frac{x}{9} = k\pi \,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)

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

Quan sát đồ thị ta thấy, đồ thị hàm số y=4,8.sin⁡x9y = 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_{1} = 0;

Xét k = 1, ta có x2_{2} = 9π.

Mà x1_{1} = 0 nên đây là hoành độ của O, do đó x2_{2} = 9π là hoành độ của điểm A.

Khi đó OA = 9π ≈ 28,3.

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

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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.

⇔4,8.sin⁡x9=3,6\Leftrightarrow 4{,}8.\sin \frac{x}{9} = 3{,}6

⇔sin⁡x9=34\Leftrightarrow \sin \frac{x}{9} = \frac{3}{4}

⇔[x9≈0,848+k2πx9≈π−0,848+k2π\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)

⇔[x≈7,632+18kπx≈9π−7,632+18kπ   (k∈Z)\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_{1} ≈ 7,632; x2_{2} ≈ 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⁡x9y = 4{,}8.\sin \frac{x}{9} như sau:

Hình minh hoạ

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.

Câu 23

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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

Hình minh hoạ

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 yM=4,8.sin⁡xM9=4,8.sin⁡OQ9≈4,8.sin⁡9,659≈4,22{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.