TopStudy

Toán · Lớp 12

(Trả lời ngắn) 22 bài tập Ứng dụng hình học của tích phân (có lời giải)

22 câu · 33 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm

Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=x2+x−1y = {x^2} + x - 1, y=x4+x−1y = {x^4} + x - 1, x=−1,x=1x = - 1,x = 1.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

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

415\frac{4}{{15}}

Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=x2+x−1y = {x^2} + x - 1, y=x4+x−1y = {x^4} + x - 1, x=−1,x=1x = - 1,x = 1 là

S=∫−11∣x2−x4∣dx=∫−10∣x2−x4∣dx+∫01∣x2−x4∣dxS = \int\limits_{ - 1}^1 {\left| {{x^2} - {x^4}} \right|{\rm{d}}} x = \int\limits_{ - 1}^0 {\left| {{x^2} - {x^4}} \right|{\rm{d}}} x + \int\limits_0^1 {\left| {{x^2} - {x^4}} \right|{\rm{d}}} x

=∣∫−10(x2−x4)dx∣+∣∫01(x2−x4)dx∣=∣(x33−x55)∣0−1∣+∣(x33−x55)∣10∣=215+215=415= \left| {\int\limits_{ - 1}^0 {\left( {{x^2} - {x^4}} \right){\rm{d}}} x} \right| + \left| {\int\limits_0^1 {\left( {{x^2} - {x^4}} \right){\rm{d}}} x} \right| = \left| {\left( {\frac{{{x^3}}}{3} - \frac{{{x^5}}}{5}} \right)\left| \begin{array}{l}0\\ - 1\end{array} \right.} \right| + \left| {\left( {\frac{{{x^3}}}{3} - \frac{{{x^5}}}{5}} \right)\left| \begin{array}{l}1\\0\end{array} \right.} \right| = \frac{2}{{15}} + \frac{2}{{15}} = \frac{4}{{15}}.

Câu 2

1 điểm

Kí hiệu S(t)S\left( t \right) là diện tích của hình phẳng giới hạn bởi các đường y=2x+1y = 2x + 1, y=0y = 0, x=1x = 1, x=tx = t(t>1)\left( {t > 1} \right). Tìm tt để S(t)=10S\left( t \right) = 10.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

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

t=3t = 3

Ta có: S(t)=∫1t∣2x+1∣dx=∫1t(2x+1)dxS\left( t \right) = \int\limits_1^t {\left| {2x + 1} \right|} {\rm{ d}}x = \int\limits_1^t {\left( {2x + 1} \right)} {\rm{ d}}x.

Suy ra S(t)=(x2+x)∣1t=t2+t−2S\left( t \right) = \left. {\left( {{x^2} + x} \right)} \right|_1^t = {t^2} + t - 2.

Do đó S(t)=10⇔t2+t−2=10⇔t2+t−12=0⇔[t=3t=−4(L)S\left( t \right) = 10 \Leftrightarrow {t^2} + t - 2 = 10 \Leftrightarrow {t^2} + t - 12 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 3\\t = - 4{\rm{ }}\left( L \right)\end{array} \right..

Vậy t=3t = 3.

Câu 3

1 điểm

Giá trị dương của tham số mm sao cho diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị của hàm số y=2x+3y = 2x + 3 và các đường thẳng y=0, x=0 , x=my = 0,\,x = 0\,,\,x = m bằng 1010 là bao nhiêu?

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

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

m=2m = 2

Vì m>0m > 0 nên 2x+3>0, ∀x∈[0 ; m]2x + 3 > 0,\,\forall x \in \left[ {0\,;\,m} \right].

Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=2x+3y = 2x + 3 và các đường thẳng y=0, x=0 , x=my = 0,\,x = 0\,,\,x = m là:

S=∫0m(2x+3).dx=(x2+3x)∣0m=m2+3mS = \int\limits_0^m {\left( {2x + 3} \right).{\rm{d}}x} = \left. {\left( {{x^2} + 3x} \right)} \right|_0^m = {m^2} + 3m.

Theo giả thiết ta có:

S=10⇔m2+3m=10⇔m2+3m−10=0⇔[m=2m=−5 ⇔m=2   (do   m>0)S = 10 \Leftrightarrow {m^2} + 3m = 10 \Leftrightarrow {m^2} + 3m - 10 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 2\\m = - 5\,\end{array} \right. \Leftrightarrow m = 2\,\,\,\left( {{\rm{do}}\,\,\,m > 0} \right).

Câu 4

1 điểm

Hình vuông OABCOABC có cạnh bằng 44 được chia thành hai phần bởi đường cong (C)\left( C \right) có phương trình y=14 x2y = \frac{1}{4}\,{x^2}. Gọi S1 ,  S2{S_1}\,,\,\,{S_2} lần lượt là diện tích của phần không bị gạch và bị gạch như hình vẽ bên dưới. Tỉ số S1S2\frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} bằng bao nhiêu?

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

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

S1S2=2\frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = 2

Ta có diện tích hình vuông OABCOABC là 1616 và bằng S1 + S2{S_1}\, + \,{S_2}.

S2=  ∫0414x2dx  =  x312∣04 =  163{S_2} = \,\,\int\limits_0^4 {\frac{1}{4}{x^2}{\rm{d}}x} \,\, = \,\left. {\,\frac{{{x^3}}}{{12}}} \right|_0^4\, = \,\,\frac{{16}}{3}  ⇒    S1S2   =   16−S2S2   =   16−163163   =   2\,\, \Rightarrow \,\,\,\,\frac{{{S_1}}}{{{S_2}}}\,\,\, = \,\,\,\frac{{16 - {S_2}}}{{{S_2}}}\,\,\, = \,\,\,\frac{{16 - \frac{{16}}{3}}}{{\frac{{16}}{3}}}\,\,\, = \,\,\,2

Câu 5

1 điểm

Cho hình thang cong (H)\left( H \right) giới hạn bởi các đường y=exy = {{\rm{e}}^x}, y=0y = 0, x=0x = 0, x=ln⁡4x = \ln 4. Đường thẳng x=kx = k (0<k<ln⁡4)\left( {0 < k < \ln 4} \right) chia (H)\left( H \right) thành hai phần có diện tích là S1{S_1} và S2{S_2} như hình vẽ bên. Tìm kk để S1=2S2{S_1} = 2{S_2}.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

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

k=ln⁡3k = \ln 3

Diện tích hình thang cong (H)\left( H \right) giới hạn bởi các đường y=exy = {{\rm{e}}^x}, y=0y = 0, x=0x = 0, x=ln⁡4x = \ln 4 là

S=∫0ln⁡4exdx=ex∣0ln⁡4=S = \int\limits_0^{\ln 4} {{{\rm{e}}^x}{\rm{d}}x} = \left. {{{\rm{e}}^x}} \right|_0^{\ln 4} =eln⁡4−e0=4−1=3{{\rm{e}}^{\ln 4}} - {{\rm{e}}^0} = 4 - 1 = 3(đvdt).

Ta có S=S1+S2=S1+12S1=32S1S = {S_1} + {S_2} = {S_1} + \frac{1}{2}{S_1} = \frac{3}{2}{S_1}. Suy ra S1=2S3=2.33=2{S_1} = \frac{{2S}}{3} = \frac{{2.3}}{3} = 2 (đvdt).

Vì S1{S_1} là phần diện tích được giới hạn bởi các đường y=exy = {{\rm{e}}^x}, y=0y = 0, x=0x = 0, x=kx = k nên

2=S1=∫0kexdx=ex∣0k=2 = {S_1} = \int\limits_0^k {{{\rm{e}}^x}{\rm{d}}x} = \left. {{{\rm{e}}^x}} \right|_0^k =ek−e0=ek−1{{\rm{e}}^k} - {{\rm{e}}^0} = {{\rm{e}}^k} - 1.

Do đó ek=3⇔k=ln⁡3{{\rm{e}}^k} = 3 \Leftrightarrow k = \ln 3.

Câu 6

1 điểm

Cắt một vật thể (T)\left( T \right) bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục OxOx tại x=0x = 0 và x=2x = 2. Một mặt phẳng tùy ý vuông góc với trục OxOx tại điểm có hoành độ x(0≤x≤2)x\left( {0 \le x \le 2} \right) cắt vật thể đó có diện tích diện là một hình vuông có cạnh bằng x3\sqrt {{x^3}}. Tính thể tích vật thể (T)\left( T \right).

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm

Cắt một vật thể bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục OxOx tại x=1 ; x=3x = 1\,;\,x = 3. Khi cắt một vật thể bởi mặt phẳng vuông góc với trục OxOx tại điểm có hoành độ xx (1≤x≤31 \le x \le 3), mặt cắt là tam giác vuông có một góc 450{45^0} và độ dài một cạnh góc vuông là 4−12x2\sqrt {4 - \frac{1}{2}{x^2}}. Tính thể tích vật thể trên.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm

Tính thể tích khối tròn xoay khi quay hình phẳng (H)\left( H \right) xác định bởi các đường y=13x3−x2y = \frac{1}{3}{x^3} - {x^2}, y=0y = 0, x=0x = 0 và x=3x = 3 quanh trục OxOx.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm

Gọi VV là thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi

các đường y=xy = \sqrt x, y=0y = 0 và x=4x = 4 quanh trục OxOx. Đường thẳng \(x

= a\;\left( {0 < a < 4} \right)\) cắt đồ thị hàm số y=xy = \sqrt x tại MM (hình vẽ).

Gọi V1{V_1} là thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay tam giác OMHOMH

quanh trục OxOx. Biết rằng V=2V1V = 2{V_1}. Khi đó

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 10

1 điểm

Khi cắt một vật thể hình chiếc niêm bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ x (−2≤x≤2)\left( { - 2 \le x \le 2} \right), mặt cắt là tam giác vuông có một góc 45ο{45}^{ο} và độ dài một cạnh góc vuông là 4−x2\sqrt {4 - {x^2}} (dm) như hình vẽ. Tính thể tích của vật thể.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 11

1 điểm

Cho D là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=4−xy = \sqrt {4 - x} (x≤4)\left( {x \le 4} \right), trục tung và trục hoành như hình vẽ. Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi xoay D quanh trục Ox.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 12

1 điểm

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho hình thang OABC có A(0; 1), B(2; 2), C(2; 0) như hình vẽ. Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình thang OABC quanh trục hoành.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 13

1 điểm

Một vật chuyển động với tốc độ v(t)=3t+4v(t) = 3t + 4 (m/s)({\rm{m}}/{\rm{s}}), với thời gian t tính theo giây, t∈[0;5]{\rm{t}} \in [0;5]. Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian từ t=0{\rm{t}} = 0 đến t=5{\rm{t}} = 5.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 14

1 điểm

Một chất điểm đang chuyển động với tốc độ vo =1  m/s= 1\;{\rm{m}}/{\rm{s}} thì tăng tốc với gia tốc không đổi a=3  m/s2{\rm{a}} = 3\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}. Hỏi tốc độ của chất điểm là bao nhiêu sau 10 giây kể từ khi bắt đầu tăng tốc.

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 15

1 điểm

Hình minh họa mặt cắt của một bức thường cũ có dạng hình chữ nhật với một cổng ra và có dạng hình parabol với các kích thước được cho hinh hình bên. Người ta dự định sơn lại mặt ngoài của béc tường đó. Chi phí để sơn bức tường là 15000 đồng/1m2 . Tổng chi phí để sơn toàn bộ mặt ngoài của bức tường là bao nhiêu

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 16

1 điểm

Người ta dự định lắp kính cho cửa một mái vòm có dạng hình parabol. Hãy tính diện tích mặt kính cần lắp vào, biết rằng mái vòm cao 21 m và rộng 70 m

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 17

1 điểm

Cửa vòm lấy ánh sáng của một tòa nhà được thiết kế dạng parabol với kích thước như hình vẽ. Người ta định lắp kính cho cửa này. Tính diện tích kính cần lắp, biết rằng người ta chỉ sử dụng một lớp kính và bỏ qua diện tích của khung cửa.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 18

1 điểm

Một bình chứa nước có hình dạng như Hình 11. Biết rằng khi nước trong bình có chiều cao x(dm)(0≤x≤4)x({\rm{dm}})(0 \le x \le 4) thì mặt nước là hình vuông có cạnh 2+x24(dm)\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} ({\rm{dm}}). Tính dung tích của bình.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 19

1 điểm

Hình vẽ mô phỏng phần bên trong của một chậu cây có dạng khối tròn xoay tạo thành khi quay một phần của đồ thị hàm số y=x+32y = \sqrt x + \frac{3}{2} với 0≤x≤40 \le x \le 4 quanh trục hoành. Thể tích phần bên trong (dung tích) của chậu cây, biết đơn vị trên các trục Ox, Oy là decimet

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 20

1 điểm

Sau khi đo kích thức hai thùng rượu vang như hình bên, bạn Quân xác định thù rượu vang có dạng hình tròn xoay được tạo thành khi cho hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y=−0,011x2−0,071x+40y = - 0{,}011{x^2} - 0{,}071x + 40, trục Ox và hai đường thẳng x = -35, x = 35 quay quanh trục Ox. Tính thể tích thùng rượu vang đó biết đơn vị trên mỗi trục tọa độ là centimet.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 21

1 điểm

Nếu cắt chậu nước có hình dạng như Hình vẽ bằng mặt phẳng song song và cách mặt đáy x (cm) (0 ≤ x ≤ 16) thì mặt cắt là hình tròn có bán kính (10+x)\left( {10 + \sqrt x } \right) (cm). Tính dung tích của chậu.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Câu 22

1 điểm

Một chiếc lều mái vòm có hình dạng như Hình vẽ. Nếu cắt lều bằng mặt phẳng song song với mặt đáy và cách mặt đáy một khoảng x (m) (0 ≤ x ≤ 3) thì được hình vuông có cạnh 9−x2\sqrt {9 - {x^2}} (m). Tính thể tích của lều.

Hình minh hoạ

Trả lời: ………………..

Xem đáp án và lời giải

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Ứng dụng hình học của tích phân · Các bộ sách Toán Lớp 12