TopStudy

Đáp án và lời giải

(Trả lời ngắn) 26 bài tập Tích phân (có lời giải)

Về trang đề

Câu 1

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

Ta có −2t+10=0⇔t=5⇒- 2t + 10 = 0 \Leftrightarrow t = 5 \Rightarrow Thời gian tính từ lúc bắt đầu đạp phanh đến khi dừng hẳn là 55 giây. Vậy trong 88 giây cuối cùng thì có 33 giây ô tô chuyển động với vận tốc 10m/s10m/s và 55 giây chuyển động chậm dần đều với vận tốc v(t)=−2t+10(m/s)v\left( t \right) = - 2t + 10\left( {m/s} \right).

Khi đó quãng đường ô tô di chuyển là S=3.10+∫05(−2t+10)dt=30+25=55mS = 3.10 + \int\limits_0^5 {\left( { - 2t + 10} \right)} dt = 30 + 25 = 55m.

Câu 2

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

Khi ô tô dừng hẳn thì: v(t)=0⇔−5t+20=0⇔t=4(s)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=∫04(−5t+20)dt=40(m)s = \int\limits_0^4 {\left( { - 5t + 20} \right)dt = 40\left( m \right)}.

Câu 3

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

Thời điểm chất điểm BB đuổi kịp chất điểm AA thì chất điểm BB đi được 1515giây, chất điểm AAđi được 1818 giây.

Biểu thức vận tốc của chất điểm BB có dạng vB(t)=∫adt=at+C{v_B}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t} = at + C mà vB(0)=0{v_B}\left( 0 \right) = 0 nên vB(t)=at{v_B}\left( t \right) = at.

Do từ lúc chất điểm AA bắt đầu chuyển động cho đến khi chất điểm BB đuổi kịp thì quãng đường hai chất điểm đi được bằng nhau. Do đó

∫018(1120t2+5845)dt=∫015atdt⇔225=a.2252⇔a=2\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 BB tại thời điểm đuổi kịp AA bằng vB(t)=2.15=30(m/s){v_B}\left( t \right) = 2.15 = 30\left( {m/s} \right).

Câu 4

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

Quãng đường chất điểm AA đi từ đầu đến khi BB đuổi kịp là S=∫015(1150t2+5975t)dt=96(m)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 BB là vB(t)=∫adt=at+C{v_B}\left( t \right) = \int {adt} = at + C.

Tại thời điểm t=3t = 3 vật BB bắt đầu từ trạng thái nghỉ nên vB(3)=0⇔C=−3a{v_B}\left( 3 \right) = 0 \Leftrightarrow C = - 3a.

Lại có quãng đường chất điểm BB đi được đến khi gặp AA là S2=∫315(at−3a)dt=(at22−3at)∣315=72a(m){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⇔a=4372a = 96 \Leftrightarrow a = \frac{4}{3}(m/s2)\left( {m/{s^2}} \right).

Tại thời điểm đuổi kịp AA thì vận tốc của BB là vB(15)=16(m/s){v_B}\left( {15} \right) = 16\left( {m/s} \right).

Câu 5

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

- Tại thời điểm t=6t = 6vật đang chuyển động với vận tốc v0{v_0} nên có v(6)=v0v(6) = {v_0}⇔−52.6+a  =v0⇔a  =v0+15\Leftrightarrow - \frac{5}{2}.6 + a\,\, = {v_0} \Leftrightarrow a\,\, = {v_0} + 15, suy ra v(t)=−52t+v0+15v(t) = - \frac{5}{2}t + {v_0} + 15.

- Gọi kklà thời điểm vật dừng hẳn, vậy ta có v(k)=0⇔k=25.(v0+15)⇔k=2v05+6v(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.v0+∫6k(−52t+v0+15)dt80 = 6.{v_0} + \int\limits_6^k {\left( { - \frac{5}{2}t + {v_0} + 15} \right)dt}

⇔80=6.v0+(−54t2+v0.t+15t)∣6k⇔80=6.v0−54(k2−62)+v0.(k−6)+15(k−6)⇔80=6.v0−54(4(v0)225+24v05)+v0.2v05+15.2v05⇔(v0)2+36.v0−400=0⇔v0=10\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}

Câu 6

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

Ta có: vA(0)=16 m/s{v_A}\left( 0 \right) = 16\,{\rm{m/s}}.

Khi xe AA dừng hẳn: vA(t)=0{v_A}\left( t \right) = 0⇔t=4 s\Leftrightarrow t = 4\,{\rm{s}}.

Quãng đường từ lúc xe AA hãm phanh đến lúc dừng hẳn là s=∫04(16−4t)dts = \int\limits_0^4 {\left( {16 - 4t} \right){\rm{d}}t} =32 m= 32\,{\rm{m}}.

Do các xe phải cách nhau tối thiểu 1 m1\,{\rm{m}}để đảm bảo an toàn nên khi dừng lại ô tô AA phải hãm phanh khi cách ô tô BB một khoảng ít nhất là 33 m33\,{\rm{m}}.

Câu 7

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

a(t)=t2+4ta\left( t \right) = {t^2} + 4t ⇒v(t)=∫a(t)dt=t33+2t2+C\Rightarrow v\left( t \right) = \int {a\left( t \right){\rm{d}}t} = \frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + C{\rm{ }}(C∈R)\left( {C \in \mathbb{R}} \right).

Mà v(0)=C=15v\left( 0 \right) = C = 15 ⇒v(t)=t33+2t2+15\Rightarrow v\left( t \right) = \frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + 15.

Vậy S=∫03(t33+2t2+15)dt=69,75  mS = \int\limits_0^3 {\left( {\frac{{{t^3}}}{3} + 2{t^2} + 15} \right){\rm{d}}t} = 69{,}75\;{\rm{m}}.

Câu 8

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

Ta có v(0)=10 m/sv\left( 0 \right) = 10\,{\rm{m/s}} và v(t)=∫0ta(t)dtv\left( t \right) = \int\limits_0^t {a\left( t \right){\rm{d}}t}=∫0t(t2+3t)dt= \int\limits_0^t {\left( {{t^2} + 3t} \right){\rm{d}}t}=(t33+3t22)∣0t= \left. {\left( {\frac{{{t^3}}}{3} + \frac{{3{t^2}}}{2}} \right)} \right|_0^t=13t3+32t2= \frac{1}{3}{t^3} + \frac{3}{2}{t^2}.

Quãng đường vật đi được là S=∫06v(t)dtS = \int\limits_0^6 {v\left( t \right){\rm{d}}t}=∫06(13t3+32t2)dt= \int\limits_0^6 {\left( {\frac{1}{3}{t^3} + \frac{3}{2}{t^2}} \right){\rm{d}}t}=(112t4+12t3)∣06= \left. {\left( {\frac{1}{{12}}{t^4} + \frac{1}{2}{t^3}} \right)} \right|_0^6=216 m= 216\,{\rm{m}}.

Câu 9

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

Thời điểm máy bay đạt vận tốc 200 (m/s)200\,\left( {m/s} \right) là v(t)=200⇔t2+10t=200⇔[t=10t=−20⇔t=10v\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=∫010(t2+10t) dt=(t33+5t)∣010=25003 (m)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).

Câu 10

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

Chọn gốc thời gian là lúc ô tô bắt đầu đi. Sau 5s5{\rm{s}} ô tô đạt vận tốc là v(5)=35(m/s)v\left( 5 \right) = 35\left( {{\rm{m/s}}} \right).

Sau khi phanh vận tốc ô tô là v(t)=35−70(t−5)v\left( t \right) = 35 - 70\left( {t - 5} \right).

Ô tô dừng tại thời điểm t=5,5st = 5{,}5{\rm{s}}.

Quãng đường ô tô đi được là S=∫057tdt+∫55,5[35−70(t−5)]dt=96,25(m)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).

Câu 11

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

Giai đoạn 1: Xe bắt đầu chuyển động đến khi gặp chướng ngại vật.

Quãng đường xe đi được là:

S1=∫012v1(t)dt{S_1} = \int\limits_0^{12} {{v_1}\left( t \right){\rm{d}}t} =∫0122tdt= \int\limits_0^{12} {2t{\rm{d}}t} =t2∣012= \left. {{t^2}} \right|_0^{12} =144 (m)= 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 v2(t)=∫adt=−12t+c{v_2}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t} = - 12t + c.

Vận tốc của xe khi gặp chướng ngại vật là: v2(0)=v1(12)=2.12=24 (m/s){v_2}\left( 0 \right) = {v_1}\left( {12} \right) = 2.12 = 24\,\left( {{\rm{m/s}}} \right).

⇒−12.0+c=24\Rightarrow - 12.0 + c = 24⇒c=24\Rightarrow c = 24⇒v2(t)=−12t+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- 12t + 24 = 0⇔t=2\Leftrightarrow t = 2.

Khi đó, quãng đường xe đi được là:

S2=∫02v2(t)dt{S_2} = \int\limits_0^2 {{v_2}\left( t \right){\rm{d}}t}=∫02(−12t+24)dt= \int\limits_0^2 {\left( { - 12t + 24} \right){\rm{d}}t} =(−6t2+24t)∣02=24 (m)= \left. {\left( { - 6{t^2} + 24t} \right)} \right|_0^2 = 24\,\left( {\rm{m}} \right).

Vậy tổng quãng đường xe đi được là: S=S1+S2=168 (m)S = {S_1} + {S_2} = 168\,\left( {\rm{m}} \right).

Câu 12

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

a(t)=6−2t  (m/s2)a\left( t \right) = 6 - 2t\,\,\left( {m/{s^2}} \right)⇒v(t)=∫(6−2t)dt=6t−t2+C\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=0t = 0 thì v=0⇒C=0v = 0 \Rightarrow C = 0⇒v(t)=6t−t2\Rightarrow v\left( t \right) = 6t - {t^2}.

v(t)=6t−t2v\left( t \right) = 6t - {t^2} là hàm số bậc 2 nên đạt GTLN khi t=−b2a=3  (s)t = - \frac{b}{{2a}} = 3\,\,\left( s \right)

Quảng đường xe đi trong 3 giây đầu là: S=∫03(6t−t2)dt=18mS = \int\limits_0^3 {\left( {6t - {t^2}} \right)dt} = 18m.

Câu 13

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

Thời gian tính từ khi AA xuất phát đến khi bị BB đuổi kịp là 1515 giây, suy ra quãng đường đi được tới lúc đó là ∫015v(t)dt\int\limits_0^{15} {v(t){\rm{d}}t}=∫015(1180t2+1118t)dt= \int\limits_0^{15} {\left( {\frac{1}{{180}}{t^2} + \frac{{11}}{{18}}t} \right){\rm{d}}t}=(1540t3+1136t2)∣015= \left. {\left( {\frac{1}{{540}}{t^3} + \frac{{11}}{{36}}{t^2}} \right)} \right|_0^{15}=75 (m)= 75\,\left( m \right).

Vận tốc của chất điểm BB là y(t)=∫a.dty\left( t \right) = \int {a.{\rm{d}}t}=a.t+C= a.t + C (CC là hằng số); do BB xuất phát từ trạng thái nghỉ nên có y(0)=0y\left( 0 \right) = 0⇔C=0\Leftrightarrow C = 0;

Quãng đường của BB từ khi xuất phát đến khi đuổi kịp AA là

∫010y(t)dt=75\int\limits_0^{10} {y(t){\rm{d}}t} = 75⇔∫010a.tdt=75\Leftrightarrow \int\limits_0^{10} {a.t{\rm{d}}t} = 75⇔a.t22∣010=75\Leftrightarrow \left. {\frac{{a.{t^2}}}{2}} \right|_0^{10} = 75⇔50a=75\Leftrightarrow 50a = 75⇔a=32\Leftrightarrow a = \frac{3}{2}

Vậy có y(t)=3t2y\left( t \right) = \frac{{3t}}{2}; suy ra vận tốc của BB tại thời điểm đuổi kịp AA bằng y(10)=15 (m/s)y\left( {10} \right) = 15\,\left( {m/s} \right).

Câu 14

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

Gọi v(t)=a.t2+bt+cv\left( t \right) = a.{t^2} + bt + c.

Đồ thị v(t)v\left( t \right) là một phần parabol có đỉnh I(2;9)I\left( {2;9} \right) và đi qua điểm A(0;6)A\left( {0;6} \right) nên {−b2a=2a.22+b.2+c=9a.02+b.0+c=6⇒{a=−34b=3c=6\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(t)=−34t2+3t+6v\left( t \right) = - \frac{3}{4}{t^2} + 3t + 6

Vậy S=∫03(−34t2+3t+6)dt=S = \int\limits_0^3 {\left( { - \frac{3}{4}{t^2} + 3t + 6} \right)} dt = 24,75 (km)

Câu 15

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

Gọi phương trình của parabol v=at2+bt+cv = a{t^2} + bt + c ta có hệ như sau: {c=44a+2b+c=9−b2a=2⇔{b=5c=4a=−54\left\{ {\begin{array}{llllllllllllllllllll}{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=1t = 1 ta có v=314v = \frac{{31}}{4}.

Vậy quãng đường vật chuyển động được là s=∫01(−54t2+5t+4)dt+∫13314dt=25912≈21,583s = \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}}

Câu 16

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

Ta có 1 giờ 30 phút = 1,5 giờ ⇒S=∫01,5v(t)dt\Rightarrow S = \int\limits_0^{1{,}5} {v(t){\rm{d}}t}.

Đồ thị v=v(t)v = v(t) đi qua gốc tọa độ nên v(t)v(t) có dạng v(t)=at2+btv(t) = a{t^2} + bt.

Đồ thị v=v(t)v = v(t) có đỉnh là I(1;5) nên {−b2a=1a+b=5⇔{b=−2aa+b=5⇔{a=−5b=10⇒v(t)=−5t2+10t\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=∫01,5(−5t2+10t)dt=458≈5,63S = \int\limits_0^{1{,}5} {\left( { - 5{t^2} + 10t} \right){\rm{d}}t} = \frac{{45}}{8} \approx 5{,}63.

Câu 17

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

Đáp án: 12m12m

Lấy mốc thời gian (t=0)\left( {t = 0} \right) là lúc đạp phanh.

Khi ô tô dừng hẳn thì vận tốc v(t)=0v\left( t \right) = 0, tức là v(t)=−6t+12=0v\left( t \right) = - 6t + 12 = 0⇔t=2\Leftrightarrow t = 2.

Vậy từ lúc đạp phanh đến lúc ô tô dừng hẳn, ô tô còn di chuyển được quãng đường là

∫02(−6t+12)dt\int\limits_0^2 {\left( { - 6t + 12} \right)} {\rm{d}}t=(−3t2+12t)∣02=12= \left. {\left( { - 3{t^2} + 12t} \right)} \right|_0^2 = 12(m)\left( m \right).

Câu 18

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

Đáp án: 10m

Xét phương trình −5t+10=0⇔t=2.- 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=∫02(−5t+10)dt=(−52t2+10t)∣20=10m.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.

Câu 19

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

Đáp án: 25(m/s)25 \left( {{\rm{m/s}}} \right)

Ta có vB(t)=∫a.dt=at+C{v_B}\left( t \right) = \int {a.{\rm{dt}}} = at + C, vB(0)=0⇒C=0{v_B}\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow C = 0 ⇒vB(t)=at\Rightarrow {v_B}\left( t \right) = at.

Quãng đường chất điểm AA đi được trong 2525 giây là

SA=∫025(1100t2+1330t)dt{S_A} = \int\limits_0^{25} { \left( {\frac{1}{{100}}{t^2} + \frac{{13}}{{30}}t } \right){\rm{dt}}} =(1300t3+1360t2)∣025=3752= \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 BB đi được trong 1515 giây là

SB=∫015at.dt{S_B} = \int\limits_0^{15} {at.{\rm{dt}}} =at22∣015=225a2= \frac{{a{t^2}}}{2}\left| {_{\scriptstyle\atop\scriptstyle0}^{\scriptstyle15\atop\scriptstyle}} \right. = \frac{{225a}}{2}.

Ta có 3752=225a2⇔a=53\frac{{375}}{2} = \frac{{225a}}{2} \Leftrightarrow a = \frac{5}{3}.

Vận tốc của BB tại thời điểm đuổi kịp AA là vB(15)=53.15=25(m/s){v_B}\left( {15} \right) = \frac{5}{3}.15 = 25 \left( {{\rm{m/s}}} \right).

Câu 20

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

Đáp án: 105105 mét.

Quãng đường ô tô đi được trong 55(s)\left( {\rm{s}} \right) đầu là s1=∫057tdt=7t22∣05=87,5{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(2)(t)=35−35t{v_{\left( 2 \right)}}\left( t \right) = 35 - 35t (m/s). Khi xe dừng lại hẳn thì v(2)(t)=0⇔35−35t=0⇔t=1{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 s2=∫01(35−35t)dt{s_2} = \int\limits_0^1 {\left( {35 - 35t} \right){\rm{d}}t}=(35t−35t22)∣01= \left. {\left( {35t - 35\frac{{{t^2}}}{2}} \right)} \right|_0^1=17.5= 17.5 (mét).

Vậy quãng đường của ô tô đi được từ lúc bắt đầu chuyển bánh cho đến khi dừng hẳn là s=s1+s2s = {s_1} + {s_2}=87.5+17.5= 87.5 + 17.5=105= 105 (mét).

Câu 21

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

Đáp án: s=4,5s = 4{,}5 (km)

Hình minh hoạ

Gọi parabol là (P):y=ax2+bx+c\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c. Từ hình vẽ ta có (P)\left( P \right) đi qua O(0;0)O\left( {0;{\rm{ }}0} \right), A(1;0)A\left( {1;{\rm{ }}0} \right) và điểm I(12;8)I\left( {\frac{1}{2};{\rm{ }}8} \right).

Ta có hệ: {c=0a+b+c=0a4+b2+c=8⇔{a=−32b=32c=0\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 (P):y=−32x2+32x\left( P \right):y = - 32{x^2} + 32x.

Vậy quảng đường người đó đi được là s=∫034(−32x2+32x)dx=4,5s = \int\limits_0^{\frac{3}{4}} {\left( { - 32{x^2} + 32x} \right){\rm{d}}x} = 4{,}5(km).

Câu 22

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

Đáp án: s=28,5s = 28{,}5 (km)

Gọi (P):y=ax2+bx+c\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c.

Vì (P)\left( P \right) qua O(0;0)O\left( {0;0} \right) và có đỉnh I(2;9)I\left( {2;9} \right) nên dễ tìm được phương trình là y=−94x2+9xy = \frac{{ - 9}}{4}{x^2} + 9x.

Ngoài ra tại x=3x = 3 ta có y=274y = \frac{{27}}{4}

Vậy quãng đuờng cần tìm là:S=∫03(−94x2+9x)dx+∫34274dx=27    (km)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).

Câu 23

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

Đáp án: 1303(km)\frac{{130}}{3}\left( {km} \right)

+ Vì Parabol đi qua O(0; 0) và có tọa độ đỉnh I(3;9)I\left( {3;9} \right)nên thiết lập được phương trình Parabol là (P):y=v(t)=−t2+6t;∀t∈[0;2]\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=14t+my = \frac{1}{4}t + m, dựa trên đồ thị ta thấy đi qua điểm có tọa độ (6;9)\left( {6;9} \right)nên thế vào hàm số và tìm được m=152m = \frac{{15}}{2}.

Nên hàm vận tốc từ giờ thứ 2 đến giờ thứ 6 là y=14t+152;∀t∈[2;6]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=S1+S2=∫02(−t2+6t)dt+∫26(14t+152)dt=1303(km)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)

Câu 24

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

Đáp án: 4,54{,}5(km)\left( {{\rm{km}}} \right).

Trước hết ta tìm công thức biểu thị vận tốc theo thời gian, giả sử v(t)=at2+bt+cv\left( t \right) = a{t^2} + bt + c.

Khi đó dựa vào hình vẽ ta có hệ phương trình

{c=0a(12)2+b(12)+c=8a+b+c=0\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.⇔{a=−32b=32c=0\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 32\\b = 32\\c = 0\end{array} \right..

Do đó quãng đường người đó đi được sau 4545 phút là S=∫04560(32t−32t2)dt=4,5S = \int\limits_0^{\frac{{45}}{{60}}} {\left( {32t - 32{t^2}} \right)dt = 4{,}5}(km)\left( {{\rm{km}}} \right).

Câu 25

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

s=403  (km).s = \frac{{40}}{3}\,\,({\rm{km}}).

Hàm biểu diễn vận tốc có dạng v(t)=at2+bt+cv\left( t \right) = a{t^2} + bt + c. Dựa vào đồ thị ta có:

{c=2−b2a=1a+b+c=1⇔{a=1b=−2c=2⇔v(t)=t2−2t+2\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⇒v(4)=10t = 4 \Rightarrow v\left( 4 \right) = 10 (thỏa mãn).

Từ đó s=∫04(t2−2t+2)dt=403(km)s = \int\limits_0^4 {\left( {{t^2} - 2t + 2} \right)dt} = \frac{{40}}{3}\left( {km} \right).

Câu 26

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

5456m\frac{{545}}{6}m

Gọi Parapol (P):y=ax2+bx+c\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c khi 0≤t≤5(s)0 \le t \le 5\left( s \right)

Do (P):y=ax2+bx+c\left( P \right):y = a{x^2} + bx + c đi qua I(3;2);A(0;11)I\left( {3;2} \right);A\left( {0;11} \right) nên

{4a+2b+c=3c=114a+b=0⇒{a=2b=−8c=11.\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≤t≤5(s)0 \le t \le 5\left( s \right) là S=∫05(2x2−8x+11)dx=1153(m)S = \int\limits_0^5 {\left( {2{x^2} - 8x + 11} \right)dx = \frac{{115}}{3}} \left( m \right)

Ta có f(5)=21f\left( 5 \right) = 21

Gọi d:y=ax+bd:y = ax + b khi 5≤t≤10(s)5 \le t \le 10\left( s \right) do dd đi qua điểm B(5;21)B\left( {5;21} \right) và C(10;0)C\left( {10;0} \right) nên:

{5a+b=1110a+b=0⇒{a=−215b=42.\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≤t≤10(s)5 \le t \le 10\left( s \right) là S=∫510(−265x+52)dx=1052(m)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≤t≤10(s)0 \le t \le 10\left( s \right) là S=1153+1052=5456.S = \frac{{115}}{3} + \frac{{105}}{2} = \frac{{545}}{6}.