Một phòng học có thiết kế dạng hình hộp chữ nhật với chiều dài là 10 m, chiều rộng là 6m và chiều cao là 4 m. Một chiếc quạt được treo trên trần nhà sao cho là điểm chính giữa của phòng học.

Xét hệ trục tọa độ \(Oxyz\)có gốc (\(O \equiv A\))  trùng với một góc phòng và mặt phẳng (\(Oxy\)) trùng với mặt sàn, đơn vị đo được lấy theo mét .  Gọi  \[I(a;b;c)\]là tọa độ của điểm treo quạt. Tính giá trị \(a + b + c\)?

a) Đ, b) S, c) S, d) S

a) Hàm số \(y = f\left( x \right)\) đồng biến trên khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\) và \(\left( {2; + \infty } \right)\).

b) Ta có \(g'\left( x \right) = 2 - 3f'\left( x \right) > 0,\forall x \in \left( {0;2} \right)\), suy ra hàm số \(g\left( x \right) = 2x - 3f\left( x \right)\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0;2} \right)\).

c) Ta có hàm số \(y = f\left( x \right)\) nghịch biến trên khoảng \(\left( {0;2} \right)\).

Mà \(0 \le {\sin ^2}x \le 1,\forall x \in \mathbb{R}\)\( \Rightarrow 0 \le {\sin ^2}x < \frac{3}{2},\forall x \in \mathbb{R}\) \( \Rightarrow f\left( {{{\sin }^2}x} \right) > f\left( {\frac{3}{2}} \right)\).

d) Ta có \(y' = {\left( {2 - 3x} \right)^\prime } \cdot f'\left( {2 - 3x} \right) = - 3f'\left( {2 - 3x} \right)\).

Hàm số \(y = f\left( {2 - 3x} \right)\) nghịch biến \(y' = - 3f'\left( {2 - 3x} \right) < 0 \Leftrightarrow f'\left( {2 - 3x} \right) > 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2 - 3x < 0\\2 - 3x > 2\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x > \frac{2}{3}\\x < 0\end{array} \right.\). Suy ra hàm số \(y = f\left( {2 - 3x} \right)\) nghịch biến trên khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\) và \(\left( {\frac{2}{3}; + \infty } \right)\).

Ta có \(M \in \left( C \right)\) \( \Rightarrow M\left( {{x_0};{x_0} + \frac{1}{{{x_0} + 1}}} \right)\) với \({x_0} > - 1\).

Ta có \(I{M^2} = {\left( {{x_0} + 1} \right)^2} + {\left( {{x_0} + 1 + \frac{1}{{{x_0} + 1}}} \right)^2} = 2{\left( {{x_0} + 1} \right)^2} + \frac{1}{{{{\left( {{x_0} + 1} \right)}^2}}} + 2\).

Đặt \(t = {\left( {{x_0} + 1} \right)^2},t > 0\) thì khi đó \(I{M^2} = 2t + 2 + \frac{1}{t}\).

Xét hàm số \(y = 2t + 2 + \frac{1}{t}\) có \(y' = 2 - \frac{1}{{{t^2}}} = 0 \Leftrightarrow t = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\).

Bảng biến thiên

Để thuyền thu được sóng tốt nhất \( \Leftrightarrow IM\) ngắn nhất \( \Leftrightarrow {x_0} = \frac{1}{{\sqrt[4]{2}}} - 1\).

Vậy \(n = 4;a = 2;b = 1 \Rightarrow a \cdot n + b = 9\).