Cho góc \(\alpha \) thỏa mãn \(0^\circ < \alpha < 90^\circ \). Biết \(\tan \alpha = \frac{3}{5}\). Giá trị của \(\cot \left( {90^\circ - \alpha } \right)\) bằng

Hướng dẫn giải

2. Hình ảnh thiết bị chiếu sáng trong bài toán được mô tả như hình vẽ bên, trong đó \(A\) là vị trí đặt thiết bị chiếu sáng, \(CD\) là độ dài vùng được chiếu sáng trên mặt đất và \(\widehat {CAD} = 20^\circ \) là góc chiếu sáng. Khi đó ta có \(AB = 2,5{\rm{\;m}}\) và \(BC = 2{\rm{\;m}}.\)

⦁ Xét \(\Delta ABC\) vuông tại \(B\), ta có:

\(\tan \widehat {BAC} = \frac{{BC}}{{AB}} = \frac{2}{{2,5}} = 0,8\) nên \(\widehat {BAC} \approx 38,7^\circ .\)

Ta có \(\widehat {BAD} = \widehat {BAC} + \widehat {CAD} \approx 38,7^\circ + 20^\circ = 58,7^\circ .\)

⦁ Xét \(\Delta ABD\) vuông tại \(B\), ta có

\(BD = AB \cdot \tan \widehat {BAD} \approx 2,5 \cdot \tan 58,7^\circ \approx 4,1{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\)

Do đó \(CD = BD - BC \approx 4,1 - 2 = 2,1{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\)

Vậy độ dài vùng được chiếu sáng trên mặt đất khoảng \(2,1\) mét.

Hướng dẫn giải

1. Để hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}ax + 2by = - 18\\bx - 3ay = - 3\end{array} \right.\) nhận cặp số \(\left( { - 3;\,\,2} \right)\) làm nghiệm thì \(x = - 3\) và \(y = 2\) thỏa mãn hệ phương trình. Khi đó, ta có \(\left\{ \begin{array}{l}a \cdot \left( { - 3} \right) + 2b \cdot 2 = - 18\\b \cdot \left( { - 3} \right) - 3a \cdot 2 = - 3\end{array} \right.\) hay \(\left\{ \begin{array}{l} - 3a + 4b = - 18\\ - 6a - 3b = - 3\end{array} \right.\).

Nhân hai vế của phương trình thứ hai với \(\frac{4}{3},\) ta được hệ phương trình mới \(\left\{ \begin{array}{l} - 3a + 4b = - 18\\ - 8a - 4b = - 4\end{array} \right.\).

Cộng từng vế hai phương trình của hệ trên, ta được:

\( - 11a = - 22\) suy ra \(a = 2\).

Thay \(a = 2\) vào phương trình \( - 3a + 4b = - 18\), ta được:

\( - 3 \cdot 2 + 4b = - 18\), suy ra \(4b = - 12\) nên \(b = - 3\).

Vậy \(a = 2\) và \(b = - 3\).

2. Gọi \(x,\,\,y\) (km/h) lần lượt là vận tốc của thuyền khi nước yên lặng và vận tốc dòng nước \(\left( {x > y > 0} \right).\)

Vận tốc của thuyền khi đi xuôi dòng là: \(x + y\) (km/h).

Vận tốc của thuyền khi đi ngược dòng là: \(x - y\) (km/h).

⦁ Thời gian thuyền đi xuôi dòng \(40\) km là: \(\frac{{40}}{{x + y}}\) (giờ).

Thời gian thuyền đi ngược dòng \(40\) km là: \[\frac{{40}}{{x - y}}\] (giờ).

Theo bài, chiếc thuyền xuôi dòng và ngược dòng trên khúc sông dài \(40\) km hết \(4\) giờ \(30\) phút \(( = 4,5\) giờ) nên ta có phương trình: \(\frac{{40}}{{x + y}} + \frac{{40}}{{x - y}} = 4,5\). (1)

⦁ Thời gian thuyền đi xuôi dòng \(5\) km là: \(\frac{5}{{x + y}}\) (giờ).

Thời gian thuyền đi ngược dòng \(4\) km là: \[\frac{4}{{x - y}}\] (giờ).

Theo bài, thời gian thuyền xuôi dòng \(5\) km bằng thời gian thuyền ngược dòng \(4\) km nên ta có phương trình: \(\frac{5}{{x + y}} = \frac{4}{{x - y}}\). (2)

Từ phương trình (1) và phương trình (2), ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{40}}{{x + y}} + \frac{{40}}{{x - y}} = 4,5\\\frac{5}{{x + y}} = \frac{4}{{x - y}}\end{array} \right.\) hay \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{40}}{{x + y}} + \frac{{40}}{{x - y}} = 4,5\\\frac{5}{{x + y}} - \frac{4}{{x - y}} = 0\end{array} \right.\)

Cộng từng vế hai phương trình của hệ trên, ta được:

\(2x = 36,\) suy ra \(x = 18\) (thỏa mãn).

Thay \(x = 18\) vào phương trình \(x + y = 20\), ta được:

\(18 + y = 20\), suy ra \(y = 2\) (thỏa mãn).

Vậy vận tốc dòng nước là 2 km/h.