Câu hỏi:

19/08/2025 67 Lưu

Giả sử vận tốc v của dòng máu ở khoảng cách r từ tâm của động mạch bán kính R không đổi, có thể được mô hình hoá bởi công thức: \[v = k\left( {{R^2} - {r^2}} \right),\]trong đó k là một hằng số. Tìm vận tốc trung bình (đối với r) của động mạch trong khoảng \[0 \le r \le R\]. So sánh vận tốc trung bình với vận tốc lớn nhất.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Vận tốc trung bình (đối với \(r\) ) của động mạch trong khoảng \(0 \le r \le R\) là

\(\frac{1}{{R - 0}}\int_0^R k \left( {{R^2} - {r^2}} \right){\rm{d}}r = \left. {\frac{1}{R}\left( {k{R^2}r - k\frac{{{r^3}}}{3}} \right)} \right|_0^R = \frac{1}{R}\left( {k{R^3} - k\frac{{{R^3}}}{3}} \right) = k{R^2} - \frac{{k{R^2}}}{3} = \frac{2}{3}k{R^2}{\rm{. }}\)

Xét hàm số \(v(r) = k\left( {{R^2} - {r^2}} \right),0 \le r \le R\). Ta có \({v^\prime }(r) =  - 2kr;{v^\prime }(r) = 0 \Leftrightarrow r = 0\).

Suy ra vận tốc lớn nhất của dòng máu là \({v_{CD}} = k{R^2}\).

Vậy vậy tốc lớn nhất của dòng máu lớn hơn vận tốc trung bình 1,5 lẩn.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

a) Ta có \({\rm{f}}({\rm{x}}) = \ln {\rm{y}}({\rm{x}})\). Lấy đạo hàm hai vế ta được: \({{\rm{f}}^\prime }({\rm{x}}) = \frac{{{y^\prime }(x)}}{{y(x)}}\).

Mà \({y^\prime }({\rm{x}}) =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}y(x)\), suy ra \( =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}\).

Do đó, \({f^\prime }(x) =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}\).

Hàm số \(f(x)\) là một nguyên hàm của hàm số \({f^\prime }(x)\).

Ta có \(\int {{f^\prime }} (x)dx = \int {\left( { - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}} \right)} dx =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}x + C\).

Suy ra \(f(x) =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}x + C\).

Mà \(f(x) = \ln y(x)\) nên \(\ln y(x) =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}x + C\). Suy ra \(y(x) = {e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}x + C}}\).

Vì tại \(x = 0\), nồng độ ban đầu của chất \(A\) là \(0,05\;{\rm{mo}}{{\rm{l}}^{ - 1}}\), tức là \({\rm{y}}(0) = 0,05\) nên \({e^C} = 0,05 \Leftrightarrow C = \ln 0,05\).

Vậy \(f(x) =  - 7 \cdot {10^{ - 4}}x + \ln 0,05\).

b) Từ câu a, ta có \(y(x) = {e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}x + \ln 0,05}}\).

Khi đó nồng độ trung bình của chất A từ thời điểm 15 giây đến thời điểm 30 giây là:

\(\begin{array}{l}\frac{1}{{30 - 15}}\int_{15}^{30} y (x)dx = \frac{1}{{15}}\int_{15}^{30} {{e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}x + \ln 0,05}}} dx = \frac{{{e^{\ln 0,05}}}}{{15}}\int_{15}^{30} {{{\left( {{e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}}}} \right)}^x}} dx\\ = \left. {\frac{1}{{300}} \cdot \frac{{{{\left( {{e^{ - 7 \cdot {{10}^4}}}} \right)}^x}}}{{\ln {e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}}}}}}} \right|_{15}^{30} = \frac{{ - 100}}{{21}}\left( {{e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}} \cdot 30}} - {e^{ - 7 \cdot {{10}^{ - 4}} \cdot 15}}} \right) \approx 0,049\left( {\;{\rm{mol}}\;{{\rm{L}}^{ - 1}}} \right).\end{array}\)

 

Lời giải

\(s = \int_0^{20} v (t){\rm{d}}t = \int_0^2 0 ,5t\;{\rm{d}}t + \int_2^{15} {\;{\rm{d}}} t + \int_{15}^{20} {(4 - 0,2t)} {\rm{dt}} = \left. {\frac{1}{4}{t^2}} \right|_0^2 + \left. t \right|_2^{15} + \left. {\left( {4t - \frac{1}{{10}}{t^2}} \right)} \right|_{15}^{20} = 1 + 13 + \frac{5}{2} = 16,5(\;{\rm{km}}).\)