Một vật chuyển động được cho bởi đồ thị như hình bên.

a) Tính quãng đường mà vật di chuyển được trong 1 giây đầu tiên.

b) Tính quãng đường mà vật di chuyển được trong 2 giây đầu tiên.

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:

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

Giả sử vật chuyển động trên một trục nằm ngang, chiểu dương hướng từ trái sang phải.

a) Ta có \(\int_1^4 v (t){\rm{d}}t = \int_1^4 {\left( {{t^2} - t - 6} \right)} {\rm{d}}t = \left. {\left( {\frac{1}{3}{t^3} - \frac{1}{2}{t^2} - 6t} \right)} \right|_1^4 =  - \frac{9}{2}\).

Vậy trong khoảng thời gian \(1 \le t \le 4\), vật dịch chuyển sang bên trái được \(4,5\;{\rm{m}}\) so với vị trí tại thời điểm \(t = 1\) (giây) (Trong quá trình chuyển động, lúc thì vật đi sang trái, lúc thì đi sang phải, nhưng tại thời điểm \(t = 4\) (giây) thì vật có vị trí nằm ở phía bên trái và cách vị trí của vật tại thời điểm \(t = 1\) (giây) một khoảng là \(4,5\;{\rm{m}}\) ).

b) Ta có

\[\begin{array}{l}\int_1^4 | v(t)|{\rm{d}}t = \int_1^4 {\left| {{t^2} - t - 6} \right|} {\rm{d}}t = \int_1^3 {\left| {{t^2} - t - 6} \right|} {\rm{d}}t + \int_3^4 {\left| {{t^2} - t - 6} \right|} {\rm{d}}t = \int_1^3 {\left( { - {t^2} + t + 6} \right)} {\rm{d}}t + \int_3^4 {\left( {{t^2} - t - 6} \right)} {\rm{d}}t\\ = \left. {\left( {\frac{{ - 1}}{3}{t^3} + \frac{1}{2}{t^2} + 6t} \right)} \right|_1^3 + \left. {\left( {\frac{1}{3}{t^3} - \frac{1}{2}{t^2} - 6t} \right)} \right|_3^4 = \frac{{22}}{3} + \frac{{17}}{6} = \frac{{61}}{6}.\end{array}\]

Vậy tổng quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian \(1 \le t \le 4\) (giây) (tính cả quãng đường lúc đi sang trái, quãng đường lúc đi sang phải) là \(\frac{{61}}{6}\;{\rm{m}}\).