Câu hỏi:

27/07/2025 25 Lưu

Một người chạy trong thời gian \(1\) giờ, với vận tốc \(v\) \(\left( {{\rm{km/h}}} \right)\) phụ thuộc vào thời gian \(t\left( {\rm{h}} \right)\) có đồ thị là một phần của parabol có đỉnh \(I\left( {\frac{1}{2};8} \right)\) và trục đối xứng song song với trục tung như hình vẽ. Tính quãng đường \[{\rm{S}}\] người đó chạy được trong thời gian \(45\) phút, kể từ khi bắt đầu chạy.

(Trả lời ngắn) Một người chạy trong thời gian 1 giờ, với vận tốc v (km/h)  phụ thuộc vào thời gian  (ảnh 1)

Trả lời:……………………………..

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

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

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

Khi đó dựa vào hình vẽ ta có hệ phương trình

\(\left\{ \begin{array}{l}c = 0\\a{\left( {\frac{1}{2}} \right)^2} + b\left( {\frac{1}{2}} \right) + c = 8\\a + b + c = 0\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a =  - 32\\b = 32\\c = 0\end{array} \right.\).

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

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

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

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

Đồ thị \[v = v(t)\] có đỉnh là I(1;5) nên \[\left\{ \begin{array}{l} - \frac{b}{{2a}} = 1\\a + b = 5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}b =  - 2a\\a + b = 5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a =  - 5\\b = 10\end{array} \right. \Rightarrow v(t) =  - 5{t^2} + 10t\]

\(S = \int\limits_0^{1,5} {\left( { - 5{t^2} + 10t} \right){\rm{d}}t}  = \frac{{45}}{8} \approx 5,63\).

Lời giải

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

Quãng đường xe đi được là:

\({S_1} = \int\limits_0^{12} {{v_1}\left( t \right){\rm{d}}t} \) \( = \int\limits_0^{12} {2t{\rm{d}}t} \) \( = \left. {{t^2}} \right|_0^{12}\) \( = 144\,\left( {\rm{m}} \right)\).

Giai đoạn 2: Xe gặp chướng ngại vật đến khi dừng hẳn.

Ôtô chuyển động chậm dần đều với vận tốc \({v_2}\left( t \right) = \int {a{\rm{d}}t}  =  - 12t + c\).

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

\( \Rightarrow  - 12.0 + c = 24\)\( \Rightarrow c = 24\)\( \Rightarrow {v_2}\left( t \right) =  - 12t + 24\).

Thời gian khi xe gặp chướng ngại vật đến khi xe dừng hẳn là nghiệm phương trình:

\( - 12t + 24 = 0\)\( \Leftrightarrow t = 2\).

Khi đó, quãng đường xe đi được là:

\({S_2} = \int\limits_0^2 {{v_2}\left( t \right){\rm{d}}t} \)\( = \int\limits_0^2 {\left( { - 12t + 24} \right){\rm{d}}t} \) \( = \left. {\left( { - 6{t^2} + 24t} \right)} \right|_0^2 = 24\,\left( {\rm{m}} \right)\).

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