Câu hỏi:

08/10/2025 146 Lưu

Một con cá hồi bơi ngược dòng để vượt khoảng cách là \(100\)km. Vận tốc dòng nước là \(5\)(km/h). Nếu vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên là \(v\)(km/h), \(\left( {v > 5} \right)\) thì năng lượng tiêu hao của cá trong \(t\) giờ được cho bởi công thức \(E\left( v \right) = c.{v^3}.t\), trong đó \(c\) là hằng số dương, \(E\) được tính bằng Jun. Biết rằng vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên thuộc khoảng \(\left( {a\,;\,b} \right)\) thì năng lượng tiêu hao của cá giảm. Hãy tính giá trị lớn nhất của \(b - a\) (kết quả làm tròn tới hàng phần mười).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

2,5

Khi bơi ngược dòng vận tốc của cá là \(v - 5\)(km/h).

Thời gian để cá vượt khoảng cách \(100\)km là \(t = \frac{{100}}{{v - 5}}\,\left( {v > 5} \right)\).

Năng lượng tiêu hao của cá khi vượt khoảng cách \(100\)km là \(E\left( v \right) = c.{v^3}.\frac{{100}}{{v - 5}} = 100c.\frac{{{v^3}}}{{v - 5}}\).

Xét hàm số \(y = E\left( v \right)\) ta có \(E'\left( v \right) = 100c.\frac{{3{v^2}\left( {v - 5} \right) - {v^3}}}{{{{\left( {v - 5} \right)}^2}}} = 100c.\frac{{{v^2}\left( {2v - 15} \right)}}{{{{\left( {v - 5} \right)}^2}}}\).

Giải phương trình \(E'\left( v \right) = 0 \Leftrightarrow v = 7,5\)(do \(v > 5\)). Ta có bảng biến thiên

index_html_c6d7c1f400df6318.png

Vậy vận tốc bơi của cá khi nước đứng yên thuộc khoảng \(\left( {5\,;\,7,5} \right)\) thì năng lượng tiêu hao của cá giảm. Khi đó giá trị lớn nhất của \(b - a\) là 2,5.

Đáp án: 2,5.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

a) Sai. Ta có: \(v\left( t \right) = s'\left( t \right) = 3{t^2} - 6t + 8\).

\(v\left( 3 \right) = {3.3^2} - 6.3 + 8 = 17\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).

b) Đúng. Ta có: \(s\left( t \right) = {t^3} - 3{t^2} + 8t + 1 = 13\)\( \Leftrightarrow {t^3} - 3{t^2} + 8t - 12 = 0 \Leftrightarrow t = 2\).

Khi \(t = 2\), vận tốc của chất điểm là \(v\left( 2 \right) = {3.2^2} - 6.2 + 8 = 8\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).

c) Đúng. Xét \(v\left( t \right) = 3{t^2} - 6t + 8,t \ge 0\)

\( \Rightarrow v'\left( t \right) = 6t - 6 \Rightarrow v'\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow t = 1\).

Bảng biến thiên:

index_html_104d6a6fd773ada7.png

Từ bảng biến thiên ta thấy giá trị nhỏ nhất của \(v\left( t \right)\) là \(5\left( {{\rm{m}}/{\rm{s}}} \right)\) đạt tại \(t = 1\).

d) Sai. Ta có: \(a\left( t \right) = v'\left( t \right) = 6t - 6\).

Vận tốc nhỏ nhất của chất điểm đạt tại \(t = 1\).

Khi đó gia tốc là \(a\left( 1 \right) = 0\left( {{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\).

Lời giải

a) Đúng. Chi phí mỗi ngày là tổng các chi phí nên \(C\left( x \right) = 0,0005{x^2} + 0,15x + 5\) (triệu đồng).

b) Sai. Khi \(x = 100\), ta có \(C\left( {100} \right) = 0,0005 \times {100^2} + 0,15 \times 100 + 5 = 25\).

c) Sai.Chi phí trung bình trên mỗi khối sản phẩm là:

\(\overline c \left( x \right) = \frac{{0,0005{x^2} + 0,15x + 5}}{x} = 0,0005x + 0,15 + \frac{5}{x}\).

d) Đúng. Xét hàm số \(\overline c \left( x \right) = 0,0005x + 0,15 + \frac{5}{x}\), \(0 < x \le 200\).

Ta có \({\overline c ^{\,\prime }}\left( x \right) = \frac{5}{{{{10}^4}}} - \frac{5}{{{x^2}}}\), \({\overline c ^\prime }\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow {x^2} = {10^4} \Rightarrow x = 100\) (do \(x \in \left( {0;200} \right]\).

Bảng biến thiên:

index_html_8cf4fbb27e864d19.png

Vậy chi phí trung bình giảm khi hàm số \(\overline c \left( x \right)\)nghịch biến, tức là \(x \in \left( {0;100} \right)\).