Câu hỏi:

28/10/2025 99 Lưu

Khi một vật lạ mắc kẹt trong khí quản khiến ta phải ho, cơ hoành đẩy lên trên gây ra tăng áp lực trong phổi, theo đó cuống họng co thắt làm hẹp khí quản khiến không khí đi qua mạnh hơn. Đối với một lượng không khí bị đẩy ra trong một khoảng thời gian cố định, khí quản càng nhỏ thì luồng không khí càng đẩy ra nhanh hơn. Vận tốc luồng khí thoát ra càng cao, lực tác động lên vật lạ càng lớn. Qua nghiên cứu một số trường hợp, người ta nhận thấy vận tốc \(v\) của luồng khí liên hệ với bán kính \(x\) của khí quản theo công thức: \(v(x) = k\left( {{x_0} - x} \right) \cdot {x^2}{\rm{ voi }}\frac{1}{2}{x_0} \le x \le {x_0}\) trong đó \(k\) là hằng số \((k > 0)\) và \({x_0}\) là bán kính khí quản ở trạng thái bình thường (Theo James Stewart, J. (2015). Calculus. Cengage Learning). Khi đó \(x = \) \(............\) \({x_0}\) thì vận tốc luồng khí của một cơn ho trong trường hợp này là lớn nhất (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Xét hàm số \(f(x) = \left( {{x_0} - x} \right){x^2}\) với \({x_0}\) cố định và \(\frac{1}{2}{x_0} \le x \le {x_0}\).

Do \(k\) là hằng số dương nên vận tốc của luồng khí của một cơn ho lớn nhất khi \(f(x)\) đạt giá trị lớn nhất.

Ta có:

\(f(x) =  - {x^3} + {x_0}{x^2};\,{f^\prime }(x) =  - 3{x^2} + 2{x_0}x;\,{f^\prime }(x) = 0 \Leftrightarrow x = 0{\rm{ hoac }}x = \frac{2}{3}{x_0}.\)

Bảng biến thiên:

Khi một vật lạ mắc kẹt trong khí quản khiến ta phải ho, cơ hoành đẩy lên trên gây ra tăng áp lực trong phổi, theo đó cuống họng co thắt làm hẹp khí quản khiến không khí đi qua mạnh hơn (ảnh 1)

Dựa vào bảng biến thiên, ta có: \({\max _{\left[ {\frac{1}{2}{x_0};{x_0}} \right]}}f(x) = f\left( {\frac{2}{3}{x_0}} \right)\).

Vậy vận tốc của luồng khí của một con ho lớn nhất khi \(x = \frac{2}{3}{x_0}\).

Đáp án: \(\frac{2}{3} \approx 0,67\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Một công ty bất động sản có \[150\] căn hộ cho thuê, biết rằng nếu cho thuê mỗi căn hộ với giá\[2\]triệu đồng mỗi tháng thì mỗi căn hộ đều có người thuê và cứ mỗi lần tăng giá cho thuê mỗi căn hộ thêm \[100.000\] đồng mỗi tháng thì có thêm \[5\] căn hộ bị bỏ trống. Mệnh đề nào sau đây đúng

              a) Thu nhập cao nhất của công ty đạt được là 312.500.000 đồng.

              b) Khi giá cho thuê mỗi căn hộ là 2.200.000 đồng thì có 10 căn hộ bị trống

              c) Khi thu nhập công ty cao nhất thì số căn hộ có người thuê là 125 căn hộ.

              d) Khi giá cho thuê mỗi căn hộ là 2.700.000 đồng thì thu nhập của công ty cao nhất.

Lời giải

a)

Đ

b)

S

c)

Đ

d)

Đ

 

Đúng; (b) Sai; (c) Đúng; (d) Đúng

Gọi số lần tăng giá tiền cho thuê mỗi căn hộ một tháng để công ty thu được thu nhập cao nhất là\[x\] (\(0 \le x \le 30\))

Số tiền cho thuê mỗi căn hộ là \[2 + 0,1x\]

Số căn hộ mỗi tháng được thuê là \[150 - 5x\]

Thu nhập của công ty đạt được là \[\left( {2 + 0,1x} \right)\left( {150 - 5x} \right)\]

Đặt\[f(x) = \left( {2 + 0,1x} \right)\left( {150 - 5x} \right)\]

\[\begin{array}{l}f'(x) = 0,1.\left( {150 - 5x} \right) - 5\left( {2 + 0,1x} \right) = 15 - 0,5x - 10 - 0,5x = 5 - x\\f'(x) = 0 \Leftrightarrow x = 5\end{array}\]

\(f\left( 0 \right) = 300;f(5) = 312,5;f(30) = 0\)\( \Rightarrow \mathop {Max}\limits_{x \in \left[ {0;30} \right]} f\left( x \right) = f\left( 5 \right) = 312,5\)khi\(x = 5\)

Vậy để có thu nhập cao nhất thì công ty đó phải cho thuê với giá \[2 + 0,1.5 = 2,5\].

Lời giải

Ông An có một tấm tôn có dạng nửa đường tròn bán kính r = 3 m. Ông muốn cắt ra một hình chữ nhật nội tiếp nửa đường tròn đó để làm biển quảng cáo. Khi biển quảng cáo đó có diện tích lớn nhất thì chiều dài của tấm biển bằng bao nhiêu mét?. (ảnh 2)

Ký hiệu các kích thước của hình chữ nhật như hình vẽ.

Ta có \({\left( {\frac{x}{2}} \right)^2} + {y^2} = {r^2}\) \( \Rightarrow {y^2} = {r^2} - \frac{{{x^2}}}{4} = 9 - \frac{{{x^2}}}{4}\). ĐK: \(0 < x < 6\).

Diện tích của tấm biển hình chữ nhật là \(S = xy\).

Ta có \({S^2} = {x^2}{y^2}\)\( = {x^2}\left( {9 - \frac{{{x^2}}}{4}} \right)\) \( =  - \frac{1}{4}{x^4} + 9{x^2}\)\( = f\left( x \right)\).

\(f'\left( x \right) =  - {x^3} + 18x\); \(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 3\sqrt 2 \).

BBT:

Ông An có một tấm tôn có dạng nửa đường tròn bán kính r = 3 m. Ông muốn cắt ra một hình chữ nhật nội tiếp nửa đường tròn đó để làm biển quảng cáo. Khi biển quảng cáo đó có diện tích lớn nhất thì chiều dài của tấm biển bằng bao nhiêu mét?. (ảnh 3)

Suy ra \({S^2} \le 81\). Hay \(\max S = 9\), đạt được khi \(x = 3\sqrt 2 \) và \(y = \frac{3}{{\sqrt 2 }}\).

Khi đó, chiều dài của hình chữ nhật là \(x = 3\sqrt 2  \approx 4,24\).