Giả sử chiều cao (tính bằng cm) của một giống cây trồng (trong vòng 1 số tháng nhất định) tuân theo quy luật logistic được mô hình hóa bằng hàm số: $f\left(t\right) = \frac{200}{1+ 4e^{-t}}, t \ge 0$ .Trong đó , thời gian t được tính bằng tháng kể từ khi hạt bắt đầu nảy mầm. Khi đó đạo hàm f′(t) sẽ biểu thị tốc độ tăng chiều cao của giống cây đó. Hỏi sau khi hạt giống bắt đầu nảy mầm thì sau bao nhiêu tháng tốc độ tăng chiều cao của cây là lớn nhất? Kết quả lấy phần nguyên

Đáp án:  __

 

Đáp án đúng là "1"

Phương pháp giải

Khảo sát hàm số đạo hàm

Lời giải

\(f(t) = \frac{{200}}{{1 + 4{e^{ - t}}}} \Rightarrow {f^\prime }(t) = 200.\frac{{ - 4{e^{ - t}}( - 1)}}{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}} = 200.\frac{{4{e^{ - t}}}}{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}}\)

\({f^{\prime \prime }}(t) = 200\frac{{ - 4{e^{ - t}}{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}^2} - 2\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)\left( { - 4{e^{ - t}}} \right).4{e^{ - t}}}}{{{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}^4}}}\)

\( = 200\frac{{ - 4{e^{ - t}}\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)\left( {1 + 4{e^{ - t}} - 8{e^{ - t}}} \right)}}{{{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}^4}}}\)

\[ = 200\frac{{ - 4{e^{ - t}}\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)\left( {1 - 4{e^{ - t}}} \right)}}{{{{\left( {1 + 4{e^{ - t}}} \right)}^4}}}\]

\[{f^{\prime \prime }}(t) = 0 \Leftrightarrow {e^{ - t}} = \frac{1}{4} \Rightarrow t =  - \ln \left( {\frac{1}{4}} \right) = \ln 4\]

Bảng biến thiên:

Vậy sau khi hạt nảy mầm khoảng ln4 ≈ 1,38 tháng thì cây có tốc độ tăng chiều cao lớn nhất