Câu hỏi:

27/12/2025 5 Lưu

(0,5 điểm) Cửa hầm lò khai thác than có dạng một parabol, khoảng cách từ điểm cao nhất của cửa đến mặt đất là \[4\] mét, khoảng cách giữa hai chân cửa là \[4\] mét. Người ta muốn gia cố cho cửa lò bằng một khung thép hình chữ nhật sao cho hai đỉnh dưới của khung thép chạm đất, hai đinh trên của khung thép chống vào mái hầm (hình vẽ minh họa). Tìm kích thước của khung thép sao cho diện tích của hình chữ nhật tạo bởi khung thép lớn nhất.

Media VietJack

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đặt hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ. Parabol có dạng \(y = a{x^2}\left( {a < 0} \right)\)

Khoảng cách từ điểm cao nhất của cửa đến mặt đất là 4 mét, khoảng cách giữa hai chân cửa là 4 mét nên parabol đi qua điểm \[\left( {2; - 4} \right)\]

Suy ra:

 \[ - 4 = a{.2^2}\]

\[\,\,\,\,a =  - 1\]

Parabol có dạng \(y =  - {x^2}\)

Giả sử\[ABCD\]là hình chữ nhật có độ dài \[AB = CD = 2k\]

Khi đó 4 đỉnh của khung thép hình chữ nhật có tọa độ là:

\[A\left( {k;\, - 4} \right);\,\,B\left( { - k; - 4} \right);C\left( { - k;\,\,{k^2}} \right);D\left( {k;\,\,{k^2}} \right)\left( {k > 0} \right)\]

Suy ra \[AB = 2k;\,\,BC = 4 - {k^2}\]

Khi đó diện tích hình chữ nhật ABCD bằng \[2k\left( {4 - {k^2}} \right)\]

Ta có:

\[2k\left( {4 - {k^2}} \right) - \frac{{32}}{{3\sqrt 3 }}\]\( =  - 2\left( {{k^3} - 4k + \frac{{16}}{{3\sqrt 3 }}} \right)\)

\( =  - 2\left( {{k^2} - 2k.\frac{2}{{\sqrt 3 }} + \frac{4}{3}} \right).\left( {k + \frac{4}{{\sqrt 3 }}} \right)\)

\( =  - 2{\left( {k - \frac{2}{{\sqrt 3 }}} \right)^2}\left( {k + \frac{4}{{\sqrt 3 }}} \right) \le 0\) với \(k > 0\)

Suy ra

\[2k\left( {4 - {k^2}} \right) \le \frac{{32}}{{3\sqrt 3 }}\]

Dấu “=” có khi \(k = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Gọi số bảng đấu dự kiến ban đầu là x (bảng) \(\left( {x \in N*;\,x > 3} \right)\).

Số đội mỗi bảng ban đầu là \(\frac{{56}}{x}\)(đội)

Số đội tham dự thực tế là \(56 - 1 = 55\)(đội)

Tổng số bảng đấu giảm đi 3 bảng nên số bảng lúc sau là \(x - 3\)(bảng)

Số đội mỗi bảng lúc sau là \(\frac{{55}}{{x - 3}}\)(đội)

Vì tăng thêm mỗi bảng 1 đội nên ta có phương trình:\(\frac{{55}}{{x - 3}} - \frac{{56}}{x} = 1\)

\( \Rightarrow \frac{{ - x + 168}}{{x\left( {x - 3} \right)}} = 1 \Rightarrow {x^2} - 2x - 168 = 0\)

Giải phương trình tim được 2 nghiệm x1 = 14 (tm) hoặc x2 = -12 ( loại)

Vậy số bảng dự kiến ban đầu là 14 bảng đấu.