Hằng ngày mực nước của một con sông lên xuống theo thủy triều. Độ sâu \(h\) (mét) của mực nước trong sông tính theo thời gian \(t\) (giờ) trong một ngày \(\left( {0 \le t \le 24} \right)\) cho bởi công thức \(5{\rm{cos}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) + 15\).

Chu kỳ của hàm số thể hiện độ sâu của sông là:

 

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Giải phương trình lượng giác.

Lời giải

\(5{\rm{cos}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) + 15 = 15 \Leftrightarrow {\rm{cos}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) = 0 \Leftrightarrow \frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3} = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow t = 2 + 12k\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Mà \(0 \le t \le 24{\rm{\;}}\) nên \(0 \le 2 + 12k \le 24 \Leftrightarrow \frac{{ - 1}}{6} \le k \le \frac{{22}}{{12}} \Rightarrow k \in \left\{ {0;1} \right\} \Rightarrow t \in \left\{ {2;14} \right\}\)

Đáp án đúng là C

Phương pháp giải

Tìm giá trị lớn nhất của hàm số

Lời giải

Vào những ngày mưa lớn thì trung bình mỗi giờ mực nước ở sông tăng lên \(10\left( {{\rm{cm}}} \right)\)

Khi đó phương trình thể hiện độ sâu của con sông theo thời gian là

\(f\left( t \right) = 5{\rm{cos}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) + 15 + 0,1.t\) với \(t \in \left( {0;24} \right)\)

\(f'\left( t \right) = - \frac{{5\pi }}{{12}}{\rm{sin}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) + 0,1 = 0 \Leftrightarrow {\rm{sin}}\left( {\frac{{\pi t}}{{12}} + \frac{\pi }{3}} \right) = \frac{6}{{25\pi }},t \in \left( {0;24} \right)\) (1)

Giải phương trình (1) được hai nghiệm thỏa mãn \(\left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{t \approx 7,7}\\{t \approx 20,29}\end{array}} \right.\)

Ta có bảng biến thiên

Vậy mực nước cao nhất trong ngày là khoảng 22 mét.