Một vật chuyển động theo quy luật \(s = \frac{1}{3}{t^3} - {t^2} + 9t\), với \(t\) (giây) là khoảng thời gian tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động và \(s\) (mét) là quãng đường vật đi được trong thời gian đó. Hỏi trong khoảng thời gian 10 giây, kể từ lúc bắt đầu chuyển động, vận tốc nhỏ nhất của vật đạt được bằng bao nhiêu?

Chọn B

\(s =  - \frac{1}{2}{t^3} + 3{t^2} + 20\)

\(v(t) = s'(t) = \frac{{ - 3}}{2}{t^2} + 6t\)

\(v(t) = s'(t) = \frac{{ - 3}}{2}\left( {{t^2} - 4t + 4 - 4} \right)\)\[ = \frac{{ - 3}}{2}\left[ {{{\left( {t - 2} \right)}^2} - 4} \right] = \frac{{ - 3}}{2}{\left( {t - 2} \right)^2} + 6 \le 6\]

Vậy vận tốc đạt được giá trị lớn nhất tại thời điểm \[t = 2\left( s \right)\].

Gia tốc của vật bằng đạo hàm cấp hai của phương trình chuyển động

Ta có: \({x^\prime } = 2\pi \cos \pi t \Rightarrow a(t) = {x^{\prime \prime }}(t) =  - 2{\pi ^2}\sin \pi t\)

Vì \( - 1 \le \sin \pi t \le 1 \Leftrightarrow  - 2{\pi ^2} \le  - 2{\pi ^2}\sin \pi t \le 2{\pi ^2} \Leftrightarrow  - 2{\pi ^2} \le a(t) \le 2{\pi ^2}\)

Gia tốc lớn nhất khi \(\sin \pi t =  - 1 \Leftrightarrow \pi t =  - \frac{\pi }{2} + k2\pi  \Leftrightarrow t =  - \frac{1}{2} + 2k\)

Với \(k = 0 \Rightarrow t =  - \frac{1}{2}(l);k = 1 \Rightarrow t = \frac{3}{2}\)

Vậy tại \(t = \frac{3}{2}\) giây là thời điểm đầu tiên vật có gia tốc lớn nhất.

Một tên lửa bay vào không trung với quãng đường đi được là \(S(t)(km)\) là hàm số phụ