khoahoc.vietjack.com

Câu hỏi:

07/04/2026 2,626 Lưu

Cho một bể chứa nước có hình dạng là một lăng trụ đứng \(AEFB.DHGC\). Mặt đáy của lăng trụ là hình thang vuông \(AEFB\) (vuông tại \(A\) và \(E\)). Biết rằng chiều dài của bể \(AD = 12m\), chiều rộng của mặt bể \(AB = 6m\), chiều rộng của đáy bể \(EF = 3m\) và chiều cao của bể \(AE = 4m\). Bể được bơm nước vào với lưu lượng không đổi \(P = 4{m^3}\)/ giờ. Giả sử mặt nước \(\left( {IKJL} \right)\) luôn song song với mặt đáy \(\left( {HGFE} \right)\) của bể (tham khảo hình vẽ).

Tính tốc độ tăng chiều cao của mực nước tại thời điểm t = 18 giờ (đơn vị tính theo mét trên giờ, kết quả làm tròn đến hàng phần trăm) (ảnh 1)

Tính tốc độ tăng chiều cao của mực nước tại thời điểm \(t = 18\)giờ (đơn vị tính theo mét trên giờ, kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

0,08

Đáp án: 0,08

Tính tốc độ tăng chiều cao của mực nước tại thời điểm t = 18 giờ (đơn vị tính theo mét trên giờ, kết quả làm tròn đến hàng phần trăm) (ảnh 2)

Gọi \(M = AE \cap BF\).

Dễ thấy \(\Delta MEF\) đồng dạng với \(\Delta MAB\) nên \(\frac{{ME}}{{MA}} = \frac{{EF}}{{AB}} = \frac{1}{2} \Rightarrow ME = \frac{1}{2}MA\).

Suy ra \(E\) là trung điểm \(MA\) \( \Rightarrow ME = 4\).

Gọi \(h = LE\) (đơn vị : mét) là chiều cao của mực nước \((h > 0)\).

\[\frac{{ML}}{{MA}} = \frac{{LJ}}{{AB}} \Leftrightarrow LJ = \frac{{ML.AB}}{{MA}} = \frac{{\left( {ME + LE} \right).AB}}{{MA}} = \frac{{\left( {4 + h} \right).6}}{8} = \frac{3}{4}\left( {4 + h} \right) = 3 + \frac{3}{4}h\].

Thể tích nước: \[V = {S_{LEFJ}}.AD = \frac{{LJ + EF}}{2}.LE.AD = \frac{{3 + \frac{3}{4}h + 3}}{2}.h.12 = \frac{9}{2}{h^2} + 36h\left( {{m^3}} \right)\]

Thể tích nước đã bơm sau thời gian \(t\)(giờ): \(V = P.t = 4t\)

Suy ra :\(\frac{9}{2}{h^2} + 36h = 4t\).

Đạo hàm hai vế theo \(t\) ta được: \(\left( {9h + 36} \right).h' = 4\).

Tốc độ nước dâng là: \(h' = \frac{4}{{9h + 36}}\).

Thể tích nước đã bơm sau thời gian 18 (giờ): \(\frac{9}{2}{h^2} + 36h = 4.18 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}h = - 4 + 4\sqrt 2 \\h = - 4 - 4\sqrt 2 \end{array} \right.\).

Mà \(h > 0\) nên \(h = - 4 + 4\sqrt 2 \).

Tốc độ tăng chiều cao của mực nước tại thời điểm \(t = 18\)giờ là \(h' = \frac{4}{{9h + 36}} \approx 0,08\left( {m/h} \right)\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a) [NB] Số lượng vi khuẩn \(P\left( t \right)\) là một nguyên hàm của hàm số tốc độ tăng trưởng \(P'\left( t \right)\).
Đúng
Sai
b) [VD] Số lượng vi khuẩn tại thời điểm \(t\) là \(P\left( t \right) = 200{t^2} + 1000\).
Đúng
Sai
c) [TH] Sau \(5\)giờ, số lượng vi khuẩn tăng thêm \(2500\)con so với thời điểm ban đầu.
Đúng
Sai
d) [TH] Sau \(9\) giờ, số lượng vi khuẩn vượt quá \(10000\) con.
Đúng
Sai

Lời giải

a) Số lượng vi khuẩn \(P\left( t \right)\) là một nguyên hàm của hàm số tốc độ tăng trưởng \(P'\left( t \right)\): Đúng theo định nghĩa nguyên hàm

b) Số lượng vi khuẩn tại thời điểm \(t\) là \[P\left( t \right) = \int {P'\left( t \right)dt\, = \,\int {kt\,dt\, = \,} } \frac{k}{2}{t^2} + C\].

Theo giả thiết ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}P\left( 0 \right) = 1000\\P\left( 2 \right) = 1400\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}C = 1000\\\frac{k}{2}.4 + 1000 = 1400\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}C = 1000\\k = 200\end{array} \right.\,\, \Rightarrow \,P\left( t \right) = 100{t^2} + 1000\)

Do đó b) Sai

c) Sau \(5\)giờ, số lượng vi khuẩn tăng thêm so với thời điểm ban đầu là \(\,P\left( 5 \right) - 1000 = 2500\)

Vây c) Đúng

d)  Sau \(9\) giờ, số lượng vi khuẩn là \(\,P(9) = 8100 + 1000 = 9100 < 10000\).

Vây d) Sai

Câu 2

a) Hàm số \(y = f\left( x \right)\) đồng biến trên khoảng \(\left( {0;4} \right)\).
Đúng
Sai
b) Tích giá trị cực đại và cực tiểu của hàm số \(y = f\left( x \right)\) bằng \( - 12\).
Đúng
Sai
c) Cho điểm \(M\) có hoành độ lớn hơn \(2\), di chuyển trên đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\). Giá trị nhỏ nhất của tổng khoảng cách từ điểm \(M\) đến hai trục tọa độ bằng \(4 + 4\sqrt 2 \).
Đúng
Sai
d) \(a + b + c + d = - 5\).
Đúng
Sai

Lời giải

a) Hàm số \(y = f\left( x \right)\) đồng biến trên các khoảng \(\left( {0;2} \right)\) và \(\left( {2;4} \right)\).

b) Tích giá trị cực đại và cực tiểu của hàm số \(y = f\left( x \right)\) bằng \( - 6 \times 2 = - 12\).

c) Đường thẳng \(x = 2\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\)\( \Rightarrow d = - 2\).

Điểm \(\left( {0;2} \right)\) thuộc đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\)\( \Rightarrow \frac{c}{d} = 2 \Rightarrow c = 2 \times \left( { - 2} \right) = - 4\).

Khi đó: \(f\left( x \right) = \frac{{a{x^2} + bx - 4}}{{x - 2}} \Rightarrow f'\left( x \right) = \frac{{a{x^2} - 4ax - 2b + 4}}{{{{\left( {x - 2} \right)}^2}}}\).

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}f'\left( 0 \right) = 0\\f\left( 4 \right) = - 6\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\frac{{ - 2b + 4}}{{{{\left( { - 2} \right)}^2}}} = 0\\\frac{{16a + 4}}{2} = - 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 1\\b = 2\end{array} \right. \Rightarrow f\left( x \right) = \frac{{ - {x^2} + 2x - 4}}{{x - 2}}\).

Giả sử \(M\left( {m;\frac{{ - {m^2} + 2m - 4}}{{m - 2}}} \right)\)\(\left( {m > 2} \right)\)\[ \Rightarrow d\left( {M,Ox} \right) + d\left( {M,Oy} \right) = \left| m \right| + \left| {\frac{{ - {m^2} + 2m - 4}}{{m - 2}}} \right|\]

\( \Rightarrow d\left( {M,Ox} \right) + d\left( {M,Oy} \right) = g\left( m \right) = m + \frac{{{m^2} - 2m + 4}}{{m - 2}} = \frac{{2{m^2} - 4m + 4}}{{m - 2}}\).

Xét \(g'\left( m \right) = \frac{{2{m^2} - 8m + 4}}{{{{\left( {m - 2} \right)}^2}}} = 0 \Rightarrow m = 2 + \sqrt 2 \Rightarrow {g_{\min }} = {\left[ {d\left( {M,Ox} \right) + d\left( {M,Oy} \right)} \right]_{\min }} = 4 + 4\sqrt 2 \).

d) Ta có: \(a + b + c + d = - 1 + 2 - 4 - 2 = - 5\).