Một cổng có hình dạng là một parabol \(\left( P \right)\) có đỉnh là điểm \(I\), hai chân cổng là hai điểm \(E,F\) nằm trên mặt đất. Để tiện phân luồng giao thông, người ta dựng một khung chân có dạng hình vuông \(ABCD\) có cạnh dài 6 mét như hình vẽ bên dưới, với hai điểm \(A,D\) nằm trên \(\left( P \right)\). Biết trục đối xứng của hình vuông trùng với trục đối xứng của \(\left( P \right)\).
Diện tích nhỏ nhất của phần cổng giới hạn bởi parabol \(\left( P \right)\) và mặt đường \(EF\) là bao nhiêu mét vuông? (làm tròn kết quả đến hàng phần chục)
Một cổng có hình dạng là một parabol \(\left( P \right)\) có đỉnh là điểm \(I\), hai chân cổng là hai điểm \(E,F\) nằm trên mặt đất. Để tiện phân luồng giao thông, người ta dựng một khung chân có dạng hình vuông \(ABCD\) có cạnh dài 6 mét như hình vẽ bên dưới, với hai điểm \(A,D\) nằm trên \(\left( P \right)\). Biết trục đối xứng của hình vuông trùng với trục đối xứng của \(\left( P \right)\).

Diện tích nhỏ nhất của phần cổng giới hạn bởi parabol \(\left( P \right)\) và mặt đường \(EF\) là bao nhiêu mét vuông? (làm tròn kết quả đến hàng phần chục)
Câu hỏi trong đề: Đề thi thử Toán Tốt nghiệp THPT 2025-2026 Hà Nội !!
Quảng cáo
Trả lời:
Đáp án:
Lời giải
Trả lời: 62,4.
Chọn hệ tọa độ \(Oxy\) thỏa mãn:
Trục đối xứng của parabol trùng với trục \(Oy\), và mặt đường \(EF\) trùng với trục \(Ox\).
Khi đó, đỉnh \(I\) của parabol sẽ có tọa độ \((0,h)\) với \(h > 0\). Vì parabol là một cổng có dạng vòm nên nó quay bề lõm xuống dưới, suy ra phương trình của parabol có dạng \(y = a{x^2} + h\) với \(a < 0\).
Khung chắn \(ABCD\) là một hình vuông có cạnh dài \(6\) mét. Vì trục đối xứng của hình vuông trùng với trục \(Oy\) và \(A,D\) nằm trên parabol, \(B,C\) nằm trên mặt đất \(Ox\), ta có các tọa độ của các đỉnh hình vuông như sau: \(A( - 3,6)\), \(B( - 3,0)\), \(C(3,0)\), \(D(3,6)\)
Do các điểm \(A( - 3,6)\) (hoặc \(D(3,6)\)) thuộc parabol \(y = a{x^2} + h\), ta thay tọa độ của \(A\) vào phương trình parabol:
\(6 = a{( - 3)^2} + h \Rightarrow 6 = 9a + h\).
Từ đó, ta có \(a = \frac{{6 - h}}{9}\).
Vì parabol quay bề lõm xuống dưới nên \(a < 0\). Điều này có nghĩa là \(\frac{{6 - h}}{9} < 0 \Rightarrow 6 - h < 0 \Rightarrow h > 6\).
Parabol cắt trục \(Ox\) (mặt đất) tại hai điểm \(E\) và \(F\). Để tìm tọa độ của \(E,F\), ta cho \(y = 0\) trong phương trình parabol: \(a{x^2} + h = 0 \Rightarrow a{x^2} = - h \Rightarrow {x^2} = - \frac{h}{a}\).
Vì \(a < 0\) và \(h > 6\), nên \( - \frac{h}{a} > 0\). Suy ra \(x = \pm \sqrt { - \frac{h}{a}} \). Vậy \(E( - \sqrt { - \frac{h}{a}} ,0)\) và \(F(\sqrt { - \frac{h}{a}} ,0)\).
Chiều dài đoạn \(EF\) là \(2\sqrt { - \frac{h}{a}} \).
Diện tích của phần cổng (hình phẳng giới hạn bởi parabol và trục \(Ox\)) được tính bằng công thức diện tích hình viên phân parabol:
Chiều dài đáy là \(EF = 2\sqrt { - \frac{h}{a}} \).
Chiều cao là tung độ đỉnh của parabol, tức là \(h\).
Do đó, diện tích \(S = \frac{2}{3}.\left( {2\sqrt { - \frac{h}{a}} } \right).h = \frac{4}{3}h\sqrt { - \frac{h}{a}} \).
Thay \(a = \frac{{6 - h}}{9}\) vào biểu thức diện tích \(S\): \(S = \frac{4}{3}h\sqrt { - \frac{h}{{\frac{{6 - h}}{9}}}} = 4\sqrt {\frac{{{h^3}}}{{h - 6}}} \)
Xét hàm số \(f(h) = \frac{{{h^3}}}{{h - 6}}\). Ta có: \(f'(h) = \frac{{2{h^2}(h - 9)}}{{{{(h - 6)}^2}}}\).
Cho \(f'(h) = 0\)\( \Leftrightarrow \frac{{2{h^2}(h - 9)}}{{{{(h - 6)}^2}}} = 0\) \( \Rightarrow h = 9\). Vậy \(f(h)\) đạt giá trị nhỏ nhất tại \(h = 9\).
Thay \(h = 9\) vào công thức tính diện tích \(S\): \({S_{min}} = 4\sqrt {\frac{{{9^3}}}{{9 - 6}}} = 36\sqrt 3 \).
Làm tròn kết quả đến hàng phần chục, ta được \({S_{min}} \approx 62.4\) (mét vuông).
Kết luận: Diện tích nhỏ nhất của phần cổng giới hạn bởi parabol \((P)\) và mặt đường \(EF\) là \(62.4\) mét vuông.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Hot: 1000+ đề thi giữa kì 1 lớp 1-12 đầy đủ các môn (Update 2026) (chỉ từ 60k). Tải ngay
Đăng ký VIP để học và luyện thi không giới hạn
Trọn bộ quyền lợi trên Vietjack, trong một tài khoản.
- Phòng luyện thi cấp tốc: ĐGNL - ĐGTD, Tốt nghiệp THPT, Ôn vào 10, Ôn vào 6, Ôn Giữa kì/Cuối kì
- Hơn 200K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
- Với 3tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
- Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
- Xem hàng ngàn bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
- Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
- Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện
- Đăng ký ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải
a) \(\int\limits_1^5 {\left| {f'\left( x \right)} \right|{\rm{d}}x} = 128 \Rightarrow - \int\limits_1^5 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = 128 \Rightarrow \int\limits_1^5 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = - 128\). Suy ra là mệnh đề sai.
b) \(\int\limits_{ - 1}^1 {\left| {f'\left( x \right)} \right|{\rm{d}}x} = 20 \Rightarrow \int\limits_{ - 1}^1 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = 20 \Rightarrow \int\limits_{ - 1}^1 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} > \int\limits_1^5 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} \). Suy ra là mệnh đề sai.
c) \(\int\limits_{ - 1}^1 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = 20 \Rightarrow f\left( 1 \right) - f\left( { - 1} \right) = 20 \Rightarrow f\left( 1 \right) = f\left( { - 1} \right) + 20 = 20 - \frac{{43}}{4} = \frac{{37}}{4}\). Suy ra là mệnh đề đúng.
d) \(\int\limits_{ - 1}^5 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = \int\limits_{ - 1}^1 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} + \int\limits_1^5 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} = 20 - 128 = - 108\). Suy ra là mệnh đề đúng.
Câu 2
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Lời giải
a) Lợi nhuận khi bán được \(x\) đơn vị sản phẩm được tính bằng công thức
\(P\left( x \right) = \int {\left( { - 0,0006x + 9,4} \right)} \,{\rm{d}}x = - 0,0003{x^2} + 9,4x + C\).
Do \(P\left( 0 \right) = 0\) nên \(C = 0\). Suy ra \(P\left( x \right) = - 0,0003{x^2} + 9,4x\).
b) Lợi nhuận khi bán được \(40\) sản phẩm đầu tiên là
\(P\left( {40} \right) = - 0,0003\,.\,{40^2} + 9,4\,.\,40 = 375,52\) (triệu đồng).
c) Lợi nhuận khi bán được \(45\) sản phẩm đầu tiên là
\(P\left( {45} \right) = - 0,0003\,.\,{45^2} + 9,4\,.\,45 = 422,3925\) (triệu đồng).
Sự thay đổi của lợi nhuận khi doanh số tăng từ \(40\) lên \(45\) đơn vị sản phẩm là
\(P\left( {45} \right) - P\left( {40} \right) = 422,3925 - 375,52 = 46,8725\) (triệu đồng).
d) Theo đề bài, sự thay đổi của lợi nhuận khi doanh số tăng từ \(40\) lên \(a\) đơn vị sản phẩm lớn hơn \(350\) triệu đồng, ta có
\(\begin{array}{l}P\left( a \right) - P\left( {40} \right) > 350\\ \Leftrightarrow \left( { - 0,0003{a^2} + 9,4a} \right) - 375,52 > 350\\ \Leftrightarrow - 0,0003{a^2} + 9,4a - 725,52 > 0\\ \Rightarrow 77,37 < a < 31255,96\end{array}\)
Mà \(a \in \mathbb{N} \Rightarrow {a_{\min }} = 78\).
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
