(0,5 điểm) Một người thợ cơ khí có một cây sắt dài \[10\,m\]. Người đó muốn cắt cây sắt thành các đoạn để hàn thành \[1\] hình lập phương và \[1\] hình hộp chữ nhật. Biết hình hộp chữ nhật có chiều cao bằng chiều rộng và chiều dài gấp \[6\] lần chiều rộng. Gọi \[V\] là tổng thể tích của hai hình trên. Tính giá trị nhỏ nhất của V.
Quảng cáo
Trả lời:
Gọi cạnh hình lập phương là \[a\,(m)\] \[a > 0\]
Chiều rộng hình hộp chữ nhật là \[x\,(m)\] \[x > 0\]
Suy ra chiều cao hình hộp chữ nhật là: \[x\,(m)\]
Chiều dài hình hộp chữ nhật là: \[6x\,(m)\]
Hình lập phương có 12 cạnh nên tổng độ dài các cạnh là: \[12a\,(m)\]
Hình hộp chữ nhật có tổng độ dài các cạnh là: \[4(6x + x + x) = 32x\,(m)\]
Vì tổng chiều dài thành sắt là \[10\,m\] nên ta có phương trình:
\[12a + 32x = 10\] (1)
Thể tích hình lập phương là: \[{a^3}\,({m^3})\]
Thể tích hình hộp chữ nhật là: \[6x.x.x = 6{x^3}\,({m^3})\]
Tổng thể tích hai hình là: \[V = {a^3}\, + 6{x^3}\,({m^3})\]
Ta chứng minh: \[{x^3} + {y^3} + {z^3} \ge 3xyz\] với \[x,y,z > 0\]
Ta có: \[{(x + y)^3} = {x^3} + 3{x^2}y + 3x{y^2} + {y^3}\]
\[ = {x^3} + {y^3} + 3xy(x + y)\]
Suy ra
\[{x^3} + {y^3} = {(x + y)^3} - 3xy(x + y)\]
\[{x^3} + {y^3} + {z^3} = {(x + y)^3} + {z^3} - 3xy(x + y)\]
\[{x^3} + {y^3} + {z^3} - 3xyz = {(x + y)^3} + {z^3} - 3xy(x + y) - 3zyz\]
\[{x^3} + {y^3} + {z^3} - 3xyz = (x + y + z)({x^2} + {y^2} + {z^2} - xy - yz - zx)\]
\[{x^3} + {y^3} + {z^3} - 3xyz = \frac{1}{2}(x + y + z)(2{x^2} + 2{y^2} + 2{z^2} - 2xy - 2yz - 2zx)\]
\[{x^3} + {y^3} + {z^3} - 3xyz = \frac{1}{2}(x + y + z)\left[ {{{(x - y)}^2} + {{(x - y)}^2} + {{(z - x)}^2}} \right]\]
Vì \[x,y,z > 0\] nên \[x + y + z > 0\]
Mà \[{(x - y)^2} \ge 0,\,{(x - z)^2} \ge 0,\,{(y - z)^2} \ge 0\]
Suy ra \[\frac{1}{2}(x + y + z)\left[ {{{(x - y)}^2} + {{(x - y)}^2} + {{(z - x)}^2}} \right] \ge 0\]
Suy ra \[{x^3} + {y^3} + {z^3} - 3xyz \ge 0\]
Hay \[{x^3} + {y^3} + {z^3} \ge 3xyz\]
\[V = {a^3} + 6{x^3}\]\[ = {a^3} + 3{x^3} + 3{x^3}\]
\[{a^3} + 3{x^3} + 3{x^3} \ge 3\sqrt[3]{{{a^3}.3{x^3}.3{x^3}}}\]\[ = 3.\sqrt[3]{9}\]
Dấu “=” xảy ra khi \[{a^3} = 3{x^3}\] hay \[a = x\sqrt[3]{3}\]
\[12a + 32x = 10\] (1)
\[12\sqrt[3]{3}x + 32x = 10\]
\[6\sqrt[3]{3}x + 16x = 5\]
\[x = \frac{5}{{6.\sqrt[3]{6} + 16}}\]\[ \approx 0.186\]
\[V = {a^3} + 6{x^3} = 3{x^3} + 6{x^3}\]
\[ = 9{x^3} = 9.{\left( {\frac{5}{{6.\sqrt[3]{6} + 16}}} \right)^3} \approx 0.058\,({m^3})\]
Vậy giá trị nhỏ nhất của \[V\] là\[0.075\,\,{m^3}\] khi \[a \approx 0.034\], \[x \approx 0.186\]
Cạnh hình lập phương khoảng \[0.034\,m\], chiều rộng và chiều cao hình hộp chữ nhật khoảng \[0.186\,m\]\[0.11\,m\], chiều dài khoảng \[1.116\,m\]
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Dành cho bạn Hot
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Hình trụ có bán kính \(r = \frac{d}{2} = 3\,\,{\rm{(cm)}}.\)
a) Thể tích của hình trụ là: \(V = \pi \cdot {r^2} \cdot h = \pi \cdot {3^2} \cdot 12 \approx 3,14 \cdot 108 \approx 339,12\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right) = 339,12\,\,(ml\,).\)
Vậy lon nước đó chứa được \(339,12\,\,ml\,\) nước ngọt.
b) Diện tích toàn phần của lon nước (diện tích nhôm cần dùng) là:
\({S_{tp}} = 2\pi rh + 2\pi {r^2} \approx \left( {2 \cdot 3,14 \cdot 3 \cdot 12} \right) + \left( {2 \cdot 3,14 \cdot {3^2}} \right)\)\( = 282,6{\rm{ }}\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}} \right) = 0,02826{\rm{ }}\left( {{{\rm{m}}^2}} \right).\)
Tổng diện tích cho 1000 chiếc lon: \(S = 0,02826 \cdot 1000 = 28,26{\rm{ }}\left( {{{\rm{m}}^2}} \right).\)
Chi phí làm vỏ cho 1000 chiếc lon là: \[28,26 \cdot 50\,\,000 = 1\,\,413\,\,000\] (đồng).
Vậy để làm \(1000\) chiếc lon thế này cần \[1\,\,413\,\,000\] đồng.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
a) Số học sinh tham gia khảo sát là: \(3 + 6 + 4 + 2 + 1 = 16\) (học sinh)
Tần số tương đối ghép nhóm của nhóm \(\left[ {11;12} \right)\) là: \(\frac{3}{{16}}.100\% = 18,75\% \)
Tần số tương đối ghép nhóm của nhóm \(\left[ {12;13} \right)\) là: \(\frac{6}{{16}}.100\% = 37,5\% \)
Tần số tương đối ghép nhóm của nhóm \(\left[ {13;14} \right)\) là: \(\frac{4}{{16}}.100\% = 25\% \)
Tần số tương đối ghép nhóm của nhóm \(\left[ {14;15} \right)\) là: \(\frac{2}{{16}}.100\% = 12,5\% \)
Tần số tương đối ghép nhóm của nhóm \(\left[ {15;16} \right)\) là: \(\frac{1}{{16}}.100\% = 6,25\% \)
Bảng tần số tương đối ghép nhóm:
|
Nhóm |
\(\left[ {11;12} \right)\) |
\(\left[ {12;13} \right)\) |
\(\left[ {13;14} \right)\) |
\(\left[ {14;15} \right)\) |
\(\left[ {15;16} \right)\) |
|
Tần số tương đối |
\(18,75\% \) |
\(37,5\% \) |
\(25\% \) |
\(12,5\% \) |
\(6,25\% \) |
b) Tần số tương đối của số học sinh tham gia chạy có thành tích chạy dưới \(13\) giây là:
\(18,75\% + 37,5\% = 56,25\% > 50\% \)
Vậy nhận định trên là đúng.
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 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 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 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.
![Vậy để làm \(1000\) chiếc lon thế này cần \[1\,\,413\,\,000\] đồng. (ảnh 1)](https://video.vietjack.com/upload2/quiz_source1/2026/04/picture7-1776845116.png)
