(0,5 điểm) Hai nhà máy sản xuất đặt tại các vị trí \(A\) và \(B\) cách nhau \(4{\rm{\;km}}\). Một nhà máy cung cấp nước được đặt ở vị trí \(C\) nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng \(AB\), cách trung điểm \(M\) của đoạn thẳng \(AB\) một khoảng \(4{\rm{\;km}}\). Người ta muốn làm một đường ống dẫn nước từ nhà máy nước \(C\) đến một vị trí \(I\) thuộc đoạn thẳng \(CM\), sau đó chia ra hai nhánh dẫn tới hai nhà máy \(A\) và \(B\). Tổng độ dài đường ống dẫn nước nhỏ nhất bằng bao nhiêu kilômét (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Quảng cáo
Trả lời:
Chọn hệ trục tọa độ sao cho \(M\) là gốc tọa độ \(O\left( {0;0} \right)\), đường thẳng \(AB\) trùng với trục hoành \(Ox\), đường thẳng \(CM\) trùng với trục tung \(Oy\).

Do \(AB = 4{\rm{\;km}}\) và \(M\) là trung điểm \(AB\) nên \(A\left( { - 2;0} \right)\) và \(B\left( {2;0} \right)\).
Điểm \(C\) nằm trên \(Oy\) và cách \(M\) một khoảng \(4{\rm{\;km}}\) về phía dương nên \(C\left( {0;4} \right)\).
Điểm \(I\) thuộc đoạn thẳng \(CM\) nên \(I\) có tọa độ dạng \(I\left( {0;y} \right)\) với \(0 \le y \le 4\).
Khi đó, tổng độ dài đường ống dẫn nước là: \(L = IC + IA + IB\).
Vì \(I\) thuộc \(Oy\) và \(A,B\) đối xứng qua \(Oy\) nên \(IA = IB = \sqrt {{2^2} + {y^2}} = \sqrt {{y^2} + 4} \).
Độ dài đoạn \(IC = 4 - y\).
Vậy hàm tổng độ dài là: \(L\left( y \right) = 4 - y + 2\sqrt {{y^2} + 4} ,y \in \left[ {0;4} \right]\).
Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số:
\(L'\left( y \right) = - 1 + 2 \cdot \frac{y}{{\sqrt {{y^2} + 4} }} = \frac{{2y - \sqrt {{y^2} + 4} }}{{\sqrt {{y^2} + 4} }}\);
\(L'\left( y \right) = 0 \Leftrightarrow 2y = \sqrt {{y^2} + 4} \Leftrightarrow 4{y^2} = {y^2} + 4{\rm{\;(}}y \ge 0{\rm{)}}\)\( \Leftrightarrow 3{y^2} = 4 \Leftrightarrow y = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\).
Tính giá trị của \(L\left( y \right)\) tại các điểm mốc:
Tại biên \(y = 0\): \(L\left( 0 \right) = 4 - 0 + 2\sqrt {0 + 4} = 4 + 4 = 8{\rm{\;km}}\).
Tại biên \(y = 4\): \(L\left( 4 \right) = 4 - 4 + 2\sqrt {{4^2} + 4} = 2\sqrt {20} = 4\sqrt 5 \approx 8,94{\rm{\;km}}\).
Tại điểm tới hạn \(y = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\):
\(L\left( {\frac{2}{{\sqrt 3 }}} \right) = 4 - \frac{2}{{\sqrt 3 }} + 2\sqrt {\frac{4}{3} + 4} = 4 - \frac{2}{{\sqrt 3 }} + 2\sqrt {\frac{{16}}{3}} = 4 - \frac{2}{{\sqrt 3 }} + \frac{8}{{\sqrt 3 }} = 4 + \frac{6}{{\sqrt 3 }} = 4 + 2\sqrt 3 \)\( \approx 7,4641{\rm{\;km}}\).
So sánh các giá trị, ta thấy tổng độ dài nhỏ nhất là \(4 + 2\sqrt 3 {\rm{\;km}}\).
Làm tròn đến hàng phần trăm: \(7,46{\rm{\;km}}\).
Vậy tổng độ dài đường ống dẫn nước nhỏ nhất bằng \(7,46{\rm{\;km}}\).
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 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
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Dung tích của lon sữa \(V = 500{\rm{\;ml}} = 500{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^3}\).
Gọi \(r\) là bán kính đáy và \(h\) là chiều cao của lon sữa (\(r,h > 0\)).
Ta có công thức thể tích hình trụ: \(V = \pi {r^2}h = 500 \Rightarrow h = \frac{{500}}{{\pi {r^2}}}\).
Để chi phí sản xuất nhỏ nhất thì diện tích toàn phần của lon sữa phải nhỏ nhất:
\({S_{tp}} = 2\pi {r^2} + 2\pi rh = 2\pi {r^2} + 2\pi r \cdot \frac{{500}}{{\pi {r^2}}} = 2\pi {r^2} + \frac{{1000}}{r}\)
Xét hàm số \(S\left( r \right) = 2\pi {r^2} + \frac{{1000}}{r}\) trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\).
Ta có \(S'\left( r \right) = 4\pi r - \frac{{1000}}{{{r^2}}}\); \(S'\left( r \right) = 0 \Leftrightarrow 4\pi {r^3} = 1000 \Leftrightarrow {r^3} = \frac{{250}}{\pi } \Leftrightarrow r = \sqrt[3]{{\frac{{250}}{\pi }}}\).
Khi đó, chiều cao tương ứng đạt giá trị tối ưu là: \(h = \frac{{500}}{{\pi {r^2}}} = \frac{{2 \cdot 250}}{{\pi \cdot {{\left( {\frac{{250}}{\pi }} \right)}^{2/3}}}} = 2 \cdot {\left( {\frac{{250}}{\pi }} \right)^{1/3}} = 2r\).
Tính giá trị của \(h\): \(h = 2 \cdot \sqrt[3]{{\frac{{250}}{\pi }}} \approx 8,6025{\rm{\;}}\left( {{\rm{cm}}} \right)\)
Làm tròn đến hàng phần mười ta được \(8,6{\rm{\;cm}}\).
Kết quả: \(8,6\).
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Ta phân tích vectơ \(\overrightarrow {C'G} \) theo các vectơ cơ sở \(\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} ,\overrightarrow {AA'} \) ta được: \(\overrightarrow {C'G} = \overrightarrow {C'C} + \overrightarrow {CG} = - \overrightarrow {AA'} + \left( {\overrightarrow {AG} - \overrightarrow {AC} } \right)\).
Vì \(G\) là trọng tâm tam giác \(ABC\) nên với điểm \(A\) bất kì ta có: \(\overrightarrow {AG} = \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {AA} + \overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right) = \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} \).
Thay vào biểu thức trên: \(\overrightarrow {C'G} = - \overrightarrow {AA'} + \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AC} = \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} - \frac{2}{3}\overrightarrow {AC} - \overrightarrow {AA'} \).
Đồng nhất hệ số với \(m\overrightarrow {AB} + n\overrightarrow {AC} + p\overrightarrow {AA'} \), ta được: \(m = \frac{1}{3},n = - \frac{2}{3},p = - 1\).
Giá trị biểu thức: \(4m - n + 5p = 4 \cdot \left( {\frac{1}{3}} \right) - \left( { - \frac{2}{3}} \right) + 5 \cdot \left( { - 1} \right) = \frac{4}{3} + \frac{2}{3} - 5 = 2 - 5 = - 3\).
Kết quả: \( - 3\).
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.
Câu 5
a. Toạ độ của góc phòng \(B'\) là \(\left( {9;0;3,5} \right)\).
b. Hình chiếu vuông góc của \(N\) trên mặt tường \(AA'B'B\) có toạ độ là \(\left( {4;0;1,2} \right)\).
c. Toạ độ của điểm \(M\) là \(\left( {2;6;2,5} \right)\).
d. Tọa độ của vectơ \(\overrightarrow {MN} \) là \(\left( { - 2; - 1;1,3} \right)\).
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
A. \(90^\circ \).
B. \(120^\circ \).
C. \(60^\circ \).
D. \(45^\circ \).
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.


