Dạng 5. Ứng dụng ba đường conic vào các bài toán thực tế

Thi Online Trắc nghiệm Toán 10 Bài 22. Ba đường conic có đáp án

Dạng 5. Ứng dụng ba đường conic vào các bài toán thực tế

588 lượt thi
10 câu hỏi
45 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Để chụp toàn cảnh, ta có thể sử dụng một gương hypebol. Máy ảnh được hướng về phía đỉnh của gương và tâm quang học của máy ảnh được đặt tại một tiêu điểm của gương (hình vẽ).

Phương trình cho mặt cắt của gương là $\frac{x^{2}}{25} - \frac{y^{2}}{16} = 1$ .

Khoảng cách từ quang tâm của máy ảnh đến đỉnh của gương (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất) là

A. 12,8;

B. 5;

C. 1,4;

D. 11,4.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

Để chụp toàn cảnh, ta có thể sử dụng một gương hypebol. Máy ảnh được hướng về phía đỉnh của gương và tâm quang (ảnh 2)

Gọi $(H) : \frac{x^{2}}{25} - \frac{y^{2}}{16} = 1$ có a² = 25 và b² = 16.

Suy ra $c = \sqrt{a^{2} + b^{2}} = \sqrt{25 + 16} = \sqrt{41}$ .

Ta tìm được một tiêu điểm của gương là $F_{2} (\sqrt{41}; 0)$ và đỉnh của gương là A₁(–5; 0).

Vậy khoảng cách từ tâm của máy ảnh tới đỉnh của gương là $F_{2} A_{1} = \sqrt{41} + 5 \approx 11, 4.$

Câu 2:

Một gương hypebol (được sử dụng trong một số kính thiên văn) có tính chất là một tia sáng hướng vào tiêu điểm sẽ bị phản xạ sang tiêu điểm khác. Gương trong hình vẽ có phương trình $\frac{x^{2}}{36} - \frac{y^{2}}{64} = 1$ . Điểm nào trên gương sẽ nhận được tia sáng đi qua điểm (0; 10) và bị phản xạ sang tiêu điểm còn lại? (tham khảo hình vẽ)

A. M(6,54; 3,65);

B. M(6,54; 3,55);

C. M(– 32,25; 42,25);

D. M(6,54; – 3,55);.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Gọi $(H) : \frac{x^{2}}{36} - \frac{y^{2}}{64} = 1$

Phương trình của gương (H) có dạng $\frac{x^{2}}{a^{2}} - \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ , với a = 6, b = 8;

Suy ra $c = \sqrt{a^{2} + b^{2}} = 10$ .

Giả sử điểm cần tìm là M ∈ (H).

Gọi đường đi của ánh sáng qua điểm (0; 10) và M là d, do tia sáng sau khi phản xạ bởi gương sẽ đi qua tiêu điểm F₁(–10; 0), suy ra d nhằm vào tiêu điểm F₂(10; 0) (F₂ ∈ d).

Một gương hypebol (được sử dụng trong một số kính thiên văn) có tính chất là một tia sáng hướng vào tiêu (ảnh 2)

Từ đây dễ dàng lập được phương trình của d là y = –x + 10.

Tọa độ của M ∈ (H) là nghiệm của hệ: $\{\begin{cases} y = - x + 10 \\ \frac{x^{2}}{36} - \frac{y^{2}}{64} = 1 \end{cases} \Leftrightarrow \{\begin{cases} y = - x + 10 \\ 16 x^{2} - 9 y^{2} - 576 = 0 \end{cases}$

$\Leftrightarrow \{\begin{cases} y = - x + 10 \\ 16 x^{2} - 9 {(10 - x)}^{2} - 576 = 0 \end{cases} \Leftrightarrow \{\begin{cases} y = - x + 10 \\ 16 x^{2} - 9 (100 - 20 x + x^{2}) - 576 = 0 \end{cases}$

$\Leftrightarrow \{\begin{cases} y = - x + 10 \\ 7 x^{2} + 180 x - 1 476 = 0 \end{cases} \Leftrightarrow [\begin{array}{l} \{\begin{cases} x \approx - 32, 25 \\ y \approx 42, 25 \end{cases} \\ \{\begin{cases} x \approx 6, 54 \\ y \approx 3, 46 \end{cases} \end{array}$

Do điểm cần tìm nằm ở nhánh bên phải nên ta có M(6,54; 3,55).

Câu 3:

Điều hướng LORAN (điều hướng vô tuyến đường dài) cho máy bay và tàu thủy sử dụng các xung đồng bộ được truyền bởi hai trạm phát đặt cách xa nhau. Các xung này di chuyển với tốc độ ánh sáng (186 000 dặm/giây). Sự chênh lệch về thời gian nhận được phản xạ của các xung này từ một máy bay hoặc tàu thủy là không đổi, nên máy bay hoặc con tàu sẽ nằm trên một hyperbol có các trạm phát là các tiêu điểm. Giả sử rằng hai trạm phát cách nhau 300 dặm, được đặt trên một hệ tọa độ vuông góc tại các điểm có tọa độ (–150; 0) và (150; 0) và một con tàu đang đi trên một con đường là một nhánh của hypebol và có tọa độ (x; 75) (xem hình vẽ).

Giá trị gần đúng của hoành độ của vị trí con tàu khi chênh lệch thời gian giữa các xung từ các trạm phát là 1 000 micro giây (0,001 giây) là

A. 110,2789;

B. –110,2789;

C. 52,3891;

D. 73,4231.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Gọi đường đi của con tàu là (H) thì (H) có phương trình dạng $\frac{x^{2}}{a^{2}} - \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ (a, b > 0).

Với giả thiết ta có các tiêu điểm của (H) là F₁(–150; 0) và F₂(150; 0), suy ra c = 150.

Điều hướng LORAN (điều hướng vô tuyến đường dài) cho máy bay và tàu thủy sử dụng các xung đồng bộ được (ảnh 2)

Giả sử vị trí con tàu hiện tại là M(x₀; 75) ∈ (H); theo giả thiết độ chênh lệch thời gian giữa các xung từ các trạm phát là 1 000 micro giây (0,001 giây), tức là ta có |MF₁ – MF₂| = 0,001.186 000 = 186 (dặm); tức là ta có 2a = 186 suy ra a = 93.

Do đó $b = \sqrt{c^{2} - a^{2}} = 27 \sqrt{19} .$

Phương trình (H) là: $\frac{x^{2}}{8 649} - \frac{y^{2}}{13 851} = 1$ .

Ta có M(x₀; 75) ∈ (H) $\Leftrightarrow \frac{x^{2}}{8 649} - \frac{75^{2}}{13 851} = 1 \Leftrightarrow [\begin{array}{l} x \approx 110, 2789 \\ x \approx - 110, 2789 \end{array}$ .

Vậy hoành độ của con tàu gần bằng 110,2789.

Câu 4:

Điều hướng LORAN (điều hướng vô tuyến đường dài) cho máy bay và tàu thủy sử dụng các xung đồng bộ được truyền bởi các trạm phát đặt cách xa nhau. Các xung này di chuyển với tốc độ ánh sáng (186 000 dặm/giây). Sự chênh lệch về thời gian nhận được phản xạ của các xung này từ một máy bay hoặc tàu thủy là không đổi, nên máy bay hoặc con tàu sẽ nằm trên một hyperbol có các trạm phát là các tiêu điểm. Giả sử rằng hai trạm phát, cách nhau 300 dặm, được đặt trên một hệ tọa độ vuông góc tại các điểm có tọa độ (–150; 0) và (150; 0) và một con tàu đang đi trên một con đường là một nhánh của hypebol (xem hình vẽ).

Biết rằng độ chênh lệch thời gian giữa các xung từ các trạm phát với con tàu là 1 000 micro giây (0,001 giây). Khoảng cách giữa tàu và trạm phát số 1 khi tàu vào bờ là

A. 93;

B. 57;

C. 150;

D. 243.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Điều hướng LORAN (điều hướng vô tuyến đường dài) cho máy bay và tàu thủy sử dụng các xung đồng bộ (ảnh 2)

Gọi đường đi của con tàu là (H) thì (H) có phương trình dạng $\frac{x^{2}}{a^{2}} - \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ (a, b > 0).

Với giả thiết ta có các tiêu điểm của (H) là F₁(–150; 0) và F₂(150; 0), suy ra c = 150.

Do đó $b = \sqrt{c^{2} - a^{2}} = 27 \sqrt{19} .$

Phương trình (H) là: $\frac{x^{2}}{8 649} - \frac{y^{2}}{13 851} = 1$ .

Trạm phát số 1 nằm tại tiêu điểm F₂(150; 0), vị trí khi con tàu vào bờ là đỉnh của (H) là A₂(93; 0).

Vậy khoảng cách từ vị trí tàu vào bờ đến trạm số 1 là: F₂A₂ = 150 – 93 = 57 (dặm).

Câu 5:

Một con tàu đang trên hành trình đi song song với một bờ biển thẳng và cách bờ 80 km. Hai trạm truyền tin S₁ và S₂ nằm trên bờ biển, cách xa nhau 220 km. Bằng cách tính giờ các tín hiệu vô tuyến từ hai trạm, hoa tiêu của tàu xác định rằng con tàu đang ở giữa hai trạm và ở gần S₂ hơn S₁ là 60 km. Khoảng cách từ con tàu tới trạm S₂ (làm tròn đến hai chữ số thập phân) là

A. 107,89 km;

B. 167,89 km;

C. 136,01 km;

D. 75,50 km.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Gọi d₁ và d₂ là các khoảng cách tương ứng từ con tàu tới S₁ và S₂, khi đó hiệu d₁ – d₂ = 60 và con thuyền phải nằm trên một hyperbol với tiêu điểm là S₁ và S₂, hiệu hai khoảng cách cố định bằng 60 (Hình vẽ).

Để đưa ra phương trình của hyperbol, ta biểu diễn hiệu cố định này bằng 2a.

Như vậy, ta có c = 110, $a = \frac{1}{2} \cdot 60 = 30, b = \sqrt{110^{2} - 30^{2}} = \sqrt{11 200}$