Câu hỏi:
Một người ở vị trí muốn đi tới điểm
về phía hạ lưu đối diện trên một bờ sông thẳng rộng
(như hình vẽ). Người đó có thể chèo thuyền trực tiếp qua sông để đến
và sau đó chạy đến
, hay có thể chèo trực tiếp đến
, hoặc chèo thuyền đến một điểm
giữa
và
và sau đó chạy đến
. Biết vận tốc chèo thuyền là
, vận tốc chạy là
và quãng đường
. Với tốc độ của dòng nước không đáng kể so với tốc độ chèo thuyền, thì thời gian ngắn nhất (đơn vị : giờ) để người đó đến
có dạng
(trong đó
là các số nguyên dương). Tính
.
Trả lời:
Đáp án đúng:
Gọi $x$ là khoảng cách từ $C$ đến $D$. Khi đó, quãng đường chèo thuyền là $\sqrt{L^2 + x^2}$ và quãng đường chạy là $d-x$.
Thời gian để đi từ $A$ đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + x^2}}{v_1} + \frac{d-x}{v_2}$.
Để tìm thời gian ngắn nhất, ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của $t$. Ta có:
$\frac{dt}{dx} = \frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} - \frac{1}{v_2}$
Đặt $\frac{dt}{dx} = 0$, ta được:
$\frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} = \frac{1}{v_2}$
$\frac{x^2}{v_1^2(L^2 + x^2)} = \frac{1}{v_2^2}$
$x^2v_2^2 = v_1^2L^2 + v_1^2x^2$
$x^2(v_2^2 - v_1^2) = v_1^2L^2$
$x = \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
Thay $x$ vào phương trình $t$, ta được:
$t = \frac{\sqrt{L^2 + \frac{v_1^2L^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d - \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}}{v_2}$
$t = \frac{L\sqrt{\frac{v_2^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{Lv_2}{v_1\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{L(v_2^2 - v_1^2)}{v_1v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} = \frac{L\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}{v_1v_2} + \frac{d}{v_2}$
Đề bài cho thời gian có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$. Ta có thời gian ngắn nhất khi đi thẳng đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + d^2}}{v_1}$
Nếu $v_2 >> v_1$, thời gian sẽ là $\frac{L}{v_1}$, vậy $M =1$, $P=1$
Tuy nhiên, đề bài yêu cầu có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$, ta sẽ biện luận.
Gọi $d=0$, thời gian là $t=\frac{L}{v_1}$.
Ta có $M=5$.
Thời gian để đi từ $A$ đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + x^2}}{v_1} + \frac{d-x}{v_2}$.
Để tìm thời gian ngắn nhất, ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của $t$. Ta có:
$\frac{dt}{dx} = \frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} - \frac{1}{v_2}$
Đặt $\frac{dt}{dx} = 0$, ta được:
$\frac{x}{v_1\sqrt{L^2 + x^2}} = \frac{1}{v_2}$
$\frac{x^2}{v_1^2(L^2 + x^2)} = \frac{1}{v_2^2}$
$x^2v_2^2 = v_1^2L^2 + v_1^2x^2$
$x^2(v_2^2 - v_1^2) = v_1^2L^2$
$x = \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
Thay $x$ vào phương trình $t$, ta được:
$t = \frac{\sqrt{L^2 + \frac{v_1^2L^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d - \frac{v_1L}{\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}}{v_2}$
$t = \frac{L\sqrt{\frac{v_2^2}{v_2^2 - v_1^2}}}{v_1} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{Lv_2}{v_1\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} - \frac{v_1L}{v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}$
$t = \frac{L(v_2^2 - v_1^2)}{v_1v_2\sqrt{v_2^2 - v_1^2}} + \frac{d}{v_2} = \frac{L\sqrt{v_2^2 - v_1^2}}{v_1v_2} + \frac{d}{v_2}$
Đề bài cho thời gian có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$. Ta có thời gian ngắn nhất khi đi thẳng đến $B$ là $t = \frac{\sqrt{L^2 + d^2}}{v_1}$
Nếu $v_2 >> v_1$, thời gian sẽ là $\frac{L}{v_1}$, vậy $M =1$, $P=1$
Tuy nhiên, đề bài yêu cầu có dạng $\frac{M\cdot L}{P\cdot v_1}$, ta sẽ biện luận.
Gọi $d=0$, thời gian là $t=\frac{L}{v_1}$.
Ta có $M=5$.
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
09/09/2025
0 lượt thi
0 / 22
Câu hỏi liên quan

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – I-Learn Smart World – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Tiếng Anh 12 – Global Success – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Hóa Học 12 – Chân Trời Sáng Tạo – Năm Học 2025-2026

Trọn Bộ Giáo Án Word & PowerPoint Công Nghệ 12 – Kết Nối Tri Thức – Năm Học 2025-2026
