Một thanh dầm hình hộp chữ nhật được cắt từ một khúc gỗ hình trụ có bán kính \(20\) cm sao cho thanh dầm có diện tích mặt cắt ngang lớn nhất, tức là thanh dầm có mặt cắt ngang là hình vuông. Sau khi cắt thanh dầm đó, người ta lại cắt bốn tấm ván hình hộp chữ nhật từ bốn phần còn lại của khúc gỗ (tham khảo hình vẽ dưới đây). Xác định diện tích mặt cắt ngang tối đa của mỗi tấm ván (theo đơn vị cm2 và làm tròn kết quả đến hàng phần chục).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Gọi mặt cắt ngang của tấm ván là hình chữ nhật \(ABCD\); \(M,N\) lần lượt là trung điểm của \(AB,\,CD\).
Cách 1: Đặt \(MN=x\), \(OM=\frac{1}{2}\cdot 20\sqrt{2}=10\sqrt{2}\)\(\Rightarrow ON=x+10\sqrt{2}\). Suy ra,
\(\begin{array}{*{35}{l}} {} & NC & =\sqrt{O{{C}^{2}}-O{{N}^{2}}} \\ {} & {} & =\sqrt{{{20}^{2}}-{{\left( x+10\sqrt{2} \right)}^{2}}} \\ {} & {} & =\sqrt{-{{x}^{2}}-20\sqrt{2}x+200} \\ \Rightarrow & AB & =2\sqrt{-{{x}^{2}}-20\sqrt{2}x+200},\,\,\left( 0<x<20-10\sqrt{2} \right). \\\end{array}\)
Diện tích mặt cắt ngang của tấm ván là:
\(S=AB.CD=2x\sqrt{-{{x}^{2}}-20\sqrt{2}x+200}=2\sqrt{-{{x}^{4}}-20\sqrt{2}{{x}^{3}}+200{{x}^{2}}}\).
\({S}'=\frac{-4{{x}^{3}}-60\sqrt{2}{{x}^{2}}+400x}{\sqrt{-{{x}^{4}}-20\sqrt{2}{{x}^{3}}+200{{x}^{2}}}}\) ;
\({S}'=0\Rightarrow -4{{x}^{3}}-60\sqrt{2}{{x}^{2}}+400x=0\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & x=0 \\ & x=\frac{5\sqrt{34}-15\sqrt{2}}{2} \\ & x=\frac{-5\sqrt{34}-15\sqrt{2}}{2} \\ \end{align} \right.\).
Đối chiếu điều kiện \(0<x<20-10\sqrt{2}\Rightarrow x=\frac{5\sqrt{34}-15\sqrt{2}}{2}\).
Lập bảng biến thiên của hàm số \(S=2\sqrt{-{{x}^{4}}-20\sqrt{2}{{x}^{3}}+200{{x}^{2}}}\), ta có:
\(\underset{\left( 0;20-10\sqrt{2} \right)}{\mathop{\max }}\,S=S\left( \frac{5\sqrt{34}-15\sqrt{2}}{2} \right)\approx 67,3c{{m}^{2}}\).
Cách 2.
Đặt \(\widehat{NOC}=\alpha \))\(\left( 0<\alpha <\frac{\pi }{4} \right)\).
Ta có: \(OM=\frac{1}{2}\cdot 20\sqrt{2}=10\sqrt{2}\);
\(ON=OC.\cos \alpha =20\cos \alpha \);
\(MN=ON-OM=20\cos \alpha -10\sqrt{2}\).
\(NC=OC.\sin \alpha =20\sin \alpha \)\(\Rightarrow CD=40\sin \alpha \).
Vậy diện tích mặt cắt ngang của tấm ván là:
\(S=MN.CD=40\sin \alpha .\left( 20\cos \alpha -10\sqrt{2} \right)=800\sin \alpha .\cos \alpha -400\sqrt{2}\sin \alpha \)
Đặt \(x=\sin \alpha \), do \(0<\alpha <\frac{\pi }{4}\,\Rightarrow \left\{ \begin{align} & 0<x<\frac{\sqrt{2}}{2} \\ & \cos \alpha =\sqrt{1-{{x}^{2}}} \\ \end{align} \right.\) nên ta có:
\(S=800x\sqrt{1-{{x}^{2}}}-400\sqrt{2}x=400\left( 2x\sqrt{1-{{x}^{2}}}-\sqrt{2}x \right)\), \(0<x<\frac{\sqrt{2}}{2}\,\).
\({S}'=400\left( 2\sqrt{1-{{x}^{2}}}+2x.\frac{-x}{\sqrt{1-{{x}^{2}}}}-\sqrt{2} \right)\)\(=400\left( \frac{2-4{{x}^{2}}}{\sqrt{1-{{x}^{2}}}}-\sqrt{2} \right)\).
\(\begin{array}{*{35}{l}} {S}'=0 & \Leftrightarrow & \frac{2-4{{x}^{2}}}{\sqrt{1-{{x}^{2}}}} & =\sqrt{2} \\ {} & \Rightarrow & 4-16{{x}^{2}}+16{{x}^{4}} & =2-2{{x}^{2}} \\ {} & \Leftrightarrow & 16{{x}^{4}}-14{{x}^{2}}+2 & =0 \\ {} & \Leftrightarrow & \left[ \begin{align} & {{x}^{2}}=\frac{7-\sqrt{17}}{16} \\ & {{x}^{2}}=\frac{7+\sqrt{47}}{16} \\ \end{align} \right. & {} \\\end{array}\)
Kết hợp với điều kiện \(0<x<\frac{\sqrt{2}}{2}\) \(\Rightarrow x=\frac{\sqrt{7-\sqrt{17}}}{4}\).
Lập BBT, ta có với \(x=\frac{\sqrt{7-\sqrt{17}}}{4}\) thì \(S\) đạt giá trị lớn nhất bằng \(67,3\,\text{c}{{\text{m}}^{\text{2}}}\).
Tuyển Tập Đề Thi Tham Khảo Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia Năm 2025 – Môn Toán – Bộ Đề 01 do cụm trường tỉnh Đồng Nai biên soạn là tài liệu ôn luyện hữu ích dành cho học sinh lớp 12 đang chuẩn bị cho kỳ thi tốt nghiệp THPT. Đề thi được xây dựng bám sát theo cấu trúc và mức độ của đề minh họa do Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố, bao gồm đầy đủ các dạng câu hỏi từ nhận biết, thông hiểu đến vận dụng và vận dụng cao. Tài liệu không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng làm bài mà còn hỗ trợ giáo viên trong công tác giảng dạy và đánh giá năng lực học sinh một cách hiệu quả.
Câu hỏi liên quan
Một nguời bình thường với chiều cao \(h\text{ }\!\!~\!\!\text{ cm}\), nặng \(w\) kilogram có diện tích bề mặt cơ thể \(S\) được mô hình hoá bởi công thức \(S=\frac{1}{60}\cdot {{w}^{0.5}}\cdot {{h}^{0.5}}\) (\({{\text{m}}^{2}}\)) (công thức Mosteller). Một đối tượng có chiều cao bằng 168 cm, nặng 62 kg tham gia một cuộc nghiên cứu về sức khỏe trong 5 năm. Người ta nhận thấy cân nặng của đối tượng quan sát thay đổi với tốc độ \({w}'\left( t \right)=0,02{{t}^{2}}+0,2t\text{ }\!\!~\!\!\text{ kg}/\) năm \(\left( 0\le t\le 5 \right)\) và chiều cao tăng đều mỗi năm \(0,5\text{ }\!\!~\!\!\text{ cm}\). Sau 5 năm quan sát, diện tích bề mặt cơ thề của đối tượng trên tăng thêm bao nhiêu centimet vuông so với ban đầu? (làm tròn kết quả đến hàng đơn vi).
Người ta cần trang trí một kim tự tháp hình chóp tứ giác đều \(S.ABCD\) cạnh bên bằng \(200\operatorname{m}\), góc \(\widehat{ASB}=15{}^\circ \) bằng đường gấp khúc dây đèn led vòng quanh kim tự tháp \(AEFGHIJKLS\). Trong đó điểm \(L\) cố định và \(LS=40\operatorname{m}\). Hỏi khi đó cần dùng ít nhất bao nhiêu mét dây đèn led để trang trí? (làm tròn đến hàng đơn vị)
Một nhà địa chất học đang ở tại điểm \(A\) trên sa mạc. Anh ta muốn đến điểm \(B\) và cách \(A\) một đoạn là 70 km. Trong sa mạc thì xe anh ta chỉ có thể di chuyển với vận tốc là \(30\text{km}/\text{h}\). Nhà địa chất phải đến được điểm \(B\) sau 2 giờ. Vì vậy, nếu anh ta đi từ \(A\) đến \(B\) sẽ không thể đến đúng giờ được. May mắn thay, có một con đường nhựa song song với đường nối \(A\) và \(B\) và cách AB một đoạn 10 km. Trên đường nhựa đó thì xe nhà địa chất này có thể di chuyển với vận tốc \(50\text{km}/\text{h}\). Thời gian ngắn nhật đề nhà địa chất di chuyển từ \(A\) đến \(B\) là bao nhiêu phút?
Giám đốc một nhà hát A đang phân vân trong việc xác định mức giá vé xem các chương trình được trình chiếu trong nhà hát. Việc này rất quan trọng nó sẽ quyết định nhà hát thu được bao nhiêu lợi nhuận từ các buổi trình chiếu. Theo kết quả kinh doanh của mình, ông ta xác định được rằng: nếu giá vé vào cửa là 20 (nghìn đồng) /người thì trung bình có 1000 người đến xem. Nhưng nếu tăng thêm 1 (nghìn đồng) /người thì sẽ mất 100 khách hàng hoặc giảm đi 1 (nghìn đồng) /người thì sẽ có thêm 100 khách hàng trong số trung bình. Biết rằng, trung bình, mỗi khách hàng còn đem lại 2 (nghìn đồng) lợi nhuận cho nhà hát trong các dịch vụ đi kèm. Hãy giúp giám đốc nhà hát này xác định xem cần tính giá vé vào cửa là bao nhiêu để thu nhập là lớn nhất.
Ông Toàn có một mảnh đất phẳng hình elip có độ dài trục lớn bằng \({16}\) m và độ dài trục nhỏ là \({10}\) m. Ông để một dải đất rộng \({8}\) m làm sân, lối đi và dải đất này nhận trục bé của elip làm trục đối xứng đồng thời ông muốn trồnghoa hai bên mảnh đất còn lại. Biết kinh phí để trồng hoa là \({100\,000}\) đồng/m\({^2}\). Hỏi ông Toàn cần bao nhiêu triệu đồng trồng hoa trên phần đất đó (kết quả được làm tròn đến hàng trăm)?
Nhà máy A chuyên sản xuất một loại sản phẩm cho nhà máy Hai nhà máy thỏa thuận rằng, hằng tháng A cung cấp cho B số lượng sản phẩm theo đơn đặt hàng của B (tối đa 100 tấn sản phẩm). Nếu số lượng đặt hàng là x tấn sản phẩm thì giá bán cho mỗi sản phẩm là \(P\left( x \right)=45-0,001{{x}^{2}}\) (triệu đồng). Chi phí để A sản xuất x tấn sản phẩm trong một tháng là \(C\left( x \right)=100+30x\) triệu đồng (gồm 100 triệu đồng chi phí cố định và 30 triệu đồng cho mỗi tấn sản phẩm). Nhà máy A bán cho B bao nhiêu tấn sản phẩm để lợi nhuận thu được là lớn nhất? (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).
Độ giảm huyết áp của một bệnh nhân được xác định bởi công thức \(G(x)=0,024x2(30-x)\), trong đó \(x\) là liều lượng thuốc tiêm cho bệnh nhân cao huyết áp ( \(x\) được tính bằng mg). Tìm lượng thuốc để tiêm cho bệnh nhân cao huyết áp để huyết áp giảm nhiều nhất.
Giả sử cường độ ánh sáng của một nguồn điểm tỉ lệ thuận với cường độ của nguồn sáng đó và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điểm đó đến nguồn sáng. Hai nguồn điểm có cường độ lần lượt là \(S\) và \(8S\), cách nhau 90 cm. Xét một điểm \(M\) nằm trên đoạn thẳng nối hai nguồn, cường độ ánh sáng tại điểm đó nhỏ nhất thì điểm đó cách nguồn có cường độ \(S\) bằng bao nhiêu centimet? (cho biết cường độ sáng tại điểm \(M\) bằng tổng cường độ sáng mỗi nguồn tại điểm đó).
Một con cá hồi bơi ngược dòng (từ nơi sinh sống) vượt khoảng cách 300 km để tới nơi sinh sản. Vận tốc dòng nước là \(6\text{ }\!\!~\!\!\text{ km}/\text{h}\). Giả sử vận tốc hơi của cả khi mước đứng yên là \(v\text{ }\!\!~\!\!\text{ km}/\text{h}\) thì năng lượng tiêu hao của cả trong \(t\) giờ cho bởi công thức \(E\left( v \right)=c{{v}^{3}}t\) trong đó \(c\) là hàng số cho trước. \(E\) tính hằng Jun. Tính vận tốc bơi của cả khi nước đứng yên, để năng lượng của cả tiêu hao ít nhất?
Một người nông dân có 15 000 000 đồng để làm một cái hàng rào hình chữ E dọc theo con sông (như hình vẽ) để làm một khu đất có hai phần chữ nhật để trồng rau. Đối với mặt hàng rào song song với bờ sông thì chi phí vật liệu là 60 000 đồng một mét, còn đối với ba mặt hàng rào song song nhau thì chi phí nguyên vật liệu là 50 000 đồng một mét. Tìm diện tích lớn nhất của đất rào thu được.
Trong một bài thực hành huấn luyện quân sự có một tình huống chiến sĩ phải bơi qua sông để tấn công mục tiêu ở ngay phía bờ bên kia sông. Biết rằng lòng sông rộng 100m và vận tốc bơi của chiến sĩ bằng một phần ba vận tốc chạy trên bộ. Biết dòng sông là thẳng, mục tiêu cách chiến sỹ 1km theo đường chim bay và chiến sỹ cách bờ bên kia 100m. Hãy cho biết chiến sỹ phải bơi bao nhiêu mét để đến được mục tiêu nhanh nhất (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)?
Nhà ông Hải có một cái cổng hình chữ nhật, lối vào cổng có dạng parabol có kích thước như hình vẽ.
Ông Hải cần trang trí bề mặt (phần gạch chéo) của cổng. Hỏi ông Hải cần bao nhiêu tiền (đơn vị: triệu đồng) để trang trí, biết giá thành trang trí là 1200000 đồng/m²?
Một doanh nghiệp dự định sản xuất không quá 500 sản phẩm. Nếu doanh nghiệp sản xuất \(x\) sản phẩm \(\left( 1\le x\le 500 \right)\) thì doanh thu nhận được khi bán hết số sân phẳm đó là: \(F\left( x \right)={{x}^{3}}-1999{{x}^{2}}+1001000x+250000\) (đồng), trong khi chi phí sản xuất bình quân cho một sản phẩm là: \(G\left( x \right)=x+1000+\frac{250000}{x}\) (đồng).
Doanh nghiệp cần sản xuất bao nhiêu sản phẩm để lợi nhuận thu được là lớn nhất?
Một nhà sản xuất trung bình bán được 1000 ti vi màn hình phẳng mỗi tuần với giá 14 triệu đồng một chiếMột cuộc khảo sát thị trường chỉ ra rằng nếu cứ giảm giá bán 500 nghìn đồng, số lượng ti vi bán ra sẽ tăng thêm khoảng 100 ti vi mỗi tuần. Gọi \(x\) là số ti vi bán được mỗi tuần, \(p\) (triệu đồng) là giá bán của mỗi ti vi. Khi đó \(p=p\left( x \right)\) được gọi là hàm cầu.
Một căn nhà bỏ hoang có dạng hình lập phương cạnh bằng 5m có 3 chú nhện sinh sống. Mùa đông đến, vì đói rét nên chúng đành quyết định hợp tác với nhau giăng lưới để bắt mồi. Ba chú nhện tính toán sẽ giăng một mảnh lưới hình tam giác theo cách sau: Mỗi chú nhện sẽ đứng ở mép tường bất kỳ ( có thể mép giữa 2 bức tường,giữa tường với trần nhà, hoặc giữa tường với với nền), rồi phóng những sợi tơ làm khung đến vị trí của 2 con nhện còn lại rồi sau đó mới phóng tơ dính đan phần lưới bên trong. Chúng quy định không có bất kỳ 2 con nhện nào nằm cùng trên một mặt tường, nền hoặc trần nhà. Chu vi nhỏ nhất của mảnh lưới ấy (các sợi tơ khung căn và không chùm) là \(\frac{m\sqrt{n}}{p}\) (với \(m,n,p\in {{\mathbb{N}}^{*}}\)) và \(\frac{m}{p}\) là phân số tối giản. Tính giá trị của biểu thức \(m+n+p\) ?
Trong bài này, ta xét một tình huống giả định có một học sinh sau kì nghỉ đã mang virus cúm quay trở lại khuôn viên trường học biệt lập với 1000 học sinh. Sau khi có sự tiếp xúc giữa các học sinh, virus cúm lây lan trong khuôn viên trường. Giả thiết hệ thống chống dịch chưa được khởi động và virus cúm được lây lan tự nhiên. Gọi \(P\left( t \right)\) là số học sinh bị nhiễm virus cúm ở ngày thứ \(t\) tính từ ngày học sinh mang virus cúm quay trở lại khuôn viên trường. Biết rằng tốc độ lây lan của virus cúm tỉ lệ thuận với số học sinh không bị nhiễm virut cúm theo hệ số tỉ lệ là hằng số \(k\ne 0\). Số học sinh bị nhiễm virus cúm sau 4 ngày là 52 học sinh. Xác định số học sinh bị nhiễm virus cúm sau 10 ngày.
Trong âm nhạc, khoảng cách giữa hai nốt nhạc trong một quãng được tính bằng cung và nửa cung (nc). Mỗi quãng tám được chia thành 12 nc. Hai nốt nhạc cách nhau nc thì hai âm (cao, thấp) tương ứng với hai nốt nhạc này có tần số thỏa mãn \(f_{c}^{12}=2f_{t}^{12}\). Tập hợp tất cả các âm trong một quãng tám gọi là một gam (âm giai). Xét một gam với khoảng cách từ nốt Đồ đến các nốt tiếp theo Rê, Mi, Fa, Sol, La, Si, Đô tương ứng là 2 nc, 4 nc, 5 nc, 7 nc, 9 nc, 11 nc, 12 nc. Trong gam này, nếu âm ứng với nốt La có tần số 440 Hz thì âm ứng với nốt Sol có tần số là bao nhiêu (làm tròn đến hàng đơn vị)?
Bác Năm làm một cái cửa nhà hình parabol có chiều cao từ mặt đất đến đỉnh là \(2,25\) mét, chiều rộng tiếp giáp với mặt đất là \(3\) mét. Giá thuê mỗi mét vuông là \(150000\) đồng. Vậy số tiền bác Năm phải trả là bao nhiêu?
Một bể cá đầy nước có dạng hình hộp chữ nhật \(ABCD.EFGH\) với \(AB=6\left( dm \right)\), \(AD=8\left( dm \right)\) và cạnh bên bằng \(10\left( dm \right)\). Một chú cá con bơi theo những đoạn thẳng từ điểm \(G\) đến chạm mặt đáy của hồ, rồi từ điểm đó bơi đến vị trí điểm \(M\) là trung điểm của \(AF\) được mô hình hóa như hình vẽ sau:
Để đường đi ngắn nhất thì chú cá bơi đến điểm dưới đáy hồ cách \(BA\) và \(BC\) những đoạn bằng \(a\) và \(b\). Khi đó tổng \(D=3a+6b\) bằng bao nhiêu?
Theo thống kê tại một nhà máy \(Z\) nếu áp dụng tuần làm việc 40 giờ thì mỗi tuần có 100 tổ công nhân đi làm và mỗi tổ công nhân làm được 120 sản phẩm trong một giờ. Nếu tăng thời gian làm việc thêm 2 giờ mỗi tuần thì sẽ có 1 tổ công nhân nghỉ việc và năng suất lao động giảm 5 sản phẩm/1 tổ/1 giờ. Ngoài ra, số phế phẩm mỗi tuần ước tính là \(P\left( x \right)=\frac{95{{x}^{2}}+120x}{4}\) với \(x\) là thời gian làm việc trong một tuần. Nhà máy cần áp dụng thời gian làm việc mỗi tuần mấy giờ để số lượng sản phẩm thu được mỗi tuần là lớn nhất?