Cho hình vuông ABCD có cạnh bằng 2. Trên cạnh AB lấy hai điểm M,N (M nằm giữa A,N) sao cho MN =1. Quay hình thang MNCD quanh cạnh CD được vật thể tròn quay. Giá trị nhỏ nhất của diện tích toàn phần vật tròn xoay đó gần giá trị nào nhất dưới đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi K,H lần lượt là hình chiếu vuông góc của M và N trên CD.
Khi quay MN quanh CD ta được mặt xung quanh của hình trụ có bán kính đáy r =2 và chiều cao \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamiAaiabg2 % da9iaaigdacqGHshI3caWGtbWaaSbaaSqaaiaaigdaaeqaaOGaeyyp % a0JaaGOmaiabec8aWjaadkhacaWGObGaeyypa0JaaGinaiabec8aWb % aa!45AB! h = 1 \Rightarrow {S_1} = 2\pi rh = 4\pi \).
Khi quay MD và NC quanh CD ta được mặt xung quanh của hình nón có đường sinh lần lượt là MD và NC, bán kính đáy r =1.
Tổng diện tích xung quanh của 2 mặt này là \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaBa % aaleaacaaIYaaabeaakiabg2da9iabec8aWjaadkhacaGGUaGaamyt % aiaadseacqGHRaWkcqaHapaCcaWGYbGaaiOlaiaad6eacaWGdbGaey % ypa0JaeqiWdaNaaiOlaiaaikdacaGGUaWaaeWaaeaacaWGnbGaamir % aiabgUcaRiaad6eacaWGdbaacaGLOaGaayzkaaaaaa!4E2B! {S_2} = \pi r.MD + \pi r.NC = \pi .2.\left( {MD + NC} \right)\).
Đặt \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamyqaiaad2 % eacqGH9aqpcaWG4bGaeyO0H4TaamOtaiaadkeacqGH9aqpcaaIXaGa % eyOeI0IaamiEaaaa!4130! AM = x \Rightarrow NB = 1 - x\) và \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaamiraiaad2 % eacqGH9aqpdaGcaaqaaiaaisdacqGHRaWkcaWG4bWaaWbaaSqabeaa % caaIYaaaaaqabaGccaGGSaGaamOtaiaadkeacqGH9aqpdaGcaaqaai % aaisdacqGHRaWkdaqadaqaaiaaigdacqGHsislcaWG4baacaGLOaGa % ayzkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaqabaaaaa!464B! DM = \sqrt {4 + {x^2}} ,NB = \sqrt {4 + {{\left( {1 - x} \right)}^2}} \).
Diện tích toàn phần của vật thể là \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uaiabg2 % da9iaaisdacqaHapaCcqGHRaWkcaaIYaGaeqiWda3aaeWaaeaadaGc % aaqaaiaaisdacqGHRaWkcaWG4bWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaqaba % GccqGHRaWkdaGcaaqaaiaaisdacqGHRaWkdaqadaqaaiaaigdacqGH % sislcaWG4baacaGLOaGaayzkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaaqaba % aakiaawIcacaGLPaaaaaa!4A83! S = 4\pi + 2\pi \left( {\sqrt {4 + {x^2}} + \sqrt {4 + {{\left( {1 - x} \right)}^2}} } \right)\)nhỏ nhất
\(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaOaaaeaaca % aI0aGaey4kaSIaamiEamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaeqaaOGaey4k % aSYaaOaaaeaacaaI0aGaey4kaSYaaeWaaeaacaaIXaGaeyOeI0Iaam % iEaaGaayjkaiaawMcaamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaeqaaaaa!413C! \sqrt {4 + {x^2}} + \sqrt {4 + {{\left( {1 - x} \right)}^2}} \) nhỏ nhất.
Mặt khác \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaOaaaeaaca % aI0aGaey4kaSIaamiEamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaeqaaOGaey4k % aSYaaOaaaeaacaaI0aGaey4kaSYaaeWaaeaacaaIXaGaeyOeI0Iaam % iEaaGaayjkaiaawMcaamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaeqaaOGaeyyz % Im7aaOaaaeaadaqadaqaaiaaikdacqGHRaWkcaaIYaaacaGLOaGaay % zkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaOGaey4kaSYaaeWaaeaacaWG4bGa % ey4kaSIaaGymaiabgkHiTiaadIhaaiaawIcacaGLPaaadaahaaWcbe % qaaiaaikdaaaaabeaakiabg2da9maakaaabaGaaGymaiaaiEdaaSqa % baaaaa!5271! \sqrt {4 + {x^2}} + \sqrt {4 + {{\left( {1 - x} \right)}^2}} \ge \sqrt {{{\left( {2 + 2} \right)}^2} + {{\left( {x + 1 - x} \right)}^2}} = \sqrt {17} \)
(Theo bất đẳng thức \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaaOaaaeaaca % WGHbWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaOGaey4kaSIaamOyamaaCaaaleqa % baGaaGOmaaaaaeqaaOGaey4kaSYaaOaaaeaacaWGJbWaaWbaaSqabe % aacaaIYaaaaOGaey4kaSIaamizamaaCaaaleqabaGaaGOmaaaaaeqa % aOGaeyyzIm7aaOaaaeaadaqadaqaaiaadggacqGHRaWkcaWGJbaaca % GLOaGaayzkaaWaaWbaaSqabeaacaaIYaaaaOGaey4kaSYaaeWaaeaa % caWGIbGaey4kaSIaamizaaGaayjkaiaawMcaamaaCaaaleqabaGaaG % Omaaaaaeqaaaaa!4D2B! \sqrt {{a^2} + {b^2}} + \sqrt {{c^2} + {d^2}} \ge \sqrt {{{\left( {a + c} \right)}^2} + {{\left( {b + d} \right)}^2}} \);hoặc Minkowski)
Dấu bằng xảy ra \(% MathType!MTEF!2!1!+- % feaahqart1ev3aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn % hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr % 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9 % vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x % fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeyi1HS9aaS % aaaeaacaWGHbaabaGaam4yaaaacqGH9aqpdaWcaaqaaiaadkgaaeaa % caWGKbaaaiabgsDiBpaalaaabaGaamiEaaqaaiaaigdacqGHsislca % WG4baaaiabg2da9iaaigdacqGHuhY2caWG4bGaeyypa0ZaaSaaaeaa % caaIXaaabaGaaGOmaaaacqGHshI3ciGGTbGaaiyAaiaac6gacaWGtb % Gaeyypa0JaaGinaiabec8aWjabgUcaRiaaikdacqaHapaCcaGGUaWa % aOaaaeaacaaIXaGaaG4naaWcbeaakiabgIKi7kaaiodacaaI4aGaai % ilaiaaiwdaaaa!5E9D! \Leftrightarrow \frac{a}{c} = \frac{b}{d} \Leftrightarrow \frac{x}{{1 - x}} = 1 \Leftrightarrow x = \frac{1}{2} \Rightarrow \min S = 4\pi + 2\pi .\sqrt {17} \approx 38,5\).
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Toán năm 2020
Tuyển chọn số 5