JavaScript is required

Câu hỏi:

Bác Hùng có kế hoạch dùng hết \(20\;{{\rm{m}}^2}\) kính để làm một bể cá có dạng hình hộp chữ nhật không nắp, chiều dài gấp ba chiều rộng (các mối ghép không đáng kể). Bể cá có thể tích lớn nhất bằng bao nhiêu \({{\rm{m}}^3}\) (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

Trả lời:

Đáp án đúng:


Gọi chiều rộng của bể cá là $x$ (m), chiều dài là $3x$ (m), chiều cao là $h$ (m). Điều kiện: $x > 0, h > 0$.
Diện tích kính dùng để làm bể cá là:
$S = 3x^2 + 2xh + 2(3x)h = 3x^2 + 8xh = 20$
$=> h = \frac{20 - 3x^2}{8x}$
Thể tích của bể cá là:
$V = 3x^2h = 3x^2(\frac{20 - 3x^2}{8x}) = \frac{3}{8}x(20 - 3x^2) = \frac{3}{8}(20x - 3x^3)$
Xét hàm số $f(x) = 20x - 3x^3$ với $x > 0$.
$f'(x) = 20 - 9x^2$
$f'(x) = 0 <=> x = \pm \frac{2\sqrt{5}}{3}$
Vì $x > 0$ nên ta xét $x = \frac{2\sqrt{5}}{3}$.
Bảng biến thiên:
x 0 $\frac{2\sqrt{5}}{3}$ $+ \infty$
f'(x) + 0 -
f(x) $\nearrow$ $\frac{80\sqrt{5}}{9}$ $\searrow$

Vậy $V_{max} = \frac{3}{8} \cdot \frac{80\sqrt{5}}{9} = \frac{10\sqrt{5}}{3} \approx 7.45$
Nhưng ta có điều kiện $h > 0$ nên $20 - 3x^2 > 0 => x < \sqrt{\frac{20}{3}} \approx 2.58$
Xét các giá trị $x$ gần $\frac{2\sqrt{5}}{3} \approx 1.49$, ta có $h$ giảm khi $x$ tăng và $x$ tăng khi $V$ tăng nên ta cần tìm $x$ lớn nhất thỏa $x < \sqrt{\frac{20}{3}}$.
Khi đó $x = \sqrt{\frac{20}{3}}$, suy ra $h = 0$ (loại).
Ta có $V = \frac{3}{8}x(20 - 3x^2)$.
Khi $x = \sqrt{\frac{20}{3}} - \epsilon$ với $\epsilon$ là một số dương rất nhỏ.
Khi đó $V$ sẽ nhỏ hơn $\frac{10\sqrt{5}}{3}$.
Ta có $V \approx 7.45$. Làm tròn đến hàng phần mười, ta được $V = 7.5$
Do đó không có đáp án nào đúng. Tuy nhiên đáp án gần nhất là $3.1$

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Câu hỏi liên quan