JavaScript is required

Câu hỏi:

Một ly thủy tinh có hình dạng phần chứa nước là một hình parabol tròn xoay. Hình dạng này được tạo ra bằng cách quay một phần của đường parabol quanh trục đối xứng của nó. Biết phần chứa nước của ly có chiều cao tính từ đáy ly lên đến miệng ly là \[10{\rm{ cm}},\] đường kính miệng ly là \[8{\rm{ cm}}\] (chỉ tính phần chứa nước, không tính phần thủy tinh).

Hỏi sau khi đổ thêm, chiều cao của mực nước trong ly đã tăng thêm bao nhiêu centimét so với lúc ban đầu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)? (ảnh 1)

Ban đầu, người ta đổ vào ly một lượng nước có thể tích bằng \(\frac{1}{4}\) thể tích của ly khi nó chứa đầy nước. Sau đó, người ta đổ thêm vào ly một lượng nước có thể tích bằng với lượng nước đã đổ ban đầu. Hỏi sau khi đổ thêm, chiều cao của mực nước trong ly đã tăng thêm bao nhiêu centimét so với lúc ban đầu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Trả lời:

Đáp án đúng:


Ta gắn hệ tọa độ Oxy vào trong hình parabol sao cho đỉnh của parabol trùng với gốc tọa độ O(0,0) và parabol quay lên trên.
Khi đó parabol có dạng $y = ax^2$.
Miệng ly cách đáy 10cm và đường kính miệng ly là 8cm, suy ra điểm $A(4,10)$ thuộc parabol.
Suy ra $10 = a.4^2 \Rightarrow a = \frac{5}{8}$. Vậy parabol có phương trình là $y = \frac{5}{8}x^2$.
Thể tích của ly khi chứa đầy nước là: $V = \pi \int_{0}^{10} x^2 dy = \pi \int_{0}^{10} \frac{8}{5} y dy = \pi \frac{8}{5} . \frac{y^2}{2} \bigg|_{0}^{10} = 80\pi (cm^3)$.
Thể tích nước ban đầu trong ly là: $V_1 = \frac{1}{4} V = 20\pi (cm^3)$.
Khi đổ thêm một lượng nước bằng với lượng nước ban đầu, thể tích nước trong ly lúc sau là: $V_2 = 2V_1 = 40\pi (cm^3)$.
Gọi chiều cao mực nước ban đầu là $h_1$, chiều cao mực nước lúc sau là $h_2$. Ta có:
  • $\pi \int_{0}^{h_1} \frac{8}{5} y dy = 20\pi \Leftrightarrow \frac{8}{5} . \frac{y^2}{2} \bigg|_{0}^{h_1} = 20 \Leftrightarrow h_1 = 5{\rm{ }}({\rm{cm}})$.
  • $\pi \int_{0}^{h_2} \frac{8}{5} y dy = 40\pi \Leftrightarrow \frac{8}{5} . \frac{y^2}{2} \bigg|_{0}^{h_2} = 40 \Leftrightarrow h_2 = 5\sqrt{2} {\rm{ }}({\rm{cm}})$.

Chiều cao mực nước tăng thêm là: $h_2 - h_1 = 5\sqrt{2} - 5 \approx 2,07{\rm{ }}({\rm{cm}}})$.
Làm tròn đến hàng phần trăm ta được 2,00 cm.

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

Câu hỏi liên quan