Giải bài tập Bài 8 trang 81 Toán 12 Tập 1 | SGK Toán 12 - Cánh diều
Hướng dẫn giải chi tiết từng bước bài tập Bài 8 trang 81 Toán 12 Tập 1. Bài 3. Biểu thức toạ độ của các phép toán vectơ.. SGK Toán 12 - Cánh diều
Đề bài:
Bài 8 trang 81 Toán 12 Tập 1: Một chiếc đèn tròn được treo song song với mặt phẳng nằm ngang bởi ba sợi dây không dãn xuất phát từ điểm O trên trần nhà lần lượt buộc vào ba điểm A, B, C trên đèn tròn sao cho tam giác ABC đều (Hình 38). Độ dài của ba đoạn dây OA, OB, OC đều bằng L. Trọng lượng của chiếc đèn là 24 N và bán kính của chiếc đèn là 18 in (1 inch = 2,54 cm). Gọi F là độ lớn của các lực căng trên mỗi sợi dây. Khi đó, F = F(L) là một hàm số với biến số là L.
a) Xác định công thức tính hàm số F = F(L).
b) Khảo sát và vẽ đồ thị hàm số F = F(L).
c) Tìm chiều dài tối thiểu của mỗi sợi dây, biết rằng mỗi sợi dây đó được thiết kế để chịu được lực căng tối đa là 10 N.
Đáp án và cách giải chi tiết:
a) Ta có 18 in = 45,72 cm = 0,4572 m.
Gọi G là trọng tâm tam giác ABC.
Vì tam giác ABC đều nên G là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
Do đó, GA = GB = GC = 0,4572 m.
Theo bài ra ta có nên và
Do đó
Vì vậy, tồn tại hằng số sao cho: .
Suy ra
Theo quy tắc ba điểm ta có
(do G là trọng tâm tam giác ABC nên ).
Do đó,
Mặt khác ta lại có với là trọng lực tác dụng lên chiếc đèn.
Mà trọng lượng tác dụng lên chiếc đèn là 24 N nên
Từ đó suy ra tức là
Tam giác OAG vuông tại G (do OG ⊥ (ABC)) nên ta suy ra
(m) với L > 0,4572.
Do đó, suy ra
Khi đó,
Vậy với L > 0,4572.
b) Xét hàm số với .
+ Tập xác định: .
+ Sự biến thiên
- Giới hạn tại vô cực giới hạn vô cực và các đường tiệm cận:
Do đó, đường thẳng F = 8 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.
Do đó, đường thẳng L = 0,4572 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.
+ Đạo hàm với mọi .
+ Bảng biến thiên:
Hàm số nghịch biến trên khoảng .
Hàm số không có cực trị.
+ Đồ thị hàm số được vẽ như hình dưới đây:
c) Ta có lực căng tối đa của mỗi sợi dây là 10 N.
Với F(L) = 10, ta có . Từ đó suy ra
Vậy chiều dài tối thiểu của mỗi sợi dây là L = 0,762 m = 76,2 cm = 30 in.
Nguồn: loigiaitoan.com
Tổng số đánh giá:
Xếp hạng: / 5 sao
Bài tập liên quan:
Bài 4 trang 80 Toán 12 Tập 1
Bài 4 trang 80 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho . Hãy chỉ ra tọa độ của một vectơ khác vuông góc với cả hai vectơ và .
Bài 2 trang 80 Toán 12 Tập 1
Bài 2 trang 80 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho . Góc giữa hai vectơ bằng:
A. 60°.
B. 120°.
C. 150°.
D. 30°.
Bài 3 trang 80 Toán 12 Tập 1
Bài 3 trang 80 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho
a) Tìm tọa độ của vectơ
b) Tìm tọa độ của vectơ sao cho .
Bài 5 trang 81 Toán 12 Tập 1
Bài 5 trang 81 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho . Tính côsin của góc
Bài 7 trang 81 Toán 12 Tập 1
Bài 7 trang 81 Toán 12 Tập 1: Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D', biết Hãy chỉ ra tọa độ của một vectơ khác vuông góc với cả hai vectơ trong mỗi trường hợp sau:
a) và
b) và
Bài 1 trang 80 Toán 12 Tập 1
Bài 1 trang 80 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho và . Tọa độ của vectơ là:
A. .
B. .
C. .
D. .
Bài 6 trang 81 Toán 12 Tập 1
Bài 6 trang 81 Toán 12 Tập 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho .
a) Chứng minh rằng ba điểm A, B, C không thẳng hàng.
b) Tính chu vi tam giác ABC.
c) Tìm tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC.
d) Tính
Câu hỏi khởi động trang 74 Toán 12 Tập 1
Câu hỏi khởi động trang 74 Toán 12 Tập 1: Một chiếc máy quay phim ở đài truyền hình được đặt trên một giá đỡ ba chân với điểm đặt P(0; 0; 4) và các điểm tiếp xúc với mặt đất của ba chân lần lượt là (Hình 35). Biết rằng trọng lượng của máy quay là 360 N.
Làm thế nào để tìm được tọa độ của các lực tác dụng lên giá đỡ?
Luyện tập 1 trang 75 Toán 12 Tập 1
Luyện tập 1 trang 75 Toán 12 Tập 1:
a) Cho . Tìm tọa độ của vectơ
b) Cho ba điểm A(– 1; – 3; – 2), B(2; 3; 4), C(3; 5; 6). Chứng minh rằng ba điểm A, B, C thẳng hàng.
Hoạt động 1 trang 74 Toán 12 Tập 1
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz (Hình 36), cho hai vectơ và .
a) Biểu diễn các vectơ theo ba vectơ .
b) Biểu diễn các vectơ (m ∈ ℝ) theo ba vectơ .
c) Tìm tọa độ các vectơ (m ∈ ℝ)
Hoạt động 2 trang 75 Toán 12 Tập 1
a) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(xA; yA; zA) và B(xB; yB; zB). Gọi M(xM; yM; zM) là trung điểm của đoạn thẳng AB.
- Biểu diễn vectơ theo hai vectơ và .
- Tính tọa độ của điểm M theo tọa độ của các điểm A(xA; yA; zA) và B(xB; yB; zB).
b) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho tam giác ABC có trọng tâm G.
- Biểu diễn vectơ theo ba vectơ .
- Tính tọa độ của điểm G theo tọa độ của các điểm A(xA; yA; zA), B(xB; yB; zB), C(xC; yC; zC).
Luyện tập 2 trang 76 Toán 12 Tập 1
Cho ba điểm A(0; – 1; 1), B(1; 0; 5), G(1; 2; 0).
a) Chứng minh rằng ba điểm A, B, G không thẳng hàng.
b) Tìm tọa độ điểm C sao cho G là trọng tâm của tam giác ABC.
Hoạt động 3 trang 76 Toán 12 Tập 1
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các vectơ .
Hãy biểu diễn các vectơ theo ba vectơ đơn vị và tính tích vô hướng .
Luyện tập 3 trang 77 Toán 12 Tập 1
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho tam giác ABC có A(2; – 1; 1), B(1; – 1; 2) và C(3; 0; 2). Chứng minh rằng tam giác ABC vuông tại A.
Hoạt động 4 trang 79 Toán 12 Tập 1
a) Cho hình lập phương ABCD.A'B'C'D' có A(0; 0; 0), B(1; 0; 0), D(0; 1; 0), C'(1; 1; 1). Hãy chỉ ra tọa độ của một vectơ vuông góc với cả hai vectơ và .
b) Cho hai vectơ và không cùng phương.
Xét vectơ .
- Tính .
- Vectơ có vuông góc với cả hai vectơ và hay không?
Luyện tập 4 trang 80 Toán 12 Tập 1
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai vectơ = (1; 0; -3) và = (0; 0; 3). Hãy chỉ ra tọa độ của một vectơ khác vuông góc với cả hai vectơ và .