Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 12 › Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số › Giá trị lớn nhất, nhỏ nhất

SA (VDC): Hình chữ nhật $ABCD$ với cạnh $CD$ trên trục hoành, hai đỉnh

Lớp 12 · Giá trị lớn nhất, nhỏ nhất
Một mảnh đất có một phía giáp đường thẳng, phần còn lại giáp hồ nước là đường cong mô hình hoá bởi một phần đồ thị hàm số $f(x) = \dfrac{-x^2 + 7x - 6}{x}$, đơn vị trên mỗi trục toạ độ là $10$ mét. Người ta rào một khu hình chữ nhật $ABCD$ với hai đỉnh $A, B$ nằm trên đồ thị $f(x)$ (phần giáp hồ) và cạnh $CD$ nằm trên trục hoành (phần giáp đường). Diện tích hình chữ nhật $ABCD$ đạt giá trị lớn nhất là bao nhiêu $\text{m}^2$?
ĐÁP ÁN
3 8 0
LỜI GIẢI

Bước 1 — Tham số hoá hình chữ nhật.
$f(x) = \dfrac{-x^2 + 7x - 6}{x} = -x + 7 - \dfrac{6}{x}$, dương trên khoảng giữa hai nghiệm $x = 1$ và $x = 6$. Gọi chiều cao hình chữ nhật là $h$ ($0 < h < 2,101$). Hai đỉnh $A, B$ trên đồ thị có cùng tung độ $h$.

Bước 2 — Chiều rộng theo $h$.
$f(x) = h \Leftrightarrow x^2 + (h - 7)x + 6 = 0$. Hai hoành độ $x_1, x_2$ thoả $x_1 + x_2 = 7 - h$, $x_1 x_2 = 6$, nên chiều rộng
$$w = |x_2 - x_1| = \sqrt{(7 - h)^2 - 4\cdot 6}.$$

Bước 3 — Diện tích và tối ưu.
$S(h) = h\,w = h\sqrt{(7-h)^2 - 24}$. Xét $S(h)^2 = h^2[(7-h)^2 - 24]$, đạo hàm bằng $0$ cho
$$h^* = \dfrac{3\cdot7 - \sqrt{7^2 + 32\cdot6}}{4} = \dfrac{21 - \sqrt{241}}{4} \approx 1,369.$$

Bước 4 — Diện tích lớn nhất (theo đơn vị thực).
$S_{\max} = S(h^*) \approx 3,8008$ (đơn vị²). Vì mỗi đơn vị trục là $10$ m nên $1$ đơn vị² $= 10^2 = 100$ $\text{m}^2$. Do đó
$$S_{\max} \approx 3,8008\times 100 \approx 380\ \text{m}^2.$$
Kết luận: diện tích lớn nhất $\approx 380$ $\text{m}^2$.

60% trả lời đúng 258 đúng · 173 sai
← Tìm câu hỏi khác