Luyện tập →
Câu hỏi › Lớp 12 › Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số › Đường tiệm cận

Thiết kế khung ảnh — diện tích hình chữ nhật do hai tiệm cận và đồ thị

Lớp 12 · Đường tiệm cận
Một bức tranh trang trí treo tường được thiết kế trên hệ trục toạ độ $Oxy$: hai thanh ray bằng kim loại đặt theo đúng hai đường tiệm cận của đường cong trang trí $y = \dfrac{8}{x - 1} - 2$ (một ray thẳng đứng theo tiệm cận đứng, một ray nằm ngang theo tiệm cận ngang). Một viên bi $M$ trượt được trên đường cong (ở nhánh bên phải ray đứng). Tại mỗi vị trí của $M$, người ta dựng hai đoạn thẳng từ $M$ vuông góc xuống hai ray, tạo thành một hình chữ nhật có một đỉnh là $M$ và đỉnh đối diện là giao điểm hai ray. Diện tích hình chữ nhật đó (đơn vị đvdt) bằng:
A $8\text{ (đvdt)}$
B Phụ thuộc vào vị trí điểm $M$.
C $11\text{ (đvdt)}$
D $2\text{ (đvdt)}$
E $16\text{ (đvdt)}$
LỜI GIẢI

Bước 1 — Xác định hai tiệm cận (vị trí hai ray).
Hàm $y = \dfrac{k}{x - h} + m$ với $k = 8 > 0$, $h = 1$, $m = -2$ có tiệm cận đứng $x = h = 1$ và tiệm cận ngang $y = m = -2$.
Giao điểm hai ray (tâm đối xứng) là $I(1; -2)$.

Bước 2 — Hai cạnh hình chữ nhật là khoảng cách từ $M$ tới mỗi ray.
Lấy $M(x_0; y_0)$ bất kỳ trên đường cong ($x_0 > h$). Khi đó:
• Khoảng cách từ $M$ tới ray đứng $x = h$ là $|x_0 - h|$.
• Khoảng cách từ $M$ tới ray ngang $y = m$ là $|y_0 - m|$.
Hình chữ nhật nhận đúng hai khoảng cách này làm hai cạnh.

Bước 3 — Tính diện tích, hai khoảng cách triệt tiêu.
Vì $M$ thuộc đường cong nên $y_0 - m = \dfrac{k}{x_0 - h}$, suy ra $|y_0 - m| = \dfrac{k}{|x_0 - h|}$.
Diện tích:
$$S = |x_0 - h| \cdot |y_0 - m| = |x_0 - h| \cdot \dfrac{k}{|x_0 - h|} = k = 8.$$
Thừa số $|x_0 - h|$ bị triệt tiêu ⇒ diện tích KHÔNG phụ thuộc vị trí $M$.

Kết luận: Diện tích hình chữ nhật luôn bằng hằng số $S = k = 8$ (đvdt), với mọi vị trí của viên bi $M$ trên đường cong.

58% trả lời đúng 217 đúng · 156 sai
← Tìm câu hỏi khác