11Toán 11 Trả lời ngắn Vận dụng cao 618

Một dòng dò rỉ tăng theo cấp số nhân: sau tt chu kì thì cường độ là S(t)=AbtS\left(t\right) = Ab^t (đơn vị nA\text{nA}). Hai tham số chỉ biết theo khoảng: A∈[196;225]A \in \left[196; 225\right] và b∈[1,0506;1,21]b \in \left[1{,}0506; 1{,}21\right]. Thời điểm đo là số nguyên tt với 0≤t≤140 \le t \le 14.
Đầu đo chỉ cho số liệu tin cậy khi giá trị đưa vào nó nằm trong dải [54;324]\left[54; 324\right] nA\text{nA}. Để hạ tín hiệu, ta lắp một bộ chia dòng: bộ thứ jj chia tín hiệu cho djd_j và tốn cjc_j tiền lắp.
<table><tr><th>Bộ chia dòng</th><th>Hệ số chia djd_j</th><th>Chi phí lắp cjc_j (nghìn đồng)</th></tr><tr><td>j=1j = 1</td><td>22</td><td>5656</td></tr><tr><td>j=2j = 2</td><td>33</td><td>3535</td></tr><tr><td>j=3j = 3</td><td>55</td><td>1818</td></tr><tr><td>j=4j = 4</td><td>77</td><td>1717</td></tr></table>
Mỗi chu kì chờ thêm tốn 22 nghìn đồng, nên tổng chi phí của phương án “bộ jj, đo ở chu kì tt” là cj+2tc_j + 2t.
Phương án chỉ được nhận nếu **mọi** giá trị có thể của S(t)dj\dfrac{S\left(t\right)}{d_j} — ứng với mọi AA và mọi bb trong hai khoảng trên — đều nằm trong dải của đầu đo.
Hỏi tổng chi phí nhỏ nhất của một phương án được nhận là bao nhiêu nghìn đồng?

Câu hỏi có hữu ích?

Lời giải

Đáp án
3 2
Các bước giải
1
**Hai cận do hai góc khác nhau chi phối.** Với t≥0t \ge 0 thì Abtdj\dfrac{Ab^t}{d_j} **tăng** theo cả AA lẫn bb. Vậy trên hình chữ nhật bất định, giá trị nhỏ nhất nằm ở góc (A−;b−)\left(A_-; b_-\right) còn giá trị lớn nhất ở góc (A+;b+)\left(A_+; b_+\right). Điều kiện của đầu đo thành hai bất phương trình:
2
196⋅1,0506 tdj≥54\dfrac{196 \cdot 1{,}0506^{\,t}}{d_j} \ge 54 và 225⋅1,21 tdj≤324\dfrac{225 \cdot 1{,}21^{\,t}}{d_j} \le 324.
3
Lấy lôgarit hai vế (cơ số lớn hơn 11 nên chiều bất đẳng thức giữ nguyên): điều kiện thứ nhất cho t≥ln⁡(54dj)−ln⁡196ln⁡1,0506t \ge \dfrac{\ln\left(54d_j\right) - \ln 196}{\ln 1{,}0506}, còn điều kiện thứ hai cho t≤ln⁡(324dj)−ln⁡225ln⁡1,21t \le \dfrac{\ln\left(324d_j\right) - \ln 225}{\ln 1{,}21}.
4
Chú ý **hai mẫu số khác nhau**: cận dưới dùng b−b_-, cận trên dùng b+b_+. Lấy trần cho cận dưới, lấy sàn cho cận trên, rồi giao với [0;14]\left[0; 14\right] được cửa sổ thời gian của từng bộ:
5
<table><tr><th>Bộ chia dòng</th><th>djd_j</th><th>Cửa sổ tt</th><th>Chi phí thấp nhất</th></tr><tr><td>j=1j = 1</td><td>22</td><td>[0;5]\left[0; 5\right]</td><td>5656</td></tr><tr><td>j=2j = 2</td><td>33</td><td>[0;7]\left[0; 7\right]</td><td>3535</td></tr><tr><td>j=3j = 3</td><td>55</td><td>[7;10]\left[7; 10\right]</td><td>3232</td></tr><tr><td>j=4j = 4</td><td>77</td><td>rỗng</td><td>—</td></tr></table>
6
**Vì sao lấy đầu cửa sổ.** Chi phí cj+2tc_j + 2t **tăng** theo tt và 2>02 > 0, nên với mỗi bộ còn dùng được, thời điểm rẻ nhất luôn là đầu cửa sổ.
7
So 33 phương án còn lại, rẻ nhất là bộ j=3j = 3 đo ở chu kì t=7t = 7, tổng chi phí 18+2⋅7=3218 + 2 \cdot 7 = 32 nghìn đồng.
8
**Kiểm lại hai góc.** Với bộ ấy và t=7t = 7: giá trị nhỏ nhất là 196⋅1,050675≈55,39≥54\dfrac{196 \cdot 1{,}0506^{7}}{5} \approx 55{,}39 \ge 54; giá trị lớn nhất là 225⋅1,2175≈170,89≤324\dfrac{225 \cdot 1{,}21^{7}}{5} \approx 170{,}89 \le 324. Đạt.
9
**Cái bẫy: thiết kế theo giá trị danh định.** Lấy Adn=A−A+=210A_{\text{dn}} = \sqrt{A_-A_+} = 210 và bdn=b−b+=1,1275b_{\text{dn}} = \sqrt{b_-b_+} = 1{,}1275 rồi tối ưu thì được phương án “bộ j=3j = 3, t=3t = 3” với chi phí 2424 nghìn đồng — **rẻ hơn**, nhưng **không đạt**: xét cả hộp bất định thì nó vi phạm ít nhất một cận của đầu đo. Sai theo hướng nguy hiểm, vì tưởng rẻ mà số đo không dùng được.
Lời giải có hữu ích?
Xem dạng tự luận của câu này

Một dòng dò rỉ tăng theo cấp số nhân: sau tt chu kì thì cường độ là S(t)=AbtS\left(t\right) = Ab^t (đơn vị nA\text{nA}). Hai tham số chỉ biết theo khoảng: A∈[196;225]A \in \left[196; 225\right] và b∈[1,0506;1,21]b \in \left[1{,}0506; 1{,}21\right]. Thời điểm đo là số nguyên tt với 0≤t≤140 \le t \le 14.
Đầu đo chỉ cho số liệu tin cậy khi giá trị đưa vào nó nằm trong dải [54;324]\left[54; 324\right] nA\text{nA}. Để hạ tín hiệu, ta lắp một bộ chia dòng: bộ thứ jj chia tín hiệu cho djd_j và tốn cjc_j tiền lắp.
<table><tr><th>Bộ chia dòng</th><th>Hệ số chia djd_j</th><th>Chi phí lắp cjc_j (nghìn đồng)</th></tr><tr><td>j=1j = 1</td><td>22</td><td>5656</td></tr><tr><td>j=2j = 2</td><td>33</td><td>3535</td></tr><tr><td>j=3j = 3</td><td>55</td><td>1818</td></tr><tr><td>j=4j = 4</td><td>77</td><td>1717</td></tr></table>
Mỗi chu kì chờ thêm tốn 22 nghìn đồng, nên tổng chi phí của phương án “bộ jj, đo ở chu kì tt” là cj+2tc_j + 2t.
Phương án chỉ được nhận nếu **mọi** giá trị có thể của S(t)dj\dfrac{S\left(t\right)}{d_j} — ứng với mọi AA và mọi bb trong hai khoảng trên — đều nằm trong dải của đầu đo.
Chọn bộ suy hao và thời điểm đo cho tổng chi phí nhỏ nhất. Giải thích vì sao không được thiết kế theo giá trị danh định của AA và bb.

Đáp án 32 nghıˋn đoˆˋng32\ \text{nghìn đồng}

Câu hỏi cùng chủ đề

TN
Số tiền gửi tiết kiệm của một người tăng 40%40\% sau mỗi năm. Hệ số nhân sau một năm bằng bao nhiêu?
Trắc nghiệm Hàm số mũ và hàm số lôgarit Nhận biết 25 1757
TN
Số vi khuẩn trong một mẫu nuôi cấy tăng 20%20\% sau mỗi giờ. Sau 22 giờ, số vi khuẩn bằng bao nhiêu lần giá trị ban đầu?
Trắc nghiệm Hàm số mũ và hàm số lôgarit Thông hiểu 21 1469
ĐS
Giá trị của một chiếc máy giảm 10%10\% sau mỗi năm. Gọi A0A_0 là giá trị ban đầu và AtA_t là giá trị sau tt năm.
Đúng – Sai Hàm số mũ và hàm số lôgarit Thông hiểu 23 1987
TLN
Số tiền gửi tiết kiệm của một người hiện nay bằng 500500 triệu đồng và tăng 60%60\% sau mỗi năm. Hỏi sau 22 năm nữa, số tiền bằng bao nhiêu triệu đồng?
Trả lời ngắn Hàm số mũ và hàm số lôgarit Thông hiểu 9 770