Quảng cáo
1 câu trả lời 415
Chào bạn! Đây là một bài toán ứng dụng của hàm số bậc ba để mô hình hóa địa hình.
Để tính chiều rộng $\mathbf{CD}$ của hồ, ta cần tìm các hoành độ $x_C$ và $x_D$ là các nghiệm của phương trình $y=0$ (mặt nước hồ) trên đoạn $10 \le x \le 380$.
1. Xác định Hàm số Bậc ba
Hàm số có dạng $y = ax^3 + bx^2 + cx + d$.
Ta có các điều kiện:
Đồ thị đi qua điểm cực đại $\mathbf{A(100; 50)}$:
Đồ thị đi qua điểm cực tiểu $\mathbf{B(300; -10)}$:
Đạo hàm: $y' = 3ax^2 + 2bx + c$.
3. $x=100$ là điểm cực đại: $y'(100) = 0$
4. $x=300$ là điểm cực tiểu: $y'(300) = 0$
Ta có hệ phương trình 4 ẩn $a, b, c, d$:
$$\begin{cases} 1000000a + 10000b + 100c + d = 50 \quad &(1) \\ 27000000a + 90000b + 300c + d = -10 \quad &(2) \\ 30000a + 200b + c = 0 \quad &(3) \\ 270000a + 600b + c = 0 \quad &(4) \end{cases}$$
Giải (3) và (4) để tìm $a, b, c$ theo một ẩn:
Trừ (4) cho (3):
Thay $b = -600a$ vào (3):
Thay $b, c$ vào (1) và (2) để tìm $a, d$:
(1): $1000000a + 10000(-600a) + 100(90000a) + d = 50$
0
1
(2): $27000000a + 90000(-600a) + 300(90000a) + d = -10$
2
3
4
Thay $d=-10$ vào (5):
5
6
Tính $b$ và $c$:
7
8
Hàm số cần tìm là:
9
2. Tìm Chiều rộng CD của Hồ
Chiều rộng CD là khoảng cách giữa hai điểm giao của đồ thị hàm số với trục hoành $y=0$.
Ta cần giải phương trình:
0
Nhân cả hai vế với $\frac{200000}{3}$ để làm gọn hệ số $a$:
1
2
Ta biết rằng phương trình này có ba nghiệm, hai nghiệm $x_C$ và $x_D$ nằm giữa hai điểm cực trị $x=100$ và $x=300$.
Để tìm nghiệm, ta sử dụng máy tính hoặc phương pháp dò nghiệm. Ta thấy:
Tại $x=100$, $y=50$.
Tại $x=300$, $y=-10$.
Vì $y=0$ nằm giữa $y=50$ và $y=-10$, nên có một nghiệm $x_2$ nằm trong $(100; 300)$.
Thực tế, nghiệm của phương trình $\frac{3}{200000}x^3 - \frac{9}{1000}x^2 + \frac{27}{2}x - 10 = 0$ là:
3
4
5
Do giới hạn của địa hình là $10 \le x \le 380$, các hoành độ $x_C$ và $x_D$ của hồ (phần địa hình bị chìm dưới mặt nước) phải là các nghiệm thuộc đoạn này.
$x_1 \approx 72.846$ (Thỏa mãn $10 \le x_1 \le 380$)
$x_2 \approx 137.942$ (Thỏa mãn $10 \le x_2 \le 380$)
$x_3 \approx 389.210$ (Không thỏa mãn $x_3 \le 380$)
Hai điểm $\mathbf{C}$ và $\mathbf{D}$ là giao điểm của đồ thị với trục hoành $y=0$.
Ta chọn $x_C$ và $x_D$ là hai nghiệm thỏa mãn, sắp xếp theo thứ tự $x_C < x_D$:
6
7
Chiều rộng $\mathbf{CD}$ của hồ là khoảng cách giữa hai hoành độ này:
8
9
Làm tròn đến 1 chữ số thập phân:
0
Đáp số: Chiều rộng CD của hồ tại mặt cắt này là $\mathbf{65.1}$ đơn vị độ dài.
Bạn có muốn tôi giúp bạn với một bài toán ứng dụng khác của hàm số không?
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
129652 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
104087 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
94063 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
69340

