THCS
THCS
Chào mừng các em học sinh đến với bài giải bài tập 1.37 trang 46 SGK Toán 12 tập 1 tại montoan.com.vn. Bài tập này thuộc chương trình học môn Toán lớp 12, tập trung vào việc vận dụng kiến thức về đạo hàm để giải quyết các bài toán thực tế.
Chúng tôi cung cấp lời giải chi tiết, dễ hiểu, giúp các em nắm vững phương pháp giải và tự tin làm bài tập.
Trong Vật lí, khi một điện trở ngoài có giá trị R (Ω) được nối qua một nguồn điện E (V) với một điện trở trong r (Ω) thì công suất (tính bằng W) của điện trở ngoài là: \(P = \frac{{{E^2}R}}{{{{(R + r)}^2}}}\) Khi R thay đổi, E và r cố định, ta xem P là hàm số theo R. Tìm công suất lớn nhất của điện trở ngoài.
Đề bài
Trong Vật lí, khi một điện trở ngoài có giá trị R (Ω) được nối qua một nguồn điện E (V) với một điện trở trong r (Ω) thì công suất (tính bằng W) của điện trở ngoài là:
\(P = \frac{{{E^2}R}}{{{{(R + r)}^2}}}\)
Khi R thay đổi, E và r cố định, ta xem P là hàm số theo R. Tìm công suất lớn nhất của điện trở ngoài.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Khảo sát hàm số P(R).
- Lấy đạo hàm của P theo R và đặt bằng 0.
- Giải phương trình đạo hàm để tìm giá trị R cực đại.
- Kiểm tra điều kiện để đảm bảo đó là giá trị cực đại.
- Tính giá trị công suất lớn nhất tại R đó.
Lời giải chi tiết
Ta có hàm số \(P(R) = \frac{{{E^2}R}}{{{{(R + r)}^2}}}\)
Lấy đạo hàm của P theo R:
\[P'(R) = \frac{{dP}}{{dR}} = \frac{{{E^2}.{{(R + r)}^2} - {E^2}R.2(R + r)}}{{{{(R + r)}^4}}} = \frac{{{E^2}({R^2} + 2Rr + {r^2} - 2{R^2} - 2Rr)}}{{{{(R + r)}^4}}} = \frac{{{E^2}({r^2} - {R^2})}}{{{{(R + r)}^4}}}\]
Đặt P(R)=0 suy ra: \({r^2} - {R^2} = 0 \Leftrightarrow {R^2} = {r^2} \Rightarrow R = r\)
Lấy đạo hàm cấp hai của P theo R:
\(P''(R) = \frac{{ - 2{E^2}R.{{(R + r)}^4} - {E^2}({r^2} - {R^2}).4{{(R + r)}^3}}}{{{{(R + r)}^8}}} = \frac{{ - 2{E^2}{{(R + r)}^4}\left[ {R - 2(r - R)} \right]}}{{{{(R + r)}^8}}} = \frac{{ - 2{E^2}\left[ {R - 2(r - R)} \right]}}{{{{(R + r)}^4}}}\)
Với R = r thì ta có:
\(P''(r) = \frac{{ - 2{E^2}\left[ {r - 2(r - r)} \right]}}{{{{(r + r)}^4}}} = \frac{{ - 2{E^2}r}}{{{r^5}}} = \frac{{ - 2{E^2}}}{{{r^4}}} < 0\)
Vì đạo hàm cấp hai tại R = r là âm, điều này xác nhận rằng R = r là một điểm cực đại.
Vậy công suất lớn nhất của điện trở ngoài khi R = r là: \({P_{\max }} = \frac{{{E^2}}}{{4r}}\)
Bài tập 1.37 trang 46 SGK Toán 12 tập 1 yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về đạo hàm của hàm số để giải quyết một bài toán thực tế liên quan đến tốc độ thay đổi của một đại lượng. Để giải bài tập này một cách hiệu quả, chúng ta cần nắm vững các khái niệm và công thức đạo hàm cơ bản, cũng như kỹ năng phân tích bài toán và lựa chọn phương pháp giải phù hợp.
(Đề bài sẽ được chèn vào đây - ví dụ: Một vật chuyển động theo quy luật s = t2 + 4t, trong đó s là quãng đường đi được (mét) và t là thời gian (giây). Hãy tính vận tốc của vật tại thời điểm t = 5 giây.)
(Lời giải chi tiết sẽ được trình bày ở đây, bao gồm các bước giải cụ thể, giải thích rõ ràng và kết luận chính xác.)
Để giúp các em hiểu rõ hơn về cách giải bài tập về đạo hàm, chúng ta sẽ xem xét một số ví dụ minh họa và bài tập tương tự:
Đạo hàm có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, bao gồm:
Bài tập 1.37 trang 46 SGK Toán 12 tập 1 là một bài tập điển hình về ứng dụng của đạo hàm trong việc giải quyết các bài toán thực tế. Hy vọng rằng với lời giải chi tiết và các ví dụ minh họa, các em học sinh đã nắm vững phương pháp giải và tự tin làm bài tập. Chúc các em học tập tốt!
| Công thức đạo hàm cơ bản | Ví dụ |
|---|---|
| (xn)' = nxn-1 | (x2)' = 2x |
| (sin x)' = cos x | (sin x)' = cos x |
| (cos x)' = -sin x | (cos x)' = -sin x |
