Chào mừng bạn đến với giaibaitoan.com, nơi cung cấp lời giải chi tiết và dễ hiểu cho các bài tập Toán 12. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách Giải bài tập 4.9 trang 10 SGK Toán 12 tập 2 một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Chúng tôi luôn cố gắng mang đến những phương pháp giải toán đơn giản, dễ tiếp thu, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin hơn trong các kỳ thi.
Một chiếc cốc chứa nước ở 95°C được đặt trong phòng có nhiệt độ 20°C. Theo định luật làm mát của Newton, nhiệt độ của nước trong cốc sau t phút (xem (t = 0) là thời điểm nước ở 95°C) là một hàm số (T(t)). Tốc độ giảm nhiệt độ của nước trong cốc tại thời điểm t phút được xác định bởi (T'(t) = - frac{3}{2}{e^{ - frac{t}{{50}}}})(°C/phút). Tính nhiệt độ của nước tại thời điểm (t = 30) phút.
Đề bài
Một chiếc cốc chứa nước ở 95°C được đặt trong phòng có nhiệt độ 20°C. Theo định luật làm mát của Newton, nhiệt độ của nước trong cốc sau t phút (xem \(t = 0\) là thời điểm nước ở 95°C) là một hàm số \(T(t)\). Tốc độ giảm nhiệt độ của nước trong cốc tại thời điểm t phút được xác định bởi \(T'(t) = - \frac{3}{2}{e^{ - \frac{t}{{50}}}}\)(°C/phút). Tính nhiệt độ của nước tại thời điểm \(t = 30\) phút.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Để tính nhiệt độ của nước tại thời điểm \(t = 30\) phút, ta làm như sau:
- Tìm hàm nhiệt độ \(T(t)\) dựa vào hàm \(T'(t) = - \frac{3}{2}{e^{ - \frac{t}{{50}}}}\) bằng cách áp dụng công thức nguyên hàm của hàm số mũ \(\int {{a^x}dx} = \frac{{{a^x}}}{{\ln a}} + C\).
- Xác định C từ điều kiện \(T(0) = 95\).
- Thay \(t = 30\) vào \(T(t)\) và tính nhiệt độ.
Lời giải chi tiết
Ta biết rằng tốc độ giảm nhiệt độ của nước trong cốc tại thời điểm \(t\) phút được cho bởi:
\(T'(t) = - \frac{3}{2}{e^{ - \frac{t}{{50}}}}\).
Để tìm hàm số \(T(t)\), ta sẽ tích phân hàm \(T'(t)\):
\(\int {\left( { - \frac{3}{2}{e^{ - \frac{t}{{50}}}}} \right)dt} = - \frac{3}{2}\int {\left( {{e^{ - \frac{1}{{50}}.t}}} \right)dt} = - \frac{3}{2}\int {{{\left( {{e^{ - \frac{1}{{50}}}}} \right)}^t}dt} \)
\( = - \frac{3}{2}.\frac{{\left( {{e^{ - \frac{1}{{50}}}}} \right)t}}{{\ln \left( {{e^{ - \frac{1}{{50}}}}} \right)}} + C = - \frac{3}{2}.\frac{{\left( {{e^{ - \frac{1}{{50}}}}} \right)t}}{{^{ - \frac{1}{{50}}}}} + C = 75{e^{ - \frac{t}{{50}}}} + C\).
Vậy hàm số \(T(t)\) có dạng:
\(T(t) = 75{e^{ - \frac{t}{{50}}}} + C\).
Theo đề bài khi \(t = 0\) phút, nhiệt độ của nước là 95°C:
\(T(0) = 95\)
\(95 = 75{e^0} + C\)
\(95 = 75 + C\)
\(C = 20\).
Vậy hàm số \(T(t)\) là:
\(T(t) = 75{e^{ - \frac{t}{{50}}}} + 20\).
Thay \(t = 30\) vào hàm số \(T(t)\):
\(T(30) = 75{e^{ - \frac{{30}}{{50}}}} + 20 = 75{e^{ - \frac{3}{5}}} + 20 \approx 61,16\).
Vậy nhiệt độ của nước trong cốc tại thời điểm \(t = 30\) phút là khoảng \(61,16^\circ C\).
Bài tập 4.9 trang 10 SGK Toán 12 tập 2 thuộc chương trình Giải tích, cụ thể là phần Đạo hàm. Bài tập này thường yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về đạo hàm của hàm số để giải quyết các bài toán liên quan đến tính đạo hàm, tìm cực trị, hoặc khảo sát hàm số. Để giải quyết bài tập này một cách hiệu quả, học sinh cần nắm vững các khái niệm và công thức đạo hàm cơ bản.
Bài tập 4.9 thường có dạng như sau: Cho hàm số y = f(x). Hãy tính đạo hàm f'(x) tại một điểm x cụ thể, hoặc tìm các điểm cực trị của hàm số. Đôi khi, bài tập còn yêu cầu học sinh khảo sát hàm số dựa trên đạo hàm, xác định khoảng đồng biến, nghịch biến, và các điểm uốn.
Ví dụ: Cho hàm số y = x3 - 3x2 + 2. Hãy tìm các điểm cực trị của hàm số.
Giải:
Hy vọng với hướng dẫn chi tiết này, bạn đã có thể tự tin Giải bài tập 4.9 trang 10 SGK Toán 12 tập 2 một cách hiệu quả. Hãy luyện tập thường xuyên để nắm vững kiến thức và kỹ năng giải toán nhé!
