Cho một tấm nhôm có dạng hình vuông cạnh 6 dm. Bác Ánh cắt ở bốn góc bốn hình vuông có cùng độ dài cạnh bằng x (dm), rồi gập tấm nhôm lại như Hình 7 để được một cái hộp có dạng hình hộp chữ nhật không có nắp. Gọi V là thể tích của khối hộp đó.
V được tính theo x bởi công thức nào? Có thể tìm giá trị lớn nhất của V bằng cách nào?
Ta thấy độ dài x (dm) của cạnh hình vuông bị cắt phải thỏa mãn điều kiện 0 < x < 3.
Từ giả thiết suy ra kích thước của khối hộp chữ nhật là x, 6 – 2x, 6 – 2x (dm).
Thể tích của khối hộp là V(x) = x(6 – 2x)2 (dm2) với 0 < x < 3.
Ta phải tìm x0 ∈ (0; 3) sao cho V(x0) có giá trị lớn nhất.
Ta có V'(x) = (6 – 2x)2 – 4x(6 – 2x) = (6 – 2x)(6 – 6x) = 12(3 – x)(1 – x).
Trên khoảng (0; 3), V'(x) = 0 khi x = 1.
Bảng biến thiên của hàm số V'(x) như sau:
Căn cứ bảng biến thiên, ta thấy: Trên khoảng (0; 3), hàm số V(x) đạt giá trị lớn nhất bằng 16 tại x = 1.
Vậy để khối hộp tạo thành có thể tích lớn nhất thì x = 1 (dm).
Cách tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số trên một đoạn
Giả sử y = f(x) là hàm số liên tục trên và có đạo hàm trên (a;b), có thể trừ ra tại một số hữu hạn điểm mà tại đó hàm số không có đạo hàm. Giả sử chỉ có hữu hạn điểm trong đoạn mà đạo hàm f’(x) = 0. Các bước tìm GTLN và GTNN của hàm số f(x) trên đoạn :
M = ; m = |
Bài tập liên quan:
Ho ép khí quản co lại, ảnh hưởng đến tốc độ của không khí đi vào khí quản. Tốc độ của không khí đi vào khí quản khi ho được cho bởi công thức
V = k(R – r)r2 với 0 ≤ r < R,
trong đó k là hằng số, R là bán kính bình thường của khí quản, r là bán kính khí quản khi ho (Nguồn: R. Larson and B. Edwards, Calculus 10e, Cengage 2014). Hỏi bán kính của khí quản khi ho bằng bao nhiêu thì tốc độ của không khí đi vào khí quản là lớn nhất?
Cách giải:
Xét hàm số V = k(R – r)r2 với r ∈ [0; R)
Ta có V'(r) = k ∙ (– r2) + k(R – r) ∙ 2r = rk(2R – 3r).
Khi đó, trên nửa khoảng [0; R), V'(r) = 0 khi r = 0 hoặc r = .
Bảng biến thiên của hàm số như sau:
Từ bảng biến thiên, ta thấy tại .
Vậy thì tốc độ của không khí đi vào khí quản là lớn nhất.
Tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:
Lý thuyết Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số (Cánh diều 2024) | Lý thuyết Toán 12
Giải SGK Toán 12 Bài 2 (Cánh diều): Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số
Người ta bơm xăng vào bình của một xe ô tô. Biết rằng thể tích V (lít) của lượng xăng trong bình xăng tính theo thời gian bơm xăng t (phút) được cho bởi công thức
V(t) = 300(t2 – t3) + 4 với 0 ≤ t ≤ 0,5.
(Nguồn: R.I Charles et al., Algebra 2, Pearson)
a) Ban đầu trong bình xăng có bao nhiêu lít xăng?
b) Sau khi bơm 30 giây thì bình xăng đầy. Hỏi dung tích của bình xăng trong xe là bao nhiêu lít?
c) Khi xăng chảy vào bình xăng, gọi V'(t) là tốc độ tăng thể tích tại thời điểm t với 0 ≤ t ≤ 0,5. Xăng chảy vào bình xăng ở thời điểm nào có tốc độ tăng thể tích là lớn nhất.
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
c) f(x) = ex(x2 – 5x + 7) trên đoạn [0; 3];
Trong 5 giây đầu tiên, một chất điểm chuyển động theo phương trình
s(t) = – t3 + 6t2 + t + 5,
trong đó t tính bằng giây và s tính bằng mét. Chất điểm có vận tốc tức thời lớn nhất bằng bao nhiêu trong 5 giây đầu tiên đó?
Nếu hàm số y = f(x) có đạo hàm trên ℝ thỏa mãn f'(x) = sin x – 2 023, ∀ x ∈ ℝ thì giá trị lớn nhất của hàm số y = f(x) trên đoạn [1; 2] bằng
A. f(0).
B. f(1).
C. f(1,5).
D. f(2).
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của mỗi hàm số sau: d) f(x) = cos 2x + 2x + 1 trên đoạn .
Ho ép khí quản co lại, ảnh hưởng đến tốc độ của không khí đi vào khí quản. Tốc độ của không khí đi vào khí quản khi ho được cho bởi công thức
V = k(R – r)r2 với 0 ≤ r < R,
trong đó k là hằng số, R là bán kính bình thường của khí quản, r là bán kính khí quản khi ho (Nguồn: R. Larson and B. Edwards, Calculus 10e, Cengage 2014). Hỏi bán kính của khí quản khi ho bằng bao nhiêu thì tốc độ của không khí đi vào khí quản là lớn nhất?
Cho hàm số y = f(x) = 2x3 – 6x, x ∈ [– 2; 2] có đồ thị là đường cong ở Hình 9.
a) Dựa vào đồ thị ở Hình 9, hãy cho biết các giá trị bằng bao nhiêu.
b) Giải phương trình f'(x) = 0 với x ∈ (– 2; 2).
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số f(x) = sin 2x – 2x trên đoạn .
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
a) trên đoạn [– 1; 2];
Tìm giá trị nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
b) f(x) = x3 – 12x + 1 trên khoảng (1; + ∞).
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
b) f(x) = x4 – 2x3 + x2 + 1 trên đoạn [– 1; 1];
Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất (nếu có) của hàm số trên nửa khoảng (1; 3].
c) Tính các giá trị của hàm số f(x) tại hai đầu mút x = – 2; x = 2 và tại các điểm x ∈ (–2; 2) mà ở đó f'(x) = 0.
d) So sánh M (hoặc m) với số lớn nhất (hoặc số bé nhất) trong các giá trị tính được ở câu c.