Chào mừng các em học sinh đến với bài giải bài tập 2.10 trang 65 SGK Toán 12 tập 1 tại giaitoan.edu.vn. Bài tập này thuộc chương trình học Toán 12 tập 1, tập trung vào các kiến thức về đạo hàm và ứng dụng của đạo hàm trong việc khảo sát hàm số.
Chúng tôi cung cấp lời giải chi tiết, dễ hiểu, giúp các em nắm vững kiến thức và kỹ năng giải bài tập một cách hiệu quả.
Cho tứ diện ABCD có \(AB = 2a,CD = 2a\sqrt 3 \). Gọi M, N lần lượt là trung điểm của BC và AD. Biết rằng \(MN = a\sqrt 7 \), hãy tính góc giữa hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \).
Đề bài
Cho tứ diện ABCD có \(AB = 2a,CD = 2a\sqrt 3 \). Gọi M, N lần lượt là trung điểm của BC và AD. Biết rằng \(MN = a\sqrt 7 \), hãy tính góc giữa hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \).
Phương pháp giải - Xem chi tiết
- Sử dụng công thức trung điểm để biểu diễn các vectơ \(\overrightarrow {NM} \) qua các vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \).
- Tính tích vô hướng \(\overrightarrow {MN} \cdot \overrightarrow {MN} \) để từ đó tìm ra tích vô hướng \(\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} \).
- Sử dụng công thức tích vô hướng để tính góc giữa hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \).
Lời giải chi tiết
- Vì \(M\) là trung điểm của BC, nên \(\overrightarrow {BM} = \frac{1}{2}\overrightarrow {BC} \).
- Vì \(N\) là trung điểm của AD, nên \(\overrightarrow {AN} = \frac{1}{2}\overrightarrow {AD} \).
- Vectơ \(\overrightarrow {NM} \) có thể được viết là:
\(\overrightarrow {NM} = \overrightarrow {NB} + \overrightarrow {BM} \)
Với: \(\overrightarrow {NB} = \overrightarrow {NA} + \overrightarrow {AB} = \frac{1}{2}\overrightarrow {DA} + \overrightarrow {AB} \)
Và: \(\overrightarrow {BM} = \frac{1}{2}\overrightarrow {BC} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BD} - \overrightarrow {CD} } \right)\).
Suy ra:
\(\overrightarrow {NM} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {DA} + \overrightarrow {BD} } \right) + \overrightarrow {AB} - \frac{1}{2}\overrightarrow {CD} = \frac{1}{2}\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AB} - \frac{1}{2}\overrightarrow {CD} = \frac{1}{2}(\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {CD} )\)
Ta có: \(\overrightarrow {NM} \cdot \overrightarrow {NM} = \frac{1}{4}(\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {CD} ) \cdot (\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {CD} )\)
Biểu thức này mở rộng thành:
\(\frac{1}{4}(\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {AB} - 2\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} + \overrightarrow {CD} \cdot \overrightarrow {CD} )\)
Biết rằng \(\overrightarrow {NM} \cdot \overrightarrow {NM} = M{N^2} = 7{a^2}\), \(AB = 2a\), \(CD = 2a\sqrt 3 \), ta suy ra:
\(7{a^2} = \frac{1}{4}(4{a^2} - 2\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} + 12{a^2})\)
\(7{a^2} = \frac{1}{4}(16{a^2} - 2\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} )\)
\(28{a^2} = 16{a^2} - 2\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} \)
\(\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} = - 6{a^2}\)
- Góc giữa hai vectơ được tính bởi:
\(\cos \theta = \frac{{\overrightarrow {AB} \cdot \overrightarrow {CD} }}{{|\overrightarrow {AB} | \cdot |\overrightarrow {CD} |}}\)
\(\cos \theta = \frac{{ - 6{a^2}}}{{2a.2a\sqrt 3 }} = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)
Suy ra góc giữa \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {CD} \) là \(\theta = {150^\circ }\).
Bài tập 2.10 trang 65 SGK Toán 12 tập 1 yêu cầu chúng ta khảo sát hàm số và tìm các điểm cực trị. Để giải bài tập này một cách hiệu quả, chúng ta cần nắm vững các bước sau:
Để minh họa, chúng ta sẽ xét một ví dụ cụ thể. Giả sử hàm số cần khảo sát là f(x) = x3 - 3x2 + 2.
Hàm số f(x) = x3 - 3x2 + 2 là một đa thức, do đó tập xác định của hàm số là D = ℝ.
f'(x) = 3x2 - 6x.
Giải phương trình f'(x) = 0, ta được:
3x2 - 6x = 0 ⇔ 3x(x - 2) = 0 ⇔ x = 0 hoặc x = 2.
Vậy, hàm số có hai điểm dừng là x = 0 và x = 2.
| x | -∞ | 0 | 2 | +∞ |
|---|---|---|---|---|
| f'(x) | + | - | + | |
| f(x) | ↗ | ↘ | ↗ |
Dựa vào bảng biến thiên, ta thấy:
limx→-∞ f(x) = -∞ và limx→+∞ f(x) = +∞.
Dựa trên các thông tin đã thu được, ta có thể vẽ đồ thị hàm số f(x) = x3 - 3x2 + 2.
Các em có thể áp dụng các bước trên để giải các bài tập tương tự khác. Điều quan trọng là phải nắm vững các khái niệm về đạo hàm, điểm cực trị và bảng biến thiên. Ngoài ra, các em cũng nên luyện tập thường xuyên để nâng cao kỹ năng giải bài tập.
Giaitoan.edu.vn luôn đồng hành cùng các em trong quá trình học tập. Chúc các em học tốt!
