Chào mừng các em học sinh đến với chuyên mục giải bài tập Toán 12 tập 2 của giaitoan.edu.vn. Ở bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp lời giải chi tiết và dễ hiểu cho các bài tập trong mục 1 trang 2, 3, 4 của sách giáo khoa Toán 12 tập 2.
Mục tiêu của chúng tôi là giúp các em nắm vững kiến thức, hiểu rõ phương pháp giải và tự tin làm bài tập. Hãy cùng nhau khám phá và chinh phục những thử thách Toán học!
Một hòn đá được thả rơi tự do từ miệng của một giếng cạn. Biết rằng vận tốc của hòn đá tại thời điểm t giây tính từ lúc bắt đầu thả được tính bởi v(t)=10t (m/s). a) Tìm hàm số s(t) mô tả quãng đường chuyển động (tính theo mét) của hòn đá sau t giây kể từ khi được thả. b) Tính độ sâu của giếng, biết thời gian rơi tự do của hòn đá là 2,2 giây.
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 2 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Một hòn đá được thả rơi tự do từ miệng của một giếng cạn. Biết rằng vận tốc của hòn đá tại thời điểm t giây tính từ lúc bắt đầu thả được tính bởi v(t)=10t (m/s).
a) Tìm hàm số s(t) mô tả quãng đường chuyển động (tính theo mét) của hòn đá sau t giây kể từ khi được thả.
b) Tính độ sâu của giếng, biết thời gian rơi tự do của hòn đá là 2,2 giây.
Phương pháp giải:
a)
- Sử dụng mối quan hệ giữa vận tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng đều biến đổi, ta có:
\(v(t) = \frac{{ds(t)}}{{dt}}\)
- Tích phân v(t) theo t để tìm s(t).
b) Tính giá trị s(t) tại t = 2,2 giây, đây chính là độ sâu của giếng.
Lời giải chi tiết:
a)
Vận tốc của hòn đá được cho bởi:
\(v(t) = 10t{\mkern 1mu} ({\rm{m/s)}}\)
Quãng đường s(t) được tính bằng cách tính nguyên hàm vận tốc theo thời gian:
\(s(t) = \int v (t){\mkern 1mu} dt = \int 1 0t{\mkern 1mu} dt\)
Thực hiện nguyên hàm:
\(s(t) = 10\int t {\mkern 1mu} dt = 10\left( {\frac{{{t^2}}}{2}} \right) + C = 5{t^2} + C\)
Vì tại thời điểm t = 0, hòn đá bắt đầu được thả từ miệng giếng, nên s(0) = 0. Do đó:
\(s(0) = 5{(0)^2} + C = 0 \Rightarrow C = 0\)
Vậy phương trình quãng đường là:
\(s(t) = 5{t^2}{\mkern 1mu} {\rm{m}}\)
b)
Để tính độ sâu của giếng, ta tính quãng đường s(t) tại t = 2,2 giây:
\(s(2,2) = 5{(2,2)^2} = 5 \times 4,84 = 24,2{\mkern 1mu} {\rm{m}}\)
Vậy độ sâu của giếng là 24,2 mét.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 3 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Giải thích vì sao \(F(x) = x + \cos x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = 1 - \sin x\) trên \(\mathbb{R}\).
b) Hàm số \(G(x) = \sqrt x \) có là một nguyên hàm của hàm số \(g(x) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\) trên khoảng \((0; + \infty )\) không? Giải thích.
Phương pháp giải:
a) Để kiểm tra \(F(x)\) có phải là nguyên hàm của \(f(x)\) không, ta cần tính đạo hàm của \(F(x)\) và so sánh với \(f(x)\).
b) Để kiểm tra \(G(x)\) có phải là nguyên hàm của \(g(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\) không, ta cần tính đạo hàm của \(G(x)\) và so sánh với \(g(x)\).
Lời giải chi tiết:
a) Ta có hàm \(F(x) = x + \cos x\). Tính đạo hàm của \(F(x)\):
\(F'(x) = \frac{d}{{dx}}(x + \cos x) = 1 - \sin x\)
Nhận thấy \(F'(x) = f(x)\), do đó \(F(x) = x + \cos x\) là một nguyên hàm của \(f(x) = 1 - \sin x\) trên \(\mathbb{R}\).
b) Ta có hàm \(G(x) = \sqrt x \). Tính đạo hàm của \(G(x)\):
\(G'(x) = \frac{d}{{dx}}\left( {\sqrt x } \right) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\)
Nhận thấy \(G'(x) = g(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\), do đó \(G(x) = \sqrt x \) là một nguyên hàm của \(g(x) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 3 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Các hàm số \({F_1}(x) = \sin x\), \({F_2}(x) = \sin x + \sqrt 3 \), \({F_3}(x) = \sin x - 2\) là những nguyên hàm của hàm số nào?
b) Vì sao hàm số \(F(x) = \ln x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\) trên khoảng \((0; + \infty )\)? Tìm thêm hai nguyên hàm khác của hàm số \(f(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Phương pháp giải:
a)
- Xét đạo hàm của các hàm số \({F_1}(x)\), \({F_2}(x)\), và \({F_3}(x)\) để xác định hàm số chung mà các hàm này là nguyên hàm.
b)
- Xét đạo hàm của \(F(x) = \ln x\) để chứng minh đây là nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\)
- Sử dụng tính chất của nguyên hàm để tìm thêm hai nguyên hàm khác của \(f(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Lời giải chi tiết:
a)
Ta có các hàm số:
\({F_1}(x) = \sin x,\quad {F_2}(x) = \sin x + \sqrt 3 ,\quad {F_3}(x) = \sin x - 2\)
Tính đạo hàm của các hàm số này:
\(F_1'(x) = \cos x,\quad F_3'(x) = \cos x,\quad F_3'(x) = \cos x\)
Như vậy, cả ba hàm số \({F_1}(x)\), \({F_2}(x)\), và \({F_3}(x)\) đều là nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \cos x\).
b)
Xét hàm số \(F(x) = \ln x\). Tính đạo hàm của \(F(x)\):
\(F'(x) = \frac{d}{{dx}}(\ln x) = \frac{1}{x}\)
Do đó, \(F(x) = \ln x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Từ tính chất của nguyên hàm, ta có thể tìm thêm hai nguyên hàm khác của \(f(x) = \frac{1}{x}\) bằng cách thêm hằng số vào nguyên hàm \(F(x)\). Cụ thể:
\({F_1}(x) = \ln x + {C_1},\quad {F_2}(x) = \ln x + {C_2}\)
Với \({C_1}\) và \({C_2}\) là các hằng số tuỳ ý, ví dụ:
\({F_1}(x) = \ln x + 1,\quad {F_2}(x) = \ln x - 2\)
Trả lời câu hỏi Luyện tập 2 trang 4 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(\int {f(x)dx = \sin x + \cos x + C.} \) Tính \(f(\pi )\).
Phương pháp giải:
- Khi biết một phương trình nguyên hàm như \(\int f (x){\mkern 1mu} dx = g(x) + C\), để tìm hàm số \(f(x)\), cần lấy đạo hàm của \(g(x) + C\) đối với \(x\).
- Đạo hàm của \(g(x)\) chính là hàm số \(f(x)\), vì \(\frac{d}{{dx}}\left( {\int f (x){\mkern 1mu} dx} \right) = f(x)\).
- Sau khi xác định được hàm \(f(x)\), thay giá trị \(x\) cần tính vào hàm \(f(x)\) để tìm kết quả cụ thể.
Lời giải chi tiết:
Theo đề bài, ta có:
\(\int {f(x){\mkern 1mu} dx} = \sin x + \cos x + C\)
Đạo hàm hai vế của phương trình này với \(x\), ta được:
\(f(x) = \frac{d}{{dx}}(\sin x + \cos x + C)\)
Tính đạo hàm của từng hạng tử:
\(f(x) = \cos x - \sin x\)
(Vì \(C\) là hằng số, nên \(\frac{{dC}}{{dx}} = 0\)).
Thay \(x = \pi \) vào hàm \(f(x)\):
\(f(\pi ) = \cos (\pi ) - \sin (\pi )\)
Biết rằng:
\(\cos (\pi ) = - 1\quad {\rm{và }}\quad \sin (\pi ) = 0\)
Do đó:
\(f(\pi ) = - 1 - 0 = - 1\)
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 2 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Một hòn đá được thả rơi tự do từ miệng của một giếng cạn. Biết rằng vận tốc của hòn đá tại thời điểm t giây tính từ lúc bắt đầu thả được tính bởi v(t)=10t (m/s).
a) Tìm hàm số s(t) mô tả quãng đường chuyển động (tính theo mét) của hòn đá sau t giây kể từ khi được thả.
b) Tính độ sâu của giếng, biết thời gian rơi tự do của hòn đá là 2,2 giây.
Phương pháp giải:
a)
- Sử dụng mối quan hệ giữa vận tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng đều biến đổi, ta có:
\(v(t) = \frac{{ds(t)}}{{dt}}\)
- Tích phân v(t) theo t để tìm s(t).
b) Tính giá trị s(t) tại t = 2,2 giây, đây chính là độ sâu của giếng.
Lời giải chi tiết:
a)
Vận tốc của hòn đá được cho bởi:
\(v(t) = 10t{\mkern 1mu} ({\rm{m/s)}}\)
Quãng đường s(t) được tính bằng cách tính nguyên hàm vận tốc theo thời gian:
\(s(t) = \int v (t){\mkern 1mu} dt = \int 1 0t{\mkern 1mu} dt\)
Thực hiện nguyên hàm:
\(s(t) = 10\int t {\mkern 1mu} dt = 10\left( {\frac{{{t^2}}}{2}} \right) + C = 5{t^2} + C\)
Vì tại thời điểm t = 0, hòn đá bắt đầu được thả từ miệng giếng, nên s(0) = 0. Do đó:
\(s(0) = 5{(0)^2} + C = 0 \Rightarrow C = 0\)
Vậy phương trình quãng đường là:
\(s(t) = 5{t^2}{\mkern 1mu} {\rm{m}}\)
b)
Để tính độ sâu của giếng, ta tính quãng đường s(t) tại t = 2,2 giây:
\(s(2,2) = 5{(2,2)^2} = 5 \times 4,84 = 24,2{\mkern 1mu} {\rm{m}}\)
Vậy độ sâu của giếng là 24,2 mét.
Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 3 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Giải thích vì sao \(F(x) = x + \cos x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = 1 - \sin x\) trên \(\mathbb{R}\).
b) Hàm số \(G(x) = \sqrt x \) có là một nguyên hàm của hàm số \(g(x) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\) trên khoảng \((0; + \infty )\) không? Giải thích.
Phương pháp giải:
a) Để kiểm tra \(F(x)\) có phải là nguyên hàm của \(f(x)\) không, ta cần tính đạo hàm của \(F(x)\) và so sánh với \(f(x)\).
b) Để kiểm tra \(G(x)\) có phải là nguyên hàm của \(g(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\) không, ta cần tính đạo hàm của \(G(x)\) và so sánh với \(g(x)\).
Lời giải chi tiết:
a) Ta có hàm \(F(x) = x + \cos x\). Tính đạo hàm của \(F(x)\):
\(F'(x) = \frac{d}{{dx}}(x + \cos x) = 1 - \sin x\)
Nhận thấy \(F'(x) = f(x)\), do đó \(F(x) = x + \cos x\) là một nguyên hàm của \(f(x) = 1 - \sin x\) trên \(\mathbb{R}\).
b) Ta có hàm \(G(x) = \sqrt x \). Tính đạo hàm của \(G(x)\):
\(G'(x) = \frac{d}{{dx}}\left( {\sqrt x } \right) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\)
Nhận thấy \(G'(x) = g(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\), do đó \(G(x) = \sqrt x \) là một nguyên hàm của \(g(x) = \frac{1}{{2\sqrt x }}\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 3 SGK Toán 12 Cùng khám phá
a) Các hàm số \({F_1}(x) = \sin x\), \({F_2}(x) = \sin x + \sqrt 3 \), \({F_3}(x) = \sin x - 2\) là những nguyên hàm của hàm số nào?
b) Vì sao hàm số \(F(x) = \ln x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\) trên khoảng \((0; + \infty )\)? Tìm thêm hai nguyên hàm khác của hàm số \(f(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Phương pháp giải:
a)
- Xét đạo hàm của các hàm số \({F_1}(x)\), \({F_2}(x)\), và \({F_3}(x)\) để xác định hàm số chung mà các hàm này là nguyên hàm.
b)
- Xét đạo hàm của \(F(x) = \ln x\) để chứng minh đây là nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\)
- Sử dụng tính chất của nguyên hàm để tìm thêm hai nguyên hàm khác của \(f(x)\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Lời giải chi tiết:
a)
Ta có các hàm số:
\({F_1}(x) = \sin x,\quad {F_2}(x) = \sin x + \sqrt 3 ,\quad {F_3}(x) = \sin x - 2\)
Tính đạo hàm của các hàm số này:
\(F_1'(x) = \cos x,\quad F_3'(x) = \cos x,\quad F_3'(x) = \cos x\)
Như vậy, cả ba hàm số \({F_1}(x)\), \({F_2}(x)\), và \({F_3}(x)\) đều là nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \cos x\).
b)
Xét hàm số \(F(x) = \ln x\). Tính đạo hàm của \(F(x)\):
\(F'(x) = \frac{d}{{dx}}(\ln x) = \frac{1}{x}\)
Do đó, \(F(x) = \ln x\) là một nguyên hàm của hàm số \(f(x) = \frac{1}{x}\) trên khoảng \((0; + \infty )\).
Từ tính chất của nguyên hàm, ta có thể tìm thêm hai nguyên hàm khác của \(f(x) = \frac{1}{x}\) bằng cách thêm hằng số vào nguyên hàm \(F(x)\). Cụ thể:
\({F_1}(x) = \ln x + {C_1},\quad {F_2}(x) = \ln x + {C_2}\)
Với \({C_1}\) và \({C_2}\) là các hằng số tuỳ ý, ví dụ:
\({F_1}(x) = \ln x + 1,\quad {F_2}(x) = \ln x - 2\)
Trả lời câu hỏi Luyện tập 2 trang 4 SGK Toán 12 Cùng khám phá
Cho \(\int {f(x)dx = \sin x + \cos x + C.} \) Tính \(f(\pi )\).
Phương pháp giải:
- Khi biết một phương trình nguyên hàm như \(\int f (x){\mkern 1mu} dx = g(x) + C\), để tìm hàm số \(f(x)\), cần lấy đạo hàm của \(g(x) + C\) đối với \(x\).
- Đạo hàm của \(g(x)\) chính là hàm số \(f(x)\), vì \(\frac{d}{{dx}}\left( {\int f (x){\mkern 1mu} dx} \right) = f(x)\).
- Sau khi xác định được hàm \(f(x)\), thay giá trị \(x\) cần tính vào hàm \(f(x)\) để tìm kết quả cụ thể.
Lời giải chi tiết:
Theo đề bài, ta có:
\(\int {f(x){\mkern 1mu} dx} = \sin x + \cos x + C\)
Đạo hàm hai vế của phương trình này với \(x\), ta được:
\(f(x) = \frac{d}{{dx}}(\sin x + \cos x + C)\)
Tính đạo hàm của từng hạng tử:
\(f(x) = \cos x - \sin x\)
(Vì \(C\) là hằng số, nên \(\frac{{dC}}{{dx}} = 0\)).
Thay \(x = \pi \) vào hàm \(f(x)\):
\(f(\pi ) = \cos (\pi ) - \sin (\pi )\)
Biết rằng:
\(\cos (\pi ) = - 1\quad {\rm{và }}\quad \sin (\pi ) = 0\)
Do đó:
\(f(\pi ) = - 1 - 0 = - 1\)
Mục 1 của SGK Toán 12 tập 2 thường tập trung vào một chủ đề quan trọng trong chương trình học. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng trong mục này là nền tảng để giải quyết các bài toán phức tạp hơn trong các chương tiếp theo. Chúng ta sẽ đi sâu vào từng bài tập, phân tích yêu cầu đề bài, áp dụng các công thức và định lý phù hợp để tìm ra đáp án chính xác.
Bài tập trên trang 2 thường xoay quanh việc giải các phương trình lượng giác cơ bản như sin(x) = a, cos(x) = a, tan(x) = a, cot(x) = a. Để giải quyết các bài toán này, học sinh cần nắm vững các công thức lượng giác cơ bản, các giá trị đặc biệt của các hàm lượng giác và các phương pháp giải phương trình lượng giác như phương pháp đặt ẩn phụ, phương pháp sử dụng đường tròn lượng giác.
Trang 3 thường chứa các bài tập về giải phương trình lượng giác nâng cao, đòi hỏi học sinh phải vận dụng linh hoạt các kiến thức và kỹ năng đã học. Các dạng bài tập thường gặp bao gồm phương trình lượng giác chứa hàm lượng giác của góc đối, góc bù, góc hơn kém pi/2, và phương trình lượng giác sử dụng các phép biến đổi lượng giác.
Ví dụ, để giải phương trình sin(2x) = sin(x), ta có thể sử dụng công thức sin(a) = sin(b) suy ra a = b + k2π hoặc a = π - b + k2π. Áp dụng công thức này, ta có:
Bài tập trên trang 4 thường liên quan đến việc ứng dụng phương trình lượng giác vào giải quyết các bài toán thực tế, chẳng hạn như bài toán về dao động điều hòa, bài toán về góc và khoảng cách. Để giải quyết các bài toán này, học sinh cần hiểu rõ bản chất vật lý của bài toán, xây dựng mô hình toán học phù hợp và sử dụng các công thức lượng giác để tìm ra lời giải.
Ví dụ, trong bài toán về dao động điều hòa, phương trình mô tả dao động có dạng x = Acos(ωt + φ), trong đó A là biên độ, ω là tần số góc, φ là pha ban đầu. Việc giải phương trình này giúp ta xác định vị trí, vận tốc và gia tốc của vật dao động tại một thời điểm nhất định.
Hy vọng rằng với lời giải chi tiết và những lời khuyên hữu ích trên đây, các em học sinh sẽ tự tin hơn khi giải bài tập mục 1 trang 2, 3, 4 SGK Toán 12 tập 2. Chúc các em học tập tốt và đạt kết quả cao trong môn Toán!
