📌 Đề bài (Trả lời ngắn):
Một téc chứa nước sinh hoạt có dung tích $2000\text{ lít}$ được mở van ở đáy để xả kiệt nước phục vụ vệ sinh định kỳ. Theo định luật Torricelli, thể tích nước còn lại trong téc sau $t$ phút ($0 \le t \le 40$) được mô hình hóa bởi hàm số: $$V(t) = 2000\left(1 – \frac{t}{40}\right)^2 \text{ (lít)}$$ Tính tốc độ xả nước tức thời của téc nước tại thời điểm $t = 16$ phút (tính theo đơn vị lít/phút).
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
Ý nghĩa thực tiễn của đạo hàm: Cho hàm số $y = f(x)$ mô tả một đại lượng theo biến số $x$. Tốc độ thay đổi tức thời của đại lượng đó tại điểm $x_0$ chính là đạo hàm $f'(x_0)$.
• Trong cơ học, đạo hàm của quãng đường là vận tốc tức thời, tương tự như việc tìm vận tốc lớn nhất của vật trong quá trình chuyển động.
• Đối với quá trình tháo xả hoặc rò rỉ dung dịch, thể tích $V(t)$ giảm dần nên đạo hàm $V'(t) \le 0$. Tốc độ xả nước (lượng nước thoát ra trong một đơn vị thời gian) là đại lượng không âm và được xác định bởi: $$v(t) = -V'(t) = |V'(t)|$$
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Bước 1: Tính đạo hàm của hàm thể tích $V(t)$ theo thời gian $t$.
Áp dụng công thức đạo hàm hàm hợp $[u^2]’ = 2u \cdot u’$ với $u(t) = 1 – \frac{t}{40}$:
$$V'(t) = 2000 \cdot 2\left(1 – \frac{t}{40}\right) \cdot \left(1 – \frac{t}{40}\right)’ = 4000\left(1 – \frac{t}{40}\right) \cdot \left(-\frac{1}{40}\right)$$Rút gọn biểu thức ta được:
$$V'(t) = -100\left(1 – \frac{t}{40}\right) \text{ (lít/phút)}$$Bước 2: Xác định tốc độ xả nước tức thời tại $t = 16$ phút.
Vì thể tích nước trong bể đang giảm dần nên $V'(t) < 0$. Tốc độ xả nước tức thời của dòng chảy ra khỏi téc nước tại thời điểm $t$ là đại lượng dương:
$$v(t) = |V'(t)| = 100\left(1 – \frac{t}{40}\right)$$Thay $t = 16$ vào công thức tốc độ:
$$v(16) = 100\left(1 – \frac{16}{40
Để lại phản hồi