• Skip to main content
  • Bỏ qua primary sidebar
Sách Toán – Học Toán – Đề Thi Toán

Sách Toán - Học Toán - Đề Thi Toán

Học toán, Đề thi toán, Sách giáo khoa Toán, trắc nghiệm Toán online

  • Học toán
    • Học Toán THPT
    • Học Toán THCS
  • Sách toán
  • Trắc nghiệm
  • Đề thi
  • TN THPT Toán
  • Tiện ích Toán

Mực nước tại một cảng biển vào thời điểm $t$ giờ tính từ nửa đêm được mô hình hóa bởi hàm số $h(t) = 4 + 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right)$ (mét). Trong một ngày ($0 \le t \le 24$), có bao nhiêu thời điểm mực nước đạt $5{,}5\text{ m}$ và thời điểm đầu tiên đạt mức này là lúc mấy giờ?

16/09/2026 by admin Để lại bình luận

📌 Đề bài:

Độ cao mực nước (tính bằng mét) tại một cảng biển ở thời điểm $t$ giờ sau nửa đêm ($0 \le t \le 24$) được cho bởi hàm số lượng giác: $$h(t) = 4 + 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right)$$

Trong khoảng thời gian một ngày từ $0$ giờ đến $24$ giờ, hãy xác định:

  1. Có bao nhiêu thời điểm mực nước tại cảng đạt đúng $5{,}5\text{ m}$?
  2. Thời điểm đầu tiên trong ngày mực nước đạt giá trị $5{,}5\text{ m}$ là lúc mấy giờ?

📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm

Các hiện tượng tự nhiên có tính chu kỳ như thủy triều, nhiệt độ, chuyển động tròn đều hay con lắc thường được mô hình hóa bằng hàm số lượng giác $y = A\cos(\omega t + \varphi) + B$ hoặc $y = A\sin(\omega t + \varphi) + B$. Bên cạnh các bài toán cực trị hình học như bài toán ứng dụng góc nhìn lớn nhất, phương trình lượng giác là công cụ cốt lõi để giải quyết các mô hình thực tế này.

  • Thiết lập phương trình lượng giác: Cho $h(t) = y_0 \Leftrightarrow \cos(\omega t + \varphi) = m$.
  • Công thức nghiệm cơ bản: $$\cos u = \cos \alpha \Leftrightarrow \left[\begin{array}{l} u = \alpha + k2\pi \\ u = -\alpha + k2\pi \end{array}\right. \quad (k \in \mathbb{Z})$$
  • Tìm nghiệm thực tế: Giải tìm $t$ theo $k$, sau đó chặn điều kiện $t \in [0; 24]$ để tìm các giá trị nguyên $k$ phù hợp.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)

Bước 1: Thiết lập phương trình lượng giác

Để mực nước đạt $5{,}5\text{ m}$, ta có phương trình: $$4 + 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right) = 5{,}5$$ $$\Leftrightarrow 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right) = 1{,}5$$ $$\Leftrightarrow \cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right) = \frac{1}{2}$$

Vì $\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2}$, ta có hai họ nghiệm:

$$\left[\begin{array}{l} \dfrac{\pi t}{6} – \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\pi}{3} + k2\pi \\[8pt] \dfrac{\pi t}{6} – \dfrac{\pi}{4} = -\dfrac{\pi}{3} + k2\pi \end{array}\right. \quad (k \in \mathbb{Z})$$

Bước 2: Giải tìm $t$ theo tham số $k$

Trường hợp 1: $$\frac{\pi t}{6} = \frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{3} + k2\pi = \frac{7\pi}{12} + k2\pi$$ Nhân cả hai vế với $\frac{6}{\pi}$: $$t = \frac{7}{2} + 12k = 3{,}5 + 12k \quad (k \in \mathbb{Z})$$ Do $0 \le t \le 24$ nên: $$0 \le 3{,}5 + 12k \le 24 \Leftrightarrow -\frac{3{,}5}{12} \le k \le \frac{20{,}5}{12} \approx 1{,}708$$ Vì $k \in \mathbb{Z}$ nên $k \in \{0; 1\}$.
– Với $k = 0 \Rightarrow t_1 = 3{,}5$ (giờ), tức là lúc $3$ giờ $30$ phút sáng.
– Với $k = 1 \Rightarrow t_2 = 15{,}5$ (giờ), tức là lúc $15$ giờ $30$ phút chiều.

Trường hợp 2: $$\frac{\pi t}{6} = \frac{\pi}{4} – \frac{\pi}{3} + k2\pi = -\frac{\pi}{12} + k2\pi$$ Nhân cả hai vế với $\frac{6}{\pi}$: $$t = -\frac{1}{2} + 12k = -0{,}5 + 12k \quad (k \in \mathbb{Z})$$ Do $0 \le t \le 24$ nên: $$0 \le -0{,}5 + 12k \le 24 \Leftrightarrow \frac{0{,}5}{12} \le k \le \frac{24{,}5}{12} \approx 2{,}04$$ Vì $k \in \mathbb{Z}$ nên $k \in \{1; 2\}$.
– Với $k = 1 \Rightarrow t_3 = 11{,}5$ (giờ), tức là lúc $11$ giờ $30$ phút trưa.
– Với $k = 2 \Rightarrow t_4 = 23{,}5$ (giờ), tức là lúc $23$ giờ $30$ phút đêm.

Bước 3: Tổng hợp kết quả

Trong khoảng thời gian $0 \le t \le 24$, có tất cả $4$ giá trị của $t$ thỏa mãn là: $$t \in \{3{,}5;\, 11{,}5;\, 15{,}5;\, 23{,}5\}$$

👉 Kết luận / Đáp án:
1. Trong một ngày có 4 thời điểm mực nước đạt $5{,}5\text{ m}$.
2. Thời điểm đầu tiên trong ngày đạt mức nước này là lúc $3$ giờ $30$ phút sáng ($t = 3{,}5\text{ h}$).

✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)

Bài tập 1: Một vòng quay Ferris có bán kính $R = 20\text{ m}$, trục quay cách mặt đất $25\text{ m}$. Vòng quay quay đều với tốc độ 1 vòng hết 8 phút. Độ cao của một cabin so với mặt đất tại thời điểm $t$ phút ($t \ge 0$) được cho bởi $h(t) = 25 – 20\cos\left(\frac{\pi t}{4}\right)$ (m). Tìm thời điểm đầu tiên kể từ lúc $t = 0$ mà cabin đạt độ cao $35\text{ m}$.

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
Phương trình: $25 – 20\cos\left(\frac{\pi t}{4}\right) = 35 \Leftrightarrow \cos\left(\frac{\pi t}{4}\right) = -\frac{1}{2} = \cos\left(\frac{2\pi}{3}\right)$.
Suy ra $\frac{\pi t}{4} = \pm \frac{2\pi}{3} + k2\pi \Leftrightarrow t = \pm \frac{8}{3} + 8k$.
Với $t > 0$ nhỏ nhất, ta chọn $t = \frac{8}{3} \approx 2\text{ phút } 40\text{ giây}$.
Đáp số: $t = \frac{8}{3}\text{ phút}$ (hay 2 phút 40 giây).

Bài tập 2: Nhiệt độ ngoài trời $T$ ($^\circ\text{C}$) tại một thành phố vào ngày hè được ước lượng theo công thức $T(t) = 28 + 6\sin\left(\frac{\pi t}{12} – \frac{\pi}{2}\right)$ với $t$ là số giờ tính từ $0$ giờ ($0 \le t \le 24$). Tìm nhiệt độ cao nhất trong ngày và thời điểm xảy ra nhiệt độ cao nhất đó.

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
Vì $-1 \le \sin\left(\frac{\pi t}{12} – \frac{\pi}{2}\right) \le 1$ nên nhiệt độ cao nhất là $T_{\max} = 28 + 6(1) = 34^\circ\text{C}$.
Dấu bằng xảy ra khi $\sin\left(\frac{\pi t}{12} – \frac{\pi}{2}\right) = 1 \Leftrightarrow \frac{\pi t}{12} – \frac{\pi}{2} = \frac{\pi}{2} + k2\pi \Leftrightarrow \frac{\pi t}{12} = \pi + k2\pi \Leftrightarrow t = 12 + 24k$.
Với $0 \le t \le 24$, ta có $k = 0 \Rightarrow t = 12$ (lúc 12 giờ trưa).
Đáp số: $34^\circ\text{C}$ vào lúc 12 giờ trưa.

Bài tập 3: Cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua một mạch điện có phương trình $i(t) = 4\sqrt{2}\cos\left(100\pi t – \frac{\pi}{3}\right)$ (A). Hãy tính số lần cường độ dòng điện đạt độ lớn cực đại trong khoảng thời gian $1\text{ giây}$ đầu tiên ($0 \le t \le 1$).

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Cường độ đạt độ lớn cực đại khi $|i(t)| = 4\sqrt{2} \Leftrightarrow \cos^2\left(100\pi t – \frac{\pi}{3}\right) = 1 \Leftrightarrow \sin\left(100\pi t – \frac{\pi}{3}\right) = 0$.
Tương đương: $100\pi t – \frac{\pi}{3} = k\pi \Leftrightarrow t = \frac{1}{300} + \frac{k}{100}$.
Điều kiện $0 \le t \le 1 \Leftrightarrow 0 \le \frac{1}{300} + \frac{k}{100} \le 1 \Leftrightarrow -\frac{1}{3} \le k \le \frac{299}{3} \approx 99{,}67$.
Vì $k \in \mathbb{Z}$ nên $k \in \{0; 1; 2; \dots; 99\}$, có đúng 100 giá trị.
Đáp số: 100 lần.

Bài tập 4: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục $Ox$ với phương trình li độ $x(t) = 6\cos\left(4\pi t + \frac{\pi}{6}\right)$ (cm). Tìm các thời điểm trong $2\text{ giây}$ đầu tiên vật đi qua vị trí có li độ $x = -3\text{ cm}$ theo chiều dương (tức vận tốc $v > 0$).

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Phương trình li độ $6\cos\left(4\pi t + \frac{\pi}{6}\right) = -3 \Leftrightarrow \cos\left(4\pi t + \frac{\pi}{6}\right) = -\frac{1}{2}$.
Vật chuyển động theo chiều dương khi $\sin\left(4\pi t + \frac{\pi}{6}\right) < 0$, do đó pha dao động là: $4\pi t + \frac{\pi}{6} = -\frac{2\pi}{3} + k2\pi \Leftrightarrow 4\pi t = -\frac{5\pi}{6} + k2\pi \Leftrightarrow t = -\frac{5}{24} + \frac{k}{2}$.
Với $0 \le t \le 2$: $0 \le -\frac{5}{24} + \frac{k}{2} \le 2 \Leftrightarrow \frac{5}{12} \le k \le \frac{53}{12} \approx 4{,}41$.
Do đó $k \in \{1; 2; 3; 4\}$. Ta có các thời điểm: $t = \frac{7}{24}\text{s}, \frac{19}{24}\text{s}, \frac{31}{24}\text{s}, \frac{43}{24}\text{s}$.
Đáp số: $t \in \left\{\frac{7}{24}; \frac{19}{24}; \frac{31}{24}; \frac{43}{24}\right\}\text{ giây}$.

Bài tập 5: Cho góc $\alpha$ thỏa mãn $\sin \alpha = \frac{3}{5}$ với $\frac{\pi}{2} < \alpha < \pi$. Một cánh tay robot quay quanh trục với góc quay $\theta(t) = \alpha + 2t$ (rad). Xác định giá trị của $\cos[\theta(t)]$ tại thời điểm $t = \frac{\pi}{4}\text{ s}$.

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
Tại $t = \frac{\pi}{4}$, góc quay là $\theta = \alpha + \frac{\pi}{2}$.
Áp dụng công thức góc hơn kém $\frac{\pi}{2}$: $\cos\left(\alpha + \frac{\pi}{2}\right) = -\sin \alpha$.
Vì $\sin \alpha = \frac{3}{5}$ nên $\cos[\theta] = -\frac{3}{5}$.
Đáp số: $\cos[\theta] = -\frac{3}{5}$.

Thuộc chủ đề:Công thức lượng giác Tag với:Bài 5. Giá trị lượng giác của một góc từ 0 đến 180 độ -.., BAI TAP TOAN 11, Hàm số lượng giác, Ôn thi THPT chương 1 Giải tích 12, Phương trình lượng giác, Toán thực tế 11, Ứng dụng lượng giác thực tế

Bài liên quan:

  • 1. Hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
  • 2. Hàm số $y = \cos x$ nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
  • 3. Tìm các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số $y = \sin x$ trên đoạn $[0; 2\pi]$
  • 4. Hàm số $y = \sin x$ đồng biến trên khoảng nào dưới đây?
  • 5. Tìm chu kì tuần hoàn của hàm số $y = \cot\left(\frac{x}{3} – \frac{\pi}{6}\right)$
  • 6. Tìm chu kì tuần hoàn của hàm số $y = \tan\left(2x + \frac{\pi}{4}\right)$
  • 7. Tìm chu kì tuần hoàn của hàm số $y = 3\tan\left(2x + \frac{\pi}{6}\right)$

Reader Interactions

Để lại phản hồi Huỷ trả lời

Sidebar chính

Bài viết mới

  • Luyện tập đơn điệu – cực trị hàm số – Toán 12 30/09/2026
  • Từ một tấm tôn hình chữ nhật có kích thước $50\text{ cm} \times 80\text{ cm}$, người ta cắt bốn góc bốn hình vuông bằng nhau có cạnh $x\text{ (cm)}$ rồi gấp lại thành một chiếc hộp không nắp. Tìm $x$ (tính theo $\text{cm}$) để thể tích khối hộp thu được là lớn nhất 26/09/2026
  • Một công ty muốn sản xuất các lon nước ngọt hình trụ có nắp với thể tích $54\pi\text{ cm}^3$. Bán kính đáy của lon nước ngọt bằng bao nhiêu xentimét để diện tích toàn phần của lon đạt giá trị nhỏ nhất? 25/09/2026
  • Một người nông dân muốn rào một khu đất hình chữ nhật có diện tích $600\text{ m}^2$ và ngăn đôi thành hai phần bằng nhau bởi một hàng rào song song với một cạnh. Chiều dài tối thiểu của toàn bộ hàng rào cần dùng bằng bao nhiêu mét? 25/09/2026
  • Một người nông dân dùng cuộn lưới dài $120\text{ m}$ để rào một mảnh đất hình chữ nhật sát một bờ sông thẳng (phía bờ sông không rào) và chia thành hai mảnh bằng một vách ngăn vuông góc với bờ sông. Diện tích lớn nhất rào được bằng bao nhiêu mét vuông? 25/09/2026

Mục lục

Booktoan.com (2015 - 2026) Học Toán online - Giải bài tập môn Toán, Sách giáo khoa, Sách tham khảo và đề thi Toán.
Giới thiệu - Liên hệ - Bản quyền - Sitemap - Quy định - Hướng dẫn.