Ứng dụng tích phân trong hình học (diện tích hình phẳng)

Câu 21 Trắc nghiệm

Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104

Cho hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\). Gọi \(S\) là diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = f\left( x \right),\,y = 0,x =  - 2\) và \(x = 3\) (như hình vẽ bên).

Mệnh đề nào dưới đây đúng?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Diện tích phần gạch chéo là:

\(S = \int\limits_{ - 2}^3 {\left| {f\left( x \right)} \right|dx}  = \int\limits_{ - 2}^1 {\left| {f\left( x \right)} \right|dx}  + \int\limits_1^3 {\left| {f\left( x \right)} \right|dx}  = \int\limits_{ - 2}^1 {f\left( x \right)dx}  - \int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx} \)

Câu 22 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị trên đoạn [0;5] là đường gấp khúc như hình vẽ. Tính tích phân \(\int\limits_0^5 {\left[ {2f\left( x \right) - 1} \right]dx} \)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Bước 1: Tách \(I = \int\limits_0^5 {f\left( x \right)dx} \) thành tích phân trên các đoạn \(\left[ {0;\dfrac{1}{2}} \right];\left[ {\dfrac{1}{2};4} \right];\left[ {4;5} \right]\)

Gọi A, B, C, D, E, F,G lần lượt là các điểm như hình vẽ.

Xét \(I = \int\limits_0^5 {f\left( x \right)dx} \) \( = \int\limits_0^{\dfrac{1}{2}} {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_{\dfrac{1}{2}}^4 {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_4^5 {f\left( x \right)dx} \)

\( =  - {S_{OAB}} + {S_{BCDE}} - {S_{EFG}}\)

Bước 2: Sử dụng công thức tính diện tích tam giác và hình thang đề tính diện tích từng đoạn rồi tính tích phân cần tìm.

Ta có

\(\begin{array}{l}{S_{OAB}} = \dfrac{1}{2}.OA.OB = \dfrac{1}{2}.1.\dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{4}\\{S_{BCDE}} = \dfrac{1}{2}.1.\left( {2 + \dfrac{7}{2}} \right) = \dfrac{{11}}{4}\\{S_{EFG}} = \dfrac{1}{2}.EG.FG = \dfrac{1}{2}\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow I =  - \dfrac{1}{4} + \dfrac{{11}}{4} - \dfrac{1}{2} = 2\\ \Rightarrow \int\limits_0^5 {\left[ {2f\left( x \right) - 1} \right]dx}  = 2\int\limits_0^5 {f\left( x \right)dx}  - 5\\ = 2I - 5 =  - 1\end{array}\)

Câu 23 Trắc nghiệm

Đề thi THPT QG 2019 – mã đề 104

Cho đường thẳng \(y = \dfrac{3}{2}x\) và parabol \(y = {x^2} + a\)  (\(a\) là tham số thực dương). Gọi \({S_1}\) và \({S_2}\) lần lượt là diện tích của hai hình phẳng được gạch chéo trong hình vẽ bên.

Khi \({S_1} = {S_2}\) thì \(a\) thuộc khoảng nào dưới đây ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Xét phương trình hoành độ giao điểm \({x^2} + a = \dfrac{3}{2}x \Leftrightarrow 2{x^2} - 3x + 2a = 0\,\,\left( * \right)\).

Phương trình có 2 nghiệm phân biệt \( \Leftrightarrow \Delta  = 9 - 8a > 0 \Leftrightarrow a < \dfrac{9}{8}\).

Kết hợp điều kiện đề bài \( \Rightarrow 0 < a < \dfrac{9}{8}\).

Gọi \({x_1},\,\,{x_2}\,\,\left( {{x_1} < {x_2}} \right)\) là 2 nghiệm của phương trình (*). Khi đó ta có:

\(\begin{array}{l}{S_1} = \int\limits_0^{{x_1}} {\left( {{x^2} + a - \dfrac{3}{2}x} \right)dx}  = \left. {\left( {\dfrac{{{x^3}}}{3} + ax - \dfrac{{3{x^2}}}{4}} \right)} \right|_0^{{x_1}} = \dfrac{{x_1^3}}{3} + a{x_1} - \dfrac{{3x_1^2}}{4}\\{S_2} = \int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\left( {\dfrac{3}{2}x - {x^2} - a} \right)dx}  = \left. {\left( {\dfrac{{3{x^2}}}{4} - \dfrac{{{x^3}}}{3} - ax} \right)} \right|_{{x_1}}^{{x_2}} = \left( {\dfrac{{3x_2^2}}{4} - \dfrac{{x_2^3}}{3} - a{x_2}} \right) - \left( {\dfrac{{3x_1^2}}{4} - \dfrac{{x_1^3}}{3} - a{x_1}} \right)\end{array}\)

Theo bài ra ta có: \({S_1} = {S_2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \dfrac{{x_1^3}}{3} + a{x_1} - \dfrac{{3x_1^2}}{4} = \left( {\dfrac{{3x_2^2}}{4} - \dfrac{{x_2^3}}{3} - a{x_2}} \right) - \left( {\dfrac{{3x_1^2}}{4} - \dfrac{{x_1^3}}{3} - a{x_1}} \right)\\ \Leftrightarrow \dfrac{{3x_2^2}}{4} - \dfrac{{x_2^3}}{3} - a{x_2} = 0 \Leftrightarrow 9x_2^2 - 4x_2^3 - 12a{x_2} = 0\\ \Leftrightarrow {x_2}\left( {4x_2^2 - 9{x_2} + 12a} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_2} = 0\\4x_2^2 - 9{x_2} + 12a = 0\end{array} \right.\end{array}\)

TH1: \({x_2} = 0 \Rightarrow \) Thay vào (*) ta có \(2a = 0 \Leftrightarrow a = 0\,\,\left( {ktm} \right)\).

TH2: \(4x_2^2 - 9{x_2} + 12a = 0\) (1).   

Vì \({x_2}\) là nghiệm của (*) nên \(2x_2^2 - 3{x_2} + 2a = 0 \Leftrightarrow 12x_2^2 - 18{x_2} + 12a = 0\) (2).

Trừ vế theo vế của (2) cho (1) ta được \(8x_2^2 - 9{x_2} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_2} = 0\\{x_2} = \dfrac{9}{8}\end{array} \right.\).

Với \({x_2} = 0 \Leftrightarrow 2a = 0 \Leftrightarrow a = 0\,\,\left( {ktm} \right)\).

Với \({x_2} = \dfrac{9}{8} \Leftrightarrow 2.{\left( {\dfrac{9}{8}} \right)^2} - 3.\dfrac{9}{8} + 2a = 0 \Leftrightarrow a = \dfrac{{27}}{{64}}\,\,\left( {tm} \right) = 0,421875\).

Vậy \(a \in \left( {\dfrac{2}{5};\dfrac{9}{{20}}} \right).\)

Câu 24 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f(x) = 3{x^4} + a{x^3} + b{x^2} + cx + d(a,b,c,d \in \mathbb{R})\) có ba điểm cực trị là \( - 2\), \( - 1\) và 1. Gọi \(y = g(x)\) là hàm số bậc hai có đồ thị đi qua ba điểm cực trị của đồ thị hàm số \(y = f(x)\). Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường \(y = f(x)\) và \(y = g(x)\) bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có: \({f^\prime }(x) = 12{x^3} + 3a{x^2} + 2bx + c\)

Theo bài ra, ta có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{12a - 4b + c = 96}\\{3a - 2b + c = 12}\\{3a + 2b + c =  - 12}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = 8}\\{b =  - 6}\\{c =  - 24}\end{array}} \right.} \right.\)

\( \Rightarrow f(x) = 3{x^4} + 8{x^3} - 6{x^2} - 24x + d\)

Giả sử \(y = g(x) = a{x^2} + bx + c\)

\( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{g( - 2) = 8 + d}\\{g( - 1) = 13 + d}\\{g(1) =  - 19 + d}\end{array}} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{4a - 2b + c = 8 + d}\\{a - b + c = 13 + d}\\{a + b + c =  - 19 + d}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a =  - 7}\\{b =  - 16}\\{c = 4 + d}\end{array}} \right.} \right.\)

\( \Rightarrow y = g(x) =  - 7{x^2} - 16x + 4 + d\)

Ta có:\(f(x) - g(x) = 0\)

\( \Leftrightarrow 3{x^4} + 8{x^3} + {x^2} - 8x - 4 = 0\) \( \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1}\\{x =  - \dfrac{2}{3}}\\{x =  - 1}\\{x =  - 2}\end{array}} \right.\)

Diện tích hình phẳng cần tìm:

\(S = \int_{ - 2}^1 | f(x) - g(x)|dx\) \( = \int_{ - 2}^1 {\left| {3{x^4} + 8{x^3} + {x^2} - 8x - 4} \right|} dx\)

\( = \int_{ - 2}^{ - 1} {\left| {3{x^4} + 8{x^3} + {x^2} - 8x - 4} \right|} dx\) \( + \int_{ - 1}^{ - \dfrac{2}{3}} {\left| {3{x^4} + 8{x^3} + {x^2} - 8x - 4} \right|} dx\) \( + \int_{ - \dfrac{2}{3}}^1 {\left| {3{x^4} + 8{x^3} + {x^2} - 8x - 4} \right|} dx\)

\( = \dfrac{{2948}}{{405}}\)

Kết luận: \(S = \dfrac{{2948}}{{405}}\)

Câu 25 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y=f(x)\) liên tục trên \(\left[ a;b \right]\). Diện tích hình phẳng $(H)$ giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f(x)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x=a;\,\,x=b\) được tính theo công thức

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Diện tích hình phẳng (H) giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f(x)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x=a;\,\,x=b\) được tính theo công thức : \(S=\int\limits_{a}^{b}{\left| f(x) \right|dx}\)

Câu 26 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y=f\left( x \right)\) liên tục trên \(\left[ a;b \right]\). Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f\left( x \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x=a,\,\,x=b\,\,\left( a<b \right)\) là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f\left( x \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x=a,\,\,x=b\,\,\left( a<b \right)\) là \(S=\int\limits_{a}^{b}{\left| f\left( x \right) \right|dx}\).

Câu 27 Trắc nghiệm

Hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f\left( x \right)\) liên tục trên đoạn \(\left[ 1;\ 3 \right]\) , trục $Ox$ và hai đường thẳng \(x=1,\ \ x=3\) có diện tích là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Áp dụng công thức tính diện tích hình phẳng ta được: \(S=\int\limits_{1}^{3}{\left| f\left( x \right) \right|dx.}\)

Câu 28 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y=f\left( x \right),\,\,y=g\left( x \right)\) liên tục trên \(\left[ a;b \right].\) Gọi \(\left( H \right)\) là hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị \(y=f\left( x \right),\,\,y=g\left( x \right)\) và các đường thẳng \(x=a,\,\,x=b.\) Diện tích \(\left( H \right)\) được tính theo công thức 

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Diện tích hình phẳng \(\left( H \right)\) cần tính là \({{S}_{H}}=\int\limits_{a}^{b}{\left| f\left( x \right)-g\left( x \right) \right|\text{d}x}.\)

Câu 29 Trắc nghiệm

Cho hai hàm số \(y=f\left( x \right)\) và \(y=g\left( x \right)\) liên tục trên đoạn \(\left[ a;b \right].\) Gọi \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số đó và các đường thẳng \(x=a,\,\,x=b\,\,\,\left( a < b \right).\) Diện tích \(S\) của hình phẳng \(D\) được tính bởi công thức:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Diện tích \(S\) của hình phẳng \(D\) được tính theo công thức là \(S=\int\limits_{a}^{b}{\left| f\left( x \right)-g\left( x \right) \right|\,\text{d}x}.\)

Câu 30 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {x^3} + a{x^2} + bx + c\) với \(a,\,\,b,\,\,c\) là các số thực. Biết hàm số \(g\left( x \right) = f\left( x \right) + f'\left( x \right) + f''\left( x \right)\) có hai giá trị cực trị là \( - 5\) và \(3\). Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = \dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}\) và \(y = 1\) bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

* Xét phương trình hoành độ giao điểm:

\(\dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}} = 1 \Leftrightarrow f\left( x \right) = g\left( x \right) + 6 \Leftrightarrow f\left( x \right) - g\left( x \right) - 6 = 0\).

(Chúng ta không cần lo điều kiện \(g\left( x \right) + 6 \ne 0\), bởi lẽ đồ thị hàm số \(y = \dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}\) khi tương giao với đường thẳng \(y = 1\) phải tạo nên một miền kín, và khi số nghiệm của phương trình \(f\left( x \right) = g\left( x \right) + 6\) nhiều hơn 2 thì ta mới phải chú ý xem xét lấy cận từ đâu đến đâu, và liệu rằng có phải từ \({x_{\min }} \to {x_{\max }}\), chẳng may đồ thị tương giao bị gián đoạn trên đoạn \(\left[ {{x_{\min }};{x_{\max }}} \right]\) mà vẫn tạo miền kín. Trên thực tế, bài toán này phương trình \(f\left( x \right) = g\left( x \right) + 6\) chỉ có 2 nghiệm (vì là phương trình bậc hai), nên người giải toán không cần quan tâm đến việc gián đoạn hay không, vì việc tồn tại nghiệm hình và hàm số là thuộc phạm trù người ra đề).

Mà \(g\left( x \right) = f\left( x \right) + f'\left( x \right) + f''\left( x \right)\) \( \Rightarrow f\left( x \right) - g\left( x \right) =  - f'\left( x \right) - f''\left( x \right)\)

\( \Rightarrow \) Phương trình hoành độ giao điểm trở thành:

\( - f'\left( x \right) - f''\left( x \right) - 6 = 0 \Leftrightarrow f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + 6 = 0\)  (1)

Mặt khác: \(g'\left( x \right) = f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + f'''\left( x \right)\) và \(f'''\left( x \right) = 6\) \( \Rightarrow g'\left( x \right) = f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + 6\).

Từ phương trình (1) \( \Leftrightarrow g'\left( x \right) = 0\).

Theo giả thiết \(g\left( x \right)\) có 2 điểm cực trị \({x_1},\,\,{x_2}\) sao cho \(\left\{ \begin{array}{l}g\left( {{x_1}} \right) =  - 5\\g\left( {{x_2}} \right) = 3\end{array} \right.\) \( \Rightarrow g'\left( x \right) = 0\) có 2 nghiệm \({x_1},\,\,{x_2}\).

Vậy phương trình hoành độ giao điểm có 2 nghiệm \({x_1},\,\,{x_2}\).

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {S_{\left( H \right)}} = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\left( {\dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}} - 1} \right)dx} } \right| = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\dfrac{{f\left( x \right) - g\left( x \right) - 6}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right|\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\dfrac{{ - f'\left( x \right) - f''\left( x \right) - 6}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right| = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\dfrac{{ - g'\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right|\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\dfrac{{g'\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right| = \left| {\int\limits_{{x_1}}^{{x_2}} {\dfrac{{d\left( {g\left( x \right) + 6} \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}} } \right| = \left| {\ln \left. {\left| {g\left( x \right) + 6} \right|} \right|_{{x_1}}^{{x_2}}} \right|\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = \left| {\ln \left| {g\left( {{x_2}} \right) + 6} \right| - \ln \left| {g\left( {{x_1}} \right) + 6} \right|} \right| = \left| {\ln \left| {3 + 6} \right| - \ln \left| { - 5 + 6} \right|} \right| = \ln 9 - \ln 1 = 2\ln 3\end{array}\)

Câu 31 Trắc nghiệm

Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường thẳng \(x=0,\,\,x=\pi ,\) đồ thị hàm số \(y=\cos x\) và trục \(Ox\) là

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Diện tích hình phẳng cần tính là \(S=\int\limits_{0}^{\pi }{\left| \cos x \right|\,\text{d}x}.\)

Câu 32 Trắc nghiệm

Công thức tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right),y = g\left( x \right)\) và hai đường thẳng \(x = a,x = b\left( {a < b} \right)\) là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Công thức tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right),y = g\left( x \right)\) và hai đường thẳng \(x = a,x = b\left( {a < b} \right)\) là: \(S = \int\limits_a^b {\left| {f\left( x \right) - g\left( x \right)} \right|dx} \)

Câu 33 Trắc nghiệm

Diện tích phần hình phẳng gạch chéo trong hình vẽ bên được tính theo công thức nào dưới đây ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Dựa vào hình vẽ  (ta thấy \(f\left( x \right)\)  nằm trên \(g\left( x \right)\;\forall x \in \left[ { - 1;\;2} \right] \Rightarrow f\left( x \right) \ge g\left( x \right)\;\forall x \in \left[ { - 1;\;2} \right]\)) và công thức tính diện tích hình phẳng ta được công thức tính diện tích phân phần gạch chéo là:

\(S = \int\limits_{ - 1}^2 {\left( { - {x^2} + 3 - {x^2} + 2x + 1} \right)dx}  = \int\limits_{ - 1}^2 {\left( { - 2{x^2} + 2x + 4} \right)dx} .\)

Câu 34 Trắc nghiệm

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị trên đoạn \(\left[ {0;3} \right]\) như hình vẽ

Tính tích phân \(I = \int\limits_0^3 {\left[ {2f\left( x \right) + 1} \right]dx} \) bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có: \(I = \int\limits_0^3 {\left[ {2f\left( x \right) + 1} \right]dx} \) \( = \int\limits_0^3 {2f\left( x \right)dx}  + \int\limits_0^3 {dx} \) \( = 2\int\limits_0^3 {f\left( x \right)dx}  + 3\)

\(\int\limits_0^3 {f\left( x \right)dx}  = \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} \) \( + \int\limits_1^2 {f\left( x \right)dx}  + \int\limits_2^3 {f\left( x \right)dx} \)

\(\begin{array}{l} = {S_{OABC}} + {S_{BCD}} - {S_{DEF}}\\ = 2 + 1 - \dfrac{1}{2} = \dfrac{5}{2}\\ =  > I = 2.\dfrac{5}{2} + 3 = 8\end{array}\)

Câu 35 Tự luận

Cho hàm số \(y = f\left( x \right)\) có đồ thị như hình vẽ.

Biết các miền \(A\) và \(B\) có diện tích lần lượt là 5 và 2. Tính \(\int\limits_1^2 {6xf\left( {{x^2}} \right)dx} \).

Điền số nguyên hoặc phân số dạng a/b

Đáp án:

Câu hỏi tự luận
Bạn chưa làm câu này

Đáp án:

Ta đặt \(I = \int\limits_1^2 {6xf\left( {{x^2}} \right)dx} \).

Đặt \(t = {x^2}\).

\( \Rightarrow dt = 2xdx\).

Khi đó \(I = \int\limits_1^4 {3f\left( t \right)dt}  = 3\int\limits_1^4 {f\left( t \right)dt} \)

\( = 3\left[ {\int\limits_1^3 {f\left( t \right)dt + \int\limits_3^4 {f\left( t \right)dt} } } \right] = 3\left[ {\int\limits_1^3 {f\left( x \right)dx + \int\limits_3^4 {f\left( x \right)dx} } } \right]\)

\( = 3\left( {5 - 2} \right) = 9\).

Vậy \(\int\limits_1^2 {6xf\left( {{x^2}} \right)dx}  = 9\).

Câu 36 Trắc nghiệm

Đề thi THPT QG – 2021 lần 1– mã 104

Cho hàm số \(f\left( x \right) = {x^3} + a{x^2} + bx + c\) với \(a,b,c\) là các số thực. Biết hàm số \(g\left( x \right) = f\left( x \right) + f'\left( x \right) + f''\left( x \right)\) có hai giá trị cực trị là \( - 5\)\(2.\) Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = \dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}\)\(y = 1\) bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Xét hàm số \(g\left( x \right) = f\left( x \right) + f'\left( x \right) + f''\left( x \right)\)

Ta có: \(g'\left( x \right) = f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + f'''\left( x \right) = f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + 6\)

Theo giả thiết ta có phương trình \(g'\left( x \right) = 0\) có hai nghiệm \(m,n\)\(\left\{ \begin{array}{l}g\left( m \right) =  - 5\\g\left( n \right) = 2\end{array} \right.\)

Xét phương trình \(\dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}} = 1 \Rightarrow g\left( x \right) + 6 - f\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + 6 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = m\\x = n\end{array} \right.\)

Diện tích hình phẳng cần tính là:

\(\left| {\int\limits_m^n {\left( {1 - \dfrac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}} \right)dx} } \right| = \left| {\int\limits_m^n {\dfrac{{g\left( x \right) + 6 - f\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right| = \left| {\int\limits_m^n {\dfrac{{f'\left( x \right) + f''\left( x \right) + 6}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right|\) \( = \left| {\int\limits_m^n {\dfrac{{g'\left( x \right)}}{{g\left( x \right) + 6}}dx} } \right|\)

\( = \left| {\ln \left| {g\left( x \right) + 6} \right|_m^n} \right| = \left| {\ln \left| {g\left( n \right) + 6} \right| - \ln \left| {g\left( m \right) + 6} \right|} \right| = \left| {\ln 8 - \ln 1} \right| = 3\ln 2.\)

Câu 37 Trắc nghiệm

Cho hình phẳng \(\left( H \right)\) giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = {x^3} - 4x\), trục hoành, đường thẳng \(x =  - 2\) và đường thẳng \(x = 1\). Diện tích của hình phẳng \(\left( H \right)\) bằng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có : \({x^3} - 4x = 0 \Leftrightarrow x\left( {{x^2} - 4} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0 \in \left[ { - 2;1} \right]\\x =  - 2 \in \left[ { - 2;1} \right]\\x = 2 \notin \left[ { - 2;1} \right]\end{array} \right.\).

\( \Rightarrow S = \int\limits_{ - 2}^1 {\left| {{x^3} - 4x} \right|dx}  = \left| {\int\limits_{ - 2}^0 {\left( {{x^3} - 4x} \right)dx} } \right| + \left| {\int\limits_0^1 {\left( {{x^3} - 4x} \right)dx} } \right| = 4 + \dfrac{7}{4} = \dfrac{{23}}{4}\).

Câu 38 Trắc nghiệm

Cho hình phẳng D được giới hạn bởi các đường \(x = 0,\,y = 2,\,y = x + 1\) và \(y = {x^2}\) như hình vẽ (phần màu vàng)

Diện tích của D là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Bước 1: Tách hình tô đậm thành hiệu của hai hình: \({S_1} - {S_2}\)

Phần tô đậm của hình bằng \({S_1} - {S_2}\).

Trong đó \({S_1}\) là phần tạo bởi các đường \(x = 0;y = 2;y = {x^2}\). \({S_2}\) là phần tạo bởi các đường \(x = 0;y = 2;y = x + 1\).

Bước 2: Tính \({S_1};{S_2}\)

Hoành độ giao điểm bởi các đường \(x = 0;y = 2;y = {x^2}\) là:

\(\sqrt 2 ; - \sqrt 2 \)

Vì x>0 nên: \({S_1} = \int\limits_0^{\sqrt 2 } {\left| {2 - {x^2}} \right|dx}  = \dfrac{{4\sqrt 2 }}{3}\)

\({S_2} = \dfrac{1}{2}.1.1 = \dfrac{1}{2}\)

Bước 3: Tính \({S_1} - {S_2}\)

\({S_1} - {S_2} =  - \dfrac{1}{2} + \dfrac{{4\sqrt 2 }}{3}\)

Câu 39 Trắc nghiệm

Một biển quảng cáo có dạng hình elip với bốn đỉnh \({A_1},\,\,{A_2},\,\,{B_1},\,\,{B_2}\) như hình vẽ bên. Biết chi phí để sơn phần tô đậm là 200.000 đồng/ m2 và phần còn lại là 100.000 đồng/m2. Hỏi số tiền để sơn theo cách trên gần nhất với số tiền nào dưới đây, biết \({A_1}{A_2} = 8m,\,\,{B_1}{B_2} = 6m\) và tứ giác MNPQ là hình chữ nhật có \(MQ = 3m\) ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

(E) đã cho có độ dài trục lớn \(2a = 8 \Rightarrow a = 4\), độ dài trục bé \(2b = 6 \Rightarrow b = 3\).

Ta có diện tích (E) bằng : \({S_{\left( E \right)}} = \pi .4.3 = 12\pi \,\,\left( {{m^2}} \right)\)

Phương trình \(\left( E \right):\,\,\dfrac{{{x^2}}}{{16}} + \dfrac{{{y^2}}}{9} = 1 \Rightarrow {y^2} = 9.\dfrac{{16 - {x^2}}}{{16}} \Leftrightarrow y =  \pm \dfrac{{3\sqrt {16 - {x^2}} }}{4}\).

Ta có \(M \in \left( E \right);\,\,{y_M} = \dfrac{1}{2}MQ = \dfrac{3}{2} \Rightarrow {x_M} =  - 2\sqrt 3  \Rightarrow M\left( { - 2\sqrt 3 ;\dfrac{3}{2}} \right)\)

Diện tích phần giới hạn bởi (E), trục Ox, đường thẳng MQ có diện tích:

\({S_{AMQ}} = 2\int\limits_{ - 4}^{ - 2\sqrt 3 } {\dfrac{{3\sqrt {16 - {x^2}} }}{4}dx}  \approx 1,087 \Rightarrow \) Diện tích phần trắng là: \({S_{trang}} = 2{S_{AMQ}} = 2,174\,\,\left( {{m^2}} \right)\)

Khi đó diện tích phần xanh là \({S_{xanh}} = {S_{\left( E \right)}} - {S_{trang}} = 12\pi  - 2,174 = 35,525\,\,\left( {{m^2}} \right)\).

Vậy chi phí để sơn biển quảng cáo là \(2,174.100 + 35,525.200 \approx 7322\) (nghìn đồng) \( \approx 7322000\) đồng.

Câu 40 Trắc nghiệm

Vườn hoa của một trường học có hình dạng được giới hạn bởi một đường elip có bốn đỉnh \(A,B,C,D\) và hai đường parabol có các đỉnh lần lượt là \(E,F\) (phần tô đậm của hình vẽ bên). Hai đường parabol có cùng trục đối xứng \(AB\), đối xứng với nhau qua trục \(CD\), hai parabol cắt elip tại các điểm \(M,N,P,Q\). Biết \(AB = 8m,CD = 6m,MN = PQ = 3\sqrt 3 m,EF = 2m\). Chi phí để trồng hoa trên vườn là \(300.000\) đ/m2 . Hỏi số tiền trồng hoa cho cả vườn gần nhất với số tiền nào dưới đây?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Gắn hệ trục tọa độ như hình vẽ, dễ thấy \(B\left( {4;0} \right),C\left( {0;3} \right),F\left( {1;0} \right)\).

Ta chỉ cần xét phần bên phải trục \(Oy\) vì hình vẽ có tính đối xứng.

Phương trình elip: \(\left( E \right):\dfrac{{{x^2}}}{{16}} + \dfrac{{{y^2}}}{9} = 1 \Rightarrow x = 4\sqrt {1 - \dfrac{{{y^2}}}{9}} \).

Dễ thấy \(PQ = 3\sqrt 3  \Rightarrow P\left( {m;\dfrac{{3\sqrt 3 }}{2}} \right)\) với \(m > 0\).

Mà \(P \in \left( E \right) \Rightarrow m = 4\sqrt {1 - \dfrac{{27/4}}{9}}  = 2 \Rightarrow P\left( {2;\dfrac{{3\sqrt 3 }}{2}} \right)\).

Gọi phương trình parabol bên phải trục tung là \(\left( P \right):x = a{y^2} + by + c\).

Đỉnh \(F\left( {1;0} \right) \Rightarrow c = 1,b = 0 \Rightarrow x = a{y^2} + 1\)

\(P \in \left( P \right):x = a{y^2} + 1 \Leftrightarrow 2 = a.{\left( {\dfrac{{3\sqrt 3 }}{2}} \right)^2} + 1 \Leftrightarrow \dfrac{{27}}{4}a + 1 = 2 \Leftrightarrow a = \dfrac{4}{{27}}\) \( \Rightarrow \left( P \right):x = \dfrac{4}{{27}}{y^2} + 1\).

Diện tích hình phẳng giới hạn bởi elip \(\left( E \right)\) và parabol \(\left( P \right)\) (phần màu trắng) nên phải trục tung là:

\({S_1} = \int\limits_{ - \dfrac{{3\sqrt 3 }}{2}}^{\dfrac{{3\sqrt 3 }}{2}} {\left[ {4\sqrt {1 - \dfrac{{{y^2}}}{9}}  - \dfrac{4}{{27}}{y^2} - 1} \right]dy} \)\( \Rightarrow 2{S_1} \approx 21,6686\)

Diện tích elip: \(S = \pi ab = \pi .4.3 = 12\pi \).

Diện tích phần tô màu đậm là \(S - 2{S_1} \approx 16,03\).

Số tiền trồng hoa là: \(16,03.300.000 = 4.809.000\)