Giải SGK Toán 11 (Chân trời sáng tạo) Bài tập cuối chương 7 trang 51

Giải bài tập Toán lớp 11 Bài tập cuối chương 7 trang 51

Trắc nghiệm

Bài 1 trang 51 Toán 11 Tập 2: Cho hàm số y = x³ – 3x². Tiếp tuyến với đồ thị của hàm số tại điểm M(−1; −4) có hệ số góc bằng

A. -3

B. 9

C. -9

D. 72

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có y’ = (x³ – 3x²)’ = 3x² – 6x.

Tiếp tuyến với đồ thị của hàm số tại điểm M(−1; −4) có hệ số góc là:

k = y'(−1) = 3*(−1)2 – 6*(−1) = 9.

Vậy k = 9 là hệ số góc cần tìm.

Bài 2 trang 51 Toán 11 Tập 2: Hàm số y = −x² + x + 7 có đạo hàm tại x = 1 bằng

A. -1

B. 7

C. 1

D. 6

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Có y’ = (−x² + x + 7)’ = −2x + 1.

Khi đó y'(1) = −2*1 + 1 = −1.

Vậy đạo hàm của hàm số y = −x² + x + 7 tại x = 1 là −1.

Bài 3 trang 51 Toán 11 Tập 2: Cho hai hàm số f(x) = 2x³ – x² + 3 và $g\left(x\right)=x^3+\frac{x^2}{2}-5$. Bất phương trình f'(x) > g'(x) có tập nghiệm là

A. (−$\infty$; 0] $\cup$ [1; +$\infty$).

B. (0; 1).

C. [0; 1].

D. (−$\infty$; 0) $\cup$ (1; +$\infty$).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Có f'(x) = (2x³ – x² + 3)’ = 6x² – 2x.

$g^{‘}\left(x\right)={\left(x^3+\frac{x^2}{2}-5\right)}^{‘}$= 3x² + x.

Để f'(x) > g'(x) thì 6x² – 2x > 3x² + x

$\iff$ 3x² – 3x > 0 $\iff$ 3x(x – 1) > 0

$\iff$ x < 0 hoặc x > 1.

Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: (−$\infty$; 0) $\cup$ (1; +$\infty$).

Bài 4 trang 51 Toán 11 Tập 2: Hàm số $y=\frac{x+3}{x+2}$ có đạo hàm là

A. $y^{‘}=\frac{1}{{\left(x+2\right)}^2}$.

B. $y^{‘}=\frac{5}{{\left(x+2\right)}^2}$.

C. $y^{‘}=\frac{-1}{{\left(x+2\right)}^2}$.

D. $y^{‘}=\frac{-5}{{\left(x+2\right)}^2}$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

$y^{‘}={\left(\frac{x+3}{x+2}\right)}^{‘}$$=\frac{{\left(x+3\right)}^{‘}\left(x+2\right)-\left(x+3\right){\left(x+2\right)}^{‘}}{{\left(x+2\right)}^2}$

$=\frac{x+2-\left(x+3\right)}{{\left(x+2\right)}^2}$$=\frac{-1}{{\left(x+2\right)}^2}$.

Bài 5 trang 51 Toán 11 Tập 2: Hàm số $y=\frac{1}{x+1}$ có đạo hàm cấp hai tại x = 1 là

A. $y^{”}\left(1\right)=\frac{1}{2}$.

B. $y^{”}\left(1\right)=-\frac{1}{4}$.

C. $y^{”}\left(1\right)=4$.

D. $y^{”}\left(1\right)=\frac{1}{4}$.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Có $y^{‘}={\left(\frac{1}{x+1}\right)}^{‘}$$=-\frac{1}{{\left(x+1\right)}^2}$; $y^{”}={\left(-\frac{1}{{\left(x+1\right)}^2}\right)}^{‘}$$=\frac{2}{{\left(x+1\right)}^3}$.

Khi đó $y^{”}\left(1\right)=\frac{2}{{\left(1+1\right)}^3}=\frac{1}{4}$.

Tự luận

Bài 6 trang 51 Toán 11 Tập 2: Cho hàm số f(x) = x² – 2x + 3 có đồ thị (C) và điểm M(−1; 6) $\in$ (C). Viết phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm M.

Lời giải:

Có f'(x) = (x² – 2x + 3)’ = 2x – 2.

Phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm M có hệ số góc k = f'(−1) = 2×(−1) – 2 = −4.

Do đó phương trình tiếp tuyến với (C) tại điểm M là:

y = −4(x + 1) + 6 = −4x + 2.

Vậy y = −4x + 2 là tiếp tuyến cần tìm.

Bài 7 trang 51 Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm của các hàm số sau:

a) y = 3x⁴ – 7x³ + 3x² + 1;

b) y = (x² – x)³;

c) $y=\frac{4x-1}{2x+1}$.

Lời giải:

a) y’ = (3x⁴ – 7x³ + 3x² + 1)’ = 12x³ – 21x² + 6x.

b) y’ = [(x² – x)³]’ = 3(x² – x)²×(x² – x)’ = 3(x² – x)²×(2x – 1).

c) $y^{‘}={\left(\frac{4x-1}{2x+1}\right)}^{‘}$$=\frac{{\left(4x-1\right)}^{‘}\left(2x+1\right)-\left(4x-1\right){\left(2x+1\right)}^{‘}}{{\left(2x+1\right)}^2}$

$=\frac{4\left(2x+1\right)-2\left(4x-1\right)}{{\left(2x+1\right)}^2}$$=\frac{8x+4-8x+2}{{\left(2x+1\right)}^2}$$=\frac{6}{{\left(2x+1\right)}^2}$.

Bài 8 trang 51 Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm của các hàm số sau:

a) y = (x² + 3x – 1)e^x;

b) y = x³log₂x.

Lời giải:

a) y’ = [(x² + 3x – 1)e^x]’ = (x² + 3x – 1)’e^x + (x² + 3x – 1)(e^x)’

= (2x + 3)e^x + (x² + 3x – 1)e^x = (x² + 5x + 2)e^x.

b) y’ = (x³log₂x)’ = (x³)’log₂x + x³(log₂x)’

= 3x²log₂x + $\frac{x^3}{x\ln 2}$ $=3x^2{\log }_{2}x+\frac{x^2}{\ln 2}$.

Bài 9 trang 51 Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm của các hàm số sau:

a) y = tan(e^x + 1);

b) $y=\sqrt{\sin 3x}$;

c) y = cot(1 – 2^x).

Lời giải:

a) y’ = [tan(e^x + 1)]’ = $\frac{{\left(e^x+1\right)}^{‘}}{{\text{cos}}^2\left(e^x+1\right)}$$=\frac{e^x}{{\text{cos}}^2\left(e^x+1\right)}$.

b) $y^{‘}={\left(\sqrt{\sin 3x}\right)}^{‘}$$=\frac{{\left(\sin 3x\right)}^{‘}}{2\sqrt{\sin 3x}}$

$=\frac{\cos 3x\cdot {\left(3x\right)}^{‘}}{2\sqrt{\sin 3x}}$$=\frac{3\cos 3x}{2\sqrt{\sin 3x}}$.

c) y’ = [cot(1 – 2^x)]’ = $-\frac{{\left(1-2^x\right)}^{‘}}{{\sin }^2\left(1-2^x\right)}$

$=-\frac{-2^x\ln 2}{{\sin }^2\left(1-2^x\right)}$$=\frac{2^x\ln 2}{{\sin }^2\left(1-2^x\right)}$.

Bài 10 trang 51 Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) y = x³ – 4x² + 2x – 3;

b) y = x²e^x.

Lời giải:

a) y’ = (x³ – 4x² + 2x – 3)’ = 3x² – 8x + 2.

y” = (3x² – 8x + 2)’ = 6x – 8.

Vậy y” = 6x – 8.

b) y’ = (x²e^x)’ = (x²)’×e^x + x²(e^x)’ = 2xe^x + x²e^x = (2x + x²)e^x.

y” = [(2x + x²)e^x]’ = (2x + x²)’e^x + (2x + x²)(e^x)’

= (2x + 2)e^x + (2x + x²)e^x = (x² + 4x + 2)e^x.

Vậy y” = (x² + 4x + 2)e^x.

Bài 11 trang 51 Toán 11 Tập 2: Một viên sỏi rơi từ độ cao 44,1 m thì quãng đường rơi được biểu diễn bởi công thức s(t) = 4,9t², trong đó t là thời gian tính bằng giây và s tính bằng mét. Tính:

a) Vận tốc rơi của viên sỏi lúc t = 2;

b) Vận tốc của viên sỏi khi chạm đất.

Lời giải:

a) Vận tốc rơi của viên sỏi tại thời điểm t là v(t) = s'(t) = (4,9t²)’ = 9,8t.

Vận tốc rơi của viên sỏi lúc t = 2 là v(2) = 9,8×2 = 19,6 (m/s).

Vậy vận tốc rơi của viên sỏi lúc t = 2 là 19,6 m/s.

b) Viên sỏi chạm đất khi 4,9t² = 44,1 $\iff$ t² = 9 $\iff$ t = 3 (vì t > 0).

Vận tốc của viên sỏi khi chạm đất là v(3) = 9,8×3 = 29,4 (m/s).

Vậy vận tốc của viên sỏi khi chạm đất là 29,4 m/s.

Bài 12 trang 51 Toán 11 Tập 2: Một vật chuyển động trên đường thẳng được xác định bởi công thức s(t) = 2t³ + 4t + 1, trong đó t là thời gian tính bằng giây và s tính bằng mét. Tính vận tốc và gia tốc của vật khi t = 1.

Lời giải:

Ta có v(t) = s'(t) = (2t³ + 4t + 1)’ = 6t² + 4.

a(t) = v'(t) = (6t² + 4)’ = 12t.

Vận tốc của vật khi t = 1 là: v(1) = 6×1² + 4 = 10 (m/s).

Gia tốc của vật khi t = 1 là: a(1) = 12×1 = 12 (m/s²).

Vậy vận tốc và gia tốc của vật khi t = 1 lần lượt là 10 m/s và 12 m/s².

Bài 13 trang 52 Toán 11 Tập 2: Dân số P (tính theo nghìn người) của một thành phố nhỏ được cho bởi công thức $P\left(t\right)=\frac{500t}{t^2+9}$, trong đó t là thời gian được tính bằng năm. Tìm tốc độ tăng dân số tại thời điểm t = 12.

Lời giải:

Tốc độ tăng dân số tại thời điểm t là

$P^{‘}\left(t\right)={\left(\frac{500t}{t^2+9}\right)}^{‘}$$=\frac{{\left(500t\right)}^{‘}\left(t^2+9\right)-\left(500t\right){\left(t^2+9\right)}^{‘}}{{\left(t^2+9\right)}^2}$

$=\frac{500\left(t^2+9\right)-2t\cdot 500t}{{\left(t^2+9\right)}^2}$$=\frac{500t^2+4500-1000t^2}{{\left(t^2+9\right)}^2}$$=\frac{4500-500t^2}{{\left(t^2+9\right)}^2}$.

Tốc độ tăng dân số tại thời điểm t = 12 là

$P^{‘}\left(12\right)=\frac{4500-500\cdot {12}^2}{{\left({12}^2+9\right)}^2}\approx -2,884$ (nghìn người/năm).

Vậy tốc độ tăng dân số tại thời điểm t = 12 khoảng −2,884 nghìn người/năm.

Bài 14 trang 52 Toán 11 Tập 2: Hàm số $S\left(r\right)=\frac{1}{r^4}$ có thể được sử dụng để xác định sức cản S của dòng máu trong mạch máu có bán kính r (tính theo milimet) (theo Bách khoa toàn thư Y học “Harrison’s internal medicine 21st edition”). Tìm tốc độ thay đổi của S theo r khi r = 0,8.

Lời giải:

Ta có $S^{‘}\left(r\right)={\left(\frac{1}{r^4}\right)}^{‘}=\frac{-4}{r^5}$.

Tốc độ thay đổi của S theo r khi r = 0,8 là:

$S^{‘}\left(0,8\right)=\frac{-4}{{\left(0,8\right)}^5}\approx -12,207$.

Vậy tốc độ thay đổi của S theo r khi r = 0,8 khoảng −12,207.

Bài 15 trang 52 Toán 11 Tập 2: Nhiệt độ cơ thể của một người trong thời gian bị bệnh được cho bởi công thức T(t) = −0,1t² + 1,2t + 98,6, trong đó T là nhiệt độ (tính theo đơn vị đo nhiệt độ Fahrenheit) tại thời điểm t (tính theo ngày). Tìm tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm t = 1,5.

(Nguồn:https://www.algebra.com/algebra/homework/Trigonometry-basics/Trigonometry-basics.faq.question.$1111985.\text{html})$

Lời giải:

Có T'(t) = (−0,1t² + 1,2t + 98,6)’ = −0,2t + 1,2.

Tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm t = 1,5 là:

T'(1,5) = −0,2×1,5 + 1,2 = 0,9°F/ngày.

Vậy tốc độ thay đổi của nhiệt độ ở thời điểm t = 1,5 là 0,9°F/ngày.

Bài 16 trang 52 Toán 11 Tập 2: Hàm số $R\left(v\right)=\frac{6000}{v}$ có thể được sử dụng để xác định nhịp tim R của một người mà tim của người đó có thể đẩy đi được 6 000ml máu trên mỗi phút và v ml máu trên mỗi nhịp đập (theo Bách khoa toàn thư Y học “Harrison’s internal medicine 21st edition”). Tìm tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp là v = 80.

Lời giải:

Ta có $R^{‘}\left(v\right)={\left(\frac{6000}{v}\right)}^{‘}=-\frac{6000}{v^2}$.

Tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp v = 80 là

$R^{‘}\left(80\right)=-\frac{6000}{{80}^2}=-0,9375$(ml/nhịp).

Vậy tốc độ thay đổi của nhịp tim khi lượng máu tim đẩy đi ở một nhịp v = 80 là −0,9375 ml/nhịp.

Xem thêm các bài giải SGK Toán lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 2: Các quy tắc tính đạo hàm

Bài tập cuối chương 7

Bài 1: Hai đường thẳng vuông góc

Bài 2: Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng

Bài 3: Hai mặt phẳng vuông góc

Bài 4: Khoảng cách trong không gian