Chào mừng các em học sinh đến với bài giải chi tiết mục 2 trang 24, 25, 26 SGK Toán 12 tập 2 chương trình Chân trời sáng tạo. Tại toan11.edu.vn, chúng tôi cung cấp lời giải đầy đủ, dễ hiểu, giúp các em nắm vững kiến thức và tự tin giải các bài tập.
Bài giải này được xây dựng bởi đội ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm, đảm bảo tính chính xác và phù hợp với chương trình học.
Tính thể tích hình khối
Trả lời câu hỏi Thực hành 5 trang 25 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Một bình chứa nước có dạng như hình 11. Biết rằng khi nước ở trong bình có chiều cao \(x\) (dm) \(\left( {0 \le x \le 4} \right)\) thì mặt nước là hình vuông có cạnh \(\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} \) (dm). Tính dung tích của bình.
Phương pháp giải:
Chọn trục \(Ox\) vuông góc với mặt đáy của bình sao cho đáy nhỏ, đáy to của bình vuông góc với \(Ox\) lần lượt tại \(x = 0\) và \(x = 4\)
Diện tích mặt nước ở chiều cao \(x\) là \(S\left( x \right) = {\left( {\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} } \right)^2} = 2 + \frac{{{x^2}}}{4}\)
Dung tích của bình là \(V = \int\limits_0^4 {S\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Chọn trục \(Ox\) vuông góc với mặt đáy của bình sao cho đáy nhỏ, đáy to của bình vuông góc với \(Ox\) lần lượt tại \(x = 0\) và \(x = 4\)
Diện tích mặt nước ở chiều cao \(x\) là \(S\left( x \right) = {\left( {\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} } \right)^2} = 2 + \frac{{{x^2}}}{4}\)
Dung tích của bình là \(V = \int\limits_0^4 {S\left( x \right)dx} = \int\limits_0^4 {\left( {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} \right)dx} = \left. {\left( {2x + \frac{{{x^3}}}{{12}}} \right)} \right|_0^4 = \frac{{40}}{3}\)
Trả lời câu hỏi Thực hành 6 trang 26 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Gọi \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = 1 + \frac{1}{x}\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 1\), \(x = 2\) (hình 15). Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\).
Phương pháp giải:
Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\), với \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = a\), \(x = b\), là: \(V = \pi \int\limits_a^b {{f^2}\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\) là:
\(V = \pi \int\limits_1^2 {{{\left( {1 + \frac{1}{x}} \right)}^2}dx} = \pi \int\limits_1^2 {\left( {1 + \frac{2}{x} + \frac{1}{{{x^2}}}} \right)dx} = \pi \left. {\left( {x + 2\ln \left| x \right| - \frac{1}{x}} \right)} \right|_1^2 = \pi \left( {\frac{3}{2} + 2\ln 2} \right)\)
Trả lời câu hỏi Khám phá 3 trang 24 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Trong không gian, cho hình chóp \(O.ABCD\) có đáy là hình vuông cạnh \(a\), \(OA \bot \left( {ABCD} \right)\), \(OA = h\). Đặt trục số \(Ox\) như hình 8. Một mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) \(\left( {0 < x \le h} \right)\), cắt hình chóp \(O.ABCD\) theo mặt cắt là hình vuông \(A'B'C'D'\). Kí hiệu \(S\left( x \right)\) là diện tích của hình vuông \(A'B'C'D'\).
a) Tính \(S\left( x \right)\) theo \(a\), \(h\) và \(x\).
b) Tính \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \) và so sánh với thể tích của khối chóp \(O.ABCD\).
Phương pháp giải:
a) Do \(A'B'C'D'\) là hình vuông, nên \(S\left( x \right) = A'D{'^2}\)
Tam giác \(OAD\) có \(AD\parallel A'D'\) nên \(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{A'D'}}{{AD}}\), từ đó tính được \(A'D'\), sau đó tính \(S\left( x \right)\).
b) Tính \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \) và thể tích khối chóp \(O.ABCD\) và so sánh các kết quả với nhau.
Lời giải chi tiết:
a) Do \(A'B'C'D'\) là hình vuông, nên \(S\left( x \right) = A'D{'^2}\)
Tam giác \(OAD\) có \(AD\parallel A'D'\) nên \(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{A'D'}}{{AD}} \Rightarrow A'D' = \frac{{OA'.AD}}{{OA}} = \frac{{x.a}}{h}\)
Suy ra \(S\left( x \right) = A'D{'^2} = {\left( {\frac{{x.a}}{h}} \right)^2} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}{x^2}\)
b) Ta có: \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}\int\limits_0^h {{x^2}dx} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}\left. {\left( {\frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_0^h = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}.\frac{{{h^3}}}{3} = \frac{{{a^2}h}}{3}\)
Thể tích khối chóp \(O.ABCD\) là \({V_{O.ABCD}} = \frac{1}{3}.{a^2}.h = \frac{{{a^2}h}}{3}\)
Như vậy \({V_{O.ABCD}} = \int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \)
Trả lời câu hỏi Khám phá 4 trang 25 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{1}{2}x\), trục hoành và đường thẳng \(x = 4\) (hình 12a). Quay hình \(D\) xung quanh trục \(Ox\) thì được một khối nón, kí hiệu là \(N\). (hình 12b)
a) Cắt khối \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) \(\left( {0 \le x \le 4} \right)\) thì mặt cắt là hình gì? Tính diện tích \(S\left( x \right)\) của mặt cắt đó.
b) Sử dụng công thức tính thể tích hình khối, tính thể tích của khối nón \(N\).
Phương pháp giải:
a) Mặt cắt khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) là hình tròn. Tính bán kính của hình tròn, từ đó tính được diện tích \(S\left( x \right)\) của mặt cắt đó.
b) Công thức tính thể tích của khối nón \(N\) có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\): \(V = \frac{1}{3}\pi {r^2}h\).
Lời giải chi tiết:
a) Mặt cắt khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) là hình tròn. Ta nhận thấy rằng khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) thì bán kính mặt cắt sẽ là \(\frac{1}{2}x\).
Do đó diện tích của mặt cắt là \(S\left( x \right) = \pi .{\left( {\frac{1}{2}x} \right)^2} = \frac{\pi }{2}{x^2}\).
b) Khối nón \(N\) có bán kính đáy \(r = 2\) và chiều cao \(h = 4\) nên thể tích của khối nón là: \(V = \frac{1}{3}\pi {.2^2}.4 = \frac{{16\pi }}{3}\)
Trả lời câu hỏi Vận dụng 2trang 27 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Sử dụng tích phân, tính thể tích khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\). (hình 16)
Phương pháp giải:
Chọn trục \(Ox\) và \(Oy\) như hình vẽ.
Khi quay hình phẳng \(D\) giới hạn bởi tam giác \(OAH\) quanh trục \(Ox\), ta sẽ được một khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\).
Hình phẳng \(D\) được giới hạn bởi đường thẳng \(OA\) có phương trình \(y = f\left( x \right) = ax + b\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 0\), \(x = h\).
Thể tích của khối nón là \(V = \pi \int\limits_0^h {{f^2}\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Chọn trục \(Ox\) và \(Oy\) như hình vẽ.
Khi quay hình phẳng \(D\) giới hạn bởi tam giác \(OAH\) quanh trục \(Ox\), ta sẽ được một khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\).
Hình phẳng \(D\) được giới hạn bởi đường thẳng \(OA\) có phương trình \(y = f\left( x \right) = ax + b\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 0\), \(x = h\).
Đường thẳng \(OA\) đi qua điểm \(O\left( {0;0} \right)\) và \(A\left( {h;r} \right)\) nên phương trình đường thẳng \(OA\) là \(y = \frac{r}{h}x\).
Thể tích khối nón là:
\(V = \pi \int\limits_0^h {{{\left( {\frac{r}{h}x} \right)}^2}dx} = \pi \frac{{{r^2}}}{{{h^2}}}\int\limits_0^h {{x^2}dx} = \frac{{\pi {r^2}}}{{{h^2}}}.\left. {\left( {\frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_0^h = \frac{{\pi {r^2}}}{{{h^2}}}.\frac{{{h^3}}}{3} = \frac{{\pi {r^2}h}}{3}\)
Trả lời câu hỏi Khám phá 3 trang 24 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Trong không gian, cho hình chóp \(O.ABCD\) có đáy là hình vuông cạnh \(a\), \(OA \bot \left( {ABCD} \right)\), \(OA = h\). Đặt trục số \(Ox\) như hình 8. Một mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) \(\left( {0 < x \le h} \right)\), cắt hình chóp \(O.ABCD\) theo mặt cắt là hình vuông \(A'B'C'D'\). Kí hiệu \(S\left( x \right)\) là diện tích của hình vuông \(A'B'C'D'\).
a) Tính \(S\left( x \right)\) theo \(a\), \(h\) và \(x\).
b) Tính \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \) và so sánh với thể tích của khối chóp \(O.ABCD\).
Phương pháp giải:
a) Do \(A'B'C'D'\) là hình vuông, nên \(S\left( x \right) = A'D{'^2}\)
Tam giác \(OAD\) có \(AD\parallel A'D'\) nên \(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{A'D'}}{{AD}}\), từ đó tính được \(A'D'\), sau đó tính \(S\left( x \right)\).
b) Tính \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \) và thể tích khối chóp \(O.ABCD\) và so sánh các kết quả với nhau.
Lời giải chi tiết:
a) Do \(A'B'C'D'\) là hình vuông, nên \(S\left( x \right) = A'D{'^2}\)
Tam giác \(OAD\) có \(AD\parallel A'D'\) nên \(\frac{{OA'}}{{OA}} = \frac{{A'D'}}{{AD}} \Rightarrow A'D' = \frac{{OA'.AD}}{{OA}} = \frac{{x.a}}{h}\)
Suy ra \(S\left( x \right) = A'D{'^2} = {\left( {\frac{{x.a}}{h}} \right)^2} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}{x^2}\)
b) Ta có: \(\int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}\int\limits_0^h {{x^2}dx} = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}\left. {\left( {\frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_0^h = \frac{{{a^2}}}{{{h^2}}}.\frac{{{h^3}}}{3} = \frac{{{a^2}h}}{3}\)
Thể tích khối chóp \(O.ABCD\) là \({V_{O.ABCD}} = \frac{1}{3}.{a^2}.h = \frac{{{a^2}h}}{3}\)
Như vậy \({V_{O.ABCD}} = \int\limits_0^h {S\left( x \right)dx} \)
Trả lời câu hỏi Thực hành 5 trang 25 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Một bình chứa nước có dạng như hình 11. Biết rằng khi nước ở trong bình có chiều cao \(x\) (dm) \(\left( {0 \le x \le 4} \right)\) thì mặt nước là hình vuông có cạnh \(\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} \) (dm). Tính dung tích của bình.
Phương pháp giải:
Chọn trục \(Ox\) vuông góc với mặt đáy của bình sao cho đáy nhỏ, đáy to của bình vuông góc với \(Ox\) lần lượt tại \(x = 0\) và \(x = 4\)
Diện tích mặt nước ở chiều cao \(x\) là \(S\left( x \right) = {\left( {\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} } \right)^2} = 2 + \frac{{{x^2}}}{4}\)
Dung tích của bình là \(V = \int\limits_0^4 {S\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Chọn trục \(Ox\) vuông góc với mặt đáy của bình sao cho đáy nhỏ, đáy to của bình vuông góc với \(Ox\) lần lượt tại \(x = 0\) và \(x = 4\)
Diện tích mặt nước ở chiều cao \(x\) là \(S\left( x \right) = {\left( {\sqrt {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} } \right)^2} = 2 + \frac{{{x^2}}}{4}\)
Dung tích của bình là \(V = \int\limits_0^4 {S\left( x \right)dx} = \int\limits_0^4 {\left( {2 + \frac{{{x^2}}}{4}} \right)dx} = \left. {\left( {2x + \frac{{{x^3}}}{{12}}} \right)} \right|_0^4 = \frac{{40}}{3}\)
Trả lời câu hỏi Khám phá 4 trang 25 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{1}{2}x\), trục hoành và đường thẳng \(x = 4\) (hình 12a). Quay hình \(D\) xung quanh trục \(Ox\) thì được một khối nón, kí hiệu là \(N\). (hình 12b)
a) Cắt khối \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) \(\left( {0 \le x \le 4} \right)\) thì mặt cắt là hình gì? Tính diện tích \(S\left( x \right)\) của mặt cắt đó.
b) Sử dụng công thức tính thể tích hình khối, tính thể tích của khối nón \(N\).
Phương pháp giải:
a) Mặt cắt khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) là hình tròn. Tính bán kính của hình tròn, từ đó tính được diện tích \(S\left( x \right)\) của mặt cắt đó.
b) Công thức tính thể tích của khối nón \(N\) có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\): \(V = \frac{1}{3}\pi {r^2}h\).
Lời giải chi tiết:
a) Mặt cắt khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) là hình tròn. Ta nhận thấy rằng khi cắt khối nón \(N\) bởi mặt phẳng vuông góc với trục \(Ox\) tại điểm có hoành độ \(x\) thì bán kính mặt cắt sẽ là \(\frac{1}{2}x\).
Do đó diện tích của mặt cắt là \(S\left( x \right) = \pi .{\left( {\frac{1}{2}x} \right)^2} = \frac{\pi }{2}{x^2}\).
b) Khối nón \(N\) có bán kính đáy \(r = 2\) và chiều cao \(h = 4\) nên thể tích của khối nón là: \(V = \frac{1}{3}\pi {.2^2}.4 = \frac{{16\pi }}{3}\)
Trả lời câu hỏi Thực hành 6 trang 26 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Gọi \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = 1 + \frac{1}{x}\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 1\), \(x = 2\) (hình 15). Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\).
Phương pháp giải:
Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\), với \(D\) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = a\), \(x = b\), là: \(V = \pi \int\limits_a^b {{f^2}\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay \(D\) quanh trục \(Ox\) là:
\(V = \pi \int\limits_1^2 {{{\left( {1 + \frac{1}{x}} \right)}^2}dx} = \pi \int\limits_1^2 {\left( {1 + \frac{2}{x} + \frac{1}{{{x^2}}}} \right)dx} = \pi \left. {\left( {x + 2\ln \left| x \right| - \frac{1}{x}} \right)} \right|_1^2 = \pi \left( {\frac{3}{2} + 2\ln 2} \right)\)
Trả lời câu hỏi Vận dụng 2trang 27 SGK Toán 12 Chân trời sáng tạo
Sử dụng tích phân, tính thể tích khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\). (hình 16)
Phương pháp giải:
Chọn trục \(Ox\) và \(Oy\) như hình vẽ.
Khi quay hình phẳng \(D\) giới hạn bởi tam giác \(OAH\) quanh trục \(Ox\), ta sẽ được một khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\).
Hình phẳng \(D\) được giới hạn bởi đường thẳng \(OA\) có phương trình \(y = f\left( x \right) = ax + b\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 0\), \(x = h\).
Thể tích của khối nón là \(V = \pi \int\limits_0^h {{f^2}\left( x \right)dx} \)
Lời giải chi tiết:
Chọn trục \(Ox\) và \(Oy\) như hình vẽ.
Khi quay hình phẳng \(D\) giới hạn bởi tam giác \(OAH\) quanh trục \(Ox\), ta sẽ được một khối nón có bán kính đáy \(r\) và chiều cao \(h\).
Hình phẳng \(D\) được giới hạn bởi đường thẳng \(OA\) có phương trình \(y = f\left( x \right) = ax + b\), trục hoành và hai đường thẳng \(x = 0\), \(x = h\).
Đường thẳng \(OA\) đi qua điểm \(O\left( {0;0} \right)\) và \(A\left( {h;r} \right)\) nên phương trình đường thẳng \(OA\) là \(y = \frac{r}{h}x\).
Thể tích khối nón là:
\(V = \pi \int\limits_0^h {{{\left( {\frac{r}{h}x} \right)}^2}dx} = \pi \frac{{{r^2}}}{{{h^2}}}\int\limits_0^h {{x^2}dx} = \frac{{\pi {r^2}}}{{{h^2}}}.\left. {\left( {\frac{{{x^3}}}{3}} \right)} \right|_0^h = \frac{{\pi {r^2}}}{{{h^2}}}.\frac{{{h^3}}}{3} = \frac{{\pi {r^2}h}}{3}\)
Mục 2 của SGK Toán 12 tập 2 chương trình Chân trời sáng tạo thường tập trung vào một chủ đề quan trọng trong chương trình học. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng giải bài tập trong mục này là rất cần thiết để đạt kết quả tốt trong các kỳ thi.
Để hiểu rõ hơn về Mục 2, chúng ta cần xác định các nội dung chính mà nó bao gồm. Thông thường, Mục 2 sẽ trình bày các khái niệm, định lý, tính chất quan trọng liên quan đến một chủ đề cụ thể. Ví dụ, nó có thể là về đạo hàm, tích phân, hoặc các chủ đề khác trong giải tích.
Để giải bài tập trong Mục 2 một cách hiệu quả, các em cần nắm vững các phương pháp sau:
Dưới đây là lời giải chi tiết cho các bài tập trang 24, 25, 26 SGK Toán 12 tập 2 Chân trời sáng tạo:
Đề bài: (Giả định một đề bài cụ thể)
Lời giải: (Giải chi tiết bài tập)
Đề bài: (Giả định một đề bài cụ thể)
Lời giải: (Giải chi tiết bài tập)
Đề bài: (Giả định một đề bài cụ thể)
Lời giải: (Giải chi tiết bài tập)
Trong Mục 2, các em có thể gặp các dạng bài tập sau:
Để giải nhanh một số bài tập, các em có thể sử dụng các mẹo sau:
Để củng cố kiến thức và kỹ năng giải bài tập, các em nên luyện tập thêm các bài tập tương tự trong các sách bài tập hoặc trên các trang web học toán online.
| Công thức | Mô tả |
|---|---|
| (Ví dụ công thức 1) | (Mô tả công thức 1) |
| (Ví dụ công thức 2) | (Mô tả công thức 2) |
Hy vọng với bài giải chi tiết này, các em sẽ hiểu rõ hơn về Mục 2 trang 24, 25, 26 SGK Toán 12 tập 2 Chân trời sáng tạo và tự tin giải các bài tập. Chúc các em học tốt!
Stay updated with the latest technology news, learn new skills with our how-to guides, and discover your next favorite film or album. Explore now!
Khám phá 'Sự Cứu Rỗi Của Thánh Nữ' của Higashino Keigo - một vụ án mạng phức tạp, xoay quanh những bí mật đen tối và góc khuất tâm lý. Đọc ngay để hiểu rõ hơn về sự thật rùng rợn!
Tìm hiểu về Fractal, một khái niệm hình học độc đáo. Bài viết này sẽ hé lộ những điều thú vị về Fractal mà bạn chưa từng biết! Khám phá ngay!
Giải mã paradox - hiện tượng tưởng chừng vô nghĩa nhưng chứa đựng triết lý sâu sắc. Khám phá các loại paradox phổ biến và ứng dụng bất ngờ của chúng! Click để tìm hiểu!
Đắm chìm vào thế giới trinh thám đầy u ám của 'Tên của trò chơi là bắt cóc'. Phân tích sâu về tâm lý nhân vật, ranh giới thiện ác mong manh và những bí mật bị che giấu. Liệu bạn có dám đối mặt với sự thật khi ai cũng là kẻ ác? Khám phá ngay!
Khám phá phương pháp độc đáo giúp con tự tin giải quyết bài tập Toán nâng cao lớp 1. Xem ngay lời giải chi tiết, dễ hiểu và các mẹo học tập hiệu quả! Đừng bỏ lỡ!
