Hoạt động khám phá 1 trang 37 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2
Quãng đường rơi tự do của một vật được biểu diễn bởi công thức \(s\left( t \right) = 4,9{t^2}\) với \(t\) là thời gian tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét.
Vận tốc trung bình của chuyển động này trên khoảng thời gian \(\left[ {5;t} \right]\) hoặc \(\left[ {t;5} \right]\) được tính bằng công thức \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\).
a) Hoàn thiện bảng sau về vận tốc trung bình trong những khoảng thời gian khác nhau. Nêu nhận xét về \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) khi \(t\) càng gần 5.
b) Giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) được gọi là vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm \({t_0} = 5\). Tính giá trị này.
c) Tính giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{t \to {t_0}} \frac{{s\left( t \right) - s\left( {{t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}}\) để xác định vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm \({t_0}\) nào đó trong quá trình rơi của vật.
Hướng dẫn giải chi tiết Hoạt động khám phá 1
Phương pháp giải:
a) Thay vào công thức \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\).
b), c) Sử dụng các quy tắc tính giới hạn.
Lời giải chi tiết:
a)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,1} \right]}
\end{array}:t = 5,1\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{1^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,1 - 5}} = 49,49
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,05} \right]}
\end{array}:t = 5,05\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{05}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,05 - 5}} = 49,245
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,01} \right]}
\end{array}:t = 5,01\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{01}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,01 - 5}} = 49,049
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,001} \right]}
\end{array}:t = 5,001\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{001}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,001 - 5}} = 49,0049
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {4,999;5} \right]}
\end{array}:t = 4,999\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.4,{{999}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{4,999 - 5}} = 48,9951
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {4,99;5} \right]}
\end{array}:t = 4,99\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.4,{{99}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{4,99 - 5}} = 48,951
\end{array}
\end{array}\)
Ta thấy: \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) càng gần 49 khi \(t\) càng gần 5.
b)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9{t^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{t - 5}}\\
= \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {{t^2} - {5^2}} \right)}}{{t - 5}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {t - 5} \right)\left( {t + 5} \right)}}{{t - 5}}
\end{array}\\
{ = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} 4,9\left( {t + 5} \right) = 4,9\left( {5 + 5} \right) = 49}
\end{array}\)
c)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\mathop {\lim }\limits_{t \to {t_0}} \frac{{s\left( t \right) - s\left( {{t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9{t^2} - 4,9.t_0^2}}{{t - {t_0}}}\\
= \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {{t^2} - t_0^2} \right)}}{{t - t_0^2}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {t - {t_0}} \right)\left( {t + {t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}}
\end{array}\\
{ = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} 4,9\left( {t + {t_0}} \right) = 4,9\left( {{t_0} + {t_0}} \right) = 9,8{t_0}}
\end{array}\)
-- Mod Toán 11 HỌC247
Bài tập SGK khác
Hoạt động khởi động trang 37 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 1 trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Vận dụng trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Hoạt động khám phá 2 trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 2 trang 40 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Hoạt động khám phá 3 trang 40 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 3 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 1 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 2 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 3 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 4 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 5 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 6 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Bài tập 1 trang 38 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 2 trang 38 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 3 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 4 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 5 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Chưa có câu hỏi nào. Em hãy trở thành người đầu tiên đặt câu hỏi.