Đáp án Bài tập tự luyện
Câu 1 [6431]: Trong các khối trụ có cùng diện tích toàn phần bằng
. Gọi
là khối trụ có thể tích lớn nhất, chiều cao của
bằng



A, 

B, 

C, 

D, 

Ta có
Xét hàm số trên khoảng
Bảng biến thiên
Vậy thể tích khối trụ lớn nhất khi
Chọn B. Đáp án: B
Câu 2 [327628]: Cho hình trụ
nội tiếp trong một hình cầu có bán kính là
. Hình trụ có thể tích lớn nhất là


A, 

B, 

C, 

D, 


Trước hết, ta chuẩn hóa

Gọi


Khi đó ta có:


Ta có mối quan hệ giữa



Thể tích khối trụ là

Xét hàm số



Khi đó

Câu 3 [5924]: Một nhà máy cần thiết kế một chiếc bể đựng nước hình trụ bằng tôn có thể tích là
. Tìm bán kính đáy
của hình trụ sao cho hình trụ được làm ra tốn ít nhiên liệu nhất.


A, 

B, 

C, 

D, 

Gọi
là chiều cao của hình trụ.
Thể tích của khối trụ là
Diện tích toàn phần của khối trụ là
Áp dụng bất đẳng thức AM – GM, ta có
Dấu “=” xảy ra khi
Chọn C. Đáp án: C

Thể tích của khối trụ là


Diện tích toàn phần của khối trụ là



Áp dụng bất đẳng thức AM – GM, ta có

Dấu “=” xảy ra khi


Chọn C. Đáp án: C
Câu 4 [6411]: Trong tất cả hình nón có độ dài đường sinh là
, tìm hình nón có thể tích lớn nhất.

A, 

B, 

C, 

D, 

Gọi bán kính đáy và chiều cao của hình nón lần lượt là
Ta có
(theo bất đẳng thức AM – GM)



Suy ra
Chọn A. Đáp án: A

Ta có






Suy ra

Chọn A. Đáp án: A
Câu 5 [327630]: [Đề thi tham khảo lần 3 năm 2017] Cho mặt cầu tâm
bán kính
Xét mặt phẳng
thay đổi cắt mặt cầu theo giao tuyến là đường tròn
Hình nón
có đỉnh
nằm trên mặt cầu, có đáy là đường tròn
và có chiều cao là
Tính
để thể tích khối nón được tạo nên bởi
có giá trị lớn nhất.











A, 

B, 

C, 

D, 


Để đơn giản trong việc tính toán, ta chuẩn hóa

Đặt

Ta cần tìm mối liên hệ giữa


Cách 1: Dựa hình vẽ ta có quan hệ:

Lại có:


Cách 2: Gọi








Khi đó



Xét hàm số

Lập bảng biến thiên suy ra

Câu 6 [327634]: Cho hình nón
có bán kính đáy
và chiều cao bằng
Một hình trụ nội tiếp hình nón
Diện tích toàn phần của hình trụ đạt giá trị lớn nhất bằng




A, 

B, 

C, 

D, 


Chuẩn hóa

Gọi


Khi đó diện tích toàn phần của hình trụ là:


Ta có:

Lại có:



Xét hàm số




Câu 7 [327635]: Cho hình nón tròn xoay
có đỉnh
và đáy là hình tròn tâm
bán kính
Đường cao
Gọi
là thể tích của hình trụ nội tiếp hình nón đã cho, giá trị lớn nhất của
là







A, 

B, 

C, 

D, 


Chuẩn hóa


Gọi



Ta có:


Thế vào


Xét hàm số


Câu 8 [327621]: Cho hình chóp
đều nội tiếp trong mặt cầu bán kính
không đổi. Hình chóp có thể tích lớn nhất có chiều cao là


A, 

B, 

C, 

D, 


Chuẩn hóa

Ta tính được



Khi đó
Diện tích đáy là:

Thể tích khối chóp là:

Ta sẽ tìm mối liên hệ giữa







Xét hàm số



Lập bảng biến thiên suy ra


Câu 9 [327617]: [Đề thi THPT QG năm 2017-Mã 103] Xét khối chóp
có đáy là tam giác vuông cân tại
vuông góc với đáy, khoảng cách từ
đến mặt phẳng
bằng
Gọi
là góc giữa hai mặt phẳng
và
tính
khi thể tích khối chóp
nhỏ nhất.










A, 

B, 

C, 

D, 


Đặt




Bây giờ ta sẽ tìm mối liên hệ giữa 2 đại lượng




Dựng





Mặt khác




Do đó ta có:



Xét hàm số




Lập bảng biến thiên suy ra




Do đó


Câu 10 [382886]: Từ một tấm bìa hình vuông
có cạnh bằng
người ta cắt bỏ bốn tam giác bằng nhau là
và
Với phần còn lại, người ta gấp lên và ghép lại để thành hình chóp tứ giác đều. Hỏi thể tích khối chóp lớn nhất bằng bao nhiêu dm^3 (Viết kết quả làm tròn
đến hàng phần mười)




đến hàng phần mười)

Giả sử 


Chiều cao hình chóp là:



Ta có:





Đặt






Chiều cao hình chóp là:



Ta có:





Đặt





Câu 11 [31003]: Một ngọn hải đăng đặt tại vị trí
có khoảng cách đến bờ biển
Trên bờ biển có một cái kho ở vị trí
cách
một khoảng
. Người canh hải đăng có thể chèo đò từ
đến
trên bờ biển với vận tốc
rồi đi bộ đến
với vận tốc
. Vị trí của điểm
cách
một khoảng bao nhiêu để người đó đi đến kho nhanh nhất?













A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Đặt 
Tam giác
vuông tại
có 
Thời gian đi từ
là 
Thời gian đi từ
là
Tổng thời gia thời gian đi từ
là 

Xét hàm số
trên khoảng
có
Phương trình


Vậy để đi từ
nhanh nhất khi
cách
một khoảng
Chọn B. Đáp án: B


Tam giác




Thời gian đi từ



Thời gian đi từ


Tổng thời gia thời gian đi từ




Xét hàm số




Phương trình





Vậy để đi từ




Câu 12 [31024]: Một người cần đi từ khách sạn
bên bờ biển đến hòn đảo
Biết rằng khoảng cách từ đảo
đến bờ biển là
khoảng cách từ khách sạn
đến điểm
trên bờ gần đảo
nhất là
. Người đó có thể di đi đường thủy hoặc đi đường bộ rồi đi đường thủy (như hình vẽ bên). Biết kinh phí đi đường thủy là
, đi đường bộ là
. Hỏi người đó phải đi đường bộ một khoảng bao nhiêu để kinh phí nhỏ nhất (
)?












A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Đặt 


Suy ra kinh phí người đó phải bỏ là
Khảo sát hàm số
trên
ta được: 



Suy ra
Vậy chi phí nhỏ nhất cần phải bỏ khi người đó đi bộ
và chi phí thấp nhất là 160 USD.
Chọn B. Đáp án: B




Suy ra kinh phí người đó phải bỏ là

Khảo sát hàm số






Suy ra


Vậy chi phí nhỏ nhất cần phải bỏ khi người đó đi bộ

Chọn B. Đáp án: B
Câu 13 [384769]: Trong nội dung thi điền kinh và bơi lội phối hợp được diễn ra tại một hồ bơi có chiều rộng 50 m và chiều dài 200 m. Một vận động viên cần chạy phối hợp với bơi (bắt buộc cả hai) khi phải thực hiện lộ trình xuất phát từ A đến B như hình vẽ. Hỏi rằng sau khi chạy được bao xa (quãng đường x) thì vận động viên nên nhảy xuống để tiếp tục bơi về đích nhanh nhất ? Biết rằng vận tốc của vận động viên khi chạy trên bờ và khi bơi lần lượt là 4,5 m/s và 1,5 m/s. 

Đáp số:……………………………
Gọi quãng đường vận động viên chạy trên bờ là:
Khi đó quãng đường vận động viên bơi dưới nước sẽ là:
Thời gian cho cả quãng đường đi (cả trên bờ và dưới nước) là:

Yêu cầu bài toán tương đương với: Tìm
để
đạt giá trị nhỏ nhất.
Có:


Bảng biến thiên:

Dựa vào bảng biến thiên, suy ra
thì
đạt giá trị nhỏ nhất.

Khi đó quãng đường vận động viên bơi dưới nước sẽ là:

Thời gian cho cả quãng đường đi (cả trên bờ và dưới nước) là:


Yêu cầu bài toán tương đương với: Tìm


Có:




Bảng biến thiên:

Dựa vào bảng biến thiên, suy ra


Câu 14 [31013]: Một người đàn ông muốn chèo thuyền ở vị trí
tới điểm
về phía hạ lưu bờ đối diện, càng nhanh càng tốt, trên một bờ sông thẳng rộng
(như hình vẽ). Anh có thể chèo thuyền của mình trực tiếp qua sông để đến
và sau đó chạy đến
, hay có thể chèo trực tiếp đến
, hoặc anh ta có thể chèo thuyền đến một điểm
giữa
và
và sau đó chạy đến
. Biết anh ấy có thể chèo thuyền
, chạy
và quãng đường
. Biết tốc độ của dòng nước là không đáng kể so với tốc độ chèo thuyền của người đàn ông. Tìm khoảng thời gian ngắn nhất (đơn vị: giờ) để người đàn ông đến
.















A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Thời gian đi từ
đến
là



Thời gian đi từ
đến
rồi đến
là




Goi

Xét hàm số


Suy ra

Suy ra thời gian ngắn nhất bằng
Chọn D.
Đáp án: D 
Câu 15 [358939]: Một bác nông dân có ba tấm lưới thép B40, mỗi tấm dài
và muốn rào một mảnh vườn dọc bờ sông có dạng hình thang cân
như Hình 36 (bờ sông là đường thẳng
không phải rào). Hỏi bác đó có thể rào được mảnh vườn có diện tích lớn nhất là bao nhiêu mét vuông?
Viết kết quả làm tròn kết quả đến hang đơn vị.




Viết kết quả làm tròn kết quả đến hang đơn vị.
Gọi
là hình chiếu vuông góc của
trên
và đặt




Có:
và



Diện tích hình thang
là:


Có: 




Bảng biến thiên:

Dựa vào bảng biến thiên, suy ra bác đó có thể rào được
mảnh vườn có diện tích lớn nhất là 

Câu 16 [31097]: Một sợi dây kim loại dài
được cắt ra thành hai đoạn. Đoạn dây thứ nhất có độ dài
được uốn thành một hình vuông. Đoạn dây còn lại được uốn thành một vòng tròn. Để tổng diện tích của hình vuông và hình tròn nhỏ nhất thì giá trị của
xấp xỉ bao nhiêu




A, 

B, 

C, 

D, 

+Độ dài cạnh hình vuông là
Chu vi



Đáp án: B


Chu vi







Câu 17 [8775]: Một công ty mỹ phẩm chuẩn bị ra một mẫu sản phẩm dưỡng da mới mang tên Ngọc Trai với thiết kế một khối cầu như viên ngọc trai, bên trong là một khối trụ nằm trong nửa khối cầu để đựng kem dưỡng như hình vẽ. Theo dự kiến, nhà sản xuất có dự định để khối cầu có bán kính là
Tìm thể tích lớn nhất của khối trụ đựng kem để thể tích thực ghi trên bìa hộp là lớn nhất (với mục đích thu hút khách hàng).


A, 

B, 

C, 

D, 


Xét khối trụ nội tiếp khối cầu. Gọi


Khi đó ta có

Thể tích khối trụ là



Suy ra

Do khối trụ chỉ nằm trong nửa hộp kem nên

Chọn B. Đáp án: B
Câu 18 [384811]: Cho hình nón có bán kính đáy bằng 4, chiều cao bằng 8. Một khối trụ có bản kính đáy thay đổi và nội tiếp hình nón đã cho (tham khảo hình vẽ).
Thể tích của khối trụ đạt giá trị lớn nhất bằng

A, 

B, 

C, 

D, 


Xét khối trụ nội tiếp khối nón như hình vẽ.
Đặt
là bán kính đáy của hình trụ, chiều cao hình trụ bằng


Khi đó

Suy ra
(với
)


Suy ra thể tích của khối trụ là

Xét hàm số

Ta có

Bảng biến thiên

Suy ra thể tích khối trụ đạt giá trị lớn nhất là

Chọn đáp án B.
Đáp án: B
Câu 19 [384770]: Một hồ nước nhân tạo được xây dựng trong một công viên giải trí. Trong mô hình minh hoạ bên, nó được giới hạn bởi các trục toạ độ và đồ thị của hàm số
Đơn vị đo độ dài trên mỗi trục toạ độ là
Trong công viên có một con đường chạy dọc theo đồ thị hàm số
Người ta dự định xây dựng bên bờ hồ một bến thuyền đạp nước Khoảng cách từ bến thuyền đến con đường này là ngắn nhất la bao nhiêu mét?Viết kết quả làm tròn đến hàng phần chục?




Gọi
là điểm tượng trưng cho bến thuyền trên bờ hồ.
(1)
Khoảng cách từ bến thuyền đến con đường là:
(2)
Từ (1) và (2), ta có:
Đặt
với 
Có:

Bảng biến thiên:

Để
ngắn nhất
Hàm số
đạt giá trị nhỏ nhất.
Dựa vào bảng biến thiên, suy ra giá trị nhỏ nhất của
là 16 khi 
Vậy khoảng cách ngắn nhất từ bến thuyền đến con đường là:



Khoảng cách từ bến thuyền đến con đường là:

Từ (1) và (2), ta có:

Đặt


Có:


Bảng biến thiên:

Để



Dựa vào bảng biến thiên, suy ra giá trị nhỏ nhất của


Vậy khoảng cách ngắn nhất từ bến thuyền đến con đường là:

Câu 20 [31034]: Có hai chiếc cọc cao
và
lần lượt đặt hai vị trí
Biết khoảng cách giữa hai cọc bằng
Người ta chọn một cái chốt ở vị trí
trên mặt đất nằm giữa hai chân cột để giăng giăng giây nối đến hai đỉnh
và
của cọc như hình vẽ. Hỏi ta phải đặt chốt ở vị trí nào để tổng độ dài của hai sợi dây đó là ngắn nhất?








A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Đặt

Tam giác
vuông tại
có



Khi đó


Xét hàm số
với
ta có
(thỏa mãn điều kiện )



Dựa vào BBT, suy ra
đạt giá trị nhỏ nhất
Chọn A.
Đáp án: A 

Câu 21 [31058]: Một người muốn kéo đường dây đi từ vị trí
đến vị trí
nằm ở hai bên bờ sông bằng cách kéo từ
đến
, rồi từ
kéo đến vị trí
, sau đó từ
kéo đến
theo đường gấp khúc
(các số liệu như hình vẽ). Biết rằng chi phí lắp đặt cho mỗi
dây kéo từ
đến
là
triệu đồng, từ
đến
là
triệu đồng và chi phí lắp đặt cho mỗi dây kéo từ
đến
tại địa điểm nào cũng như nhau. Hỏi vị trí điểm
phải cách
một khoảng là bao nhiêu để tổng chi phí lắp đặt là ít nhất. (Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).





















A, 

B,
.

C,
.

D, 

Đặt

Tam giác
vuông tại
có



Tam giác
vuông tại
có



Vậy tổng chi phí để lắp đặt quãng đường từ
và
là



Xét hàm số
với
có



Phương trình 
Vậy hàm số đạt giá trị nhỏ nhất khi
Chọn B.
Đáp án: B 
Vậy hàm số đạt giá trị nhỏ nhất khi

Câu 22 [31087]: Một con thuyền đang ở ngoài khơi cách đất liền
và cách hòn đảo
. Hòn đảo cách đất liền
. Con thuyền cần cập bến để tiếp nhiên liệu rồi mang quà Tết ra đảo. Quãng đường ngắn nhất mà con thuyền đó đi là (làm tròn đến hàng đơn vị)




A,
.

B,
.

C,
.

D,
.

Thuyền ở vị trí
sẽ đi đến
(đất liền) và đi ra đảo
Bài toán yêu cầu tìm GTNN của quãng đường
Chuẩn hoá

Cách 1: Đặt
Ta có:
Đặt
Khảo sát hàm số
trên khoảng
Cách 2: Gọi
là điểm đối xứng với
qua
và
là điểm đối xứng với
qua
Vì
là hình chiếu của
lên
Khi đó,
là hình thang cân và
Ta thấy
nên
Để
và điều đó có nghĩa là
thẳng hàng.
Vì thế

Hay quãng đường ngắn nhất cần tính là
Chọn D Đáp án: D



Bài toán yêu cầu tìm GTNN của quãng đường

Chuẩn hoá



Cách 1: Đặt




Đặt

Khảo sát hàm số


Cách 2: Gọi









Khi đó,




Để



Vì thế



Hay quãng đường ngắn nhất cần tính là

Câu 23 [358940]: Có hai xã
cùng ở một bên bờ sông Lam, khoảng cách từ hai xã đó đến bờ sông lần lượt là
và người ta đo được
(Hình 37). Các kĩ sư muốn xây một trạm cung cấp nước sạch nằm bên bờ sông Lam cho người dân hai xã. Để tiết kiệm chi phí, các kĩ sư cần phải chọn vị trí
của trạm cung cấp nước sạch đó trên đoạn
sao cho tổng khoảng cách từ hai xã đến vị trí
là nhỏ nhất. Hãy tìm giá trị nhỏ nhất của tổng khoảng cách đó (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của mét).







Điền đáp án: 2460.
Đặt
Suy ra:
Rõ ràng,
phảithỏa mãn điều kiện
Áp dụng định lí Pythagore ta tính được:

Tổng khoảng cách từ hai vị trí
đến vị trí
là:
Xét hàm số
với
Ta có:
Trên khoảng
ta thấy
khi
Bảng biến thiên:

Dựa vào bảng biếnthiên, ta thấy hàm số
đạt giá trị nhỏ nhất bằng
khi
Vậy giá trị nhỏ nhất của tổng khoảng cách cần tìm là 2460 m.
Đặt

Suy ra:

Rõ ràng,


Áp dụng định lí Pythagore ta tính được:




Tổng khoảng cách từ hai vị trí



Xét hàm số


Ta có:




Bảng biến thiên:

Dựa vào bảng biếnthiên, ta thấy hàm số



Vậy giá trị nhỏ nhất của tổng khoảng cách cần tìm là 2460 m.
Câu 24 [390980]: Một chiếc cốc uống nước bằng giấy có dạng hình nón được làm để đựng được 27 cm³ nước. Tìm chiều cao của cốc để sử dụng lượng giấy là nhỏ nhất. Viết kết quả làm tròn đến hàng phần trăm theo đơn vị cm.
Ta có: 
Cốc sử dụng lượng giấy nhỏ nhất
nhỏ nhất
Ta có:



Dấu “ = ” xảy ra khi và chỉ khi


Cốc sử dụng lượng giấy nhỏ nhất

Ta có:





Dấu “ = ” xảy ra khi và chỉ khi



Câu 25 [31012]: Một màn ảnh hình chữ nhật cao
được đặt ở độ cao
so với tầm mắt (tính đầu mép dưới của màn hình). Để nhìn rõ nhất phải xác định vị trí đứng cách màn ảnh bao nhiêu sao cho góc nhìn lớn nhất. Hãy xác đinh khoảng cách đó.



A, 

B, 

C, 

D, 

Với bài toán này, ta cần xác định
để góc
lớn nhất. Điều này xảy ra
lớn nhất.
Đặt
với
Ta có



Xét hàm số
trên khoảng
Ta có




Tính các giá trị tại
Vậy khoảng cách
cần tìm là
Đáp án: A



Đặt


Ta có






Xét hàm số


Ta có






Tính các giá trị tại


Vậy khoảng cách


Câu 26 [390554]: Một người quan sát đang đứng ở điểm
cách con đường một khoảng
Tại một thời điểm nào đó, có một chiếc xe đạp và xe máy cùng xuất phát tại điểm A và chạy về cùng một hướng (xem hình vẽ bên), biết rằng vận tốc của xe máy gấp bốn lần vận tốc xe đạp. Tìm giá trị lớn nhất của góc nhìn
của người quan sát với hai chiếc xe đó. Viết kết quả làm tròn đến hàng đơn vị theo đơn vị độ. 




Đáp số:……………………..
Đặt
(vì vận tốc của xe máy gấp 4 lần vân tốc xe đạp)
Ta có:




Do đó

Ta có:






Do đó


Câu 27 [390555]: Bạn Nam có thể chèo thuyền với vận tốc
và có thể đi bộ với vận tốc
Hiện tại Nam đang ở vị trí A trên bờ hồ bán kính 2 km. Nam sẽ chèo thuyền đến điểm C, sau đó đi bộ quanh bờ đến điểm B đối diện với A (như hình vẽ). Thời gian dài nhất bạn Nam đi từ A đến C rồi đến B là bao nhiều phút?. Viết kết quả làm tròn đến hàng đơn vị. 



Đáp số:……………………………
Quãng đường Nam đi là: 

Gọi tâm hồ là


Ta có:
có
là đường kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác
vuông tại 

Tổng thời gian Nam đi là:
(giờ)
Xét
với 



Ta bấm máy, nhận thấy bạn Nam đi từ A đến B với khoảng thời gian lớn nhất tại
và 
Đáp án:


Gọi tâm hồ là



Ta có:






Tổng thời gian Nam đi là:

Xét






Ta bấm máy, nhận thấy bạn Nam đi từ A đến B với khoảng thời gian lớn nhất tại


Đáp án:

Câu 28 [31072]: Ông An cần sản xuất một cái thang để trèo qua một bức tường nhà. Ông muốn một cái thang luôn được đặt đi qua vị trí
biết rằng điểm
cao
so với nền nhà và điểm
cách tường nhà
(như hình vẽ). Giả sử kinh phí để sản xuất thang là 400.000 đồng/1 mét dài. Hỏi ông An cần ít nhất bao nhiêu tiền để sản xuất 1 cái thang? (kết quả làm tròn đến hàng nghìn đồng)






A, 1.400.000 đồng.
B, 800.000 đồng.
C, 2.160.000 đồng.
D, 1.665.000 đồng.



Do đó,

Ta có:
Chọn D
Đáp án: D 


Câu 29 [31020]: Cho một tờ giấy hình chữ nhật có chiều dài
, chiều rộng
. Gấp góc bên phải của tờ giấy sao cho khi gấp, đỉnh của góc đó chạm với đáy dưới (như hình vẽ). Gọi độ dài nếp gấp là
thì giá trị nhỏ nhất của
là bao nhiêu?





A, 

B, 

C, 

D, 


Ta kí hiệu như hình.
Ta có




Lại có










Chọn C. Đáp án: C
Câu 30 [31077]: Cho một tấm nhôm hình vuông cạnh
. Người ta muốn cắt một hình thang như hình vẽ. Tìm tổng
để diện tích hình thang
đạt giá trị nhỏ nhất (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).




Điền đáp án: 4,95.

Đường thẳng
cắt
lần lượt tại 














Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi


Đường thẳng


















Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi



Câu 31 [791425]: Một loại kẹo có hình dạng là khối cầu với bán kính bằng
được đặt trong vỏ kẹo có hình dạng là hình chóp tứ giác đều (các mặt của vỏ tiếp xúc với kẹo). Biết rằng khối chóp đều tạo thành từ vỏ kẹo đó có thể tích bé nhất, tính tổng diện tích tất cả các mặt xung quanh của vỏ kẹo

A,
.

B,
.

C,
.

D,
.

Chọn D

Giả sử vỏ kẹo có hình dạng là hình chóp tứ giác đều
có đáy
là hình vuông tâm
, cạnh
, đường cao
. Loại kẹo có hình dạng là khối cầu có tâm
.
Gọi
là trung điểm cạnh
.
Gọi
là hình chiếu của
trên 

là hình chiếu của
trên mặt phẳng
.


Dễ thấy










Thể tích khối chóp
là:




Dấu bằng xảy ra






; 
Vậy tổng diện tích tất cả các mặt xung quanh của vỏ kẹo là:
Đáp án: D

Giả sử vỏ kẹo có hình dạng là hình chóp tứ giác đều






Gọi


Gọi









Dễ thấy











Thể tích khối chóp





Dấu bằng xảy ra









Vậy tổng diện tích tất cả các mặt xung quanh của vỏ kẹo là:
