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 là chiều cao và bán kính đáy của hình trụ đã cho.
Khi đó ta có: (chọn ).
Ta có mối quan hệ giữa :
Thể tích khối trụ là
Xét hàm số với

Khi đó Chọn B. Đáp án: B
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
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
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 là điểm đối xứng của qua
vuông tại có đường cao nên:

Khi đó (với ).
Xét hàm số
Lập bảng biến thiên suy ra Chọn C. Đáp án: C
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 lần lượt là bán kính đáy và chiều cao của hình trụ.
Khi đó diện tích toàn phần của hình trụ là:
Ta có:
Lại có: thế vào ta có:

Xét hàm số ta có:
từ đó suy ra Chọn D. Đáp án: D
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
A,
B,
C,
D,

Chuẩn hóa dựng hình nón như hình vẽ ta có:
Gọi lần lượt là bán kính đáy và chiều cao của hình trụ. Khi đó thể tích hình trụ là:
Ta có:

Thế vào ta có:
Xét hàm số ta có:
Chọn C. Đáp án: C
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 (các em xem lại phần mặt cầu). Gọi lần lượt là độ dài cạnh đáy và chiều cao của khối chóp.
Khi đó
Diện tích đáy là:
Thể tích khối chóp là:
Ta sẽ tìm mối liên hệ giữa , ta có:
thế vào ta có: với
Xét hàm số với Ta có:
Lập bảng biến thiên suy ra Vậy Chọn B. Đáp án: B
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 tính khi thể tích khối chóp nhỏ nhất.
A,
B,
C,
D,

Đặt , ta dễ dàng suy ra thể tích khối chóp là:
Bây giờ ta sẽ tìm mối liên hệ giữa 2 đại lượng dựa vào giả thiết khoảng cách từ đến mặt phẳng
Dựng
vuông cận tại
Mặt khác ,
Do đó ta có: (với )
Xét hàm số
Lập bảng biến thiên suy ra
Do đó Chọn B. Đáp án: B
Câu 10 [382886]: Từ một tấm bìa hình vuông có cạnh bằng người ta cắt bỏ bốn tam giác bằng nhau là 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)

Giả sử
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
Thời gian đi từ
Thời gian đi từ
Tổng thời gia thời gian đi từ
Xét hàm số trên khoảng
Phương trình
Vậy để đi từ nhanh nhất khi cách một khoảng Chọn B. Đáp án: B
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
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. 
03-bsungdunghs.png
 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:
TO.20.png
Dựa vào bảng biến thiên, suy ra thì đạt giá trị nhỏ nhất.
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 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
Thời gian đi từ đến rồi đến
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?
2.png

Viết kết quả làm tròn kết quả đến hang đơn vị.
Gọi là hình chiếu vuông góc của trên và đặt
Có:
Diện tích hình thang là:
Có:
Bảng biến thiên:
TO.21.png
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
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).
17.png
A,
B,
C,
D,

Xét khối trụ nội tiếp khối cầu. Gọi lần lượt là chiều cao và bán kính đáy của khối trụ đã cho.
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).
1.minmaxxhkg.png
Thể tích của khối trụ đạt giá trị lớn nhất bằng
A,
B,
C,
D,
02-minmaxxhkg.png
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
v200.png
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?
04-bsudhs.png
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:
TO.22.png
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:
Câu 20 [31034]: Có hai chiếc cọc cao 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 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
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 triệu đồng, từ đến 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
Tam giác vuông tại
Vậy tổng chi phí để lắp đặt quãng đường từ
Xét hàm số với
Phương trình
Vậy hàm số đạt giá trị nhỏ nhất khi Chọn B.
Đáp án: B
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
TO.47.png
Cách 1: Đặt Ta có:
Đặt
Khảo sát hàm số trên khoảng
Cách 2: Gọi là điểm đối xứng với qua là điểm đối xứng với qua 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
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).
1.png
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:
TO.23.png
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.
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
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
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.
02-bóungthuctien2.png
Đáp số:……………………..
Đặt (vì vận tốc của xe máy gấp 4 lần vân tốc xe đạp)
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.
03.bsthuctien03.png
Đáp số:……………………………
Quãng đường Nam đi là:

Gọi tâm hồ là

Ta 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
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.
TO.109.png
Đặt khi đó
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
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