Câu hỏi

 Một vật nặng treo bởi một chiếc lò xo, chuyển động lên xuống qua vị trí cân bằng (hình vẽ). Khoảng cách \(h\) từ vật đến vị trí cân bằng ở thời điểm \(t\) giây được tính theo công thức \(h=\left| d \right|\) trong đó \(d=5\sin 6t-4\cos 6t\) với \(d\) được tính bằng centimet. Ta quy ước rằng \(d>0\) khi vật ở trên vị trí cân bằng, \(d<0\) khi vật ở dưới vị trí cân bằng. Hỏi trong giây đầu tiên, có bao nhiêu thời điểm vật ở xa vị trí cân bằng nhất? 

  • A 0
  • B 4
  • C 1
  • D 2

Phương pháp giải:

 Bản chất của bài toán là tìm giá trị lớn nhất của hàm số lượng giác Lời giải: 

Lời giải chi tiết:

Ta có \(h=\left| d \right|=\left| 5\sin 6t-4\cos 6t \right|=\sqrt{41}\left| \sin \left( 6t+\alpha \right) \right|\le \sqrt{41}\), với \(\left\{ \begin{align} & \cos \alpha =\frac{5}{\sqrt{41}} \\ & \sin \alpha =\frac{4}{\sqrt{41}} \\ \end{align} \right.\).

Do đó vật ở xa vị trí cân bằng nhất \({{h}_{\max }}=\sqrt{41}\) khi \(\left| \sin \left( 6t+\alpha \right) \right|=1\Leftrightarrow \cos \left( 6t+\alpha \right)=0\) \(\Leftrightarrow 6t+\alpha =\frac{\pi }{2}+k\pi \Leftrightarrow t=-\frac{\alpha }{6}+\frac{\pi }{12}+k\frac{\pi }{6}\).

Trong giây đầu tiên, \(0\le t\le 1\Leftrightarrow 0\le -\frac{\alpha }{6}+\frac{\pi }{12}+k\frac{\pi }{6}\le 1\Leftrightarrow \frac{\alpha }{\pi }-\frac{1}{2}\le k\le \frac{6}{\pi }+\frac{\alpha }{\pi }-\frac{1}{2}\Rightarrow k\in \left\{ 0;1 \right\}\).

Vậy có \(2\) lần vật ở xa vị trí cân bằng nhất.

Chọn D


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 11 - Xem ngay