Giải Toán 11 trang 96 Tập 2 Kết nối tri thức

Với Giải Toán 11 trang 96 Tập 2 trong Bài 33: Đạo hàm cấp hai Toán 11 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 dễ dàng làm bài tập Toán 11 trang 96.

HĐ2 trang 96 Toán 11 Tập 2: Nhận biết ý nghĩa cơ học của đạo hàm cấp hai

Xét một chuyển động có phương trình s = 4cos2πt.

a) Tính vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm t.

b) Tính gia tốc tức thời tại thời điểm t.

Lời giải:

a)

Ta có: v(t) = s'(t) = –4.2πsin2πt = –8πsin2πt.

Vậy vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm t là –8πsin2πt.

b) Gia tốc tức thời tại thời điểm t là

a(t) = v'(t) = (–8πsin2πt)' = –8π.2πcos2πt = –16π²cos2πt.

Vận dụng trang 96 Toán 11 Tập 2: Một chuyển động thẳng có phương trình $s=2t^2+\frac{1}{2}{t}^4$ (s tính bằng mét, t tính bằng giây). Tìm gia tốc của vật tại thời điểm t = 4 giây.

Lời giải:

Vận tốc tại thời điểm t là v(t) = s'(t) = 4t + 2t³.

Gia tốc tức thời của vật tại thời điểm t là a(t) = v'(t) = 4 + 6t².

Tại thời điểm t = 4 giây, gia tốc của vật là:

a(4) = 4 + 6 . 4² = 100 (m/s²).

Bài 9.13 trang 96 Toán 11 Tập 2: Cho hàm số f(x) = x²e^x. Tính f''(0).

Lời giải:

Với f(x) = x²e^x, ta có:

f'(x) = (x²)' . e^x + x² . (e^x)' = 2x.e^x + x².e^x.

f''(x) = (2e^x + 2x.e^x) + (2x.e^x + x².e^x) = 4xe^x + 2e^x + x²e^x.

Vậy f''(0) = 4 . 0 . e⁰ + 2 . e⁰ + 0² . e⁰ = 2.

Bài 9.14 trang 96 Toán 11 Tập 2: Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:

a) y = ln(x + 1);

b) y = tan2x.

Lời giải:

a) Ta có y' = (ln(x+1))' = $\frac{{\left(x+1\right)}^{\text{'}}}{x+1}=\frac{1}{x+1}$

$\Rightarrow {y^{\text{'}}}^{\text{'}}={\left(\frac{1}{x+1}\right)}^{\text{'}}=\frac{-1}{{\left(x+1\right)}^2}$.

b)

Ta có y' = (tan2x)' = $\frac{2}{{\cos }^{2}2x}$

$\Rightarrow {y^{\text{'}}}^{\text{'}}=\frac{-2{\left({\cos }^{2}2x\right)}^{\text{'}}}{{\cos }^{4}2x}=\frac{-2.2\cos 2x.(\cos 2x{)}^{\text{'}}}{{\cos }^{4}2x}$

$=\frac{4.2\sin 2x}{{\cos }^{3}2x}=\frac{8\sin 2x}{{\cos }^{3}2x}$.

Bài 9.15 trang 96 Toán 11 Tập 2: Cho hàm số P(x) = ax² + bx + 3 (a, b là hằng số). Tìm a, b biết P'(1) = 0 và P''(1) = –2.

Lời giải:

Ta có:

P'(x) = 2ax + b

P''(x) = 2a

Do P'(1) = 0 và P''(1) = –2 nên ta có

Vậy a = – 1 và b = 2.

Bài 9.16 trang 96 Toán 11 Tập 2: Cho hàm số f(x) = $2{\sin }^2\left(x+\frac{\pi }{4}\right)$ . Chứng minh rằng |f''(x)| ≤ 4 với mọi x.

Lời giải:

Ta có:

$f^{\text{'}}\left(x\right)=2.2\sin \left(x+\frac{\pi }{4}\right)$.

$=4\sin \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\cos \left(x+\frac{\pi }{4}\right)=2\sin \left(2x+\frac{\pi }{2}\right)$

Khi đó ${f^{\text{'}}}^{\text{'}}\left(x\right)=2.{\left(2x+\frac{\pi }{2}\right)}^{\text{'}}.\cos \left(2x+\frac{\pi }{2}\right)=4\cos \left(2x+\frac{\pi }{2}\right)$ .

Vì với mọi x nên 4 $\le$4 với mọi x.

Vậy |f''(x)| ≤ 4 với mọi x.

Bài 9.17 trang 96 Toán 11 Tập 2: Phương trình chuyển động của một hạt được cho bởi s(t) = 10 + 0,5sin$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$, trong đó s tính bằng centimet và t tính bằng giây. Tính gia tốc của hạt tại thời điểm t = 5 giây (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).

Lời giải:

Vận tốc tại thời điểm t là:

v(t) = s'(t) = 0,5.2πcos$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$= πcos$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$.

Gia tốc tức thời của vật tại thời điểm t là:

a(t) = v'(t) = –π.2πsin$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$= –2π²sin$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$.

Tại thời điểm t = 5 giây, gia tốc của vật là:

a(5) = –2π²sin$\left(2\pi t+\frac{\pi }{5}\right)$ ≈ –11,6 (cm/s²).

Lời giải bài tập Toán 11 Bài 33: Đạo hàm cấp hai hay khác:

• Giải Toán 11 trang 95

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Toán 11 Bài 31: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

• Toán 11 Bài 32: Các quy tắc tính đạo hàm

• Toán 11 Bài tập cuối chương 9

• Toán 11 Một vài mô hình toán học sử dụng hàm số mũ và hàm số lôgarit

• Toán 11 Hoạt động thực hành trải nghiệm Hình học

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề học tập Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải SBT Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---