Trong không gian với hệ trục tọa độ , một tấm bảng đồng chất có dạng hình vuông tâm được treo nghiêng bởi 4 sợi dây gắn cố định tại điểm như hình vẽ. Biết điểm , , điểm với và góc đạt giá trị lớn nhất. Gọi lần lượt là lực căng của dây , biết và .
Hình từ đề gốc
Tính khối lượng của tấm bảng (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị) (cho gia tốc trọng trường và trọng lượng của tấm bảng được tính bằng công thức ).

Đáp án chính thức: 15
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Xác định D: vì ABCD hình vuông tâm O'(0;0;5) nên O'D ⊥ O'A và |O'D| = |O'A| = 2. Với D(a;b;c) ta có a = b và 2a² + (c−5)² = 4. Đặt t = c − 5 ∈ (0;2]. Góc ∠OID có đỉnh I: cos∠OID = (9−c)/√(a²+b²+(c−9)²) = (4−t)/√(20−8t). Đạo hàm theo t bằng 4(t−1)/(20−8t)^{3/2}, nên cos nhỏ nhất (góc lớn nhất) tại t = 1, tức c = 6, a = b = √(3/2). Khi đó B = −D = (−√(3/2);−√(3/2);4), C = (√2;−√2;5) (kiểm tra: AB ⊥ BC, |AB| = |BC| = 2√2).

Các vectơ đơn phương hướng dây (hướng từ A,B,C,D về I):
- IA: (√2;−√2;4)/(2√5), IB: (√(3/2);√(3/2);5)/(2√7), IC: (−√2;√2;4)/(2√5), ID: (−√(3/2);−√(3/2);3)/(2√3).

Cân bằng của tấm bảng: tổng 4 lực căng + trọng lượng (0;0;−mg) = 0.
Thành phần ngang: so sánh cặp A–C cho F4 = F2 = 40 N; cặp B–D cho F3/(2√3) = F1/(2√7) ⇒ F3 = 50√(3/7) N.
Thành phần thẳng đứng:
mg = 50·5/(2√7) + 40·4/(2√5) + 50√(3/7)·3/(2√3) + 40·4/(2√5) = 125/√7 + 75/√7 + 16√5 + 16√5 = 200/√7 + 32√5 ≈ 147,15 N.
Vậy m = 147,15/9,8 ≈ 15,01 ≈ 15 kg, khớp với đáp án 15.
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Đề Học Kỳ 1 Toán 12 THPT B Trần Hưng Đạo Sở GD&ĐT Ninh Bình 2025-2026 - Đề Số 1

22 câu hỏi•Thời gian 90 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết
Làm trọn bộ đề thi này

Các câu hỏi khác trong đề (22 câu)

Xem toàn bộ đề →
Câu 1:Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho tam giác ABC, với A(0;2;3), B(4;-2;1), C(-5;1;-3). Tìm tọa độ điểm D sao cho tứ giác ABCD là hì
Xem →
Câu 2:Bảng dưới đây ghi lại tốc độ của một số chiếc xe ô tô khi đi qua một điểm đo tốc độ. Tốc độ (km/h) [50;52) [52;54) [54;56) [56;58) [58;60) S
Xem →
Câu 3:Cho hàm số y= x-1 x+2 . Khẳng định nào sau đây đúng?
Xem →
Câu 4:Điểm cực tiểu của đồ thị hàm số y=x 3-3x+3 là
Xem →
Câu 5:Đường thẳng nào dưới đây là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số y= 2x+1 x+1 ?
Xem →
Câu 6:Bảng dưới đây biểu diễn mẫu số liệu ghép nhóm về số tiền (đơn vị: nghìn đồng) mà 65 khách hàng mua hàng ở một siêu thị mini trong một ngày.
Xem →
Câu 7:Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai vectơ a =(4;-1;1) và b =2 j -5 k . Tính tọa độ của vectơ u = a - b .
Xem →
Câu 8:Cho hàm số y=f(x) liên tục trên đoạn [-1;3] và có đồ thị như hình bên. Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hàm số trên đ
Xem →
Câu 9:Đường cong trong hình bên dưới là đồ thị của hàm số nào dưới đây? [Hình cần kiểm tra lại: p2 f2]
Xem →
Câu 10:Một loại vi khuẩn được tiêm một loại thuốc kích thích sự sinh sản. Sau t phút, số vi khuẩn được xác định theo công thức N(t)=1000+30t 2 -t 3
Xem →
Câu 11:Cho hình tứ diện ABCD có trọng tâm G. Mệnh đề nào sau đây sai?
Xem →
Câu 12:Trong không gian, cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Đẳng thức vecto nào sau đây là đúng?
Xem →
Câu 13:Trong không gian Oxyz, cho các điểm A(4;2;1); B(1;-1;2) và C(4;5;3).
Xem →
Câu 14:Một hộ kinh doanh ở làng nghề nước mắm ở Hải Giang (Cửa Lò, Nghệ An) muốn xây dựng một bồn chứa dạng hình hộp chữ nhật không nắp, có thể tíc
Xem →
Câu 15:Cho hàm số y = f(x) = ax 2 + bx + c dx + e với a,b,c,d,e R có đồ thị như hình vẽ dưới: [Hình cần kiểm tra lại: p3 f1]
Xem →