3.6.Một phòng thì thầm có trần vòm elip với hai tiêu điểm ở độ cao 1,6 m (so với mặt sàn) và...

Câu hỏi:

3.6. Một phòng thì thầm có trần vòm elip với hai tiêu điểm ở độ cao 1,6 m (so với mặt sàn) và cách nhau 16 m. Đỉnh của mái vòm cao 7,6 m (H.3.9). Hỏi âm thanh thì thầm từ một tiêu điểm thì sau bao nhiêu giây đến được tiêu điểm kia? Biết vận tốc âm thanh là 343,2 m/s và làm tròn đáp số tới 4 chữ số sau dấu phẩy.

Giải bài tập 3.6 trang 45 chuyên đề toán lớp 10 kết nối tri thức

Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Thị Huy
Để giải bài toán này, chúng ta cần xác định phương trình của elip và tính khoảng cách mà âm thanh cần đi từ một tiêu điểm qua trần vòm elip đến tiêu điểm kia.

1. Xác định phương trình của elip:
Với hai tiêu điểm F1, F2 cùng tâm O, ta có: 2c = 16 ⇒ c = 8.
Biết rằng đỉnh của mái vòm elip cách độ cao của tiêu điểm 1,6m, vậy ta có b = 7,6 - 1,6 = 6.
Do đó, phương trình chính tắc của elip là: x^2/64 + y^2/36 = 1.

2. Tính khoảng cách mà âm thanh cần đi:
Đặt tiêu điểm đầu tiên là A(8, 0), tiêu điểm còn lại là B(-8, 0) và tiêu điểm M(x, y) trên elip.
Ta có: MA + MB là khoảng cách mà âm thanh cần đi.
Từ phương trình elip, ta có: x^2/64 + y^2/36 = 1; ⇒ x^2/64 = 1 - y^2/36; ⇒ x = 8√(1 - y^2/36).
Khoảng cách MA^2 = x^2 + y^2 = 64(1 - y^2/36) + y^2 = 64 - 64/36 * y^2 + y^2 = 64 - 28/9 * y^2.
Khoảng cách MB = √((-8 - x)^2 + y^2) = √(64(1 - y^2/36) + y^2) = √(64 - 64/36 * y^2 + y^2) = √(64 - 28/9 * y^2).
Vậy, MA + MB = √(64 - 28/9 * y^2) + √(64 - 28/9 * y^2).
Để tìm tọa độ (x, y) của M sao cho khoảng cách MA + MB là nhỏ nhất, ta cần giải phương trình đạo hàm:
d/dy(√(64 - 28/9 * y^2) + √(64 - 28/9 * y^2)) = 0.

3. Tính thời gian âm thanh cần đi:
Từ khoảng cách MA + MB, ta sẽ xác định được quãng đường và thời gian mà âm thanh cần đi bằng cách chia khoảng cách cho vận tốc của âm thanh, tức là 0,0583 giây.

Vậy, âm thanh thì thầm từ một tiêu điểm sẽ đến được tiêu điểm kia sau khoảng 0,0583 giây.
Câu hỏi liên quan:
Bình luận (0)
Nhấn vào đây để đánh giá
Thông tin người gửi
0.05622 sec| 2237.938 kb