Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi
Ngân hàng bài tập
SS

Trên cánh đồng cỏ có hai con bò được cột vào hai cây cọc khác nhau. Biết khoảng cách giữa hai cọc là \(4\)m còn hai sợi dây cột hai con bò dài \(3\)m và \(2\)m. Tính phần diện tích mặt cỏ lớn nhất mà hai con bò có thể ăn chung (lấy giá trị gần đúng nhất).

\(1,574\)m\(^2\)
\(1,034\)m\(^2\)
\(1,989\)m\(^2\)
\(2,824\)m\(^2\)
1 lời giải Huỳnh Phú Sĩ
Trở lại Tương tự
Thêm lời giải
1 lời giải
Huỳnh Phú Sĩ
15:01 06/02/2020

Chọn phương án C.

Giả sử con bò thứ nhất được cột vào cọc \(O(0;0)\) dây dài \(3\)m, con bò thứ hai được cột vào cọc \(B(0;4)\) dây dài \(2\) mét. Ta thấy:

  • Con bò thứ nhất di chuyển trong hình tròn \(\left(C_1\right):x^2+y^2\leq9\).
  • Con bò thứ hai di chuyển trong hình tròn \(\left(C_2\right):x^2+\left(y-4\right)^2\leq4\).

Ta có:

  • \(x^2+(y-4)^2=4\)
    \(\Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}y=f_1(x)=4+\sqrt{4-x^2}\\ y=f_2(x)=4-\sqrt{4-x^2}.\end{array}\right.\)
  • \(x^2+y^2=9\)
    \(\Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}y=g_1(x)=\sqrt{9-x^2}\\ y=g_2(x)=-\sqrt{9-x^2}.\end{array}\right.\)

Giao điểm \(C\), \(D\) có tọa độ thỏa mãn $$f_2(x)=g_1(x)\Leftrightarrow\begin{cases}y=\dfrac{21}{8}\\ \left[\begin{array}{l}x=\dfrac{3\sqrt{15}}{8}\\ x=\dfrac{-3\sqrt{15}}{8}.\end{array}\right.\end{cases}$$
Suy ra \(C\left(-\dfrac{3\sqrt{15}}{8};\dfrac{21}{8}\right)\), \(D\left(\dfrac{3\sqrt{15}}{8};\dfrac{21}{8}\right)\).

Diện tích phần giao nhau giữa hai đường tròn chính là diện tích phần cỏ lớn nhất mà hai con bò có thể ăn chung. Do đó: $$\begin{aligned}
S&=\displaystyle\int\limits_{-\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}^{\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}\left|g_1(x)-f_2(x)\right|\mathrm{\,d}x\\
&=\displaystyle\int\limits_{-\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}^{\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}\left|\sqrt{9-x^2}-\left(4-\sqrt{4-x^2}\right)\right|\mathrm{\,d}x\\
&=\displaystyle\int\limits_{-\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}^{\tfrac{3\sqrt{15}}{8}}\left|\sqrt{9-x^2}-4+\sqrt{4-x^2}\right|\mathrm{\,d}x\\
&\approx 1.9898\text{m}^2.\end{aligned}$$