Câu 2HSGChuyên đề: Tối ưu thực tế bằng đạo hàm • Lớp 12Phương trình tiếp tuyến đồ thịTiệm cận đứngVận dụng cao#secondary:M11.A15.DERIVATIVE_DEFINITION.L3.TANGENT#secondary:M12.C04.ASYMPTOTE.L3.VERTICAL
1. Cho hàm số có đồ thị . Tìm trên các điểm sao cho tiếp tuyến tại của tạo với hai đường tiệm cận của một tam giác có bán kính đường tròn nội tiếp lớn nhất.
2. Cho nửa hình cầu bán kính không đổi. Một hình nón có chiều cao , bán kính đáy là . Hãy xác định và để diện tích xung quanh của hình nón là nhỏ nhất biết rằng mặt ngoài của hình nón tiếp xúc của mặt cầu và 2 đường tròn đáy đồng tâm và cùng thuộc 1 mặt phẳng.

1. Cho hàm số có đồ thị . Tìm trên các điểm sao cho tiếp tuyến tại của tạo với hai đường tiệm cận của một tam giác có bán kính đường tròn nội tiếp lớn nhất.
2. Cho nửa hình cầu bán kính không đổi. Một hình nón có chiều cao , bán kính đáy là . Hãy xác định và để diện tích xung quanh của hình nón là nhỏ nhất biết rằng mặt ngoài của hình nón tiếp xúc của mặt cầu và 2 đường tròn đáy đồng tâm và cùng thuộc 1 mặt phẳng.

2. Cho nửa hình cầu bán kính không đổi. Một hình nón có chiều cao , bán kính đáy là . Hãy xác định và để diện tích xung quanh của hình nón là nhỏ nhất biết rằng mặt ngoài của hình nón tiếp xúc của mặt cầu và 2 đường tròn đáy đồng tâm và cùng thuộc 1 mặt phẳng.

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Ý 1: Cực trị Hình học giải tích
Cách 1: Bất đẳng thức AM-GM (Cauchy)
- Gọi là giao điểm của tiếp tuyến với 2 tiệm cận .
- Diện tích (hằng số).
- . Để max min.
- .
- Dấu "=" khi (Vuông cân) .
Cách 2: Tham số hóa tọa độ
- Gọi . Viết phương trình tiếp tuyến.
- Tìm tọa độ . Tính độ dài theo .
- Thiết lập hàm số bán kính và khảo sát đạo hàm (Cách này dài nhưng tổng quát cho mọi bài toán không có tính chất tam giác vuông cân).
Ý 2: Tối ưu Hình học không gian

Cách 1: Lượng giác hóa - Khuyên dùng
- Đặt là góc ở đáy .
- và .
- .
- Khảo sát mẫu số . Max khi .
- Kết quả: , .
Cách 2: Đại số hóa
- Đặt ẩn . Ta có .
- Từ đồng dạng: .
- . Thay vào và đạo hàm theo .
- Kết quả tương đương nhưng tính toán nặng nề hơn.
Cách 1: Bất đẳng thức AM-GM (Cauchy)
- Gọi là giao điểm của tiếp tuyến với 2 tiệm cận .
- Diện tích (hằng số).
- . Để max min.
- .
- Dấu "=" khi (Vuông cân) .
Cách 2: Tham số hóa tọa độ
- Gọi . Viết phương trình tiếp tuyến.
- Tìm tọa độ . Tính độ dài theo .
- Thiết lập hàm số bán kính và khảo sát đạo hàm (Cách này dài nhưng tổng quát cho mọi bài toán không có tính chất tam giác vuông cân).
Ý 2: Tối ưu Hình học không gian

Cách 1: Lượng giác hóa - Khuyên dùng
- Đặt là góc ở đáy .
- và .
- .
- Khảo sát mẫu số . Max khi .
- Kết quả: , .
Cách 2: Đại số hóa
- Đặt ẩn . Ta có .
- Từ đồng dạng: .
- . Thay vào và đạo hàm theo .
- Kết quả tương đương nhưng tính toán nặng nề hơn.

