Sách giáo khoa Toán 12 Tập một

Giải Câu hỏi trang 16 SGK Toán 12

Bài 2. Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số   Đã kiểm chéo

Đề bài

Từ một tấm bìa carton hình vuông có độ dài cạnh bằng 60 cm, người ta cắt bốn hình vuông bằng nhau ở bốn góc rồi gập thành một chiếc hộp có dạng hình hộp chữ nhật không có nắp (H.1.14). Tính độ dài cạnh của các hình vuông bị cắt sao cho thể tích của chiếc hộp là lớn nhất.

Bài có hình vẽ / bảng trong sách — xem ở trang 16 · mở sách.
Mô tả hình bằng lời

Hình 1.14: Tấm bìa hình vuông cạnh 60 cm, ở bốn góc cắt bốn hình vuông nhỏ bằng nhau có cạnh $x$; sau khi gập lên tạo thành hình hộp chữ nhật không nắp có đáy vuông cạnh $(60-2x)$ và chiều cao $x$.

Lời giải

Lập hàm thể tích

Gọi $x$ (cm) là độ dài cạnh của mỗi hình vuông bị cắt ở bốn góc, với điều kiện $0 < x < 30$.

Sau khi gập, chiếc hộp là hình hộp chữ nhật không nắp có:
- Đáy là hình vuông cạnh $(60 - 2x)$ cm;
- Chiều cao $x$ cm.

Thể tích của hộp là:
$$V(x) = x(60 - 2x)^2 \quad \text{với } x \in (0; 30).$$

Khai triển:
$$V(x) = x(3600 - 240x + 4x^2) = 4x^3 - 240x^2 + 3600x.$$

Tìm giá trị lớn nhất

Đạo hàm:
$$V'(x) = 12x^2 - 480x + 3600 = 12(x^2 - 40x + 300) = 12(x - 10)(x - 30).$$

Giải $V'(x) = 0$ trên khoảng $(0; 30)$:
$$V'(x) = 0 \Leftrightarrow x = 10 \ (\text{nhận}) \text{ hoặc } x = 30 \ (\text{loại vì không thuộc khoảng}).$$

Lập bảng biến thiên trên $(0; 30)$:
- Với $x \in (0; 10)$: $V'(x) > 0$, hàm số đồng biến;
- Với $x \in (10; 30)$: $V'(x) < 0$, hàm số nghịch biến.

Vậy hàm số đạt giá trị lớn nhất tại $x = 10$.

Tính thể tích lớn nhất
$$V(10) = 10 \cdot (60 - 2\cdot 10)^2 = 10 \cdot 40^2 = 10 \cdot 1600 = 16000 \ (\text{cm}^3).$$

Kết luận

Độ dài cạnh của các hình vuông bị cắt là $x = 10$ cm thì thể tích chiếc hộp lớn nhất, bằng $16000 \text{ cm}^3$.

Đáp số

Cạnh hình vuông cắt đi là 10 cm; thể tích lớn nhất là 16000 cm³

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.