Toán 9 Kết nối tri thức Bài 18: Hàm số y = ax^2 (a khác 0)

Giải Toán 9 KNTT tập 2

Bài 18: Hàm số y = ax² (a khác 0)

Giải Toán 9 Kết nối tri thức Bài 18: Hàm số y = ax² (a khác 0) hướng dẫn giải chi tiết cho các câu hỏi và bài tập trong SGK Toán 9 Kết nối tri thức tập 2 trang 5, 6, 7, 8, giúp các em nắm vững kiến thức và luyện giải môn Toán lớp 9. Mời các bạn tham khảo.

Mở đầu trang 4 Toán 9 Tập 2

Một cây cầu treo có trụ tháp đôi cao 75 m so với mặt của cây cầu và cách nhau 400 m. Các dây cáp có dạng đồ thị của hàm số y = ax² (a ≠ 0) như Hình 6.1 và được treo trên các đỉnh tháp. Tìm chiều cao CH của dây cáp biết điểm H cách tâm O của cây cầu 100 m (giả sử mặt của cây cầu là bằng phẳng).

Hướng dẫn giải:

Sau bài học này, chúng ta sẽ giải quyết được câu hỏi trên như sau:

Vì các dây cáp có dạng đồ thị của hàm số y = ax² (a ≠ 0) được treo trên các đỉnh tháp nên đồ thị hàm số y = ax² (a ≠ 0) đi qua điểm B(200; 75).

Thay x = 200 và y = 75 vào hàm số y = ax², ta được:

75 = a . 200², hay 40 000a = 75, suy ra a = 0,001875 (thỏa mãn a ≠ 0).

Khi đó ta có hàm số y = 0,001875x².

Chiều cao CH của dây cáp chính là tung độ của điểm C thuộc đồ thị hàm số y = 0,001875x².

Thay hoành độ điểm C là x = 100 vào hàm số y = 0,001875x², ta được:

y = 0,001875 . 100² = 18,75.

Vậy chiều cao CH của dây cáp là 18,75 mét.

1. Hàm số y = ax² (a≠0)

HĐ1 trang 5 Toán 9 Tập 2: Khi thả một vật rơi tự do và bỏ qua sức cản của không khí, quãng đường chuyển động s (mét) của vật được cho bằng công thức s = 4,9t², trong đó t là thời gian chuyển động của vật (giây).

a) Hoàn thành bảng sau vào vở:

b) Giả sử một vật rơi tự do từ độ cao 19,6 m so với mặt đất. Hỏi sau bao lâu vật chạm đất?

Hướng dẫn giải:

a) Thay t = 0 vào công thức s = 4,9t², ta được: s = 4,9 . 0² = 0.

Thay t = 1 vào công thức s = 4,9t², ta được: s = 4,9 . 1² = 4,9.

Thay t = 2 vào công thức s = 4,9t², ta được: s = 4,9 . 2² = 19,6.

Ta hoàn thành được bảng như sau:

t (giây)	0	1	2
s (m)	0	4,9	19,6

b) Vật rơi tự do từ độ cao 19,6 mét so với mặt đất tức là quãng đường chuyển động của vật là s = 19,6 (m).

Từ bảng kết quả câu a, ta thấy khi t = 2 (giây) thì s = 19,6 (mét).

Vậy nếu một vật rơi tự do từ độ cao 19,6 m so với mặt đất thì sau 2 giây vật sẽ chạm đất.

HĐ2 trang 5 Toán 9 Tập 2 :

a) Viết công thức tính diện tích S của hình tròn bán kính r.

b) Hoàn thành bảng sau vào vở (lấy π = 3,14 và làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ hai):

Hướng dẫn giải:

a) Công thức tính diện tích S của hình tròn bán kính r là:

S = πr² (đơn vị diện tích).

b) Thay r = 1 và π = 3,14 vào công thức S = πr², ta được: S = 3,14 . 1² = 3,14.

Thay r = 2 và π = 3,14 vào công thức S = πr², ta được: S = 3,14 . 2² = 12,56.

Thay r = 3 và π = 3,14 vào công thức S = πr², ta được: S = 3,14 . 3² = 28,26.

Thay r = 4 và π = 3,14 vào công thức S = πr², ta được: S = 3,14 . 4² = 50,24.

Ta hoàn thành được bảng như sau:

r (cm)	1	2	3	4
S (cm²)	3,14	12,56	28,26	50,24

2. Đồ thị của hàm số y = ax² (a≠0)

HĐ3 trang 6 Toán 9 Tập 2 : Cho hàm số y = 2x².

a) Hoàn thành bảng giá trị sau vào vở:

b) Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, biểu diễn các điểm (x; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; 2x²) với x ∈ ℝ và nối lại, ta được đồ thị của hàm số y = 2x².

Hướng dẫn giải:

a) Thay lần lượt các giá trị x = –3; x = –2; …; x = 3 vào hàm số y = 2x², ta được bảng giá trị:

x	–3	–2	–1	0	1	2	3
y = 2x²	18	8	2	0	2	8	18

b) Biểu diễn các điểm (–3; 18); (–2; 8); (–1; 2); (0; 0); (1; 2); (2; 8) và (3; 18) trong bảng giá trị ở câu a và các điểm (x; 2x²) với x ∈ ℝ trên mặt phẳng tọa độ Oxy, sau đó nối lại, ta được đồ thị của hàm số y = 2x² như sau:

Vận dụng 2 trang 8 Toán 9 Tập 2 : Giải quyết bài toán ở tình huống mở đầu.

Hướng dẫn giải:

Vì các dây cáp có dạng đồ thị của hàm số y = ax² (a ≠ 0) được treo trên các đỉnh tháp nên đồ thị hàm số y = ax² (a ≠ 0) đi qua điểm B(200; 75).

Thay x = 200 và y = 75 vào hàm số y = ax², ta được:

75 = a . 200², hay 40 000a = 75, suy ra a = 0,001875 (thỏa mãn a ≠ 0).

Khi đó ta có hàm số y = 0,001875x².

Chiều cao CH của dây cáp chính là tung độ của điểm C thuộc đồ thị hàm số y = 0,001875x².

Thay hoành độ điểm C là x = 100 vào hàm số y = 0,001875x², ta được:

y = 0,001875 . 100² = 18,75.

Vậy chiều cao CH của dây cáp là 18,75 mét.

Bài 18.1 trang 8 Toán 9 Tập 2 : Cho hàm số y = 0,25x². Hoàn thành bảng giá trị sau vào vở:

Bài 6.1 trang 8 Toán 9 Kết nối tri thức Tập 2 | Giải Toán 9

Hướng dẫn giải:

Thay lần lượt các giá trị x = –3; x = –2; …; x = 3 vào hàm số y = 0,25x², ta được bảng giá trị:

x	–3	–2	–1	0	1	2	3
y	2,25	1	0,25	0	0,25	1	2,25

Bài 18.2 trang 8 Toán 9 Tập 2 : Cho hình lăng trụ đứng có đáy là hình vuông cạnh a (cm) và chiều cao 10 cm.

a) Viết công thức tính thể tích V của lăng trụ theo a và tính giá trị của V khi a = 2 cm.

b) Nếu độ dài cạnh đáy tăng lên hai lần thì thể tích của hình lăng trụ thay đổi thế nào?

Hướng dẫn giải:

a) Thể tích của hình lăng trụ đứng đó là: V = Bh = 10a² (cm³).

Vậy công thức tính thể tích V của lăng trụ là V = 10a² (cm³).

Khi a = 2 cm, thay vào công thức V = 10a², ta được:

V = 10 . 2² = 40 (cm³).

Vậy V = 40 cm³ khi a = 2 cm.

b) Nếu độ dài cạnh đáy tăng lên hai lần thì độ dài cạnh đáy lúc này là 2a (cm).

Thể tích của hình lăng trụ lúc này là:

V’ = B’.h = 10 . (2a)² = 40a² = 4V (cm³).

Vậy nếu độ dài cạnh đáy tăng lên hai lần thì thể tích của hình lăng trụ tăng lên 4 lần.

Bài 18.3 trang 8 Toán 9 Tập 2 : Diện tích toàn phần S (cm²) của hình lập phương, tức là tổng diện tích xung quanh và diện tích của hai mặt đáy là một hàm số của độ dài cạnh a (cm).

a) Viết công thức của hàm số này.

b) Sử dụng công thức nhận được ở câu a để tính độ dài cạnh của một hình lập phương có diện tích toàn phần là 54 cm².

Hướng dẫn giải:

a) Diện tích toàn phần của hình lập phương là:

S = 2 . a² + 4 . a² = 6a² (cm²).

Vậy công thức của hàm số cần tìm là: S = 6a² (cm²).

b) Ta có S = 54 cm², thay vào công thức S = 6a², ta được:

54 = 6a², hay a² = 9. Suy ra a = 3 (do a > 0).

Vậy một hình lập phương có diện tích toàn phần là 54 cm² thì có độ dài cạnh bằng 3 cm.

Bài 18.3 trang 8 Toán 9 Tập 2:

Diện tích toàn phần $S\left( {c{m^2}} \right)$ $S\left( {c{m^2}} \right)$ của hình lập phương, tức là tổng diện tích xung quanh và diện tích đáy hai mặt của hai mặt đáy là một hàm số của độ dài cạnh a (cm).

a) Viết công thức của hàm số này.

b) Sử dụng công thức nhận được ở câu a để tính độ dài cạnh của một hình lập phương có diện tích toàn phần là $54c{m^2}$ $54c{m^2}$.

Hướng dẫn giải:

a) Diện tích toàn phần của hình lập phương cạnh a là: $S = 6{a^2}\left( {c{m^2}} \right)$ $S = 6{a^2}\left( {c{m^2}} \right)$.

b) Với $S = 54c{m^2}$ $S = 54c{m^2}$ thay vào công thức $S = 6{a^2}$ $S = 6{a^2}$ ta có: $54 = 6.{a^2} \Rightarrow {a^2} = 9 \Rightarrow a = 3$ $54 = 6.{a^2} \Rightarrow {a^2} = 9 \Rightarrow a = 3$ (do $a > 0$)

Vậy với một hình lập phương có diện tích toàn phần là $54c{m^2}$ $54c{m^2}$ thì độ dài cạnh là 3cm.

Chú ý khi giải: Độ dài cạnh của hình lập phương luôn lớn hơn 0.

Bài 18.5 trang 8 Toán 9 Tập 2 : Biết rằng đường cong trong Hình 6.6 là một parabol y = ax².

a) Tìm hệ số a.

b) Tìm tung độ của điểm thuộc parabol có hoành độ x = –2.

c) Tìm các điểm thuộc parabol có tung độ y = 8.

Bài 6.5 trang 8 Toán 9 Kết nối tri thức Tập 2 | Giải Toán 9

Hướng dẫn giải:

a) Do parabol y = ax² trong Hình 6.6 đi qua điểm có tọa độ (2; 2) nên ta thay x = 2 và y = 2 vào hàm số y = ax² thì được:

2 = a . 2², hay 4a = 2. Suy ra a = $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{2}$.

b) Trên Hình 6.6, ta thấy parabol đi qua điểm có tọa độ (–2; 2).

Vậy điểm thuộc parabol có hoành độ x = –2 thì có tung độ là 2.

c) Với a = $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{2}$ ta có hàm số $y=\frac{1}{2} x^{2}$ $y=\frac{1}{2} x^{2}$

Thay y = 8 vào hàm số trên, ta được: $8=\frac{1}{2} x^{2}$ $8=\frac{1}{2} x^{2}$, hay x² = 16.

Suy ra x = 4 hoặc x = –4.

Vậy các điểm thuộc parabol cần tìm là (–4; 8) và (4; 8).

Bài 18.6 trang 9 Toán 9 Tập 2 : Trong Hình 6.7 có hai đường cong là đồ thị của hai hàm số y = –3x² và y = x². Hãy cho biết đường nào là đồ thị của hàm số y = –3x².

Bài 6.6 trang 9 Toán 9 Kết nối tri thức Tập 2 | Giải Toán 9