Trắc nghiệm tổng hợp môn Toán 2023 có đáp án (Phần 70)
-
834 lượt thi
-
46 câu hỏi
-
60 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Cho x, y, z > 0. Chứng minh bất đẳng thức \[\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} \ge \frac{9}{{x + y + z}}\].
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 3 số x, y, z > 0, ta được: \[x + y + z \ge 3\sqrt[3]{{xyz}}\].
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 3 số \(\frac{1}{x};\frac{1}{y};\frac{1}{z} > 0\), ta được:
\[\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} \ge 3\sqrt[3]{{\frac{1}{{xyz}}}} = \frac{3}{{\sqrt[3]{{xyz}}}}\].
Khi đó ta có \(\left( {x + y + z} \right)\left( {\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z}} \right) \ge 3\sqrt[3]{{xyz}}.\frac{3}{{\sqrt[3]{{xyz}}}} = 9\).
\( \Leftrightarrow \frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} \ge \frac{9}{{x + y + z}}\).
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi x = y = z.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Câu 2:
Cho tam giác ABC có các góc thỏa mãn \(\frac{{\sin A}}{1} = \frac{{\sin B}}{2} = \frac{{\sin C}}{{\sqrt 3 }}\). Tính số đo các góc của tam giác.
Áp dụng định lí sin cho tam giác ABC, ta được: \(\frac{a}{{\sin A}} = \frac{b}{{\sin B}} = \frac{c}{{\sin C}} = 2R\).
Suy ra \(\sin A = \frac{a}{{2R}};\,\,\sin B = \frac{b}{{2R}};\,\,\sin C = \frac{c}{{2R}}\).
Theo đề, ta có: \(\frac{{\sin A}}{1} = \frac{{\sin B}}{2} = \frac{{\sin C}}{{\sqrt 3 }}\).
\( \Rightarrow \frac{{\frac{a}{{2R}}}}{1} = \frac{{\frac{b}{{2R}}}}{2} = \frac{{\frac{c}{{2R}}}}{{\sqrt 3 }} \Rightarrow \frac{a}{1} = \frac{b}{2} = \frac{c}{{\sqrt 3 }}\).
Đặt \(\frac{a}{1} = \frac{b}{2} = \frac{c}{{\sqrt 3 }} = t\).
Suy ra a = t; b = 2t; \(c = t\sqrt 3 \).
Khi đó a2 = t2; b2 = 4t2; c2 = 3t2.
Ta thấy t2 + 3t2 = 4t2.
Suy ra a2 + c2 = b2.
Áp dụng định lí Pythagore đảo, ta có tam giác ABC vuông tại B.
Do đó sinB = 1.
Vì vậy \(\frac{{\sin A}}{1} = \frac{1}{2} = \frac{{\sin C}}{{\sqrt 3 }}\).
Suy ra \(\left\{ \begin{array}{l}\sin A = \frac{1}{2}\\\sin C = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\end{array} \right.\)
Do đó \(\left\{ \begin{array}{l}\widehat A = 30^\circ \\\widehat C = 60^\circ \end{array} \right.\)
Vậy \(\widehat A = 30^\circ ;\,\,\widehat B = 90^\circ ;\,\,\widehat C = 60^\circ \).
Câu 3:
Cho \(\left( {x + \sqrt {2005 + {x^2}} } \right)\left( {y + \sqrt {2005 + {y^2}} } \right) = 2005\). Tính x2005 + y2005.
Ta có \(\left( {x + \sqrt {2005 + {x^2}} } \right)\left( {\sqrt {2005 + {x^2}} - x} \right) = 2005 + {x^2} - {x^2} = 2005\).
Theo đề, ta có \(\left( {x + \sqrt {2005 + {x^2}} } \right)\left( {y + \sqrt {2005 + {y^2}} } \right) = 2005\).
\( \Leftrightarrow \left( {x + \sqrt {2005 + {x^2}} } \right)\left( {y + \sqrt {2005 + {y^2}} } \right) = \left( {x + \sqrt {2005 + {x^2}} } \right)\left( {\sqrt {2005 + {x^2}} - x} \right)\).
\( \Leftrightarrow y + \sqrt {2005 + {y^2}} = \sqrt {2005 + {x^2}} - x\) (1)
Chứng minh tương tự, ta được: \(x + \sqrt {2005 + {x^2}} = \sqrt {2005 + {y^2}} - y\) (2)
Lấy (1) + (2) cộng vế theo vế, ta được:
\(x + \sqrt {2005 + {x^2}} + y + \sqrt {2005 + {y^2}} = \sqrt {2005 + {x^2}} - x + \sqrt {2005 + {y^2}} - y\).
⇔ x + y = –x – y.
⇔ 2(x + y) = 0.
⇔ x + y = 0.
Ta có x2005 + y2005 = (x + y)(x2004 – x2003.y + x2002.y2 – ... + x2.y2002 – x.y2003 + y2004).
= 0.(x2004 – x2003.y + x2002.y2 – ... + x2.y2002 – x.y2003 + y2004).
= 0.
Vậy x2005 + y2005 = 0.
Câu 4:
Rút gọn biểu thức \(A = \left( {\frac{{x + 2}}{{\sqrt x + 1}} - \sqrt x } \right):\left( {\frac{{\sqrt x - 4}}{{1 - x}} - \frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x + 1}}} \right)\).
Ta có \(A = \left( {\frac{{x + 2}}{{\sqrt x + 1}} - \sqrt x } \right):\left( {\frac{{\sqrt x - 4}}{{1 - x}} - \frac{{\sqrt x }}{{\sqrt x + 1}}} \right)\)
\( = \frac{{x + 2 - \sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)}}{{\sqrt x + 1}}:\frac{{\sqrt x - 4 - \sqrt x \left( {1 - \sqrt x } \right)}}{{\left( {1 - \sqrt x } \right)\left( {1 + \sqrt x } \right)}}\)
\( = \frac{{x + 2 - x - \sqrt x }}{1}.\frac{{1 - \sqrt x }}{{\sqrt x - 4 - \sqrt x + x}}\)
\[ = \frac{{\left( {2 - \sqrt x } \right)\left( {1 - \sqrt x } \right)}}{{x - 4}} = \frac{{\left( {\sqrt x - 2} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}}{{\left( {\sqrt x - 2} \right)\left( {\sqrt x + 2} \right)}} = \frac{{\sqrt x - 1}}{{\sqrt x + 2}}\].
Câu 5:
Cho (O; R) và (O’; R’) tiếp xúc ngoài tại A. Kẻ dây cung AM của (O) và dây cung AN của (O’) sao cho AM vuông góc với AN.
a) Chứng minh OM // O’N.
b) Xác định vị trí của AM và AN để diện tích tứ giác OMNO’ lớn nhất.
a) Vì OM = OA = R nên tam giác OAM cân tại O.
Suy ra \(\widehat {AOM} = 180^\circ - 2.\widehat {OAM}\).
Chứng minh tương tự, ta được \(\widehat {AO'N} = 180^\circ - 2.\widehat {O'AN}\).
Ta có \(\widehat {OAM} + \widehat {MAN} + \widehat {NAO'} = 180^\circ \) (kề bù).
Suy ra \(\widehat {OAM} + \widehat {NAO'} = 180^\circ - \widehat {MAN} = 180^\circ - 90^\circ = 90^\circ \).
Ta có \(\widehat {AOM} + \widehat {AO'N} = 180^\circ - 2.\widehat {OAM} + 180^\circ - 2.\widehat {O'AN}\).
\( = 360^\circ - 2.\left( {\widehat {OAM} + \widehat {O'AN}} \right) = 360^\circ - 2.90^\circ = 180^\circ \).
Mà hai góc \(\widehat {AOM},\widehat {AO'N}\) ở vị trí trong cùng phía.
Vậy OM // O’N.
b) Gọi H là hình chiếu vuông góc của O lên O’N.
Vì OM // O’N nên tứ giác OMNO’ là hình thang.
Suy ra \({S_{OMNO'}} = \frac{{OH.\left( {OM + O'N} \right)}}{2} = \frac{{OH.\left( {R + R'} \right)}}{2}\).
\[ \le \frac{{OO'.\left( {R + R'} \right)}}{2} = \frac{{\left( {R + R'} \right).\left( {R + R'} \right)}}{2} = \frac{{{{\left( {R + R'} \right)}^2}}}{2}\].
Dấu “=” xảy ra ⇔ H ≡ O’ hay OO’ ⊥ O’N, OO’ ⊥ OM.
Khi đó \(\widehat {AOM} = 90^\circ \). Suy ra \(\widehat {OAM} = 45^\circ \).
Chứng minh tương tự, ta được \(\widehat {O'AN} = 45^\circ \).
Vậy M ở vị trí sao cho tam giác OAM vuông cân tại O, N ở vị trí sao cho tam giác O’AN vuông cân tại O’ thì diện tích tứ giác OMNO’ lớn nhất.
Câu 6:
Tìm số nguyên dương n,biết: 16 ≤ 8n ≤ 64.
Ta có 16 ≤ 8n ≤ 64.
Suy ra 24 ≤ (23)n ≤ 26.
Do đó 24 ≤ 23n ≤ 26.
Vì vậy 4 ≤ 3n ≤ 6.
Suy ra \(\frac{4}{3} \le n \le 2\).
Mà n là số nguyên dương.
Do đó n = 2.
Vậy n = 2 thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Câu 7:
Cho a, b, c là các số dương thỏa mãn a + b + c = 1. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \(P = \frac{{ab}}{{a + b}} + \frac{{bc}}{{b + c}} + \frac{{ac}}{{a + c}}\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho hai số a, b > 0, ta được: (a + b)2 ≥ 4ab.
\( \Leftrightarrow \frac{{ab}}{{a + b}} \le \frac{{a + b}}{4}\) (1)
Chứng minh tương tự, ta được:
⦁ \(\frac{{bc}}{{b + c}} \le \frac{{b + c}}{4}\) (2)
⦁ \(\frac{{ac}}{{a + c}} \le \frac{{a + c}}{4}\) (3)
Lấy (1) + (2) + (3) vế theo vế, ta được \(P \le \frac{{a + b}}{4} + \frac{{b + c}}{4} + \frac{{a + c}}{4} = \frac{{2\left( {a + b + c} \right)}}{4} = \frac{1}{2}\).
Dấu “=” xảy ra ⇔ a = b = c.
Vậy giá trị lớn nhất của P bằng \(\frac{1}{2}\) khi và chỉ khi a = b = c.
Câu 8:
Cho a, b, c > 0 thỏa mãn abc = 1. Chứng minh rằng:
\(\frac{1}{{{a^3}\left( {b + c} \right)}} + \frac{1}{{{b^3}\left( {c + a} \right)}} + \frac{1}{{{c^3}\left( {a + b} \right)}} \ge \frac{3}{2}\).
Ta có \(VT = \frac{{abc}}{{{a^3}\left( {b + c} \right)}} + \frac{{abc}}{{{b^3}\left( {c + a} \right)}} + \frac{{abc}}{{{c^3}\left( {a + b} \right)}}\)
\( = \frac{{bc}}{{{a^2}\left( {b + c} \right)}} + \frac{{ac}}{{{b^2}\left( {c + a} \right)}} + \frac{{ab}}{{{c^2}\left( {a + b} \right)}}\)
\( = \frac{{{b^2}{c^2}}}{{{a^2}bc\left( {b + c} \right)}} + \frac{{{a^2}{c^2}}}{{{b^2}ac\left( {c + a} \right)}} + \frac{{{a^2}{b^2}}}{{{c^2}ab\left( {a + b} \right)}}\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy – Schwarz dạng Engel, ta có:
\(VT \ge \frac{{{{\left( {bc + ac + ab} \right)}^2}}}{{{a^2}bc\left( {b + c} \right) + {b^2}ac\left( {c + a} \right) + {c^2}ab\left( {a + b} \right)}}\)
\( = \frac{{{{\left( {bc + ac + ab} \right)}^2}}}{{abc\left( {ab + ac + bc + ab + ac + bc} \right)}}\)
\( = \frac{{{{\left( {bc + ac + ab} \right)}^2}}}{{2\left( {ab + ac + bc} \right)}} = \frac{{bc + ac + ab}}{2}\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy, ta được: \[bc + ac + ab \ge 3\sqrt[3]{{{a^2}{b^2}{c^2}}} = 3\].
Vì vậy \(VT \ge \frac{{bc + ac + ab}}{2} \ge \frac{3}{2}\).
Dấu “=” xảy ra ⇔ a = b = c = 1.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Câu 9:
Hai đường tròn (O) và (O’) cắt nhau tại A và B. Gọi M là trung điểm của OO’. Đường thẳng qua A cắt các đường tròn (O) và (O’) lần lượt ở C và D.
a) Khi CD ⊥ MA, chứng minh AC = AD.
b) Khi CD đi qua A và không vuông góc với MA.
i) Vẽ đường kính AE của (O), AE cắt (O’) ở H. Vẽ đường kính AF của (O’), AF cắt (O) ở G. Chứng minh AB, EG, FH đồng quy.
ii) Tìm vị trí của CD để đoạn CD có độ dài lớn nhất.
a)
Gọi E, F theo thứ tự là trung điểm của AC, AD.
Suy ra OE ⊥ AC và AE = CE; O’F ⊥ AD và AF = DF.
Mà MA ⊥ CD (giả thiết).
Do đó OE // MA // O’F.
Khi đó tứ giác OO’FE là hình thang.
Hình thang OO’FE có MA // OE // O’F và M là trung điểm của OO’.
Suy ra MA là đường trung bình của hình thang OO’FE.
Do đó AE = AF.
Vì vậy 2AE = 2AF.
Vậy AC = AD (điều phải chứng minh).
b)
i) Gọi I là giao điểm của EG và FH.
Đường tròn (O) có AE là đường kính.
Suy ra AG ⊥ GE và AB ⊥ BE.
Đường tròn (O’) có AF là đường kính.
Suy ra AH ⊥ FH và AB ⊥ BF.
Ta có AB ⊥ BE (chứng minh trên) và AB ⊥ BF (chứng minh trên).
Suy ra ba điểm E, B, F thẳng hàng.
Do đó AB ⊥ EF.
Tam giác IEF có hai đường cao EH và FG cắt nhau tại A.
Suy ra A là trực tâm của tam giác IEF.
Mà AB ⊥ EF (chứng minh trên).
Do đó ba điểm I, A, B thẳng hàng.
Vậy AB, EG, FH đồng quy tại I.
ii) Kẻ OP ⊥ CD và O’Q ⊥ CD.
Suy ra P, Q lần lượt là trung điểm của AC, AD và OP // O’Q.
Khi đó AC = 2AP và AD = 2AQ.
Suy ra AC + AD = 2AP + 2AQ.
Vì vậy CD = 2PQ.
Do đó CD lớn nhất khi và chỉ khi PQ lớn nhất.
Ta có tứ giác OO’QP là hình thang vuông tại P, Q (vì OP // O’Q và OP ⊥ PQ).
Suy ra PQ ≤ OO’.
Dấu “=” xảy ra ⇔ OO’QP là hình chữ nhật.
⇔ PQ // OO’.
⇔ CD // OO’.
Vậy CD // OO’ thì CD có độ dài lớn nhất.
Câu 10:
Cho hàm số \[\frac{1}{4}{x^2}\] có đồ thị (P) và I(0; 3).
a) Tìm tọa độ giao điểm A và B của (P) và đường thẳng y = 2x – 3.
b) Tính độ dài AB.
c) Tính diện tích tam giác OAB.
d) Tìm tọa độ điểm M trên (P) sao cho độ dài MI nhỏ nhất.
a) Phương trình hoành độ giao điểm của (P) và y = 2x – 3 là: \[\frac{1}{4}{x^2} = 2x - 3\].
⇔ x2 – 8x + 12 = 0.
⇔ x = 6 hoặc x = 2.
Với x = 6, ta có: y = 2.6 – 3 = 9.
Suy ra tọa độ A(6; 9).
Với x = 2, ta có: y = 2.2 – 3 = 1.
Suy ra tọa độ B(2; 1).
Vậy A(6; 9) và B(2; 1).
b)
Ta có BC = 6 – 2 = 4, AC = 9 – 1 = 8.
Tam giác ABC vuông tại C: AB2 = AC2 + BC2 = 82 + 42 = 80.
Suy ra \(AB = 4\sqrt 5 \).
c) Ta có OE = 2, BE = 1, AD = 9, OD = 6, DE = BC = 4.
Lại có:
⦁ \({S_{\Delta OAD}} = \frac{1}{2}OD.AD = \frac{1}{2}.6.9 = 27\);
⦁ \({S_{\Delta OBE}} = \frac{1}{2}OE.BE = \frac{1}{2}.2.1 = 1\);
⦁ \({S_{BEDA}} = \frac{{DE.\left( {BE + AD} \right)}}{2} = \frac{{4.\left( {1 + 9} \right)}}{2} = 20\).
Khi đó ta có SOAB = SOAD – SOBE – SBEDA = 27 – 1 – 20 = 6.
Vậy SOAB = 6 (đvS).
d) Do M ∈ (P) nên tọa độ M có dạng \(M\left( {m;\frac{{{m^2}}}{4}} \right)\).
Suy ra \(IM = \sqrt {{m^2} + {{\left( {\frac{{{m^2}}}{4} - 3} \right)}^2}} = \sqrt {{{\left( {\frac{{{m^2}}}{4} - \frac{1}{2}} \right)}^2} + \frac{{35}}{4}} \ge \frac{{\sqrt {35} }}{2}\).
Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow \frac{{{m^2}}}{4} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow m = \pm \sqrt 2 \).
Với \(m = \sqrt 2 \), ta có tọa độ \(M\left( {\sqrt 2 ;\frac{1}{2}} \right)\).
Với \(m = - \sqrt 2 \), ta có tọa độ \(M\left( { - \sqrt 2 ;\frac{1}{2}} \right)\).
Vậy \(M\left( {\sqrt 2 ;\frac{1}{2}} \right)\) và \(M\left( { - \sqrt 2 ;\frac{1}{2}} \right)\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Câu 11:
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật tâm O, AB = a, \(BC = a\sqrt 3 \). Tam giác SOA cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. SC tạo với mặt phẳng đáy một góc 60°. Tính thể tích khối chóp S.ABCD.
Gọi H là trung điểm của AO.
Tam giác SOA cân tại S có SH là đường trung tuyến.
Suy ra SH cũng là đường cao của tam giác SOA.
Do đó SH ⊥ OA.
Mà AO = (SAO) ∩ (ABCD).
Vì vậy SH ⊥ (ABCD).
Tam giác ABC vuông tại B: \(AC = \sqrt {A{B^2} + B{C^2}} = \sqrt {{a^2} + 3{a^2}} = 2a\).
Suy ra \(CO = AO = \frac{{AC}}{2} = a\).
Khi đó \(OH = \frac{{AO}}{2} = \frac{a}{2}\).
Vì vậy \(CH = CO + OH = \frac{{3a}}{2}\).
Ta có H, C lần lượt là hình chiếu của S, C lên mặt phẳng (ABCD).
Suy ra HC là hình chiếu của SC lên mặt phẳng (ABCD).
Do đó góc giữa SC và đáy là \(\left( {HC,SC} \right) = \widehat {SCH} = 60^\circ \).
Tam giác SCH vuông tại H: \(SH = CH.\tan \widehat {SCH} = \frac{{3a}}{2}.\tan 60^\circ = \frac{{3a\sqrt 3 }}{2}\).
Vậy thể tích khối chóp S.ABCD là: \(V = \frac{1}{3}.SH.{S_{ABCD}} = \frac{1}{3}.\frac{{3a\sqrt 3 }}{2}.a.a\sqrt 3 = \frac{{3{a^3}}}{2}\).
Câu 12:
Cho tam giác (AB = AC), trung tuyến BD. Lấy điểm E sao cho C là trung điểm của AE. Gọi I là trung điểm AB. Chứng minh rằng:
a) AD = AI.
b) BE = 2CI.
c) ∆ABD = ∆ACI.
d) BE = 2BD.
a) Tam giác ABC có BD là đường trung tuyến.
Suy ra D là trung điểm AC.
Do đó AC = 2AD (1)
Lại có I là trung điểm AB (giả thiết).
Suy ra AB = 2AI (2)
Ta có AB = AC (giả thiết) (3)
Từ (1), (2), (3), suy ra 2AD = 2AI.
Vậy AD = AI.
b) Tam giác ABE có C, I lần lượt là trung điểm của AE, AB.
Suy ra CI là đường trung bình của tam giác ABE.
Vậy BE = 2CI.
c) Xét ∆ABD và ∆ACI, có:
AB = AC (giả thiết);
AD = AI (kết quả câu a);
\(\widehat {BAC}\) là góc chung.
Vậy ∆ABD = ∆ACI (c.g.c).
d) Ta có BD = CI (∆ABD = ∆ACI).
Mà BE = 2CI (kết quả câu b).
Vậy BE = 2BD.
Câu 13:
Xác định hình dạng của tam giác ABC, biết: \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{{{b^3} + {c^3} - {a^3}}}{{b + c - a}} = {a^2}\\a = 2b\cos C\end{array} \right.\).
Theo định lí cosin, ta có \(\cos C = \frac{{{a^2} + {b^2} - {c^2}}}{{2ab}}\) thay vào đẳng thức thứ hai của hệ trên, ta được: \(a = 2b\cos C = 2b.\frac{{{a^2} + {b^2} - {c^2}}}{{2ab}}\).
⇔ a2 = a2 + b2 – c2.
⇔ b2 = c2.
⇔ b = c (1)
Thay b = c vào hệ thức thứ nhất, ta được: \(\frac{{2{b^3} - {a^3}}}{{2b - a}} = {a^2}\).
⇔ 2b3 – a3 = 2a2b – a3.
⇔ 2b(b2 – a2) = 0.
⇔ b2 – a2 = 0 (vì b > 0).
⇔ b2 = a2.
⇔ b = a (2)
Từ (1), (2), suy ra a = b = c.
Vậy tam giác ABC đều.
Do đó ta chọn phương án C.
Câu 14:
Cho tam giác ABC vuông tại A. Về phía ngoài tam giác ABC, vẽ hai tam giác vuông cân ADB (DA = DB) và ACE (EA = EC). Gọi M là trung điểm BC, I là giao điểm của DM với AB, K là giao điểm của EM với AC. Chứng minh:
a) Ba điểm D, A, E thẳng hàng.
b) Tứ giác IAKM là hình chữ nhật.
c) Tam giác DME là tam giác vuông cân.
a) Ta có tam giác ADB vuông cân tại D.
Suy ra \(\widehat {DAB} = 45^\circ \).
Chứng minh tương tự, ta được \(\widehat {CAE} = 45^\circ \).
Ta có \(\widehat {DAB} + \widehat {BAC} + \widehat {CAE} = 45^\circ + 90^\circ + 45^\circ = 180^\circ \).
Vậy ba điểm D, A, E thẳng hàng.
b) Tam giác ABC vuông tại A có AM là đường trung tuyến.
Suy ra MA = MB = MC.
Do đó M nằm trên đường trung trực của đoạn AB (1)
Chứng minh tương tự, ta được D nằm trên đường trung trực của đoạn AB (2)
Từ (1), (2), suy ra DM là đường trung trực của đoạn AB.
Mà DM cắt AB tại I.
Do đó DM ⊥ AB tại I.
Chứng minh tương tự, ta được ME ⊥ AC tại K.
Tứ giác IAKM, có: \(\widehat {MIA} = \widehat {IAK} = \widehat {AKM} = 90^\circ \).
Vậy tứ giác IAKM là hình chữ nhật.
c) Tam giác ADB vuông cân tại D có DI là đường cao.
Suy ra DI cũng là đường phân giác của tam giác ADB.
Do đó \[\widehat {ADI} = 90^\circ :2 = 45^\circ \].
Mà \(\widehat {DME} = 90^\circ \) (do tứ giác IAKM là hình chữ nhật).
Vậy tam giác DME là tam giác vuông cân tại M.
Câu 15:
Cho tam giác ABC vuông tại A, đường cao AH. Gọi D và E lần lượt là các điểm đối xứng với H qua AB và AC.
a) Chứng minh ba điểm A, D, E thẳng hàng.
b) Tứ giác BDEC là hình thang vuông.
c) BC = BD + CE.
a) Ta có D là điểm đối xứng với H qua AB (giả thiết).
Suy ra AB là đường trung trực của đoạn DH.
Do đó AD = AH.
Tam giác ADH cân tại H (do AD = AH) có AB là đường trung trực.
Suy ra AB cũng là đường phân giác của tam giác ADH.
Do đó \(\widehat {DAB} = \widehat {BAH}\).
Chứng minh tương tự, ta được \(\widehat {HAC} = \widehat {CAE}\).
Ta có \(\widehat {DAE} = \widehat {DAB} + \widehat {BAH} + \widehat {HAC} + \widehat {CAE} = 2\widehat {BAH} + 2\widehat {HAC}\).
\( = 2\left( {\widehat {BAH} + \widehat {HAC}} \right) = 2\widehat {BAC} = 2.90^\circ = 180^\circ \).
Vậy ba điểm D, A, E thẳng hàng.
b) Ta có A, D, B lần lượt là các điểm đối xứng với các điểm A, H, B qua AB.
Suy ra ∆ADB = ∆AHB.
Do đó \(\widehat {ADB} = \widehat {AHB} = 90^\circ \).
Vì vậy BD ⊥ DE (1)
Chứng minh tương tự, ta được CE ⊥ DE (2)
Từ (1), (2), suy ra BD // CE và \(\widehat {BDE} = 90^\circ \).
Vậy tứ giác BDEC là hình thang vuông.
c) Ta có AB là đường trung trực của đoạn DH (chứng minh trên).
Suy ra BD = BH.
Chứng minh tương tự, ta được CH = CE.
Ta có BC = BH + HC = BD + CE.
Vậy BC = BD + CE.
Câu 16:
Cho tam giác ABC vuông cân tại A. Trên các cạnh góc vuông AB, AC lấy D và E sao cho AD = AE. Qua D vẽ đường thẳng vuông góc với BE cắt BC ở K. Qua A vẽ đường thẳng vuông góc với BE cắt BC ở H. Gọi M là giao điểm của DK và AC. Chứng minh rằng:
a) ∆BAE = ∆CAD;
b) ∆MDC cân;
c) HK = HC.
a) Xét ∆BAE và ∆CAD, có:
AB = AC (tam giác ABC vuông cân tại A);
AE = AD (giả thiết);
\(\widehat {BAC}\) là góc chung.
Vậy ∆BAE = ∆CAD (c.g.c).
b) Ta có \(\widehat {BDK} = \widehat {ADM}\) (đối đỉnh).
Suy ra \(\widehat {DBE} = \widehat {AMD}\) (cùng phụ với \(\widehat {BDK} = \widehat {ADM}\)).
Mà \(\widehat {DBE} = \widehat {ACD}\) (do ∆BAE = ∆CAD).
Do đó \(\widehat {AMD} = \widehat {ACD}\).
Vậy tam giác MCD cân tại D.
c) Tam giác MCD cân tại D có DA là đường cao.
Suy ra DA cũng là đường trung tuyến của tam giác MCD.
Do đó A là trung điểm của CM.
Mà AH // MK (cùng vuông góc với BE).
Vì vậy AH là đường trung bình của tam giác MCK.
Suy ra H là trung điểm của KC.
Vậy HK = HC.
Câu 17:
Cho tập hợp A = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8}. Hỏi từ tập A có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên có 6 chữ số khác nhau và phải có mặt các chữ số 1, 2, 3 sao cho chúng không đứng cạnh nhau?
Gọi số cần tìm có dạng \(\overline {abcdef} \), (a, b, c, d, e, f ∈ A).
Trước hết, ta xếp 3 chữ số (ngoại trừ các chữ số 1, 2, 3) trong tập A vào 3 vị trí thì có \(A_{8 - 3}^3\) cách xếp.
Lúc này, ta thấy giữa hai số bất kì sẽ tạo nên một vách ngăn và 3 chữ số sẽ tạo nên 4 vị trí có thể xếp các chữ số 1, 2, 3 vào đó.
Theo đề bài, ta cần xếp sao cho các chữ số 1, 2, 3 không đứng cạnh nhau nên ta xếp 3 chữ số 1, 2, 3 vào 3 trong 4 vị trí vách ngăn được tạo ra thì có \(A_4^3\) cách xếp.
Vậy theo quy tắc nhân, ta có tất cả \(A_{8 - 3}^3.A_4^3 = A_5^3.A_4^3 = 1440\) cách xếp.
Câu 18:
Cho tứ giác ABCD có hai đường chéo AC và BD vuông góc với nhau. Gọi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của AB, BC, CD, DA.
a) Tứ giác MNPQ là hình gì? Vì sao?
b) Để tứ giác MNPQ là hình vuông thì tứ giác ABCD cần có điều kiện gì?
c) Cho AC = 6 cm, BD = 8 cm. Hãy tính diện tích tứ giác MNPQ.
a) Ta có MN, NP, PQ, QM lần lượt là đường trung bình của các tam giác ABC, BCD, ACD, ABD.
Suy ra MN // AC; NP // BD; PQ // AC; QM // BD.
Mà AC ⊥ BD (giả thiết).
Do đó MN ⊥ NP; PQ ⊥ QM và MN ⊥ QM.
Suy ra \(\widehat {MNP} = \widehat {QMN} = \widehat {PQM} = 90^\circ \).
Vậy tứ giác MNPQ là hình chữ nhật.
b) Ta có tứ giác MNPQ là hình chữ nhật (kết quả câu a).
Vì vậy để tứ giác MNPQ là hình vuông thì MN = NP.
Mà \(MN = \frac{{AC}}{2};NP = \frac{{BD}}{2}\).
Suy ra AC = BD.
Vậy tứ giác MNPQ là hình vuông thì tứ giác ABCD cần thêm điều kiện AC = BD.
c) Ta có \(MN = \frac{{AC}}{2} = \frac{6}{2} = 3\,\,\left( {cm} \right);NP = \frac{{BD}}{2} = \frac{8}{2} = 4\,\,\left( {cm} \right)\).
Diện tích hình chữ nhật MNPQ là: S = MN.NP = 3.4 = 12 (cm2).
Vậy diện tích tứ giác MNPQ bằng 12 cm2.
Câu 19:
Cho tứ giác ABCD, kẻ tia phân giác Bx, Dy, \(\widehat A = \widehat C\). Chứng minh Bx // Dy.
Gọi E là giao điểm của Bx và AD, F là giao điểm của Dy và BC.
Gọi G là điểm thuộc cạnh BC sao cho AB = BG.
Xét ∆ABE và ∆GBE, có:
AB = BG (giả thiết);
\(\widehat {ABE} = \widehat {GBE}\) (do BE là tia phân giác của \(\widehat {ABG}\));
BE là cạnh chung.
Do đó ∆ABE = ∆GBE (c.g.c).
Suy ra \(\widehat {BAE} = \widehat {BGE}\) và \(\widehat {AEB} = \widehat {GEB}\) (các cặp góc tương ứng).
Mà \(\widehat {BAE} = \widehat {BCD}\)(giả thiết).
Do đó \(\widehat {BCD} = \widehat {BGE}\).
Mà hai góc này ở vị trí đồng vị.
Suy ra BE // CD.
Khi đó \(\widehat {AEG} = \widehat {ADC}\) (cặp góc đồng vị).
Vì vậy \(2\widehat {AEB} = 2\widehat {ADF}\).
Suy ra \(\widehat {AEB} = \widehat {ADF}\).
Mà hai góc này ở vị trí đồng vị.
Vậy Bx // Dy.
Câu 20:
Chứng minh các biểu thức sau không phụ thuộc vào α:
A = (tanα + cotα)2 – (tanα – cotα)2.
B = sin6α + cos6α + 3sin2α.cos2α.
⦁ A = (tanα + cotα)2 – (tanα – cotα)2.
= (tanα + cotα – tanα + cotα)(tanα + cotα + tanα – cotα).
= 2cotα.2tanα.
= 4.1 = 4.
⦁ B = sin6α + cos6α + 3sin2α.cos2α.
= (sin2α)3 + (cos2α)3 + 3sin2α.cos2α.
= (sin2α + cos2α).(sin4α – sin2α.cos2α + cos4α) + 3sin2α.cos2α.
= (sin2α + cos2α)2 – 2sin2α.cos2α – sin2α.cos2α + 3sin2α.cos2α.
= 12 = 1.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Câu 21:
Chứng minh các biểu thức sau không phụ thuộc vào α:
a) \(\sqrt {{{\sin }^4}\alpha + 4\left( {1 - {{\sin }^2}\alpha } \right)} + \sqrt {{{\cos }^4}\alpha + 4{{\sin }^2}\alpha } \).
b) 2(sin6α + cos6α) – 3(cos4α + sin4α).
c) \(\frac{2}{{\tan \alpha - 1}} + \frac{{\cot \alpha + 1}}{{\cot \alpha - 1}}\,\,\,\left( {\tan \alpha \ne 1} \right)\).
a) Vì sin2α ≤ 1 và cos2α ≤ 1 nên ta có:
⦁ \(\sqrt {{{\sin }^4}\alpha + 4\left( {1 - {{\sin }^2}\alpha } \right)} = \sqrt {{{\left( {2 - {{\sin }^2}\alpha } \right)}^2}} = 2 - {\sin ^2}\alpha \).
⦁ \(\sqrt {{{\cos }^4}\alpha + 4{{\sin }^2}\alpha } = \sqrt {{{\cos }^4}\alpha + 4\left( {1 - {{\cos }^2}\alpha } \right)} = \sqrt {{{\left( {2 - {{\cos }^2}\alpha } \right)}^2}} = 2 - {\cos ^2}\alpha \).
Khi đó \(\sqrt {{{\sin }^4}\alpha + 4\left( {1 - {{\sin }^2}\alpha } \right)} + \sqrt {{{\cos }^4}\alpha + 4{{\sin }^2}\alpha } = 4 - \left( {{{\sin }^2}\alpha + {{\cos }^2}\alpha } \right) = 4 - 1 = 3\).
Vậy ta có điều phải chứng minh.
b) Ta có:
⦁ sin6α + cos6α = (sin2α + cos2α)3 – 3sin2α.cos2α.( sin2α + cos2α)
= 13 – 3sin2α.cos2α.
⦁ cos4α + sin4α = (cos2α + sin2α)2 – 2cos2α.sin2α
= 12 – 2cos2α.sin2α.
Khi đó 2(sin6α + cos6α) – 3(cos4α + sin4α)
= 2.(13 – 3sin2α.cos2α) – 3.(12 – 2cos2α.sin2α)
= 2 – 6sin2α.cos2α – 3 + 6sin2α.cos2α = –1.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
c) \(\frac{2}{{\tan \alpha - 1}} + \frac{{\cot \alpha + 1}}{{\cot \alpha - 1}} = \frac{2}{{\frac{1}{{\cot \alpha }} - 1}} + \frac{{\cot \alpha + 1}}{{\cot \alpha - 1}}\)
\( = \frac{{2\cot \alpha }}{{1 - \cot \alpha }} - \frac{{\cot \alpha + 1}}{{1 - \cot \alpha }}\)
\( = \frac{{2\cot \alpha - \cot \alpha - 1}}{{1 - \cot \alpha }}\)
\( = \frac{{\cot \alpha - 1}}{{1 - \cot \alpha }} = - 1\).
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Câu 22:
Cho một cái cân có 2 đĩa và một quả cân 1 kg. Làm thế nào để tách 3 kg gạo ra khỏi 5 kg gạo với 1 lần cân duy nhất.
Cho quả cân 1 kg lên bàn cân, chia 5 kg gạo vào 2 đĩa sao cho cân thăng bằng.
Khi đó bên cân nào không có quả cân 1 kg thì bên cân đó có 3 kg gạo.
Câu 23:
Hình thang ABCD (AB // CD) có các tia phân giác của các góc \(\widehat A\) và \(\widehat D\) gặp nhau tại điểm E thuộc cạnh BC. Chứng minh rằng:
a) \(\widehat {AED} = 90^\circ \).
b) AD = AB + CD.
a) Ta có AE, DE lần lượt là tia phân giác của các góc \(\widehat {BAD}\) và \(\widehat {ADC}\).
Suy ra \(\widehat {BAD} = 2\widehat {EAD}\) và \(\widehat {ADC} = 2\widehat {ADE}\).
Ta có AB // CD (giả thiết).
Suy ra \(\widehat {BAD} + \widehat {ADC} = 180^\circ \) (cặp góc trong cùng phía).
Do đó \(2\left( {\widehat {EAD} + \widehat {ADE}} \right) = 180^\circ \).
Vì vậy \(\widehat {EAD} + \widehat {ADE} = 90^\circ \).
Tam giác AED, có: \(\widehat {AED} = 180^\circ - \widehat {EAD} + \widehat {ADE} = 180^\circ - 90^\circ = 90^\circ \).
Vậy \(\widehat {AED} = 90^\circ \).
b) Gọi F là giao điểm của AE và DC.
Tam giác ADF có DE vừa là đường phân giác, vừa là đường cao.
Suy ra tam giác ADF cân tại D.
Do đó DE cũng là đường trung tuyến của tam giác ADF và AD = DF.
Vì vậy AE = EF.
Xét ∆ABE và ∆FCE, có:
AE = AF (chứng minh trên);
\(\widehat {AEB} = \widehat {CEF}\) (đối đỉnh);
\(\widehat {BAE} = \widehat {EFC}\) (AB // CD, cặp góc so le trong).
Do đó ∆ABE = ∆FCE (g.c.g).
Suy ra AB = CF (cặp cạnh tương ứng).
Ta có DF = DC + CF.
Vậy AD = CD + AB.
Câu 24:
Lớp 10A có 35 học sinh thích môn bóng đá, 20 học sinh thích môn bóng chuyền và 15 học sinh thích cả hai môn bóng. Biết học sinh nào cũng thích ít nhất một trong hai môn bóng. Tính số học sinh lớp 10A.
Số học sinh chỉ thích môn bóng đá là: 35 – 15 = 20 (học sinh).
Số học sinh chỉ thích môn bóng chuyền là: 20 – 15 = 5 (học sinh).
Số học sinh lớp 10A là: 20 + 5 + 15 = 40 (học sinh).
Câu 25:
Có tất cả 40 con vừa gà vừa chó. Số chân chó nhiều hơn số chân gà là 16 chân. Hỏi có bao nhiêu gà, bao nhiêu chó?
Gọi a (con), b (con) lần lượt là số con chó và số con gà (a, b ∈ ℕ*, a, b < 40).
Theo đề, ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}a + b = 40\\4a - 2b = 16\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}4a + 4b = 160\\4a - 2b = 16\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}6b = 144\\2a - b = 8\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}b = 24\\a = \frac{{b + 8}}{2} = 16\end{array} \right.\) (thỏa mãn).
Vậy có 16 con chó và 24 con gà.
Câu 26:
Sau khi ăn hết một nửa số gạo, số gạo còn lại đủ ăn trong:
40 : 2 = 20 (ngày)
1 học sinh ăn hết số gạo còn lại trong số ngày là:
120 × 20 = 2 400 (ngày)
Tổng số học sinh ăn số gạo còn lại trong 12 ngày là:
2400 : 12 = 200 (người)
Trường đó có thêm số học sinh là:
200 − 120 = 80 (học sinh)
Đáp số: 80 học sinh.
Câu 27:
Chứng minh rằng nếu p là một số nguyên tố thì np – n chia hết cho p với mọi số nguyên dương n.
Ta có np – n chia hết cho p (1).
Với n = 1, ta có 1p – 1 = 0 ⋮ p (đúng).
Giả sử (1) đúng với n = k, với k ≥ 2.
Tức là kp – k ⋮ p.
Ta cần chứng minh (1) đúng n = k + 1. Tức là cần chứng minh (k + 1)p – (k + 1) ⋮ p.
Thật vậy, theo nhị thức Newton, ta có:
\({\left( {k + 1} \right)^p} = {k^p} + C_k^1.{k^{p - 1}} + C_k^2.{k^{p - 2}} + ... + C_k^{k - 2}.{k^2} + C_k^{k - 1}.k + 1\).
Ta thấy \(C_k^h = \frac{{k!}}{{h!\left( {k - h} \right)!}}\) chia hết cho p (do p là số nguyên tố).
Do đó biểu thức được viết lại thành (k + 1)p = kp + pm + 1, với m ∈ ℤ.
Mà kp – k ⋮ p nên (k + 1)p – (k + 1) = kp + pm + 1 – k – 1 = kp – k + pm cũng chia hết cho p.
Suy ra (1) đúng.
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Câu 28:
Phân tích đa thức thành nhân tử: (x2 – x)2 + 5(x2 – x) – 14.
Ta có (x2 – x)2 + 5(x2 – x) – 14
= (x2 – x)2 – 2(x2 – x) + 7(x2 – x) – 14
= (x2 – x)(x2 – x – 2) + 7(x2 – x – 2)
= (x2 – x – 2)(x2 – x + 7).
Câu 29:
Ta có 3(x2 + x)2 – 2x2 – 2x = 0.
⇔ 3(x2 + x)2 – 2(x2 + x) = 0.
⇔ (x2 + x)[3(x2 + x) – 2] = 0.
\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^2} + x = 0\\3{x^2} + 3x - 2 = 0\end{array} \right.\]
\[ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = - 1\\x = \frac{{ - 3 \pm \sqrt {33} }}{6}\end{array} \right.\]
Vì vậy \(A = \left\{ {0; - 1;\frac{{ - 3 \pm \sqrt {33} }}{6}} \right\}\).
Vậy số tập con của tập A là 23 = 8 tập con.
Câu 30:
Số viên bi của ba bạn Minh, Hùng, Dũng tỉ lệ với các số 2; 4; 5. Tính số viên bi của mỗi bạn biết rằng ba bạn có 44 viên bi.
Gọi số viên bi của ba bạn Minh, Hùng, Dũng lần lượt là x, y, z (x, y, z ∈ ℕ và x, y, z < 44).
Ba bạn có tất cả 44 viên bi, nghĩa là x + y + z = 44.
Số viên bi của Minh, Hùng, Dũng tỉ lệ với các số 2; 4; 5, nghĩa là \[\frac{x}{2} = \frac{y}{4} = \frac{z}{5}\].
Áp dụng tính chất của dãy tỉ số bằng nhau, ta có: \[\frac{x}{2} = \frac{y}{4} = \frac{z}{5} = \frac{{x + y + z}}{{2 + 4 + 5}} = \frac{{44}}{{11}} = 4\].
Với \[\frac{x}{2} = 4\], ta có: x = 2.4 = 8.
Với \[\frac{y}{4} = 4\], ta có: y = 4.4 = 16.
Với \[\frac{z}{5} = 4\], ta có: z = 5.4 = 20.
Vậy số viên bi của Minh, Hùng, Dũng lần lượt là 8 viên bi; 16 viên bi; 20 viên bi.
Câu 31:
Số viên bi của ba bạn Minh, Hùng, Dũng tỉ lệ với các số 2; 4; 5. Tính số viên bi của mỗi bạn, biết rằng 3 lần số bi của bạn Hùng nhiều hơn 2 lần số bi của bạn Minh là 40 viên.
Gọi số viên bi của ba bạn Minh, Hùng, Dũng lần lượt là x, y, z (x, y, z ∈ ℕ).
3 lần số bi của bạn Hùng nhiều hơn 2 lần số bi của bạn Minh là 40 viên, nghĩa là:
3y – 2x = 40.
Số viên bi của Minh, Hùng, Dũng tỉ lệ với các số 2; 4; 5, nghĩa là \[\frac{x}{2} = \frac{y}{4} = \frac{z}{5}\].
\( \Leftrightarrow \frac{{2x}}{4} = \frac{{3y}}{{12}} = \frac{z}{5}\).
Áp dụng tính chất của dãy tỉ số bằng nhau, ta có: \( \Leftrightarrow \frac{{2x}}{4} = \frac{{3y}}{{12}} = \frac{z}{5} = \frac{{3y - 2x}}{{12 - 4}} = \frac{{40}}{8} = 5\).
Với \[\frac{x}{2} = 5\], ta có: x = 2.5 = 10.
Với \[\frac{y}{4} = 5\], ta có: y = 4.5 = 20.
Với \[\frac{z}{5} = 5\], ta có: z = 5.5 = 25.
Vậy số viên bi của Minh, Hùng, Dũng lần lượt là 10 viên bi; 20 viên bi; 25 viên bi.
Câu 32:
Cho tam giác ABC (\(\widehat B = 90^\circ \)) có đường cao BD. Gọi E, F lần lượt là trung điểm của BD, DC và H là giao điểm của AE, BF. Tính \(\widehat {AHB}\)?
Tam giác BCD có E, F lần lượt là trung điểm của BD, DC.
Suy ra EF là đường trung bình của tam giác BCD.
Do đó EF // BC.
Mà BC ⊥ AB (\(\widehat {ABC} = 90^\circ \)).
Vì vậy EF ⊥ AB.
Tam giác ABF có hai đường cao BD, EF cắt nhau tại E.
Suy ra E là trực tâm của tam giác ABF.
Do đó AE ⊥ BF hay AH ⊥ BF.
Vậy \(\widehat {AHB} = 90^\circ \).
Câu 33:
Tìm tất cả các cặp số nguyên (x, y) thỏa mãn x4 – x3 + 1 = y2.
Ta có x4 – x3 + 1 = y2.
⇔ 4x4 – 4x3 + 4 = 4y2.
Ta có:
⦁ 4x4 – 4x3 + 4 = (2x2 – x – 1)2 + 3x2 – 2x + 3 > (2x2 – x – 1)2.
⦁ 4x4 – 4x3 + 4 = (2x2 – x + 3)2 – 13x2 + 6x – 5 < (2x2 – x + 3)2.
Suy ra (2x2 – x – 1)2 < (2y)2 < (2x2 – x + 3)2.
\( \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}{\left( {2y} \right)^2} = {\left( {2{x^2} - x} \right)^2}\\{\left( {2y} \right)^2} = {\left( {2{x^2} - x + 1} \right)^2}\\{\left( {2y} \right)^2} = {\left( {2{x^2} - x + 2} \right)^2}\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}4{x^4} - 4{x^3} + 4 = {\left( {2{x^2} - x} \right)^2}\\4{x^4} - 4{x^3} + 4 = {\left( {2{x^2} - x + 1} \right)^2}\\4{x^4} - 4{x^3} + 4 = {\left( {2{x^2} - x + 2} \right)^2}\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}{x^2} - 4 = 0\\5{x^2} - 2x - 3 = 0\\9{x^2} - 4x = 0\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \pm 2\\x = 1\\x = - \frac{3}{5}\\x = 0\\x = \frac{4}{9}\end{array} \right.\)
Mà x ∈ ℤ nên ta nhận x ∈ {–2; 2; 1; 0}.
Với x = –2, ta có y2 = x4 – x3 + 1 = 25.
Suy ra y = 5 hoặc y = –5.
Với x = 2, ta có y2 = x4 – x3 + 1 = 9.
Suy ra y = 3 hoặc y = –3.
Với x = 1, ta có y2 = x4 – x3 + 1 = 1.
Suy ra y = 1 hoặc y = –1.
Với x = 0, ta có y2 = x4 – x3 + 1 = 1.
Suy ra y = 1 hoặc y = –1.
Vậy (x, y) ∈ {(–2; 5), (–2; –5), (2; 3), (2; –3), (1; 1), (1; –1), (0; 1), (0; –1)}.
Câu 34:
Điều kiện: n, * ∈ ℕ, 0 ≤ n, * ≤ 9.
Ta có \(\overline {3n*1*} \) chia hết cho 2. Suy ra * ∈ {0; 2; 4; 6; 8}.
Lại có \(\overline {3n*1*} \) chia hết cho 5. Suy ra * ∈ {0; 5}.
Khi đó * = 0 (nhận).
Vì vậy \(\overline {3n*1*} \) được viết lại thành \(\overline {3n010} \).
Ta có \(\overline {3n010} \) chia hết cho 3. Suy ra 3 + n + 1 ⋮ 3.
Do đó 4 + n ⋮ 3.
Lại có \(\overline {3n010} \) chia hết cho 9. Suy ra 3 + n + 1 ⋮ 9.
Do đó 4 + n ⋮ 9.
Ta có BCNN(3, 9) = 32 = 9.
Suy ra 4 + n ∈ B(9) = {0; 9; 18; ...}.
Với 4 + n = 0, ta có n = 0 – 4 = –4 (loại).
Với 4 + n = 9, ta có = 9 – 4 = 5 (nhận).
Với 4 + n = 18, ta có n = 18 – 4 = 14 (loại).
Vậy * = 0, n = 5 thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Câu 35:
Cho đường thẳng d: x – 2y – 1 = 0. Ảnh của d qua phép tịnh tiến theo \(\vec v = \left( {1;2} \right)\) là đường thẳng:
Lấy điểm M(x; y) tùy ý thuộc d, ta có x – 2y – 1 = 0 (*)
Gọi \(M'\left( {x';y'} \right) = {T_{\vec v}}\left( M \right)\).
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x' = x + 1\\y' = y + 2\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = x' - 1\\y = y' - 2\end{array} \right.\)
Thay vào (*), ta được phương trình: (x’ – 1) – 2(y’ – 2) – 1 = 0.
⇔ x’ – 2y’ + 2 = 0.
Vậy ảnh của d là đường thẳng d’ có phương trình là: x – 2y + 2 = 0.
Do đó ta chọn phương án A.
Câu 36:
Cho đường thẳng (d): x – 2y + 1 = 0. Ảnh của (d) qua phép tịnh tiến theo \(\vec v = \left( {2;1} \right)\) là
Đáp án đúng là: A
Lấy điểm M(x; y) tùy ý thuộc d, ta có x – 2y + 1 = 0 (*)
Gọi \(M'\left( {x';y'} \right) = {T_{\vec v}}\left( M \right)\).
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x' = x + 2\\y' = y + 1\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = x' - 2\\y = y' - 1\end{array} \right.\)
Thay vào (*), ta được phương trình: (x’ – 2) – 2(y’ – 1) + 1 = 0.
⇔ x’ – 2y’ + 1 = 0.
Vậy ảnh của d là đường thẳng d’ có phương trình là: x – 2y + 1 = 0.
Do đó ta chọn phương án A.
Câu 37:
Tìm tập xác định của hàm số \[y = \sin \sqrt {\frac{{1 + x}}{{1 - x}}} \].
ĐKXĐ: \[\frac{{1 + x}}{{1 - x}} \ge 0 \Leftrightarrow - 1 \le x < 1\].
Vậy TXD: D = [–1; 1).
Câu 38:
Cho ba số dương x, y, z thỏa mãn x + y + z = 3. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P = \frac{1}{{x + y}} + \frac{1}{{y + z}} + \frac{1}{{z + x}}\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy, ta được: \(P = \frac{1}{{x + y}} + \frac{1}{{y + z}} + \frac{1}{{z + x}}\).
\( \ge \frac{9}{{x + y + y + z + z + x}} = \frac{9}{{2\left( {x + y + z} \right)}} = \frac{9}{{2.3}} = \frac{3}{2}\).
Dấu “=” xảy ra ⇔ x = y = z.
Vậy giá trị nhỏ nhất của biểu thức P bằng \(\frac{3}{2}\) khi và chỉ khi x = y = z.
Câu 39:
Biết rằng \(\frac{{x + y}}{{t + z}} = \frac{4}{7}\) và 7y = 4z. Tìm tỉ số \(\frac{x}{t}\).
Theo đề, ta có \(\frac{{x + y}}{{t + z}} = \frac{4}{7}\).
⇔ 7(x + y) = 4(t + z).
⇔ 7x + 7y = 4t + 4z.
⇔ 7x + 4z = 4t + 4z.
⇔ 7x = 4t.
\( \Leftrightarrow \frac{x}{t} = \frac{4}{7}\).
Vậy \(\frac{x}{t} = \frac{4}{7}\).
Câu 40:
Trên bản đồ tỉ lệ 1 : 100 000, khoảng cách giữa hai xã trên bản đồ là 12 cm. Trên thực tế hai xã cách nhau bao nhiêu km?
Đổi: \(12\,\,cm = \frac{3}{{25000}}\,\,km\).
Trên thực tế hai xã cách nhau số km là:
\(\frac{3}{{25000}}:\frac{1}{{100000}} = 12\) (km).
Đáp số: 12 km.
Câu 41:
Cho tam giác ABC có \(\widehat A = 60^\circ \). Các tia phân giác của \(\widehat B\) và \(\widehat C\) cắt nhau ở I, cắt cạnh AC, AB ở D và E. Tia phân giác của \(\widehat {BIC}\) cắt BC ở F.
a) Tính \(\widehat {BIC}\).
b) Chứng minh ID = IE = IF.
c) Chứng minh tam giác DEF đều.
d) Chứng minh I là giao điểm các đường phân giác của hai tam giác ABC và DEF.
a) Ta có BI, CI lần lượt là tia phân giác của \(\widehat {ABC}\) và \(\widehat {ACB}\).
Suy ra \(2\widehat {IBC} = \widehat {ABC}\) và \(2\widehat {ICB} = \widehat {ACB}\).
∆ABC, có: \(\widehat {BAC} + \widehat {ABC} + \widehat {ACB} = 180^\circ \) (định lí tổng ba góc trong một tam giác).
Suy ra \(\widehat {ABC} + \widehat {ACB} = 180^\circ - \widehat {BAC} = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ \).
Do đó \(2\left( {\widehat {IBC} + \widehat {ICB}} \right) = 120^\circ \).
Vì vậy \(\widehat {IBC} + \widehat {ICB} = 120^\circ :2 = 60^\circ \).
∆BIC, có: \(\widehat {BIC} = 180^\circ - \left( {\widehat {IBC} + \widehat {ICB}} \right) = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ \).
Vậy \(\widehat {BIC} = 120^\circ \).
b) Ta có \(\widehat {EIB} + \widehat {BIC} = 180^\circ \) (kề bù).
Suy ra \(\widehat {EIB} = 180^\circ - \widehat {BIC} = 180^\circ - 120^\circ = 60^\circ \).
Chứng minh tương tự, ta được \(\widehat {DIC} = 60^\circ \).
Ta có IF là tia phân giác của \(\widehat {BIC}\).
Suy ra \(\widehat {BIF} = \widehat {FIC} = \frac{{\widehat {BIC}}}{2} = 60^\circ \).
Xét ∆IFC và ∆IDC, có:
IC là cạnh chung;
\(\widehat {ICF} = \widehat {ICD}\) (CI là tia phân giác của \(\widehat {FCD}\));
\(\widehat {FIC} = \widehat {DIC}\,\,\left( { = 60^\circ } \right)\).
Do đó ∆IFC = ∆IDC (g.c.g).
Suy ra IF = ID (cặp cạnh tương ứng) (1)
Chứng minh tương tự, ta được: IE = IF (2)
Từ (1), (2), ta thu được ID = IE = IF.
c) Ta có:
⦁ \(\widehat {EIF} = \widehat {EIB} + \widehat {BIF} = 60^\circ + 60^\circ = 120^\circ \).
⦁ \(\widehat {DIF} = \widehat {DIC} + \widehat {CIF} = 60^\circ + 60^\circ = 120^\circ \).
Xét ∆EIF và ∆DIF, có:
IF là cạnh chung;
\(\widehat {EIF} = \widehat {DIF}\,\,\left( { = 120^\circ } \right)\);
IE = ID (kết quả câu b).
Do đó ∆EIF = ∆DIF (c.g.c).
Suy ra EF = DF (cặp cạnh tương ứng) (3)
Ta có \(\widehat {DIE} = \widehat {BIC} = 120^\circ \) (đối đỉnh).
Xét ∆DIE và ∆FIE, có:
EI là cạnh chung;
ID = IF (kết quả câu b);
\(\widehat {DIE} = \widehat {FIE}\,\,\left( { = 120^\circ } \right)\).
Do đó ∆DIE = ∆FIE (c.g.c).
Suy ra DE = EF (cặp cạnh tương ứng) (4)
Từ (3), (4), suy ra DE = EF = DF.
Vậy tam giác DEF đều.
d) Tam giác ABC có hai đường phân giác BD, CE cắt nhau tại I.
Suy ra I là giao điểm của ba đường phân giác của tam giác ABC (5)
Ta có ∆EIF = ∆DIF (chứng minh trên).
Suy ra \(\widehat {EFI} = \widehat {DFI}\) (cặp góc tương ứng).
Do đó FI là đường phân giác của tam giác DEF.
Chứng minh tương tự, ta được EI là đường phân giác của tam giác DEF.
Tam giác DEF có hai đường phân giác FI, EI cắt nhau tại I.
Suy ra I là giao điểm của ba đường phân giác của tam giác DEF (6)
Từ (5), (6), ta thu được I là giao điểm các đường phân giác của hai tam giác ABC và DEF.
Câu 42:
Tam giác ABC có \(\widehat A = 60^\circ \), các cạnh b = 20 c = 35.
a) Tính chiều cao ha.
b) Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác.
c) Tính bán kính đường tròn nội tiếp tam giác.
a) Ta có a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA = 202 + 352 – 2.20.35.cos60° = 925.
Suy ra \(a = 5\sqrt {37} \).
Diện tích tam giác ABC là: \(S = \frac{1}{2}bc.\sin A = \frac{1}{2}.20.35.\sin 60^\circ = 175\sqrt 3 \).
Từ công thức \(S = \frac{1}{2}a.{h_a}\), ta có \({h_a} = \frac{{2S}}{a} = \frac{{2.175\sqrt 3 }}{{5\sqrt {37} }} = \frac{{70\sqrt {111} }}{{37}}\).
Vậy \({h_a} = \frac{{70\sqrt {111} }}{{37}}\).
b) Ta có \(2R = \frac{a}{{\sin A}} = \frac{{5\sqrt {37} }}{{\sin 60^\circ }} = \frac{{10\sqrt {111} }}{3}\).
Vậy \(R = \frac{{5\sqrt {111} }}{3}\).
c) Nửa chu vi tam giác ABC là: \(p = \frac{{a + b + c}}{2} = \frac{{55 + 5\sqrt {37} }}{2}\).
Từ công thức S = pr, ta có \[r = \frac{S}{p} = \frac{{2.175\sqrt 3 }}{{55 + 5\sqrt {37} }} = \frac{{70\sqrt 3 .\left( {11 - \sqrt {37} } \right)}}{{84}} = \frac{{5\left( {11\sqrt 3 - \sqrt {111} } \right)}}{6}\].
Vậy \(r = \frac{{5\left( {11\sqrt 3 - \sqrt {111} } \right)}}{6}\).
Câu 43:
Gọi S là tập hợp các giá trị của m để bất phương trình x2 – 2mx + 5m – 8 ≤ 0 có tập nghiệm là [a; b] sao cho b – a = 4. Tổng tất cả các phần tử của S là
Đáp án đúng là: D
Ta có x2 – 2mx + 5m – 8 ≤ 0.
⇔ (x – m)2 ≤ m2 – 5m + 8.
\( \Leftrightarrow \left| {x - m} \right| \le \sqrt {{m^2} - 5m + 8} \).
\( \Leftrightarrow - \sqrt {{m^2} - 5m + 8} \le x - m \le \sqrt {{m^2} - 5m + 8} \).
\( \Leftrightarrow m - \sqrt {{m^2} - 5m + 8} \le x \le m + \sqrt {{m^2} - 5m + 8} \).
Vì vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là:
\[\left[ {m - \sqrt {{m^2} - 5m + 8} ;m + \sqrt {{m^2} - 5m + 8} } \right]\].
Theo đề, ta lại có: b – a = 4.
\( \Leftrightarrow m + \sqrt {{m^2} - 5m + 8} - m + \sqrt {{m^2} - 5m + 8} = 4\).
\( \Leftrightarrow 2\sqrt {{m^2} - 5m + 8} = 4\).
\( \Leftrightarrow \sqrt {{m^2} - 5m + 8} = 2\).
⇔ m2 – 5m + 8 = 4.
⇔ m2 – 5m + 4 = 0.
⇔ m = 4 hoặc m = 1.
Khi đó tập S = {1; 4}.
Vậy tổng tất cả các phần tử của S là: 1 + 4 = 5.
Do đó ta chọn phương án D.
Câu 44:
Chứng minh rằng với mọi giá trị của m thì phương trình mx2 – (3m + 2)x + 1 = 0 luôn có nghiệm.
Ta có mx2 – (3m + 2)x + 1 = 0 (1)
Trường hợp 1: m = 0.
Thế m = 0 vào (1), ta được: \(2x + 1 = 0 \Leftrightarrow x = - \frac{1}{2}\).
Suy ra nhận m = 0.
Trường hợp 2: m ≠ 0.
∆ = (3m + 2)2 – 4m = 9m2 + 12m + 4 – 4m = 9m2 + 8m + 4.
\( = {\left( {3m + \frac{4}{3}} \right)^2} + \frac{{20}}{9} \ge \frac{{20}}{9} > 0,\,\,\forall m\).
Suy ra phương trình (1) luôn có 2 nghiệm phân biệt, với mọi m.
Kết hợp cả 2 trường hợp, ta thu được phương trình đã cho luôn có nghiệm với mọi giá trị của m.
Câu 45:
Gọi số quả cam trong sọt là a (a ∈ ℕ*).
Suy ra a ∈ BC(6; 10; 12; 14) và 200 ≤ a ≤ 600.
Ta có 6 = 2.3; 10 = 2.5; 12 = 22.3 và 14 = 2.7.
Suy ra BCNN(6; 10; 12; 14) = 22.3.5.7 = 420.
Khi đó a ∈ BC(420) = {0; 420; 840; ...}.
Vì 200 ≤ a ≤ 600 nên a = 420.
Vậy trong sọt có 420 quả cam.
Câu 46:
Cho phương trình (1 + m)x2 – 2mx + 2m = 0. Tìm m để phương trình:
a) Có nghiệm.
b) Vô nghiệm.
c) Có 2 nghiệm.
d) Có 2 nghiệm phân biệt.
Ta có (1 + m)x2 – 2mx + 2m = 0 (1)
a) Trường hợp 1: m = –1.
Thế m = –1 vào (1), ta được 2x – 2 = 0 ⇔ x = 1.
Suy ra nhận m = –1.
Trường hợp 2: m ≠ –1.
∆’ = m2 – (1 + m).2m = m2 – 2m – 2m2 = –m2 – 2m.
Phương trình (1) có nghiệm ⇔ ∆’ ≥ 0.
⇔ –m2 – 2m ≥ 0.
⇔ –2 ≤ m ≤ 0.
Kết hợp cả 2 trường hợp, ta nhận –2 ≤ m ≤ 0.
Vậy –2 ≤ m ≤ 0 thỏa mãn yêu cầu bài toán.
b) Phương trình (1) vô nghiệm \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\\Delta ' < 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - {m^2} - 2m < 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\\left[ \begin{array}{l}m < - 2\\m > 0\end{array} \right.\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m < - 2\\m > 0\end{array} \right.\).
Vậy \(\left[ \begin{array}{l}m < - 2\\m > 0\end{array} \right.\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.
c) Phương trình (1) có 2 nghiệm \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\\Delta ' \ge 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - {m^2} - 2m \ge 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - 2 \le m \le 0\end{array} \right.\)
Vậy \(\left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - 2 \le m \le 0\end{array} \right.\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.
d) Phương trình (1) có 2 nghiệm phân biệt \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\\Delta ' > 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - {m^2} - 2m > 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - 2 < m < 0\end{array} \right.\)
Vậy \(\left\{ \begin{array}{l}m \ne - 1\\ - 2 < m < 0\end{array} \right.\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.