TopStudy

Đáp án và lời giải

Đề cương ôn tập giữa kì 1 Toán 11 Chân trời sáng tạo cấu trúc mới có đáp án - Bài 2: Hai đường thẳng song song

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Trong không gian, có 4 vị trí tương đối giữa hai đường thẳng aa và bb. Chọn A.

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Cho hai đường thẳng song song aa và b.b. Có duy nhất một mặt phẳng chứa hai đường thẳng đó. Chọn B.

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Trong không gian, hai đường thẳng chéo nhau thì không có điểm chung. Chọn A.

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Hai đường thẳng cùng song song với một đường thẳng thứ ba thì song song với nhau hoặc trùng nhau. Chọn C.

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

ABAB và CDCD là cặp đường thẳng chéo nhau. Chọn A.

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Hình minh hoạ

Gọi EE là trung điểm của ABAB.

Vì M,NM,N lần lượt là trọng tâm của tam giác ABCABC và ABDABD nên EMEC=13=ENED\frac{{EM}}{{EC}} = \frac{1}{3} = \frac{{EN}}{{ED}}.

Xét trong tam giác ECDECD có EMEC=13=ENED⇒MN//CD\frac{{EM}}{{EC}} = \frac{1}{3} = \frac{{EN}}{{ED}} \Rightarrow MN//CD. Chọn D.

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Hình minh hoạ

Ta có M∈(SAB)∩(MCD)AB⊂(SAB)CD⊂(MCD)AB//CD}\left. \begin{array}{l}M \in \left( {SAB} \right) \cap \left( {MCD} \right)\\AB \subset \left( {SAB} \right)\\CD \subset \left( {MCD} \right)\\AB//CD\end{array} \right\}

Suy ra giao tuyến của (SAB)\left( {SAB} \right) và (MCD)\left( {MCD} \right) là đường thẳng qua MM, song song với ABAB và CDCD. Chọn C.

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Hình minh hoạ

+) Hình chóp S.ABCDS.ABCD có 4 mặt bên (SAB),(SBC),(SCD),(SAD)\left( {SAB} \right),\left( {SBC} \right),\left( {SCD} \right),\left( {SAD} \right) nên A đúng.

+) S,OS,O là hai điểm chung của (SAC)\left( {SAC} \right) và (SBD)\left( {SBD} \right) nên B đúng.

+) S,IS,I là hai điểm chung của (SAD)\left( {SAD} \right) và (SBC)\left( {SBC} \right) nên CC đúng.

+) Giao tuyến của (SAB)\left( {SAB} \right) và (SAD)\left( {SAD} \right) là SASA, rõ ràng SASA không thể là đường trung bình của hình thang ABCD.ABCD. Chọn D.

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Do AGAG và MNMN cùng nằm trong mặt phẳng (ABN)\left( {ABN} \right) nên hai đường thẳng cắt nhau. Chọn A.

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Hình minh hoạ

Gọi N , MN\,,\,M lần lượt là trung điểm của BC,  BD.BC,\;BD.

⇒\Rightarrow MNMN là đường trung bình của tam giác BCDBCD ⇒MN∥CD   (1)\Rightarrow MN\parallel CD\,\,\,\left( 1 \right)

J ;  IJ\,;\,\,I lần lượt là trọng tâm các tam giác ABCABC và ABDABD ⇒AIAM=AJAN=23⇒IJ∥MN   (2)\Rightarrow \frac{{AI}}{{AM}} = \frac{{AJ}}{{AN}} = \frac{2}{3} \Rightarrow IJ\parallel MN\,\,\,\left( 2 \right)

Từ (1)\left( 1 \right) và (2)\left( 2 \right) suy ra: IJ∥CD.IJ\parallel CD. Chọn B.

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) (SAC) Ç (SAD) = SA.

b) Có S Î (SAB) Ç (SCD).

Trong (ABCD), có E Î AB Ì (SAB), E Î CD Ì (SCD) Þ E Î (SAB) Ç (SCD).

Do đó (SAB) Ç (SCD) = SE.

c) S Î (SAD) Ç (SBC) mà AD // BC nên (SAD) Ç (SBC) = d với d đi qu S và song song AD.

d) Xét tứ giác ABCF, ta có BC // AF và BC=AF=AD2BC = AF = \frac{{AD}}{2} Þ ABCF là hình bình hành.

Ta có S Î (SAB) Ç (SCF) mà AB // FC nên (SAB) Ç (SCF) = d' với d' đi qua S và song song AB.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Sai.

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Tứ giác ABCD là hình bình hành nên AB // CD; AD // BC.

Hình minh hoạ

a) Ta có {AB//CDAB⊂(SAB)CD⊂(SCD)S∈(SAB)∩(SCD)⇒{Sx=(SAB)∩(SCD)Sx//AB//CD\left\{ \begin{array}{l}AB//CD\\AB \subset \left( {SAB} \right)\\CD \subset \left( {SCD} \right)\\S \in \left( {SAB} \right) \cap \left( {SCD} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}Sx = \left( {SAB} \right) \cap \left( {SCD} \right)\\Sx//AB//CD\end{array} \right..

b) Ta có {AD//BCAD⊂(SAD)BC⊂(SBC)S∈(SAD)∩(SBC)⇒{Sy=(SAD)∩(SCD)Sy//AD//BC\left\{ \begin{array}{l}AD//BC\\AD \subset \left( {SAD} \right)\\BC \subset \left( {SBC} \right)\\S \in \left( {SAD} \right) \cap \left( {SBC} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}Sy = \left( {SAD} \right) \cap \left( {SCD} \right)\\Sy//AD//BC\end{array} \right..

c) {AB//CDAB⊂(MAB)CD⊂(SCD)M∈(MAB)∩(SCD)⇒{Mt=(MAB)∩(SCD)Mt//AB//CD\left\{ \begin{array}{l}AB//CD\\AB \subset \left( {MAB} \right)\\CD \subset \left( {SCD} \right)\\M \in \left( {MAB} \right) \cap \left( {SCD} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}Mt = \left( {MAB} \right) \cap \left( {SCD} \right)\\Mt//AB//CD\end{array} \right..

d) Ta có {AB//CDAB⊂(SAB)CD⊂(NCD)N∈(SAB)∩(NCD)⇒{Nz=(SAB)∩(NCD)Nz//AB//CD\left\{ \begin{array}{l}AB//CD\\AB \subset \left( {SAB} \right)\\CD \subset \left( {NCD} \right)\\N \in \left( {SAB} \right) \cap \left( {NCD} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}Nz = \left( {SAB} \right) \cap \left( {NCD} \right)\\Nz//AB//CD\end{array} \right..

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) Có SA Ç (ABCD) = {A}.

b) Có O Î BD và O Î AC Ì (SAC) Þ BD Ç (SAC) = {O}.

c) Có S Î SO và S Î AM Ì (ABNM) Þ SO Ç (ABNM) = {S}.

d) Ta có {S∈(SAD)∩(SBC)AD//BCAD⊂(SAD)BC⊂(SBC)⇒(SAD)∩(SBC)=Sy(Sy//AD//BC)\left\{ \begin{array}{l}S \in \left( {SAD} \right) \cap \left( {SBC} \right)\\AD//BC\\AD \subset \left( {SAD} \right)\\BC \subset \left( {SBC} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left( {SAD} \right) \cap \left( {SBC} \right) = Sy\left( {Sy//AD//BC} \right).

Trong mặt phẳng (SAD), gọi E = Sy Ç DM.

Ta có {E∈Sy⊂(SBC)E∈DM⇒E=DM∩(SBC)\left\{ \begin{array}{l}E \in Sy \subset \left( {SBC} \right)\\E \in DM\end{array} \right. \Rightarrow E = DM \cap \left( {SBC} \right).

Vì M là trung điểm của SA và SE // AD nên tứ giác SEAD là hình bình hành Þ SE = AD = BC.

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Sai.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Gọi O là tâm của hình bình hành ABCD.

Gọi H = MN Ç SO, K = SC Ç AH.

Xét DSBD có MN là đường trung bình nên ta có SHSO=SMSB=12\frac{{SH}}{{SO}} = \frac{{SM}}{{SB}} = \frac{1}{2}.

Suy ra H là trung điểm SO.

Gọi E là trung điểm CK, xét tam giác AKC có OE là đường trung bình nên OE // HK.

Xét DSOE có H là trung điểm của SO và HK // OE nên HK là đường trung bình.

Suy ra K là trung điểm của SE.

Khi đó SKSC=13\frac{{SK}}{{SC}} = \frac{1}{3}. Suy ra a = 1; b = 3. Do đó a + b = 4.

Trả lời: 4.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Ta có NP // AB.

Ta có NP Ì (MNP), AB Ì (ABC), (ABC) và (MNP) có điểm M chung nên giao tuyến của (ABC) và (MNP) là đường thẳng MQ // AB (Q Î AC).

Ta có QCQA=MCMB=3\frac{{QC}}{{QA}} = \frac{{MC}}{{MB}} = 3.

Trả lời: 3.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Ta thấy hai mặt phẳng (SAD) và (BCE) lần lượt đi qua hai đường thẳng AD // BC và có E, G là hai điểm chung nên chúng cắt nhau theo giao tuyến EG // AD // BC.

Vì EG // AD nên SESA=SGSD=23\frac{{SE}}{{SA}} = \frac{{SG}}{{SD}} = \frac{2}{3} nên SD = 3GD.

Trả lời: 3.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) P=(1−3cos⁡α)(1+3cos⁡α)=1−(3cos⁡α)2=1−9cos⁡2αP = (1 - 3\cos \alpha )(1 + 3\cos \alpha ) = 1 - {\left( {3\cos \alpha } \right)^2} = 1 - 9{\cos ^2}\alpha.

Ta có sin⁡α=23\sin \alpha = \frac{2}{3}, sin⁡2α+cos⁡2α=1⇒cos⁡2α=59{\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1 \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = \frac{5}{9}.

P=1−9.59=−4P = 1 - 9.\frac{5}{9} = - 4.

b) sin⁡2α+cos⁡2α=1{\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1⇒cos⁡2α=1−sin⁡2α=1−925=1625\Rightarrow {\cos ^2}\alpha {\rm{ = 1}} - {\sin ^2}\alpha = 1 - \frac{9}{{25}} = \frac{{16}}{{25}} ⇔[cosα=45cosα=−45\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{\rm{cos}}\alpha = \frac{4}{5}\\{\rm{cos}}\alpha = - \frac{4}{5}\end{array} \right.

Vì 90∘<α<180∘{\rm{90}}^\circ < \alpha < 180^\circ⇒cosα=−45\Rightarrow {\rm{cos}}\alpha = - \frac{4}{5}. Vậy tan⁡α=−34\tan \alpha = - \frac{3}{4} và cot⁡α=−43\cot \alpha = - \frac{4}{3}.

E=cot⁡α−2tan⁡αtan⁡α+3cot⁡α=−43−2.(−34)−34+3.(−43)=−257E = \frac{{\cot \alpha - 2\tan \alpha }}{{\tan \alpha + 3\cot \alpha }} = \frac{{ - \frac{4}{3} - 2.\left( { - \frac{3}{4}} \right)}}{{ - \frac{3}{4} + 3.\left( { - \frac{4}{3}} \right)}} = - \frac{2}{{57}}.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Xét cos⁡(2x+π6)=0⇒2x+π6=π2+kπ⇔x=π6+kπ2,k∈Z\cos \left( {2x + \frac{\pi }{6}} \right) = 0 \Rightarrow 2x + \frac{\pi }{6} = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{6} + \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}.

Tập xác định D=R\{π6+kπ2,k∈Z}D = \mathbb{R}\backslash \left\{ {\frac{\pi }{6} + \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}} \right\}.

b) Xét sin⁡(−2x−π3)=0⇒−2x−π3=kπ⇔x=−π6−kπ2,k∈Z\sin \left( { - 2x - \frac{\pi }{3}} \right) = 0 \Rightarrow - 2x - \frac{\pi }{3} = k\pi \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{6} - \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}.

Tập xác định D=R\{−π6−kπ2,k∈Z}D = \mathbb{R}\backslash \left\{ { - \frac{\pi }{6} - \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}} \right\}.

c) Xét sin⁡2x=0⇒2x=kπ⇔x=kπ2,k∈Z\sin 2x = 0 \Rightarrow 2x = k\pi \Leftrightarrow x = \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}.

Tập xác định D=R\{kπ2,k∈Z}D = \mathbb{R}\backslash \left\{ {\frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}} \right\}.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) sin⁡(3x−3π4)=sin⁡(π6−x)⇒[3x−3π4=π6−x+k2π3x−3π4=π−(π6−x)+k2π⇒[x=11π48+kπ2x=19π24+kπ,k∈Z\sin \left( {3x - \frac{{3\pi }}{4}} \right) = \sin \left( {\frac{\pi }{6} - x} \right) \Rightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{3x - \frac{{3\pi }}{4} = \frac{\pi }{6} - x + k2\pi }\\{3x - \frac{{3\pi }}{4} = \pi - \left( {\frac{\pi }{6} - x} \right) + k2\pi }\end{array}} \right. \Rightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{x = \frac{{11\pi }}{{48}} + \frac{{k\pi }}{2}}\\{x = \frac{{19\pi }}{{24}} + k\pi }\end{array}} \right.,k \in \mathbb{Z}.

b) cos⁡(2x+25∘)=−22⇒cos⁡(2x+25∘)=cos⁡135∘\cos \left( {2x + 25^\circ } \right) = - \frac{{\sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \cos \left( {2x + 25^\circ } \right) = \cos 135^\circ

⇒[2x+25∘=135∘+k360∘2x+25∘=−135∘+k360∘⇒[x=55∘+k180∘x=−80∘+k180∘,k∈Z\Rightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{2x + 25^\circ = 135^\circ + k360^\circ }\\{2x + 25^\circ = - 135^\circ + k360^\circ }\end{array}} \right. \Rightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{x = 55^\circ + k180^\circ }\\{x = - 80^\circ + k180^\circ }\end{array}} \right.,k \in \mathbb{Z}.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Điều kiện {cos⁡(2x−1)≠0cos⁡(−x+π3)≠0\left\{ \begin{array}{l}\cos \left( {2x - 1} \right) \ne 0\\\cos \left( { - x + \frac{\pi }{3}} \right) \ne 0\end{array} \right.

tan⁡(2x−1)=tan⁡(−x+π3)⇔2x−1=−x+π3+kπ⇔x=13+π9+kπ3,k∈Z\tan \left( {2x - 1} \right) = \tan \left( { - x + \frac{\pi }{3}} \right) \Leftrightarrow 2x - 1 = - x + \frac{\pi }{3} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{1}{3} + \frac{\pi }{9} + \frac{{k\pi }}{3},k \in \mathbb{Z}(thỏa mãn).

b) Điều kiện: sin⁡(2x−π3)≠0\sin \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) \ne 0

cot⁡(2x−π3)=1⇒cot⁡(2x−π3)=cot⁡π4⇒2x−π3=π4+kπ⇒x=7π24+kπ2,k∈Z\cot \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) = 1 \Rightarrow \cot \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) = \cot \frac{\pi }{4} \Rightarrow 2x - \frac{\pi }{3} = \frac{\pi }{4} + k\pi \Rightarrow x = \frac{{7\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z} (thỏa mãn).

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) 32−3cos⁡4x=6sin⁡x.sin⁡3x\frac{3}{2} - 3\cos 4x = 6\sin x.\sin 3x

⇔32−3cos⁡4x=3(cos⁡2x−cos⁡4x)\Leftrightarrow \frac{3}{2} - 3\cos 4x = 3(\cos 2x - \cos 4x)

⇔3cos⁡2x=32\Leftrightarrow 3\cos 2x = \frac{3}{2}

⇔cos⁡2x=12 \Leftrightarrow \cos 2x = \frac{1}{2}\,

⇔x=±π6+kπ,k∈Z \Leftrightarrow {\mathop{\rm x}\nolimits} = \pm \frac{\pi }{6} + {\mathop{\rm k}\nolimits} \pi ,{\mathop{\rm k}\nolimits} \in \mathbb{Z}\,.

b) sin⁡4x+1−2cos⁡2x=sin⁡2x\sin 4x + 1 - 2\cos 2x = \sin 2x

⇔2sin⁡2x.cos⁡2x+1−2cos⁡2x−sin⁡2x=0\Leftrightarrow 2\sin 2x.\cos 2x + 1 - 2\cos 2x - \sin 2x = 0

⇔(sin⁡2x−1)(2cos⁡2x−1)=0\Leftrightarrow \left( {\sin 2x - 1} \right)\left( {2\cos 2x - 1} \right) = 0

⇔[sin⁡2x=1cos⁡2x=12\Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{\sin 2x = 1}\\{\cos 2x = \frac{1}{2}}\end{array}} \right.

⇔[x=π4+kπx=±π6+kπ(k∈Z).\Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{x = \frac{\pi }{4} + k\pi }\\{x = \pm \frac{\pi }{6} + k\pi }\end{array}\quad \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)} \right..

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phương trình 2cos⁡2x−1=02\cos 2x - 1 = 0⇔cos⁡2x=12\Leftrightarrow \cos 2x = \frac{1}{2} ⇔[2x=π3+k2π2x=−π3+k2π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\2x = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right. ⇔[x=π6+kπx=−π6+kπ,k∈Z\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}.

Xét x∈[0;π]x \in \left[ {0;\pi } \right] ⇔[0≤π6+kπ≤π0≤−π6+kπ≤π\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}0 \le \frac{\pi }{6} + k\pi \le \pi \\0 \le - \frac{\pi }{6} + k\pi \le \pi \end{array} \right.⇔[−16≤k≤5616≤k≤76\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{{ - 1}}{6} \le k \le \frac{5}{6}\\\frac{1}{6} \le k \le \frac{7}{6}\end{array} \right. mà k∈Zk \in \mathbb{Z} suy ra [k=0k=1\left[ \begin{array}{l}k = 0\\k = 1\end{array} \right. ⇔[x=π6x=5π6\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6}\\x = \frac{{5\pi }}{6}\end{array} \right..

Vậy nghiệm lớn nhất của phương trình 2cos⁡2x−1=02\cos 2x - 1 = 0 trong đoạn [0;π]\left[ {0;\pi } \right] là x=5π6x = \frac{{5\pi }}{6}.

Câu 23

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

   2sin⁡2x2+3sin⁡x−5m=0\,\,\,2{\sin ^2}\frac{x}{2} + \sqrt 3 \sin x - 5m = 0

⇔3sin⁡x−cos⁡x−5m+1=0\Leftrightarrow \sqrt 3 \sin x - \cos x - 5m + 1 = 0

⇔2sin⁡(x−π6)−5m+1=0\Leftrightarrow 2\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) - 5m + 1 = 0

Hay sin⁡(x−π6)=5m−12\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{5m - 1}}{2}

Mà −1≤sin⁡(x−π6)≤1- 1 \le \sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) \le 1

Nên để phương trình trên luôn có nghiệm khi −1≤5m−12≤1- 1 \le \frac{{5m - 1}}{2} \le 1⇔−15≤m≤35\Leftrightarrow - \frac{1}{5} \le m \le \frac{3}{5}.

Câu 24

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Dãy số (un)\left( {{u_n}} \right) với un=3n−n.{u_n} = {3^n} - n.

Với mỗi n∈N∗n \in \mathbb{N}*, ta có: un+1−un=[3n+1−(n+1)]−(3n−n).{u_{n + 1}} - {u_n} = \left[ {{3^{n + 1}} - \left( {n + 1} \right)} \right] - \left( {{3^n} - n} \right).

=3.3n−n−1−3n+n= {3.3^n} - n - 1 - {3^n} + n

=2.3n+3n−3n−1=2.3n−1>0= {2.3^n} + {3^n} - {3^n} - 1 = {2.3^n} - 1 > 0 (đúng) (vì n≥1.n \ge 1.)

Kết luận dãy số (un)\left( {{u_n}} \right) là một dãy số tăng.

b) Dãy số (un)\left( {{u_n}} \right) với un=nn2+1{u_n} = \frac{n}{{{n^2} + 1}}.

Với mỗi n∈N∗n \in \mathbb{N}*, ta có:

un+1−un=n+1(n+1)2+1−nn2+1=(n+1)(n2+1)−n[(n+1)2+1][(n+1)2+1](n2+1){u_{n + 1}} - {u_n} = \frac{{n + 1}}{{{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1}} - \frac{n}{{{n^2} + 1}} = \frac{{\left( {n + 1} \right)\left( {{n^2} + 1} \right) - n\left[ {{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1} \right]}}{{\left[ {{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1} \right]\left( {{n^2} + 1} \right)}}

=n3+n+n2+1−(n3+2n2+2n)[(n+1)2+1](n2+1)= \frac{{{n^3} + n + {n^2} + 1 - \left( {{n^3} + 2{n^2} + 2n} \right)}}{{\left[ {{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1} \right]\left( {{n^2} + 1} \right)}}=−n2−n+1[(n+1)2+1](n2+1)<0.= \frac{{ - {n^2} - n + 1}}{{\left[ {{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1} \right]\left( {{n^2} + 1} \right)}} < 0.

Vì −n2−n+1<0∀n≥1- {n^2} - n + 1 < 0{\rm{ }}\forall n \ge 1, và[(n+1)2+1](n2+1)>0∀n≥1.\left[ {{{\left( {n + 1} \right)}^2} + 1} \right]\left( {{n^2} + 1} \right) > 0{\rm{ }}\forall n \ge 1.

Kết luận: dãy số (un)\left( {{u_n}} \right) là một dãy số giảm.

Câu 25

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Công thức un{u_n} được viết lại: un=75−245(5n+7){u_n} = \frac{7}{5} - \frac{{24}}{{5\left( {5n + 7} \right)}}

Xét hiệu số:un+1−un=(75−245[5(n+1)+7])−(75−245(5n+7)){u_{n + 1}} - {u_n} = \left( {\frac{7}{5} - \frac{{24}}{{5\left[ {5\left( {n + 1} \right) + 7} \right]}}} \right) - \left( {\frac{7}{5} - \frac{{24}}{{5\left( {5n + 7} \right)}}} \right)

=245(15n+7−15(n+1)+7)>0 ∀n≥1=\frac{24}{5}(\frac{1}{5n+7}-\frac{1}{5(n+1)+7})>0\ \forall n\ge 1 ⇒un+1>un\Rightarrow {u}_{n+1}>{u}_{n}

Vậy dãy số (un)\left( {{u_n}} \right)là dãy số tăng.

Ta có: 0<15n+7≤112 ∀n≥10<\frac{1}{5n+7}\le \frac{1}{12}\ \forall n\ge 1 ⇔0>−245(5n+7)≥−25\Leftrightarrow 0>-\frac{24}{5(5n+7)}\ge -\frac{2}{5} ⇔75>75−245(5n+7)≥75−25\Leftrightarrow \frac{7}{5}>\frac{7}{5}-\frac{24}{5(5n+7)}\ge \frac{7}{5}-\frac{2}{5}

⇔1≤un<75.\Leftrightarrow 1 \le {u_n} < \frac{7}{5}. Suy ra (un)\left( {{u_n}} \right) là một dãy số bị chặn.

Kết luận (un)\left( {{u_n}} \right) là một dãy số tăng và bị chặn.

Câu 26

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) {u5=19u9=35(1)\left\{ \begin{array}{l}{u_5} = 19\\{u_9} = 35\end{array} \right.{\rm{ }}\left( 1 \right).

Áp dụng công thức un=u1+(n−1)d{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d,

Ta có: (1)⇔{u1+4d=19u1+8d=35⇔{u1=3d=4\left( 1 \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 4d = 19\\{u_1} + 8d = 35\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 3\\d = 4\end{array} \right..

Vậy số hạng đầu tiên u1=3{u_1} = 3, công sai d=4d = 4.

Số hạng thứ 2020: u20=u1+19d=3+19.4=79{u_{20}} = {u_1} + 19d = 3 + 19.4 = 79.

Tổng của 2020 số hạng đầu tiên: S20=20(2u1+19d)2=10(2.3+19.4)=820{S_{20}} = \frac{{20\left( {2{u_1} + 19d} \right)}}{2} = 10\left( {2.3 + 19.4} \right) = 820.

b) {u3+u5=14s12=129(1)\left\{ \begin{array}{l}{u_3} + {u_5} = 14\\{s_{12}} = 129\end{array} \right.{\rm{ }}\left( 1 \right).

Áp dụng công thức un=u1+(n−1)d{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d, Sn=n[2u1+(n−1)d]2{S_n} = \frac{{n\left[ {2{u_1} + (n - 1)d} \right]}}{2}

Ta có: (1)⇔{u1+2d+u1+4d=146(2u1+11d)=129⇔{2u1+6d=1412u1+66d=129⇔{u1=52d=32.\left( 1 \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 2d + {u_1} + 4d = 14\\6\left( {2{u_1} + 11d} \right) = 129\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2{u_1} + 6d = 14\\12{u_1} + 66d = 129\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = \frac{5}{2}\\d = \frac{3}{2}.\end{array} \right.

Vậy số hạng đầu tiên u1=52{u_1} = \frac{5}{2}, công sai d=32d = \frac{3}{2}.

Số hạng thứ 2020: u20=u1+19d=52+19.32=31{u_{20}} = {u_1} + 19d = \frac{5}{2} + 19.\frac{3}{2} = 31.

Tổng của 2020 số hạng đầu tiên: S20=20(2u1+19d)2=10(2.52+19.32)=335{S_{20}} = \frac{{20\left( {2{u_1} + 19d} \right)}}{2} = 10\left( {2.\frac{5}{2} + 19.\frac{3}{2}} \right) = 335.

Câu 27

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta gọi dd là công sai của cấp số cộng và áp dụng công thức un=u1+(n−1)d{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d.

u1u2+u2u3+u3u1=4(4+d)+(4+d)(4+2d)+4(4+2d){u_1}{u_2} + {u_2}{u_3} + {u_3}{u_1} = 4\left( {4 + d} \right) + \left( {4 + d} \right)\left( {4 + 2d} \right) + 4\left( {4 + 2d} \right)

=2d2+24d+48=2(d+6)2−24≥−24= 2{d^2} + 24d + 48 = 2{\left( {d + 6} \right)^2} - 24 \ge - 24.

Dấu xảy ra khi d=−6d = - 6.

Vậy giá trị nhỏ nhất của u1u2+u2u3+u3u1{u_1}{u_2} + {u_2}{u_3} + {u_3}{u_1} là −24- 24.

Câu 28

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Ta có {u1+u5=51u2+u6=102⇔{u1+u1q4=51u1q+u1q5=102⇔{u1(1+q4)=51u1q(1+q4)=102⇔{u1(1+q4)=51q.51=102\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_5} = 51\\{u_2} + {u_6} = 102\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_1}{q^4} = 51\\{u_1}q + {u_1}{q^5} = 102\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1}(1 + {q^4}) = 51{\rm{ }}\\{u_1}q(1 + {q^4}) = 102\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1}(1 + {q^4}) = 51{\rm{ }}\\q.51 = 102\end{array} \right.⇔{u1=3q=2\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 3\\q = 2\end{array} \right..

b) Có Sn=3069⇔u1.1−qn1−q=3069⇔3.1−2n1−2=3069⇔2n=1024⇒n=10{S_n} = 3069 \Leftrightarrow {u_1}.\frac{{1 - {q^n}}}{{1 - q}} = 3069 \Leftrightarrow 3.\frac{{1 - {2^n}}}{{1 - 2}} = 3069 \Leftrightarrow {2^n} = 1024 \Rightarrow n = 10.

Kết luận tổng của 10 số hạng đầu tiên bằng 3069.

c) Có uk=12288⇔u1.qk−1=12288⇔3.2k−1=12288⇔2k−1=4096=212{u_k} = 12288 \Leftrightarrow {u_1}.{q^{k - 1}} = 12288 \Leftrightarrow {3.2^{k - 1}} = 12288 \Leftrightarrow {2^{k - 1}} = 4096 = {2^{12}}

⇒k−1=12⇔k=13\Rightarrow k - 1 = 12 \Leftrightarrow k = 13.

Kết luận số 12288 là số hạng thứ 13.

Câu 29

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Theo bài ra ta có u1=12{u_1} = \frac{1}{2}, u4=32{u_4} = 32 và un=2048{u_n} = 2048.

u4=u1.q3{u_4} = {u_1}.{q^3} ⇒32=12.q3\Rightarrow 32 = \frac{1}{2}.{q^3}⇒q=4\Rightarrow q = 4

un=2048{u_n} = 2048⇒u1. qn−1=2048\Rightarrow {u_1}.\,{q^{n - 1}} = 2048⇒4n−1=46\Rightarrow {4^{n - 1}} = {4^6}⇒n=7\Rightarrow n = 7

Khi đó tổng của cấp số nhân này là S7=u1(1−q7)1−q=12(1−47)1−4=54612{S_7} = \frac{{{u_1}\left( {1 - {q^7}} \right)}}{{1 - q}} = \frac{{\frac{1}{2}\left( {1 - {4^7}} \right)}}{{1 - 4}} = \frac{{5461}}{2}.

Câu 30

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Giả sử đa giác có nn cạnh (n∈N,  n≥3n \in \mathbb{N},\,\,n \ge 3).

Gọi độ dài các cạnh của đa giác là u1, u2, u3, ... , un{u_1},\,{u_2},\,{u_3},\,...\,,\,{u_n} theo thứ tự lập thành cấp số cộng và cạnh lớn nhất có độ dài là 44 cm nên 0<u1<u2< u3< ... < un=44  cm0 < {u_1} < {u_2} < \,{u_3} < \,...\, < \,{u_n} = 44\;{\rm{cm}}.

Vì đa giác có chu vi là 158  cm158\;{\rm{cm}} nên Sn=u1+u2+ u3+ ... + un=(u1+un)n2{S_n} = {u_1} + {u_2} + \,{u_3} + \,...\, + \,{u_n} = \frac{{\left( {{u_1} + {u_n}} \right)n}}{2}

hay 158=(u1+44)n2158 = \frac{{\left( {{u_1} + 44} \right)n}}{2} suy ra n=316u1+44n = \frac{{316}}{{{u_1} + 44}}

Mà n∈Nn \in \mathbb{N} nên u1+44{u_1} + 44 là ước nguyên dương của 316316 hay u1+44∈{2;  4;  79;  158;  316}{u_1} + 44 \in \left\{ {2;\,\,4;\,\,79;\,\,158;\,\,316} \right\}.

u1+44{u_1} + 4422447979158158316316
u1{u_1}u1<0{u_1} < 0 (loại)u1<0{u_1} < 0(loại)u1=35{u_1} = 35u1=114{u_1} = 114(không thỏa mãn vì un=44  cm{u_n} = 44\;{\rm{cm}})u1=272{u_1} = 272(không thỏa mãn vì un=44  cm{u_n} = 44\;{\rm{cm}})

Vậy đa giác đã cho có n=31679=4n = \frac{{316}}{{79}} = 4 cạnh.

Câu 31

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) SS là điểm chung thứ nhất của hai mặt phẳng (SAC)\left( {SAC} \right) và (SBD)\left( {SBD} \right).

Gọi O=AC∩BDO = AC \cap BD.

Ta có {O∈AC⊂(SAC)O∈BD⊂(SBD)\left\{ \begin{array}{l}O \in AC \subset \left( {SAC} \right)\\O \in BD \subset \left( {SBD} \right)\end{array} \right.

O là điểm chung thứ hai của hai mặt phẳng (SAC)\left( {SAC} \right) và (SBD)\left( {SBD} \right).

Vậy giao tuyến của hai mặt phẳng (SAC)\left( {SAC} \right) và (SBD)\left( {SBD} \right) là SO.

b) Trong mặt phẳng (ABCD)\left( {ABCD} \right). gọi F=MN∩ADF = MN \cap AD.

{F∈MNF∈AD⊂(SAD)\left\{ \begin{array}{l}F \in MN\\F \in AD \subset \left( {SAD} \right)\end{array} \right.

Vậy giao điểm của đường thẳng MN và mặt phẳng (SAD)\left( {SAD} \right) là điểm F.

Câu 32

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Ta có (ABD)∩(BCD)=BD\left( {ABD} \right) \cap \left( {BCD} \right) = BD.

Lại có {I∈MP⊂(ABD)I∈NQ⊂(BCD)⇒I\left\{ \begin{array}{l}I \in MP \subset \left( {ABD} \right)\\I \in NQ \subset \left( {BCD} \right)\end{array} \right. \Rightarrow I thuộc giao tuyến của (ABD)\left( {ABD} \right) và (BCD)\left( {BCD} \right)

⇒I∈BD⇒I,B,D\Rightarrow I \in BD \Rightarrow I,{\rm{ }}B,{\rm{ }}D thẳng hàng.

Câu 33

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

a) {S∈(SAB)∩(SCD)AB//CDAB⊂(SAB),CD⊂(SCD)\left\{ \begin{array}{l}S \in (SAB) \cap (SCD)\\AB//CD\\AB \subset (SAB),CD \subset (SCD)\end{array} \right.

⇒(SAB)∩(SCD)=d\Rightarrow (SAB) \cap (SCD) = d, d qua S và d // AB, d // CD.

b) Gọi I là trung điểm của SA.

Do M, N lần lượt là trọng tâm các tam giác SAB và SAD nên

IMIB=INID=13\frac{{IM}}{{IB}} = \frac{{IN}}{{ID}} = \frac{1}{3} và MN,BD⊂(IBD)MN,BD \subset (IBD)⇒MN//BD\Rightarrow MN//BD.

c) Gọi O=AC∩BD,J=BK∩SOO = AC \cap BD,J = BK \cap SO

⇒{J∈BKJ∈SO,SO⊂(SAC)⇒{J∈BKJ∈(SAC)⇒J=BK∩(SAC)\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}J \in BK\\J \in SO,SO \subset (SAC)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}J \in BK\\J \in (SAC)\end{array} \right. \Rightarrow J = BK \cap (SAC).