1. Cho các số thực a,b thỏa mãn a+b=4 và a3+b3=40. Tính giá trị biểu thức P=a5+b5.
2. Giải phương trình (2+x+1)2+(2−x+1)2=2x+6.
3. Trong một cuộc thi thiết kế bảng tin của lớp, phần mềm chọn ngẫu nhiên hai số a,b từ 1 đến 6. Mỗi cặp (a,b) đều có khả năng xuất hiện như nhau. Từ đó, phần mềm đề xuất một tấm bảng hình chữ nhật có nửa chu vi bằng adm và diện tích bằng bdm2. Phương án được gọi là “hợp lệ” nếu tồn tại một hình chữ nhật có chiều dài và chiều rộng là hai số nguyên dương thỏa mãn các điều kiện trên. Tính xác suất để phần mềm đưa ra một phương án “hợp lệ”.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Hướng dẫn giải
1. Ta có a3+b3=(a+b)[(a+b)2−3ab]
40=4(16−3ab)
16−3ab=10
ab=2.
Lại có: a2+b2=(a+b)2−2ab=16−4=12.
Xét tích: (a3+b3)(a2+b2)=a5+b5+a2b2(a+b)
40⋅12=P+22⋅4
480=P+16
P=464.
2. Điều kiện xác định: −2≤x≤2. Khai triển phương trình:
(2+x+22+x+1)+(2−x+22−x+1)=2x+6
6+22+x+22−x=2x+6
2+x+2−x=x
Do vế trái luôn không âm nên x≥0. Bình phương hai vế (với 0≤x≤2):
(2+x)+(2−x)+2(2+x)(2−x)=x2
4+24−x2=x2
Đặt t=4−x2(t≥0), ta có x2=4−t2. Thay vào ta được:
4+2t=4−t2
t2+2t=0
t(t+2)=0
Vì t≥0 nên t=0 suy ra 4−x2=0
Khi đó x2=4 nên x=2 (vì x≥0).
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x=2.
3. Không gian mẫu khi chọn ngẫu nhiên mỗi cặp số (a,b) có thứ tự từ 1 đến 6 là ∣Ω∣=6⋅6=36.
Nửa chu vi hình chữ nhật là a, diện tích là b.
Gọi chiều dài và chiều rộng là x,y(x,y∈N∗).
Ta có hệ: x+y=a và xy=b.
Theo định lí Viète đảo, x,y là nghiệm của phương trình: t2−at+b=0.
Phương án "hợp lệ" khi phương trình có nghiệm nguyên dương. Khi đó:
• Δ=a2−4b≥0 và Δ là số chính phương.
• a>0,b>0.
Lần lượt xét các giá trị của a:
• a=1: Không có giá trị b thỏa mãn.
• a=2: Δ=4−4b≥0 nên b=1. Cặp (2;1) hợp lệ.
• a=3: Δ=9−4b≥0 nên b∈{1;2}. Chỉ có b=2 cho Δ=1 (chính phương). Cặp (3;2) hợp lệ.
• a=4: Δ=16−4b≥0. Ta thấy b=3 và b=4 thỏa mãn. Cặp (4;3),(4;4) hợp lệ.
• a=5: Δ=25−4b≥0. Ta thấy b=4 và b=6 thỏa mãn. Cặp (5;4),(5;6) hợp lệ.
• a=6: Δ=36−4b≥0. Ta thấy b=5 thỏa mãn. Cặp (6;5) hợp lệ.
Có tổng cộng 7 phương án hợp lệ. Xác suất phần mềm đưa ra một phương án hợp lệ là P=367.
Câu 2
1 điểm
1. Biết phương trình 2x2−3ax+a=0 có một nghiệm là b và phương trình ax2−3ax+2=0 có một nghiệm là 3−b4 với a là số thực khác 0 và b là số thực khác 3. Tính giá trị biểu thức T=a3+b3.
2. Để chuẩn bị cho kỳ thi khảo sát năng lực trực tuyến, hệ thống học tập LMS của trường cần thuê máy chủ từ hai nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây là Alpha và Beta để tự động xử lý và phân tích ảnh của 5000 bài thi trắc nghiệm. Nhà cung cấp Alpha xử lý x bài thi với tổng chi phí là f(x)=401x2+100x đồng. Nhà cung cấp Beta tính phí thiết lập hệ thống ban đầu là 400000 đồng và phí xử lý cho mỗi bài thi là 200 đồng.
a. Tính tổng chi phí mà trường phải trả cho cả hai nhà cung cấp theo x, đơn vị: đồng.
b. Tổng chi phí thấp nhất phải trả là bao nhiêu đồng?
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Hướng dẫn giải
1. Thế các nghiệm vào phương trình tương ứng, ta có:
2b2−3ab+a=0(1)
a(3−b4)2−3a(3−b4)+2=0(2)
Từ (1) suy ra a(1−3b)=−2b2
a=3b−12b2 (nếu b=31 thì a⋅0=9−2 (vô lí), do đó b=31).
Rút gọn phương trình (2), ta được: a(3−b)216−a3−b12+2=0
a(3−b)28−a3−b6+1=0
a[8−6(3−b)]+(b−3)2=0
a(6b−10)+(b−3)2=0
Thế a vào ta được:
3b−12b2(6b−10)+b2−6b+9=0
12b3−20b2+3b3−b2−18b2+6b+27b−9=0
15b3−39b2+33b−9=0
5b3−13b2+11b−3=0
(b−1)(5b2−8b+3)=0
(b−1)2(5b−3)=0
TH1: b=1 suy ra a=1, do đó T=13+13=2.
TH2: b=53 suy ra a=109, do đó T=(109)3+(53)3=200189.
2. a) Máy chủ Alpha xử lý x bài với chi phí: f(x)=401x2+100x.
Máy chủ Beta sẽ xử lý (5000−x) bài với chi phí:
g(x)=400000+200(5000−x)=1400000−200x.
Tổng chi phí: C(x)=f(x)+g(x)=401x2−100x+1400000 (đồng).
Vì (x−2000)2≥0 với mọi x∈[0;5000] nên C(x)≥1300000 với mọi x∈[0;5000].
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi x−2000=0 nên x=2000 (TMĐK).
Vậy tổng chi phí thấp nhất phải trả là 1300000 đồng.
Câu 3
1 điểm
Cho tam giác ABC có AB>AC và BAC>90∘. Vẽ đường cao AH. Gọi D,E lần lượt là trung điểm của AB và AC. Vẽ đường tròn tâm D đường kính AB và đường tròn tâm E đường kính AC. Đường thẳng AB cắt đường tròn (E) tại F(F=A); đường thẳng AC cắt đường tròn (D) tại G(G=A). Các đường thẳng BG và CF cắt nhau tại K.
a. Chứng minh các điểm A,H,K thẳng hàng và đường tròn ngoại tiếp tam giác FGH đi qua điểm D.
b. Trên tia đối của tia HB lấy điểm M sao cho HB=HM. Gọi N là giao điểm của hai đường thẳng AM và CK. Đường thẳng AH cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác BCK tại điểm P(P=K). Hai đường thẳng BP và HN cắt nhau tại Q. Chứng minh H là trung điểm của đoạn thẳng NQ.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Hướng dẫn giải
a) Vì F∈(E) đường kính AC nên AFC=90∘, suy ra CF⊥AB.
Tương tự BG⊥AC.
Xét ΔABC có BG và CFlà hai đường cao cắt nhau tại K nên K là trực tâm ΔABC.
Vì AH là đường cao từ A xuống BC nên A,H,K thẳng hàng.
Ta thấy DE là đường trung bình của ΔABC nên DE//BC, suy ra AED=ACB.
Vì tứ giác BGFC nội tiếp nên ACB=GFB.
Do đó AED=GFB, suy ra tứ giác DEFG nội tiếp.
Gọi T là trung điểm AK.
Chứng minh tương tự, ta được tứ giác DHFT nội tiếp.
Do đó, các điểm H,E,F,T,G,D cùng thuộc một đường tròn hay đường tròn ngoại tiếp tam giác FGH đi qua điểm D.
b) Vì tứ giác BHFK nội tiếp nên ABH=AKF.
Lại có AKF=HBP suy ra ABH=HBP.
Vì tam giác ABP có BH vừa là đường cao, vừa là đường phân giác nên BH cũng là đường trung tuyến của ΔABP. Khi đó H là trung điểm của AP.
Theo giả thiết HB=HM nên H là trung điểm BM.
Vì tứ giác ABPM có hai đường chéo AP và BM cắt nhau tại trung điểm H của mỗi đường nên ABPM là hình bình hành. Suy ra: BP//AM.
Xét ΔHBQ và ΔHMN có:
HB=HM (giả thiết)
BHQ=MHN (hai góc đối đỉnh)
HBQ=HMN (do BP//AM)
Do đó ΔHBQ=ΔHMN (g.c.g)
Suy ra HQ=HN (hai cạnh tương ứng).
Vậy H là trung điểm của đoạn thẳng NQ.
Câu 4
1 điểm
1. Cho a và b là hai số nguyên dương phân biệt bé hơn 2027 thỏa mãn a2+1,b2+1 là hai số chia hết cho 2027. Chứng minh ab−1 chia hết cho 2027.
2. Cho tập hợp S={1;2;…;2026} và tập hợp A là tập hợp con chứa ít nhất 3 phần tử của S. Biết rằng ba số phân biệt bất kì thuộc tập hợp A luôn là độ dài ba cạnh của một tam giác. Chứng minh tập hợp A có nhiều nhất 1004 phần tử.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Hướng dẫn giải
1. Ta có a2+1⋮2027 và b2+1⋮2027
(a2+1)−(b2+1)⋮2027
a2−b2⋮2027
(a−b)(a+b)⋮2027.
Vì 2027 là số nguyên tố nên (a−b)⋮2027 hoặc (a+b)⋮2027.
Vì 0<a,b<2027 và a=b nên 0<∣a−b∣<2027, do đó a−b không thể chia hết cho 2027.
Do đó (a+b)⋮2027. Vì 0<a+b<4054 nên a+b=2027 suy ra b=2027−a.
Khi đó ab−1=a(2027−a)−1=2027a−(a2+1).
Vì 2027a⋮2027 và (a2+1)⋮2027 nên ab−1⋮2027 (đpcm).
2. Giả sử tập A có nhiều hơn 1014 phần tử, tức là ∣A∣≥1015.
Gọi các phần tử của A là a1<a2<…<ak với k≥1015.
Vì 3 phần tử bất kỳ luôn tạo thành 3 cạnh của một tam giác, nên tổng của 2 phần tử nhỏ nhất phải lớn hơn phần tử lớn nhất: a1+a2>ak
Mặt khác, vì ai là các số nguyên dương phân biệt, ta có ak≥a2+k−2.
Kết hợp hai điều trên a1+a2>ak≥a2+k−2 suy ra a1>k−2.
Với k≥1015, ta có a1>1015−2 nên a1≥1014.
Suy ra: ak≥a1+k−1≥1014+1015−1=2028.
Điều này vô lý vì mọi phần tử của A đều thuộc S nên ak≤2026.
Vậy giả thiết ∣A∣≥1015 là sai. Tập hợp A có nhiều nhất 1014 phần tử.