2) Cho biểu thức B=(x+21+x−21)⋅(x−2x−x−2x4) với x>0 và x=4.
Rút gọn biểu thức B và tìm x để B<0.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
1) Ta có:
A=9+12+27−53=32+22⋅3+32⋅3−53
=3+23+33−53=3+(2+3−5)⋅3=3.
Vậy A=3.
2) Với x>0 và x=4, ta có:
B=(x+21+x−21)⋅(x−2x−x−2x4)
=(x+2)(x−2)x−2+x+2⋅[x−2x−x(x−2)4]
=(x+2)(x−2)2x⋅x(x−2)x−4
=(x−4)⋅x⋅(x−2)2x(x−4)=x−22.
Như vậy, với x>0 và x=4, thì B=x−22.
Khi đó, để B<0 thì x−22<0, tức là x−2<0, suy ra x<2, nên x<4.
Đối chiếu điều kiện x>0 và x=4, ta được 0<x<4.
Vậy với 0<x<4 thì B<0.
Câu 2
1 điểm
Cho hai hàm số y=−2x2 và y=−2x−4.
1) Vẽ đồ thị các hàm số này trên cùng một mặt phẳng tọa độ.
2) Tìm tọa độ hai giao điểm C,D của hai đồ thị đó. Tính khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng CD.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
1) ⦁ Vẽ đồ thị hàm số y=−2x2.
Ta có bảng giá trị của y tương ứng với giá trị của x như sau:
x
−−2
−−1
0
1
2
y=−2x2
−8
−2
0
−2
−8
Vẽ các điểm (−2;−8),(−1;−2),(0;0),(1;−2),(2;−8) thuộc đồ thị của hàm số y=−2x2 trong mặt phẳng tọa độ Oxy.
Vẽ đường parabol đi qua năm điểm trên, ta nhận được đồ thị hàm số y=−2x2 (hình vẽ).
⦁ Vẽ đồ thị hàm số y=−2x−4.
Cho x=0 ta có y=−4. Đồ thị hàm số đi qua điểm A(0;−4).
Đồ thị của hàm số y=−2x2 và y=−2x−4 trên cùng một mặt phẳng tọa độ:
Cho y=0 ta có x=−2. Đồ thị hàm số đi qua điểm B(−2;0).
Vẽ đường thẳng đi qua hai điểm A(0;−4) và B(−2;0) ta được đồ thị hàm số y=−2x−4 (hình vẽ).
2) ⦁ Gọi (x0;y0) là tọa độ giao điểm (nếu có) của hai đồ thị hàm số y=−2x−4 và y=−2x2, khi đó ta có: y0=−2x0−4 và y0=−2x02.
Suy ra −2x0−4=−2x02 hay x02−x0−2=0.
Số giao điểm của hai đồ thị là số nghiệm của phương trình x02−x0−2=0.(1)
Ta có: a−b+c=1−(−1)+(−2)=0 nên phương trình (1) có hai nghiệm là x0=−1 và x0=2.
Với x0=−1, ta có y0=−2⋅(−1)−4=−2;
Với x0=2, ta có y0=−2⋅2−4=−8.
Vậy tọa độ giao điểm C,D của hai đồ thị là: C(−1;−2) và D(2;−8), hoặc C(2;−8) và D(−1;−2).
⦁ Khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng CD chính là khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng y=−2x−4.
Gọi H là chân đường cao kẻ từ O xuống đường thẳng CD, ta có OH⊥CD.
Ta có A(0;−4),B(−2;0) suy ra OA=4,OB=2.
Xét ΔOAB vuông tại O, có:
⦁ AB2=OA2+OB2 (định lí Pythagore)
Suy ra AB=OA2+OB2=42+22=20=25.
⦁ sinOBA=ABOA.
Xét ΔOBH vuông tại H, có: sinOBH=OBOH.
Suy ra ABOA=OBOH, do đó OH=ABOA⋅OB=254⋅2=545.
Vậy khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng CD bằng 545.
Câu 3
1 điểm
1) Tổng số tuổi của anh và em bằng 24. Biết rằng anh lớn hơn em 6 tuổi, hãy tính số tuổi của mỗi người.
2) Một xe máy đi từ thành phố Quảng Ngãi đến thành phố Đà Nẵng, quãng đường dài 120 km. Sau khi xe máy xuất phát được 30 phút, một ô tô bắt đầu đi từ thành phố Đà Nẵng đến thành phố Quảng Ngãi và gặp xe máy sau khi đã đi được 1 giờ. Tính vận tốc của mỗi xe, biết rằng vận tốc ô tô lớn hơn vận tốc xe máy 20 km/h.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
1) Gọi tuổi em là x(x∈N∗,0<x<24).
Do anh hơn em 6 tuổi nên tuổi anh là x+6.
Tổng số tuổi của hai anh em là 24 nên ta có phương trình: x+(x+6)=24.
Hay 2x+6=24, suy ra 2x=18, nên x=9.
Vậy tuổi em là 9 tuổi, tuổi anh là 9+6=15 tuổi.
2) Gọi vận tốc xe máy là x (km/h) (x>0).
Khi đó vận tốc ô tô là x+20 (km/h).
Thời gian xe máy đi từ Quảng Ngãi cho đến khi gặp ô tô là: 1 giờ + 30 phút =1,5 giờ.
Quãng đường xe máy đi từ Quảng Ngãi cho đến khi gặp ô tô là: 1,5x (km).
Thời gian ô tô đi từ Đà Nẵng cho đến khi gặp ô tô là 1 giờ.
Quãng đường ô tô đi từ Đà Nẵng cho đến khi gặp ô tô là: 1⋅(x+20)=x+20 (km).
Do quãng đường từ thành phố Quảng Ngãi đến thành phố Đà Nẵng dài 120km nên ta có phương trình: 1,5x+x+20=120 hay 2,5x=100, suy ra x=40 (thỏa mãn).
Vậy vận tốc của xe máy là 40 km/h và vận tốc của ô tô là 40+20=60 km/h.
Câu 4
1 điểm
Cho phương trình x2+2(m+1)x+6m−4=0(∗), với m là tham số.
1) Giải phương trình (∗) khi m=2.
2) Tìm tất cả các giá trị của tham số m để phương trình (∗) có hai nghiệm phân biệt x1,x2 thỏa mãn (4x1−2mx1−6m+13)x22−24x1−100=0.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
1) Với m=2 thì phương trình (∗) trở thành x2+6x+8=0.
Phương trình trên có Δ′=32−1⋅8=1>0 và Δ′=1=1.
Do đó, phương trình có hai nghiệm phân biệt là x1=1−3+1=−2;x2=1−3−1=−4.
Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt là x1=−2;x2=−4.
2) Xét phương trình x2+2(m+1)x+6m−4=0(∗)
Ta có Δ′=(m+1)2−(6m−4)=m2+2m+1−6m+4
=m2−4m+5=(m−2)2+1>0 với mọi m∈R.
Do đó phương trình (∗) luôn có hai nghiệm phân biệt x1,x2 với mọi m∈R.
Theo định lí Viète, ta có: {x1+x2=−2m−2(1)x1x2=6m−4(2)
Do x1 là nghiệm của (∗) nên ta có:
x12+2(m+1)x1+6m−4=0 hay x12+6x1+9=4x1−2mx1−6m+13
Thay vào (4x1−2mx1−6m+13)x22−24x1−100=0 ta được
(x12+6x1+9)x22−24x1−100=0
(x1+3)2x22−24x1−100=0
(x1x2+3x2)2−24x1−100=0(∗∗)
Từ (1) suy ra 2m=−2−(x1+x2) nên 6m=−6−3(x1+x2)
Thay vào(2) ta được: x1x2=−6−3(x1+x2)−4, hay x1x2+3x2=−10−3x1.(3)
Thay vào (∗∗) ta được: (−10−3x1)2−24x1−100=0
9x12+60x1+100−24x1−100=0
9x12+36x1=0
9x1(x1+4)=0
x1=0 hoặc x1=−4.
Với x1=0 thay vào (2) ta có 6m−4=0, nên m=32;
Với x1=−4 thay vào (3) ta có (−4)⋅x2+3x2=−10−3⋅(−4), suy ra −x2=2, nên x2=−2.
Do đó x1+x2=−6, tức là −2m−2=−6, nên m=2.
Vậy m∈{32;2}.
Câu 5
1 điểm
Cho tam giác ABC có CA>CB và nội tiếp đường tròn tâm O đường kính AB. Các tiếp tuyến với đường tròn (O) tại A và C cắt nhau tại M. Gọi H là giao điểm của MO và AC.
1) Chứng minh rằng tứ giác OCMA nội tiếp và HA=HC.
2) Vẽ CK vuông góc với AB(K∈AB) và HE vuông góc với CK(E∈CK). Chứng minh rằng HE⋅CM=HM⋅CH và tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác OKH nằm trên đường thẳng OC.
3) Chứng minh rằng ba điểm M,E,B thẳng hàng.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
1) ⦁ Chứng minh tứ giác **OCMA *nội tiếp***
Do MA,MC là tiếp tuyến của đường tròn (O) nên MAO=MCO=90∘.
Do đó hai điểm A,C cùng nằm trên đường tròn đường kính MO.
Vậy tứ giác OCMA nội tiếp đường tròn đường kính MO.
⦁ Chứng minhHA=HC
Ta có MA=MC (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau) và OA=OC nên MO là đường trung trực của AC. Do đó MO⊥AC tại trung điểm H của AC.
Suy ra HA=HC.
2) ⦁ ***Chứng minh* **HE⋅CM=HM⋅CH
Xét ΔACK có HE//AB (cùng vuông góc với CK) và H là trung điểm của AC nên HE là đường trung bình của tam giác, do đó HE=21AK hay AK=2HE.
Do OCMA là tứ giác nội tiếp nên OMC=OAC (hai góc nội tiếp cùng chắn cung OC) hay HMC=KAC.
Xét ΔMHC và ΔAKC có: MHC=AKC=90∘ và HMC=KAC.
Do đó (g.g), suy ra AKMH=ACMC hay MH⋅AC=MC⋅AK.
Suy ra MH⋅2HC=MC⋅2HE hay MH⋅HC=MC⋅HE.
⦁ Chứng minh tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác **OKHnằm trên đường thẳng **OC
Ta có CHO=OKC=90∘ nên hai điểm H,K cùng nằm trên đường tròn đường kính OC
Vậy tứ giác HOKC nội tiếp đường tròn đường kính OC nên tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác OKH nằm trên đường thẳng OC.
Từ (1) và (2) suy ra MCF=CBF.
Xét ΔMCF và ΔMBC có: CMB là góc chung, MCF=MBC
Do đó (g.g), suy ra MBMC=MCMF, hay MC2=MF⋅MB.
Xét ΔMCH vuông tại H, ta có cosCMH=MCMH.
Xét ΔMCO vuông tại C, ta có cosCMO=MOMC.
Suy ra MCMH=MOMC, hay MC2=MH⋅MO.
Do đó MH⋅MO=MF⋅MB nên MBMH=MOMF.
Xét ΔMFH và ΔMOB có: OMB là góc chung và MBMH=MOMF.
Do đó (c.g.c), suy ra MHF=MBO.
Mà MHF+FHO=180∘ (kề bù) nên FHO+FBO=180∘.
Chứng minh bổ đề: Cho tứ giác ABCD có ADC+ABC=180∘. Chứng minh tứ giác ABCD nội tiếp.
• Giả sử ΔABC có đường tròn ngoại tiếp tâm O và đường kính AK nên tứ giác ABCK nội tiếp, suy ra ABC+AKC=180∘ (hai góc đối nhau của tứ giác nội tiếp)
Mà ADC+ABC=180∘ (giả thiết) nên ADC=AKC (cùng bù với ABC)(3)
⦁ Gọi F là giao điểm của AK và CD,F nằm trong đường tròn (O).
Xét ΔAFD và ΔCFK có: AFD=CFK (đối đỉnh) và ADF=CKF (chứng minh trên)
Do đó suy ra CFAF=KFDF nên DFAF=KFCF.
Xét ΔDFK và ΔAFC có: DFAF=KFCF và DFK=AFC (đối đỉnh)
Do đó suy ra FDK=FAC.(4)
⦁ Ta có ACK là góc nội tiếp chắn nửa đường tròn nên ACK=90∘, do đó ΔACK vuông tại C, suy ra FAC+AKC=90∘.(5)
Từ (3),(4),(5) suy ra ADC+FDK=90∘ hay ADK=90∘.
Khi đó ΔADK vuông tại D nên điểm D nằm trên đường tròn đường kính AK.
Suy ra tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn (O) đường kính AK.
Áp dụng bổ đề trên cho tứ giác OHFB có FHO+FBO=180∘, suy ra tứ giác OHFB nội tiếp đường tròn, do đó HFB+HOB=180∘.
Mà HOB+HOA=180∘ nên HFB=HOA.
Lại có HOA=ACK (cùng phụ với KAC) nên HFB=ACK hay HFE′=HCE′.
Chứng minh bổ đề: Cho tứ giác ABCD có ACB=ADB. Chứng minh tứ giác ABCD là tứ giác nội tiếp.
• Giả sử ΔABC có đường tròn ngoại tiếp tâm O và đường kính AK nên tứ giác ABCK nội tiếp, suy ra ACB=AKB (hai góc nội tiếp cùng chắn cung AB).
Mà ACB=ADB (giả thiết) nên ADB=AKB.(6)
⦁ Gọi F là giao điểm của AK và BD,F nằm trong đường tròn (O).
Xét ΔAFD và ΔBFK có: AFD=BFK (đối đỉnh) và ADF=BKF (chứng minh trên)
Do đó suy ra BFAF=KFDF nên DFAF=KFBF.
Xét ΔDFK và ΔAFB có: DFAF=KFBF và DFK=AFB (đối đỉnh)
Do đó suy ra FDK=FAB.(7)
⦁ Ta có ABK là góc nội tiếp chắn nửa đường tròn nên ABK=90∘, do đó ΔABK vuông tại B, suy ra FAB+AKB=90∘.(8)
Từ (6),(7),(8) suy ra ADB+FDK=90∘ hay ADK=90∘.
Khi đó ΔADK vuông tại D nên điểm D nằm trên đường tròn đường kính AK.
Suy ra tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn (O) đường kính AK.
Áp dụng bổ đề trên cho tứ giác HFCE′ có HFE′=HCE′, suy ra tứ giác HFCE′ nội tiếp đường tròn, do đó E′HC=E′FC (hai góc nội tiếp cùng chắn cung E′C)
Mà E′FC=BFC=BAC (hai góc nội tiếp cùng chắn cung BC của đường tròn (O)) nên E′HC=BAC, lại có hai góc này ở vị trí đồng vị nên HE′//AB.
Xét ΔACK có HE′//AB và H là trung điểm AC nên HE′ là đường trung bình của tam giác, do đó E′ là trung điểm CK