a) Một trang trại trồng cà rốt và thử nghiệm một loại phân bón mới. Khi thu hoạch người ta đo chiều dài các củ cà rốt và thu được kết quả như sau:
Chiều dài (cm)
[15; 16)
[16; 17)
[17; 18)
[18; 19)
[19; 20)
[20; 21)
Số củ cà rốt
8
17
30
26
14
5
Xác định tần số và tính tần số tương đối của nhóm [17; 18).
b) Một hộp chứa 5 tấm thẻ ghi các số 1;2;3;4;5 (mỗi tấm thẻ chỉ ghi một số). Bạn An rút ngẫu nhiên 1 tấm thẻ từ trong hộp. Tính xác suất để An rút được tấm thẻ ghi số chẵn.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Từ bảng thống kê, tần số của nhóm [17; 18) là 30.
Tổng số củ cà rốt của trang trại là: N=8+17+30+26+14+5=100 (củ).
Tần số tương đối của nhóm [17; 18) là: f=10030⋅100%=30%.
b) Phép thử ở đây là việc bạn An rút ngẫu nhiên một tấm thẻ từ hộp chứa 5 tấm thẻ ghi các số 1;2;3;4;5.
Không gian mẫu của phép thử là tập hợp các số ghi trên tấm thẻ có thể được rút ra: Ω={1;2;3;4;5}
Số phần tử của không gian mẫu là 5.
Đề bài nêu rõ An “rút ngẫu nhiên” 1 tấm thẻ từ trong hộp. Mỗi tấm thẻ có hình thức giống hệt nhau (chỉ khác số) và xác suất được chọn của mỗi tấm thẻ là như nhau. Do đó, kết quả có thể xảy ra của phép thử này là đồng khả năng.
Gọi biến cố A: “An rút được tấm thẻ ghi số chẵn”.
Kết quả thuận lợi cho biến cố A là tấm thẻ ghi số 2 hoặc số 4.
Do đó, có 2 kết quả thuận lợi cho biến cố A.
Xác suất để bạn An rút được tấm thẻ ghi số chẵn là tỉ số giữa kết quả thuận lợi cho biến cố A với số phần tử của không gian mẫu.
Do đó, P(A)=52.
Vậy xác suất để An rút được tấm thẻ ghi số chẵn là 52..
Câu 2
1 điểm
(2,0 điểm)
a) Tính giá trị của biểu thức A=4+3⋅12−49.
b) Rút gọn biểu thức B=(x−21−x−41)⋅x+12x−4 với x≥0,x=4.
c) Cho hàm số y=ax2. Tìm giá trị của a để đồ thị hàm số đã cho đi qua điểm M(2;6).
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Ta có: A=4+3⋅12−49
=2+3⋅12−7
=2+36−7
=2+6−7
=1.
Vậy A=1.
b) Với x≥0,x=4, ta có:
B=(x−21−x−41)⋅x+12x−4
=[x−21−(x−2)(x+2)1]⋅x+12x−4
=[(x−2)(x+2)x+2−(x−2)(x+2)1]⋅x+12x−4
=(x−2)(x+2)x+2−1⋅x+12x−4
=(x−2)(x+2)x+1⋅x+12(x−2)
=x+22
Vậy B=x+22, với x≥0,x=4.
c) Thay x=2 và y=6 vào y=ax2 được:
22⋅a=6 hay 4a=6 suy ra a=23.
Vậy a=23 thì đồ thị hàm số đã cho đi qua điểm M(2;6).
Câu 3
1 điểm
(2,5 điểm)
a) Có hai nhóm học sinh cùng đến một cửa hàng để mua hoa quả. Nhóm thứ nhất mua 3 kg táo và 5 kg cam, tổng số tiền phải trả là 225 nghìn đồng. Nhóm thứ hai mua 4 kg táo và 2 kg cam, tổng số tiền phải trả là 160 nghìn đồng. Hãy tính giá tiền 1 kg táo và giá tiền 1 kg cam.
b) Một ô tô tải khởi hành từ thành phố A để đến thành phố B. Sau đó 36 phút, một ô tô con cũng xuất phát từ thành phố A để đi đến thành phố B trên cùng một tuyến đường với vận tốc lớn hơn vận tốc của ô tô tải là 15 km/h. Do vận tốc lớn hơn nên ô tô con đã đuổi kịp và đến thành phố B cùng lúc với ô tô tải. Giả thiết rằng vận tốc của mỗi xe là không đổi trên cả tuyến đường. Hãy tính vận tốc của mỗi xe, biết quãng đường giữa hai thành phố A và B là 154 km.
c) Cho phương trình x2−5x+1=0 có hai nghiệm x1,x2. Không giải phương trình, tính giá trị của biểu thức P=2+23x12−11+5x2+13x22+7.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Gọi x là giá tiền 1 kg táo (đơn vị: nghìn đồng), y là giá tiền 1 kg cam (đơn vị: nghìn đồng). Điều kiện x,y>0.
Nhóm thứ nhất mua 3 kg táo và 5 kg cam, tổng số tiền phải trả là 225 nghìn đồng nên ta có phương trình: 3x+5y=225 (1)
Nhóm thứ hai mua 4 kg táo và 2 kg cam, tổng số tiền phải trả là 160 nghìn đồng nên ta có phương trình: 4x+2y=160 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: {3x+5y=2254x+2y=160 hay {3x+5y=2252x+y=80, do đó {3x+5y=225y=80−2x
Thay y=80−2x vào phương trình (1) được:
3x+5(80−2x)=225
3x+400−10x=225
400−7x=225
7x=175
x=25 (thỏa mãn)
Khi đó, y=80−2⋅25=30 (thỏa mãn)
Vậy giá 1 kg táo là 25 nghìn đồng, giá 1 kg cam là 30 nghìn đồng.
b) Gọi vận tốc của ô tô tải là x(km/h), điều kiện x>0.
Vận tốc của ô tô con là x+15(km/h).
Thời gian ô tô tải đi quãng đường AB là x154 (giờ)
Thời gian ô tô con đi quãng đường AB là x+15154 (giờ)
Đổi 36 phút = 0,6 giờ.
Vì ô tô con xuất phát sau 36 phút (0,6 giờ) nhưng đến cùng lúc với ô tô tải nên ta có phương trình:
x+15154+0,6=x154
Giải phương trình:
x154−x+15154=0,6
154[(x+15)xx+15−(x+15)xx]=0,6
x(x+15)154⋅15=0,6
(x2+15x)⋅0,6=2310
0,6x2+9x−2310=0
x2+15x−3850=0
(x−55)(x+70)=0
Vì x>0 nên x=55 thỏa mãn.
Khi đó, vận tốc ô tô con là 55+15=70(km/h).
Vậy vận tốc của ô tô tải là 55 km/h, vận tốc của ô tô con là 70 km/h.
c) Phương trình x2−5x+1=0 có Δ=(−5)2−4=21>0 nên có hai nghiệm phân biệt.
Theo hệ thức Viète, ta có: {x1+x2=5x1x2=1.
Vì x1 là nghiệm của x2−5x+1=0 nên ta có x12−5x1+1=0 suy ra x12=5x1−1.
Tương tự với x2 được x22=5x2−1.
Ta có: (5x1−1)2=25x12−10x1+1=(23x12−1)+2(x12−5x1+1)=23x12−1
Do đó, 23x12−1=(5x1−1)2=∣5x1−1∣=5x1−1 (do 5x1−1=x12≥0).
Thay vào biểu thức P, được:
P=2+23x12−11+5x2+13x22+7
=2+5x1−11+5x2+13(5x2−1)+7
=5x1+11+5x2+115x2+4
=5x1+11+3+5x2+11
=(5x1+1)(5x2+1)5x2+1+5x1+1+3
=25x2x1+5(x2+x1)+15(x2+x1)+2+3
=25⋅1+5⋅5+15⋅5+2+3=1760
Vậy P=1760.
Câu 4
1 điểm
(3,0 điểm) Cho tam giác ABC có ba góc nhọn (AB<AC) và nội tiếp đường tròn (O). Các đường cao AD,BE và CF của tam giác ABC cắt nhau tại H. Gọi M là trung điểm của BC, đường kính AL của đường tròn (O) cắt ME tại N.
a) Chứng minh tứ giác AEHF nội tiếp.
b) Chứng minh BAD=LAC và AE⋅AB=2AN⋅OM.
c) Tia AM cắt EF tại K. Gọi I là chân đường vuông góc hạ từ K xuống BC. Đường tròn ngoại tiếp tam giác ADI cắt AB và AC tương ứng tại P và Q (P,Q khác A). Chứng minh K là trực tâm của tam giác APQ.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Vì CF,BE là các đường cao của tam giác ABC nên AEH=AFH=90∘.
Tam giác AEH vuông tại E nên A,H,E cùng thuộc đường tròn đường kính AH (1).
Tam giác AFH vuông tại F nên A,H,F cùng thuộc đường tròn đường kính AH (2).
Từ (1), (2) suy ra A,H,E,F cùng thuộc đường tròn đường kính AH hay tứ giác AEHF nội tiếp.
b) Ta có BAD+ABD=90∘
LAC+ALC=90∘ (do ΔALC nội tiếp đường tròn (O) đường kính AL nên ΔALC vuông tại C).
Mà ABD=ALC (góc nội tiếp cùng chắn cung AC)
Do đó, BAD=LAC.
Ta có BH⊥AC,LC⊥AC nên BH//CL (3)
Tương tự CH//BL (4).
Từ (3) và (4) ta suy ra BHCL là hình bình hành.
Mà M là trung điểm BC nên M là trung điểm HL.
Do đó, H,M,L thẳng hàng.
Xét ΔAHL có M là trung điểm HL; O là trung điểm AL.
Do đó, OM là đường trung bình của ΔAHL.
Suy ra M là trung điểm AH=2OM.
Ta có EM là trung tuyến của ΔBEC vuông tại E.
Do đó, ME=MC hay ΔMEC cân tại M.
Suy ra MEC=MCE
Mà MCE+EBC=90∘, HBD+BHD=90∘ nên MEC=BHD.
Khi đó AEN=AHB (hai góc kề bù của cặp góc MEC=BHD)
Mà BAH=NAE (chứng minh trên) nên (g.g)
Suy ra AEAH=ANAB, do đó AE⋅AB=AH⋅AN=2OM⋅AN (đpcm)
c) Gọi S là trung điểm của EF.
Ta chứng minh được BCEF nội tiếp
Suy ra FEB=FCB (góc nội tiếp cùng chắn cung BF)
Do đó, AEF=ABC (cùng phụ với FEB=FCB)
Tương tự chứng minh được AFE=ACB.
Suy ra ΔAFE∽ΔACB (g.g)
Do đó, ABAE=ACAF=BCEF.
Vì S là trung điểm của EF, M là trung điểm của BC nên BCEF=2BM2ES=2CM2FS hay BMES=CMFS.
Suy ra ABAE=BMES
Suy ra ΔAES∽ΔABM (c.g.c) vì có ABAE=BMES và AES=ABM (cmt)
Do đó, ASE=AMB (hai góc tương ứng) (*)
Có ME=MF=21BC nên ΔMEF cân tại M.
Lại có S là trung điểm của EF nên EF⊥MS.
Do đó, MSK=90∘,MIK=90∘.
Từ đây, chứng minh được MISK nội tiếp.
Do đó, AMB+ISK=180∘ (**)
Từ (*) và (**) suy ra ASE+ISK=180∘ hay ASI=180∘.
Suy ra A,S,I thẳng hàng
Mặt khác ACAF=CMFS, suy ra chứng minh được ΔAFS∽ΔACM (c.g.c)
Suy ra FAS=CAM (hai góc tương ứng) hay BAI=EAK
Do đó, ΔEAK∽ΔABI (g.g) suy ra AIAK=BIEK.
Lại có ΔAFK∽ΔACI (g.g) nên AIAK=CIFK.
Suy ra CIFK=BIEK hay FKEK=CIBI (***)
Ta có: API=AQI=90∘ nên IP⊥AP,QI⊥AQ.
Mà IP∥CF,IQ∥BE nên theo định lí Thales, có PFBP=CIBI và QCQE=CIBI (****)
Từ (***) và (****) suy ra FKEK=QCQE hay PFBP=FKEK.
Theo định lí Thales đảo QK∥CF,PK∥BE.
Suy ra QK⊥AP,PK⊥AQ.
Do đó, K là trực tâm của tam giác APQ.
Câu 5
1 điểm
(1,0 điểm)
a) Quả bóng bàn sử dụng trong thi đấu quốc tế là loại bóng nhựa Poly cao cấp, thân thiện với môi trường, độ bền cao và có dạng hình cầu (hình vẽ). Biết rằng đường kính của quả bóng bàn là 4 cm. Tính thể tích của quả bóng bàn đó.
b) Người ta thiết kế một vật trang trí hình trụ bằng một loại chất liệu trong suốt, bên trong có một hình nón màu sắc rực rỡ. Biết rằng đỉnh hình nón là tâm đáy trên của hình trụ, đáy hình nón trùng với đáy dưới của hình trụ và đường sinh hình nón bằng 6 cm (tham khảo hình vẽ). Hãy tìm giá trị lớn nhất của thể tích vật trang trí đó.
Xem đáp án và lời giải
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Bán kính của quả bóng bàn hình cầu là: R=2d=24=2(cm)
Thể tích của quả bóng bàn là: V=34πR3=34π⋅23=332π≈33,51(cm3).
b) Gọi bán kính đáy của hình trụ (cũng là của hình nón) là R(cm), với 0<R<6.
Gọi chiều cao của hình trụ (cũng là chiều cao của hình nón) là h(cm), với 0<h<6.
Xét hình nón, theo định lí Pythagore ta có mối liên hệ giữa đường sinh l, bán kính R và chiều cao h như sau: R2+h2=l2, do đó R2=36−h2.
Thể tích của vật trang trí hình trụ là: Vtru=πR2h=π(36−h2)h
Vtru2=π2(36−h2)2h2
Vtru2=21π2(36−h2)⋅(36−h2)⋅2h2
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho 3 số dương là (36−h2),(36−h2),2h2 được:
(36−h2)⋅(36−h2)⋅2h2≤(336−h2+36−h2+2h2)3
(36−h2)⋅(36−h2)⋅2h2≤243
Suy ra 21π2(36−h2)⋅(36−h2)⋅2h2≤21π2⋅243
Vtru2≤6912π2
Suy ra Vtru≤6912π2=48π3.
Dấu “=” xảy ra khi 36−h2=2h2 suy ra h=23(cm) (thỏa mãn)
Khi đó R=36−h2=26(cm).
Vậy giá trị lớn nhất của thể tích vật trang trí là 48π3(cm3).