Bộ 10 đề thi cuối kì 1 Toán 10 Kết nối tri thức có đáp án - Đề 6
Đề thi

Bộ 10 đề thi cuối kì 1 Toán 10 Kết nối tri thức có đáp án - Đề 6

A
Admin
ToánLớp 1080 lượt thi
24 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

I. Trắc nghiệm (6 điểm)

Phủ định của mệnh đề “Số 2 022 chia hết cho 4” là mệnh đề

“Số 4 chia hết cho 2 022”;

“Số 2 022 có chia hết cho 4”;

“Số 2 022 không chia hết cho 4”;

“Số 2 022 có chia hết cho 4 không”.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Phủ định của mệnh đề “Số 2 022 chia hết cho 4” là mệnh đề: “Số 2 022 không chia hết cho 4”.

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho tập hợp \(A = \left\{ {1;\,\,2;\,\,3;\,\,5;\,\,7;\,\,9;\,\,11} \right\}\). Tập hợp nào sau đây là tập con của tập \(A\).

\(B = \left\{ {0;\,\,1;\,\,2;\,\,3;\,\,4} \right\}\);

\(C = \left\{ {\,1;\,\,2;\,\,3;\,\,6} \right\}\);

\(D = \left\{ {1;\,\,2;\,\,3;\,\,5;\,\,10} \right\}\);

\(D = \left\{ {1;\,\,2;\,\,3;\,\,7;\,\,11} \right\}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Các phần tử của tập hợp \(D\) đều là phần tử của tập hợp \(A\) nên \(D\) là tập con của \(A\).

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hai tập hợp: \(A = \left[ { - 3;\,\,2} \right),B = \left( {1;\,\,6} \right)\). Khi đó \({C_\mathbb{R}}\left( {A \cap B} \right)\) là tập hợp nào sau đây?

\(\left( {1;\,\, + \infty } \right]\);

\(\left( { - \infty ;1} \right] \cup \left[ {2; + \infty } \right)\);

\(\left( { - \infty ;1} \right) \cup \left[ {2; + \infty } \right)\);

\(\left( { - \infty ;2} \right]\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Ta có \(A \cap B = \left[ { - 3;\,\,2} \right) \cap \left( {1;\,\,6} \right) = \left( {1;\,\,2} \right)\)

\( \Rightarrow {C_\mathbb{R}}\left( {A \cap B} \right) = \mathbb{R}\backslash \left( {A \cap B} \right) = \left( { - \infty ;1} \right] \cup \left[ {2; + \infty } \right)\).

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong một lạng (100 g) ức gà ta chứa khoảng 24 g protein, 1 lạng thịt vịt chứa khoảng 18 g protein. Người trưởng thành trung bình cần tối thiểu 0,8 g protein cho mỗi kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Gọi \(x,\,\,y\) lần lượt là số lạng ức gà ta và số lạng thịt vịt mà một người nặng 75 kg nên ăn trong một ngày. Viết bất phương trình bậc nhất hai ẩn biểu diễn số lượng protein cần thiết cho người đó trong một ngày. 

\(4x + 3y \ge 10\);

\(24x + 18y < 75\);

\(24x + 18y \le 60\);

\(4x + 3y < 10\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Trong 1 lạng ức gà ta chứa khoảng 24 g protein nên trong \(x\) lạng ức gà ta chứa khoảng \(24x\) (g protein).

Trong 1 lạng thịt vịt chứa khoảng 18 g protein nên trong \(y\) lạng thịt vịt chứa khoảng \(18y\) (g protein).

Tổng số lượng protein mà một người nặng 75 kg nên ăn trong một ngày là: \(24x + 18y\) (g protein).

Trung bình mỗi ngày, một người nặng 75 kg cần tối thiểu khoảng \(0,8 \cdot 75 = 60\) (g protein).

Do đó, bất phương trình bậc nhất hai ẩn \(x,\,\,y\) để biểu diễn lượng protein cần thiết cho người đó trong một ngày là: \(24x + 18y \ge 60\) hay \(4x + 3y \ge 10\).

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hệ bất phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}5x + 3y < - 3\\2x - y \ge 5\end{array} \right.\). Cặp số nào sau đây không là nghiệm của hệ bất phương trình trên?

\(\left( {0;\,\, - 7} \right)\);

\(\left( { - 1;\,\, - 10} \right)\);

\(\left( {1;\,\, - 4} \right)\);

\(\left( {2;\,\,3} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Ta có: \(5 \cdot 2 + 3 \cdot 3 = 19 >  - 3\) nên cặp số \(\left( {2;\,\,3} \right)\) không thỏa mãn bất phương trình thứ nhất trong hệ bất phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}5x + 3y <  - 3\\2x - y \ge 5\end{array} \right.\).  Do đó, cặp số này không là nghiệm của hệ trên.

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Giá trị của \(\sin 150^\circ \)

một số hữu tỉ âm;

một số hữu tỉ dương;

một số nguyên;

một số vô tỉ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Ta có: \(\sin 150^\circ = \frac{1}{2}\), đây là một số hữu tỉ dương.

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho \(\Delta ABC\)\(AB = 5;\,\widehat A = 35^\circ ;\,\widehat B = 80^\circ \). Độ dài cạnh \(AC\) xấp xỉ khoảng

5,3;

5,4;

5,5;

5,6.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Tam giác \(ABC\) có \(\widehat A + \widehat B + \widehat C = 180^\circ \).

Suy ra \(\widehat C = 180^\circ  - \left( {\widehat A + \widehat B} \right) = 180^\circ  - \left( {35^\circ  + 80^\circ } \right) = 65^\circ \).

Áp dụng định lí sin trong \(\Delta ABC\) ta có: \[\frac{{AB}}{{\sin C}} = \frac{{AC}}{{\sin B}}\].

Suy ra \(AC = \frac{{AB\sin B}}{{\sin C}} = \frac{{5 \cdot \sin 80^\circ }}{{\sin 65^\circ }} \approx 5,4\).

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho tam giác \(ABC\)\(M,\,\,N\) lần lượt là trung điểm của \(AB\)\(AC\). Khẳng định nào sau đây là đúng? 

Vectơ \(\overrightarrow {MN} \) cùng phương với vectơ \(\overrightarrow {AB} \);

Vectơ \(\overrightarrow {MN} \) cùng phương với vectơ \(\overrightarrow {AC} \);

Vectơ \(\overrightarrow {MN} \) cùng phương với vectơ \(\overrightarrow {BC} \);

Vectơ \(\overrightarrow {MN} \) cùng phương với vectơ \(\overrightarrow {BA} \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Đáp án đúng là: C (ảnh 1)

 

\(M,\,\,N\) lần lượt là trung điểm của \(AB\)\(AC\) nên \(MN\) là đường trung bình của tam giác \(ABC\), do đó \(MN\,{\rm{//}}\,BC\).

Hai vectơ \(\overrightarrow {MN} \)\(\overrightarrow {BC} \) có giá song song với nhau nên chúng cùng phương.

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình bình hành \(ABCD\) có tâm \[O\]. Khẳng định nào sau đây là đúng?

\[\overrightarrow {AB} - \overrightarrow {AC} = \overrightarrow {DA} \];

\[\overrightarrow {AO} + \overrightarrow {AC} = \overrightarrow {BO} \];

\[\overrightarrow {AO} - \overrightarrow {BO} = \overrightarrow {CD} \];

\[\overrightarrow {AO} + \overrightarrow {BO} = \overrightarrow {BD} \].

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Đáp án đúng là: A (ảnh 1)

Xét các đáp án, ta có:

+) \[\overrightarrow {AB}  - \overrightarrow {AC}  = \overrightarrow {CB}  = \overrightarrow {DA} \] (quy tắc hiệu và tính chất hình bình hành), do đó đáp án A đúng.

+) \(\overrightarrow {AO}  + \overrightarrow {AC}  = \overrightarrow {BO}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AO}  - \overrightarrow {BO}  =  - \overrightarrow {AC}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AO}  + \overrightarrow {OB}  = \overrightarrow {CA}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AB}  = \overrightarrow {CA} \) (vô lí), do đó đáp án B sai.

+) \[\overrightarrow {AO}  - \overrightarrow {BO}  = \overrightarrow {AO}  + \overrightarrow {OB}  = \overrightarrow {AB}  = \overrightarrow {DC}  \ne \overrightarrow {CD} \], do đó đáp án C sai.

+) \(\overrightarrow {AO}  + \overrightarrow {BO}  = \overrightarrow {OC}  + \overrightarrow {BO}  = \overrightarrow {BO}  + \overrightarrow {OC}  = \overrightarrow {BC}  \ne \overrightarrow {BD} \), do đó đáp án D sai.

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho tam giác \[ABC\] đều có cạnh \[AB = 5\], \[H\] là trung điểm của \[BC\]. Tính \(\left| {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CH} } \right|\).

\[\left| {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CH} } \right| = \frac{{5\sqrt 3 }}{2}\];

\[\left| {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CH} } \right| = 5\];

\[\left| {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CH} } \right| = \frac{{5\sqrt 7 }}{4}\];

\[\left| {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CH} } \right| = \frac{{5\sqrt 7 }}{2}\].

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Đáp án đúng là: D (ảnh 1)

Ta có: \[\left| {\overrightarrow {CA}  + \overrightarrow {CH} } \right| = \left| {2\overrightarrow {CE} } \right| = 2CE\] (với \[E\] là trung điểm của \[AH\]).

Ta lại có: \[AH = \frac{{5\sqrt 3 }}{2}\] (\[\Delta ABC\] đều, \[AH\] là đường cao), suy ra \(HE = \frac{1}{2}AH = \frac{{5\sqrt 3 }}{4}\).

\(CH = \frac{1}{2}BC = \frac{5}{2}\).

Trong tam giác \[HEC\] vuông tại \[H\], từ định lí Pythagore suy ra

\[EC = \sqrt {C{H^2} + H{E^2}}  = \sqrt {{{\left( {\frac{5}{2}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{{5\sqrt 3 }}{4}} \right)}^2}}  = \frac{{5\sqrt 7 }}{4}\]

\[ \Rightarrow \left| {\overrightarrow {CA}  - \overrightarrow {HC} } \right| = 2CE = \frac{{5\sqrt 7 }}{2}\].

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho tam giác \[ABC\] với trung tuyến \[AM\] và trọng tâm \[G\]. Khi đó \[\overrightarrow {GA} = \]

\[2\overrightarrow {GM} \];

\[\frac{2}{3}\overrightarrow {GM} \];

\[ - \frac{2}{3}\overrightarrow {AM} \];

\[\frac{1}{2}\overrightarrow {AM} \].

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Đáp án đúng là: D (ảnh 1)

Vì \(G\) là trọng tâm của tam giác \[ABC\] nên ta có \[GA = \frac{2}{3}AM\].

Mặt khác hai vectơ \[\overrightarrow {GA} \] và \[\overrightarrow {AM} \] ngược hướng nên \[\overrightarrow {GA}  =  - \frac{2}{3}\overrightarrow {AM} \].

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình bình hành \(ABCD\). Gọi \(M,\,N\) lần lượt là trung điểm của \(BC\)\(CD\). Đặt \(\overrightarrow a = \overrightarrow {AM} ,\overrightarrow b = \overrightarrow {AN} \). Hãy biểu diễn vectơ \(\overrightarrow {AC} \) theo \(\overrightarrow a \)\(\overrightarrow b \).

\(\overrightarrow {AC} = \frac{1}{3}\overrightarrow a + \frac{2}{3}\overrightarrow b \);

\(\overrightarrow {AC} = \frac{2}{3}\overrightarrow a + \frac{2}{3}\overrightarrow b \);

\(\overrightarrow {AC} = \frac{2}{3}\overrightarrow a + 4\overrightarrow b \);

\(\overrightarrow {AC} = \overrightarrow a + 3\overrightarrow b \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Đáp án đúng là: C (ảnh 1)

Vì \(M\) là trung điểm của \(BC\)\( \Rightarrow \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AC}  = 2\overrightarrow {AM} \)  (1).

Vì \(N\) là trung điểm của \(CD\)\( \Rightarrow \overrightarrow {AC}  + \overrightarrow {AD}  = 2\overrightarrow {AN} \)  (2).

Lấy (1) + (2), ta được \(\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AD}  + 2\overrightarrow {AC}  = 2\overrightarrow {AM}  + 2\overrightarrow {AN} \).

Lại có \(ABCD\) là hình bình hành nên \(\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {AD}  = \overrightarrow {AC} \).

Do đó \(3\overrightarrow {AC}  = 2\overrightarrow {AM}  + 2\overrightarrow {AN}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AC}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {AM}  + \frac{2}{3}\overrightarrow {AN}  \Leftrightarrow \overrightarrow {AC}  = \frac{2}{3}\overrightarrow a  + \frac{2}{3}\overrightarrow b \).

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong mặt phẳng tọa độ \[Oxy\], cho vectơ \(\overrightarrow v = - 2\overrightarrow i + \overrightarrow j \). Tọa độ của vectơ \(\overrightarrow v \) là 

\(\overrightarrow v = \left( {2;\,\,0} \right)\);

\(\overrightarrow v = \left( { - 2;\,\,1} \right)\);

\(\overrightarrow v = \left( {2;\, - 1} \right)\);

\(\overrightarrow v = \left( { - 2;\,\,0} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Ta có: \(\overrightarrow v  =  - 2\overrightarrow i  + \overrightarrow j \). Khi đó tọa độ của vectơ \(\overrightarrow v \) là \(\overrightarrow v  = \left( { - 2;\,\,1} \right)\).

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy\), cho hai điểm \(A\left( {2;\,\, - 3} \right)\)\(B\left( { - 5;\, - 4} \right)\). Khoảng cách giữa \(A\)\(B\)

\(5\sqrt 2 \);

\(2\sqrt 5 \);

\(\sqrt {58} \);

\(8\sqrt 5 \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Khoảng cách giữa \(A\) và \(B\) là \(AB = \sqrt {{{\left( { - 5 - 2} \right)}^2} + {{\left( { - 4 - \left( { - 3} \right)} \right)}^2}}  = 5\sqrt 2 \).

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Tam giác \[ABC\] vuông tại \(A\) và có \(\widehat B = 35^\circ \). Hệ thức nào sau đây sai?

\(\left( {\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {BA} } \right) = 35^\circ \);

\(\left( {\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {CB} } \right) = 55^\circ \);

\(\left( {\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {CB} } \right) = 35^\circ \);

\(\left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right) = 90^\circ \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Tam giác \[ABC\] vuông tại \(A\) và có \(\widehat B = 35^\circ \), suy ra \(\widehat C = 90^\circ  - \widehat B = 90^\circ  - 35^\circ  = 55^\circ \).

Ta có: \(\left( {\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {BA} } \right) = \widehat {ABC} = 35^\circ \); \(\left( {\overrightarrow {CA} ,\overrightarrow {CB} } \right) = \widehat {ACB} = 55^\circ \); \(\left( {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right) = \widehat {BAC} = 90^\circ \).

Vập đáp án C sai.

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hai vectơ \(\overrightarrow a = \left( {7; - 2} \right),\overrightarrow b = \left( {3; - 4} \right)\). Giá trị của \(\overrightarrow a \cdot \overrightarrow b \)

29;

13;

\( - \,26\);

\(5\sqrt {33} \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ta có \(\overrightarrow a  \cdot \overrightarrow b  = 7 \cdot 3 + \left( { - 2} \right) \cdot \left( { - 4} \right) = 29\).

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho số gần đúng \(a = 9\,\,956\) với độ chính xác \(d = 100\). Số quy tròn của số \(a\)

10 000;

9 900;

9 960;

9 950.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Vì hàng lớn nhất của độ chính xác \(d = 100\) là hàng trăm, nên ta quy tròn \(a\) đến hàng nghìn.

Vậy số quy tròn của số \(a\) là 10 000.

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Số nhân khẩu trong các hộ gia đình ở một xóm được thống kê ở bảng sau:

Số nhân khẩu

1

2

3

4

5

Số hộ gia đình

1

5

6

9

7

 Mốt của mẫu số liệu trên là

1;

2;

9;

4.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Từ bảng số liệu ta thấy giá trị 4 có tần số lớn nhất (9) nên mốt của mẫu số liệu là 4.

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Khối lượng cơ thể lúc trưởng thành của 10 con gà mái mơ được ghi lại ở bảng sau (đơn vị: gam).

1 130    1 150        1 120     1 160      1 220   1 210    1 180          1 160 1 205    1 250

Khoảng biến thiên của mẫu số liệu trên là

130;

120;

103;

102.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Giá trị lớn nhất của mẫu số liệu là 1 250, giá trị nhỏ nhất của mẫu số liệu là 1 120.

Vậy khoảng biến thiên của mẫu số liệu là \(R = 1\,\,250 - 1\,\,120 = 130\).

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Một mẫu số liệu có phương sai bằng 1,5129. Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu đó là

1,5129;

0,75645;

1,23;

2,289.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Độ lệch chuẩn của mẫu số liệu đã cho là \(s = \sqrt {1,5129}  = 1,23\).

21. Tự luận
1 điểm

II. Tự luận (4 điểm)

(1 điểm) Hai máy bay cùng cất cánh từ một sân bay nhưng bay theo hai hướng khác nhau. Một chiếc di chuyển với tốc độ 540 km/h theo hướng đông và chiếc còn lại di chuyển theo hướng \({\rm{N25^\circ E}}\)với tốc độ 670 km/h. Hỏi sau 2 tiếng, hai máy bay cách nhau bao xa? Giả sử chúng đang ở cùng độ cao.

Xem đáp án

Gọi \(O,\,\,A,\,\,B\) lần lượt là vị trí sân bay và hai máy bay sau 2 tiếng.

Hướng \({\rm{N25^\circ E}}\) là hướng tạo với hướng bắc một góc \(25^\circ \) và tạo với hướng đông một góc \(90^\circ  - 25^\circ  = 65^\circ \). Ta mô phỏng bài toán đã cho như sau:

Hai máy bay cùng cất cánh từ mộ (ảnh 1)

Quãng đường máy bay bay theo hướng đông sau 2 tiếng là

\(OA = 540 \cdot 2 = 1\,\,080\) (km).

Quãng đường máy bay bay theo hướng \({\rm{N25^\circ E}}\) sau 2 tiếng là

\(OB = 670 \cdot 2 = 1\,\,340\) (km).

Ta có: \(\widehat {AOB} = 65^\circ \), \(OA = 1\,\,080,\,\,OB = 1\,\,340\).

Áp dụng định lí côsin trong tam giác \(OAB\), ta có:

\(A{B^2} = O{A^2} + O{B^2} - 2 \cdot OA \cdot OB \cdot \cos \widehat {AOB}\)

\( = 1\,\,{080^2} + 1\,\,{340^2} - 2 \cdot 1\,\,080 \cdot \,1\,\,340 \cdot \cos 65^\circ  \approx 1\,\,738\,\,774\).

Suy ra \(AB \approx \sqrt {1\,\,738\,\,774}  \approx 1\,\,319\) (km).

Vậy sau 2 tiếng, hai máy bay cách nhau khoảng 1 319 km.

22. Tự luận
1 điểm

(1 điểm) Trong mặt phẳng tọa độ \[Oxy\], cho các điểm \(A\left( {4;\,1} \right),\,\,B\left( {2;\,\,4} \right),\,C\left( {2;\,\, - 2} \right)\).

a) Chứng minh rằng \(A,\,\,B,\,\,C\) là ba đỉnh của một tam giác.

b) Xác định tọa độ điểm \(D\) sao cho tứ giác \(ABCD\) là hình bình hành.

Xem đáp án

a) Ta có \(\overrightarrow {AB}  = \left( { - 2;\,\,3} \right)\), \(\overrightarrow {AC}  = \left( { - 2;\,\, - 3} \right)\).

Vì \(\frac{{ - 2}}{{ - 2}} \ne \frac{3}{{ - 3}}\) nên hai vectơ \(\overrightarrow {AB} \) và \(\overrightarrow {AC} \) không cùng phương.

Do đó, ba điểm \(A,\,\,B,\,\,C\) không thẳng hàng.

Vậy \(A,\,\,B,\,\,C\) là ba đỉnh của một tam giác.

b) Gọi \(D\left( {x;\,\,y} \right)\). Khi đó, \(\overrightarrow {DC}  = \left( {2 - x;\, - 2 - y} \right)\)

Tứ giác \(ABCD\) là hình bình hành khi và chỉ khi \(\overrightarrow {AB}  = \overrightarrow {DC} \)

\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 2 = 2 - x\\3 =  - 2 - y\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4\\y =  - 5\end{array} \right.\).

Vậy \(D\left( {4;\,\, - 5} \right)\).

23. Tự luận
1 điểm

(1 điểm) Cho tam giác đều \(ABC\) cạnh \(a\). Xác định tập hợp các điểm \(M\) thỏa mãn đẳng thức \[4M{A^2} + M{B^2} + M{C^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\].

Xem đáp án

Gọi \(N\) là trung điểm của \(BC\).

Gọi \(I\) là điểm thỏa mãn điều kiện: \[4\overrightarrow {IA}  + \overrightarrow {IB}  + \overrightarrow {IC}  = \overrightarrow 0 \].

Khi đó, ta có: \[4\overrightarrow {IA}  + \overrightarrow {IB}  + \overrightarrow {IC}  = \overrightarrow 0 \]\[ \Leftrightarrow 4\overrightarrow {IA}  + 2\overrightarrow {IN}  = \overrightarrow 0  \Leftrightarrow 2\overrightarrow {IA}  + \overrightarrow {IN}  = \overrightarrow 0 \], do đó điểm \(I\) thuộc đoạn \(AN\) sao cho \(IN = 2IA\).

(1 điểm) Cho tam giác đều \(ABC\) cạnh \(a\). Xác định tập hợp các điểm \(M\) thỏa mãn đẳng thức \[4M{A^2} + M{B^2} + M{C^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\].  (ảnh 1)

Lại có tam giác \(ABC\) đều cạnh \(a\) nên \(AN = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\).

Suy ra: \[IA = \frac{1}{2}AN = \frac{1}{3} \cdot \frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{{a\sqrt 3 }}{6}\]; \(IN = \frac{2}{3}AN = \frac{2}{3} \cdot \frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{{a\sqrt 3 }}{3}\) ;

\[IB = IC = \sqrt {I{N^2} + B{N^2}}  = \sqrt {{{\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{3}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}}  = \frac{{a\sqrt {21} }}{6}\].

Ta lại có: \[4M{A^2} + M{B^2} + M{C^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\]

\[ \Leftrightarrow 4{\overrightarrow {MA} ^2} + {\overrightarrow {MB} ^2} + {\overrightarrow {MC} ^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\]

\[ \Leftrightarrow 4{\left( {\overrightarrow {MI}  + \overrightarrow {IA} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {MI}  + \overrightarrow {IB} } \right)^2} + {\left( {\overrightarrow {MI}  + \overrightarrow {IC} } \right)^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\]

\[ \Leftrightarrow 6M{I^2} + 2\overrightarrow {MI} \left( {4\overrightarrow {IA}  + \overrightarrow {IB}  + \overrightarrow {IC} } \right) + 4I{A^2} + I{B^2} + I{C^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\]

\( \Leftrightarrow 6M{I^2} + 4 \cdot {\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{6}} \right)^2} + {\left( {\frac{{a\sqrt {21} }}{6}} \right)^2} + {\left( {\frac{{a\sqrt {21} }}{6}} \right)^2} = \frac{{5{a^2}}}{2}\)

\[ \Leftrightarrow MI = \frac{a}{{\sqrt 6 }}\].

Vậy tập hợp điểm \(M\) là đường tròn tâm \(I\) bán kính \[R = \frac{a}{{\sqrt 6 }}\].

24. Tự luận
1 điểm

(1 điểm) Kiểm tra khối lượng một số quả cam Vinh của hai lô hàng loại 1 và loại 2 được kết quả như sau (đơn vị: gam)

Loại 1

250

230

260

265

250

250

245

260

280

260

Lọai 2

200

180

210

220

185

210

215

190

195

190

 

a) Hãy tìm khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị, độ lệch chuẩn của khối lượng cam Vinh ở mỗi loại.

b) Khối lượng cam Vinh ở lô hàng loại nào đều hơn?

Xem đáp án

Sắp xếp khối lượng các quả cam Vinh ở hai lô hàng loại 1 và loại 2 theo thứ tự không giảm ta được:

Loại 1

230

245

250

250

250

260

260

260

265

280

Lọai 2

180

185

190

190

195

200

210

210

215

220

 a) * Đối với lô hàng loại 1:

Khối lượng cao nhất và khối lượng thấp nhất tương ứng là 280 và 230. Do đó, khoảng biến thiên của lô hàng loại 1 là \({R_1} = 280 - 230 = 50\).

Mẫu có 10 số liệu nên trung vị hay tứ phân vị thứ hai của lô hàng loại 1 là trung bình cộng của số thứ 5 và 6. Do đó, \({Q_{2\left( 1 \right)}} = \frac{{250 + 260}}{2} = 255\).

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: 230 245   250    250          250. Do đó, \({Q_{1\left( 1 \right)}} = 250\).

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: 260   260    260    265          280. Do đó, \({Q_{3\left( 1 \right)}} = 260\).

Khi đó, khoảng tứ phân vị của lô hàng loại 1 là \[{\Delta _{Q\left( 1 \right)}} = {Q_{3\left( 1 \right)}} - {Q_{1\left( 1 \right)}} = 260 - 250 = 10\].

Khối lượng trung bình của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 1 là

\(\overline {{X_1}}  = \frac{{230 + 245 + 250 \cdot 3 + 260 \cdot 3 + 265 + 280}}{{10}} = 255\).

Phương sai của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 1 là

\(S_1^2 = \frac{{{{\left( {230 - 255} \right)}^2} + {{\left( {245 - 255} \right)}^2} + 3 \cdot {{\left( {250 - 255} \right)}^2} + 3 \cdot {{\left( {260 - 255} \right)}^2} + {{\left( {265 - 255} \right)}^2} + {{\left( {280 - 255} \right)}^2}}}{{10}}\)

\( = 160\)

Độ lệch chuẩn của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 1 là \({S_1} = \sqrt {S_1^2}  = \sqrt {160}  \approx 12,65\).

* Đối với lô hàng loại 2:

Khối lượng cao nhất và khối lượng thấp nhất tương ứng là 220 và 180. Do đó, khoảng biến thiên của lô hàng loại 2 là \({R_2} = 220 - 180 = 40\).

Mẫu có 10 số liệu nên trung vị hay tứ phân vị thứ hai của lô hàng loại 2 là trung bình cộng của số thứ 5 và 6. Do đó, \({Q_{2\left( 2 \right)}} = \frac{{195 + 200}}{2} = 197,5\).

Tứ phân vị thứ nhất là trung vị của mẫu: 180   185  190    190          195. Do đó, \({Q_{1\left( 2 \right)}} = 190\).

Tứ phân vị thứ ba là trung vị của mẫu: 200   210    210    215          220. Do đó, \({Q_{3\left( 2 \right)}} = 210\).

Khi đó, khoảng tứ phân vị của lô hàng loại 2 là \[{\Delta _{Q\left( 2 \right)}} = {Q_{3\left( 2 \right)}} - {Q_{1\left( 2 \right)}} = 210 - 190 = 20\].

Khối lượng trung bình của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 2 là

\(\overline {{X_2}}  = \frac{{180 + 185 + 190 \cdot 2 + 195 + 200 + 210 \cdot 2 + 215 + 220}}{{10}} = 199,5\).

Phương sai của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 2 là

\(S_2^2 = \frac{{{{\left( {1800 - 199,5} \right)}^2} + {{\left( {185 - 199,5} \right)}^2} + 2 \cdot {{\left( {190 - 199,5} \right)}^2} + ... + {{\left( {220 - 199,5} \right)}^2}}}{{10}}\)\( = 167,25\)

Độ lệch chuẩn của cân nặng cam Vinh ở lô hàng loại 2 là \({S_2} = \sqrt {S_2^2}  = \sqrt {167,25}  \approx 12,93\).

b) Từ các kết quả tính được ở câu a, ta nhận thấy mặc dù khoảng biến thiên của khối lượng cam Vinh ở lô hoàng loại 2 nhỏ hơn loại 1 nhưng khoảng tứ phân vị và độ lệch chuẩn của khối lượng cam Vinh ở lô hàng loại 2 lớn hơn loại 1. Mà khoảng biến thiên thường bị ảnh hưởng bởi giá trị bất thường nên ta sử dụng khoảng tứ phân vị và độ lệch chuẩn để so sánh. Như vậy ta thấy khối lượng cam Vinh ở lô hàng loại 1 đều hơn.