Bộ 10 đề thi giữa kì 1 Toán 12 Cánh diều có đáp án - Đề 06
Đề thi

Bộ 10 đề thi giữa kì 1 Toán 12 Cánh diều có đáp án - Đề 06

A
Admin
ToánLớp 1247 lượt thi
22 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Cho hàm số \[y = f\left( x \right)\] có đồ thị là đường cong như hình dưới đây.

blobid133-1728497528.png

Hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?

\[\left( { - 1;0} \right)\].

\[\left( { - \infty ; - 1} \right)\].

\[\left( {0;1} \right)\].

\[\left( {0; + \infty } \right)\].

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Dựa vào đồ thị hàm số, ta thấy hàm số đã cho đồng biến trên các khoảng \(\left( { - \infty ; - 1} \right)\)\(\left( {0;1} \right)\); nghịch biến trên các khoảng \(\left( { - 1;0} \right)\)\(\left( {1; + \infty } \right)\).

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Hàm số đã cho có bao nhiêu điểm cực đại?  

\[0\].

\[1\].

\[2\].

\[3\].

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Từ bảng biến thiên, ta thấy hàm số đã cho đạt cực đại tại \(x =  - 1\)\(x = 1\). Vậy hàm số đã cho có hai điểm cực đại.

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \[y = f\left( x \right)\] có bảng biến thiên trên \(\left[ { - 5;7} \right)\) như sau:

blobid134-1728497612.png 

Mệnh đề nào dưới đây là đúng?

\(\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 5;7} \right)} f\left( x \right) = 6\).

\(\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 5;7} \right)} f\left( x \right) = 2\).

\(\mathop {\max }\limits_{\left[ { - 5;7} \right)} f\left( x \right) = 9\).

\(\mathop {\max }\limits_{\left[ { - 5;7} \right)} f\left( x \right) = 6\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Dựa vào bảng biến thiên ta có: \(\mathop {\min }\limits_{\left[ { - 5;7} \right)} f\left( x \right) = f\left( 1 \right) = 2\) và hàm số không có giá trị lớn nhất trên nửa khoảng \(\left[ { - 5;7} \right)\).

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \[y = f\left( x \right)\] có đồ thị như hình vẽ dưới đây.

blobid135-1728497646.png

Đồ thị hàm số đã cho có tiệm cận đứng và tiệm cận ngang lần lượt là các đường thẳng:

\(x = 2\); \(y = - 2\).

\(x = 1\); \(y = 2\).

\(x = - 1\); \(y = 2\).

\(x = 2\); \(y = - 1\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Dựa vào hình vẽ, ta thấy đồ thị hàm số đã cho có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x = 2\) và tiệm cận ngang là đường thẳng \(y =  - 1\).

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình hộp \(ABCD.A'B'C'D'\). Vectơ \(\overrightarrow v  = \overrightarrow {B'A'}  + \overrightarrow {B'C'}  + \overrightarrow {B'B} \) bằng vectơ nào dưới đây?

\(\overrightarrow {DB'} \).

\(\overrightarrow {B'D'} \).

\(\overrightarrow {BD'} \).

\(\overrightarrow {B'D} \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Theo quy tắc hình hộp, ta có \(\overrightarrow v  = \overrightarrow {B'A'}  + \overrightarrow {B'C'}  + \overrightarrow {B'B}  = \overrightarrow {B'D} \).

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ \[Oxyz\], cho vectơ \(\overrightarrow u  = 2\overrightarrow i  + 3\overrightarrow j  - 7\overrightarrow k \). Tọa độ của vectơ \(\overrightarrow u \) là: 

\(\left( {2;3;7} \right)\).

\(\left( { - 2; - 3;7} \right)\).

\(\left( {2;3; - 7} \right)\).

\(\left( { - 7;3;2} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Ta có: \(\overrightarrow u  = 2\overrightarrow i  + 3\overrightarrow j  - 7\overrightarrow k  = 2\overrightarrow i  + 3\overrightarrow j  + \left( { - 7} \right)\overrightarrow k \).

Suy ra \(\overrightarrow u  = \left( {2;3; - 7} \right)\).

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ \[Oxyz\], cho vectơ \(\overrightarrow u  = \left( {1; - 6;2} \right)\) và điểm \(A\). Biết \(\overrightarrow {OA}  = \overrightarrow u \). Tọa độ của điểm \(A\) là:

\(\left( {1; - 6;2} \right)\).

\(\left( {0; - 6;2} \right)\).

\(\left( {2; - 6;1} \right)\).

\(\left( {1;6;2} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

\(\overrightarrow {OA}  = \overrightarrow u \), mà \(\overrightarrow u  = \left( {1; - 6;2} \right)\) nên \(\overrightarrow {OA}  = \left( {1; - 6;2} \right)\).

Suy ra tọa độ của điểm \(A\)\(\left( {1; - 6;2} \right)\).

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hàm số \(y =  - {x^3} + 3{x^2} - 6x\). Khẳng định nào sau đây là đúng?

Hàm số đã cho đồng biến trên khoảng \(\left( { - \infty ; + \infty } \right)\)

Hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng \(\left( { - \infty ; + \infty } \right)\).

Hàm số đã cho có một cực trị.

Hàm số đã cho có hai cực trị.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

TXĐ của hàm số là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(y' =  - 3{x^2} + 6x - 6 =  - 3\left( {{x^2} - 2x + 1} \right) - 3 =  - 3{\left( {x - 1} \right)^2} - 3 < 0\,\,\forall x \in \mathbb{R}\)

Vậy hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng \(\left( { - \infty ; + \infty } \right)\) và hàm số không có cực trị.

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Giá trị nhỏ nhất của hàm số \(f\left( x \right) = {x^4} - 12{x^2} - 1\) trên đoạn \(\left[ {0;\,9} \right]\) bằng

\( - 28\).

\( - 1\).

\( - 36\).

\( - 37\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(f'\left( x \right) = 4{x^3} - 24x\).

Trên khoảng \(\left( {0;9} \right)\), \(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 0\) hoặc \(x = \sqrt 6 \).

\(f\left( 0 \right) =  - 1;\,f\left( {\sqrt 6 } \right) =  - 37;\,f\left( 9 \right) = 5\,588\).

Vậy \(\mathop {\min }\limits_{\left[ {0;9} \right]} f\left( x \right) = f\left( {\sqrt 6 } \right) =  - 37\).

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y = \frac{{2{x^2} - x + 3}}{{2x + 1}}\) là đường thẳng:

\(y = x - 1\).

\(y = 2x + 1\).

\(y = 2x - 1\).

\(y = x + 1\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\}\).

Ta có: \(y = \frac{{2{x^2} - x + 3}}{{2x + 1}} = x - 1 + \frac{4}{{2x + 1}}\).

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left[ {y - \left( {x - 1} \right)} \right] = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{4}{{2x + 1}} = 0\); \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \left[ {y - \left( {x - 1} \right)} \right] = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{4}{{2x + 1}} = 0\).

Vậy đường thẳng \(y = x - 1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Đường cong trong hình dưới đây là đồ thị của hàm số nào trong bốn hàm số ở các phương án A, B, C, D. 

blobid136-1728497899.png

\(y = \frac{{ - {x^2} + 1}}{x}\).

\(y = \frac{{ - 2x + 1}}{{2x + 2}}\).

\(y = \frac{{{x^2} - x + 1}}{{x - 1}}\).

\(y = {x^3} - 3{x^2}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Quan sát hình vẽ, ta thấy đây là dáng của đồ thị hàm số phân thức bậc hai trên bậc nhất, do đó ta loại phương án B và D.

Mặt khác, ta thấy đường thẳng \(x = 0\) (trục tung) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho, do vậy ta chọn phương án A.

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\) có cạnh bằng \(a\sqrt 2 \). Góc giữa hai vectơ \(\overrightarrow {AB'} \)\(\overrightarrow {A'C'} \) bằng:

\(30^\circ \).

\(45^\circ \).

\(60^\circ \).

\(90^\circ \).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

blobid137-1728497919.png

Ta có \(\overrightarrow {A'C'}  = \overrightarrow {AC} \), suy ra \(\left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {A'C'} } \right) = \left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {AC} } \right) = \widehat {B'AC}\).

Lại có \(AC = AB' = CB' = a\sqrt 2  \cdot \sqrt 2  = 2a\) nên tam giác \(ACB'\) là tam giác đều, suy ra \(\widehat {B'AC} = 60^\circ \).

Vậy \(\left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {A'C'} } \right) = 60^\circ \).

13. Tự luận
1 điểm

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Cho hàm số \(y = \frac{{ax + 1}}{{bx + c}}\) (\(a,\,b,\,c\) là các tham số) có bảng biến thiên như sau:

blobid138-1728497990.png

a) Hàm số đã cho đồng biến trên các khoảng \(\left( { - \infty ;2} \right)\)\(\left( {2; + \infty } \right)\).

b) Hàm số đã cho có \(2\) điểm cực trị.

c) Trên khoảng \(\left( {2; + \infty } \right)\), giá trị lớn nhất của hàm số đã cho bằng \(1\).

d) Giá trị của biểu thức \(a + b + c\) bằng \(0\)

Xem đáp án

a) Đ,b) S,c) S,d) Đ.

Hướng dẫn giải

Quan sát bảng biến thiên, ta thấy:

– Hàm số đã cho đồng biến trên các khoảng \(\left( { - \infty ;2} \right)\)\(\left( {2; + \infty } \right)\). Vậy ý a) đúng.

– Hàm số đã cho không có cực trị. Vậy ý b) sai. 

 Trên khoảng \(\left( {2; + \infty } \right)\), ta có \(1 > y\), tuy nhiên không tồn tại giá trị của \(x\) để \(y = 1\) nên hàm số đã cho không có giá trị lớn nhất trên khoảng này. Do đó, ý c) sai.

– Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x = 2\) và tiệm cận ngang là đường thẳng \(y = 1\) nên ta có hệ sau: \(\left\{ \begin{array}{l} - \frac{c}{b} = 2\\\frac{a}{b} = 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}c =  - 2b\\a = b\end{array} \right.\).

Khi đó, \(a + b + c = b + b + \left( { - 2b} \right) = 0\).

Vậy ý d) đúng.

14. Tự luận
1 điểm

Cho hàm số \(y = \frac{{ - {x^2} + x + 1}}{{x + 1}}\) có đồ thị \(\left( C \right)\).

a) Hàm số đã cho nghịch biến trên các khoảng \(\left( { - \infty ; - 2} \right)\)\(\left( {0; + \infty } \right)\).

b) Đồ thị \(\left( C \right)\) có hai điểm cực trị nằm ở hai phía đối với trục tung.

c) Đồ thị \(\left( C \right)\) có đường tiệm cận đứng là \(x =  - 1\); đường tiệm cận xiên là \(y =  - x + 2\).

d) Đồ thị \(\left( C \right)\) nhận điểm \(I\left( { - 1;3} \right)\) làm tâm đối xứng.

Xem đáp án

a) Đ,b) S,c) Đ,d) Đ.

Hướng dẫn giải

Xét hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{{ - {x^2} + x + 1}}{{x + 1}} =  - x + 2 - \frac{1}{{x + 1}}\).

– Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\backslash \left\{ { - 1} \right\}\).

– Ta có \(y' = \frac{{ - {x^2} - 2x}}{{{{\left( {x + 1} \right)}^2}}}\); \(y' = 0\) khi \(x =  - 2\) hoặc \(x = 0\).

Bảng biến thiên của hàm số như sau:

blobid139-1728498003.png

– Hàm số đã cho nghịch biến trên từng khoảng \(\left( { - \infty ; - 2} \right)\)\(\left( {0; + \infty } \right)\). Do đó, ý a) đúng.

– Hàm số đã cho đạt cực đại tại \(x = 0\), ; đạt cực tiểu tại \(x =  - 2\), \({y_{CT}} = 5\)

Khi đó, điểm cực đại của đồ thị \(\left( C \right)\)\(\left( {0;1} \right)\) thuộc trục tung. Vậy hai điểm cực trị của đồ thị \(\left( C \right)\) không thể nằm ở hai phía đối với trục tung. Do đó, ý b) sai.

– Tiệm cận:

+) Tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho là đường thẳng \(x =  - 1\).

+) Tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho là đường thẳng \(y =  - x + 2\).

Vậy ý c) đúng.

– Đồ thị \(\left( C \right)\) nhận giao điểm của hai đường tiệm cận làm tâm đối xứng.

Với \(x =  - 1\) thì \(y =  - \left( { - 1} \right) + 2 = 3\).

Vậy điểm \(I\left( { - 1;3} \right)\) là tâm đối xứng của đồ thị \(\left( C \right)\).

Do đó, ý d) đúng.

15. Tự luận
1 điểm

Cho hình lăng trụ tam giác đều \(ABC.A'B'C'\)\(AB\, = a\), \(AA' = a\sqrt 2 \).

blobid140-1728498043.png

a) \(\overrightarrow {AB'}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {CC'} \).

b) \(\left| {\overrightarrow {AB'} } \right| = \left| {\overrightarrow {BC'} } \right| = \sqrt 3 \).

c) \(\overrightarrow {AB'}  \cdot \overrightarrow {BC'}  = \frac{{{a^2}}}{2}\).

d) \(\left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {BC'} } \right) = 60^\circ \).

Xem đáp án

a) Đ,b) Đ,c) S,d) Đ.

Hướng dẫn giải

– Vì \(ABC.A'B'C'\) là lăng trụ tam giác đều nên \(\overrightarrow {CC'}  = \overrightarrow {BB'} \).

Theo quy tắc ba điểm ta có: \(\overrightarrow {AB'}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BB'}  = \overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {CC'} \). Vậy ý a) đúng.

– Ta có \(ABB'A',\,\,BCC'B'\) là các hình chữ nhật có hai kích thước là \(a\)\(a\sqrt 2 \).

Do đó, \(AB' = BC' = \sqrt {{a^2} + {{\left( {a\sqrt 2 } \right)}^2}}  = a\sqrt 3 \). Suy ra \(\left| {\overrightarrow {AB'} } \right| = \left| {\overrightarrow {BC'} } \right| = \sqrt 3 \).

Vậy ý b) đúng.

– Ta có \(\overrightarrow {AB'}  \cdot \overrightarrow {BC'}  = \left( {\overrightarrow {AB}  + \overrightarrow {BB'} } \right) \cdot \left( {\overrightarrow {BC}  + \overrightarrow {CC'} } \right)\)

\( = \overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {BC}  + \overrightarrow {AB}  \cdot \overrightarrow {CC'}  + \overrightarrow {BB'}  \cdot \overrightarrow {BC}  + \overrightarrow {BB'}  \cdot \overrightarrow {CC'} \)

\( =  - AB \cdot BC \cdot \cos \widehat {BAC} + 0 + 0 + B{B'^2}\)

\( =  - a \cdot a \cdot \cos 60^\circ  + {\left( {a\sqrt 2 } \right)^2}\)\( = \frac{{3{a^2}}}{2}\).

Suy ra \(\cos \left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {BC'} } \right) = \frac{{\overrightarrow {AB'}  \cdot \,\overrightarrow {BC'} }}{{\left| {\overrightarrow {AB'} } \right| \cdot \,\left| {\overrightarrow {BC'} } \right|}} = \frac{{\frac{{3{a^2}}}{2}}}{{a\sqrt 3  \cdot a\sqrt 3 }} = \frac{1}{2}\). Do đó, \(\left( {\overrightarrow {AB'} ,\,\overrightarrow {BC'} } \right) = 60^\circ \).

Vậy ý c) sai và ý d) đúng.

16. Tự luận
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho hai điểm \(A\left( {3; - 2; - 4} \right)\)\(B\left( {2;0;5} \right)\).

a) \(\overrightarrow {OA}  = 3\overrightarrow i  - 2\overrightarrow j  - 4\overrightarrow k \).

b) Tọa độ của vectơ \(\overrightarrow {AB} \)\(\left( {1; - 2; - 9} \right)\).

c) Điểm \(B\) nằm trong mặt phẳng \(\left( {Oxz} \right)\).

d) Cho vectơ \(\overrightarrow u  = \left( {1;3; - 7} \right)\), khi đó điểm \(C\) thỏa mãn \(\overrightarrow {AC}  = \overrightarrow u \) có tọa độ là \(\left( {4;1; - 11} \right)\).

Xem đáp án

a) Đ,b) S,c) Đ,d) Đ.

Hướng dẫn giải

– Ta có \(\overrightarrow {OA}  = \left( {3; - 2; - 4} \right)\). Suy ra \(\overrightarrow {OA}  = 3\overrightarrow i  + \left( { - 2} \right)\overrightarrow j  + \left( { - 4} \right)\overrightarrow k  = 3\overrightarrow i  - 2\overrightarrow j  - 4\overrightarrow k \).

Do đó, ý a) đúng.

– Ta có: \(\overrightarrow {AB}  = \left( {2 - 3;0 - \left( { - 2} \right);5 - \left( { - 4} \right)} \right) = \left( { - 1;2;9} \right)\). Do đó, ý b) sai.

– Điểm \(B\left( {2;0;5} \right)\) có hoành độ \(x = 2 \ne 0\), tung độ \(y = 0\) và cao độ \(z = 5 \ne 0\) nên điểm \(B\) nằm trong mặt phẳng \(\left( {Oxz} \right)\). Do đó, ý c) đúng.

– Gọi tọa độ điểm \(C\)\(\left( {{x_C};{y_C};{z_C}} \right)\), ta có \(\overrightarrow {AC}  = \left( {{x_C} - 3;{y_C} + 2;{z_C} + 4} \right)\).

Khi đó, \(\overrightarrow {AC}  = \overrightarrow u \)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_C} - 3 = 1\\{y_C} + 2 = 3\\{z_C} + 4 =  - 7\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 4\\{y_C} = 1\\{z_C} =  - 11\end{array} \right.\). Vậy \(C\left( {4;1; - 11} \right)\).

Do đó, ý d) đúng.

17. Tự luận
1 điểm

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6.

Giả sử hàm số \(f\left( x \right) = {x^3} - 6{x^2} + 9x - 1\) đạt cực đại tại \(x = a\) và đạt cực tiểu tại \(x = b\). Giá trị của biểu thức \(A = 2a + b\) là bao nhiêu?

Xem đáp án

Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\).

Ta có: \(f'\left( x \right) = 3{x^2} - 12x + 9\); \(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 1\) hoặc \(x = 3\).

Bảng biến thiên:

blobid141-1728498113.png

Hàm số đạt cực đại tại \(x = 1\); đạt cực tiểu tại \(x = 3\).

Suy ra \(a = 1,b = 3\). Vậy \(A = 2a + b = 5\).

Đáp số: \(5\).

18. Tự luận
1 điểm

Một chất điểm chuyển động theo phương trình \(s = f\left( t \right) = 0,5\cos \left( {2\pi t} \right)\), trong đó \(s\) tính bằng mét, \(t\) tính bằng giây. Gia tốc lớn nhất của chất điểm bằng bao nhiêu mét trên giây (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

Xem đáp án

Vận tốc tức thời của chất điểm là \(v = s' =  - \pi \sin \left( {2\pi t} \right)\).

Gia tốc tức thời của chất điểm là \(a = v' =  - 2{\pi ^2}\cos \left( {2\pi t} \right)\).

Ta có: \( - 1 \le \cos \left( {2\pi t} \right) \le 1\)\( \Leftrightarrow  - 2{\pi ^2} \le  - 2{\pi ^2}\cos \left( {2\pi t} \right) \le 2{\pi ^2}\) với mọi \(t\).

Tức là \( - 2{\pi ^2} \le a \le 2{\pi ^2}\). Vậy \({a_{\max }} = 2{\pi ^2} \approx 19,7\) với \(\cos \left( {2\pi t} \right) =  - 1 \Rightarrow t = \frac{1}{2} + k,\,k \in \mathbb{Z}\).

Vậy gia tốc lớn nhất của chất điểm bằng khoảng \(19,7\) m/s2.

Đáp số: \(19,7\).

19. Tự luận
1 điểm

Cho tứ diện \(ABCD\). Gọi \(E,\,F\) lần lượt là trọng tâm của các tam giác \(ABC\), \(ABD\). Khi đó ta có \(\overrightarrow {EF}  = \frac{a}{b}\overrightarrow {CD} \) (với \(\frac{a}{b}\) là phân số tối giản và \(a,b \in \mathbb{Z}\)). Giá trị của biểu thức \(M = a - b\) bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

blobid142-1728498139.png

Gọi \(M,\,N\) lần lượt là trung điểm của \(BC,\,BD\).

Khi đó, ta có \(\frac{{AE}}{{AM}} = \frac{{AF}}{{AN}} = \frac{2}{3}\) (tính chất trọng tâm). Suy ra \(EF\,{\rm{//}}\,MN\)\(EF = \frac{2}{3}MN\).

Vì hai vectơ \[\overrightarrow {EF} \]\(\overrightarrow {MN} \) cùng hướng nên \(\overrightarrow {EF}  = \frac{2}{3}\overrightarrow {MN} \). (1)

Lại có \(MN\) là đường trung bình của tam giác \(BCD\) nên \(MN\,{\rm{//}}\,CD\)\(MN = \frac{1}{2}CD\).

Vì hai vectơ \(\overrightarrow {MN} \)\(\overrightarrow {CD} \) cùng hướng nên \(\overrightarrow {MN}  = \frac{1}{2}\overrightarrow {CD} \). (2)

Từ (1) và (2) suy ra \(\overrightarrow {EF}  = \frac{1}{3}\overrightarrow {CD} \). Do đó, \(a = 1,b = 3\). Vậy \(M = a - b =  - 2\).

Đáp số: \( - 2\).

20. Tự luận
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ \(Oxyz\), cho ba điểm \(A\left( {1;2; - 1} \right),\,B\left( {2; - 1;3} \right)\), \(C\left( { - 2;3;3} \right)\). Điểm \(M\left( {a;b;c} \right)\) là đỉnh thứ tư của hình bình hành \(ABCM\). Giá trị của biểu thức \(P = {a^2} + {b^2} - {c^2}\) bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Ta có \(\overrightarrow {AB}  = \left( {1; - 3;4} \right),\,\,\overrightarrow {MC}  = \left( { - 2 - a;3 - b;3 - c} \right)\).

Tứ giác \(ABCM\) là hình bình hành \( \Leftrightarrow \overrightarrow {MC}  = \overrightarrow {AB} \)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} - 2 - a = 1\\3 - b =  - 3\\3 - c = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a =  - 3\\b = 6\\c =  - 1\end{array} \right.\).

Suy ra \(P = {a^2} + {b^2} - {c^2} = {\left( { - 3} \right)^2} + {6^2} - {\left( { - 1} \right)^2} = 44\).

Đáp số: \(44\).

21. Tự luận
1 điểm

Hai con tàu \[A\]\(B\) đang ở cùng một vĩ tuyến và cách nhau 5 hải lí. Cả hai tàu đồng thời cùng khởi hành. Tàu \[A\] chạy về hướng Nam với vận tốc 6 hải lí/giờ, còn tàu \[B\] chạy về vị trí hiện tại của tàu \[A\] với vận tốc 7 hải lí/giờ (tham khảo hình vẽ). Hỏi sau bao nhiêu giờ thì khoảng cách giữa hai tàu là bé nhất (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

blobid144-1728498207.png

Xem đáp án

Tại thời điểm \[t\] (giờ) sau khi xuất phát, khoảng cách giữa hai tàu là \[d\]. Khi đó, tàu \[A\] đang ở vị trí \({A_1}\) và tàu \(B\) đang ở vị trí \({B_1}\) như hình vẽ trên.

Ta có: \({d^2} = AB_1^2 + AA_1^2 = {\left( {5 - B{B_1}} \right)^2} + AA_1^2 = {\left( {5 - 7t} \right)^2} + {\left( {6t} \right)^2}\).

Suy ra \(d = \sqrt {85{t^2} - 70t + 25} \).

Xét hàm số \(f\left( t \right) = \sqrt {85{t^2} - 70t + 25} \) với \(t > 0\).

Ta có \(f'\left( t \right) = \frac{{170t - 70}}{{2\sqrt {85{t^2} - 70t + 25} }};\,\,f'\left( t \right) = 0 \Leftrightarrow t = \frac{7}{{17}}\).

Bảng biến thiên của hàm số \(f\left( t \right)\) trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\) như sau:

blobid143-1728498191.png

Từ bảng biến thiên, ta có: \(\mathop {\min }\limits_{\left( {0; + \infty } \right)} f\left( t \right) = \frac{{6\sqrt {85} }}{{17}}\) tại \(t = \frac{7}{{17}}\).

Vậy sau \(\frac{7}{{17}} \approx 0,4\) giờ thì khoảng cách giữa hai tàu là bé nhất.

Đáp số: \(0,4\).

22. Tự luận
1 điểm

Một chất điểm ở v trí đỉnh \(A\) của hình lập phương \(ABCD.A'B'C'D'\). Chất điểm chịu tác động bởi ba lực \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) lần lượt cùng hướng với \(\overrightarrow {AD} ,\,\overrightarrow {AB} ,\,\overrightarrow {AC'} \) như hình vẽ.

blobid145-1728498225.png

Độ lớn của các lực \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) tương ứng là 10 N, 10 N và 20 N. Độ lớn hợp lực của các lực \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) bằng bao nhiêu Newton (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

Xem đáp án

Từ giả thiết, ta suy ra được:

\(\overrightarrow a  \bot \overrightarrow b ;\,\,\cos \left( {\overrightarrow a ,\,\overrightarrow c } \right) = \cos \widehat {DAC'} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\); \(\cos \left( {\overrightarrow b ,\overrightarrow c } \right) = \cos \widehat {BAC'} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\).

Giả sử lực tổng hợp là \(\overrightarrow m \), tức là \(\overrightarrow m  = \overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow c \).

Khi đó, \({\overrightarrow m ^2} = {\left( {\overrightarrow a  + \overrightarrow b  + \overrightarrow c } \right)^2}\)\( = {\overrightarrow a ^2} + {\overrightarrow b ^2} + {\overrightarrow c ^2} + 2\overrightarrow a  \cdot \overrightarrow b  + 2\overrightarrow b  \cdot \overrightarrow c  + 2\overrightarrow c  \cdot \overrightarrow a \)

\( = {\left| {\overrightarrow a } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow b } \right|^2} + {\left| {\overrightarrow c } \right|^2} + 0 + 2\left| {\overrightarrow b } \right| \cdot \left| {\overrightarrow c } \right| \cdot \cos \left( {\overrightarrow b ,\overrightarrow c } \right) + 2\left| {\overrightarrow c } \right| \cdot \left| {\overrightarrow a } \right| \cdot \cos \left( {\overrightarrow c ,\overrightarrow a } \right)\)

\( = {10^2} + {10^2} + {20^2} + 2 \cdot 10 \cdot 20 \cdot \frac{1}{{\sqrt 3 }} + 2 \cdot 10 \cdot 20 \cdot \frac{1}{{\sqrt 3 }}\)

\( = 600 + \frac{{800}}{{\sqrt 3 }}\).

Suy ra \({\left| {\overrightarrow m } \right|^2} = {\overrightarrow m ^2} = 600 + \frac{{800}}{{\sqrt 3 }}\). Do đó, \(\left| {\overrightarrow m } \right| = \sqrt {600 + \frac{{800}}{{\sqrt 3 }}}  \approx 32,6\).

Vậy độ lớn hợp lực của các lực \(\overrightarrow a ,\,\overrightarrow b ,\,\overrightarrow c \) bằng khoảng \(32,6\) N.

Đáp số: \(32,6\).