Bộ 5 đề thi cuối kì 1 Toán 9 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 2
Đề thi

Bộ 5 đề thi cuối kì 1 Toán 9 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 2

A
Admin
ToánLớp 961 lượt thi
21 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Phần 1. (3,0 điểm) Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

Trong mỗi câu hỏi từ câu 1 đến câu 12, hãy viết chữ cái in hoa đứng trước phương án đúng duy nhất vào bài làm.

Phương trình nào dưới đây có tập xác định là \(x \ne - 1\)\(x \ne 3\)?

\(\frac{2}{{x + 1}} = \frac{3}{{x + 3}}.\)

\(\frac{5}{{x - 1}} = \frac{2}{{x - 3}}.\)

\(\frac{{x + 3}}{{x - 1}} = 2.\)

\(\frac{2}{{x + 1}} = \frac{3}{{x - 3}}.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Xét các điều kiện xác định của các đáp án, nhận thấy:

• Điều kiện xác định của \(\frac{2}{{x + 1}} = \frac{3}{{x + 3}}\)\(x \ne - 1\)\(x \ne - 3\).

• Điều kiện xác định của \(\frac{5}{{x - 1}} = \frac{2}{{x - 3}}\)\(x \ne 1\)\(x \ne 3\).

• Điều kiện xác định của \(\frac{{x + 3}}{{x - 1}} = 2\)\(x \ne 1\).

• Điều kiện xác định của \(\frac{2}{{x + 1}} = \frac{3}{{x - 3}}\)\(x \ne - 1\)\(x \ne 3\).

2. Trắc nghiệm
1 điểm
Phương trình nào dưới đây là phương trình bậc nhất hai ẩn \(x\)\(y\)?

\(5x + y = 7.\)

\(2{x^2} + y = 4.\)

\(0x + 0y = - 2.\)

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

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình bậc nhất hai ẩn \(x\)\(y\) có dạng \(ax + by = 0\) với \(a \ne 0\) hoặc \(b \ne 0\).

Do đó, \(5x + y = 7\) là phương trình bậc nhất hai ẩn.

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong các hệ phương trình dưới đây, hệ phương trình nào là hệ phương trình bậc nhất hai ẩn?

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 1\\2x - y = - 1\end{array} \right..\)

\(\left\{ \begin{array}{l}x + 2{y^2} = 4\\x + y = 0\end{array} \right..\)

\(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y = 4\\3{x^2} - 2y = 0\end{array} \right..\)

\(\left\{ \begin{array}{l}{x^2} + 2{y^2} = 4\\3x - y = 0\end{array} \right..\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hệ phương trình bậc nhất hai ẩn có dạng \(\left\{ \begin{array}{l}ax + by = c\\a'x + b'y = c'\end{array} \right..\)

Do đó, hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 1\\2x - y = - 1\end{array} \right.\) là một hệ phương trình bậc nhất hai ẩn.

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Bất phương trình nào dưới đây là bất phương trình bậc nhất một ẩn?

\(x + 2y > 0.\)

\(\frac{1}{x} - 3 > 0.\)

\({x^2} + 1 > 0.\)

\(\frac{x}{2} + 1 > 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta viết bất phương trình \(\frac{x}{2} + 1 > 0\) về dạng \(\frac{1}{2}x + 1 > 0,\) đây là bất phương trình bậc nhất một ẩn có dạng \(ax + b > 0\) với \(a = \frac{1}{2} \ne 0\)\(b = 1.\)

5. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho \(a > b\). Khẳng định nào dưới đây là đúng?

\(a - 3 > b - 3.\)

\( - 3a + 4 > - 3b + 4.\)

\(2a + 3 < 2b + 3.\)

\( - 5b - 1 < - 5a - 1.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

\(a > b\) nên \(a + \left( { - 3} \right) > b + \left( { - 3} \right)\) hay \(a - 3 > b - 3\).

6. Trắc nghiệm
1 điểm
Với mọi số \(a\), ta luôn có:

\(\sqrt {{a^2}} = a.\)

\(\sqrt {{a^2}} = \left| a \right|.\)

\(\sqrt a = \left| a \right|.\)

\(\sqrt {{a^2}} = - a.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Với mọi số \(a\), ta luôn có: \(\sqrt {{a^2}} = \left| a \right|.\)

7. Trắc nghiệm
1 điểm
Điều kiện xác định của căn thức \(\sqrt {2x + 3} \)

\(x \ge \frac{{ - 3}}{2}.\)

\(x \le \frac{{ - 3}}{2}.\)

\(x \ge \frac{{ - 2}}{3}.\)

\(x \le \frac{{ - 2}}{3}.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Điều kiện xác định: \(2x + 3 \ge 0\) suy ra \(x \ge \frac{{ - 3}}{2}.\)

8. Trắc nghiệm
1 điểm
Điều kiện xác định của căn thức \(\sqrt[3]{{{{\left( {2 - x} \right)}^3}}}\)

\(x \le 2.\)

\(x \ne 2.\)

\(x < 2.\)

\(\mathbb{R}.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Tập xác định của \(\sqrt[3]{{{{\left( {2 - x} \right)}^3}}}\)\(\mathbb{R}.\)

9. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho tam giác vuông có \(\alpha \) là góc nhọn. Khẳng định nào sau đây là sai?

Tỉ số giữa cạnh huyền và cạnh kề được gọi là cosin của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\sin \alpha .\)

Tỉ số giữa cạnh kề và cạnh huyền được gọi là cosin của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\cos \alpha .\)

Tỉ số giữa cạnh đối và cạnh kề được gọi là tang của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\tan \alpha .\)

Tỉ số giữa cạnh kề và cạnh đối được gọi là tang của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\cot \alpha .\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Khẳng định sai là: “Tỉ số giữa cạnh huyền và cạnh kề được gọi là cosin của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\sin \alpha \)”.

10. Trắc nghiệm
1 điểm
Nếu \(\alpha \) là góc nhọn thì \[\sin \left( {90^\circ - \alpha } \right)\] bằng

\(\sin \alpha .\)

\(\tan \alpha .\)

\(\cos \alpha .\)

\(\cot \alpha .\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Nếu \(\alpha \) là góc nhọn thì \[\sin \left( {90^\circ - \alpha } \right) = \cos \alpha \].

11. Trắc nghiệm
1 điểm
Đường thẳng \(d\) cách tâm \(O\) của đường tròn \(\left( {O;\,\,4{\rm{ cm}}} \right)\) một khoảng \({\rm{3 cm}}.\) Khi đó vị trí tương đối của \(d\) và đường tròn \(\left( {O;\,\,4{\rm{ cm}}} \right)\)

Cắt nhau.

Không giao nhau.

Tiếp xúc nhau.

Không kết luận được.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Tỉ số giữa cạnh đối và cạnh huyền được gọi là sin của góc \(\alpha \), kí hiệu \(\sin \alpha .\)

12. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho hai đường tròn đồng tâm \(O\) có bán kính lần lượt là \(R\)\(r{\rm{ }}\left( {R > r} \right).\) Diện tích phần nằm giữa hai đường tròn này – hình vành khăn được tính 

\(S = \pi \left( {{r^2} - {R^2}} \right).\)

\(S = \pi \left( {{r^2} + {R^2}} \right).\)

\(S = \pi \left( {{R^2} - {r^2}} \right).\)

Kết quả khác.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Cho hai đường tròn đồng tâm \(O\) có bán kính lần lượt là \(R\)\(r{\rm{ }}\left( {R > r} \right).\) Diện tích phần nằm giữa hai đường tròn này – hình vành khăn được tính theo công thức \(S = \pi \left( {{R^2} - {r^2}} \right).\)

13. Tự luận
1 điểm

Phần 2. (2,0 điểm) Câu trắc nghiệm đúng sai

Trong câu 13, 14, hãy chọn đúng hoặc sai cho mỗi ý a), b), c), d).

Lớp 9A và lớp 9B có tổng cộng \(86\) học sinh. Trong đợt thu nhặt giấy báo cũ thực hiện kế hoạch nhỏ, mỗi lớp có 3 bạn góp được \(5{\rm{ kg}}\), các bạn còn lại mỗi bạn góp \({\rm{2 kg}}{\rm{.}}\) Biết rằng lớp 9B góp nhiều hơn lớp 9A là \({\rm{8 kg}}\) giấy báo cũ. Gọi \(x\) là số học sinh của lớp 9A, \(y\) là số học sinh của lớp 9B \(\left( {x,{\rm{ }}y \in {\mathbb{N}^ * }} \right)\).

    a)\(x + y = 86.\)

    b) Phương trình biểu diễn mối liên hệ khối lượng giấy báo cũ giữa hai lớp là \(2x - 2y = 8.\)

    c) Hệ phương trình biểu diễn bài toán là \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 86\\y - x = 4\end{array} \right.\).

    d) Lớp 9A có \(41\) học sinh, lớp 9B có \(45\) học sinh.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: a) Đúng.  b) Sai.              c) Đúng.          d) Đúng.

Gọi \(x\) là số học sinh của lớp 9A, \(y\) là số học sinh của lớp 9B \(\left( {x,{\rm{ }}y \in {\mathbb{N}^ * }} \right)\).

• Theo đề bài, tổng số học sinh hai lớp là học sinh nên ta có phương trình \(x + y = 86{\rm{ }}\left( 1 \right)\)

Do đó, ý a) là đúng.

Lớp 9A góp được số giấy báo cũ là \(3.5 + 2.\left( {x - 3} \right) = 2x + 9{\rm{ }}\left( {{\rm{kg}}} \right)\).

Lớp 9B góp được số giấy báo cũ là \(3.5 + 2.\left( {y - 3} \right) = 2y + 9{\rm{ }}\left( {{\rm{kg}}} \right)\).

Mà lớp 9B góp nhiều hơn lớp 9A \({\rm{8 kg}}\) giấy báo cũ nên ta có phương trình:

\(2y + 9 - 2x - 9 = 8\) suy ra \(2y - 2x = 8\) hay \(y - x = 4{\rm{ }}\left( 2 \right)\)

Do đó, ý b) là sai.

• Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = 86\\y - x = 4\end{array} \right.\).

Do đó, ý c) là đúng.

Cộng theo vế hai phương trình ta được \(2y = 90\), suy ra \(y = 45\) (TM).

Thay \(y = 45\) vào phương trình (1), ta được \(x + 45 = 86\), suy ra \(x = 41\)(TM).

Vậy lớp 9A có \(41\) học sinh, lớp 9B có \(45\) học sinh.

Do đó, ý d) là đúng.

14. Tự luận
1 điểm

Hai người A và B đứng cùng bờ sông nhìn ra một cồn C nổi giữa sông. Người A nhìn ra cồn với một góc \(43^\circ \) so với bờ sông, người B nhìn ra cồn với một góc \(28^\circ \) so với bờ sông. Hai người đứng cách nhau \(250{\rm{ m}}\) như hình minh họa dưới đây. (Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Hai người A và B đứng cùng bờ sông nhìn ra một cồn C nổi giữa sông (ảnh 1)

    a)\(CH = AH \cdot \tan 43^\circ .\)

    b)\(BH = \frac{{CH}}{{\tan 28^\circ }}.\)

    c)\(AB = \left( {\tan 43^\circ + \tan 28^\circ } \right)CH\).

    d) Cồn cách bờ sông hai người đứng một khoảng lớn hơn \(85{\rm{ m}}{\rm{.}}\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: a) Đúng. b) Đúng.          c) Sai.            d) Sai.

Khoảng cách của cồn và bờ sông hai người đứng chính là độ dài đoạn thẳng \(CH.\)

• Xét tam giác \(AHC\) vuông tại \(H\), ta có: \(\tan \widehat {CAH} = \frac{{CH}}{{AH}}\) nên \(AH = \frac{{CH}}{{\tan \widehat {CAH}}} = \frac{{CH}}{{\tan 43^\circ }}\)

Suy ra \(CH = AH \cdot \tan 43^\circ .\)

Do đó, ý a) là đúng.

• Xét tam giác \(BHC\) vuông tại \(H\), ta có:

\(\tan \widehat {CBH} = \frac{{CH}}{{BH}}\) nên \(BH = \frac{{CH}}{{\tan \widehat {CBH}}} = \frac{{CH}}{{\tan 28^\circ }}\) (2)

Do đó, ý b) là đúng.

• Từ (1) và (2) ta có:

\(AB = AH + BH = \frac{{CH}}{{\tan 43^\circ }} + \frac{{CH}}{{\tan 28^\circ }} = CH\left( {\frac{1}{{\tan 43^\circ }} + \frac{1}{{\tan 28^\circ }}} \right)\)

Do đó, ý c) là sai.

• Do đó, \(CH = \frac{{AB}}{{\frac{1}{{\tan 43^\circ }} + \frac{1}{{\tan 28^\circ }}}} = \frac{{250}}{{\frac{1}{{\tan 43^\circ }} + \frac{1}{{\tan 28^\circ }}}} \approx 84,66{\rm{ (m)}}{\rm{.}}\)

Vậy cồn cách bờ sông hai người đứng khoảng \(84,66{\rm{ m}}\).

Vậy ý d) là sai.

15. Tự luận
1 điểm

Phần 3. (2,0 điểm)Câu hỏi trắc nghiệm trả lời ngắn

Trong các câu từ 15 đến 18, hãy viết câu trả lời/ đáp án vào bài làm mà không cần trình bày lời giải chi tiết.

Tìm giá trị của \(x\) thỏa mãn phương trình: \(\frac{{x + 3}}{{x - 2}} - \frac{{x + 1}}{{x + 2}} = \frac{{{x^2} - 4x + 24}}{{{x^2} - 4}}\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: 8

Điều kiện xác định: \(x \ne 2,{\rm{ }}x \ne  - 2\).

Ta có: \(\frac{{x + 3}}{{x - 2}} - \frac{{x + 1}}{{x + 2}} = \frac{{{x^2} - 4x + 24}}{{{x^2} - 4}}\)

\(\frac{{\left( {x + 3} \right)\left( {x + 2} \right)}}{{\left( {x - 2} \right)\left( {x + 2} \right)}} - \frac{{\left( {x + 1} \right)\left( {x - 2} \right)}}{{\left( {x - 2} \right)\left( {x + 2} \right)}} = \frac{{{x^2} - 4x + 24}}{{\left( {x - 2} \right)\left( {x + 2} \right)}}\)

\(\left( {x + 3} \right)\left( {x + 2} \right) - \left( {x + 1} \right)\left( {x - 2} \right) = {x^2} - 4x + 24\)

\({x^2} + 5x + 6 - {x^2} + x + 2 = {x^2} - 4x + 24\)

\(6x + 8 - {x^2} + 4x - 24 = 0\)

\( - {x^2} + 10x - 16 = 0\)

\({x^2} - 10x + 16 = 0\)

\({x^2} - 2x - 8x + 16 = 0\)

\(x\left( {x - 2} \right) - 8\left( {x - 2} \right) = 0\)

\(\left( {x - 2} \right)\left( {x - 8} \right) = 0\)

Do đó, \(x - 2 = 0\) hoặc \(x - 8 = 0\)

Suy ra \(x = 2\) (loại) hoặc \(x = 8\) (thỏa mãn)

Vậy nghiệm của phương trình là \(x = 8\).

16. Tự luận
1 điểm

Tìm nghiệm nguyên nhỏ nhất thỏa mãn bất phương trình: \(3x - \left( {6 + 2x} \right) \le 3 \cdot \left( {x + 4} \right)\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: −9

Ta có: \(3x - \left( {6 + 2x} \right) \le 3 \cdot \left( {x + 4} \right)\)

\(3x - 2x - 6 \le 3x + 12\)

\(x - 6 \le 3x + 12\)

\(3x - x \ge - 6 - 12\)

\(2x \ge - 18\)

\(x \ge - 9\).

Do đó nghiệm nguyên nhỏ nhất thỏa mãn bất phương trình là \( - 9\).

17. Tự luận
1 điểm

Tính giá trị của biểu thức \(A = \frac{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)}}{{2\left( {1 - \sqrt x } \right)}}\) với \(x = \frac{1}{{25}}.\)(Kết quả ghi dưới dạng số thập phân)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: 0,15

Điều kiện xác định: \(x \ge 0,{\rm{ }}x \ne 1\).

Thay \(x = \frac{1}{{25}}\) (thỏa mãn ĐKXĐ) vào \(A = \frac{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)}}{{2\left( {1 - \sqrt x } \right)}}\), ta có:

\(A = \frac{{\sqrt {\frac{1}{{25}}} \left( {\sqrt {\frac{1}{{25}}} + 1} \right)}}{{2\left( {1 - \sqrt {\frac{1}{{25}}} } \right)}} = \frac{{\frac{1}{5}\left( {\frac{1}{5} + 1} \right)}}{{2\left( {1 - \frac{1}{5}} \right)}} = \frac{{\frac{1}{5} \cdot \frac{6}{5}}}{{2 \cdot \frac{4}{5}}} = \frac{6}{{25}}:\frac{8}{5} = \frac{3}{{20}} = 0,15\).

18. Tự luận
1 điểm
Một chiếc đèn thả hình vành khuyên, rỗng ở giữa. Biết đường kính của đường tròn lớn là \(90\,{\rm{cm}}\), đường kính của đường tròn nhỏ là \(60\,{\rm{cm}}\). Hỏi diện tích của chiếc đèn bằng bao nhiêu mét vuông? (Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)
Một chiếc đèn thả hình vành khuyên, rỗng ở giữa. Biết đường (ảnh 1)
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: 0,35

Bán kính của đường tròn lớn là: \(90:2 = 45{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\)

Bán kính của đường tròn nhỏ là: \(60:2 = 30{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\)

Diện tích bề mặt trên chiếc đèn chính là diện tích hình vành khuyên được giới hạn bởi hai đường tròn có bán kính lần lượt là \(45{\rm{\;cm}},\,\,30{\rm{\;cm}}\) và bằng:

\(S = \pi \left( {{{45}^2} - {{30}^2}} \right) = 3\,\,534,29{\rm{\;}}\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}} \right) \approx 0,35{\rm{ }}{{\rm{m}}^2}\).

19. Tự luận
1 điểm

B. TỰ LUẬN (3,0 điểm)

 (1,0 điểm)Cho biểu thức \(A = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left( {\frac{{\sqrt a - 2}}{{\sqrt a + 3}} + \frac{{\sqrt a - 3}}{{2 - \sqrt a }} - \frac{{9 - a}}{{a + \sqrt a - 6}}} \right)\) với \(a \ge 0,{\rm{ }}a \ne 4\)\(a \ne 9.\)

    a) Chứng minh rằng \(A = \frac{3}{{\sqrt a - 2}}\).

    b) Tìm \(a\) để \(A + \left| A \right| = 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

a) Với \(a \ge 0,\,\,a \ne 4,\,\,a \ne 9\), ta có:

\(A = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left( {\frac{{\sqrt a - 2}}{{\sqrt a + 3}} + \frac{{\sqrt a - 3}}{{2 - \sqrt a }} - \frac{{9 - a}}{{a + \sqrt a - 6}}} \right)\)

\( = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left[ {\frac{{{{\left( {\sqrt a - 2} \right)}^2}}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}} - \frac{{\left( {\sqrt a - 3} \right)\left( {\sqrt a + 3} \right)}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}} - \frac{{9 - a}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}}} \right]\)

\( = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left[ {\frac{{a - 4\sqrt a + 4}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}} - \frac{{a - 9}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}} - \frac{{9 - a}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}}} \right]\)

\( = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left[ {\frac{{a - 4\sqrt a + 4 - a + 9 - 9 + a}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}}} \right]\)

\( = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\left[ {\frac{{a - 4\sqrt a + 4}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}}} \right]\)

\( = \frac{3}{{\sqrt a + 3}}:\frac{{{{\left( {\sqrt a - 2} \right)}^2}}}{{\left( {\sqrt a + 3} \right)\left( {\sqrt a - 2} \right)}}\)

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

\( = \frac{3}{{\sqrt a - 2}}\).

Vậy với \(a \ge 0,{\rm{ }}a \ne 4,{\rm{ }}a \ne 9\) ta được \(P = \frac{3}{{\sqrt a - 2}}\).

b) Ta có: \(A + \left| A \right| = 0\) suy ra \(\left| A \right| = - A\).

Do đó, \(A \le 0\) hay \(\frac{3}{{\sqrt a - 2}} \le 0\) suy ra \(\sqrt a - 2 < 0\) do đó \(\sqrt a < 2\).

Suy ra \(0 \le a < 4\).

Vậy \(0 \le a < 4\) là giá trị cần tìm.

20. Tự luận
1 điểm

(1,5 điểm) Cho \(\Delta ABC\) nhọn có ba đỉnh nằm trên đường tròn \(\left( O \right)\). Điểm \(M\) di động trên cung nhỏ \(BC\). Vẽ \(MH\) vuông góc với \(AB\)\(H\), \(MK\) vuông góc với \(AC\)\(K\).

a) Chứng minh rằng \(AM\) là đường kính của đường tròn đi qua ba điểm \(A,\,\,H,\,\,K.\)

b) Chứng minh rằng \(HK = AM.\sin \widehat {BAC}\)

c) Xác định vị trí của điểm \(M\) trên cung nhỏ \(BC\) để \(HK\)dài nhất.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Cho  \(\Delta ABC\) nhọn có ba đỉnh nằm (ảnh 1)

a) Gọi \(I\) là trung điểm của \(AM.\) Khi đó \(AI = MI = \frac{1}{2}AM.\)

Xét \(\Delta AHM\) vuông tại \(H\)\(HI\) là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(AM\) nên \(HI = \frac{1}{2}AM.\)

Xét \(\Delta AKM\) vuông tại \(K\)\(KI\) là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(AM\) nên \(KI = \frac{1}{2}AM.\)

Do đó \(AI = HI = MI = KI = \frac{1}{2}AM\) nên bốn điểm \(A,H,M,K\) cùng thuộc đường tròn tâm \(I,\) đường kính \(AM\).

Hay \(AM\) là đường kính của đường tròn \(\left( I \right)\) đi qua ba điểm \(A,\,\,H,\,\,K.\)

b) Gọi \(N\) là giao điểm của \(HI\) và đường tròn tâm \(I\) đường kính \(AM.\)

Suy ra \(\widehat {HKN} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn) hay \(\Delta HKN\) vuông tại \(K\)

Ta có \(HK = HN.\sin \widehat {HNK}\)

\(HN = AM\) (cùng là đường kính của đường tròn tâm \(I\))

\(\widehat {HNK} = \widehat {HAK}\) (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(HK\) của đường tròn tâm \(I\))

Suy ra \[HK = AM \cdot \sin \widehat {HAK} = AM \cdot \sin \widehat {BAC}.\]

c) Ta có \(\Delta ABC\) cố định nên \(\sin \widehat {BAC}\) không đổi

Do đó từ \(HK = AM.\sin \widehat {BAC}\), để \(HK\) dài nhất thì \(AM\) dài nhất mà \(AM\) là dây của đường tròn \(\left( O \right)\)

Nên \(AM\) dài nhất khi \(AM\) là đường kính của đường tròn \(\left( O \right)\)

Do đó \(M\) đối xứng với \(A\) qua \(\left( O \right)\).

21. Tự luận
1 điểm

(0,5 điểm)Xưa kia có một vị tể tướng nổi tiếng thông thái. Đến khi tể tướng muốn cáo quan về quê, nhà vua liền ban thưởng bằng cách đưa cho tể tướng một đoạn dây dài \[300\] mét và nói: “Ngươi hãy căng sợi dây này thành một hình chữ nhật, sao cho hai đầu dây chạm vào nhau. Khi đó, mảnh đất hình chữ nhật sẽ thuộc về ngươi”. Hỏi tể tướng sẽ căng sợi dây như thế nào để mảnh đất có diện tích lớn nhất?

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Gọi kích thước hình chữ nhật mà tể tướng sẽ căng là \[x\]\[y\] (\[0 < x < 150;\,\,0 < y < 150\]).

Khi đó, ta có chu vi của mảnh đất hình chữ nhật đó là \[300\] mét, suy ra \[x + y = \frac{{300}}{2} = 150{\rm{ m}}{\rm{.}}\]

Diện tích của mảnh đất là \[S = xy{\rm{ }}\left( {{{\rm{m}}^2}} \right)\].

Chứng minh bổ đề: \[\frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}}}{4} \ge xy\] với mọi \(x > 0,\,\,y > 0.\)

Thật vậy, với mọi \(x > 0,\,\,y > 0,\) ta có:

 \[{\left( {x - y} \right)^2} \ge 0\]

    \[{x^2} - 2xy + {y^2} \ge 0\]

    \[{x^2} + 2xy + {y^2} - 4xy \ge 0\]

    \[{\left( {x + y} \right)^2} - 4xy \ge 0\]

   \[\frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}}}{4} \ge xy\].

Đẳng thức xảy ra khi \[x = y.\]

Áp dụng bất đẳng thức trên, ta có:

\[S = xy \le \frac{{{{\left( {x + y} \right)}^2}}}{4}\]

Suy ra \[S \le \frac{{{{150}^2}}}{4} = 5\,\,625\].

Dấu bằng xảy ra khi \[x = y = \frac{{150}}{2} = 75\] (thỏa mãn).

Khi đó, diện tích lớn nhất \[S = 5\,\,625{\rm{ }}{{\rm{m}}^2}\] khi \[x = y = 75{\rm{ m}}{\rm{.}}\]

Vậy tể tưởng đó cần căng sợi dây bao quanh mảnh đất hình hình vuông có cạnh \[75{\rm{ m}}\] để mảnh đất nhận được có diện tích lớn nhất.