Bộ 5 đề thi cuối kì 1 Toán 9 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 3
Đề thi

Bộ 5 đề thi cuối kì 1 Toán 9 Cánh diều cấu trúc mới có đáp án - Đề 3

A
Admin
ToánLớp 965 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.

Điều kiện xác định của phương trình \(\frac{x}{{2x + 1}} + \frac{3}{{x - 5}} = \frac{x}{{\left( {2x + 1} \right)\left( {x - 5} \right)}}\)

\(x \ne - \frac{1}{2}.\)

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

\(x \ne - 5.\)

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

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

\(2x + 1 \ne 0\) khi \(x \ne - \frac{1}{2}\)\(x - 5 \ne 0\) khi \(x \ne 5.\)

Do đó, điều kiện xác định của phương trình \(\frac{x}{{2x + 1}} + \frac{3}{{x - 5}} = \frac{x}{{\left( {2x + 1} \right)\left( {x - 5} \right)}}\)\(x \ne - \frac{1}{2}\)\(x \ne 5.\)

2. Trắc nghiệm
1 điểm
Trong các hệ thức sau, hệ thức nào không phải là phương trình bậc nhất hai ẩn?

\(0x - 0y = 8.\)

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

\(3x + 0y = 1.\)

\( - 3x + 3y = 3.\)

Xem đáp án

Đâp án đúng là: A

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

Do đó, phương trình \(0x - 0y = 8\) không là phương trình bậc nhất hai ẩn.

3. Trắc nghiệm
1 điểm
Trong các hệ phương trình sau, hệ phương trình bậc nhất hai ẩn \(x\)\(y\)

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

\(\left\{ \begin{array}{l}0x - 0y = 5\\2x + y = 3\end{array} \right..\)

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

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

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Một cặp gồm hai phương trình bậc nhất hai ẩn được gọi là một 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, \(\left\{ \begin{array}{l}3x - y = 2\\x + 2y = 3\end{array} \right.\) là hệ phương trình bậc nhất hai ẩn.

4. Trắc nghiệm
1 điểm
Bất đẳng thức diễn tả khẳng định “\(n\) không nhỏ hơn \(\frac{9}{4}\)” là

\(n \le \frac{9}{4}.\)

\(n < \frac{9}{4}.\)

\(n > \frac{9}{4}.\)

\(n \ge \frac{9}{4}.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Bất đẳng thức diễn tả khẳng định “\(n\) không nhỏ hơn \(\frac{9}{4}\)” là \(n \ge \frac{9}{4}.\)

5. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho \(m\) bất kỳ. Kết quả so sánh nào sau đây là đúng?

\(m - 3 > m - 4.\)

\(m - 3 < m - 5.\)

\(m - 3 \ge m - 2.\)

\(m - 3 \le m - 6.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ta có: \( - 3 > - 4\)nên với \(m\) bất kì thì \(m - 3 > m - 4.\)

Tương tự, ta có: \( - 3 > - 5\) nên \(m - 3 > m - 5;\)

 \( - 3 < - 2\) nên \(m - 3 < m - 2;\)

 \( - 3 > - 6\) nên \(m - 3 > m - 6.\)

Vậy ta chọn phương án A.

6. Trắc nghiệm
1 điểm
Điều kiện xác định của \(\sqrt {16 - x} \)

\(x < 16.\)

\(x > 16.\)

\(x \ge 16.\)

\(x \le 16.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Điều kiện xác định của \(\sqrt {16 - x} \)\(16 - x \ge 0\) hay \(x \le 16.\)

7. Trắc nghiệm
1 điểm
Biểu thức nào sau đây là căn thức bậc ba?

\(\sqrt {{x^3}} .\)

\({\left( {\sqrt x - 1} \right)^3}.\)

\(\sqrt[3]{{x + 1}}.\)

\(\sqrt {{{\left( {2x + 1} \right)}^3}} .\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Biểu thức biểu diễn căn thức bậc ba là \(\sqrt[3]{{x + 1}}.\)

8. Trắc nghiệm
1 điểm
Nếu \(\sqrt {{a^2}} = - a\) thì

\(a \ge 0.\)

\(a = - 1.\)

\(a \le 0.\)

\(a = 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có: \(\sqrt {{a^2}} = \left| a \right|\), do đó:

Nếu \(\sqrt {{a^2}} = - a\) thì \(a \le 0.\)

9. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\). Khi đó:

\(AC = AB.\cot C.\)

\(AC = AB.\cot B.\)

\(AC = BC.\cot C.\)

\(AC = BC.\cot B.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\). Khi đó: A. \(AC = AB.\cot C.\) B. \(AC = AB.\cot B.\) C. \(AC = BC.\cot C.\) D. \(AC = BC.\cot B.\) (ảnh 1)

Xét tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\), ta có: \(AC = AB.\cot C.\)

Vậy chọn đáp án A.
10. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho tam giác \(A\) có đường cao \(AH\) như hình vẽ.

Cho tam giác \(A\) có đường cao \(AH\) như hình vẽ.    Khẳng định nào đúng? A. \(\cot \widehat {CAH} = \frac{3}{4}.\)  (ảnh 1)

Khẳng định nào đúng?

\(\cot \widehat {CAH} = \frac{3}{4}.\)

\(\cot \widehat {CAH} = \frac{3}{5}.\)

\(\cot \widehat {CAH} = \frac{4}{3}.\)

\(\cot \widehat {CAH} = \frac{4}{5}.\)

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ta có \(\widehat {CAH} = \widehat {CBA}\) (cùng phụ với \(\widehat {HAB}\))

Xét \(\Delta BAC\) vuông tại \(A\)\(\cot \widehat {ABC} = \frac{{AB}}{{AC}} = \frac{3}{4}\).

Suy ra \(\cot \widehat {ACH} = \frac{3}{4}\).

Vậy chọn đáp án A.

11. Trắc nghiệm
1 điểm
Trong hình bên \(\widehat {ACB}\) là góc gì?
Trong hình bên \(\widehat {ACB}\) là góc gì? A. Góc vuông. B. Góc tù.  C. Góc nhọn. D. Góc bẹt. (ảnh 1)

Góc vuông.

Góc tù.

Góc nhọn.

Góc bẹt.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Xét \(\Delta ABC\)\(CO\) là đường trung tuyến ứng với cạnh \(AB\)\(CO = \frac{1}{2}AB\) (do \(AB\) là đường kính của đường tròn tâm \(O)\) nên tam giác \(ABC\) là tam giác vuông tại \(C\).

Do đó, \(\widehat {ACB}\) là góc vuông.

12. Trắc nghiệm
1 điểm
Cho đường tròn \(\left( {O;\,\,{\rm{6 cm}}} \right)\) và đường tròn \(\left( {O';\,\,{\rm{4 cm}}} \right)\). Biết hai đường tròn này cắt nhau nên 

\(OO' > 10{\rm{ cm}}{\rm{.}}\)

\(OO' = 10{\rm{ cm}}{\rm{.}}\)

\(OO' < 10{\rm{ cm}}{\rm{.}}\)

\(2{\rm{ cm}} < OO' < 10{\rm{ cm}}{\rm{.}}\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Nhận thấy hai đường tròn cắt nhau thì  \[\left| {R - R'} \right| < OO' < R + R'\] hay \(2{\rm{ cm}} < OO' < 10{\rm{ cm}}{\rm{.}}\)

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).

Hai tổ cùng làm một công việc trong \(15\) giờ thì xong. Nếu tổ I làm trong \(3\) giờ, tổ II làm trong \(5\) giờ thì được \(25\% \) công việc. Gọi \(x,\,\,y\) (giờ) lần lượt là số giờ tổ I, tổ II làm riêng để hoàn thành toàn bộ công việc \(\left( {x,\,\,y > 0} \right).\)

a) Trong 1 giờ, tổ I làm được \(\frac{1}{x}\) (công việc); tổ II làm được \(\frac{1}{y}\) (công việc).

b) Trong 3 giờ, tổ I làm được \(\frac{3}{x}\) (công việc); trong 5 giờ tổ II làm được \(\frac{5}{y}\) (công việc).

c) Hệ phương trình biểu diễn bài toán là \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = 15\\\frac{3}{x} + \frac{5}{y} = \frac{1}{4}\end{array} \right.\).

d) Nếu làm riêng thì tổ I hoàn thành công việc trong 40 giờ, tổ II hoàn thành trong 24 giờ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

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

• Gọi \(x,\,\,y\) (giờ) lần lượt là số giờ tổ I, tổ II làm riêng để hoàn thành toàn bộ công việc \(\left( {x,\,\,y > 0} \right).\)

Trong 1 giờ, tổ I làm được \(\frac{1}{x}\) (công việc); tổ II làm được \(\frac{1}{y}\) (công việc).

Khi đó, trong 1 giờ, cả hai tổ làm được: \(\frac{1}{x} + \frac{1}{y}\) (công việc).

Do đó, ý a) là đúng.

Trong 3 giờ, tổ I làm được \(\frac{3}{x}\) (công việc).

Trong 5 giờ, tổ II làm được \(\frac{5}{y}\) (công việc).

Do đó, ý b) là đúng.

Theo bài, nếu cả hai tổ cùng làm thì sau \(15\) giờ xong công việc nên trong 1 giờ cả hai tổ làm chung được \(\frac{1}{{15}}\) (công việc). Ta có phương trình \(\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{{15}}\) (1)

Theo bài, tổ I làm trong 3 giờ, tổ II làm trong 5 giờ thì hoàn thành được \(25\% = \frac{1}{4}\) công việc nên ta có phương trình: \(\frac{3}{x} + \frac{5}{y} = \frac{1}{4}\) (2).

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{{15}}\\\frac{3}{x} + \frac{5}{y} = \frac{1}{4}\end{array} \right.\).

Do đó, ý c) là sai.

• Từ phương trình thứ nhất, ta được: \(\frac{1}{x} = \frac{1}{{15}} - \frac{1}{y}\).

Thế \(\frac{1}{x} = \frac{1}{{15}} - \frac{1}{y}\) vào phương trình thứ hai, ta được:

\(3\left( {\frac{1}{{15}} - \frac{1}{y}} \right) + \frac{5}{y} = \frac{1}{4}\) hay \(\frac{1}{5} + \frac{2}{y} = \frac{1}{4}\), suy ra \(\frac{2}{y} = \frac{1}{{20}}\) nên \(y = 40\) (thỏa mãn).

Thay \(y = 40\) vào phương trình \(\frac{1}{x} = \frac{1}{{15}} - \frac{1}{y}\), ta được:

\(\frac{1}{x} = \frac{1}{{15}} - \frac{1}{{40}}\) hay \(\frac{1}{x} = \frac{1}{{24}}\), suy ra \(x = 24\) (thỏa mãn).

Vậy tổ I làm riêng trong 24 giờ sẽ hoàn thành công việc, tổ II làm riêng trong 40 giờ sẽ hoàn thành công việc.

Do đó, ý d) là sai.

14. Tự luận
1 điểm

Sau một trận bão lớn, một cái cây mọc thẳng đứng ở vị trí \(C\) đã bị gãy ngang tại \(A\) (như hình vẽ). Ngọn cây chạm mặt đất cách gốc một khoảng \(BC = 5{\rm{ m}}\). Biết rằng phần ngọn bị gãy \(AB\) và phần gốc \(AC\) có tỉ lệ \(3:2\). (Các kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)

Sau một trận bão lớn, một cái cây mọc thẳng đứng ở vị trí \(C\) đã bị gã (ảnh 1)

    a)\(\sin \widehat {ABC} = \frac{2}{3}.\)

    b) Góc tạo bởi phần thân bị gãy và mặt đất nhỏ hơn \(42^\circ \).

    c) Độ dài phần ngọn bị gãy nhỏ hơn \(6,5{\rm{ m}}{\rm{.}}\)

    d) Chiều cao ban đầu của cây khoảng \(11,18{\rm{ m}}{\rm{.}}\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

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

• Theo đề bài, phần ngọn bị gãy \(AB\) và phần gốc \(AC\) có tỉ lệ \(3:2\) hay \(\frac{{AB}}{{AC}} = \frac{3}{2}\), suy ra \(\frac{{AC}}{{AB}} = \frac{2}{3}\).

Xét tam giác \(ABC\) vuông tại \(C\), ta có: \(\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{AB}} = \frac{2}{3}\). Do đó, ý a) là đúng.

• Vì \(\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{AB}} = \frac{2}{3}\) nên \(\alpha = \widehat {ABC} \approx 41^\circ 49'.\) Do đó, ý b) là đúng.

• Xét tam giác \(ABC\) vuông tại \(C\), ta có: \(AC = BC \cdot \tan \widehat {ABC} \approx 5 \cdot \tan 41^\circ 49' \approx 4,47{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\)

\(\frac{{AB}}{{AC}} = \frac{3}{2}\), suy ra \(AB = \frac{3}{2}AC \approx \frac{3}{2} \cdot 4,47 = 6,705{\rm{ (m)}}{\rm{.}}\)

Độ dài phần ngọn bị gãy là độ dài đoạn thẳng \(AB\). Do đó, ý c) là sai.

• Độ dài cây ban đầu là tổng của phần ngọn bị gãy \(AB\) và phần gốc \(AC\).

Vậy chiều cao ban đầu của cây khoảng: \[4,47 + 6,705 = 11,175 \approx 11,18{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\]Do đó, ý d) là đúng.

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.

Có bao nhiêu giá trị của \(x\) thỏa mãn phương trình \(\frac{{2x - 5}}{{x - 3}} - \frac{1}{x} = \frac{{6x + 3}}{{{x^2} - 3x}}\)?

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: 1

Ta có: Điều kiện xác định: \(x \ne 0,{\rm{ }}x \ne 3\).

Ta có: \(\frac{{2x - 5}}{{x - 3}} - \frac{1}{x} = \frac{{6x + 3}}{{{x^2} - 3x}}\)

\(\frac{{\left( {2x - 5} \right)x}}{{\left( {x - 3} \right)x}} - \frac{{x - 3}}{{x\left( {x - 3} \right)}} = \frac{{6x + 3}}{{\left( {x - 3} \right)x}}\)

\(\frac{{2{x^2} - 5x - x + 3}}{{\left( {x - 3} \right)x}} = \frac{{6x + 3}}{{\left( {x - 3} \right)x}}\)

\(2{x^2} - 5x - x + 3 = 6x + 3\)

\(2{x^2} - 5x - x + 3 - 6x - 3 = 0\)

\(2{x^2} - 12x = 0\)

\(2x\left( {x - 6} \right) = 0\)

Suy ra \(x = 0\)(loại) hoặc \(x = 6\)(TM).

Vậy \(x = 6\) là nghiệm của phương trình.

Vậy có 1 giá trị của \(x\) thỏa mãn yêu cầu bài toán.

16. Tự luận
1 điểm

Hỏi giá trị nguyên lớn nhất của \(x\) thỏa mãn bất phương trình \[\frac{{x + 1}}{3} - \frac{{x - 2}}{2} \ge 4\] là bao nhiêu?

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: −16

Ta có: \[\frac{{x + 1}}{3} - \frac{{x - 2}}{2} \ge 4\]

\[\frac{{2\left( {x + 1} \right)}}{6} - \frac{{3\left( {x - 2} \right)}}{6} \ge 4\]

\[\frac{{2\left( {x + 1} \right) - 3\left( {x - 2} \right)}}{6} - 4 \ge 0\]

\[\frac{{8 - x - 24}}{6} \ge 0\]

\[\frac{{ - x - 16}}{6} \ge 0\]

\[ - x - 16 \ge 0\]

\[x \le - 16\].

Do đó, giá trị nguyên lớn nhất thỏa mãn bất phương trình trên là \(x = - 16\).

17. Tự luận
1 điểm

Tính giá trị của biểu thức \(B = \frac{{\sqrt x + 2}}{{\sqrt x - 4}}\) khi \(x = \frac{1}{{16}}.\) (Kết quả ghi dưới dạng số thập phân)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: −0,6

Điều kiện xác định: \(x \ge 0,{\rm{ }}x \ne 16\).

Thay \(x = \frac{1}{{16}}\) (thỏa mãn ĐKXĐ) vào \(B = \frac{{\sqrt x + 2}}{{\sqrt x - 4}}\), ta được:

\(B = \frac{{\sqrt {\frac{1}{{16}}} + 2}}{{\sqrt {\frac{1}{{16}}} - 4}} = \frac{{\frac{1}{4} + 2}}{{\frac{1}{4} - 4}} = \frac{9}{4}:\left( { - \frac{{15}}{4}} \right) = \frac{{ - 9}}{{15}} = \frac{{ - 3}}{5} = - 0,6\).

18. Tự luận
1 điểm

Cung tròn \(50^\circ \) của một đường tròn có độ dài là \(\pi {\rm{\;cm}}.\) Tính bán kính của đường tròn đó.

(Kết quả ghi dưới dạng số thập phân)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án: 3,6

Công thức tính độ dài của cung tròn \(n^\circ \) trên đường tròn bán kính \(R{\rm{\;(cm)}}\) là: \[l = \frac{n}{{180}} \cdot \pi R{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\]

Suy ra \(R = \frac{{180l}}{{n\pi }}{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\)

Thay \(n = 50,\,\,l = \pi {\rm{\;(cm)}}\) ta được: \[R = \frac{{180 \cdot \pi }}{{50 \cdot \pi }} = 3,6{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\]

Vậy bán kính của đường tròn đó là \[3,6{\rm{\;(cm)}}{\rm{.}}\]

19. Tự luận
1 điểm

TỰ LUẬN (3,0 điểm)

(1,0 điểm) Cho hai biểu thức: \[A = \left( {\frac{{\sqrt a }}{2} - \frac{1}{{2\sqrt a }}} \right)\left( {\frac{{a - \sqrt a }}{{\sqrt a + 1}} - \frac{{a + \sqrt a }}{{\sqrt a - 1}}} \right)\] với \(a > 0,{\rm{ }}a \ne 1\).

    a) Rút gọn biểu thức \(A.\)

    b) Tính giá trị của \(A\) khi \(\left| {a - 1} \right| = 1\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

    a) Với \(a > 0,{\rm{ }}a \ne 1\), ta có:

\[A = \left( {\frac{{\sqrt a }}{2} - \frac{1}{{2\sqrt a }}} \right)\left( {\frac{{a - \sqrt a }}{{\sqrt a + 1}} - \frac{{a + \sqrt a }}{{\sqrt a - 1}}} \right)\]

   \[ = \left( {\frac{a}{{2\sqrt a }} - \frac{1}{{2\sqrt a }}} \right)\left[ {\frac{{\left( {\sqrt a - 1} \right)\sqrt a }}{{\sqrt a + 1}} - \frac{{\left( {\sqrt a + 1} \right)\sqrt a }}{{\sqrt a - 1}}} \right]\]

\[ = \frac{{a - 1}}{{2\sqrt a }}\left[ {\frac{{{{\left( {\sqrt a - 1} \right)}^2}\sqrt a }}{{\left( {\sqrt a + 1} \right)\left( {\sqrt a - 1} \right)}} - \frac{{{{\left( {\sqrt a + 1} \right)}^2}\sqrt a }}{{\left( {\sqrt a + 1} \right)\left( {\sqrt a - 1} \right)}}} \right]\]

\[ = \frac{{\left( {\sqrt a + 1} \right)\left( {\sqrt a - 1} \right)}}{{2\sqrt a }} \cdot \frac{{{{\left( {\sqrt a - 1} \right)}^2}\sqrt a - {{\left( {\sqrt a + 1} \right)}^2}\sqrt a }}{{\left( {\sqrt a + 1} \right)\left( {\sqrt a - 1} \right)}}\]

\[ = \frac{{{{\left( {\sqrt a - 1} \right)}^2}\sqrt a - {{\left( {\sqrt a + 1} \right)}^2}\sqrt a }}{{2\sqrt a }}\]

 \[ = \frac{{\left( {a - 2\sqrt a + 1} \right)\sqrt a - \left( {a + 2\sqrt a + 1} \right)\sqrt a }}{{2\sqrt a }}\]

\[ = \frac{{a\sqrt a - 2a + \sqrt a - a\sqrt a - 2a - \sqrt a }}{{2\sqrt a }}\]

\[ = \frac{{ - 4a}}{{2\sqrt a }}\]

\[ = - 2\sqrt a \].

Vậy \[A = - 2\sqrt a \] với \(a > 0,{\rm{ }}a \ne 1\).

b) Ta có: \(\left| {a - 1} \right| = 1\) suy ra \(a - 1 = 1\) hoặc \(a - 1 = - 1\).

Suy ra \(a = 2\) (thỏa mãn) hoặc \(a = 0\) (loại).

Thay \(a = 2\) vào \[A = - 2\sqrt a \] được \[A = - 2\sqrt 2 \].

20. Tự luận
1 điểm

(1,5 điểm) Cho đường tròn \[\left( O \right)\] và điểm \[A\] nằm bên ngoài đường tròn. Từ \[A\] kẻ hai tiếp tuyến \[AM,AN\] với đường tròn \[\left( O \right)\]. Một đường thẳng \[d\] đi qua \[A\] cắt đường tròn \[\left( O \right)\] tại hai điểm \[B\]\[C\] (\[AB < AC\], \[d\] không đi qua tâm \[O\]). Gọi \[I\] là trung điểm của \[BC\]. Đường thẳng \[NI\] cắt đường tròn \[\left( O \right)\] tại điểm thứ hai là \[F\].

a) Chứng minh bốn điểm \[A,M,O,N\] cùng thuộc một đường tròn.

b) Chứng minh \[MF\,{\rm{//}}\,AC\].

c) Hai tiếp tuyến của đường tròn \[\left( O \right)\] tại \[B\]\[C\] cắt nhau tại \[K\]. Chứng minh \[K\] thuộc một đường tròn cố định khi \[d\] thay đổi.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

ho đường tròn \[\left( O \right)\] và điểm \[A\] nằm bên (ảnh 1)

a) Vì \(AM,\,\,AN\) là hai tiếp tuyến của đường tròn \(\left( O \right)\) lần lượt tại \(M,\,\,N\) nên \(AM \bot OM,\,\,AN \bot ON.\)

Gọi \[E\] là trung điểm của \[OA\]. Khi đó \(OE = AE = \frac{1}{2}OA.\)

Xét \[\Delta MOA\] vuông tại \[M\]\[ME\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(OA\) nên \[ME = \frac{1}{2}OA\].

Xét \[\Delta NOA\] vuông tại \[N\]\[NE\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(OA\) nên \[NE = \frac{1}{2}OA\].

\[NE = ME = OE = AE = \frac{1}{2}OA\] nên bốn điểm \[A,M,O,N\] cùng thuộc đường tròn tâm \[E,\] đường kính \[OA\].

b) Xét \[\Delta COB\] cân tại \[O\] (do \[OC = OB\])\[OI\] là đường trung tuyến nên đồng thời là đường cao, do đó \[OI \bot BC\].Suy ra \[\Delta IOA\] vuông tại \[I\].

Xét \[\Delta IOA\] vuông tại \[I\]\[IE\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(OA\) nên \[IE = \frac{1}{2}OA\].

Khi đó, ta có \[NE = IE = OE = AE = \frac{1}{2}OA\] nên bốn điểm \[A,I,O,N\] cùng thuộc đường tròn tâm \[E,\] đường kính \[OA\].

Suy ra \[\widehat {AIN} = \widehat {AON}\] (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \[AN\] của đường tròn tâm \[E\]). (*)

Xét đường tròn \(\left( O \right)\)\[AM,AN\] là hai tiếp tuyến cắt nhau tại \[A\], suy ra \[OA\] là phân giác của \[\widehat {MON}\]

Do đó, \[\widehat {AON} = \frac{1}{2}\widehat {MON}\].

\[\widehat {NFM} = \frac{1}{2}\widehat {MON}\] (góc nội tiếp và góc ở tâm cùng chắn cung \[MN\])

Suy ra \[\widehat {NFM} = \widehat {AON}\] (**)

Từ (*) và (**), suy ra \[\widehat {NFM} = \widehat {AIN}\].

Mà hai góc này ở vị trí đồng vị, do đó \[MF\,{\rm{//}}\,AC\].

c)

ho đường tròn \[\left( O \right)\] và điểm \[A\] nằm bên (ảnh 2)

Gọi \(H\) là giao điểm của \(MN\)\(OA.\)

Ta có \(AM = AN\) (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau) và \(OM = ON\) nên \(A,\,\,O\) cùng nằm trên đường trung trực của \(MN\) hay \(OA\) là đường trung trực của \(MN\).

Suy ra \[MN \bot OA\] hay \[HN \bot OA\].

Xét \[\Delta OHN\]\[\Delta ONA\], có: \[\widehat {OHN} = \widehat {ONA} = 90^\circ \]\[\widehat {AON}\] là góc chung

Do đó (g.g)

Suy ra \[\frac{{OH}}{{ON}} = \frac{{ON}}{{OA}}\] suy ra \[OH.OA = O{N^2} = {R^2}\] (3).

Ta có \(OC = OB,\,\,IC = IB\) (do \(I\) là trung điểm của \(BC),\)\(KC = KB\) (tính chất hai tiếp tuyến cắt nhau) nên ba điểm \(O,\,\,I,\,\,K\) thẳng hàng.

Xét \[\Delta OIB\]\[\Delta OBK\], có: \[\widehat {OIB} = \widehat {OBK} = 90^\circ \]\[\widehat {BOK}\] là góc chung

Do đó  (g.g)

Suy ra \[\frac{{OI}}{{OB}} = \frac{{OB}}{{OK}}\] suy ra \[OI.OK = O{B^2} = {R^2}\] (4).

Từ (3) và (4) suy ra \[OI.OK = OH.OA = {R^2}.\] Từ đó, ta có \[\frac{{OI}}{{OH}} = \frac{{OA}}{{OK}}\].

Xét \[\Delta OIA\]\[\Delta OHK\] có: \[\widehat {AOK}\] là góc chung và \[\frac{{OI}}{{OH}} = \frac{{OA}}{{OK}}\]

Do đó  (c.g.c)

Suy ra \[\widehat {OHK} = \widehat {OIA} = 90^\circ \], suy ra \[HK \bot OA\].

\[MN \bot OA\] tại \[H\]\[MN\] cố định (do điểm \(A\) cố định), do đó \[K\] thuộc \[MN\] cố định.

21. Tự luận
1 điểm

 (0,5 điểm)Một sợi dây thép \(AC\) có chiều dài \({\rm{8 m}}\)được chia thành hai phần \(AB,\,\,BC\) (như hình vẽ minh họa dưới đây).

. (0,5 điểm) Một sợi dây thép \(AC\) có chiều dài \({\rm{8 m}}\)được chia thành hai phần \(AB,\,\,BC\) (như hình vẽ minh họa dưới đây).  (ảnh 1)

Mỗi phần đều được uốn thành một hình vuông. Hỏi phải chia sợi dây ban đầu như thế nào để tổng diện tích hai hình vuông thu được sau khi uốn là nhỏ nhất?

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Gọi cạnh hình vuông được uốn từ đoạn \(AB\)\(x\) (\(0 < x < 8\), đơn vị: m).

Lúc này, độ dài đoạn \(AB\) chính là chu vi hình vuông đó và bằng \(4x\) (m).

Do đó, độ dài đoạn \(BC\)\(8 - 4x\) (m).

Suy ra, độ dài cạnh hình vuông được uốn bởi đoạn \(BC\)\(\frac{{8 - 4x}}{4} = 2 - x\) (m).

Tổng diện tích hai hình vuông lúc này là: \({x^2} + {\left( {2 - x} \right)^2}{\rm{\;(}}{{\rm{m}}^2}{\rm{)}}{\rm{.}}\)

Ta có: \({x^2} + {\left( {2 - x} \right)^2} = 2{x^2} - 4x + 4 = 2\left( {{x^2} - 2x + 1} \right) + 2 = 2{\left( {x - 1} \right)^2} + 2 \ge 2\).

Tổng diện tích hai hình vuông đạt giá trị nhỏ nhất bằng \(2{\rm{ }}{m^2}\) khi \(x - 1 = 0\) hay \(x = 1.\)

Khi đó, độ dài đoạn thẳng \(AB = 4{\rm{ m}}\)và độ dài đoạn thẳng \(BC = 8 - 4 = 4{\rm{ m}}\) hay \(B\) là trung điểm của đoạn \(AC\).

Vậy để tổng diện tích hai hình vuông đạt giá trị nhỏ nhất thì ta chia đoạn dây thép thành hai phần bằng nhau \(AB = BC = 4{\rm{\;m}}.\)