Bộ 5 đề thi cuối kì 1 Toán 9 Cánh diều (Tự luận) có đáp án - Đề 1
15 câu hỏi
a) – Xét biểu thức \(A = \frac{{\sqrt x \left( {x + 1} \right)}}{{2\left( {\sqrt x - 1} \right)}}\).
Điều kiện xác định của biểu thức \(A\) và \(x \ge 0\) và \(\sqrt x - 1 \ne 0\) hay \(x \ge 0,\,\,x \ne 1.\)
– Xét biểu thức \(B = \frac{1}{{x + \sqrt x }} + \frac{{2\sqrt x }}{{x - 1}} - \frac{1}{{x - \sqrt x }}\).
Với \(x \ge 0\), ta có:
⦁\(x + \sqrt x = \sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)\); \(x - \sqrt x = \sqrt x \left( {\sqrt x - 1} \right);\)\(x - 1 = \left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right).\)
⦁\(x \ge 0\) nên \(\sqrt x \ge 0,\) suy ra \(\sqrt x + 1 > 0.\)
Điều kiện xác định của biểu thức \(B\) là \(x \ge 0\) và \(\sqrt x \ne 0,\,\,x - 1 \ne 0\) hay \(x > 0,\,\,x \ne 1.\)
Vậy, điều kiện xác định của biểu thức \(A = \frac{{\sqrt x \left( {x + 1} \right)}}{{2\left( {\sqrt x - 1} \right)}}\) là \(x \ge 0,x \ne 1\) và điều kiện xác định của biểu thức \(B = \frac{1}{{x + \sqrt x }} + \frac{{2\sqrt x }}{{x - 1}} - \frac{1}{{x - \sqrt x }}\) là \(x > 0,x \ne 1.\)
b) Tính giá trị của biểu thức \(A\) khi \(x = \frac{1}{9}.\)
b) Thay \(x = \frac{1}{9}\) (thỏa mãn điều kiện) vào biểu thức \(A,\) ta được:
\(A = \frac{{\sqrt {\frac{1}{9}} \left( {\frac{1}{9} + 1} \right)}}{{2\left( {\sqrt {\frac{1}{9}} - 1} \right)}} = \frac{{\frac{1}{3}.\frac{{10}}{9}}}{{2\left( {\frac{1}{3} - 1} \right)}} = \frac{{\frac{{10}}{{27}}}}{{ - \frac{4}{3}}} = - \frac{5}{{18}}.\)
Vậy \(A = - \frac{5}{{18}}\) khi \(x = \frac{1}{9}\).
c) Rút gọn biểu thức \(B.\)
c) Với \(x > 0,x \ne 1\), ta có:
\(B = \frac{1}{{x + \sqrt x }} + \frac{{2\sqrt x }}{{x - 1}} - \frac{1}{{x - \sqrt x }}\)
\( = \frac{1}{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)}} + \frac{{2\sqrt x }}{{\left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}} - \frac{1}{{\sqrt x \left( {\sqrt x - 1} \right)}}\)
\[ = \frac{{\sqrt x - 1}}{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}} + \frac{{2\sqrt x \cdot \sqrt x }}{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}} - \frac{{\sqrt x + 1}}{{\sqrt x \left( {\sqrt x - 1} \right)\left( {\sqrt x + 1} \right)}}\]
\( = \frac{{\sqrt x - 1 + 2x - \sqrt x - 1}}{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}}\)\( = \frac{{2x - 2}}{{\sqrt x \left( {\sqrt x + 1} \right)\left( {\sqrt x - 1} \right)}}\)
\( = \frac{{2\left( {x - 1} \right)}}{{\sqrt x \left( {x - 1} \right)}}\)\( = \frac{2}{{\sqrt x }}\).
Vậy với \(x > 0,x \ne 1\) thì \(B = \frac{2}{{\sqrt x }}\).
d) Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P = A.B\) với \(x > 1.\)
d) Với \(x > 1,\) ta có:
Xét \(P = \sqrt x + 1 + \frac{2}{{\sqrt x - 1}} = \sqrt x - 1 + \frac{2}{{\sqrt x - 1}} + 2\) với \(x > 1.\)
Do \(x > 1\) nên \(\sqrt x - 1 > 0\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy, ta có:
\(\sqrt x - 1 + \frac{2}{{\sqrt x - 1}} \ge 2\sqrt {\left( {\sqrt x - 1} \right).\frac{2}{{\sqrt x - 1}}} \)
\(\sqrt x - 1 + \frac{2}{{\sqrt x - 1}} \ge 2\sqrt 2 \)
\(\sqrt x - 1 + \frac{2}{{\sqrt x - 1}} + 2 \ge 2\sqrt 2 + 2\)
Suy ra \(P \ge 2\sqrt 2 + 2\) với \(x > 1\).
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(\sqrt x - 1 = \frac{2}{{\sqrt x - 1}}\) .
Giải phương trình:
\(\sqrt x - 1 = \frac{2}{{\sqrt x - 1}}\)
\({\left( {\sqrt x - 1} \right)^2} = 2\)
\(\sqrt x - 1 = \sqrt 2 \) (do \(\sqrt x - 1 > 0)\)
\(\sqrt x = \sqrt 2 + 1\)
\(x = 3 + 2\sqrt 2 \) (thỏa mãn).
Vậy giá trị nhỏ nhất của \(P = 2\sqrt 2 + 2\) khi \(x = 3 + 2\sqrt 2 \).
(3,5 điểm)
1. Giải các phương trình, bất phương trình sau:
a) \(\frac{{x - 1}}{x} + \frac{1}{{x + 1}} = \frac{{2x + 1}}{{{x^2} + x}}\).a) Điều kiện xác định \(x \ne 0,\,\,x \ne - 1\).
\(\frac{{x - 1}}{x} + \frac{1}{{x + 1}} = \frac{{2x + 1}}{{{x^2} + x}}\)
\(\frac{{x - 1}}{x} + \frac{1}{{x + 1}} = \frac{{2x + 1}}{{x\left( {x + 1} \right)}}\)
\(\frac{{\left( {x - 1} \right)\left( {x + 1} \right) + x}}{{x\left( {x + 1} \right)}} = \frac{{2x + 1}}{{x\left( {x + 1} \right)}}\)
\({x^2} - 1 + x = 2x + 1\)
\({x^2} + x - 2x - 2 = 0\)
\(x\left( {x + 1} \right) - 2\left( {x + 1} \right) = 0\)
\(\left( {x + 1} \right)\left( {x - 2} \right) = 0\)
\(x + 1 = 0\) hoặc \(x - 2 = 0\)
\(x = - 1\) (loại) hoặc \(x = 2\) (thỏa mãn)
Vậy phương trình có nghiệm là \(x = 2\).1. Giải các phương trình, bất phương trình sau:
b) \(\frac{{3x + 5}}{2} - 1 < \frac{{2x + 1}}{3} + x\)
\(\frac{{\left( {3x + 5} \right) \cdot 3}}{6} - \frac{{1 \cdot 6}}{6} < \frac{{\left( {2x + 1} \right) \cdot 2}}{6} + \frac{{x \cdot 6}}{6}\)
\(\left( {3x + 5} \right) \cdot 3 - 6 < \left( {2x + 1} \right) \cdot 2 + 6x\)
\(9x + 15 - 6 < 4x + 2 + 6x\)
\( - x < - 7\)
\(x > 7\).
Vậy bất phương trình trên có nghiệm là \(x > 7\).1. Giải các phương trình, bất phương trình sau:
c) \(\sqrt {18x + 9} - \sqrt {8x + 4} + \frac{1}{3}\sqrt {2x + 1} = 4.\)
c) \(\sqrt {18x + 9} - \sqrt {8x + 4} + \frac{1}{3}\sqrt {2x + 1} = 4\) (đkxđ: \(x \ge - \frac{1}{2})\)
\(\sqrt {9\left( {2x + 1} \right)} - \sqrt {4\left( {2x + 1} \right)} + \frac{1}{3}\sqrt {2x + 1} = 4\)
\(3\sqrt {2x + 1} - 2\sqrt {2x + 1} + \frac{1}{3}\sqrt {2x + 1} = 4\)
\(\frac{4}{3}\sqrt {2x + 1} = 4\)
\(\sqrt {2x + 1} = 3\)
\(2x + 1 = 9\)
\(2x = 8\)
\(x = 4\) (thỏa mãn)
Vậy phương trình có nghiệm là \(x = 4\).
2. Giải bài toán sau bằng cách lập hệ phương trình:
Bác Cường đến siêu thị mua một máy hút ẩm và một chiếc quạt cây với tổng số tiền theo giá niêm yết là \(9\) triệu đồng. Tuy nhiên, đúng dịp kỷ niệm \(70\) năm Giải phóng thủ đô (10/10/1954 – 10/10/2024) siêu thị khuyến mãi tri ân khách hàng nên giá của máy hút ẩm và chiếc quạt cây được giảm lần lượt \(20\% \) và \(10\% \) so với giá niêm yết. Do đó, bác Cường đã được giảm \(1,6\) triệu đồng khi mua hai sản phẩm đó. Tính giá niêm yết của máy hút ẩm và của chiếc quạt cây.
2. Gọi \(x\)và \(y\) lần lượt là giá niêm yết của máy hút ẩm và quạt cây (triệu đồng, \[0 < x,\,\,y < 9\])
Theo đề bài ta có:\[x + y = 9\] (1)
Số tiền đã giảm của máy hút ẩm là \[20\% x\] (triệu đồng).
Số tiền đã giảm của máy quạt cây là \[10\% y\] (triệu đồng).
Giá của máy hút ẩm và chiếc quạt cây được giảm lần lượt 20% và 10% so với giá niêm yết và tổng số tiền bác Cường được giảm là \(1,6\) triệu đồng, nên ta có phương trình:
\[20\% x + 10\% y = 1,6\] hay \[0,2x + 0,1y = 1,6\](2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + y = 9}\\{0,2x + 0,1y = 1,6}\end{array}} \right.\]
Nhân cả hai vế của phương trình (1) với 0,2, ta được hệ phương trình mới là: \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{0,2x + 0,2y = 1,8}\\{0,2x + 0,1y = 1,6}\end{array}} \right.\].
Trừ từng vế của phương trình thứ nhất cho phương trình thứ hai của hệ, ta được: \(0,1y = 0,2\) nên \(y = 2\) (thỏa mãn).
Thay \(y = 2\) vào phương trình (1), ta được: \(x + 2 = 9,\) suy ra \(y = 7\) (thỏa mãn).
Vậy giá niêm yết của máy hút ẩm và máy quạt cây lần lượt là 7 triệu đồng và 2 triệu đồng.
3. Mức lương tối thiểu theo quy định ở Pháp năm 2022 là \(10,25\,\,\euro \) cho mỗi giờ làm việc trong dịp hè, Laurent David làm thêm tại một khách sạn theo mức lương tối thiểu theo quy định và anh ấy muốn kiếm được ít nhất \(1\,\,500\,\,\euro \) trong mùa hè này.
a) Hãy viết một bất phương trình mô tả tình huống này.
b) Hỏi anh ấy cần làm việc ít nhất bao nhiêu giờ để kiếm được số tiền trên (€ là viết tắt của Euro, là loại tiền tệ của 20 nước thuộc liên minh Châu Âu sử dụng chung).
3. a) Gọi \(x\) là số giờ Laurent David làm việc \(\left( {x > 0} \right).\)
Số tiền Laurent David kiếm được là: \(10,25x\,\,(\euro ).\)
Theo bài, Laurent David muốn kiếm được ít nhất \(1\,\,500\,\,\euro \) trong mùa hè nên ta có bất phương trình:
\(10,25x \ge 1\,\,500\).
Vậy bất phương trình cần tìm là \(10,25x \ge 1\,\,500\).
b) Giải bất phương trình \(10,25x \ge 1500\), ta được:
\(10,25x \ge 1\,\,500\)
\(x \ge 1\,\,500:10,25\)
\(x \ge \frac{{1\,\,500}}{{10,25}}\,\,\,( \approx 146,34)\).
Do đó, Laurent David cần làm việc tối thiểu \(147\) giờ để kiếm được ít nhất \(1\,\,500\,\,\euro \) trong mùa hè này.
(1,5 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 \(3:2\).
a) Viết tỉ số lượng giác sin và tan của góc \(ABC\) theo \(AB,\,\,BC,\,\,CA.\)
a) Xét tam giác \(ABC\) vuông tại \(C\), ta có: \(\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{AB}},\,\,\tan \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{BC}}.\)
b) Hỏi chiều cao ban đầu của cây là bao nhiêu mét (kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)?
b) 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 \(\frac{{AC}}{{AB}} = \frac{2}{3}\).
Theo câu a, ta có: \(\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{AB}} = \frac{2}{3}\), suy ra \(\alpha = \widehat {ABC} \approx 41^\circ 49'.\)
Mà \(\tan \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{BC}}\) nên \(AC = BC \cdot \tan \widehat {ABC} \approx 5 \cdot \tan 41^\circ 49' \approx 4,47{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\)
Mà \(\frac{{AB}}{{AC}} = \frac{3}{2}\), suy ra \(AB = \frac{3}{2}AC \approx \frac{3}{2} \cdot 4,47 = 6,705{\rm{ (m)}}{\rm{.}}\)
Độ dài cây ban đầu là tổng của phần ngọn bị gãy \(AB\) và phần gốc \(AC\).
Vậy chiều cao ban đầu của cây khoảng: \[4,47 + 6,705 = 11,175 \approx 11,18{\rm{\;(m)}}{\rm{.}}\]
(2,5 điểm) Trên đường thẳng \(xy\), lấy lần lượt ba điểm \(A,B,C\) sao cho \(AB > BC\). Vẽ đường tròn \(\left( O \right)\) đường kính \(AB\) và đường tròn \(\left( {O'} \right)\) đường kính \(BC\).
a) Gọi \(H\) là trung điểm của \(AC\). Vẽ dây \(DE\) của đường tròn \(\left( O \right)\) vuông góc với \(AC\) tại \(H\). Chứng minh tứ giác \(ADCE\) là hình thoi.
a) Xét \(\Delta ODE\) cân tại \(O\) (do \(OD = OE)\) nên đường cao \(OH\) đồng thời là đường trung tuyến của tam giác. Do đó \(H\) là trung điểm của \(DE\).
Mà \[H\] lại là trung điểm của \(AC\), do đó tứ giác \(ADCE\) là hình bình hành.
Mặt khác, \(AC \bot DE\) nên hình bình hành \[ADCE\] là hình thoi.
b) \(DC\) cắt đường tròn \(\left( {O'} \right)\) tại \(F\). Chứng minh rằng ba điểm \(F,B,E\) thẳng hàng.
b) Xét đường tròn \(\left( O \right)\) đường kính \(AB\) ta có \(\widehat {AEB} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).
Do đó \(BE \bot AE\) tại \(E\).
Mà\(AE\,{\rm{//}}\,CD\) (do \[ADCE\] là hình thoi) nên\[EB \bot CD\].
Xét đường tròn \(\left( {O'} \right)\) đường kính \(BC\) ta có \(\widehat {BFC} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn).
Do đó \(BF \bot CD\) tại \(F\).
Ta có \(EB \bot CD\) và \(FB \bot CD\) suy ra \(EB\) và \(FB\) trùng nhau.
Vậy ba điểm \(F,B,E\) thẳng hàng.
c) Chứng minh rằng \(HF\) là tiếp tuyến của đường tròn \(\left( {O'} \right)\).
c) Tam giác \(FDE\) vuông tại \(F\) có \[FH\] là đường trung tuyến ứng với cạnh huyền \(DE\) nên \(FH = \frac{1}{2}DE = HD = HE.\)
Do đó \(\Delta HFD\) cân tại \(H\), do đó \(\widehat {HFD} = \widehat {HDC}\).
Mặt khác, \[O'FC\] cân tại \(O'\) (do \[O'F = O'C\]) nên \(\widehat {O'FC} = \widehat {HCD}\)
Mà \(\widehat {HDC} + \widehat {HCD} = 90^\circ \) (tam giác \[HCD\] vuông tại \[H\])
Nên \(\widehat {HFD} + \widehat {O'FC} = 90^\circ \).
Do đó \(\widehat {HFO'} = 180^\circ - \left( {\widehat {HFD} + \widehat {O'FC}} \right) = 180^\circ - 90^\circ = 90^\circ \).
Ta có \(HF \bot O'F\) tại \(F\) và \(F\) thuộc đường tròn \(\left( {O'} \right)\) nên \[HF\] là tiếp tuyến của đường tròn \(\left( {O'} \right)\).
Vậy \[HF\] là tiếp tuyến của đường tròn \(\left( {O'} \right)\).
(0,5 điểm) Kim cương là một khoáng sản quý, có rất nhiều giá trị và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Giá bán của một viên kim cương rất cao và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Giả sử rằng giá bán của viên kim cương tỉ lệ với bình phương khối lượng của nó. Khi đem một viên kim cuơng cắt thành ba phần và vẫn bán với giá như trên (theo đúng tỉ lệ trên) thì tổng số tiền thu được tăng lên hay giảm đi? Trong trường hợp nào, giá bán của viên kim cương ban đầu giảm nhiều nhất và giảm bao nhiêu lần?
Hướng dẫn giải
Gọi khối lượng viên kim cương là \(M\)\(\left( {M > 0} \right).\)
Vì giá bán của viên kim cương tỉ lệ với bình phương khối lượng của nó nên \(T = kM{}^2\)(\(k\) là hằng số và \(k > 0\)).
Khi cắt viên kim cương thành ba phần có khối lượng \(x;\,\,y;\,\,z\) với \(x + y + z = M\).
Giá bán của ba phần tương ứng là \(k{x^2};\,\,k{y^2};\,\,k{z^2}\).
Tổng giá bán của ba phần là \(k{x^2} + k{y^2} + k{z^2} = k\left( {{x^2} + {y^2} + {z^2}} \right)\).
Với mọi \(x;{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} y;{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} z\) ta có \({\left( {x - y} \right)^2} \ge 0;\,\,\,{\left( {y - z} \right)^2} \ge 0;\,\,\,{\left( {x - z} \right)^2} \ge 0\).
Suy ra \({\left( {x - y} \right)^2} + {\left( {y - z} \right)^2} + {\left( {x - z} \right)^2} \ge 0\)
\(2{x^2} + 2{y^2} + 2{z^2} - 2xy - 2yz - 2zx \ge 0\)
\(3\left( {{x^2} + {y^2} + {z^2}} \right) \ge {x^2} + {y^2} + {z^2} + 2xy + 2yz + 2xz\)
\(3\left( {{x^2} + {y^2} + {z^2}} \right) \ge {\left( {x + y + z} \right)^2}\)
\({x^2} + {y^2} + {z^2} \ge \frac{{{{\left( {x + y + z} \right)}^2}}}{3}\)
\({x^2} + {y^2} + {z^2} \ge \frac{{{M^2}}}{3}\)
Như vậy \(k{x^2} + k{y^2} + k{z^2} \ge k\frac{{{M^2}}}{3}\)hay \(k{x^2} + k{y^2} + k{z^2} \ge \frac{T}{3}\)
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi \(x = y = z = \frac{M}{3}\).
Như vậy, khi chia viên kim cương thành ba phần bằng nhau thì giá bán giảm mạnh nhất và giảm ba lần.
