Bộ 5 đề thi cuối kì 2 Toán 9 Chân trời sáng tạo cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 5
20 câu hỏi
A. Trắc nghiệm
Phần 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
Đồ thị của hàm số \[{x^2} + 2\left( {m + 3} \right)x + {m^2} + 6m = 0\,\] có trục đối xứng là
trục \[Ox\].
đường thẳng \[y = - x\].
đường thẳng \[y = x\].
trục \[Oy\].
Đáp án đúng là: D
Đồ thị của hàm số \[{x^2} + 2\left( {m + 3} \right)x + {m^2} + 6m = 0\,\] có trục đối xứng là trục \(Oy.\)
Trong mặt phẳng tọa độ \[Oxy\], cho hàm số \(y = \left( {m + 2} \right){x^2}\) có đồ thị đi qua điểm \(\left( { - 1\,;\,\,3} \right).\) Khi đó giá trị của \[m\] tương ứng là
\(m = - 1.\)
\(m = 1.\)
\(m = 0.\)
\(m = 2.\)
Đáp án đúng là: A
Hàm số \(y = \left( {m + 2} \right){x^2}\) có đồ thị đi qua điểm \(\left( { - 1\,;\,\,3} \right)\) nên ta có:
\(3 = \left( {m + 2} \right) \cdot {\left( { - 1} \right)^2}\) nên \(m + 2 = 3\) hay \(m = 1.\)
Vậy để đồ thị hàm số \(y = \left( {m + 2} \right){x^2}\) đi qua điểm \(\left( { - 1\,;\,\,3} \right)\) thì \(m = 1.\)
Phương trình bậc hai \({x^2} - 3x + 7 = 0\) có biệt thức \(\Delta \) bằng
\(2\).
\( - 19\).
\( - 37\).
\(16\).
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Ta có \(a = 1\,;\,\,b = - 3\,;\,\,c = 7.\) Do đó \(\Delta = {\left( { - 3} \right)^2} - 4 \cdot 1 \cdot 7\, = 9 - 28 = - 19.\)
Gọi \({x_1},\,x{}_2\) là hai nghiệm của phương trình \({x^2} - 3x + 2 = 0\) khi đó ta có
\[{x_1} + {x_2} = 3;\,\,\,{x_1}{x_2} = 2.\]
\({x_1} + {x_2} = - 3;\,\,{x_1}{x_2} = 2.\)
\({x_1} + {x_2} = 3;\,\,{x_1}{x_2} = - 2.\)
\[{x_1} + {x_2} = - 3;\,\,{x_1}{x_2} = - 2.\]
Đáp án đúng là: A
Theo định lí Viète, ta có: \[{x_1} + {x_2} = 3;\,\,\,{x_1}{x_2} = 2.\]
Cỡ mẫu là
số giá trị của mẫu dữ liệu.
dãy dữ liệu.
số lần xuất hiện một giá trị trong mẫu dữ liệu.
số lần xuất hiện một số giá trị trong mẫu dữ liệu.
Đáp án đúng là: A
Số giá trị của mẫu dữ liệu được gọi là cỡ mẫu.
Do đó ta chọn phương án A.
Bảng thống kê sau cho biết số lượt mượn các loại sách trong một tuần tại thư viện của một trường Trung học cơ sở như sau:
Loại sách | Sách giáo khoa | Sách tham khảo | Truyện ngắn | Tiểu thuyết |
Số lượt | 20 | 80 | 70 | 30 |
Từ bảng thống kê, tần số tương đối về số lượng sách giáo khoa được mượn là
\(10{\rm{\% }}\)
\(15{\rm{\% }}\).
\(35{\rm{\% }}\).
\[40{\rm{\% }}.\].
Đáp án đúng là: A
Tần số tương đối về số lượng sách giáo khoa được mượn là:
\(\frac{{20}}{{20 + 80 + 70 + 30}} = \frac{{20}}{{200}} = 0,1 = 10\% \).
Do đó ta chọn phương án A.
Thời gian hoàn thành một sản phẩm (tính bằng phút) của một số công nhân trong một tổ được biểu diễn ở biểu đồ dưới đây:

Thời gian hoàn thành một sản phẩm của công nhân chủ yếu là
5 phút.
17 phút.
18 phút và 20 phút.
20 phút và 22 phút.
Đáp án đúng là: C
Quan sát biểu đồ, ta thấy thời gian hoàn thành một sản phẩm của công nhân chủ yếu là 18 phút (với 5 công nhân) và 20 phút (với 5 công nhân).
Do đó ta chọn phương án C.
Gieo một con xúc xắc cân đối và đồng chất. Không gian mẫu của phép thử có số phần tử là
3.
4.
5.
6.
Đáp án đúng là: D
Không gian mẫu của phép thử là \[\Omega = \left\{ {1\,;\,\,2\,;\,\,3\,;\,\,4\,;\,\,5\,;\,\,6} \right\}\].
Vậy không gian mẫu của phép thử có 6 phần tử.
Cho các hình vẽ:
Hình 1 |
Hình 2 |
Hình 3 |
Hình 4 |
Hình nào sau đây biểu diễn góc nội tiếp?
Hình 1.
Hình 2.
Hình 3.
Hình 4.
Đáp án đúng là: B
Hình 1 biểu diễn góc ở tâm \[\widehat {AOB}\] vì có đỉnh trùng với tâm của đường tròn.
Hình 2 biểu diễn góc nội tiếp \[\widehat {DEF}\] vì có đỉnh nằm trên đường tròn và hai cạnh \[DE,\,\,DF\] chứa hai dây cung của đường tròn.
Hình 3, Hình 4 không phải là góc nội tiếp vì có đỉnh không nằm trên đường tròn.
Vậy ta chọn phương án B.
Tứ giác nội tiếp đường tròn là
tứ giác có bốn đỉnh nằm trên đường tròn đó.
tứ giác có nhiều nhất bốn đỉnh nằm trên đường tròn đó.
tứ giác có tổng số đo hai góc đối nhau bằng \[90^\circ .\]
tứ giác có ba đỉnh nằm trên đường tròn đó.
Đáp án đúng là: A
Tứ giác nội tiếp đường tròn là tứ giác có bốn đỉnh nằm trên đường tròn đó.
Vậy ta chọn phương án A.
Với một phép quay góc \(\alpha \) thì \(\alpha \) có thể nhận các giá trị:
\(0^\circ \le \alpha \le 180^\circ \).
\(0^\circ < \alpha < 180^\circ \).
\(0^\circ \le \alpha \le 360^\circ \).
\(0^\circ < \alpha < 360^\circ \).
Đáp án đúng là: C
Với một phép quay góc \(\alpha \) thì \(\alpha \) có thể nhận các giá trị là \(0^\circ \le \alpha \le 360^\circ \).
Một lục giác đều và một ngũ giác đều chung cạnh \[AD\] (như hình vẽ). Số đo góc \(BAC\) là
\(30^\circ \).
\(36^\circ \).
\(60^\circ \).
\(66^\circ \).
Đáp án đúng là: D

Theo công thức tính góc của đa giác đều, ta có:
\(\widehat {ADB} = \frac{{180^\circ \left( {6 - 2} \right)}}{6} = 120^\circ \).
Tam giác \[DBA\] cân tại \[D\] nên \(\widehat {DAB} = \frac{{180^\circ - 120^\circ }}{2} = 30^\circ \).
Tương tự, ta tính được \(\widehat {DAC} = 36^\circ \).
Vậy \(\widehat {BAC} = \widehat {DAB} + \widehat {DAC} = 30^\circ + 36^\circ = 66^\circ \).
Phần 2. Câu trắc nghiệm đúng sai
Cho phương trình \(2{x^2} + \left( {2m - 1} \right)x + m - 1 = 0\) với \(m\) là tham số, \(m \ne \frac{3}{2}.\)
a) Phương trình đã cho là phương trình bậc hai một ẩn.
b) Phương trình luôn có hai nghiệm \({x_1},\,{x_2}\) với mọi \(m \ne \frac{3}{2}.\)
c) Tổng và tích hai nghiệm của phương trình lần lượt là \({x_1} + {x_2} = \frac{{2m - 1}}{2};\,\,{x_1}{x_2} = \frac{{m - 1}}{2}.\)
d) Có một giá trị của \(m\) để phương trình có hai nghiệm \({x_1},\,{x_2}\) thoả mãn \[4x_1^2 + 2{x_1}{x_2} + 4x_2^2 = 1.\]
Hướng dẫn giải
Đáp án: a) Đúng.b) Đúng.c) Sai.d) Sai.
Xét phương trình \(2{x^2} + \left( {2m - 1} \right)x + m - 1 = 0\) với \(m\) là tham số.
⦁ Phương trình đã cho là phương trình bậc hai ẩn \(x\) có \(a = 2 \ne 0\,;\,\,b = 2m - 1\,;\,\,c = m - 1.\) Do đó ý a) là đúng.
⦁ Phương trình có biệt thức \(\Delta = {\left( {2m - 1} \right)^2} - 4.2.\left( {m - 1} \right) = {\left( {2m - 3} \right)^2} > 0\) nên phương trình luôn có nghiệm \({x_1},\,{x_2}\) với mọi \(m \ne \frac{3}{2}.\) Do đó ý b) là đúng.
⦁ Theo định lí Viète, ta có: \({x_1} + {x_2} = - \frac{{2m - 1}}{2};\,\,{x_1}{x_2} = \frac{{m - 1}}{2}.\) Do đó ý c) là sai.
⦁ Ta có \(4x_1^2 + 2{x_1}{x_2} + 4x_2^2 = 1\) suy ra \(4{\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 6{x_1}{x_2} = 1\).
Suy ra \({\left( {1 - 2m} \right)^2} - 3\left( {m - 1} \right) = 1\) nên \(4{m^2} - 7m + 3 = 0\).
Phương trình này có tổng các hệ số \(a + b + c = 4 + ( - 7) + 3 = 0\) nên phương trình này có các nghiệm \({m_1} = 1\,,\,\,{m_2} = \frac{3}{4}\).
Vậy có hai giá trị cần tìm của \(m\) là \({m_1} = 1\,,\,\,{m_2} = \frac{3}{4}\). Do đó ý d) là sai.
Cho hình bên là một thúng gạo vun đầy. Thúng có dạng nửa hình cầu với đường kính \[50\,\,{\rm{cm,}}\] phần gạo vun lên có dạng hình nón cao \[15\,\,{\rm{cm}}{\rm{.}}\]


Nhà Danh dùng lon sữa bò cũ có dạng hình trụ (bán kính đáy bằng \[5\,\,{\rm{cm}},\] chiều cao \[15\,\,{\rm{cm}})\] để đong gạo mỗi ngày. Biết mỗi ngày nhà Danh ăn 5 lon gạo và mỗi lần đong thì lượng gạo chiếm \[90\% \] thể tích lon.
a) Thể tích hình cầu có bán kính đáy \(R\), được tính bằng công thức: \(V = \frac{4}{3}\pi {R^3}.\)
b) Phần gạo nằm ngang mặt thúng trở xuống có dạng nửa hình cầu có bán kính \[50\,\,{\rm{cm}}\].
c) Thể tích phần gạo trong thúng là \(\frac{{60\,\,625}}{3}\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right).\)
d) Với lượng gạo ở thúng trên thì nhà Danh có thể ăn nhiều nhất là 15 ngày.
Hướng dẫn giải
Đáp án: a) Đúng.b) Sai.c) Đúng.d) Sai.
⦁ Thể tích hình cầu có bán kính đáy \(R\), được tính bằng công thức: \(V = \frac{4}{3}\pi {R^3}.\)
Do đó ý a) là đúng.
⦁ Phần gạo nằm ngang mặt thúng trở xuống có dạng nửa hình cầu có bán kính \[\frac{{50}}{2} = 25\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right).\] Do đó ý b) là sai.
⦁ Phần gạo nằm ngang mặt thúng trở xuống có dạng nửa hình cầu có bán kính \(25\,\,{\rm{cm}}\) có thể tích là \({V_1} = \frac{1}{2} \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {25^3} = \frac{{31\,\,250}}{3}\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).
Phần gạo nằm trên miệng thúng có dạng hình nón có chiều cao \(15cm\) và bán kính đáy \(\frac{{50}}{2} = 25\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\) có thể tích là \({V_2} = \frac{1}{3} \cdot 15 \cdot \pi \cdot {25^2} = 3\,\,125\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).
Khi đó thể tích gạo trong thúng là \(V = {V_1} + {V_2} = \frac{{31\,\,250}}{3}\pi + 3\,\,125\pi = \frac{{60\,\,625}}{3}\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).
Do đó ý c) là đúng.
⦁ Thể tích lon là \(V = \pi \cdot {5^2} \cdot 15 = 375\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).
Vì lượng gạo chiếm \[90\% \] thể tích lon nên thể tích gạo trong mỗi lần lấy là:
\(375\pi \cdot 90\% = 337,5\pi \,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right).\)
Khi đó mỗi ngày nhà Danh ăn hết số gạo có thể tích là: \(337,5\pi \cdot 5 = 1687,5\pi \,\,\left( {c{m^3}} \right).\)
Vậy với số gạo ở thúng trên thì nhà Danh ăn được số ngày là: \(\frac{{\frac{{60\,\,625}}{3}\pi }}{{1687,5\pi }} \approx 12\) (ngày).
Do đó ý d) là sai.
Phần 3. Câu hỏi trắc nghiệm trả lời ngắn
Hai đội công nhân đắp đê ngăn triều cường. Nếu hai đội cùng làm thì trong 6 ngày xong việc. Nếu làm riêng thì đội I hoàn thành công việc nhanh hơn đội II là 9 ngày. Hỏi nếu làm riêng thì đội I đắp xong đê trong bao nhiêu ngày?
Hướng dẫn giải
Đáp số: 9.
Gọi thời gian đội I làm một mình xong việc là \(x\) (ngày; \(x \in {\mathbb{N}^*}).\)
Khi đó, thời gian đội II làm một mình xong việc là \(x + 9\) (ngày)
Trong một ngày, đội I làm được \(\frac{1}{x}\) (công việc); đội II làm được \(\frac{1}{{x + 9}}\) (công việc).
Cả hai đội cùng làm thì trong 6 ngày xong việc nên trong một ngày cả hai đội cùng làm được \(\frac{1}{6}\) công việc nên ta có phương trình \(\frac{1}{x} + \frac{1}{{x + 9}} = \frac{1}{6}\)
\(\frac{{6x}}{{6x\left( {x + 9} \right)}} + \frac{{6\left( {x + 9} \right)}}{{6x\left( {x + 9} \right)}} = \frac{{x\left( {x + 9} \right)}}{{6x\left( {x + 9} \right)}}\)
\(6x + 6\left( {x + 9} \right) = x\left( {x + 9} \right)\)
\[6x + 6x + 54 = {x^2} + 9x\]
\({x^2} - 3x - 54 = 0\)
\(\left( {x - 9} \right)\left( {x + 6} \right) = 0\)
\(x = - 6\) (loại do \(y \in {\mathbb{N}^*}\)) hoặc \(x = 9\) (TMĐK).
Vậy nếu làm riêng đội I đắp đê xong trong 9 ngày.
Tập hợp A có 24 số chia hết cho 5 và một số số không chia hết cho 5. Bạn An chọn ngẫu nhiên một số từ tập hợp A. Biết rằng xác suất của biến cố “Chọn được số không chia hết cho 5” là \[0,7.\] Hỏi tập hợp A có bao nhiêu phần tử?
Hướng dẫn giải
Đáp số: 80.
Gọi các số không chia hết cho
là \(x.\)
Theo bài ra ta có \(\frac{x}{{x + 24}} = 0,7\)
\(x = 0,7\left( {x + 24} \right)\)
\(0,3x = 16,8\)
\(x = 56\)
Vậy tập hợp A có \(56 + 24 = 80\) (phần tử).
Một trang trại nuôi gia súc có dạng hình tam giác đều cạnh 150 m (như hình vẽ). Người ta muốn đặt một trụ đèn cao áp tại một điểm cách đều ba đỉnh của tam giác đều. Tính khoảng cách từ điểm đó đến ba đỉnh của tam giác (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Hướng dẫn giải
Đáp số: 86,6.

Gọi \[O\] là vị trí cần đặt đèn. Gọi \[A,\,\,B,\,\,C\] là ba đỉnh của tam giác đều (như hình vẽ).
Vì \[O\] cách đều ba đỉnh \[A,\,\,B,\,\,C\] của tam giác đều \[ABC\] nên \[O\] là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \[ABC.\]
Suy ra khoảng cách từ vị trí \[O\] đến mỗi vị trí \[A,\,\,B,\,\,C\] là bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác đều \[ABC.\]
Do đó \[OA = OB = OC = \frac{{\sqrt 3 }}{3} \cdot 150 = 50\sqrt 3 \approx 86,6\,\,\left( {\rm{m}} \right).\]

Vậy khoảng cách từ vị trí đặt đèn \[O\] đến ba đỉnh của tam giác đều \[ABC\] bằng khoảng \[86,6{\rm{ m}}.\]
Một khối đồ chơi gồm hai khối trụ \(\left( {{H_1}} \right)\), \(\left( {{H_2}} \right)\) xếp chồng lên nhau, lần lượt có bán kính đáy và chiều cao tương ứng là \({r_1}\), \({h_1}\), \({r_2}\), \({h_2}\) thỏa mãn \({r_2} = \frac{1}{2}{r_1}\), \({h_2} = 2{h_1}\) (tham khảo hình vẽ). Biết rằng thể tích của toàn bộ khối đồ chơi bằng \(30{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}.\) Tính thể tích khối trụ \(\left( {{H_1}} \right)\).

Hướng dẫn giải
Đáp số: 20.
Thể tích khối \(\left( {{H_1}} \right)\) là \[{V_1} = \pi r_1^2{h_1}\].
Thể tích khối \(\left( {{H_2}} \right)\) là \[{V_2} = \pi r_2^2{h_2} = \pi \frac{1}{4}r_1^22{h_1} = \frac{1}{2}\pi r_1^2{h_1} = \frac{1}{2}{V_1}\].
Mà \[{V_1} + {V_2} = 30\] nên \[{V_1} + \frac{1}{2}{V_1} = 30\].
Do đó \[\frac{3}{2}{V_1} = 30\] hay \[{V_1} = 20\,\,{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}.\]
Vậy thể tích của khối \(\left( {{H_1}} \right)\) là \(20{\rm{ c}}{{\rm{m}}^3}.\)
B. Tự luận
1. Bạn Hoa được cô yêu cầu ghi lại thời gian chạy 1000 m của các bạn trong lớp (đơn vị: giây):
\[4:08\] | \[4:00\] | \[4:16\] | \[4:12\] | \[5:11\] | \[4:52\] | \[4:12\] | \[4:30\] | \[4:37\] |
\[5:12\] | \[5:00\] | \[5:17\] | \[5:14\] | \[4:13\] | \[4:22\] | \[4:02\] | \[4:05\] | \[5:42\] |
\[4:39\] | \[5:32\] | \[5:11\] | \[4:40\] | \[4:05\] | \[5:02\] | \[4:27\] | \[4:50\] | \[4:23\] |
\[5:48\] | \[5:22\] | \[4:37\] | \[4:23\] | \[5:00\] | \[5:18\] | \[5:17\] | \[4:49\] | \[5:12\] |
a) Để thu gọn bảng dữ liệu trên thì nên chọn bảng tần số không ghép nhóm hay tần số ghép nhóm để biểu thị dữ liệu? Tại sao?
b) Hãy chia số liệu làm 4 nhóm trong đó nhóm đầu tiên là \[4:00\] đến dưới \[4:30\]; lập bảng tần số và tần số tương đối ghép nhóm (làm tròn đến hàng đơn vị).
2. Viết ngẫu nhiên một số tự nhiên có hai chữ số nhỏ hơn 100.
Tính xác suất của mỗi biến cố \[A:\] “Số tự nhiên được viết ra là số tròn chục”.
Hướng dẫn giải
1. a) Để thu gọn bảng dữ liệu trên thì nên chọn bảng tần số ghép nhóm để biểu thị dữ liệu. Vì vì số liệu đang ở dạng ở số thực và có phân bố không đều nhau.
b) Hãy chia số liệu làm 4 nhóm trong đó nhóm đầu tiên là \[4:00\] đến dưới \[4:30\]; lập bảng tần số và tần số tương đối ghép nhóm (làm tròn đến hàng đơn vị).
Ta có bảng tần số ghép nhóm như sau:
Nhóm | \[{\rm{[}}4:00\,;\,\,4:30)\] | \[\left[ {4:30\,;\,\,5:00} \right)\] | \[\left[ {{\rm{5}}:00\,;\,\,5:30} \right)\] | \[\left[ {{\rm{5}}:30\,;\,\,6:00} \right)\] |
Số học sinh | \[13\] | \[8\] | \[12\] | \[3\] |
A. Tổng số học sinh trong lớp là \(n = 13 + 8 + 12 + 3 = 36\).
B. Tỉ lệ thời gian học sinh chạy \[1000{\rm{ m}}\] từ \[4:00\] đến dưới \[4:30\] là \(\frac{{13}}{{36}} \approx 36,1\% \);
C. từ \[4:30\] đến dưới \[5:00\] là \(\frac{8}{{36}} \approx 22,2\% \);
D. từ \[5:00\] đến dưới \[5:30\] là \(\frac{{12}}{{36}} \approx 33,3\% \);
A. từ \[5:30\] đến dưới \[6:00\] là:
B. \(100\% - 36,1\% - 22,2\% - 33,3\% \approx 8,4\% \).
C. Ta có bảng tần số tương đối ghép nhóm như sau:
Nhóm | \[{\rm{[}}4:00\,;\,\,4:30)\] | \[\left[ {4:30\,;\,\,5:00} \right)\] | \[\left[ {{\rm{5}}:00\,;\,\,5:30} \right)\] | \[\left[ {{\rm{5}}:30\,;\,\,6:00} \right)\] |
Số học sinh | \(36,1\% \) | \(22,2\% \) | \(33,3\% \) | \(8,4\% \) |
2. Tập hợp \(\Omega = \left\{ {10\,;\,\,11\,;\,\,12\,;\,\,13\,;\,\,14\,;\,\,15\,;\,\,16\,;\,\, \ldots \,;\,\,95\,;\,\,96\,;\,\,97\,;\,\,98\,;\,\,99} \right\}.\)
Số phần tử của tập hợp \(\Omega \)là \(n\left( \Omega \right) = 90\).
Xét biến cố \[A:\] “Số tự nhiên được viết ra là số tròn chục”.
\(A = \left\{ {10\,;\,\,20\,;\,\,30\,;\,\,40\,;\,\,50\,;\,\,60\,;\,\,70\,;\,\,80\,;\,\,90} \right\}\).Khi đó, số phần tử của tập hợp \(A\) là \(n\left( A \right) = 9\).
Xác suất của biến cố \(A\)là \(p(A) = \frac{{n\left( A \right)}}{{n\left( \Omega \right)}} = \frac{9}{{90}} = 0,1\).
Cho đường tròn \(\left( {O\,;\,\,R} \right)\) và đường thẳng \(d\) không đi qua \(O\) cắt đường tròn tại hai điểm \(A,\,\,B\). Lấy một điểm \(M\) trên tia đối của tia \(BA\) kẻ hai tiếp tuyến \(MC,\,\,MD\) với đường tròn \(\left( {C,\,\,\,D} \right.\) là hai tiếp điểm). Gọi \(H\) là trung điểm của \(AB.\)
a) Chứng minh rằng \(M,\,\,D,\,\,O,\,\,H\) cùng nằm trên một đường tròn.
b) Đoạn \(OM\) cắt đường tròn tại \(I.\) Chứng minh rằng \(I\) là tâm đường tròn nội tiếp tam giác \(MCD.\)
c) Đường thẳng qua \(O,\) vuông góc với \(OM\) cắt các tia \(MC,\,\,MD\) theo thứ tự tại \(P,\,\,Q.\) Tìm vị trí của điểm \(M\) trên \(d\) sao cho diện tích tam giác \(MPQ\) nhỏ nhất.
Hướng dẫn giải

a) Vì \(MC,\,\,MD\) là tiếp tuyến của \(\left( {O\,;\,\,R} \right)\) \(\left( {C,\,\,\,D} \right.\) là hai tiếp điểm) nên \(MC \bot OC,\,\)\(\,MD \bot OD.\)
Suy ra \(\widehat {OCM} = \widehat {ODM} = 90^\circ \) nên \(C,\,\,D\) thuộc đường tròn đường kính \(OM\).
Vì \(H\) là trung điểm của \(AB\) và \(AB\) là dây của \(\left( {O\,;\,\,R} \right)\) nên \(OH \bot AB\).
Suy ra \(\widehat {OHM} = 90^\circ \) nên \(H\) thuộc đường tròn đường kính \(OM\).
Vậy \(M,\,\,D,\,\,O,\,\,H\) cùng nằm trên đường tròn đường kính \(OM\).
b) Vì \(MC,\,\,MD\) là tiếp tuyến của \(\left( {O\,;\,\,R} \right)\)\(\left( {C,\,\,\,D} \right.\) là hai tiếp điểm) nên \(MO\) là tia phân giác của \(\widehat {CMD}\) và \(OM\) là tia phân giác của \(\widehat {COD}.\)
Mặt khác, \(\widehat {MCI} = \widehat {CDI}\) (góc tạo bởi tiếp tuyến và dây cung và góc nội tiếp cùng chắn ).
và \(\widehat {CDI} = \widehat {DCI}\) (tam giác \(CDI\) cân tại \[I\,)\].
Suy ra \[\widehat {MCI} = \widehat {DCI}\] nên \[CI\] là tia phân giác của \(\widehat {MCD}\).
Ta có \(I\) là giao điểm hai đường phân giác trong của tam giác \(MCD\) nên \(I\) là tâm đường tròn nội tiếp tam giác \(MCD.\)
c) Ta có \({S_{MPQ}} = 2{S_{MPO}} = MP \cdot OC = \left( {MC + CP} \right) \cdot R\).
Mà \(MC + CP \ge 2\sqrt {MC.CP} = 2\sqrt {O{C^2}} = 2R\) nên \({S_{MPQ}} \ge 2{R^2}\).
Dấu xảy ra khi \(MC = CP = R\) hay \(OM = R\sqrt 2 \).
Vậy để diện tích tam giác \(MPQ\) nhỏ nhất thì \(M\) là giao điểm của \(\left( {O\,;\,\,R\sqrt 2 } \right)\) và đường thẳng \(d.\)





