Bộ 5 đề thi giữa kì 1 Toán 9 Chân trời sáng tạo cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 1
21 câu hỏi
Phần 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (3,0 điểm)
Điều kiện xác định của phương trình \(\frac{1}{{x + 2}} + 1 = \frac{2}{{x - 1}}\) là
\[x \ne 1;{\rm{ }}x \ne - 3\].
\[x \ne 2;{\rm{ }}x \ne 1\].
\[x \ne - 3;{\rm{ }}x \ne --2\].
\(x \ne - 2;{\rm{ }}x \ne 1.\)
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Vì \[x + 2 \ne 0\] khi \[x \ne - 2\] và \[x - 1 \ne 0\] khi \[x \ne 1\] nên điều kiện xác định của phương trình \(\frac{1}{{x + 2}} + 1 = \frac{2}{{x - 1}}\) là\[x \ne - 2\] và \[x \ne 1\].
Phương trình \(\left( {\frac{2}{3}x + 6} \right)\left( {8 - 2x} \right) = 0\) có nghiệm là
\[x = - 9\,;\,\,x = 4\]
\[x = 4.\]
\[x = - 9.\]
\[x = 9\,;\,\,x = 4.\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Ta có: \(\left( {\frac{2}{3}x + 6} \right)\left( {8 - 2x} \right) = 0\)
\(\frac{2}{3}x + 6 = 0\) hoặc \(8 - 2x = 0\)
\(\frac{2}{3}x = - 6\) hoặc \(2x = 8\)
\(x = - 9\) hoặc \(x = 4\)
Vậy phương trình đã cho có hai nghiệm là \(x = - 9\,;\) \(x = 4\).
Phương trình nào sau đây không là phương trình bậc nhất hai ẩn?
\[\left( {x - 5} \right) + \left( {2y - 6} \right) = 0\].
\[5x - 3z = 6\].
\(5x - 8y = 0.\)
\[\left( {x - 2} \right)\left( {2y - 3} \right) = 3.\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Phương trình bậc nhất hai ẩn có dạng \[ax + by = c\] với \(a \ne 0\) hoặc \(b \ne 0\).
Xét các đáp án, ta thấy:
\[\left( {x - 5} \right) + \left( {2y - 6} \right) = 0\] hay \(x - 5 + 2y - 6 = 0\) suy ra \(x + 2y = 11\) nên đáp án A là phương trình bậc nhất hai ẩn.
\[5x - 3z = 6\] là phương trình bậc nhất hai ẩn \(x,z\) nên đáp án B là phương trình bậc nhất hai ẩn.
\(5x - 8y = 0\) là phương trình bậc nhất hai ẩn \(x,y\)
\[\left( {x - 2} \right)\left( {2y - 3} \right) = 3\] hay \[2xy - 3x - 4y + 6 = 3\] suy ra \[2xy - 3x - 4y = - 3\] nên đáp án D không là phương trình bậc nhất hai ẩn.
Phương trình \(0x + 7y = 14\) có nghiệm tổng quát là
\(\left( {x;\,\,2} \right)\) với \(x \in \mathbb{R}\).
\(\left( {2;\,\,y} \right)\) với \(y \in \mathbb{R}\).
\(\left( {x;\,\,0} \right)\) với \(x \in \mathbb{R}\).
\(\left( {0;\,\,y} \right)\) với \(y \in \mathbb{R}\).
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Từ phương trình \(0x + 7y = 14\) ta có \(7y = 14\) suy ra \(y = 2\).
Như vậy, phương trình đã cho có nghiệm tổng quát là \(\left( {x;\,\,2} \right)\) với \(x \in \mathbb{R}\).
Giá trị của \(a\) và \(b\) để cặp số \[\left( { - 2;\,\,3} \right)\] là nghiệm của hệ phương trình \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{ax + y = 5}\\{3x + by = 0}\end{array}} \right.\) là
\(\left( {a;\,\,b} \right) = \left( { - 3;\,\,3} \right)\).
\(\left( {a;\,\,b} \right) = \left( { - 2;\,\,1} \right)\).
\(\left( {a;\,\,b} \right) = \left( {2;\,\, - 4} \right)\).
\(\left( {a;\,\,b} \right) = \left( { - 1;\,\,2} \right)\).
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Để cặp số \(\left( { - 2;\,\,3} \right)\) là nghiệm của hệ phương trình, ta thay \(x = - 2\) và \(y = 3\) vào hệ phương trình, ta được: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a \cdot \left( { - 2} \right) + 3 = 5}\\{3 \cdot \left( { - 2} \right) + b \cdot 3 = 0}\end{array}} \right.\)
Giải hệ phương trình trên, ta được: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{ - 2a = 2}\\{ - 6 + 3b = 0}\end{array}} \right.\) hay \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = - 1}\\{b = 2.}\end{array}} \right.\)
Vậy, để cặp số \(\left( { - 2;\,\,3} \right)\) là nghiệm của hệ phương trình thì \(a = - 1\) và \(b = 2\).
Hình nào dưới đây biểu diễn tất cả các nghiệm của phương trình \[2x + y = 3?\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Ta có: \[2x + y = 3\] suy ra \[y = 3-2x.\]
Do đó, nghiệm của phương trình \[2x + y = 3\] được biểu diễn trên đường thẳng \[y = 3-2x.\]
Nhận thấy đường thẳng \[y = 3-2x\] đi qua các điểm \[\left( {0\,;\,\,3} \right)\] và \(\left( { - \frac{3}{2};0} \right)\).
Phát biểu “\(a\) không nhỏ hơn \(b\)” được biểu diễn bằng bất đẳng thức nào dưới đây?
\(a < b.\)
\(a \ge b.\)
\(a \le b.\)
\(a > b.\)
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Phát biểu “\(a\) không nhỏ hơn \(b\)” tức là “\(a\) lớn hơn hoặc bằng \(b\)” được biểu diễn như sau: \(a \ge b.\)
Nghiệm \[x = 5\] thỏa mãn bất phương trình nào dưới đây?
\[5 + 7x \le 11.\]
\[2,5x - 6 > 9 + 4x.\]
\[5 + 7x \ge 15.\]
\[3 - 0,2x > 13.\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Thay nghiệm \[x = 5\] vào các bất phương trình, ta được:
Với \[x = 5\] có \[5 + 7.5 \le 11\] hay \[40 \le 11\] (vô lí).
Nên \[x = 5\] không là nghiệm của bất phương trình \[5 + 7x \le 11.\]
Với \[x = 5\] có \[2,5.5 - 6 > 9 + 4.5\] hay \[6,5 > 29\] (vô lí).
Nên \[x = 5\] không là nghiệm của bất phương trình \[2,5x - 6 > 9 + 4x.\]
Với \[x = 5\] có \[5 + 7.5 \ge 15\] hay \[40 \ge 15\] (thỏa mãn).
Nên \[x = 5\] là nghiệm của bất phương trình \[5 + 7x \ge 15.\]
Với \[x = 5\] có \[3 - 0,2.5 > 13\] hay \[2 > 13\] (vô lí).
Nên \[x = 5\] không là nghiệm của bất phương trình \[3 - 0,2x > 13.\]
Vậy chọn đáp án C.
Cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\). Khi đó, \(\sin \widehat {ABC}\) bằng:
\(\frac{{AC}}{{BC}}.\)
\(\frac{{BC}}{{AC}}.\)
\(\frac{{AB}}{{BC}}.\)
\(\frac{{AB}}{{AC}}.\)
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Tam giác \[ABC\] vuông tại \[A\], ta có: \[\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{BC}}\].
Vậy ta chọn phương án A.
Cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\). Hệ thức nào sau đây là sai?
\(BC = \frac{{AC}}{{\sin B}}.\)
\(BC = \frac{{AB}}{{\sin C}}.\)
\(BC = \frac{{AC}}{{\cos C}}.\)
\(AB = \frac{{AC}}{{\tan C}}.\)
CHỌN D
Xét \(\Delta ABC\) vuông tại \(A\), ta có:
⦁ \(AC = BC \cdot \sin B = BC \cdot \cos C\) nên \(BC = \frac{{AC}}{{\sin B}} = \frac{{AC}}{{\cos C}}\);
⦁ \(AB = BC \cdot \sin C\) nên \(BC = \frac{{AB}}{{\sin C}}\).
⦁ \(\cot C = \frac{{AC}}{{AB}}\) nên \(AB = \frac{{AC}}{{\cot C}}\).
Vậy hệ thức ở phương án D là sai.
Cho \(\alpha \) và \(\beta \) là hai góc nhọn bất kì thỏa mãn \[\alpha + \beta = 90^\circ \] và \[\sin \alpha = 0,5.\] Khẳng định nào sau đây là đúng?
\[\sin \beta = 0,5.\]
\[\cos \beta = 0,5.\]
\[\tan \beta = 0,5.\]
\[\cot \beta = 0,5.\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Do \[\alpha + \beta = 90^\circ \] nên \[\cos \beta = \sin \alpha = 0,5.\]
Một cột đèn \(AB\) cao 6 m có bóng in trên mặt đất là \(AC\) dài \(3,5\;{\rm{m}}\). Góc (làm tròn đến phút) mà tia sáng từ đèn \(B\) tạo với mặt đất là
\(58^\circ 45\prime \).
\(59^\circ 50\prime \).
\(59^\circ 45\prime \).
\(59^\circ 4\prime \).
Đáp án đúng là: C
Xét \(\Delta ABC\) vuông tại \(A,\) ta có: \(\tan C = \frac{{AB}}{{AC}} = \frac{6}{{3,5}} = \frac{{12}}{7}\). Suy ra \(\widehat {C\,} \approx 59^\circ 45\prime \).
Phần 2. Câu trắc nghiệm đúng sai (2,0 điểm)
Cho phương trình \[x + 2y = 3.\]
a) Cặp số \[\left( {5;\,\, - 1} \right)\] là một nghiệm của phương trình đã cho.
b) Phương trình đã cho là phương trình bậc nhất một ẩn.
c) Tất cả nghiệm của phương trình đã cho được biểu diễn bởi đường thẳng \(y = 3 - \frac{1}{2}x.\)
d) Phương trình đã cho có vô số nghiệm, nghiệm tổng quát là \(\left( {3 - 2y;\,\,y} \right)\) với \(y \in \mathbb{R}\) tùy ý.
Hướng dẫn giải
Đáp án: a) Đúng. b) Sai. c) Sai. d) Đúng.
a) Đúng. Thay \(x = 5\) và \(y = - 1\) vào phương trình đã cho, ta được: \[5 + 2 \cdot \left( { - 1} \right) = 3.\]
Suy ra cặp số \[\left( {5;\,\, - 1} \right)\] là một nghiệm của phương trình \[x + 2y = 3.\] Do đó ý a) là đúng.
b) Sai. Phương trình \[x + 2y = 3\] là phương trình bậc nhất hai ẩn. Do đó ý b) là sai.
c) Sai.Viết lại phương trình \[x + 2y = 3\] thành \(y = \frac{3}{2} - \frac{1}{2}x\), khi đó tất cả các nghiệm của phương trình đã cho được biểu diễn bởi đường thẳng \(y = \frac{3}{2} - \frac{1}{2}x\). Do đó ý c) là sai.
d) Đúng.Phương trình \[x + 2y = 3\] là phương trình bậc nhất hai ẩn, có vô số nghiệm.
Viết lại phương trình \[x + 2y = 3\] thành \(x = 3 - 2y\).
Khi đó, nghiệm tổng quát của phương trình đó là: \(\left( {3 - 2y;\,\,y} \right)\) với \(y \in \mathbb{R}\) tùy ý. Do đó ý d) là đúng.
Cho bất phương trình \(m\left( {5x - 2} \right) < 1\).
a) Bất phương trình đã cho là bất phương trình bậc nhất ẩn \(x\) với \(m \in \mathbb{R}\) tùy ý.
b) Khi \(m = 1,\) bất phương trình đã cho có nghiệm là \(x < \frac{3}{5}\).
c) Khi \(m = - 1,\) bất phương trình đã cho có nghiệm là \(x < \frac{1}{5}\).
d) Khi \(m = - 2,\) bất phương trình đã cho có nghiệm nguyên lớn nhất là \( - 1\).
Hướng dẫn giải
Đáp án: a) Sai. b) Đúng. c) Sai. d) Sai.
a)Sai.Ta có: \(m\left( {5x - 2} \right) < 1\)
\[5mx - 2m - 1 < 0\]
Bất phương trình đã cho là bất phương trình bậc nhất ẩn \(x\) khi \(5m \ne 0\) hay \(m \ne 0\).
Do đó ý a) là sai.
b)Đúng.Khi \(m = 1,\) bất phương trình đã cho trở thành: \(5x - 2 < 1\) hay \(5x < 3\) nên \(x < \frac{3}{5}\).
Như vậy, khi \(m = 1,\) bất phương trình đã cho có nghiệm là \(x < \frac{3}{5}\). Do đó ý b) là đúng.
c)Sai.Khi \(m = - 1,\) bất phương trình đã cho trở thành: \( - 5x + 2 < 1\) hay \( - 5x < - 1\) nên \[x > \frac{1}{5}\].
Như vậy, khi \(m = - 1,\) bất phương trình đã cho có nghiệm là \[x > \frac{1}{5}\]. Do đó ý c) là sai.
d)Sai.Khi \(m = - 2,\) bất phương trình đã cho trở thành: \( - \,10x + 4 < 1\) hay \( - 10x < - 3\) nên \(x > \frac{3}{{10}}\).
Khi đó, bất phương trình có nghiệm nguyên nhỏ nhất là 1. Do đó ý d) là sai.
Phần 3. Câu hỏi trắc nghiệm trả lời ngắn (2,0 điểm)
Phương trình \(\frac{{2x - 5}}{{x + 4}} + \frac{x}{{4 - x}} = \frac{{17x - 56}}{{16 - {x^2}}}\) có bao nhiêu nghiệm?
Hướng dẫn giải
Đáp án: 2.
Điều kiện xác định: \(x \ne 4,\,\,x \ne - 4.\)
\(\frac{{2x - 5}}{{x + 4}} + \frac{x}{{4 - x}} = \frac{{17x - 56}}{{16 - {x^2}}}\)
\(\frac{{2x - 5}}{{x + 4}} - \frac{x}{{x - 4}} = \frac{{ - 17x + 56}}{{{x^2} - 16}}\)
\(\frac{{\left( {2x - 5} \right)\left( {x - 4} \right)}}{{\left( {x - 4} \right)\left( {x + 4} \right)}} - \frac{{x\left( {x + 4} \right)}}{{\left( {x - 4} \right)\left( {x + 4} \right)}} = \frac{{ - 17x + 56}}{{\left( {x - 4} \right)\left( {x + 4} \right)}}\)
\(\left( {2x - 5} \right)\left( {x - 4} \right) - x\left( {x + 4} \right) = - 17x + 56\)
\(2{x^2} - 8x - 5x + 20 - {x^2} - 4x = - 17x + 56\)
\({x^2} = 36\)
\(x = 6\) (thỏa mãn) hoặc \(x = - 6\) (thỏa mãn).
Vậy nghiệm của phương trình đã cho là \(x = 6;\,\,x = - 6.\)
Tìm tổng các hệ số \(x\) và \(y\) trong phản ứng hóa học đã được cân bằng sau:
\(x{\rm{KN}}{{\rm{O}}_3} \to 2{\rm{KN}}{{\rm{O}}_2} + y{{\rm{O}}_2}.\)
Hướng dẫn giải
Đáp án: 3.
a) Vì số nguyên tử của \({\rm{K,}}\,\,{\rm{N}}\) và \({\rm{O}}\) ở cả hai vế của phương trình phản ứng phải bằng nhau nên ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\x = 2\\3x = 2 \cdot 2 + 2y\end{array} \right.\) hay \(\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\3x = 4 + 2y.\end{array} \right.\)
Thay \(x = 2\) vào phương trình \(3x = 4 + 2y,\) ta được:
\(3 \cdot 2 = 4 + 2y,\) suy ra \(2y = 2\) nên \(y = 1.\)
Vậy\[x + y = 2 + 1 = 3.\]
Tìm số tự nhiên \(x\) nhỏ nhất thỏa mãn bất phương trình \[3 < \frac{{2x - 2}}{8}\].
Hướng dẫn giải
Đáp án: 14.
Ta có \[3 < \frac{{2x - 2}}{8}\]
\[2x - 2 > 24\]
\[2x > 26\]
\[x > 26:2\]
\[x > 13.\]
Do đó, bất phương trình có nghiệm \[x > 13.\]
Vậy số tự nhiên nhỏ nhất của \(x\) thỏa mãn bất phương trình đã cho là \[x = 14.\]
Cho tam giác \(ABC\) vuông tại \(A\) có \(AB = 5{\rm{\;cm}}\) và đường cao \(AH = 3{\rm{\;cm}}.\) Tính số đo góc \(C\) (làm tròn kết quả đến độ).
Hướng dẫn giải Đáp số: \(53.\) Xét \(\Delta ABH\) vuông tại \(H,\) ta có: \[\sin B = \frac{{AH}}{{AB}} = \frac{3}{5}.\] Xét \(\Delta ABC\) vuông tại \(A,\) ta có: \(\widehat {B\,} + \widehat {C\,} = 90^\circ \), suy ra \(\cos C = \sin B = \frac{3}{5}.\) | |
Sử dụng MTCT, ta bấm lần lượt các phím:
Trên màn hình cho kết quả \(53^\circ 7'48.37'',\) làm tròn đến phút ta được \(53^\circ .\)
B. TỰ LUẬN (3,0 điểm)
(1,0 điểm) Giải bài toán sau bằng cách lập hệ phương trình:
Theo các chuyên gia về sức khỏe, người trưởng thành cần đi bộ từ \(5\,\,000\) bước mỗi ngày sẽ rất tốt cho sức khỏe. Để rèn luyện sức khỏe, anh Sơn và chị Hà đề ra mục tiêu mỗi ngày một người phải đi bộ ít nhất \(6\,\,000\) bước. Hai người cùng đi bộ ở công viên và thấy rằng, nếu cùng đi trong 2 phút thì anh Sơn bước nhiều hơn chị Hà 20 bước. Hai người cùng giữ nguyên tốc độ đi như vậy nhưng chị Hà đi trong 5 phút thì lại đi nhiều hơn anh Sơn đi trong 3 phút là 160 bước. Hỏi mỗi ngày anh Sơn và chị Hà cùng đi bộ trong 1 giờ thì họ đã đạt được số bước tối thiểu mà mục tiêu đề ra hay chưa? (Giả sử tốc độ đi bộ hàng ngày của hai người không đổi)
Hướng dẫn giải
Gọi \[x,{\rm{ }}y\] (bước) lần lượt là số bước mà anh Sơn và chị Hà đi bộ trong 1 phút\[\left( {x,{\rm{ }}y \in \mathbb{N}*;\,\,x > y} \right).\]
Trong 2 phút, anh Sơn đi được \(2x\) (bước); chị Hà đi được \(2y\) (bước).
Nếu đi cùng trong 2 phút thì anh Sơn đi nhiều hơn chị Hà 20 bước nên
\(2x - 2y = 20\) hay \(x - y = 10\) \[\left( 1 \right)\]
Trong 3 phút anh Sơn đi được \(3x\) (bước)
Trong 5 phút chị Hà đi được \(5y\) (bước)
Do chị Hà đi trong 5 phút thì nhiều hơn anh Sơn đi trong 3 phút là 160 bước nên
\[5y - 3x = 160\] hay \[ - 3x + 5y = 160\] \[\left( 2 \right)\]
Từ \[\left( 1 \right)\] và \[\left( 2 \right)\] ta có hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x - y = 10\\ - 3x + 5y = 160\end{array} \right.\).
Nhân hai vế của phương trình thứ nhất với \(3,\) ta được hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}3x - 3y = 30\\ - 3x + 5y = 160\end{array} \right..\)
Cộng từng vế hai phương trình của hệ phương trình trên, ta được: \(2y = 190\) nên \(y = 95\) (thỏa mãn).
Thay \(y = 95\) vào phương trình thứ nhất của hệ ban đầu, ta được:
\[x - 95 = 10\] suy ra \(x = 10 + 95 = 105\) (thỏa mãn).
Mỗi ngày anh Sơn đi bộ trong 1 giờ nên số bước anh Sơn đi là \(105 \cdot 60 = 6\,\,300\) (bước)
Mỗi ngày anh Sơn đi bộ trong 1 giờ nên số bước chị Hà đi là \(95 \cdot 60 = 5\,\,700\) (bước)
Vậy anh Sơn đạt được mục tiêu đề ra, còn chị Hà thì không đạt mục tiêu đề ra.
Từ trên một ngọn hải đăng cao \(75\,\,{\rm{m}}\), người ta quan sát hai lần thấy một chiếc thuyền đang hướng về phía hải đăng với góc hạ lần lượt là \(30^\circ \) và \(45^\circ \) (xem hình vẽ). Hỏi chiếc thuyền đi được bao nhiêu mét giữa hai lần quan sát? (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)
Hướng dẫn giải 1. Xét tam giác \[ABC\] vuông tại \(A\), ta có: \(AB = BC\,.\,\cos C\) nên \(BC = \frac{{AB}}{{\cos C}} = \frac{6}{{\frac{3}{5}}} = 10\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\). |
|
Áp dụng định lí Pythagore, ta có: \(B{C^2} = A{B^2} + A{C^2}\)
\(A{C^2} = B{C^2} - A{B^2} = {10^2} - {6^2} = 64\), suy ra \(AC = 8\,\,{\rm{cm}}\).
Xét \(\Delta ABH\) và \(\Delta CBA\) có \(\widehat {AHB} = \widehat {BAC} = 90^\circ ;\,\,\widehat B\) chung.
Do đó .
Suy ra \(\frac{{AB}}{{BC}} = \frac{{BH}}{{AB}}\) hay \(A{B^2} = BH\,.\,BC\) nên \(BH = \frac{{A{B^2}}}{{BC}} = \frac{{{6^2}}}{{10}} = 3,6\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\).
Vậy \(BC = 10\,\,{\rm{cm}},\,\,AC = 8\,\,{\rm{cm}},\,\,BH = 3,6\,\,{\rm{cm}}.\)
2. Quãng đường chiếc thuyền đi được giữa hai lần quan sát là \(CD.\)
Xét \(\Delta BAC\) vuông tại \(A\) có \(AC = 75\cot \widehat {BCA} = 75\cot 45^\circ = 75\,\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Xét \(\Delta DAB\) vuông tại \(A\) có \(AD = 75\cot \widehat {BDA} = 75\cot 30^\circ = 75\sqrt 3 \,\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Quãng đường chiếc thuyền đi được giữa hai lần quan sát là:
\(CD = AD - AC = 75\sqrt 3 - 75 \approx 55\,\,\left( {\rm{m}} \right)\).
Vậy chiếc thuyền đi được khoảng 55 mét giữa hai lần quan sát.
(0,5 điểm) Người ta dùng 100 m rào để rào một mảnh vườn hình chữ nhật để thả gia súc. Biết một cạnh của mảnh vườn là bức tường (không phải rào). Tính diện tích lớn nhất của mảnh vườn để có thể rào được.
Hướng dẫn giải
⦁ Gọi \(x,\,\,y\) lần lượt là độ dài hai cạnh của mảnh vườn hình chữ nhật \(\left( {x > 0,\,\,y > 0} \right).\)
Số mét rào cần rào ba cạnh còn lại của mảnh vườn là: \(2x + y\) (mét).
Diện tích mảnh vườn là: \(xy\) (m2).
⦁ Chứng minh bất đẳng thức: \[ab \le {\left( {\frac{{a + b}}{2}} \right)^2}\,\,\,\,\left( * \right)\] với \(a,\,\,b\) là các số không âm.
Thật vậy, xét hiệu \({\left( {\frac{{a + b}}{2}} \right)^2} - ab = \frac{{{a^2} + 2ab + {b^2} - 4ab}}{4} = \frac{{{a^2} - 2ab + {b^2}}}{4} = \frac{{{{\left( {a - b} \right)}^2}}}{2}\)
Với mọi \(a,\,\,b\) là các số không âm, ta có:
\({\left( {a - b} \right)^2} \ge 0\) nên \(\frac{{{{\left( {a - b} \right)}^2}}}{2} \ge 0\) suy ra \({\left( {\frac{{a + b}}{2}} \right)^2} \ge ab\).
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(a = b.\) Như vậy bất đẳng thức \(\left( * \right)\) đã được chứng minh.
⦁ Áp dụng bất đẳng thức \(\left( * \right)\) ta được:
\[xy = 2 \cdot x \cdot \frac{y}{2} \le 2 \cdot {\left( {\frac{{x + \frac{y}{2}}}{2}} \right)^2} = \frac{1}{2} \cdot {\left( {\frac{{2x + y}}{2}} \right)^2} = \frac{1}{2} \cdot {\left( {\frac{{100}}{2}} \right)^2} = 1\,\,250{\rm{\;(}}{{\rm{m}}^2}{\rm{)}}{\rm{.}}\]
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(x = \frac{y}{2}\) và \(2x + y = 100\) hay \(2 \cdot \frac{y}{2} + y = 100\) tức là \(y = 50\), \(x = 25.\)
Vậy diện tích lớn nhất của mảnh vườn là \(1\,\,250{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}.\)
