Đề thi giữa kì 1 Toán 10 năm 2023-2024 THPT Phúc Lợi (Hà Nội) có đáp án
Đề thi

Đề thi giữa kì 1 Toán 10 năm 2023-2024 THPT Phúc Lợi (Hà Nội) có đáp án

A
Admin
ToánLớp 1079 lượt thi
24 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Hai chiếc tàu thủy đậu trên biển tại hai vị trí lần lượt là M, N cách nhau 400 m và thẳng hàng với điểm A là chân của một tháp hải đăng A Từ M và N người ta nhìn đỉnh B của tháp lần lượt dưới hai góc \(\widehat {AMB} = 30^\circ ,\widehat {ANB} = 45^\circ \) (tham khảo hình vẽ sau). Chiều cao AB của tháp là: (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)

Hai chiếc tàu thủy đậu trên biển tại hai vị trí lần lượt là M, N cách nhau 400 m và thẳng hàng với điểm A là chân của một tháp hải đăng A Từ M và N người ta nhìn đỉnh B của tháp lần lượt dưới (ảnh 1)

\(AB \approx 652m.\)

A B ≈ 4 7 6 m .

A B ≈ 9 6 6 m .

\(AB \approx 546m\)

Xem đáp án

Chọn D

Ta có: \(\widehat {MNB} = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \)\( \Rightarrow \widehat {MBN} = 180^\circ - 135^\circ - 30^\circ = 15^\circ \).

Áp dụng định lý sin trong tam giác \(MNB\) ta có:

\(\frac{{BM}}{{\sin \widehat {MNB}}} = \frac{{MN}}{{\sin \widehat {MBN}}}\)\( \Leftrightarrow \frac{{BM}}{{\sin 135^\circ }} = \frac{{400}}{{\sin 15^\circ }}\)\( \Leftrightarrow BM = \frac{{400.\sin 135^\circ }}{{\sin 15^\circ }} = 400\left( {\sqrt 3 + 1} \right)\).

Tam giác \(MAB\) vuông tại \(A\) có cạnh góc vuông \(AB\) đối diện góc \(30^\circ \) nên chiều cao

\(AB = \frac{1}{2}BM\)\( = 200\left( {\sqrt 3 + 1} \right) \approx 546\,m\).

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Điểm nào dưới đây không thuộc miền nghiệm của bất phương trình \[2x - 5y + 1 \ge 0?\]

\[{M_4}\left( {2;\frac{1}{5}} \right).\]

\[{M_3}\left( {\frac{3}{2};\,1} \right).\]

\[{M_2}\left( {\frac{1}{2};\, - 1} \right).\]

\[{M_1}\left( { - 2; - \frac{4}{5}} \right).\]

Xem đáp án

Chọn D

+ Với \(x = - 2,y = - \frac{4}{5}\) ta có \[2\left( { - 2} \right) - 5\left( { - \frac{4}{5}} \right) + 1 \ge 0 \Leftrightarrow 1 \ge 0\] là mệnh đề đúng \[ \Rightarrow {M_1}\left( { - 2; - \frac{4}{5}} \right)\] thuộc miền nghiệm của bất phương trình.

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho tam giác \(ABC\)có \(\widehat A = 30^\circ \), cạnh \(BC = 7cm\). Bán kính \(R\)của đường tròn ngoại tiếp tam giác \(ABC\)là

\(R = 10\left( {cm} \right)\).

\(R = \frac{2}{5}\left( {cm} \right)\).

\(R = 7\left( {cm} \right)\).

\(R = \frac{5}{2}\left( {cm} \right)\).

Xem đáp án

Chọn C

+ Áp dụng định lý sin ta có \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = 2R \Leftrightarrow R = \frac{{BC}}{{2\sin {{30}^0}}} = BC = 7.\)

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tập xác định của hàm số \[y = \frac{{\sqrt {x + 4} }}{{3x - 1}}\]là:

\[\left[ { - 4\,;\, + \infty } \right)\backslash \left\{ {\frac{1}{3}} \right\}\].

\[\left( { - 4\,;\, + \infty } \right)\backslash \left\{ {\frac{1}{3}} \right\}\].

\[\left[ { - 4\,; + \infty } \right)\].

\[\left( {\frac{1}{3};\, + \infty } \right)\].

Xem đáp án

Chọn A

+ Ta có hàm số xác định khi \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + 4 \ge 0}\\{3x - 1 \ne 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x \ge - 4}\\{x \ne \frac{1}{3}}\end{array}} \right.\).

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Biết \(\tan \alpha = 4\), khi đó giá trị của biểu thức \(A = \frac{{2\sin \alpha - 3\cos \alpha }}{{4\sin \alpha + \cos a}}\)bằng

\(\frac{4}{{17}}\).

\(\frac{1}{{17}}\).

\(\frac{2}{{17}}\).

\(\frac{5}{{17}}\).

Xem đáp án

Chọn D

+ Ta có \(A = \frac{{2\sin \alpha - 3\cos \alpha }}{{4\sin \alpha + \cos a}} = \frac{{cosx\left( {2\tan x - 3} \right)}}{{cosx\left( {4\tan x + 1} \right)}} = \frac{{2\tan x - 3}}{{4\tan x + 1}} = \frac{{2.4 - 3}}{{4.4 + 1}} = \frac{5}{{17}}.\)

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho tập \(X = \left\{ {x \in \mathbb{Z}\left| {\left( {{x^2} - 4} \right)\left( {x + 6} \right)\left( {2{x^2} - 7x + 5} \right) = 0} \right.} \right\}.\) Tính tổng \(S\)các phần tử của tập \(X.\)

\(S = - 9.\)

\(S = 24.\)

\(S = \frac{9}{2}.\)

\(S = - 5.\)

Xem đáp án

Chọn D

+ Ta có \(X = \left\{ {x \in Z\left| {\left( {{x^2} - 4} \right)\left( {x + 6} \right)\left( {2{x^2} - 7x + 5} \right) = 0} \right.} \right\} = \left\{ { - 6, - 2,1,2} \right\} \Rightarrow S = - 5.\)

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Mệnh đề phủ định của mệnh đề: \(\forall x \in \mathbb{R}:{x^2} + 2x + 2 < 0\)là

\(\exists x \in \mathbb{R}:{x^2} + 2x + 2 \ge 0\).

\(\forall x \in \mathbb{R}:{x^2} + 2x + 2 > 0\).

\(\forall x \in \mathbb{R}:{x^2} + 2x + 2 \le 0\).

\(\exists x \in \mathbb{R}:{x^2} + 2x + 2 > 0\).

Xem đáp án

Chọn A

+ Đặt A=''∀x∈ℝ:x2+2x+2<0''⇒A¯="∃x∈ℝ:x2+2x+2≥0".

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai?

Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai? (ảnh 1)

Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai? (ảnh 2)

Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai? (ảnh 3)

Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào sai? (ảnh 4)

Xem đáp án

Chọn B

+ Dùng MTCT

9. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho hai tập hợp \[A = \left[ {m - 10;m - 2} \right]\]; \[B = \left( {1;6} \right)\]. Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để \[A \cap B \ne \emptyset \].

\[5\].

\[9\].

\[12\].

\[4\].

Xem đáp án

Chọn C

Ta thấy \(A \cap B = \emptyset \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m - 2 \le 1\\m - 10 \ge 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m \le 3\\m \ge 16\end{array} \right.\)

Suy ra \(A \cap B \ne \emptyset \Leftrightarrow 3 < m < 16\). Lại có \(m \in Z \Rightarrow m \in \left\{ {4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;14;15} \right\}\)

Vậy có 12 giá trị nguyên của \(m\) đểCho hai tập hợp A=[m−10;m−2]; B=(1;6). Có bao nhiêu giá trị nguyên của m để A∩B≠∅. (ảnh 1)

.

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề sai là

\[\left[ { - 1;6} \right] \cap \left( {6;10} \right) = \left\{ 6 \right\}.\]

\[\left[ { - 2;3} \right) \cup \left[ {3; + \infty } \right) = \left[ { - 2; + \infty } \right).\]

\[\left[ { - 1;5} \right]\backslash \left( {0;7} \right) = \left[ { - 1;0} \right].\]

\[\mathbb{R}\backslash \left( { - \infty ;6} \right] = \left( {6; + \infty } \right).\]

Xem đáp án

Chọn A

+ Vì \[\left[ { - 1;6} \right] \cap \left( {6;10} \right) = \emptyset .\]

11. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho \(\sin \alpha = \frac{1}{3}\), với \(90^\circ < \alpha < 180^\circ \). Tính \(\cos \alpha \).

\(\cos \alpha = \frac{{2\sqrt 2 }}{3}.\)

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

\(\cos \alpha = \frac{2}{3}.\)

\(\cos \alpha = - \frac{2}{3}.\)

Xem đáp án

Chọn B

+ Từ \({\sin ^2}\alpha + c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\alpha = 1 \Rightarrow c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\alpha = 1 - {\sin ^2}\alpha = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9} \Rightarrow \cos \alpha = - \frac{{2\sqrt 2 }}{3}\) vì \(90^\circ < \alpha < 180^\circ \).

12. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho tam giác \[ABC\]có \[a = 8,b = 3,\widehat {C\,} = 120^\circ .\] Khi đó diện tích tam giác \[ABC\] bằng

\[24\,.\]

\[12.\]

\[12\sqrt 3 \].

\[6\sqrt 3 \].

Xem đáp án

Chọn D

+ Ta có diện tích tam giác \(ABC\) là \(S = \frac{1}{2}ab\sin C = \frac{1}{2}8.3.\sin 120^\circ = 6\sqrt 3 .\)

13. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Phần không bị gạch, kể cả biên trong hình vẽ là miền nghiệm của hệ bất phương trình nào?

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y \ge - 4\\x - y \ge - 4\\x \le 6\end{array} \right.\).

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y \le - 4\\x - y \ge - 4\\x \le 6\end{array} \right.\).

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y \ge - 4\\x - y \le - 4\\x \le 6\end{array} \right.\).

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y \le - 4\\x - y \le - 4\\x \le 6\end{array} \right.\).

Xem đáp án

Chọn A

+ Vì điểm \(O\left( {0;0} \right)\) thuộc miền nghiệm của cả ba bất phương trình trong hệ.

14. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho hai tập hợp \[A = \left\{ { - 2;0;4;9} \right\},B = \left\{ { - 2;4;9;18} \right\}\]. Khi đó tập \[A \cap B\]là tập nào sau đây?

\(\left\{ { - 2;4;9} \right\}\).

\(\left\{ { - 2;4} \right\}\).

\(\left\{ { - 2;0;4;9;18} \right\}\).

\(\left\{ {4;9} \right\}\).

Xem đáp án

Chọn A

+ Ta có \[A \cap B = \left\{ { - 2;4;9} \right\}.\]

15. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tập xác định của hàm số \[y = \frac{9}{{5 - x}} + \frac{1}{{{x^2} + 25}}\]là:

\[\mathbb{R}\backslash \left\{ { - 5;5} \right\}\].

\[\left( { - \infty ;5} \right]\].

\[\mathbb{R}\backslash \left\{ 5 \right\}\].

\[\left( { - \infty ;5} \right)\].

Xem đáp án

Chọn C

+ Ta có hàm số xác định khi \(5 - x \ne 0 \Leftrightarrow x \ne 5.\) Vậy tập xác định của hàm số là : \[D = \mathbb{R}\backslash \left\{ 5 \right\}\]

16. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Miền nghiệm của bất phương trình \(3x - 2y \ge - 6\)là miền mặt phẳng không bị gạch bỏ (không kể bờ), hình vẽ nào sau đây đúng ?

Miền nghiệm của bất phương trình 3x−2y≥−6là miền mặt phẳng không bị gạch bỏ (không kể bờ), hình vẽ nào sau đây đúng ? (ảnh 1)

Miền nghiệm của bất phương trình 3x−2y≥−6là miền mặt phẳng không bị gạch bỏ (không kể bờ), hình vẽ nào sau đây đúng ? (ảnh 2)

Miền nghiệm của bất phương trình 3x−2y≥−6là miền mặt phẳng không bị gạch bỏ (không kể bờ), hình vẽ nào sau đây đúng ? (ảnh 3)

Miền nghiệm của bất phương trình 3x−2y≥−6là miền mặt phẳng không bị gạch bỏ (không kể bờ), hình vẽ nào sau đây đúng ? (ảnh 4)

Xem đáp án

Chọn D

+ Ta thấy điểm \(O\left( {0;0} \right)\)thuộc miền nghiệm của bất phường trình \(3x - 2y \ge - 6\) và đường thẳng \(d:3x - 2y = - 6\)cắt trục \(Oy\) tại \(\left( {0;3} \right).\)

17. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tam giác \[ABC\]có \[\widehat B = 60^\circ \], \(\widehat C = 45^\circ \),\[AB = 5\]. Tính cạnh \[AC\].

\(\frac{{3\sqrt 2 }}{2}\).

\(\sqrt 6 \).

\(\frac{{5\sqrt 6 }}{2}\).

\(\frac{{2\sqrt 6 }}{3}\).

Xem đáp án

Chọn C

+ Áp dụng định lý sin ta có \(\frac{{AB}}{{\sin C}} = \frac{{AC}}{{\sin B}} \Rightarrow AC = \frac{{5.\sin 60^\circ }}{{\sin 45^\circ }} = \frac{{5\sqrt 6 }}{2}.\)

18. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Mệnh đề nào sau đây đúng?

"∃x∈ℕ,  2x+1=0"

"∃x∈ℕ,  x+1=0"

"∃x∈Z,  x+1=0"

"∃x∈ℕ,  2x−1=0"

Xem đáp án

Chọn C

+ Vì với \(x = - 1 \in \mathbb{Z}\) mệnh đề đúng.

19. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một công ty cần thuê xe để chở \(120\)thùng sơn và \(6,5\) tấn bột bả. Nơi thuê xe có hai loại xe A và B, trong đó loại xe A có \(9\)chiếc và loại xe B có \(8\) chiếc. Một chiếc xe loại A cho thuê với giá 4 triệu đồng, một chiếc xe loại B cho thuê với giá 3 triệu đồng. Biết rằng mỗi chiếc xe loại A có thể chở tối đa \(20\) thùng sơn và \(0,5\) tấn bột bả; mỗi chiếc xe loại B có thể chở tối đa \(10\) thùng sơn và \(2\) tấn bột bả. Hỏi phải thuê bao nhiêu xe mỗi loại để chi phí bỏ ra là thấp nhất?

2 xe loại A và 6 xe loại

5 xe loại A và 2 xe loại B.

4 xe loại A và 3 xe loại B.

3 xe loại A và 5 xe loại B.

Xem đáp án

Chọn B

Gọi \(x\)(xe), \(y\)(xe) lần lượt là số xe loại A và loại B cần phải thuê. Số tiền cần bỏ ra để thuê xe là: \(f\left( {x;y} \right) = 4x + 3y\) (triệu đồng)

Ta có \(x\) xe loại A và \(y\) xe loại B sẽ chở được \(20x + 10y\) thùng sơn và \(0,5x + 2y\) tấn bột bả.

Theo đề bài, ta có hệ bất phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}0 \le x \le 9\\0 \le y \le 8\\20x + 10y \ge 120\\0,5x + 2y \ge 6,5\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 \le x \le 9\\0 \le y \le 8\\2x + y \ge 12\\x + 4y \ge 13\end{array} \right.\)

Miền nghiệm của hệ bất phương trình trên là tứ giác \(ABCD\)(kể cả biên) với \(A\left( {5;2} \right),B\left( {9;1} \right)\), \(C\left( {9;8} \right)\), \(D\left( {2;8} \right)\) như hình vẽ

Một công ty cần thuê xe để chở 120thùng sơn và 6,5tấn bột bả. Nơi thuê xe có hai loại xe A và B, trong đó loại xe A có 9chiếc và loại xe B có 8chiếc.  (ảnh 1)

Ta có: \(f\left( {5;2} \right) = 26\); \(f\left( {9;1} \right) = 39\); \(f\left( {9;8} \right) = 60\); \(f\left( {2;8} \right) = 32\)

Suy ra \(f\left( {x;y} \right)\) nhỏ nhất khi \(\left( {x;y} \right) = \left( {5;2} \right)\)

Vậy để chi phí thuê là thấp nhất thì cần thuê \(5\) xe loại A và \(2\) xe loại B.

20. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tập xác định của hàm số \[y = \frac{9}{{\sqrt {x + 4} }} + \frac{{\sqrt {7 - 2x} }}{{{x^2} - 6x + 5}}\]là:

\[D = \left[ { - 4;\frac{7}{2}} \right)\].

\[D = \left( { - 4;\frac{7}{2}} \right]\backslash \left\{ 1 \right\}\]

\[D = \left[ { - 4;\frac{7}{2}} \right]\backslash \left\{ 1 \right\}\].

\[D = \mathbb{R}\backslash \left\{ {1;5;\frac{7}{2}} \right\}\].

Xem đáp án

Chọn B

+ Ta có hàm số xác định khi \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + 4 > 0}\\{7 - 2x \ge 0}\\{{x^2} - 6x + 5 \ne 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x > - 4}\\{x \le \frac{7}{2}}\\{x \ne 1,x \ne 5}\end{array}} \right. \Leftrightarrow x \in \left( { - 4;\frac{7}{2}} \right]\backslash \left\{ 1 \right\}.\)

21. Tự luận
• 1 điểm

(a) Cho hai tập hợp \(A = \left\{ {x \in \mathbb{N}| - 5 \le x \le 3} \right\}\) và \(B = \left\{ {x \in \mathbb{Z}|\left( {2x - 3{x^2}} \right)\left( {{x^2} - x - 2} \right) = 0} \right\}\).

Hãy liệt kê các phần tử của tập \(A\) và tập \(B\).

(b) Cho hai tập hợp \(A = \left( { - \infty ;3} \right]\) và \(B = \left( { - 5;9} \right)\). Tìm \(A \cap B\) và \({C_\mathbb{R}}\left( {A \cap B} \right)\).

Xem đáp án

Ta có: \( - 5 \le x \le 3\) mà \(x \in \mathbb{N}\) nên \(A = \left\{ {0;1;2;3} \right\}\)

Ta có: \(\left( {2x - 3{x^2}} \right)\left( {{x^2} - x - 2} \right) = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}2x - 3{x^2} = 0\\{x^2} - x - 2 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = \frac{2}{3}\\x = - 1\\x = 2\end{array} \right.\) Mà \(x \in \mathbb{Z} \Rightarrow B = \left\{ { - 1;0;2} \right\}\).

Ta có: \(A \cap B = \left( { - 5;3} \right] \Rightarrow \) \({C_\mathbb{R}}\left( {A \cap B} \right) = \mathbb{R}\backslash \left( { - 5;3} \right] = \left( { - \infty ; - 5} \right] \cup \left( {3; + \infty } \right).\)

22. Tự luận
• 1 điểm

Tìm tập xác định của các hàm số sau:

(a) \(y = \sqrt {5 - 2x} + \sqrt {1 + 3x} \).

(b) \(y = \frac{{\sqrt {x + 4} }}{{{x^2} + 3x - 10}}\).

Xem đáp án

a) Hàm số xác định khi \(\left\{ \begin{array}{l}5 - 2x \ge 0\\1 + 3x \ge 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \le \frac{5}{2}\\x \ge - \frac{1}{3}\end{array} \right.\).

Vậy tập xác định \(D = \left[ { - \frac{1}{3};\frac{5}{2}} \right]\).

b) Hàm số xác định khi \(\left\{ \begin{array}{l}x + 4 \ge 0\\{x^2} + 3x - 10 \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ge - 4\\x \ne - 5\\x \ne 2\end{array} \right.\).

Vậy tập xác định \(D = \left[ { - 4; + \infty } \right)\backslash \left\{ 2 \right\}\).

23. Tự luận
• 1 điểm

1) Biết \(\cos \alpha = - \frac{2}{3}\left( {{{90}^0} < \alpha < {{180}^0}} \right)\). Tính giá trị biểu thức \(P = \sqrt 5 \sin \alpha + \cos \alpha \).

2) (a) Cho tam giác ABC, biết \(AB = 4cm,\,AC = 9cm\) và \(\widehat {BAC} = {60^0}\). Tính độ dài cạnh BC.

(b) Cho tam giác ABC, biết \(\widehat {BAC} = {45^0},\,\widehat {ABC} = {30^0}\) và tam giác ABC có bán kính đường

tròn ngoại tiếp \(R = 4\). Tính diện tích tam giác ABC.

Xem đáp án

1) Từ \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1 \Leftrightarrow {\sin ^2}\alpha = 1 - c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\alpha = {\sin ^2}\alpha = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}\)

\( \Rightarrow \sin \alpha = \frac{{\sqrt 5 }}{3}\) vì \({90^0} < \alpha < {180^0}\).

Khi đó: \(P = \sqrt 5 \sin \alpha + \cos \alpha \, = \sqrt 5 .\left( {\frac{{\sqrt 5 }}{3}} \right) + \left( { - \frac{2}{3}} \right) = 1\)

2) a) dụng định lí côsin trong tam giác ABC, ta có:

\(B{C^2} = A{B^2} + A{C^2} - 2.AB.AC.\cos A\, = {4^2} + {9^2} - 2.4.9.\cos {60^0} = 61\). Vậy \(BC = \sqrt {61} \).

b) Áp dụng định lí sin trong tam giác ABC, ta có:

\(\frac{a}{{\sin A}} = 2R \Rightarrow a = 2R\sin A = 2.4.\sin {45^0} = 4\sqrt 2 \).

\(\frac{b}{{\sin B}} = 2R \Rightarrow b = 2R\sin B = 2.4.\sin {30^0} = 4\). \(\widehat {ACB} = {180^0} - \left( {\widehat {BAC} + \widehat {ABC}} \right) = {180^0} - \left( {{{30}^0} + {{45}^0}} \right) = {105^0}\).

Khi đó: \(S = \frac{1}{2}ab\sin C = \frac{1}{2}.4.4\sqrt 2 .\sin {105^0} = 4 + 4\sqrt 3 \).

24. Tự luận
• 1 điểm

Cho tam giác ABC có ba cạnh \(AB = c,\,BC = a,\,CA = b\) thỏa mãn \({a^3} = {b^3} + {c^3}\). Chứng minh rằng góc \(\widehat {BAC}\) nhọn và \(\widehat {BAC} > {60^0}\).

Xem đáp án

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}a,\,b,c > 0\\{a^3} = {b^3} + {c^3}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 < b < a\\0 < c < a\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 < \frac{b}{a} < 1\\0 < \frac{c}{a} < 1\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {\frac{b}{a}} \right)^3} < {\left( {\frac{b}{a}} \right)^2}\\{\left( {\frac{c}{a}} \right)^3} < {\left( {\frac{c}{a}} \right)^2}\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow {\left( {\frac{b}{a}} \right)^3} + {\left( {\frac{c}{a}} \right)^3} < {\left( {\frac{b}{a}} \right)^2} + {\left( {\frac{c}{a}} \right)^2} \Rightarrow \frac{{{b^3} + {c^3}}}{{{a^3}}} < \frac{{{b^2} + {c^2}}}{{{a^2}}}\)

\( \Rightarrow 1 < \frac{{{b^2} + {c^2}}}{{{a^2}}} \Rightarrow {b^2} + {c^2} - {a^2} > 0 \Rightarrow \frac{{{b^2} + {c^2} - {a^2}}}{{2bc}} > 0\)

Suy ra góc \(\widehat {BAC}\) nhọn.

\({a^3} = {b^3} + {c^3} = \left( {b + c} \right)\left( {{b^2} - bc + {c^2}} \right) > a\left( {{b^2} - bc + {c^2}} \right)\) \( \Rightarrow {a^2} > {b^2} - bc + {c^2} \Rightarrow \frac{{{b^2} + {c^2} - {a^2}}}{{2bc}} < \frac{1}{2} \Rightarrow \cos A < \cos {60^0}\)

Vậy \(\widehat {BAC} > {60^0}\).