Đề thi giữa kì 2 Toán 9 Kết nối tri thức cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 04
Đề thi

Đề thi giữa kì 2 Toán 9 Kết nối tri thức cấu trúc mới (có tự luận) có đáp án - Đề 04

A
Admin
ToánLớp 9128 lượt thi
21 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm
A. TRẮC NGHIỆM (7,0 điểm)

Phần 1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (3,0 điểm)

Hàm số \(y = a{x^2}\) có đồ thị nằm bên trên trục hoành khi

\(a \ne 0\).

\(a < 0\).

\(a = 0.\)

\(a > 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Đồ thị hàm số \(y = a{x^2}\) có đồ thị nằm bên trên trục hoành khi \(a > 0.\)

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Điểm đối xứng với điểm \(\left( { - 1;\,\, - 2} \right)\) qua trục tung có tọa độ là        

\(\left( { - 1;2} \right)\).

\(\left( { - 2; - 1} \right)\).

\(\left( {1;\,\, - 2} \right).\)

\(\left( {1;\,\,2} \right).\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hai điểm \(\left( {x;\,\,y} \right)\) và \(\left( { - x;\,\,y} \right)\) đối xứng với nhau qua trục tung \(Oy.\)

Do đó điểm đối xứng với điểm \(\left( { - 1;\,\, - 2} \right)\) qua trục tung có tọa độ là \(\left( {1;\,\, - 2} \right).\)

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho đồ thị hàm số \(y = - 3{x^2}\) đi qua điểm \(A\) có tung độ bằng \( - 6.\) Có bao nhiêu điểm thỏa mãn?

0.

1.

2.

3.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Thay \(y = - 6\) vào hàm số \(y = - 3{x^2},\) ta có \( - 3{x^2} = - 6\) suy ra \({x^2} = 2\) nên \(x = \sqrt 2 \) hoặc \(x = - \sqrt 2 .\)

Vậy có hai điểm thỏa mãn.

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Phương trình \(a{x^3} + b{x^2} + cx + d = 0\) là phương trình bậc hai một ẩn \(x\) khi        

\(a \ne 0,\,\,b \ne 0.\)

\(a = 0.\)

\(a = 0,\,\,b \ne 0.\)

\(a \ne 0,\,\,b = 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phương trình \(a{x^3} + b{x^2} + cx + d = 0\) là phương trình bậc hai một ẩn \(x\) khi \(a = 0,\,\,b \ne 0.\)

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho phương trình \[a{x^2} + bx + c = 0\]\[\left( {a \ne 0} \right)\] có biệt thức \[\Delta = {b^2} - 4ac\]. Phương trình đã cho vô nghiệm khi        

\(\Delta > 0.\)

\(\Delta \ge 0.\)

\(\Delta < 0.\)

\(\Delta \le 0.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phương trình \[a{x^2} + bx + c = 0\]\[\left( {a \ne 0} \right)\] vô nghiệm khi \(\Delta < 0.\)

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Nếu hai số \(x,\,\,y\) có tổng là \(S\) và tích là \(P\) thì hai số \(x,\,\,y\) là nghiệm của phương trình        

\({X^2} + SX - P = 0.\)

\({X^2} - SX + P = 0.\)

\[{X^2} - SX - P = 0.\]

\[{X^2} + SX + P = 0.\]

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Nếu hai số \(x,\,\,y\) có tổng là \(S\) và tích là \(P\) thì hai số \(x,\,\,y\) là nghiệm của phương trình \({X^2} - SX + P = 0.\)

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho phương trình \({x^2} + 7x = 15.\) Gọi \({x_1},\,\,{x_2}\) là hai nghiệm của phương trình. Khi đó giá trị của biểu thức \(x_1^2 + x_2^2 - {x_1}{x_2}\) là        

\( - 79.\)

\(79.\)

\( - 94.\)

\(94.\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Xét phương trình \({x^2} + 7x = 15\) hay \({x^2} + 7x - 15 = 0.\)

Phương trình có \(\Delta = {7^2} - 4 \cdot 1 \cdot \left( { - 15} \right) = 109 > 0\) nên phương trình có hai nghiệm phân biệt \({x_1},\,\,{x_2}.\)

Theo định lí Viète, ta có: \({x_1} + {x_2} = - 7;\,\,{x_1}{x_2} = - 15.\)

Khi đó, \[x_1^2 + x_2^2 - {x_1}{x_2} = x_1^2 + 2{x_1}{x_2} + x_2^2 - 3{x_1}{x_2} = {\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 3{x_1}{x_2} = {\left( { - 7} \right)^2} - 3 \cdot \left( { - 15} \right) = 49 + 45 = 94.\]

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Số đo của góc nội tiếp chắn cung có số đo \(50^\circ \) là        

\(25^\circ .\)

\(50^\circ .\)

\(100^\circ .\)

\(150^\circ .\)

Xem đáp án
Số đo của góc nội tiếp chắn cung có số đo 50 độ là A. 25 độ (ảnh 1)

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ta có .

Khi đó,  (do \(\widehat {AMB}\) là góc nội tiếp chắn cung nhỏ \(AB).\)

Vậy ta chọn phương án A.
9. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho tam giác đều \(ABC\) cạnh \(a\) thì có bán kính đường tròn nội tiếp là        

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

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

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

\[a\sqrt 3 .\]

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Tam giác đều cạnh \(a\) thì có bán kính đường tròn nội tiếp là \(r = \frac{{a\sqrt 3 }}{6}.\)

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho tứ giác \(ABCD\) là tứ giác nội tiếp. Khẳng định nào sau đây là đúng?        

\[\widehat {ABC} + \widehat {ADC} = 180^\circ \].

\[\widehat {BCA} + \widehat {DCA} = 180^\circ \].

\[\widehat {ABD} + \widehat {ADB} = 180^\circ \].

\[\widehat {ADB} + \widehat {BCA} = 180^\circ \].

Xem đáp án
Cho tứ giác ABCD là tứ giác nội tiếp. Khẳng định nào sau đây (ảnh 1)

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Tứgiác \(ABCD\) là tứ giác nội tiếp nên \(\widehat {ABC} + \widehat {ADC} = 180^\circ \) và \(\widehat {BCD} + \widehat {BAD} = 180^\circ \) (tổng hai góc đối của tứ giác nội tiếp bằng \(180^\circ ).\)

vậy ta chọn phương án A.
11. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Mỗi góc trong của lục giác đều có số đo bằng

\(90^\circ .\)

\(120^\circ .\)

\(135^\circ .\)

\(150^\circ .\)

Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

blobid97-1740482919.png

Lục giác đều được chia làm hai tứ giác nên có tổng số đo các góc là: \(2 \cdot 360^\circ  = 720^\circ .\)

Lục giác đều có 6 góc bằng nhau nên mỗi góc của lục giác đều có số đo là:

\(\frac{{720^\circ }}{6} = 120^\circ .\)
12. Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho hình vuông \(ABCD\) có tâm \(O.\) Phép quay thuận chiều \[90^\circ \] tâm \(O\) biến điểm \(A\) thành điểm        

\(A\).

\(B.\)

\(C.\)

\(D.\)

Xem đáp án
Cho hình vuông ABCD có tâm O. Phép quay thuận chiều 90 độ tâm  (ảnh 1)

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có \(O\) là tâm hình vuông \(ABCD\) nên \(OA = OB\) và \(\widehat {AOB} = 90^\circ .\)

Như vậy, phép quay thuận chiều \[90^\circ \] tâm \(O\) biến điểm \(A\) thành điểm \(B.\)
13. Đúng sai
• 1 điểm
Phần 2. Câu trắc nghiệm đúng sai

Cho hàm số \(y = 3{x^2}.\)

a

Đồ thị hàm số là một đường cong Parabol.

ĐúngSai
b

Đồ thị hàm số nằm bên dưới trục hoành.

ĐúngSai
c

Đồ thị hàm số đi qua điểm \(\left( { - 1; - 3} \right).\)

ĐúngSai
d

Đồ thị cắt đường thẳng \(y = - 3.\)

ĐúngSai
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

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

Xét hàm số \(y = 3{x^2}.\)

⦁ Đồ thị hàm số là một đường cong Parabol. Do đó ý a) là đúng.

⦁ Hàm số có \(a = 3 > 0\) nên đồ thị hàm số nằm bên trên trục hoành. Do đó ý b) là sai.

⦁ Thay \(x = - 1\) vào hàm số, ta được: \(y = 3 \cdot {\left( { - 1} \right)^2} = 3 \ne - 3.\) Như vậy đồ thị hàm số không đi qua điểm \(\left( { - 1; - 3} \right).\) Do đó ý c) là sai.

⦁ Do đồ thị nằm phía trên trục hoành và đường thẳng \(y = - 3\) nằm bên dưới trục hoành nên hai đồ thị \(y = 3{x^2}\) và \(y = - 3\) không cắt nhau. Do đó ý d) là sai.

14. Đúng sai
• 1 điểm
Cho tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AC.\) Cho \(AB = 3{\rm{\;cm}},\,\,BC = 4{\rm{\;cm}}.\) 
a

\(\widehat {BAC} = 90^\circ .\)

ĐúngSai
b

\(\cos \widehat {BDC} = \frac{3}{5}.\)

ĐúngSai
c

Đường tròn tâm \(O\) ngoại tiếp tam giác \(BCD.\)

ĐúngSai
d

Bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác \(BCD\) bằng \(5{\rm{\;cm}}.\)

ĐúngSai
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

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

Cho tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn tâm O đường kính  (ảnh 1)

⦁ Xét đường tròn tâm \(O\) đường kính \(AC\) có \(\widehat {ABC} = 90^\circ \) (góc nội tiếp chắn nửa đường tròn). Do đó ý a) là đúng.

⦁ Tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn nên \(\widehat {BDC} = \widehat {BAC}\) (hai góc nội tiếp cùng chắn cung \(BC).\)

Xét \(\Delta ABC\) vuông tại \(B,\) theo định lí Pythagore ta có \(A{C^2} = A{B^2} + B{C^2} = {3^2} + {4^2} = 25\), suy ra \(AC = 5{\rm{\;cm}}.\)

Do đó \(\cos \widehat {BDC} = \cos \widehat {BAC} = \frac{{AB}}{{AC}} = \frac{3}{5}.\) Như vậy, ý b) là đúng.

c) Tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn \(\left( O \right)\) nên đường tròn \(\left( O \right)\) đi qua các điểm \(B,\,\,C,\,\,D.\)

Như vậy, đường tròn tâm \(O\) ngoại tiếp tam giác \(BCD.\) Do đó ý c) là đúng.

d) Đường tròn tâm \(O\) có đường kính là \(AC\) nên bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác \(BCD\) bằng \(\frac{{AC}}{2} = \frac{5}{2} = 2,5{\rm{\;cm}}.\) Do đó ý d) là sai.

15. Điền vào chỗ trống
• 1 điểm
Phần 3. Câu hỏi trắc nghiệm trả lời ngắn

Trong mặt phẳng tọa độ \(Oxy,\) biết điểm có hoành độ bằng 1 là một điểm chung của parabol\(y = 2{x^2}\) và đường thẳng \(y = \left( {m - 1} \right)x - 2,\) với \(m\) là tham số. Xác định giá trị của \(m.\)

__

(1)
5
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp số: 5.

Gọi \(A\left( {1;\,\,{y_0}} \right)\) là giao điểm của parabol\(y = 2{x^2}\) và đường thẳng \(y = \left( {m - 1} \right)x - 2\) được nói đến.

Thay \(x = 1\) và \(y = {y_0}\) vào hàm số \(y = 2{x^2},\) ta được: \({y_0} = 2 \cdot {1^2} = 2.\) Khi đó, ta có \(A\left( {1;\,\,2} \right).\)

Thay \(x = 1,\,\,y = 2\) vào hàm số \(y = \left( {m - 1} \right)x - 2,\) ta được:

\(2 = \left( {m - 1} \right) \cdot 1 - 2\) hay \(m - 1 - 2 = 2,\) suy ra \(m = 5.\)

Vậy \(m = 5\) là giá trị cần tìm.

16. Điền vào chỗ trống
• 1 điểm
Có bao nhiêu giá trị nguyên của \[m\] thỏa mãn \( - 3 \le m \le 5\) thì phương trình \(m{x^2} - mx + 1 = 0\) có nghiệm?
__
(1)
5
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp số: 5.

⦁ Với \(m = 0,\) phương trình đã cho trở thành \(1 = 0\), phương trình này vô nghiệm.

⦁ Với \(m \ne 0,\) phương trình đã cho là phương trình bậc hai ẩn \(x\) có \(\Delta = {\left( { - m} \right)^2} - 4 \cdot m \cdot 1 = {m^2} - 4m.\)

Khi đó, phương trình có nghiệm khi và chỉ khi \[\Delta \ge 0,\] tức là \({m^2} - 4m \ge 0.\)

Giải bất phương trình:

\({m^2} - 4m \ge 0\)

\(m\left( {m - 4} \right) \ge 0\)

Trường hợp 1: \(m \ge 0\) và \(m - 4 \ge 0\)

 \(m \ge 0\) và \(m \ge 4\)

 \(m \ge 4\).

 Kết hợp với điều kiện \(m \ne 0,\) ta có \(m \ge 4.\)

Trường hợp 2: \(m \le 0\) và \(m - 4 \le 0\)

 \(m \le 0\) và \(m \le 4\)

 \(m \le 0\).

 Kết hợp với điều kiện \(m \ne 0,\) ta có \(m < 0.\)

Từ kết quả của hai trường hợp trên, ta có: \(m < 0\) hoặc \(m \ge 4\).

Theo bài, \( - 3 \le m \le 5\) nên \( - 3 \le m < 0\) hoặc \(4 \le m \le 5.\)

Lại có \(m\) là số nguyên nên ta có \(m \in \left\{ { - 3;\,\, - 2;\,\, - 1;\,\,4;\,\,5} \right\}.\)

Vậy có 5 giá trị nguyên của \(m\) thỏa mãn yêu cầu đề bài.

17. Điền vào chỗ trống
• 1 điểm

Cho tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn (hình vẽ) có hai cạnh \(AD\) và \(BC\) cắt nhau tại \(E.\) Hãy tính số đo độ của góc \(BCD\) khi biết \(\widehat {DEC} = 45^\circ \) và \(\widehat {ADx} = 120^\circ .\)

___
(1)
75
Xem đáp án
Cho tứ giác ABCD nội tiếp đường tròn (hình vẽ) có hai cạnh  (ảnh 1)

Hướng dẫn giải

Đáp số: 75.

Ta có \(\widehat {ADx} + \widehat {ADC} = 180^\circ \) (hai góc kề bù)

Tứ giác \(ABCD\) nội tiếp đường tròn nên \(\widehat {ABC} + \widehat {ADC} = 180^\circ \) (tổng hai góc đối nhau trong một tứ giác nội tiếp).

Suy ra \(\widehat {ABC} = \widehat {ADx} = 120^\circ .\)

Mà \(\widehat {ABC}\) là góc ngoài tại đỉnh \(B\) của tam giác \(ABE\) nên \(\widehat {ABC} = \widehat {AEB} + \widehat {BAE}\)

Suy ra \(\widehat {BAE} = \widehat {ABC} - \widehat {AEB} = 120^\circ  - 45^\circ  = 75^\circ .\)

Lại có \(\widehat {BAE} + \widehat {BAD} = 180^\circ \) (hai góc kề bù) và \(\widehat {BCD} + \widehat {BAD} = 180^\circ \) (tổng hai góc đối nhau trong tứ giác \(ABCD\) nội tiếp).

Suy ra \(\widehat {BCD} = \widehat {BAE} = 75^\circ .\)

18. Điền vào chỗ trống
• 1 điểm

Cho hình lục giác đều \(ABCDEG\) (các đỉnh của lục giác theo thứ tự cùng chiều kim đồng hồ) có tâm \(O.\) Phép quay ngược chiều tâm \(O\) biến điểm \(A\) thành điểm \(E\) có góc quay là bao nhiêu độ?

____

(1)
120
Xem đáp án

Hướng dẫn giải

Đáp số: 120.

Vì \(ABCDEG\) là lục giác đều nên \(AB = BC = CD = DE = EG = GA\) và \(OA = OB = OC = OD = OE = OG\).

Cho hình lục giác đều ABCDEG (các đỉnh của lục giác theo thứ tự cùng  (ảnh 1)

Xét \(\Delta OAB\) và \(\Delta OBC\) có:

\(OA = OB,\,\,OB = OC,\,\,AB = BC\)

Do đó \(\Delta OAB = \Delta OBC\) (c.c.c)

Suy ra \(\widehat {AOB} = \widehat {BOC}\) (hai góc tương ứng).

Tương tự, ta sẽ chứng minh được

\(\widehat {AOB} = \widehat {BOC} = \widehat {COD} = \widehat {DOE} = \widehat {EOG} = \widehat {GOA}.\)

Lại có \(\widehat {AOB} + \widehat {BOC} + \widehat {COD} + \widehat {DOE} + \widehat {EOG} + \widehat {GOA} = 360^\circ \)

Suy ra \(6\widehat {GOA} = 360^\circ \) nên \[\widehat {AOB} = \widehat {BOC} = \widehat {COD} = \widehat {DOE} = \widehat {EOG} = \widehat {GOA} = 60^\circ .\]

Do đó, \(\widehat {AOE} = \widehat {GOA} + \widehat {EOG} = 60^\circ + 60^\circ = 120^\circ .\)

Lại có \(OA = OE.\) Như vậy, phép quay ngược chiều \(120^\circ \) tâm \(O\) biến điểm \(A\) thành điểm \(E.\)

19. Tự luận
• 1 điểm

B. TỰ LUẬN (3,0 điểm)

Giải bài toán sau bằng cách lập phương trình:

Sau dịp Tết Nguyên đán, hai anh em Hoàng có được số tiền mừng tuổi là 3,5 triệu đồng, hai anh em nhờ mẹ gửi số tiền đó vào ngân hàng. Mẹ nói với hai anh em: “Sau hai năm nữa, các con sẽ nhận được số tiền cả gốc lẫn lãi là \[3,875\] triệu đồng”. Hỏi thời điểm mẹ Hoàng gửi tiền, lãi suất ngân hàng là bao nhiêu phần trăm một năm, biết rằng số tiền lãi sau năm thứ nhất sẽ được tính vào tiền gốc của năm thứ hai.

Xem đáp án

Gọi lãi suất của ngân hàng tại thời điểm mẹ Hoàng gửi tiền là \(a\% \) một năm \(\left( {0 < a < 100} \right).\)

Số tiền lãi sau năm thứ nhất gửi là \(3,5a\% = 0,035a\) (triệu đồng).

Tổng số tiền đem gửi năm thứ hai là: \(3,5 + 0,035a\) (triệu đồng).

Số tiền lãi sau năm thứ hai gửi là: \(\left( {3,5 + 0,035a} \right) \cdot a\% = 0,035a + 0,00035{a^2}\) (triệu đồng).

Theo đề bài, sau hai năm tổng số tiền cả gốc lẫn lãi mà anh em Hoàng nhận được là \[3,875\] triệu đồng nên ta có phương trình:

\[3,5 + 0,035a + 0,035a + 0,00035{a^2} = 3,875\]

\[0,00035{a^2} + 0,07a - 0,375 = 0\]

\[7{a^2} + 1400a - 7500 = 0\]

Giải phương trình trên ta được hai nghiệm \({a_1} \approx 5,2\) (thỏa mãn); \({a_2} = - 205,2\) (loại).

Vậy lãi suất của ngân hàng tại thời điểm mẹ Hoàng gửi tiền là khoảng \(5,2\% \) mỗi năm.

20. Tự luận
• 1 điểm

Cho phương trình \({x^2} - 2x + m - 1 = 0\) (với \(m\) là tham số). Tìm các giá trị của tham số \(m\) để phương trình có hai nghiệm phân biệt \({x_1},\,\,{x_2}\) thỏa mãn: \(x_1^2 - 3{x_1}{x_2} = 2{m^2} - x_2^2 + \sqrt {x_1^2x_2^2 - 4m + 8} .\)

Xem đáp án

Xét phương trình \({x^2} - 2x + m - 1 = 0\)\(\left( * \right)\)

Ta có: \(\Delta ' = {\left( { - 1} \right)^2} - 1 \cdot \left( {m - 1} \right) = 1 - m + 1 = 2 - m.\)

Để phương trình có hai nghiệm phân biệt \({x_1},\,\,{x_2}\) thì \(\Delta ' > 0\), tức là \(2 - m > 0\) hay \(m < 2.\)

Theo định lí Viète, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} + {x_2} = 2\\{x_1}{x_2} = m - 1.\end{array} \right.\)

Theo bài, \(x_1^2 - 3{x_1}{x_2} = 2{m^2} - x_2^2 + \sqrt {x_1^2x_2^2 - 4m + 8} \)

\(x_1^2 + x_2^2 - 3{x_1}{x_2} - 2{m^2} = \sqrt {x_1^2x_2^2 - 4m + 8} \)

\({\left( {{x_1} + {x_2}} \right)^2} - 5{x_1}{x_2} - 2{m^2} = \sqrt {{{\left( {{x_1}{x_2}} \right)}^2} - 4m + 8} \)

\({2^2} - 5\left( {m - 1} \right) - 2{m^2} = \sqrt {{{\left( {m - 1} \right)}^2} - 4m + 8} \)

\(4 - 5m + 5 - 2{m^2} = \sqrt {{m^2} - 2m + 1 - 4m + 8} \)

\( - 2{m^2} - 5m + 9 = \sqrt {{m^2} - 6m + 9} \)

\( - 2{m^2} - 5m + 9 = \sqrt {{{\left( {m - 3} \right)}^2}} \)

\( - 2{m^2} - 5m + 9 = \left| {m - 3} \right|\,\,\,\left( {**} \right)\)

Vì \(m < 2\) nên \(m - 3 < 0,\) suy ra \(\left| {m - 3} \right| = 3 - m.\)

Khi đó, phương trình \(\left( {**} \right)\) trở thành:

\( - 2{m^2} - 5m + 9 = 3 - m\)

\( - 2{m^2} - 4m + 6 = 0\)

\({m^2} + 2m - 3 = 0\)

\(m = 1\) (thỏa mãn) hoặc \(m = - 3\) (thỏa mãn)

Vậy các giá trị của \(m\) thoả mãn yêu cầu đề bài là \(m \in \left\{ {1;\,\, - 3} \right\}.\)

21. Tự luận
• 1 điểm

(1,5 điểm) Cho đường tròn \(\left( {O;R} \right).\) Từ điểm \(M\) nằm ngoài đường tròn \[\left( {O;R} \right),\]kẻ các tiếp tuyến \[MA\]và \[MB\]với đường tròn đó \[(A,{\rm{ }}B\]là các tiếp điểm) sao cho \(MA = R\sqrt 3 .\)

1.Chứng minh rằng tứ giác \(AMBO\) nội tiếp đường tròn.

2. Tính bán kính đường tròn nội tiếp tam giác \(MAB.\)

3. Vẽ đường thẳng \(d\) đi qua \[M\] cắt đường tròn \(\left( O \right)\) tại hai điểm \[P,{\rm{ }}Q\] sao cho \(P\) nằm giữa \(M\) và \(Q.\)Xác định vị trí của đường thẳng \[d\] sao cho \[MP + MQ\]đạt giá trị nhỏ nhất.

Xem đáp án
Chứng minh rằng tứ giác AMBO nội tiếp đường tròn (ảnh 1)

1. Ta có \[MA,{\rm{ }}MB\]là các tiếp tuyến của đường tròn \(\left( O \right)\)lần lượt tại \[A\] và \[B\] nên \[MA \bot OA,{\rm{ }}MB \bot OB.\]

Xét \(\Delta OAM\) vuông tại \[A,\] theo định lí Pythagore, ta có:

\(O{M^2} = M{A^2} + O{A^2} = {\left( {R\sqrt 3 } \right)^2} + {R^2} = 4{R^2}\)

Suy ra \[OM = 2R.\]

Gọi \[I\] là giao điểm của \[\left( O \right)\]với tia \[OM,\]ta có \[OI = R\]nên \[IM = OM--OI = 2R--R = R.\]

Do đó, \[IM = IO = R\]nên \[I\]là trung điểm của \[OM.\]

Do \[\Delta OAM\]vuông tại \[A\] nên trung điểm \[I\] của cạnh huyền \[OM\]là tâm đường tròn ngoại tiếp \(\Delta OAM.\)

Do \[\Delta OBM\]vuông tại \[B\] nên trung điểm \[I\] của cạnh huyền \[OM\]là tâm đường tròn ngoại tiếp \[\Delta OBM.\]

Do đó bốn điểm \[A,{\rm{ }}M,{\rm{ }}B,{\rm{ }}O\]cùng nằm trên đường tròn \[\left( I \right)\]đường kính \[OM.\]

Vậy tứ giác \(AMBO\) nội tiếp đường tròn \[\left( I \right)\]đường kính \[OM.\]

2. Xét \[\Delta OAM\]vuông tại \[A,\] ta có: \(\sin \widehat {AMO} = \frac{{OA}}{{OM}} = \frac{1}{2}\). Suy ra \(\widehat {AMO} = 30^\circ .\)

Do \[MA,{\rm{ }}MB\]là hai tiếp tuyến của đường tròn \[\left( O \right)\]cắt nhau tại \[M\] nên \[MA = MB\]và \[MO\]là tia phân giác của góc \[AMB,\] suy ra \(\widehat {AMB} = 2\widehat {AMO} = 2 \cdot 30^\circ = 60^\circ .\)

Vì vậy tam giác \[AMB\]là tam giác đều có \(MA = MB = AB = R\sqrt 3 \) (1)

Theo câu 1, ta có \(I\) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \[AMB.\] Tam giác đều \(MAB\) có \(I\) là tâm đường tròn ngoại tiếp nên cũng đồng thời là tâm đường tròn nội tiếp tam giác. (2)

Từ (1), (2) suy ra đường tròn nội tiếp tam giác đều \[MAB\]cạnh \(R\sqrt 3 \) có tâm là \[I\] và bán kính là \(\frac{{R\sqrt 3 \cdot \sqrt 3 }}{6} = \frac{R}{2}.\)

3. Ta có \(\widehat {MBO} = \widehat {MBP} + \widehat {PBO} = 90^\circ \) suy ra \(\widehat {MBP} = 90^\circ - \widehat {PBO}.\) (3)

Do \(\Delta OBP\)cân tại \[O\] (vì\[OB = OP)\]nên ta có:

\(\widehat {PBO} = \widehat {BPO} = \frac{{180^\circ - \widehat {BOP}}}{2} = 90^\circ - \frac{1}{2}\widehat {BOP}.\)

Xét đường tròn \[\left( O \right)\]có \(\widehat {BQP},\,\,\widehat {BOP}\) lần lượt là góc nội tiếp và góc ở tâm cùng chắn cung \[BP\]nên \(\widehat {BQP} = \frac{1}{2}\widehat {BOP}.\)

Do đó \(\widehat {PBO} = 90^\circ - \widehat {BQP}.\) Hay \(\widehat {BQP} = 90^\circ - \widehat {PBO}.\) (4)

Từ (3) và (4) suy ra \(\widehat {MBP} = \widehat {BQP}.\)

Xét \(\Delta MPB\)và \(\Delta MBQ\)có:

\(\widehat {BMQ}\) là góc chung, \(\widehat {MBP} = \widehat {MQB}\)

Do đó  (g.g).

Suy ra \(\frac{{MB}}{{MQ}} = \frac{{MP}}{{MB}}\) hay \[MP \cdot MQ = M{B^2} = {\left( {R\sqrt 3 } \right)^2} = 3{R^2}.\]

Lại có \[{\left( {MQ--MP} \right)^2} \ge 0\]hay \[{\left( {MQ + MP} \right)^2} \ge 4MQ \cdot MP\]

Suy ra \[{\left( {MQ + MP} \right)^2} \ge 4 \cdot 3{R^2} = 12{R^2}\]

Do đó \(MQ + MP \ge \sqrt {12{R^2}} = 2R\sqrt 3 \) (dấu “=” xảy ra khi \[MQ = MP).\]

Vậy \[MP + MQ\]đạt giá trị nhỏ nhất bằng \(2R\sqrt 3 ,\) khi đó \[MQ = MP\]hay đường thẳng \[d\] đi qua \[M\] và \[A\] hoặc \[d\] đi qua \[M\] và \[B.\]