Đề thi tuyển sinh vào Lớp 10 môn Toán - Năm học 2021-2022 - Trường THPT chuyên Hà Tĩnh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi tuyển sinh vào Lớp 10 môn Toán - Năm học 2021-2022 - Trường THPT chuyên Hà Tĩnh (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH KỲ THI TUYỂN VÀO LỚP 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ TĨNH ĐỀ THI CHÍNH THỨC NĂM HỌC: 2021 – 2022 MÔN: TOÁN CHUYÊN Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1. (1, 5 điểm) Cho a,b,c lả các số thực đôi một phân biệt, rút gọn biểu thức: (a b)3 (b c)3 (c a)3 A a2 (b c) b2 (c a) c2 (a b) Câu 2. (2, 5 điểm) a) Giai phương trinh: 9x2 x2 x 5 ( 3x 1 1)2 . 3 2 3 x xy 2y 0 b) Giải hệ phương trình: . 3 2 2x x 8y 3y 4 Câu 3. (2, 5 điểm) a) Tìm các số nguyên m,n thỏa mãn m(m 1)(m 2) n2 . b) Cho x, y là các số thực dương thỏa mãn x y xy 3. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: x y P 9 x2 9 y2 4 Câu 4. (2, 5 điểm). Cho nửa đường tròn tâm O đường kính AB . Gọi I là điểm chính giữa cung AB . Trên cung lớn AB của đường tròn tâm I bán kính IA lấy điểm C sao cho tam giác ABC nhọn. Gọi M , N lần lượt là giao điểm của CA,CB với nửa đường tròn đường kính AB(M khác A, N khác B ): J là giao điểm của AN với BM . a) Chứng minh MBC và NAC là các tam giác cân. b) Chứng minh I là trực tâm của tam giác CMN . CJ c) Gọi K là trung điểm của IJ , tính tỉ số . OK Câu 5. (1, 0 điểm) Cho tập hợp X {1;2;3;4;5;6;7;8;9}, chia tập hơp X thành hai tập hợp khác rỗng và không có phần tử chung. Chứng minh rằng với mọi cách chia thì luôn tồn tại 3 số a,b,c trong một tập hợp thỏa mãn a c 2b . HẾT Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
2. HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI CHUYÊN TOÁN HÀ TĨNH Câu 1. (1, 5 điểm) Cho a,b,c lả các số thực đôi một phân biệt, rút gọn biểu thức: (a b)3 (b c)3 (c a)3 A a2 (b c) b2 (c a) c2 (a b) Lời giải Ta biết rẳng nểu x y z 0 thi x3 y3 z3 3xyz (x y z) x2 y2 z2 xy yz zx 0 do đó: x3 y3 z3 3xyz Ta có: a2 (b c) b2 (c a) c2 (a b) (a b)c2 a2 b2 c ab(a b) 2 (a b) c (a b)c ab (a b)(c a)(c b) (a b)(b c)(c a). Đặt x a b, y b c, z c a khi đó ta có: x3 y3 z3 A 3 xyz Vậy A 3 . Câu 2. (2, 5 điểm) a) Giai phương trinh: 9x2 x2 x 5 ( 3x 1 1)2 . 3 2 3 x xy 2y 0 b) Giải hệ phương trình: . 3 2 2x x 8y 3y 4 Lời giải 1 a) Điều kiện: x . Phương trình tương đương: 3 9x2 ( 3x 1 1)2 x2 x 5 ( 3x 1 1)2 ( 3x 1 1)2 9x2 ( 3x 1 1)2 x2 x 5 9x2 x 0 2 2 x x 5 ( 3x 1 1) (1)
3. (1) x2 2x 7 2 3x 1 2x2 4x 14 4 3x 1 2x2 7x 15 3x 1( 3x 1 4) 0 3(x 5) 3x 1 (x 5)(2x 3) 0 3x 1 4 3 3x 1 (x 5) 2x 3 0 3x 1 4 x 5 3 3x 1 2x 3 0 3x 1 4 1 3 3x 1 Do x 2x 3 0 2x 3 0 vô nghiệm. 3 3x 1 4 Vây phương trình đã cho có nghiệm x 0, x 5 . 1 x 0 2 b) Điều kiện: 2x3 x 0 1 x 2 Phương trình thứ nhất của hệ tương đương: x3 xy2 2y3 0 x3 y3 xy2 y3 0 (x y) x2 xy y2 y2 (x y) 0 (x y) x2 xy 2y2 0 x y 2 2 x xy 2y 0 Với x y , thay vào phương trình thứ hai ta được: 2x3 x 8x2 3x 4 0. x 0 3 x 0 x 0 Nếu 2x x x 0 3 2 ∣ 1 2x x x x(2x 1)(x 1) 0 x 2 1 Với x 0 , ta thấy phương trinh vô nghiệm và phương trình nhận một nghiệm là x . 2 1 Do đó xét x , phương trinh tương đương: 2
4. 2x3 x x 8x2 4x 4 0 x(2x 1)(x 1) 4(2x 1)(x 1) 0 2x3 x x x (2x 1)(x 1) 4 0 2x3 x x x ∣ 4 0 2x3 x x Ta có: x 4 0 4 2x3 x 5x 2x3 x x x 0 x 0 x 0 25 9 33 x 32x3 16x 25x2 x(32x2 16x 25) 0 32x2 16x 25 0 64 Do đó trong trường hợp này hệ có ba nghiệm: 1 1 25 9 33 25 9 33 (x; y) (1; 1), ; , ; . 2 2 64 64 2 2 2 y 7 2 Với x xy 2y 0 x y 0 x y 0.(loại) 2 4 1 1 25 9 33 25 9 33 Vây hệ đã cho có ba nghiệm: (x; y) (1; 1), ; , ; . 2 2 64 64 Câu 3. (2, 5 điểm) a) Tìm các số nguyên m,n thỏa mãn m(m 1)(m 2) n2 . b) Cho x, y là các số thực dương thỏa mãn x y xy 3. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: x y P 9 x2 9 y2 4 Lời giải a) Do n2 0 nên suy ra m(m 1)(m 2) 0 , suy ra m 2 . Ta xét các trường hợp sau. - Trường hợp 1. Xét m 0 hoặc m 1 hoặc m 2 , khi đó tồn tại n 0 thỏa mãn yêu cầu bài toán. - Trường hợp 2. Xét m không thuộc tập hợp { 2; 1;0}. Khi đó m(m 1)(m 2) n2 0 . Ta có các khả năng sau:
5. + Nếu m là số lẻ thì (m;m 1) (m 1;m 2);(m;m 2) 1. Do đó để tích là số chính phương thì m,m 1,m 2 là ba số chính phương. Nhưng m,m 1 là hai số nguyên liên tiếp nên không thể cùng là số chính phương. + Nếu m là số chẵn thì (m;m 2) 2;(m;m 1) (m 1;m 2) 1. Do đó để tích trên là số chính phương thì m 2 2a2 ;m 1 b2 ;m 2c2 với a,b,c là các số nguyên dương và (a;c) 1 . Suy ra 2 a2 c2 2 (a c)(a c) 1 a c a c 1 a 1;c 0 Không thỏa mãn do a, b, c nguyên dương Các cặp số nguyên thỏa mãn yêu cầu bài toán là (m;n) ( 2;0),( 1;0),(0;0) b) Đặt a x y 0 xy 3 a a2 x y 2 4xy 4(x y) 4xy 12 4a a2 12 (a 2)(a 6) 0 a 2 Theo bất đẳng thức AM-GM 2 1 1 8 9 x 9 x2 2 2 9 x2„ 2 2 2 2 2 17 x2 9 x2 4 2 4 2 17 y2 Tương tự 9 y2 4 2 4 2 17 1 x y p„ (x y)2 2xy 2 2 4 2 4 1 1 a 17 p a2 (3 a) 4 2 2 2 4 2 2 1 ( 2 1) 1 2 1 p a2 a 5 2 P 22 2 5 2 4 2 4 4 2 4 1 P„ 4 2 Dấu “=” xảy ra khi a = 2 hay x = y =1 2 Câu 4. (2, 5 điểm). Cho nửa đường tròn tâm O đường kính AB . Gọi I là điểm chính giữa cung AB . Trên cung lớn AB của đường tròn tâm I bán kính IA lấy điểm C sao cho tam giác ABC nhọn. Gọi M , N lần lượt là giao điểm của CA,CB với nửa đường tròn đường kính AB(M khác A, N khác B ): J là giao điểm của AN với BM .
6. a) Chứng minh MBC và NAC là các tam giác cân. b) Chứng minh I là trực tâm của tam giác CMN . CJ c) Gọi K là trung điểm của IJ , tính tỉ số . OK C I N K M J A H O B S Lời giải a) Vì I là điểm chính giữa cung AB nên tam giác IAB vuông cân tại I . 1 1 Khi đó: ·ACB ·AIB 90 45 , hay ·ACN 45 2 2 Mặt khác ·ANC 180 ·ANB 180 90 90 . NAC vuông tại N có ·ACN 45 nên NAC vuông cân tại N . Chứng minh tương tự ta cũng có: B· CM 45 và MBC vuông tại M nên MBC vuông cân tại M . Từ đây suy ra điều phải chứng minh.
7. b) Ta có: I·NC I·AB 450 do cùng phụ với I·NB . Mà I·NA I·BA 45 do đó I·NC I·NA 45 hay NI là phân giác của tam giác vuông cân NAC . Do đó NI  AC hay NI  MC . Chứng minh tương tự ta cũng có MI  NC . Do đó I là trực tâm của tam giác CMN . c) Do ·ANB ·AMB 90 nên dễ dàng suy ra J là trực tâm tam giác CAB . Khi đó ta có MI‖ JN do cùng vuông góc với BC và MJ‖ IN do cùng vuông góc với AC . Tứ giác MINJ là hình bình hành, suy ra K cũng là trung điểm của MN , dẫn đến OK  MN . Gọi S là điểm đối xứng của C qua I , khi đó CAB nội tiếp đường tròn đường kính CS có J là trực tâm của CAB nên theo bổ để quen thuộc thì tứ giác AJBS là hình bình hành, suy ra O, J, S thẳng hàng. Từ đó OI là đường trung bình của CSI CJ 2OI AB . Mặt khác CMN đồng dạng với MN CN AB 2 CBA nên: cos 45 MN . AB CA 2 2 2 2 2 2 AB AB AB 2 Ta có OM ON MN nên OMN vuông cân tại 2 2 2 MN AB 2 O OK . 2 4 CJ AB Do đó 2 2 OK AB 2 4 CJ Vậy 2 2 chung. OK Câu 5. (1, 0 điểm) Cho tập hợp X {1;2;3;4;5;6;7;8;9}, chia tập hơp X thành hai tập hợp khác rỗng và không có phần tử chung. Chứng minh rằng với mọi cách chia thì luôn tồn tại 3 số a,b,c trong một tập hợp thỏa mãn a c 2b . Lời giải Ta chứng minh bẳng phương pháp phản chứng. Giả sử không tồn tại tại 3 số a,b,c trong hai tập hợp thỏa mãn a c 2b . Đặt hai tập hợp đó lần lượt là A và B . Vì trong mỗi tập hợp không tồn tại ba số a,b,c thỏa mãn a c 2b nên bộ số (1;5;9) đều không thể cùng thuộc A hoặc B . Không mất tính tổng quát giả sử 1 A .
8. Ta xét hai trường hợp: TH1: 9 A . Suy ra 5 B . Nếu 7 A 4 B và 8 B 3 A 2 B 6 A , mâu thuẫn do (2;5;8) đều thuộc B . Nếu 7 B 6 A. Ta xét tiếp hai trường hợp: 3 A 2 B 4 B , mâu thuẫn do (3;6;9) đều thuộc A . 3 B , mâu thuẩn do (3;5;7) đều thuộc B . TH2: 9 B . Suy ra 5 A 3 B 6 A 4 B 7 B 2 A và 8 A mâu thuẫn do (2;5;8) đều thuộc B . Vây trong mọi trường hợp đều tồn tại bộ ba số a,b,c trong một tập họp thỏa mãn a c 2b .