4,0 điểm Cho hình chữ nhật ABCD.Trên cạnh ADlấy điểm M, trên cạnh BClấy điểm P sao thẳng qua P song song với MQcắt AC tại N a Chứng minh tứ giác MNPQlà hình bình hành b Khi M là trung đi
Trang 1KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 8 CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2022-2023 Thời gian : 150 phút
Bài 1 (4,0 điểm)
a) Phân tích đa thức 2x 2 42 9thành nhân tử
b) Chứng minh rằng không tồn tại số nguyên nthỏa mãn
2021 3
2020 1 n 2021n
Bài 2 (4,0 điểm)
a) Cho a b c, , là các số dương thỏa mãn điều kiện 2021
b c c a a b
:
b c c a a b
b) Giải phương trình
2 2
2
4
5 2
x x
x
Bài 3 (5,0 điểm)
a) Cho các số a b c, , không âm thỏa mãn a b c 3
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức Pa13b13c13
b) Một học sinh từ lớp 5 đến lớp 9 đã trải qua 31 kỳ thi, trong đó số kỳ thi ở năm sau nhiều hơn số kỳ thi ở năm trước và số kỳ thi ở năm lớp 9 gấp ba lần
số kỳ thi ở năm lớp 5 Hỏi học sinh đó thi bao nhiêu kỳ thi ở năm lớp 8
Bài 4 (4,0 điểm)
Cho hình chữ nhật ABCD.Trên cạnh ADlấy điểm M, trên cạnh BClấy điểm P sao
thẳng qua P song song với MQcắt AC tại N
a) Chứng minh tứ giác MNPQlà hình bình hành
b) Khi M là trung điểm của AD.Chứng minh BQvuông góc với NP
Bài 5 (3,0 điểm) Cho hình thoi ABCDcó BAD 120 Một đường thẳng đi qua đỉnh D của hình thoi và cắt tia đối của hai tia ABvà CBlần lượt tại M, N Gọi E là giao điểm của ANvà CM Chứng minh AD2 AN AE.
Trang 2ĐÁP ÁN Bài 1 (4,0 điểm)
c) Phân tích đa thức 2x 2 42 9
thành nhân tử
Ta có :
2
d) Chứng minh rằng không tồn tại số nguyên nthỏa mãn
2020 2021 1 n3 2021n
Ta thấy 20202021 1có giá trị là một số nguyên lẻ
Mặt khác: Với mọi số nguyên nthì n3và 2021nlà hai số nguyên có cùng tính chẵn,
lẻ nên n3 2021nlà số nguyên chẵn với mọi số nguyên n
Vậy không tồn tại số nguyên nthỏa mãn 2020 2021 1 n3 2021n
Bài 2 (4,0 điểm)
c) Cho a b c, , là các số dương thỏa mãn điều kiện 2021
b c c a a b
:
b c c a a b
Vì a b c, , là các số dương nên a b c 0 Ta có :
2021
b c c a a b
2020
b c c a a b
b c c a a b
a b c
b c c a a b
b c c a a b
d) Giải phương trình
2 2
2
4
5 2
x x
x
Trang 3đương
2 2
2
2
4 5
x
Đặt
2
2
x
y
x
ta được phương trình y24y5
*Trường hợp 1: y 1 Ta có :
2
1( ) 1
x
x
*Trường hợp 2: y 5 Ta có :
2
2
5 25 15
( )
x
x
Vậy phương trình đã cho có tập nghiệm S 1;2
Bài 3 (5,0 điểm)
c) Cho các số a b c, , không âm thỏa mãn a b c 3
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
Với các số a b c, , không âm thỏa mãn a b c 3.Ta có :
2
2
2
Cộng theo vế (1), (2) và (3) ta được :
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi :
Trang 4
2
2
2
3
2 2 3
( ; ; ) ;0;
2
2 2
0 ( ; ; ) ; ;0
3
a a
a b c
b b
a b c
a b c
Vậy
3 4
Min P
khi
3 3
; ; 0; ;
2 2
và các hoán vị của nó
d) Một học sinh từ lớp 5 đến lớp 9 đã trải qua 31 kỳ thi, trong đó số kỳ thi
ở năm sau nhiều hơn số kỳ thi ở năm trước và số kỳ thi ở năm lớp 9 gấp
ba lần số kỳ thi ở năm lớp 5 Hỏi học sinh đó thi bao nhiêu kỳ thi ở năm lớp 8
Gọi số kỳ thi trong mỗi năm (từ lớp 5 đến lớp 9) mà học sinh đó đã trải qua lần lượt là x x x x x x x x x x1 ; ; ; ; 2 3 4 5 1 ; ; ; ; 2 3 4 5là các số nguyên dương)
Ta có x1 x2 x3 x4 x x5 ; 1 x2 x3 x4 x5 31và x5 3x1
Vì x1 x2 x3 x4 x5 x1 x2 x3 x4 x5 5x5hay 5x5 31 x5 6 1
Vì x5 3x1 x5 3(2)
Giả sử x5 12 3x1 12 x1 4 x1 x2 x3 x4 x5 4 5 6 7 12 34
Suy ra không xảy ra vì x1 x2 x3 x4 x5 31 x5 12 3
Từ (1), (2), (3) suy ra x5 9,x1 3 x2 x3 x4 19
Mà x2 x3 x4 x2 x3 x4 3x4hay 3x4 19 x4 6
Do 6 x4 x5 9nên x 4 7hoặc x 4 8
*Nếu x4 7 x2 x3 x4 5 6 7 18 19 (loại)
*Nếu x4 8 x2 x3 11 Khi đó
2 3
2 3
4; 7
( ) 5; 6
tm
Vậy học sinh đó thi 8 kỳ thi ở năm lớp 8
Bài 4 (4,0 điểm)
Cho hình chữ nhật ABCD.Trên cạnh ADlấy điểm M, trên cạnh BClấy điểm P sao cho AM CP Kẻ BH vuông góc với ACtại H Gọi Q là trung điểm của CH, đường thẳng qua P song song với MQcắt AC tại N
Trang 5E N
Q
M
C
A
D
B
c) Chứng minh tứ giác MNPQlà hình bình hành
Hình chữ nhật ABCD AD BC DACBCA
/ / ( )
Mà AQM DAC AMQ180và CPN BCA CNP180 AMQCPN
Xét AMQvà CPNcó : AM CP,DACBCA,AMQCPN
( )
Tứ giác MNPQcó MQ PN MQ PN/ / , Vậy tứ giác MNPQlà hình bình hành
d) Khi M là trung điểm của AD.Chứng minh BQvuông góc với NP
Gọi E là trung điểm của BH, mà Q là trung điểm của HC
Nên QE là đường trung bình của BHC QE/ /BCvà 2
BC
QE
/ /
QE BC QEAB, mà BH AQnên E là trực tâm của ABQ AE BQ
QE 2 ,
BC
AD
AM
Mặt khác QE/ /AM(cùng // với BC) nên AEQM là hình bình hành
/ / / / / /
Trang 6Do AEBQvà AE PN/ / nên BQPN
Vậy khi M là trung điểm của AD thì BQNP
Bài 5 (3,0 điểm) Cho hình thoi ABCDcó BAD 120 Một đường thẳng đi qua đỉnh D của hình thoi và cắt tia đối của hai tia ABvà CBlần lượt tại M, N Gọi
E là giao điểm của ANvà CM Chứng minh AD2 AN AE.
E
N
D A
B
C
M
Hình thoi ABCDnên AD DC và AB/ / DC
Xét ADM và CDNcó :
(hai góc đồng vị do AB CD/ / ), ADM CND(đồng vị do AB BC/ / )
( )
hay
Trang 7 Xét AMCvà CANcó : AC CN
( )
∽ hay ACEANC
Xét ACEvà ANCcó : NACchung, ACE ANC
2
Mà ACAD Vậy AD2 AN AE.