Tìm vị trí của M trên cạnh AB để hình chữ nhật MNPQ có diện tích lớn nhất.. Dựng hình vuông EFGH nội tiếp trong tam giác ABC bằng thước kẻ và com-pa.. Tính diện tích của hình vuông đó...
Trang 1UBND TỉNH Thừa Thiên Huế kỳ thi học sinh giỏi tỉnh
Sở Giáo dục và đào tạo lớp 9 thCS năm học 2005 - 2006
Môn : Toán (Vòng 1)
Đề chính thức Thời gian làm bài:120 phút
Bài 1: (8 điểm)
2x 2mxm 2 0 (1)
1 Tìm các giá trị của m để phương trình (1) có hai nghiệm dương phân biệt
2 Tìm các giá trị của m để phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt x1 và x2
thoả mãn hệ thức 3 3
1 2
5 2
x x
3 Giả sử phương trình (1) có hai nghiệm không âm Tìm giá trị của m để nghiệm dương của phương trình đạt giá trị lớn nhất
Bài 2: (4điểm)
4 3 4
x x xx (2)
Bài 3: (8 điểm)
Cho tam giác ABC có 0
60 ; ;
ABC BCa ABc (a c, là hai độ dài cho trước), Hình chữ nhật MNPQ có đỉnh M trên cạnh AB, N trên cạnh AC, P và Q ở trên cạnh BC được gọi là hình chữ nhật nội tiếp trong tam giác ABC
1 Tìm vị trí của M trên cạnh AB để hình chữ nhật MNPQ có diện tích lớn nhất Tính diện tích lớn nhất đó
2 Dựng hình vuông EFGH nội tiếp trong tam giác ABC bằng thước kẻ và com-pa Tính diện tích của hình vuông đó
Hết
Trang 2UBND TỉNH Thừa Thiên Huế kỳ thi hoc sinh giỏi tỉnh
Sở Giáo dục và đào tạo lớp 9 thCS năm học 2005 - 2006
Môn : toán (Vòng 1)
Đáp án và thang điểm:
1.1 (2,0 điểm)
Để phương trình (1) có hai nghiệm dương phân biệt, cần và đủ là:
2 2
2 0 2 0
m m P
S m
0.5
2
0
m
m
1.2 (3,0 điểm)
Phương trình có 2 nghiệm phân biệt 2
(*) 0,50
3 3
3
x x x x x x x x
2
6 5 0
m
1 2,3
2
0,5
3
2
x
và 2 3 5 21 0 3 2
2
0,5 Vậy: Có 2 giá trị của m thoả điều kiện bài toán: 1; 1 21
2
0,5
1.3 (3,0 điểm)
Phương trình có hai nghiệm không âm khi và chỉ khi:
2 2
2
2 0
m m
S m
Trang 3Khi đó 2 nghiệm của phương trình là:
Hai nghiệm này không thể đồng thời bằng 0, nên nghiệm dương của phương trình là
2 2
4
0 2
Suy ra:
2 2
x
0,50 Theo bất đẳng thức Cô-si:
Suy ra: 2
x x Dấu đẳng thức xảy ra khi: 2 2
Vậy nghiệm dương của phương trình đạt giá trị lớn nhất là 2khi m 2 0,5
2
2
x x
2 2
2 2
3 0 3
t
t t
t t
(3)
0,5
1,0 Giải phương trỡnh theo t, ta cú:
1
0 2
t
(loại); 2 1 13 0
2
t
13 9
2
Suy ra nghiệm của (3) là t2
1,0
Giải phương trình
1
2
9 13 2
2
9 13 2
2
x
x
Vậy: phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt:
1,2
2
2
x
1,0
0,5
Trang 43 8,0
Ta có:
MN
BC AB c
sin 60
2
c x
Suy ra diện tích của MNPQ là:
2,0 + Ta có bất đẳng thức:
2
áp dụng, ta có:
2 2
x c x c
x cx
Dấu đẳng thức xảy ra khi:
2
c
x c x x Suy ra:
2
S c
Vậy: max 3
8
ac
S khi
2
c
x hay M là trung điểm của cạnh AC
2,0
Trang 53.2 + Giả sử đã dựng được hình vuông
EFGH nội tiếp trong tam giác ABC
Nối BF, trên đoạn BF lấy điểm F'
Dựng hình chữ nhật:
E'F'G'H' ( 'E AB G H; ', 'BC)
Ta có: E'F'//EF và F'G'//FG, nên:
E F BE BF F G
EF BE BF FG
E F F G
Do đó E'F'G'H' là
+ Cách dựng và chứng minh: Trên cạnh AB lấy điểm E' tuỳ ý, dựng hình
vuông E'F'G'H' (G', H' thuộc cạnh BC) Dựng tia BF' cắt AC tại F Dựng hình
chữ nhật EFGH nội tiếp tam giác ABC C hứng minh tương tự trên, ta có EF =
cot 60
BH
g
g F BC
Suy ra: Tia BF' cố định khi E' di động trên AB, cắt AC tại m ột điểm F duy
nhất
Trường hợp hình vuông E'F'G'H' c ó đỉnh F' ở trên cạnh AC; G' và H' ở trên
cạnh BC, lý luận tương tự ta cũng có tia CE' cố định, cắt AB tại E
Vậy bài toán có một nghiệm hình duy nhất
1,0 + Đặt AEx Ta có EF AE EF ax
sin
2
c x
EFGH là hình vuông, nên
2
Suy ra diện tích hình vuông EFGH là:
2 2 2
2 3
a c
S EF
a c
Trang 6UBND TỉNH Thừa Thiên Huế kỳ thi học sinh giỏi tỉnh
Sở Giáo dục và đào tạo lớp 9 thCS năm học 2005 - 2006
Môn : Toán (Vòng 2)
Đề chính thức Thời gian làm bài: 120 phút
Bài 1: (7 điểm)
1 Giải hệ phương trình:
4 4
3 4
3 4
2 Chứng minh rằng nếu a, b, c là các số thoả mãn các bất đẳng thức:
a bb cc a a bb cc a a bb cc a
Thì | | | | | |a b c
Bài 2: (6 điểm)
1 Xác định hình vuông có độ dài cạnh là số nguyên và diện tích cũng là số nguyên gồm 4 chữ số, trong đó các chữ số hàng đơn vị, hàng ch ục và hàng trăm giống nhau
2 A, B, C là một nhóm ba người thân thuộc Cha của A thuộc nhóm đó, cũng vậy con gái của B và người song sinh của C cũng ở trong nhóm đó Biết rằng C và người song sinh của C là hai người khác giới tính và C không phải
là con của B Hỏi trong ba người A, B, C ai là người khác giới tính với hai người kia ?
Bài 3: (7 điểm)
Cho đường tròn (O) tâm O, bán kính R, hai đường kính AB và CD vuông góc với nhau Đường tròn (O1) nội tiếp trong tam giác ACD Đường tròn (O2) tiếp xúc với 2 cạnh OB và OD của tam giác OBD và tiếp xúc trong với đường tròn (O)
Đường tròn (O3) tiếp xúc với 2 cạnh OB và OC của tam giác OBC và tiếp xúc trong với đường tròn (O) Đường tròn (O4) tiếp xúc với 2 tia CA và CD và tiếp xúc ngoài với đường tròn (O1) Tính bán kính của các đường tròn (O1), (O2), (O3), (O4) theo R
Hết
Trang 7UBND TỉNH Thừa Thiên Huế kỳ thi chọn hoc sinh giỏi tỉnh
Sở Giáo dục và đào tạo lớp 9 thCS năm học 2005 - 2006
Môn : toán (Vòng 2)
Đáp án và thang điểm:
1.1 (4,0 điểm)
4 4
3 4
3 4
. Điều kiện để hệ có nghiệm là:
3 4 3 4
x y
(*)
0,5
Với điều kiện (*), ta có:
( )b xy xy x y 40
x y 0 x y
(vì , 3 0
4
x y nên 2 2
x x x
So với điều kiện (*), ta có: 1 3
4
Vậy hệ phương trình có nghiệm duy nhất : 1
1
x y
1.2 (3,0 điểm)
Điều kiện: a b b; c c; a 0,50
Ta có
a b b c c a 0
Suy ra:
a bb cc a a bb cc a
Do đó:
a bb cc a a bb cc a
2 2 2 2 2 2 4 4 4
Trang 8
0 2
a b b c c a
0 2
a a c c a a b b b b c c
a b b c c a
2 2
2 2
0
0
a b
c a
| | | | | |
2.1 (4,0 điểm)
Theo giả thiết diện tích của hình vuông có dạng 2
0,
S abbbk k k 0,5
2
1000k 999933 k 99, nên k chỉ gồm 2 chữ số: k xy10xy
1;3;5; 7;9 1;9; 25; 49;81 1;5;9
y y b Khi đó 2xycó chữ
số tận cùng là số chẵn, nên chữ số hàng chục của 2
k phải là số chẵn khác với
0; 2; 4; 6;8 0; 4;16;36; 64 0; 4; 6
Với y = 0: 2
k chỉ có thể là 1600; 2500; 3600; 4900; 6400; 8100 không thoả
điều kiện bài toán
Với y = 2: 2 2
k x x Khi đó x chỉ có thể là 6 thì chữ số hàng chục của k2 mới là 4, suy ra 2
3600 244 3844
Với y = 4; 6: 2
16;36
y , khi đó 20xy có chữ số hàng chục là số chẵn, nên chữ
số hàng chục của k2 phải là số lẻ, do đó không thể bằng 4 hoặc 6, nghĩa là 2
k abbb Với y = 8: y2 = 64; 2 2
k x x , khi đó x chỉ có thể là 3 hoặc 8 t hì
chữ số hàng chục của k2 mới bằng 4, suy ra 2 2
k hoặc
k (không thoả điều kiện bài toán)
Vậy: bài toán có một lời giải duy nhất: Hình vuông cần xác định có cạnh
38
k và diện tích S1444
0,5
0,5
0,5
2.2 (2,0 điểm)
Theo giả thiết, cha của A có thể là B hoặc C :
Nếu B là cha của A thì C không thể song sinh với A, vì nếu như thế thì
C là con của B, trái giả thiết, do đó C và B là song sinh và k hác giới tính (gt), nên C là phái nữ Mặt khác, con gái của B không thể là C nên phải là A, do đó A là phái nữ Vậy B khác giới tính với hai người còn
Trang 9A, suy ra C và B là vợ chồng chứ không phải là song sinh, dẫn đến mâu thuẫn
Vậy chỉ có duy nhất trường hợp B là cha của A và B khác giới tính với hai người còn lại là A và C (cùng là phái nữ) 0,5
+ Gọi r là độ dài bán kính
đường tròn (O1) Ta có:
ACD
S pr
2 1 2 2
2
2 1
1 2
R r
1,0 + Đường tròn (O2) tiếp xúc với OB và OD nên tâm O2 ở trên tia phân giác của
góc BOD, (O2) lại tiếp xúc trong với (O) nên tiếp điểm T của chúng ở trên
đường thẳng nối 2 tâm O và O2, chính là giao điểm của tia phân giác góc BOD
với (O)
+ Đường thẳng qua T vuông góc với OT cắt 2 tia OB và OD tại B' và D' là tiếp tuyến chung của (O) và (O2) Do đó (O2) là đường tròn nội tiếp OB D' ' + OB D' 'có phân giác góc O vừa là đường cao , nên nó là tam giác vuông cân và B D' '2OT 2 ,R OB'OD'R 2, suy ra: OB D' ' ACD
+ Vậy: Bán kính của (O2) cũng bằng
1 2
R
r
+ Hai hình quạt OBC và OBD đ ối xứng với nhau qua AB nên (O3) cũng bằng (O2), nên bán kính của (O3) cũng bằng
1 2
R
r
Trang 10+ Đường tròn (O4) có hai trường hợp:
a) Trường hợp 1: (O4) ở bên trái (O1):
Kẻ tiếp chung của (O4) và (O1) tại tiếp điểm K cắt AC và AD tại E
và F
CO và CA là còn là 2 tiếp tuyến của (O1), nên chu vi của
CEF
bằng 2CO, suy ra nửa chu
vi của nó là p = R
2 2 1
4 2 2
1 2
R
1 1
4 2 2
R
CK CO O K
0 1
2
1
22 30 '
R
O O
KF
KC CO
2
3
4 2 2 1
1 2
CEF
R
Suy ra bán kính của đường tròn (O4) là:
2
4 2 2 1
1 2
R r
Trang 11b)Trường hợp 2: (O'4) ở bên phải (O1):
Khi đó: K' là tiếp điểm của 2 đường tròn, tiếp tuyến chung cắt CA và CD tại E'
và F', CD tiếp xúc với (O'4) tại H
1 1
4 2 2
R
CK CO O K
0
2
R
F H K F CK tg
1
2 1
' '
'
R
CK CO
CF
CH CF F H
2
2
4 2 2 1
1 2
R
CH
Suy ra: Bán kính của đường tròn (O'4) là:
4 2 2 1