Một đội xây dựng làm một con đường đi từ A đến C qua vạch chắn MN , biết khi làm đường trên miền ABMN mỗi giờ làm được 15m và khi làm trong miền CDNM mỗi giờ làm được 30m.. Tính thời gia
Trang 1GIẢI CHI TIẾT ĐỀ HỌC SINH GIỎI LỚP 12
TỈNH HẢI DƯƠNG 2018 - 2019
MÔN TOÁN TIME: 180 PHÚT
ĐỀ BÀI Câu I (2,0 điểm)
1) Cho hàm số
1
x y x
có đồ thị C
Tìm m để đường thẳng d y: x m cắt C
tại hai điểm phân biệt A và B sao cho PAB đều, biết P2;5
2) Một mảnh đất hình chữ nhật ABCD có chiều dài AB25m, chiều rộng AD20mđược
chia thành hai phần bằng nhau bởi vạch chắn MN ( M N, lần lượt là trung điểm BC và AD) Một đội xây dựng làm một con đường đi từ A đến C qua vạch chắn MN , biết khi làm đường trên miền ABMN mỗi giờ làm được 15m và khi làm trong miền CDNM mỗi giờ làm được 30m
Tính thời gian ngắn nhất mà đội xây dựng làm được con đường đi từ A đến C
Câu II (2,0 điểm)
1) Giải hệ phương trình
3 12 4 2 4 3 1(1)
2) Trong cuộc thi: "Thiết kế và trình diễn các trang phục dân tộc" do Đoàn trường THPT tổ chức vào tháng 3 năm 2018 với thể lệ mỗi lớp tham gia một tiết mục Kết quả có 12 tiết mục đạt giải trong đó có 4 tiết mục khối 12, có 5 tiết mục khối 11 và 3 tiết mục khối 10 Ban tổ chức chọn ngẫu nhiên 5 tiết mục biểu diễn chào mừng ngày 26 tháng 3 Tính xác suất sao cho khối nào cũng có tiết mục được biểu diễn và trong đó có ít nhất 2 tiết mục của khối 12
Câu III (2,0 điểm)
1) Cho dãy số u n
xác định bởi
2
n
n
u
u
Xét tính đơn điệu và bị chặn của
u n
2) Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho hình thang cân ABCD (AB CD AB CD/ / , )có
AD DC ,D(3;3) Đường thẳng AC có phương trình x y 2 0 , đường thẳng ABđi qua
( 1; 1)
M Viết phương trình đường thẳng BC
Câu IV. (3,0 điểm)
Cho hình hộp đứng ABCD A B C D có đáy ABCD là hình vuông.
1) Gọi S là tâm của hình vuông A B C D SA , BC có trung điểm lần lượt là M và N Tính
thể tích của
Trang 2khối chóp S ABC theo a , biết MN tạo với mặt phẳng ABCD một góc bằng 600 và AB a 2) Khi AA AB Gọi R , S lần lượt nằm trên các đoạn thẳng A D , CD sao cho RS vuông góc với mặt
phẳng CB D
và
3 3
a RS
Tính thể tích khối hộp ABCD A B C D theo a 3) Cho AA AB a Gọi G là trung điểm BD, một mp P
thay đổi luôn đi qua G cắt các
đoạn thẳng
AD , CD , D B tương ứng tại H , I, K
Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
T
D H D I D I D K D K D H
Câu V. (1,0 điểm)
Cho các số dương a , b , c Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
3
P
HẾT.
LỜI GIẢI CHI TIẾT
Câu I (2,0 điểm).
1) Cho hàm số
1
x y x
có đồ thị C
Tìm m để đường thẳng d y: x m cắt C
tại hai điểm phân biệt A và B sao cho PAB đều, biết P2;5
2) Một mảnh đất hình chữ nhật ABCD có chiều dài AB25m, chiều rộng AD20mđược chia
thành hai phần bằng nhau bởi vạch chắn MN ( M N, lần lượt là trung điểm BC và AD) Một đội xây dựng làm một con đường đi từ A đến C qua vạch chắn MN , biết khi làm đường trên miền ABMN mỗi giờ làm được 15m và khi làm trong miền CDNM mỗi giờ làm được30m Tính thời
gian ngắn nhất mà đội xây dựng làm được con đường đi từ A đến C
Lời giải
Tác giả: Đoàn Thị Uyên ; Fb: Đoàn Uyên
1
Cách 1:
Hoành độ giao điểm của đường thẳng d và đồ thị ( )C là nghiệm phương trình
1 1
x
x m x x
Đường thẳng d cắt đồ thị (C) tại hai điểm phân biệt khi và chỉ khi phương trình 1
có hai nghiệm phân biệt và x 1
Trang 3
2
2 2
Gọi x x là các nghiệm của phương trình (1), ta có: 1, 2
1 2
3 1
Giả sử A x 1; x1m, B x 2; x2m
Khi đó ta có: AB 2x1 x22
1 22 1 52 1 22 2 22
PA x x m x x
2 22 2 52 2 22 1 22
PB x x m x x
Suy ra PAB cân tại P
Do đó PABđều PA2 AB2
x1 22 x2 22 2x1 x22 x1 x22 4x1 x2 6x x1 2 8 0
5
m
m
Vậy giá trị cần tìm là m1, m5
Cách 2:
Phương trình hoành độ giao điểm của đường thẳng d và đồ thị ( )C là:
1 1
x
x m x x
2
Đường thẳng d và đồ thị ( )C cắt nhau tại hai điểm phân biệt phương trình *
có 2 nghiệm phân biệt x 1
2
2 2
Vậy phương trình *
luôn có 2 nghiệm phân biệt x 1 Gọi A x 1;x1m; Bx2;x2m là giao điểm của d
và C
Vì x x là nghiệm của phương trình 1; 2 *
nên áp dụng hệ thức Viet, ta có:
1 2
3
Vì PAB đều nên H là trung điểm của AB Do đó, tọa độ của H là:
Trang 43 3 3
A B
;
PAB
3 2
2
2
m
x x
Do phương trình 1
luôn đúng nên hệ phương trình tương đương với:
m 72 3x2 x12
m 72 3x2 x12 4 x x1 2
m 72 3m 32 4m 1
A
P
m214m49 3 m2 6m 9 4m4
m214m49 3 m218m27 12 m12
2m28m10 0
1 5
m
m
Vậy giá trị cần tìm là m1, m5
2) Giả sử con đường đi từ A đến C gặp vạch chắn
MN tại E
đặt NEx m x( )( [0; 25]) AE x210 ;2
Thời gian làm đường đi từ A đến C là:
2
x
t x
x 25m
M
A
E
Trang 52 2 2 2
x
x
x
x
x
5;
x
Thời gian ngắn nhất làm con đường từ A đến C là
2 5
3 (giờ).
CâuII (2,0 điểm).
1) Giải hệ phương trình
Lời giải
Tác giả:Nguyễn Thị Nga; Fb: Con Meo
Cách 1:
Điều kiện:
0 1 3
y x
1 3x12 4 3x 1 y2 4 y * .
Xét hàm số f t t4 4t t 0;
; từ * ta có f 3x1 f y
4 3 4
f t t
; f t 0 t 1
Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên ta thấy: hàm số nghịch biến trên 0;1; đồng biến trên 1; .
Trang 6+ Nếu 3x và 1 y cùng thuộc 0;1 hoặc 1; thì ta có :
3x 1 y y3x1 thay vào 2 ta có :
2
1 3
9
x
x
(thỏa mãn)
+ Nếu 3x và 1 y không cùng thuộc 0;1 hoặc 1; thì
Từ 2 3x y 1 x 3 12 0
vô lý
Vậy hệ có nghiệm x y; là 1;4.
Cách 2:
Điều kiện:
0 1 3
y x
1 4 3x 1 4 y 3x12 y2
3 1 3 1 4 3 1
Vì
1 3
x VP 2 0 3xy 0 x0
y
4
Từ * 3x 1 y 0 y3x thay vào 1 2 ta có:
9x x 4 2 x 3 9x x 3 1
Trang 7
3 3 1
2
1 3
1 1
2 9
x x
x x
x
Vậy hệ có nghiệm x y; là 1;4.
Cách 3:
Điều kiện:
0 1 3
y x
Vì
1 0;
3
y x
nên 4x 4 2 x 3 0 3xy 0 x 0 3x 1 1 Mặt khác,
4
3
xy x x x y y
Đặt a y ; b 3x , 1 a b , 1
1 a4 4a b 4 4b a b a b a 2b2 4 0
Vì ,a b nên 1 2 2
2 2
a b
a b a 2b2 4
Từ * a b
hay y 3x 1 y 3x1 khi đó ta có: 3 3x x 1 4x 4 2 x3 9x2 x 4 2 x 3
2
1
3
1 3
1 1
2 9
x
x x
x
Vậy hệ có nghiệm x y;
là 1;4
CâuII
2) Trong cuộc thi: "Thiết kế và trình diễn các trang phục dân tộc" do Đoàn trường THPT tổ chức vào tháng 3 năm 2018 với thể lệ mỗi lớp tham gia một tiết mục Kết quả có 12 tiết mục đạt giải trong đó có 4 tiết mục khối 12, có 5 tiết mục khối 11 và 3 tiết mục khối 10 Ban tổ chức chọn ngẫu nhiên 5 tiết mục biểu diễn chào mừng ngày 26 tháng 3 Tính xác suất sao cho khối nào cũng có tiết mục được biểu diễn và trong đó có ít nhất 2 tiết mục của khối 12
Trang 8Lời giải
Gọi không gian mẫu của phép chọn ngẫu nhiên là
Số phần tử của không gian mẫu là: 5
Gọi A là biến cố "Chọn 5 tiết mục sao cho khối nào cũng có tiết mục được biểu diễn và trong
đó có ít nhất hai tiết mục của khối 12"
Chỉ có 3 khả năng xảy ra thuận lợi cho biến cố A là:
+ 2 tiết mục khối 12, hai tiết mục khối 10, một tiết mục khối 11
+ 2 tiết mục khối 12, 1 tiết mục khối 10, 2 tiết mục khối 11
+ 3 tiết mục khối 12, 1 tiết mục khối 10, 1 tiết mục khối 11
4 .3 5 4 .3 5 4 .3 5 330
Xác suất cần tìm là
792 12
n A P
n
Câu III (2,0 điểm)
1) Cho dãy số u n
xác định bởi
2
n
n
u
u
Xét tính đơn điệu và bị chặn của
u n
2) Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho hình thang cân ABCD(AB CD AB CD/ / , )có
AD DC ,D(3;3) Đường thẳng AC có phương trình x y 2 0 , đường thẳng ABđi qua
( 1; 1)
M Viết phương trình đường thẳng BC
Lời giải
1) Cho dãy số u n
xác định bởi
2
n
n
u
u
Xét tính đơn điệu và bị chặn của u n
;
n
¥
Mà u ; giả sử với 1 1 0 n k ta có 1
1 2 1
0;
k k
k
u
u
Khi đó ta có
k k
k
u
u
¥
+ Xét
2
1
0,
n
u
¥
Do dãy số u n
giảm nên u n u1, n * u n 1, n * 0u n 1, n * dãy số
u n
bị chặn
Trang 92) Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho hình thang cân ABCD(AB CD AB CD// , )có
AD DC , D(3;3) Đường thẳng AC có phương trình x y 2 0 , đường thẳng ABđi qua
( 1; 1)
M Viết phương trình đường thẳng BC
Lời giải
Kẻ CP AD và cắt // AB tạo P , suy ra tứ giác ADCP là hình thoi.
Gọi H ACDP ta có DH AC suy ra đường thẳng DH có phương trình là x y 6 0
2 0
x y
H
x y
Gọi P x y ;
ta có DH HP
uuur uuur
5;1
P
Đường thẳng PM có phương trình là x 3y 2 0
Mặt khác đường thẳng DC PM nên đường thẳng DC có phương trình là: // x 3y 6 0
2 0
C
x y
Xét tam giác BCP ta có AD DC CP CB nên tam giác BCP cân tại C
Vì B PM B t3 2;t
, ta có CP CB 10 3t 42t 42
1 11 5
t t
Với t 1 B5;1 (loại).P
Với
;
Vậy đường thẳng BC có phương trình là 9x13y106 0
Câu IV. (3,0 điểm)
Cho hình hộp đứng ABCD A B C D có đáy ABCD là hình vuông.
1) Gọi S là tâm của hình vuông A B C D SA , BC có trung điểm lần lượt là M và N Tính
thể tích của
khối chóp S ABC theo a , biết MN tạo với mặt phẳng ABCD một góc bằng 600 và AB a 2) Khi AA AB Gọi R , S lần lượt nằm trên các đoạn thẳng A D , CD sao cho RS vuông góc với mặt
phẳng CB D
và
3 3
a RS
Tính thể tích khối hộp ABCD A B C D theo a
Trang 103) Cho AA AB a Gọi G là trung điểm BD, một mp P
thay đổi luôn đi qua G cắt các
đoạn thẳng
AD , CD , D B tương ứng tại H , I, K
Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
T
D H D I D I D K D K D H
Lời giải
Tác giả: Đoàn Tấn Minh Triết; Fb: Đoàn Minh Triết
1) Gọi H là trung điểm của AC SH là trung tuyến trong tam giác SAC Mặt khác tam giác SAC cân tại S SH là đường cao SH AC
;
;
Gọi I là trung điểm của AH, mà M là trung điểm của SA IM là đường trung bình trong
tam giác
/ / 1 2
SAH
, 600
/ /
Tam giác ABC vuông cân tại B, có AB a BC a ;
1
; tam giác ABC vuông cân tại B A C 450
Xét tam giác CNI có
3
2) Đặt
AA m , A D n ,
Mặt khác .
A R x A D ;
Ta có . .
A R x m x n ; . . 1
D S y m y p RS RA A D D S y x m x n y p.
Do đường thẳng RS vuông góc với mặt phẳng CB D
nên ta có:
RS B C
Trang 113
x
y x
y
Vậy R , S là các điểm sao cho
2 3
;
1 3
2
.
ABCD A B C D
3) Vì AA AB a nên ABCD A B C D là hình lập phương có G là trung điểm BD nên G
là tâm của ABCD A B C D Gọi E, F lần lượt là tâm ADD A và BB C C E , F lần lượt
là trung điểm A D và B C ; G là trung điểm EF
1
4
Vì bốn điểm H I K G, , , đồng phẳng nên:
GH kGI lGK D H D G k D I D G l D K D G
1
do
D I,
D K,
D H không đồng phẳng nên từ 1
và 2
ta được:
1
Mặt khác
2 2
T
2
Vậy giá trị lớn nhất của T là 2
8
3a
Câu V. (1,0 điểm)
Cho các số dương a , b , c Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
3
P
Lời giải
Tác giả: Bàn Thị Thiết; Fb: Bàn Thị Thiết
4
Đẳng thức xảy ra khi a4b
Vì a , b , c là các số dương nên:
Trang 12
12
Đẳng thức xảy ra khi a4b16c
Từ 1
và 2
suy ra:
3
4 a b c
4
P
Đặt: t a b c t 0
t
1 '( ) 0
4
Bảng biến thiên:
4
Đẳng thức xảy ra khi:
1 21
1 1
84
336
a
b
a b c
c
Vậy minP 12
HẾT.
1 4
'( )
f t
( )
f t
12