SỞ GD&ĐT NGHỆ AN<br />
<br />
TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 2<br />
ĐỀ CHÍNH THỨC<br />
<br />
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG<br />
LỚP 11 NĂM HỌC 2012-2013<br />
Môn thi: TOÁN<br />
(Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề)<br />
<br />
Câu 1 (2 điểm). Giải các phương trình:<br />
a) cos 2 x sin x cos x sin x<br />
<br />
b) 16sin 5 x <br />
<br />
2<br />
10 sin x 5sin 3 x .<br />
2<br />
<br />
Câu 2 (1 điểm). Với các chữ số 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên có sáu<br />
chữ số đối một khác nhau sao cho các chữ số 1, 2, 3 đứng kề nhau.<br />
Câu 3 (1 điểm). Có hai hộp chứa các quả cầu. Hộp thứ nhất chứa 3 quả cầu đỏ, 7 quả cầu trắng<br />
và 10 quả cầu xanh. Hộp thứ hai chứa 5 quả cầu đỏ, 7 quả cầu trắng và 8 quả cầu xanh. Từ mỗi<br />
hộp lấy ngẫu nhiên một quả cầu. Tính xác suất để hai quả cầu lấy ra có cùng một màu.<br />
8<br />
<br />
Câu 4 (1 điểm). Tìm hệ số của x 8 trong khai triển của 1 x 2 2 x 3 thành đa thức.<br />
Câu 5 (1 điểm). Tìm số hạng tổng quát và tính tổng 100 số hạng đầu tiên của dãy số un xác<br />
định bởi u1 2013, un1 2un 1, n 1 .<br />
Câu 6 (1,25 điểm). Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho tam giác ABC với A 1; 4 , B 3; 0 ,<br />
7 <br />
C ; 0 , và điểm M 1; 0 trên cạnh BC. Hãy xác định tọa độ điểm N trên AB và điểm P trên<br />
3 <br />
<br />
AC sao cho chu vi tam giác MNP nhỏ nhất.<br />
Câu 7 (2,25 điểm). Cho tứ diện ABCD. M là một điểm trên cạnh AB. (P) là mặt phẳng qua M<br />
song song với AD và BC.<br />
a) Xác định thiết diện của tứ diện khi cắt bởi mặt phẳng (P). Thiết diện là hình gì? Hãy xác<br />
định vị trí của M trên đoạn AB sao cho thiết diện thu được là hình thoi.<br />
b) Cho O là điểm nằm trong tam giác BCD. Các đường thẳng qua O song song với AB,<br />
AC, AD tương ứng cắt các mặt phẳng (ACD), (ABD), (ABC) theo thứ tự tại B’, C’, D’.<br />
Tìm giá trị lớn nhất của tích OB’.OC’.OD’, biết AB = x, AC y, AD z .<br />
Câu 8 (0,5 điểm). Cho tam giác ABC có<br />
minh rằng<br />
<br />
a BC, b AC, c AB , min A, B, C 150 . Chứng<br />
<br />
ab , bc , ca cũng là độ dài ba cạnh của một tam giác.<br />
<br />
---------------------------------------------- Hết ---------------------------------------------------Giám thị coi thi không giải thích gì thêm<br />
Họ và tên thí sinh…………………….........<br />
Giámthị 1:…………………………………<br />
Số báo danh…………………………..........<br />
Giám thị 2:………………………………<br />
<br />
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN<br />
<br />
TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 2<br />
<br />
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG<br />
LỚP 11 NĂM HỌC 2012-2013<br />
<br />
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC<br />
Môn thi: TOÁN<br />
Câu<br />
Nội dung<br />
2<br />
2<br />
1<br />
a)Pt cos x sin x sin x cos x sin x 0<br />
<br />
Điểm<br />
0,25<br />
<br />
cos x sin x cos x sin x sin x 1 0<br />
cos x sin x 0<br />
2<br />
cos x sin x cos x 0 <br />
.<br />
cos x 0<br />
<br />
<br />
x<br />
<br />
k<br />
<br />
4<br />
<br />
k Z .<br />
x k<br />
<br />
2<br />
<br />
<br />
Phương trình có hai họ nghiệm là x k , x k k Z .<br />
4<br />
2<br />
<br />
0,5<br />
<br />
0,25<br />
<br />
b) Ta có<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
1 cos 2 x <br />
2<br />
16 sin x <br />
4 sin x cos 2 x 2 cos 2 x 1<br />
2<br />
<br />
<br />
1 cos 4 x<br />
= 4 sin x 8sin x cos 2 x 4 sin x.<br />
sin 5 x 5 sin 3 x 10 sin x .<br />
2<br />
<br />
<br />
5 x k 2<br />
<br />
2<br />
4<br />
Pt sin 5 x <br />
0<br />
2<br />
5 x 3 k 2<br />
<br />
4<br />
k 2<br />
<br />
x 20 5<br />
<br />
k Z .<br />
x 3 k 2<br />
<br />
20<br />
5<br />
k 2<br />
3 k 2<br />
Vậy phương trình có 2 họ nghiệm x <br />
,x <br />
<br />
k Z .<br />
20<br />
5<br />
20<br />
5<br />
Từ 10 chữ số đã cho ta lập được C73 bộ gốm 6 chữ số khác nhau, trong<br />
16 sin 5 x 16 sin x sin 2 x<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
đó luôn có mặt các chữ số 1,2,3.<br />
Từ mỗi bộ như thế lập được 4!3! số có 6 chữ số khác nhau trong đó các<br />
chữ số 1,2,3 luôn đứng kề nhau (với quy ước tính cả các số mà có chữ<br />
số 0 đứng đầu). Vậy có 4!3! C73 =5040 (số).<br />
Trong 5040 số được tạo thành có 3!3! C62 = 540 (số) gồm 6 chữ số khác<br />
nhau mà chữ số 0 đứng đầu và các chữ sô 1,2,3 luôn đứng kề nhau.<br />
Vậy có 5040 – 540 = 4500 (số cần tìm).<br />
<br />
0,5<br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,25<br />
0,25<br />
0,25<br />
<br />
3<br />
<br />
3<br />
20<br />
5<br />
Gọi B là biến cố quả cầu lấy ra từ hộp thứ hai là màu đỏ P(B) =<br />
20<br />
<br />
Gọi A là biến cố quả cầu lấy ra từ hộp thứ nhất là màu đỏ P(A) =<br />
<br />
0,25<br />
<br />
AB là biến cố lấy ra hai quả cầu màu đỏ từ hai hộp; A, B là hai biến cố<br />
đôc lập, áp dụng công thức nhân xác suất ta có P(AB) = P(A).P(B) =<br />
15<br />
.<br />
400<br />
<br />
0,25<br />
<br />
Tương tự ta tính được xác suất để lấy được hai quả cầu màu trắng là<br />
49<br />
80<br />
, xác suất để lấy được hai quả cầu màu xanh là<br />
.<br />
400<br />
400<br />
<br />
0,25<br />
<br />
Vậy xác suất để lấy được hai quả cầu cùng màu thỏa mãn bài toán là<br />
15<br />
49<br />
80<br />
9<br />
+<br />
+<br />
=<br />
.<br />
400<br />
400<br />
400<br />
25<br />
<br />
4<br />
<br />
0,25<br />
8<br />
<br />
Ta có 1 x 2 2 x 3 = 1 x 2 2 x 3 C8k ( x 2 2 x 3 ) k<br />
8<br />
<br />
8<br />
<br />
k 0<br />
<br />
8<br />
<br />
k<br />
<br />
8<br />
<br />
= C8k Cki ( x 2 ) k i .(2 x 3 ) i =<br />
k 0<br />
<br />
i 0<br />
<br />
k<br />
<br />
C<br />
<br />
k<br />
8<br />
<br />
C ki (2) i .x 2 k i .<br />
<br />
0,25<br />
<br />
k 0 i 0<br />
<br />
2k i 8<br />
Hệ số của x ứng với k,i thỏa mãn k , i N ,<br />
i k<br />
<br />
<br />
0,25<br />
<br />
8<br />
<br />
giải hệ này ta được (k; i) =(3;2) và (k; i) = (4;0).<br />
Vậy hệ số chứa x 8 của khai triển là (2) 2 C83 .C 32 C 84 .C 40 .(2) 0 = 742.<br />
5<br />
<br />
Ta có u n1 2(u n 1) 1 u n1 2(u n 1) 1 u n1 1 2(u n 1) .<br />
Đặt v n u n 1 , n 1 , ta có dãy v n là một cấp số nhân với<br />
v1 u1 1 2014 , công bội q = 2.<br />
Ta có S n u1 u 2 ... u100 (v1 1) (v2 1) .... (v100 1) =<br />
q100 1<br />
(v1 v 2 .... v100 ) 100 v1 .<br />
100 2014.(2100 1) 100<br />
q 1<br />
<br />
6<br />
<br />
0,25<br />
0,25<br />
0,25<br />
0,25<br />
<br />
0,5<br />
<br />
Gọi K là điểm đối xứng của M qua AC<br />
A(-1;4)<br />
H là điểm đối xứng của M qua AB. H(-5;2)<br />
K(3;2)<br />
Chu vi tam giác MNP = MN + NP +<br />
PM = KN + NP + PH HK không đổi.<br />
Dấu bằng xảy ra khi H, N, P, K thẳng hàng.<br />
C(3;0)<br />
Vậy chu vi tam giác MNP nhỏ nhất = HK B(-7/3;0)<br />
M(1;0)<br />
Khi H, N, P, K thẳng hàng.<br />
0,5<br />
Tìm N, P.<br />
Gọi I là hình chiếu vuông góc của M trên AC I(2;1) do đó K(3; 2).<br />
Gọi J là hình chiếu vuông góc của M trên AB J(-2;1) do đó H(-5; 2). 0,25<br />
Phương trình các đường thẳng AB: 3 x y 7 0 ; AC: x y 3 0 ;<br />
HK: y – 2 = 0 .N = HK ∩ AC, P = HK ∩AB.<br />
0,5<br />
5<br />
Do đó tọa độ các điểm N, P cần tìm là: N(1; 2), P( ;2) .<br />
3<br />
<br />
7<br />
<br />
a) Do (P) qua M song song với AD nên<br />
(P) ∩ (ABD) = MQ, MQ // AD.Do (P) song song với BC nên<br />
(P) ∩ (ABC) = MN,MN // BC;<br />
A<br />
(P) ∩ (BCD) = QP, QP // BC.<br />
Nối MN, NP, PQ, QM ta được thiết diện là<br />
tứ giác MNPQ. Thiết diện là hình bình hành.<br />
+) Tứ giác MNPQ là hình thoi MN = MQ. M<br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,75<br />
0,25<br />
<br />
AM MN BM MQ<br />
N<br />
<br />
,<br />
<br />
AB<br />
BC AB<br />
AD<br />
Q<br />
D<br />
AM MB MN MQ<br />
1 <br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
MN <br />
<br />
B<br />
AB<br />
BC AD<br />
BC AD <br />
BC. AD<br />
AB.MN<br />
AB. AD<br />
P<br />
MN <br />
AM <br />
<br />
.<br />
BC AD<br />
BC<br />
AB AD<br />
C<br />
AB. AD<br />
Vậy M trên cạnh AB sao cho AM <br />
thì thiết diện thu được là<br />
AB AD<br />
<br />
Ta có:<br />
<br />
hình thoi.<br />
b) +) Vẽ D’, C’, B’.<br />
Trong mp(BCD) nối OD cắt BC tại J. Trong mp(ADJ) A<br />
Kẻ đường thẳng qua O song song với AD cắt AJ tại<br />
D’. Cách xác định tương tự cho các điểm B’ và C’.<br />
OD ' OJ S OBC<br />
<br />
<br />
;<br />
AD JD S BCD<br />
OB' S ODC OC ' S OBD<br />
<br />
,<br />
<br />
AB S BCD AC S BCD<br />
B<br />
OD ' OB' OC ' S OBC S OBC S OBD<br />
J<br />
Vậy<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
1<br />
AD AB AC S BCD S BCD S BCD<br />
<br />
Ta có:<br />
<br />
D’<br />
<br />
8<br />
<br />
0,25<br />
<br />
C’<br />
<br />
Áp dụng BĐT Cauchy ta được<br />
<br />
B’<br />
D<br />
<br />
O<br />
<br />
I<br />
C<br />
<br />
OD ' OB' OC '<br />
OD'.OB'.OC '<br />
1<br />
<br />
<br />
3.3<br />
OB '.OC '.OD' <br />
AB. AC. AD .<br />
AD AB AC<br />
AD. AB. AC<br />
27<br />
Dấu “=” xảy ra S OBC S OCD S OBD O là trọng tâm tam giác BCD.<br />
1<br />
Vậy (OB’.OC’.OD’) max = xyz khi O là trọng tâm tam giác BCD.<br />
27<br />
0<br />
Do min A, B, C 15 min sin A, sin B, sin C sin 15 0 .<br />
1 cos 2 30<br />
2 3<br />
<br />
0,2588.<br />
2<br />
2<br />
Giả sử ngược lại rằng ab , bc , ca không là độ dài ba cạnh của một<br />
<br />
Ta có: sin15 0 =<br />
<br />
tam giác, ta có thể giả sử ab bc ca <br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,25<br />
<br />
c<br />
c<br />
<br />
1<br />
a<br />
b<br />
<br />
c c<br />
c 1<br />
1<br />
,<br />
có một số không lớn hơn . Giả sử<br />
<br />
a b<br />
2<br />
a 2<br />
c 1<br />
sin C 1<br />
1<br />
1<br />
<br />
sin C sin A 0, 25 (mâu thuẫn). (ĐPCM).<br />
a 4<br />
sin A 4<br />
4<br />
4<br />
<br />
trong hai số<br />
<br />
0,25<br />
<br />
0,25<br />
<br />
(Đáp án gồm 3 trang. Học sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa)<br />
-----------------------------------------------------Hết----------------------------------------------<br />
<br />