Câu 21:
Để xác định các tập hợp \(A \cup B\), \(A \cap B\) và \(B \setminus A\) và biểu diễn chúng trên trục số, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định \(A \cup B\):
- Tập hợp \(A \cup B\) là tập hợp tất cả các phần tử thuộc \(A\) hoặc \(B\) hoặc cả hai.
- \(A = (-\infty; -1]\)
- \(B = (-5; 3)\)
Biểu diễn trên trục số:
- \(A\) bao gồm các điểm từ \(-\infty\) đến \(-1\) (bao gồm \(-1\)).
- \(B\) bao gồm các điểm từ \(-5\) đến \(3\) (không bao gồm \(-5\) và \(3\)).
Kết hợp hai tập hợp này, ta có:
\[
A \cup B = (-\infty; 3)
\]
2. Xác định \(A \cap B\):
- Tập hợp \(A \cap B\) là tập hợp các phần tử thuộc cả \(A\) và \(B\).
- \(A = (-\infty; -1]\)
- \(B = (-5; 3)\)
Biểu diễn trên trục số:
- \(A\) bao gồm các điểm từ \(-\infty\) đến \(-1\) (bao gồm \(-1\)).
- \(B\) bao gồm các điểm từ \(-5\) đến \(3\) (không bao gồm \(-5\) và \(3\)).
Phần giao của hai tập hợp này là:
\[
A \cap B = (-5; -1]
\]
3. Xác định \(B \setminus A\):
- Tập hợp \(B \setminus A\) là tập hợp các phần tử thuộc \(B\) nhưng không thuộc \(A\).
- \(A = (-\infty; -1]\)
- \(B = (-5; 3)\)
Biểu diễn trên trục số:
- \(A\) bao gồm các điểm từ \(-\infty\) đến \(-1\) (bao gồm \(-1\)).
- \(B\) bao gồm các điểm từ \(-5\) đến \(3\) (không bao gồm \(-5\) và \(3\)).
Phần còn lại của \(B\) sau khi loại bỏ phần giao với \(A\) là:
\[
B \setminus A = (-1; 3)
\]
Biểu diễn trên trục số:
- \(A \cup B = (-\infty; 3)\): Biểu diễn bằng đoạn thẳng kéo dài vô tận về phía trái và kết thúc ở 3 (không bao gồm 3).
- \(A \cap B = (-5; -1]\): Biểu diễn bằng đoạn thẳng bắt đầu từ -5 (không bao gồm -5) và kết thúc ở -1 (bao gồm -1).
- \(B \setminus A = (-1; 3)\): Biểu diễn bằng đoạn thẳng bắt đầu từ -1 (không bao gồm -1) và kết thúc ở 3 (không bao gồm 3).
Đáp số:
\[
A \cup B = (-\infty; 3)
\]
\[
A \cap B = (-5; -1]
\]
\[
B \setminus A = (-1; 3)
\]
Câu 22:
Để lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số $y = x^2 - 2x - 3$, chúng ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định dạng của hàm số
Hàm số $y = x^2 - 2x - 3$ là một hàm bậc hai, có dạng $y = ax^2 + bx + c$ với $a = 1$, $b = -2$, và $c = -3$. Vì $a > 0$, đồ thị của hàm số này là một parabol mở rộng lên trên.
Bước 2: Tìm đỉnh của parabol
Đỉnh của parabol có tọa độ $(x_0, y_0)$, trong đó:
\[ x_0 = -\frac{b}{2a} = -\frac{-2}{2 \cdot 1} = 1 \]
\[ y_0 = f(x_0) = f(1) = 1^2 - 2 \cdot 1 - 3 = 1 - 2 - 3 = -4 \]
Vậy đỉnh của parabol là $(1, -4)$.
Bước 3: Xác định các điểm đặc biệt khác
- Giao điểm với trục $Oy$: Thay $x = 0$ vào phương trình hàm số:
\[ y = 0^2 - 2 \cdot 0 - 3 = -3 \]
Vậy giao điểm với trục $Oy$ là $(0, -3)$.
- Giao điểm với trục $Ox$: Giải phương trình $x^2 - 2x - 3 = 0$
\[ x^2 - 2x - 3 = 0 \]
Ta sử dụng phương pháp phân tích để giải phương trình này:
\[ x^2 - 2x - 3 = (x - 3)(x + 1) = 0 \]
Suy ra:
\[ x - 3 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
\[ x = 3 \quad \text{hoặc} \quad x = -1 \]
Vậy giao điểm với trục $Ox$ là $(3, 0)$ và $(-1, 0)$.
Bước 4: Lập bảng biến thiên
Ta lập bảng biến thiên dựa trên các thông tin đã tìm được:
| $x$ | $-\infty$ | $-1$ | $1$ | $3$ | $+\infty$ |
|-----|-----------|------|-----|-----|-----------|
| $y$ | $+\infty$ | $0$ | $-4$| $0$ | $+\infty$ |
Bước 5: Vẽ đồ thị
- Đồ thị là một parabol mở rộng lên trên.
- Đỉnh của parabol là $(1, -4)$.
- Giao điểm với trục $Oy$ là $(0, -3)$.
- Giao điểm với trục $Ox$ là $(3, 0)$ và $(-1, 0)$.
Kết luận
Bảng biến thiên và đồ thị của hàm số $y = x^2 - 2x - 3$ đã được lập và vẽ dựa trên các thông tin trên.
Câu 23:
a. Tìm tọa độ của các vectơ $\overrightarrow{AB}$, $\overrightarrow{BC}$ và $\overrightarrow{CA}$:
- Tọa độ của $\overrightarrow{AB}$:
\[
\overrightarrow{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A) = (3 - 0, 1 - (-2)) = (3, 3)
\]
- Tọa độ của $\overrightarrow{BC}$:
\[
\overrightarrow{BC} = (x_C - x_B, y_C - y_B) = (-1 - 3, 5 - 1) = (-4, 4)
\]
- Tọa độ của $\overrightarrow{CA}$:
\[
\overrightarrow{CA} = (x_A - x_C, y_A - y_C) = (0 - (-1), -2 - 5) = (1, -7)
\]
b. Tìm tọa độ điểm I sao cho tứ giác IABC là hình hình hành:
Trong hình hình hành, hai vectơ đối diện bằng nhau. Do đó, ta có:
\[
\overrightarrow{IA} = \overrightarrow{BC}
\]
\[
\overrightarrow{IB} = \overrightarrow{CA}
\]
Tọa độ của $\overrightarrow{IA}$:
\[
\overrightarrow{IA} = (x_I - x_A, y_I - y_A) = (-4, 4)
\]
\[
(x_I - 0, y_I + 2) = (-4, 4)
\]
\[
x_I = -4, \quad y_I + 2 = 4 \Rightarrow y_I = 2
\]
Tọa độ của $\overrightarrow{IB}$:
\[
\overrightarrow{IB} = (x_I - x_B, y_I - y_B) = (1, -7)
\]
\[
(x_I - 3, y_I - 1) = (1, -7)
\]
\[
x_I - 3 = 1 \Rightarrow x_I = 4, \quad y_I - 1 = -7 \Rightarrow y_I = -6
\]
Như vậy, tọa độ của điểm I là:
\[
I(4, -6)
\]
Đáp số:
a. $\overrightarrow{AB} = (3, 3)$, $\overrightarrow{BC} = (-4, 4)$, $\overrightarrow{CA} = (1, -7)$
b. Tọa độ điểm I là $I(4, -6)$
Câu 24:
Để xác định \( M \cup N \), trước tiên chúng ta cần xác định các tập hợp \( M \) và \( N \).
1. Tập hợp \( M \):
\[ M = [0; 2] \]
2. Tập hợp \( N \):
\[ N = \left\{ x \in \mathbb{R} \mid \frac{1}{|x - 2|} > 2 \right\} \]
Chúng ta sẽ giải bất phương trình \( \frac{1}{|x - 2|} > 2 \):
- Nhân cả hai vế với \( |x - 2| \) (với điều kiện \( |x - 2| \neq 0 \)):
\[ 1 > 2|x - 2| \]
\[ \frac{1}{2} > |x - 2| \]
- Điều này tương đương với:
\[ |x - 2| < \frac{1}{2} \]
- Ta có thể viết lại điều kiện này thành:
\[ -\frac{1}{2} < x - 2 < \frac{1}{2} \]
- Cộng thêm 2 vào tất cả các vế:
\[ 2 - \frac{1}{2} < x < 2 + \frac{1}{2} \]
\[ \frac{3}{2} < x < \frac{5}{2} \]
Do đó, tập hợp \( N \) là:
\[ N = \left( \frac{3}{2}, \frac{5}{2} \right) \]
3. Xác định \( M \cup N \):
\[ M = [0, 2] \]
\[ N = \left( \frac{3}{2}, \frac{5}{2} \right) \]
Kết hợp hai tập hợp này, ta có:
\[ M \cup N = [0, 2] \cup \left( \frac{3}{2}, \frac{5}{2} \right) \]
Vì đoạn \( [0, 2] \) bao gồm khoảng \( \left( \frac{3}{2}, 2 \right) \), nên ta có thể viết:
\[ M \cup N = [0, \frac{5}{2}) \]
Đáp số:
\[ M \cup N = [0, \frac{5}{2}) \]