Câu 14:
Trước tiên, ta cần hiểu rằng góc $\alpha$ là góc tù, nghĩa là góc $\alpha$ nằm trong khoảng từ 90° đến 180°.
- Tính chất của các hàm lượng giác trong góc tù:
- $\sin \alpha > 0$: Vì trong góc tù, tọa độ y của điểm trên đường tròn đơn vị luôn dương.
- $\cos \alpha < 0$: Vì trong góc tù, tọa độ x của điểm trên đường tròn đơn vị luôn âm.
- $\tan \alpha = \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha} < 0$: Vì $\sin \alpha > 0$ và $\cos \alpha < 0$, nên thương của chúng sẽ là số âm.
- $\cot \alpha = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha} < 0$: Vì $\cos \alpha < 0$ và $\sin \alpha > 0$, nên thương của chúng cũng sẽ là số âm.
Do đó, các khẳng định đúng là:
- $\sin \alpha > 0$
- $\cos \alpha < 0$
- $\tan \alpha < 0$
- $\cot \alpha < 0$
Như vậy, trong các lựa chọn đã cho, khẳng định đúng là:
D. $\cot \alpha < 0$.
Câu 15:
Ta sẽ kiểm tra từng khẳng định một:
A. $\cot(90^0 - \alpha) = -\tan\alpha$
Theo công thức lượng giác:
\[ \cot(90^0 - \alpha) = \tan\alpha \]
Do đó, khẳng định này sai vì $\cot(90^0 - \alpha)$ không bằng $-\tan\alpha$.
B. $\cos(90^0 - \alpha) = \sin\alpha$
Theo công thức lượng giác:
\[ \cos(90^0 - \alpha) = \sin\alpha \]
Do đó, khẳng định này đúng.
C. $\sin(90^0 - \alpha) = -\cos\alpha$
Theo công thức lượng giác:
\[ \sin(90^0 - \alpha) = \cos\alpha \]
Do đó, khẳng định này sai vì $\sin(90^0 - \alpha)$ không bằng $-\cos\alpha$.
D. $\tan(90^0 - \alpha) = -\cot\alpha$
Theo công thức lượng giác:
\[ \tan(90^0 - \alpha) = \cot\alpha \]
Do đó, khẳng định này sai vì $\tan(90^0 - \alpha)$ không bằng $-\cot\alpha$.
Vậy khẳng định đúng là:
B. $\cos(90^0 - \alpha) = \sin\alpha$.
Câu 16:
Để tính giá trị của biểu thức \( E = 2\cos^2\alpha + 5\sin\alpha\cos\alpha + 1 \) khi biết \(\cot\alpha = 5\), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm giá trị của \(\sin\alpha\) và \(\cos\alpha\):
- Biết rằng \(\cot\alpha = 5\), ta có \(\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha} = 5\). Điều này có nghĩa là \(\cos\alpha = 5\sin\alpha\).
2. Áp dụng công thức Pythagoras:
- Ta có \(\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1\).
- Thay \(\cos\alpha = 5\sin\alpha\) vào công thức trên:
\[
\sin^2\alpha + (5\sin\alpha)^2 = 1
\]
\[
\sin^2\alpha + 25\sin^2\alpha = 1
\]
\[
26\sin^2\alpha = 1
\]
\[
\sin^2\alpha = \frac{1}{26}
\]
\[
\sin\alpha = \pm \frac{1}{\sqrt{26}}
\]
3. Tìm giá trị của \(\cos\alpha\):
- Nếu \(\sin\alpha = \frac{1}{\sqrt{26}}\), thì \(\cos\alpha = 5\sin\alpha = 5 \cdot \frac{1}{\sqrt{26}} = \frac{5}{\sqrt{26}}\).
- Nếu \(\sin\alpha = -\frac{1}{\sqrt{26}}\), thì \(\cos\alpha = 5\sin\alpha = 5 \cdot -\frac{1}{\sqrt{26}} = -\frac{5}{\sqrt{26}}\).
4. Thay giá trị của \(\sin\alpha\) và \(\cos\alpha\) vào biểu thức \(E\):
- Ta chọn \(\sin\alpha = \frac{1}{\sqrt{26}}\) và \(\cos\alpha = \frac{5}{\sqrt{26}}\) (vì \(\cot\alpha > 0\), nên \(\sin\alpha\) và \(\cos\alpha\) cùng dấu):
\[
E = 2\cos^2\alpha + 5\sin\alpha\cos\alpha + 1
\]
\[
E = 2\left(\frac{5}{\sqrt{26}}\right)^2 + 5\left(\frac{1}{\sqrt{26}}\right)\left(\frac{5}{\sqrt{26}}\right) + 1
\]
\[
E = 2 \cdot \frac{25}{26} + 5 \cdot \frac{5}{26} + 1
\]
\[
E = \frac{50}{26} + \frac{25}{26} + 1
\]
\[
E = \frac{50 + 25}{26} + 1
\]
\[
E = \frac{75}{26} + 1
\]
\[
E = \frac{75}{26} + \frac{26}{26}
\]
\[
E = \frac{101}{26}
\]
Vậy giá trị của biểu thức \(E\) là \(\frac{101}{26}\).
Đáp án đúng là: D. \(\frac{101}{26}\).
Câu 17:
Trước tiên, chúng ta sẽ kiểm tra từng công thức một để xác định công thức sai.
A. $\frac{a}{\sin A} = 2R$
Công thức này đúng theo Định lý sin trong tam giác ABC:
\[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R
\]
Trong đó, R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
B. $\sin C = \frac{c \sin A}{a}$
Công thức này cũng đúng theo Định lý sin:
\[
\frac{c}{\sin C} = \frac{a}{\sin A} \Rightarrow \sin C = \frac{c \sin A}{a}
\]
C. $\sin A = \frac{a}{2R}$
Công thức này đúng vì:
\[
\frac{a}{\sin A} = 2R \Rightarrow \sin A = \frac{a}{2R}
\]
D. $b \sin B = 2R$
Công thức này sai vì:
\[
\frac{b}{\sin B} = 2R \Rightarrow b = 2R \sin B \Rightarrow b \sin B = 2R \sin^2 B
\]
Như vậy, $b \sin B$ không bằng $2R$ mà bằng $2R \sin^2 B$.
Vậy công thức sai là:
D. $b \sin B = 2R$.
Câu 18:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ kiểm tra từng khẳng định một để xác định khẳng định nào là đúng.
A. \( S = pR \) với \( p = \frac{a + b + c}{2} \)
- Công thức này không đúng vì diện tích \( S \) của tam giác không được tính bằng \( pR \). Thay vào đó, công thức \( S = pr \) mới đúng, trong đó \( r \) là bán kính đường tròn nội tiếp.
B. \( S = \frac{abc}{4r} \)
- Công thức này cũng không đúng vì diện tích \( S \) của tam giác không được tính bằng \( \frac{abc}{4r} \). Thay vào đó, công thức \( S = \frac{abc}{4R} \) mới đúng, trong đó \( R \) là bán kính đường tròn ngoại tiếp.
C. \( S = \sqrt{p(p - a)(p - b)(p - c)} \) với \( p = \frac{a + b + c}{2} \)
- Đây là công thức Heron, được sử dụng để tính diện tích tam giác khi biết độ dài ba cạnh. Công thức này hoàn toàn đúng.
D. \( S = \frac{1}{2} bc \cos A \)
- Công thức này không đúng vì diện tích \( S \) của tam giác không được tính bằng \( \frac{1}{2} bc \cos A \). Thay vào đó, công thức \( S = \frac{1}{2} bc \sin A \) mới đúng.
Vậy khẳng định đúng là:
C. \( S = \sqrt{p(p - a)(p - b)(p - c)} \) với \( p = \frac{a + b + c}{2} \)
Đáp án: C.
Câu 19:
Để tính diện tích tam giác ABC, ta sử dụng công thức tính diện tích tam giác khi biết hai cạnh và góc giữa chúng:
\[ S_{\Delta ABC} = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot AC \cdot \sin(A) \]
Trong đó:
- \( AB = 8 \)
- \( AC = 9 \)
- \( A = 60^\circ \)
Biết rằng \(\sin(60^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}\), ta thay các giá trị này vào công thức:
\[ S_{\Delta ABC} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \]
Tính toán tiếp:
\[ S_{\Delta ABC} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 9 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 36 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 18 \sqrt{3} \]
Vậy diện tích tam giác ABC là:
\[ S_{\Delta ABC} = 18 \sqrt{3} \text{ (đvdt)} \]
Đáp án đúng là:
A. \( S_{\Delta ABC} = 18 \sqrt{3} \text{ (đvdt)} \)
Câu 20:
Trước tiên, ta sẽ kiểm tra xem tam giác ABC có thể là tam giác vuông hay không bằng cách sử dụng định lý Pythagoras.
Ta có:
\[ AC = 3\sqrt{3}, AB = 3, BC = 6 \]
Ta tính:
\[ AC^2 = (3\sqrt{3})^2 = 9 \times 3 = 27 \]
\[ AB^2 = 3^2 = 9 \]
\[ BC^2 = 6^2 = 36 \]
Ta thấy rằng:
\[ AC^2 + AB^2 = 27 + 9 = 36 = BC^2 \]
Do đó, tam giác ABC là tam giác vuông tại A.
Bây giờ, ta sẽ tính số đo góc B bằng cách sử dụng tỉ số lượng giác của góc B trong tam giác vuông ABC.
Ta có:
\[ \sin B = \frac{AC}{BC} = \frac{3\sqrt{3}}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2} \]
Ta biết rằng:
\[ \sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} \]
Vậy:
\[ B = 60^\circ \]
Đáp án đúng là: A. $60^\circ$
Câu 21:
Để tính diện tích tam giác có độ dài các cạnh là 13, 14 và 15, ta sử dụng công thức Heron.
Bước 1: Tính nửa chu vi (p) của tam giác:
\[ p = \frac{a + b + c}{2} = \frac{13 + 14 + 15}{2} = 21 \]
Bước 2: Áp dụng công thức Heron để tính diện tích (S):
\[ S = \sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)} \]
\[ S = \sqrt{21(21-13)(21-14)(21-15)} \]
\[ S = \sqrt{21 \times 8 \times 7 \times 6} \]
\[ S = \sqrt{21 \times 8 \times 7 \times 6} \]
\[ S = \sqrt{21 \times 336} \]
\[ S = \sqrt{7056} \]
\[ S = 84 \]
Vậy diện tích tam giác là 84.
Đáp án đúng là: D. 84.
Câu 22:
Để tính bán kính đường tròn nội tiếp của tam giác \( \Delta ABC \) với các cạnh \( AB = 2 \), \( AC = 3 \), và \( BC = 4 \), ta thực hiện các bước sau:
1. Tính diện tích tam giác \( \Delta ABC \):
- Ta sử dụng công thức Heron để tính diện tích tam giác.
- Đầu tiên, tính nửa chu vi \( p \):
\[
p = \frac{AB + AC + BC}{2} = \frac{2 + 3 + 4}{2} = 4.5
\]
- Diện tích \( S \) của tam giác:
\[
S = \sqrt{p(p-AB)(p-AC)(p-BC)} = \sqrt{4.5(4.5-2)(4.5-3)(4.5-4)}
\]
\[
S = \sqrt{4.5 \times 2.5 \times 1.5 \times 0.5}
\]
\[
S = \sqrt{4.5 \times 2.5 \times 1.5 \times 0.5} = \sqrt{8.4375} = \frac{3\sqrt{15}}{4}
\]
2. Tính bán kính đường tròn nội tiếp \( r \):
- Công thức tính bán kính đường tròn nội tiếp \( r \) là:
\[
r = \frac{S}{p}
\]
- Thay giá trị diện tích \( S \) và nửa chu vi \( p \) vào:
\[
r = \frac{\frac{3\sqrt{15}}{4}}{4.5} = \frac{3\sqrt{15}}{4} \times \frac{2}{9} = \frac{\sqrt{15}}{6}
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[ r = \frac{\sqrt{15}}{6} \]
Đáp án: A. \( r = \frac{\sqrt{15}}{6} \).
Câu 23:
Để kiểm tra từng khẳng định, chúng ta sẽ dựa vào các tính chất cơ bản của véc-tơ.
A. Hai véc-tơ cùng phương với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$ thì hai véc-tơ đó cùng phương.
- Nếu hai véc-tơ cùng phương với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$, nghĩa là cả hai đều nằm trên cùng một đường thẳng hoặc song song với nó. Do đó, hai véc-tơ này cũng sẽ cùng phương. Khẳng định này đúng.
B. Hai véc-tơ cùng hướng với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$ thì hai véc-tơ đó cùng hướng.
- Nếu hai véc-tơ cùng hướng với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$, nghĩa là cả hai đều có cùng hướng với véc-tơ đó. Do đó, hai véc-tơ này cũng sẽ cùng hướng. Khẳng định này đúng.
C. Hai véc-tơ ngược hướng với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$ thì hai véc-tơ đó ngược hướng.
- Nếu hai véc-tơ ngược hướng với một véc-tơ khác véc-tơ $\overrightarrow{0}$, nghĩa là cả hai đều có hướng ngược lại với véc-tơ đó. Do đó, hai véc-tơ này cũng sẽ ngược hướng. Khẳng định này đúng.
D. Hai véc-tơ cùng bằng một véc-tơ thứ ba thì hai véc-tơ đó bằng nhau.
- Nếu hai véc-tơ cùng bằng một véc-tơ thứ ba, nghĩa là cả hai đều có cùng độ dài và cùng hướng với véc-tơ thứ ba. Do đó, hai véc-tơ này cũng sẽ bằng nhau. Khẳng định này đúng.
Tất cả các khẳng định A, B, C và D đều đúng theo các tính chất cơ bản của véc-tơ. Do đó, không có khẳng định nào sai trong các lựa chọn đã cho.
Đáp án: Không có khẳng định sai.
Câu 24:
Trước tiên, ta sẽ xem xét từng mệnh đề một để xác định mệnh đề sai.
A. Hai vectơ cùng phương với $\overrightarrow{AB}$ là $\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{CD}$:
- Trong hình bình hành ABCD, $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{CD}$ là hai vectơ cùng phương vì chúng song song và có cùng chiều dài.
- $\overrightarrow{MN}$ cũng là vectơ cùng phương với $\overrightarrow{AB}$ vì M và N là trung điểm của AD và BC, do đó MN song song với AB và CD.
B. Hai vectơ cùng hướng với $\overrightarrow{AB}$ là $\overrightarrow{DC}, \overrightarrow{MO}$:
- $\overrightarrow{DC}$ ngược hướng với $\overrightarrow{AB}$ vì trong hình bình hành, AB và DC song song nhưng ngược chiều.
- $\overrightarrow{MO}$ cũng không cùng hướng với $\overrightarrow{AB}$ vì O là tâm của hình bình hành, và MO không song song với AB.
C. Hai vectơ ngược hướng với $\overrightarrow{AB}$ là $\overrightarrow{CD}, \overrightarrow{OM}$:
- $\overrightarrow{CD}$ ngược hướng với $\overrightarrow{AB}$ vì trong hình bình hành, AB và CD song song nhưng ngược chiều.
- $\overrightarrow{OM}$ cũng ngược hướng với $\overrightarrow{AB}$ vì O là tâm của hình bình hành, và OM ngược chiều với AB.
D. Vectơ đối của vectơ $\overrightarrow{AB}$ là $\overrightarrow{OM}, \overrightarrow{DC}$:
- $\overrightarrow{DC}$ là vectơ đối của $\overrightarrow{AB}$ vì trong hình bình hành, AB và DC song song và ngược chiều.
- $\overrightarrow{OM}$ cũng là vectơ đối của $\overrightarrow{AB}$ vì O là tâm của hình bình hành, và OM ngược chiều với AB.
Như vậy, mệnh đề B là mệnh đề sai vì $\overrightarrow{DC}$ và $\overrightarrow{MO}$ không cùng hướng với $\overrightarrow{AB}$.
Đáp án: B.
Câu 25:
Trước tiên, ta cần hiểu rằng trong tam giác đều, trọng tâm G cũng là tâm đường tròn ngoại tiếp và nội tiếp của tam giác. Trọng tâm G chia mỗi đường cao thành tỉ lệ 2:1, với phần gần đỉnh gấp đôi phần gần đáy.
Bước 1: Xác định độ dài đường cao của tam giác đều ABC.
- Tam giác đều có tất cả các cạnh bằng nhau và các góc bằng 60°. Đường cao hạ từ đỉnh A đến cạnh BC sẽ chia tam giác ABC thành hai tam giác vuông cân tại D (D là chân đường cao).
Ta có:
\[ AD = \frac{\sqrt{3}}{2} \times AB = \frac{\sqrt{3}}{2} \times 1 = \frac{\sqrt{3}}{2} \]
Bước 2: Xác định vị trí của trọng tâm G.
- Trọng tâm G chia đường cao AD thành tỉ lệ 2:1, tức là AG = \frac{2}{3}AD và GD = \frac{1}{3}AD.
Do đó:
\[ AG = \frac{2}{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{3} \]
Vậy độ dài vectơ $\overrightarrow{AG}$ là:
\[ \boxed{\frac{\sqrt{3}}{3}} \]