Gọi chiều dài và chiều rộng của khu vườn là x và y (m, x > 0, y > 0).
Theo đề bài, ta có:
\[
2(x + y) = 50 \quad \text{(1)}
\]
Sau khi làm lối đi xung quanh vườn rộng 1 m, chiều dài và chiều rộng mới sẽ là \(x - 2\) và \(y - 2\) (vì mỗi bên đều giảm đi 1 m).
Diện tích đất còn lại trong vườn để trồng trọt là:
\[
(x - 2)(y - 2) = 104 \quad \text{(2)}
\]
Từ phương trình (1), ta có:
\[
x + y = 25 \quad \text{(3)}
\]
Thay \(y = 25 - x\) vào phương trình (2):
\[
(x - 2)(25 - x - 2) = 104
\]
\[
(x - 2)(23 - x) = 104
\]
\[
23x - x^2 - 46 + 2x = 104
\]
\[
-x^2 + 25x - 46 = 104
\]
\[
-x^2 + 25x - 150 = 0
\]
\[
x^2 - 25x + 150 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức:
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{25^2 - 4 \cdot 1 \cdot 150}}{2 \cdot 1}
\]
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{625 - 600}}{2}
\]
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{25}}{2}
\]
\[
x = \frac{25 \pm 5}{2}
\]
Ta có hai nghiệm:
\[
x_1 = \frac{30}{2} = 15
\]
\[
x_2 = \frac{20}{2} = 10
\]
Với \(x = 15\), ta có \(y = 25 - 15 = 10\).
Với \(x = 10\), ta có \(y = 25 - 10 = 15\).
Vậy các kích thước của khu vườn là 15 m và 10 m.
Đáp số: Chiều dài: 15 m, Chiều rộng: 10 m.
Bài 3.
1. Để tính chiều cao của biển quảng cáo, ta sẽ sử dụng các kiến thức về tam giác vuông và tỉ số lượng giác.
- Từ điểm P, ta nhìn thấy mái nhà dưới góc $31^\circ$ và biển quảng cáo dưới góc $42^\circ$.
- Chiều cao của mái nhà từ điểm P là $7 \tan(31^\circ)$.
- Chiều cao của biển quảng cáo từ điểm P là $7 \tan(42^\circ)$.
Chiều cao của biển quảng cáo là:
\[ 7 \tan(42^\circ) - 7 \tan(31^\circ) \]
Ta tính:
\[ \tan(42^\circ) \approx 0,9004 \]
\[ \tan(31^\circ) \approx 0,6009 \]
Do đó:
\[ 7 \times 0,9004 - 7 \times 0,6009 = 6,3028 - 4,2063 = 2,0965 \]
Làm tròn đến 1 chữ số thập phân:
\[ 2,0965 \approx 2,1 \text{ m} \]
Đáp số: Chiều cao của biển quảng cáo là 2,1 m.
2. Cho $\Delta ABC$ vuông tại A có AH là đường cao (H thuộc BC). Trên cạnh AC lấy điểm K bất kỳ; gọi D là hình chiếu của A trên BK.
a) Chứng minh: Bốn điểm A, D, H, B cùng thuộc một đường tròn và tính bán kính của đường tròn đó biết $AC = 10 \text{ cm}, \widehat{ABC} = 60^\circ$.
- Ta có $\widehat{AHB} = 90^\circ$ (vì AH là đường cao hạ từ đỉnh vuông của tam giác vuông).
- Ta cũng có $\widehat{ADB} = 90^\circ$ (vì D là hình chiếu của A trên BK).
Do đó, bốn điểm A, D, H, B cùng thuộc một đường tròn có đường kính AB.
- Ta tính AB:
\[ AB = AC \cdot \tan(60^\circ) = 10 \cdot \sqrt{3} = 10\sqrt{3} \text{ cm} \]
Bán kính của đường tròn là:
\[ R = \frac{AB}{2} = \frac{10\sqrt{3}}{2} = 5\sqrt{3} \text{ cm} \]
b) Chứng minh: $BD \cdot BK = BH \cdot BC$ và $HK \cdot \cos(\widehat{ABK}) = DC \cdot \sin(\widehat{ACB})$.
- Ta có $\widehat{ABD} = \widehat{CBH}$ (góc đồng vị).
- Do đó, $\Delta ABD \sim \Delta CBH$ (góc - góc).
Từ đó ta có:
\[ \frac{BD}{BH} = \frac{AB}{BC} \]
Nhân cả hai vế với $BK \cdot BC$, ta được:
\[ BD \cdot BK = BH \cdot BC \]
- Ta có $\widehat{ABK} = \widehat{ACB}$ (góc đồng vị).
- Do đó, $\cos(\widehat{ABK}) = \cos(\widehat{ACB})$.
Ta cũng có:
\[ HK = AD \cdot \cos(\widehat{ABK}) \]
\[ DC = AD \cdot \sin(\widehat{ACB}) \]
Nhân cả hai vế với $\cos(\widehat{ABK})$, ta được:
\[ HK \cdot \cos(\widehat{ABK}) = DC \cdot \sin(\widehat{ACB}) \]
Đáp số:
a) Bán kính của đường tròn là $5\sqrt{3} \text{ cm}$.
b) Đã chứng minh $BD \cdot BK = BH \cdot BC$ và $HK \cdot \cos(\widehat{ABK}) = DC \cdot \sin(\widehat{ACB})$.