Câu 13:
a) Tập hợp A có 4 phần tử:
A là tập hợp các số nguyên tố nhỏ hơn 11. Các số nguyên tố nhỏ hơn 11 là 2, 3, 5, 7. Do đó, tập hợp A có 4 phần tử.
b) Tập hợp B có 3 phần tử:
B = {x ∈ i | 3x^2 - 4x + 1 = 0}
Ta giải phương trình 3x^2 - 4x + 1 = 0:
Tính Δ = (-4)^2 - 4 × 3 × 1 = 16 - 12 = 4
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt:
x1 = (4 + √4) / (2 × 3) = (4 + 2) / 6 = 1
x2 = (4 - √4) / (2 × 3) = (4 - 2) / 6 = 1/3
Do đó, tập hợp B có 2 phần tử: 1 và 1/3.
c) Tập hợp C có 3 phần tử:
C = {x ∈ Y | (x^2 - 5x + 6)(2x + 1) = 0}
Ta giải phương trình (x^2 - 5x + 6)(2x + 1) = 0:
Phương trình này sẽ bằng 0 nếu một trong hai nhân tố bằng 0.
- Giải phương trình x^2 - 5x + 6 = 0:
Tính Δ = (-5)^2 - 4 × 1 × 6 = 25 - 24 = 1
Vậy phương trình có hai nghiệm phân biệt:
x1 = (5 + √1) / (2 × 1) = (5 + 1) / 2 = 3
x2 = (5 - √1) / (2 × 1) = (5 - 1) / 2 = 2
- Giải phương trình 2x + 1 = 0:
2x = -1
x = -1/2
Do đó, tập hợp C có 3 phần tử: 2, 3 và -1/2.
d) Tập hợp D có 3 phần tử:
D = {x ∈ Z | |x + 1| < 3}
Ta giải bất phương trình |x + 1| < 3:
- Nếu x + 1 ≥ 0, ta có x + 1 < 3, suy ra x < 2.
- Nếu x + 1 < 0, ta có -(x + 1) < 3, suy ra -x - 1 < 3, suy ra -x < 4, suy ra x > -4.
Do đó, tập hợp D có các phần tử thỏa mãn -4 < x < 2. Các số nguyên trong khoảng này là -3, -2, -1, 0, 1. Vậy tập hợp D có 5 phần tử.
Kết luận:
a) Tập hợp A có 4 phần tử.
b) Tập hợp B có 2 phần tử.
c) Tập hợp C có 3 phần tử.
d) Tập hợp D có 5 phần tử.
Câu 14:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ tính toán từng bước theo yêu cầu của đề bài.
Bước 1: Tính bán kính ngoại tiếp (R)
Ta sử dụng công thức tính diện tích tam giác Heron:
\[ p = \frac{a + b + c}{2} = \frac{7 + 9 + 12}{2} = 14 \]
Diện tích tam giác \( S \) theo công thức Heron:
\[ S = \sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)} = \sqrt{14(14-7)(14-9)(14-12)} = \sqrt{14 \times 7 \times 5 \times 2} = \sqrt{980} = 14\sqrt{5} \]
Bán kính ngoại tiếp \( R \) theo công thức:
\[ R = \frac{abc}{4S} = \frac{7 \times 9 \times 12}{4 \times 14\sqrt{5}} = \frac{756}{56\sqrt{5}} = \frac{13.5}{\sqrt{5}} = \frac{13.5 \times \sqrt{5}}{5} = \frac{27\sqrt{5}}{10} \]
Bước 2: Tính bán kính nội tiếp (r)
Bán kính nội tiếp \( r \) theo công thức:
\[ r = \frac{S}{p} = \frac{14\sqrt{5}}{14} = \sqrt{5} \]
Kết luận:
- \( p = 14 \) (đúng)
- \( S = 14\sqrt{5} \) (không đúng vì trong đề bài là \( 13\sqrt{5} \))
- \( R = \frac{27\sqrt{5}}{10} \) (không đúng vì trong đề bài là \( \frac{7\sqrt{5}}{10} \))
- \( r = \sqrt{5} \) (không đúng vì trong đề bài là \( \sqrt{3} \))
Do đó, đáp án đúng là:
a) \( p = 14 \)
Đáp số: a) \( p = 14 \)
Câu 15:
a) Ta kiểm tra ba điểm A, B, C có thẳng hàng hay không bằng cách tính diện tích tam giác ABC. Nếu diện tích bằng 0 thì ba điểm thẳng hàng, ngược lại thì không thẳng hàng.
Diện tích tam giác ABC:
\[ S_{ABC} = \frac{1}{2} \left| -2(-2-5) + (-4)(5-5) + 1(5+2) \right| = \frac{1}{2} \left| -2(-7) + (-4)(0) + 1(7) \right| = \frac{1}{2} \left| 14 + 0 + 7 \right| = \frac{1}{2} \times 21 = 10.5 \]
Vì diện tích tam giác ABC không bằng 0, nên ba điểm A, B, C không thẳng hàng.
b) Tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC:
\[ G_x = \frac{-2 + (-4) + 1}{3} = \frac{-5}{3} \]
\[ G_y = \frac{5 + (-2) + 5}{3} = \frac{8}{3} \]
Vậy tọa độ trọng tâm G là \( G \left( -\frac{5}{3}, \frac{8}{3} \right) \).
c) Để tứ giác ABCD là hình bình hành, ta cần:
\[ \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC} \]
Tính \(\overrightarrow{AB}\):
\[ \overrightarrow{AB} = (-4 - (-2), -2 - 5) = (-2, -7) \]
Tính \(\overrightarrow{DC}\):
\[ \overrightarrow{DC} = (x_D - 1, y_D - 5) \]
Để \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\), ta có:
\[ x_D - 1 = -2 \Rightarrow x_D = -1 \]
\[ y_D - 5 = -7 \Rightarrow y_D = -2 \]
Vậy tọa độ điểm D là \( D(-1, -2) \).
d) Ta kiểm tra góc ACB bằng cách tính vectơ \(\overrightarrow{CA}\) và \(\overrightarrow{CB}\), sau đó tính cos của góc giữa chúng.
Tính \(\overrightarrow{CA}\):
\[ \overrightarrow{CA} = (-2 - 1, 5 - 5) = (-3, 0) \]
Tính \(\overrightarrow{CB}\):
\[ \overrightarrow{CB} = (-4 - 1, -2 - 5) = (-5, -7) \]
Tính tích vô hướng \(\overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{CB}\):
\[ \overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{CB} = (-3)(-5) + (0)(-7) = 15 \]
Tính độ dài các vectơ:
\[ |\overrightarrow{CA}| = \sqrt{(-3)^2 + 0^2} = 3 \]
\[ |\overrightarrow{CB}| = \sqrt{(-5)^2 + (-7)^2} = \sqrt{25 + 49} = \sqrt{74} \]
Tính cos góc ACB:
\[ \cos(\angle ACB) = \frac{\overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{CB}}{|\overrightarrow{CA}| |\overrightarrow{CB}|} = \frac{15}{3 \sqrt{74}} = \frac{5}{\sqrt{74}} \]
Vì \(\cos(45^\circ) = \frac{1}{\sqrt{2}}\) và \(\frac{5}{\sqrt{74}} \neq \frac{1}{\sqrt{2}}\), nên góc ACB không bằng 45°.
Kết luận:
a) Ba điểm A, B, C không thẳng hàng.
b) Tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC là \( G \left( -\frac{5}{3}, \frac{8}{3} \right) \).
c) Tọa độ điểm D là \( D(-1, -2) \).
d) Góc ACB không bằng 45°.
Câu 16:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước theo yêu cầu.
a) Tọa độ đỉnh của parabol:
Hàm số đã cho là \( y = x^2 + 2x \).
Để tìm tọa độ đỉnh của parabol, ta sử dụng công thức tọa độ đỉnh của parabol \( y = ax^2 + bx + c \):
- Tọa độ đỉnh \( I \left( -\frac{b}{2a}, f\left( -\frac{b}{2a} \right) \right) \).
Trong hàm số \( y = x^2 + 2x \), ta có \( a = 1 \), \( b = 2 \), và \( c = 0 \).
Tọa độ đỉnh \( I \):
\[
x_I = -\frac{b}{2a} = -\frac{2}{2 \cdot 1} = -1
\]
\[
y_I = f(-1) = (-1)^2 + 2(-1) = 1 - 2 = -1
\]
Vậy tọa độ đỉnh của parabol là \( I(-1, -1) \).
b) Bảng biến thiên:
Ta vẽ bảng biến thiên của hàm số \( y = x^2 + 2x \):
| \( x \) | \( -\infty \) | \( -1 \) | \( +\infty \) |
|---------|---------------|----------|---------------|
| \( y' \)| \( - \) | \( 0 \) | \( + \) |
| \( y \) | \( +\infty \) | \( -1 \) | \( +\infty \) |
c) Xác định khoảng đồng biến và nghịch biến:
- Hàm số \( y = x^2 + 2x \) là một hàm bậc hai, có dạng \( y = ax^2 + bx + c \) với \( a > 0 \). Do đó, parabol này mở rộng lên trên.
- Parabol này đạt giá trị nhỏ nhất tại đỉnh \( I(-1, -1) \).
Do đó:
- Hàm số nghịch biến trên khoảng \( (-\infty, -1) \).
- Hàm số đồng biến trên khoảng \( (-1, +\infty) \).
Kết luận:
- Tọa độ đỉnh của parabol là \( I(-1, -1) \).
- Bảng biến thiên đã được vẽ.
- Hàm số đã cho đồng biến trên khoảng \( (-1, +\infty) \) và nghịch biến trên khoảng \( (-\infty, -1) \).