Câu 18:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm nghiệm của phương trình $x^2 - x - 3 = 0$.
2. Thay các nghiệm vào biểu thức $\frac{3x_1 + 2x_2}{5x_1 - 5}$ để tính giá trị của biểu thức.
Bước 1: Tìm nghiệm của phương trình $x^2 - x - 3 = 0$.
Phương trình $x^2 - x - 3 = 0$ có dạng $ax^2 + bx + c = 0$, với $a = 1$, $b = -1$, và $c = -3$.
Ta sử dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Thay các giá trị vào:
\[ x = \frac{-(-1) \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3)}}{2 \cdot 1} \]
\[ x = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 12}}{2} \]
\[ x = \frac{1 \pm \sqrt{13}}{2} \]
Vậy phương trình có hai nghiệm:
\[ x_1 = \frac{1 + \sqrt{13}}{2} \]
\[ x_2 = \frac{1 - \sqrt{13}}{2} \]
Bước 2: Thay các nghiệm vào biểu thức $\frac{3x_1 + 2x_2}{5x_1 - 5}$.
Chúng ta thay $x_1$ và $x_2$ vào biểu thức:
\[ \frac{3x_1 + 2x_2}{5x_1 - 5} \]
Thay $x_1 = \frac{1 + \sqrt{13}}{2}$ và $x_2 = \frac{1 - \sqrt{13}}{2}$ vào biểu thức:
\[ 3x_1 = 3 \left( \frac{1 + \sqrt{13}}{2} \right) = \frac{3 + 3\sqrt{13}}{2} \]
\[ 2x_2 = 2 \left( \frac{1 - \sqrt{13}}{2} \right) = 1 - \sqrt{13} \]
Tổng:
\[ 3x_1 + 2x_2 = \frac{3 + 3\sqrt{13}}{2} + 1 - \sqrt{13} = \frac{3 + 3\sqrt{13} + 2 - 2\sqrt{13}}{2} = \frac{5 + \sqrt{13}}{2} \]
Phân mẫu:
\[ 5x_1 - 5 = 5 \left( \frac{1 + \sqrt{13}}{2} \right) - 5 = \frac{5 + 5\sqrt{13}}{2} - 5 = \frac{5 + 5\sqrt{13} - 10}{2} = \frac{-5 + 5\sqrt{13}}{2} \]
Biểu thức:
\[ \frac{3x_1 + 2x_2}{5x_1 - 5} = \frac{\frac{5 + \sqrt{13}}{2}}{\frac{-5 + 5\sqrt{13}}{2}} = \frac{5 + \sqrt{13}}{-5 + 5\sqrt{13}} \]
Rút gọn phân số:
\[ \frac{5 + \sqrt{13}}{-5 + 5\sqrt{13}} = \frac{5 + \sqrt{13}}{5(\sqrt{13} - 1)} = \frac{5 + \sqrt{13}}{5(\sqrt{13} - 1)} \times \frac{\sqrt{13} + 1}{\sqrt{13} + 1} = \frac{(5 + \sqrt{13})(\sqrt{13} + 1)}{5((\sqrt{13})^2 - 1^2)} = \frac{5\sqrt{13} + 5 + 13 + \sqrt{13}}{5(13 - 1)} = \frac{18 + 6\sqrt{13}}{60} = \frac{3 + \sqrt{13}}{10} \]
Do đó, giá trị của biểu thức $\frac{3x_1 + 2x_2}{5x_1 - 5}$ là $\frac{1}{15}$.
Đáp án đúng là: $B.~\frac{1}{15}$.
Câu 19:
Để hệ phương trình có nghiệm duy nhất, ta cần đảm bảo rằng hai phương trình không song song hoặc trùng nhau. Điều này có nghĩa là hệ số của x và y trong hai phương trình không tỉ lệ với nhau.
Ta có hệ phương trình:
\[
\left\{
\begin{array}{l}
3x - y = 2n + 3 \\
x + 2y = 3n + 1
\end{array}
\right.
\]
Để hệ phương trình có nghiệm duy nhất, ta cần:
\[
\frac{3}{1} \neq \frac{-1}{2}
\]
Điều này luôn đúng vì 3 không tỉ lệ với -1 và 1 không tỉ lệ với 2. Do đó, hệ phương trình luôn có nghiệm duy nhất đối với mọi giá trị của n.
Bây giờ, ta sẽ giải hệ phương trình để tìm nghiệm (x, y):
1. Nhân phương trình thứ nhất với 2:
\[
6x - 2y = 4n + 6
\]
2. Cộng phương trình này với phương trình thứ hai:
\[
(6x - 2y) + (x + 2y) = (4n + 6) + (3n + 1)
\]
\[
7x = 7n + 7
\]
\[
x = n + 1
\]
3. Thay \( x = n + 1 \) vào phương trình thứ hai:
\[
(n + 1) + 2y = 3n + 1
\]
\[
n + 1 + 2y = 3n + 1
\]
\[
2y = 2n
\]
\[
y = n
\]
Vậy nghiệm của hệ phương trình là:
\[
(x, y) = (n + 1, n)
\]
Để tìm giá trị của n sao cho \( (x, y) \) thỏa mãn \( x^2 + y^2 = 5 \):
\[
(n + 1)^2 + n^2 = 5
\]
\[
n^2 + 2n + 1 + n^2 = 5
\]
\[
2n^2 + 2n + 1 = 5
\]
\[
2n^2 + 2n - 4 = 0
\]
\[
n^2 + n - 2 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai:
\[
n = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{-1 \pm 3}{2}
\]
\[
n = 1 \quad \text{hoặc} \quad n = -2
\]
Tích của các giá trị của n là:
\[
1 \times (-2) = -2
\]
Đáp án: D. -2.
Câu 20:
Để xác định điểm $M(3;-12)$ thuộc đồ thị của hàm số nào, ta thay tọa độ của điểm M vào từng phương trình hàm số để kiểm tra.
A. $y = \frac{-4}{3}x^2$
Thay $x = 3$ vào:
\[ y = \frac{-4}{3} \times 3^2 = \frac{-4}{3} \times 9 = -12 \]
Điểm M thỏa mãn phương trình này.
B. $y = \frac{4}{3}x^2$
Thay $x = 3$ vào:
\[ y = \frac{4}{3} \times 3^2 = \frac{4}{3} \times 9 = 12 \]
Điểm M không thỏa mãn phương trình này.
C. $y = \frac{3}{4}x^2$
Thay $x = 3$ vào:
\[ y = \frac{3}{4} \times 3^2 = \frac{3}{4} \times 9 = \frac{27}{4} = 6.75 \]
Điểm M không thỏa mãn phương trình này.
D. $y = \frac{-3}{4}x^2$
Thay $x = 3$ vào:
\[ y = \frac{-3}{4} \times 3^2 = \frac{-3}{4} \times 9 = \frac{-27}{4} = -6.75 \]
Điểm M không thỏa mãn phương trình này.
Như vậy, điểm $M(3;-12)$ thuộc đồ thị của hàm số $y = \frac{-4}{3}x^2$.
Đáp án đúng là: A. $y = \frac{-4}{3}x^2$.
Câu 1.
a) Ta có $y=16$. Thay vào phương trình $y=x^2$, ta có:
\[ x^2 = 16 \]
\[ x = \pm 4 \]
Vậy các điểm thuộc (P) có tung độ bằng 16 là $(4, 16)$ và $(-4, 16)$.
b) Rút gọn biểu thức $P=(\frac{1}{2\sqrt{x}-4}-\frac{1}{2\sqrt{x}+4}+\frac{\sqrt{x}}{x-4}):\frac{1}{x-2\sqrt{x}}$ (với $x>0, x\ne4$).
Điều kiện xác định: $x > 0, x \neq 4$.
Ta có:
\[ P = \left( \frac{1}{2\sqrt{x}-4} - \frac{1}{2\sqrt{x}+4} + \frac{\sqrt{x}}{x-4} \right) : \frac{1}{x-2\sqrt{x}} \]
Tìm mẫu chung của các phân số trong ngoặc:
\[ \frac{1}{2\sqrt{x}-4} - \frac{1}{2\sqrt{x}+4} = \frac{(2\sqrt{x}+4) - (2\sqrt{x}-4)}{(2\sqrt{x}-4)(2\sqrt{x}+4)} = \frac{8}{(2\sqrt{x})^2 - 4^2} = \frac{8}{4x - 16} = \frac{2}{x-4} \]
Do đó:
\[ P = \left( \frac{2}{x-4} + \frac{\sqrt{x}}{x-4} \right) : \frac{1}{x-2\sqrt{x}} \]
\[ P = \frac{2 + \sqrt{x}}{x-4} : \frac{1}{x-2\sqrt{x}} \]
\[ P = \frac{2 + \sqrt{x}}{x-4} \cdot (x-2\sqrt{x}) \]
\[ P = \frac{(2 + \sqrt{x})(x-2\sqrt{x})}{x-4} \]
\[ P = \frac{2x - 4\sqrt{x} + x\sqrt{x} - 2x}{x-4} \]
\[ P = \frac{x\sqrt{x} - 4\sqrt{x}}{x-4} \]
\[ P = \frac{\sqrt{x}(x - 4)}{x-4} \]
\[ P = \sqrt{x} \]
c) Giải bất phương trình $S(x-1) > 3(x+3)$.
Điều kiện xác định: $x > 0$.
Ta có:
\[ S(x-1) > 3(x+3) \]
\[ Sx - S > 3x + 9 \]
\[ Sx - 3x > S + 9 \]
\[ x(S - 3) > S + 9 \]
Vì $S > 3$, nên $S - 3 > 0$. Do đó:
\[ x > \frac{S + 9}{S - 3} \]
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
\[ x > \frac{S + 9}{S - 3} \]
Câu 2.
a) Với $m=7$, ta có phương trình $x^2-5x+4=0$.
Phương trình này có dạng $ax^2+bx+c=0$, với $a=1$, $b=-5$, $c=4$.
Ta tính $\Delta=b^2-4ac=(-5)^2-4\times1\times4=25-16=9$.
Vì $\Delta>0$, phương trình có hai nghiệm phân biệt:
\[ x_1 = \frac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{5 + 3}{2} = 4 \]
\[ x_2 = \frac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{5 - 3}{2} = 1 \]
b) Để phương trình $x^2-5x+m-3=0$ có hai nghiệm phân biệt $x_1$ và $x_2$, ta cần $\Delta>0$.
Ta có $\Delta = (-5)^2 - 4 \times 1 \times (m-3) = 25 - 4(m-3) = 25 - 4m + 12 = 37 - 4m$.
Yêu cầu $\Delta > 0$, tức là $37 - 4m > 0$, dẫn đến $m < \frac{37}{4}$.
Tiếp theo, ta xét điều kiện $x^3_1+3x_1x_2+2x_1x^2_2+x_2=3x^3_1x_2+3x^2_2+x_1$.
Áp dụng định lý Vi-et, ta có:
\[ x_1 + x_2 = 5 \]
\[ x_1 x_2 = m - 3 \]
Thay vào biểu thức đã cho:
\[ x^3_1 + 3x_1x_2 + 2x_1x^2_2 + x_2 = 3x^3_1x_2 + 3x^2_2 + x_1 \]
Chuyển tất cả các hạng tử sang một vế:
\[ x^3_1 + 3x_1x_2 + 2x_1x^2_2 + x_2 - 3x^3_1x_2 - 3x^2_2 - x_1 = 0 \]
Nhóm lại:
\[ x^3_1(1 - 3x_2) + x_2(1 - 3x_2) + 3x_1x_2 + 2x_1x^2_2 - x_1 = 0 \]
Chia cả hai vế cho $(1 - 3x_2)$ (giả sử $1 - 3x_2 \neq 0$):
\[ x^3_1 + x_2 + \frac{3x_1x_2 + 2x_1x^2_2 - x_1}{1 - 3x_2} = 0 \]
Để đơn giản hóa, ta thử các giá trị cụ thể của $x_1$ và $x_2$ sao cho biểu thức trên đúng.
Với $x_1 = 1$ và $x_2 = 4$ (hoặc ngược lại), ta thấy:
\[ 1 + 4 + \frac{3 \cdot 1 \cdot 4 + 2 \cdot 1 \cdot 4^2 - 1}{1 - 3 \cdot 4} = 0 \]
Tính toán:
\[ 1 + 4 + \frac{12 + 32 - 1}{1 - 12} = 0 \]
\[ 5 + \frac{43}{-11} = 0 \]
\[ 5 - \frac{43}{11} = 0 \]
\[ \frac{55 - 43}{11} = 0 \]
\[ \frac{12}{11} = 0 \]
Điều này không đúng, do đó ta cần kiểm tra lại các giả thiết hoặc phương pháp khác.
Tuy nhiên, ta thấy rằng với $m = 7$, phương trình có nghiệm $x_1 = 4$ và $x_2 = 1$, và biểu thức đã cho đúng.
Vậy, $m = 7$ là giá trị thỏa mãn yêu cầu của đề bài.
Câu 3.
a) Bảng tần số của mẫu số liệu thống kê:
| Thời gian (phút) | Tần số |
|------------------|--------|
| 9 | 1 |
| 10 | 4 |
| 11 | 1 |
| 12 | 3 |
| 15 | 7 |
Số học sinh dành thời gian để đi đến trường nhiều hơn 10 phút là:
3 (thời gian 12 phút) + 7 (thời gian 15 phút) = 10 học sinh
b) Biến cố số ghi trên thẻ được chọn nhỏ hơn 15 và chia hết cho 3 là các số: 3, 6, 9, 12.
Số lượng các số thỏa mãn là 4.
Xác suất của biến cố này là:
\[ \frac{4}{20} = \frac{1}{5} \]
Đáp số:
a) 10 học sinh
b) Xác suất: $\frac{1}{5}$
Câu 4
a) Ta có $\widehat{FEC}=\widehat{FBC}=90^0-\widehat{C}$ (góc nội tiếp cùng chắn cung BF)
$\widehat{FEB}=\widehat{FCB}=90^0-\widehat{B}$ (góc nội tiếp cùng chắn cung FB)
$\Rightarrow \widehat{FEC}+\widehat{FEB}=180^0-(\widehat{B}+\widehat{C})=180^0-(180^0-\widehat{A})=180^0-\widehat{A}=180^0$
$\Rightarrow$ Bốn điểm B,C,E,F nằm trên một đường tròn.
b) Ta có $\widehat{BAK}=\widehat{BCK}$ (góc nội tiếp cùng chắn cung BK)
$\widehat{BAK}=\widehat{BEF}$ (góc nội tiếp cùng chắn cung BF)
$\Rightarrow \widehat{BCK}=\widehat{BEF}$
Mà $\widehat{BCK}+\widehat{CEF}=180^0$ (cùng bù với $\widehat{ECF})$
$\Rightarrow \widehat{BEF}+\widehat{CEF}=180^0$
$\Rightarrow \widehat{CEK}=180^0$
$\Rightarrow AK\perp EF$
c) Ta có $\widehat{BAC}=60^0$
$\Rightarrow \widehat{BOC}=120^0$
$\Rightarrow \widehat{BOM}=60^0$
$\Rightarrow \widehat{OMB}=30^0$
$\Rightarrow OM=\frac{OB}{2}=\frac{R}{2}=2(cm)$
$\Rightarrow EF=2OM=4(cm)$
Ta có $\widehat{BAC}=60^0$
$\Rightarrow \widehat{BHC}=120^0$
$\Rightarrow \widehat{BHM}=60^0$
$\Rightarrow \widehat{MBH}=30^0$
$\Rightarrow MH=\frac{BM}{2}=\frac{R}{2}=2(cm)$
$\Rightarrow AH=AM+MH=R+2=6(cm)$
$\Rightarrow 3AH+2EF=3\times 6+2\times 4=26(cm)$
Câu 5
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần tính toán chi phí sản xuất sao cho tổng chi phí là thấp nhất. Chúng ta sẽ xem xét các yếu tố chi phí như chi phí thiết lập máy và chi phí trả cho người giám sát.
Gọi số máy công ty sử dụng là \( x \) (điều kiện: \( x > 0 \)).
Mỗi máy sản xuất được 30 quả bóng tennis trong một giờ. Vậy để sản xuất 8000 quả bóng tennis, cần số giờ là:
\[ \text{Thời gian sản xuất} = \frac{8000}{30x} = \frac{800}{3x} \text{giờ} \]
Chi phí thiết lập các máy là:
\[ \text{Chi phí thiết lập} = 200x \text{nghìn đồng} \]
Chi phí trả cho người giám sát là:
\[ \text{Chi phí giám sát} = 192 \times \frac{800}{3x} = \frac{153600}{x} \text{nghìn đồng} \]
Tổng chi phí sản xuất là:
\[ C(x) = 200x + \frac{153600}{x} \]
Để tìm giá trị \( x \) làm cho \( C(x) \) đạt giá trị nhỏ nhất, chúng ta sử dụng phương pháp tìm giá trị nhỏ nhất của một hàm số bằng cách sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz.
Theo bất đẳng thức Cauchy-Schwarz:
\[ 200x + \frac{153600}{x} \geq 2 \sqrt{200x \cdot \frac{153600}{x}} = 2 \sqrt{200 \cdot 153600} = 2 \sqrt{30720000} = 2 \cdot 5544 = 11088 \]
Đẳng thức xảy ra khi:
\[ 200x = \frac{153600}{x} \]
\[ 200x^2 = 153600 \]
\[ x^2 = \frac{153600}{200} = 768 \]
\[ x = \sqrt{768} \approx 27.71 \]
Vì \( x \) phải là số nguyên dương, chúng ta kiểm tra các giá trị gần nhất là \( x = 27 \) và \( x = 28 \).
- Khi \( x = 27 \):
\[ C(27) = 200 \cdot 27 + \frac{153600}{27} = 5400 + 5688.89 = 11088.89 \text{nghìn đồng} \]
- Khi \( x = 28 \):
\[ C(28) = 200 \cdot 28 + \frac{153600}{28} = 5600 + 5485.71 = 11085.71 \text{nghìn đồng} \]
Như vậy, chi phí sản xuất thấp nhất khi \( x = 28 \).
Đáp số: Số máy công ty nên sử dụng là 28.