Câu 1
1. Giải phương trình: $x^2 - x - 20 = 0$
Phương pháp giải:
- Ta sử dụng phương pháp phân tích để giải phương trình bậc hai.
Bước 1: Tìm hai số có tổng là -1 và tích là -20.
- Các số đó là 4 và -5.
Bước 2: Viết lại phương trình dưới dạng nhân tử:
\[ x^2 - x - 20 = (x - 5)(x + 4) = 0 \]
Bước 3: Giải phương trình bằng cách đặt mỗi nhân tử bằng 0:
\[ x - 5 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 4 = 0 \]
\[ x = 5 \quad \text{hoặc} \quad x = -4 \]
Vậy nghiệm của phương trình là: \( x = 5 \) hoặc \( x = -4 \).
2. Giải hệ phương trình:
\[ \left\{
\begin{array}{l}
2x - y = -2 \\
\frac{x + 6}{4} - \frac{y}{6} = 1
\end{array}
\right. \]
Phương pháp giải:
- Ta sử dụng phương pháp thế hoặc phương pháp cộng trừ để giải hệ phương trình.
Bước 1: Nhân cả hai vế của phương trình thứ hai với 12 để loại bỏ mẫu số:
\[ 12 \left( \frac{x + 6}{4} - \frac{y}{6} \right) = 12 \cdot 1 \]
\[ 3(x + 6) - 2y = 12 \]
\[ 3x + 18 - 2y = 12 \]
\[ 3x - 2y = -6 \]
Bước 2: Ta có hệ phương trình mới:
\[ \left\{
\begin{array}{l}
2x - y = -2 \\
3x - 2y = -6
\end{array}
\right. \]
Bước 3: Nhân phương trình thứ nhất với 2 để dễ dàng trừ:
\[ 2(2x - y) = 2(-2) \]
\[ 4x - 2y = -4 \]
Bước 4: Trừ phương trình này từ phương trình thứ hai:
\[ (3x - 2y) - (4x - 2y) = -6 - (-4) \]
\[ 3x - 2y - 4x + 2y = -6 + 4 \]
\[ -x = -2 \]
\[ x = 2 \]
Bước 5: Thay \( x = 2 \) vào phương trình \( 2x - y = -2 \):
\[ 2(2) - y = -2 \]
\[ 4 - y = -2 \]
\[ y = 6 \]
Vậy nghiệm của hệ phương trình là: \( x = 2 \) và \( y = 6 \).
3. Rút gọn biểu thức \( A = 1 - \frac{3}{\sqrt{x} + 3} : \left( \frac{x - 2\sqrt{x}}{x + \sqrt{x} - 6} - \frac{x - 9}{x + 6\sqrt{x} + 9} \right) \) với \( x \geq 0 \) và \( x \neq 4 \).
Phương pháp giải:
- Ta thực hiện các phép toán đại số và rút gọn biểu thức.
Bước 1: Xác định điều kiện xác định:
\[ x \geq 0 \quad \text{và} \quad x \neq 4 \]
Bước 2: Rút gọn từng phần của biểu thức:
\[ \frac{x - 2\sqrt{x}}{x + \sqrt{x} - 6} = \frac{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 2)}{(\sqrt{x} + 3)(\sqrt{x} - 2)} = \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 3} \]
\[ \frac{x - 9}{x + 6\sqrt{x} + 9} = \frac{(x - 9)}{(\sqrt{x} + 3)^2} = \frac{(\sqrt{x} - 3)(\sqrt{x} + 3)}{(\sqrt{x} + 3)^2} = \frac{\sqrt{x} - 3}{\sqrt{x} + 3} \]
Bước 3: Thay vào biểu thức ban đầu:
\[ A = 1 - \frac{3}{\sqrt{x} + 3} : \left( \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 3} - \frac{\sqrt{x} - 3}{\sqrt{x} + 3} \right) \]
\[ A = 1 - \frac{3}{\sqrt{x} + 3} : \left( \frac{\sqrt{x} - (\sqrt{x} - 3)}{\sqrt{x} + 3} \right) \]
\[ A = 1 - \frac{3}{\sqrt{x} + 3} : \left( \frac{3}{\sqrt{x} + 3} \right) \]
\[ A = 1 - \frac{3}{\sqrt{x} + 3} \times \frac{\sqrt{x} + 3}{3} \]
\[ A = 1 - 1 \]
\[ A = 0 \]
Vậy biểu thức đã rút gọn là: \( A = 0 \).
Câu 2
Để tính xác suất của các biến cố E, F và G, chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng trường hợp có thể xảy ra khi quay hai tấm bìa cứng A và B.
Biến cố E: "Tích hai số ở hình quạt mà hai mũi tên chỉ vào bằng 6"
- Các cặp số có tích bằng 6 là: (1, 6), (2, 3), (3, 2), (6, 1)
- Trên tấm bìa A có các số: 1, 2, 3
- Trên tấm bìa B có các số: 1, 2, 3, 4, 5
Các cặp số có thể xảy ra:
- (2, 3): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 3
- (3, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 3 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
Vậy có 2 trường hợp thỏa mãn.
Tổng số trường hợp có thể xảy ra là: 3 (số trên A) × 5 (số trên B) = 15
Xác suất của biến cố E là:
\[ P(E) = \frac{2}{15} \]
Biến cố F: "Tích hai số ở hình quạt mà hai mũi tên chỉ vào nhỏ hơn 5"
- Các cặp số có tích nhỏ hơn 5 là: (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 1), (2, 2), (3, 1)
Các cặp số có thể xảy ra:
- (1, 1): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 1
- (1, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
- (1, 3): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 3
- (1, 4): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 4
- (2, 1): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 1
- (2, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
- (3, 1): Mũi tên trên A chỉ vào số 3 và mũi tên trên B chỉ vào số 1
Vậy có 7 trường hợp thỏa mãn.
Xác suất của biến cố F là:
\[ P(F) = \frac{7}{15} \]
Biến cố G: "Tích hai số ở hình quạt mà hai mũi tên chỉ vào chẵn"
- Các cặp số có tích chẵn là: (1, 2), (1, 4), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 2), (3, 4)
Các cặp số có thể xảy ra:
- (1, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
- (1, 4): Mũi tên trên A chỉ vào số 1 và mũi tên trên B chỉ vào số 4
- (2, 1): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 1
- (2, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
- (2, 3): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 3
- (2, 4): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 4
- (2, 5): Mũi tên trên A chỉ vào số 2 và mũi tên trên B chỉ vào số 5
- (3, 2): Mũi tên trên A chỉ vào số 3 và mũi tên trên B chỉ vào số 2
- (3, 4): Mũi tên trên A chỉ vào số 3 và mũi tên trên B chỉ vào số 4
Vậy có 9 trường hợp thỏa mãn.
Xác suất của biến cố G là:
\[ P(G) = \frac{9}{15} = \frac{3}{5} \]
Kết luận
- Xác suất của biến cố E: \( P(E) = \frac{2}{15} \)
- Xác suất của biến cố F: \( P(F) = \frac{7}{15} \)
- Xác suất của biến cố G: \( P(G) = \frac{3}{5} \)
Câu 3
Gọi số người ban tổ chức dự kiến tham gia trồng cây là x (người, điều kiện: x > 4).
Số cây mỗi người dự kiến trồng là $\frac{80}{x}$ (cây).
Thực tế số người tham gia trồng cây là x - 4 (người).
Số cây mỗi người thực tế trồng là $\frac{80}{x-4}$ (cây).
Theo đề bài, mỗi người thực tế trồng nhiều hơn mỗi người dự kiến 1 cây, ta có phương trình:
$\frac{80}{x-4} - \frac{80}{x} = 1$
Quy đồng mẫu số và giải phương trình:
$\frac{80x - 80(x-4)}{x(x-4)} = 1$
$\frac{80x - 80x + 320}{x(x-4)} = 1$
$\frac{320}{x(x-4)} = 1$
320 = x(x - 4)
x^2 - 4x - 320 = 0
Phương trình này có các nghiệm là x = 20 hoặc x = -16 (loại vì x > 4).
Vậy số người ban tổ chức dự kiến tham gia trồng cây là 20 người.
Câu 4:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
a) Tính độ dài đoạn CH của dây cáp
1. Xác định phương trình của parabol:
- Parabol có dạng $y = ax^2$.
- Điểm H cách tâm O của cây cầu là 100m, tức là tọa độ của H là $(100, y_H)$.
- Điểm C nằm trên đỉnh tháp, có tọa độ $(0, 75)$.
2. Tìm giá trị của \(a\):
- Vì điểm C nằm trên đỉnh tháp, ta có $y_C = 75$ khi $x = 0$. Do đó, $75 = a \cdot 0^2$, suy ra $a$ không ảnh hưởng ở đây.
- Để tìm \(a\), ta sử dụng điểm H: $y_H = a \cdot 100^2$.
- Ta cần biết giá trị của \(y_H\). Giả sử \(y_H\) là giá trị của \(y\) khi \(x = 100\).
3. Tính \(y_H\):
- Ta có $y_H = a \cdot 100^2$.
- Vì \(y_H\) là giá trị của \(y\) khi \(x = 100\), ta cần biết giá trị của \(a\). Ta giả sử \(a\) là hằng số đã biết hoặc có thể tính toán từ dữ liệu khác.
4. Tính độ dài đoạn CH:
- Độ dài đoạn CH là khoảng cách giữa hai điểm C và H.
- Sử dụng công thức khoảng cách giữa hai điểm:
\[
CH = \sqrt{(x_H - x_C)^2 + (y_H - y_C)^2}
\]
- Thay vào các giá trị:
\[
CH = \sqrt{(100 - 0)^2 + (y_H - 75)^2}
\]
b) Tính khoảng cách giữa hai điểm M và N
1. Xác định phương trình đường thẳng:
- Đường thẳng vuông góc với trục Oy tại điểm E(0, 27) có phương trình là \(y = 27\).
2. Tìm giao điểm của đường thẳng và parabol:
- Thay \(y = 27\) vào phương trình parabol \(y = ax^2\):
\[
27 = ax^2
\]
- Giải phương trình này để tìm \(x\):
\[
x^2 = \frac{27}{a}
\]
\[
x = \pm \sqrt{\frac{27}{a}}
\]
3. Tìm tọa độ của các điểm M và N:
- Điểm M có tọa độ \((\sqrt{\frac{27}{a}}, 27)\).
- Điểm N có tọa độ \((- \sqrt{\frac{27}{a}}, 27)\).
4. Tính khoảng cách giữa hai điểm M và N:
- Khoảng cách giữa hai điểm M và N là:
\[
MN = \sqrt{\left(\sqrt{\frac{27}{a}} - (-\sqrt{\frac{27}{a}})\right)^2 + (27 - 27)^2}
\]
\[
MN = \sqrt{\left(2\sqrt{\frac{27}{a}}\right)^2}
\]
\[
MN = 2\sqrt{\frac{27}{a}}
\]
Kết luận:
- Độ dài đoạn CH của dây cáp là $\sqrt{(100 - 0)^2 + (y_H - 75)^2}$.
- Khoảng cách giữa hai điểm M và N là $2\sqrt{\frac{27}{a}}$.
Câu 5
a) Với $m=0$, phương trình trở thành:
\[ x^2 - 2(-1)x - 5 = 0 \]
\[ x^2 + 2x - 5 = 0 \]
Áp dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai $ax^2 + bx + c = 0$:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Ở đây, $a = 1$, $b = 2$, $c = -5$. Ta có:
\[ x = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-5)}}{2 \cdot 1} \]
\[ x = \frac{-2 \pm \sqrt{4 + 20}}{2} \]
\[ x = \frac{-2 \pm \sqrt{24}}{2} \]
\[ x = \frac{-2 \pm 2\sqrt{6}}{2} \]
\[ x = -1 \pm \sqrt{6} \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x_1 = -1 + \sqrt{6}, \quad x_2 = -1 - \sqrt{6} \]
b) Biết phương trình có một nghiệm $x_1 = 2$, ta thay vào phương trình để tìm $m$:
\[ 2^2 - 2(m-1) \cdot 2 + m - 5 = 0 \]
\[ 4 - 4(m-1) + m - 5 = 0 \]
\[ 4 - 4m + 4 + m - 5 = 0 \]
\[ 3 - 3m = 0 \]
\[ 3 = 3m \]
\[ m = 1 \]
Thay $m = 1$ vào phương trình ban đầu:
\[ x^2 - 2(1-1)x + 1 - 5 = 0 \]
\[ x^2 - 4 = 0 \]
\[ x^2 = 4 \]
\[ x = \pm 2 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x_1 = 2, \quad x_2 = -2 \]
Đáp số:
a) Nghiệm của phương trình là $x_1 = -1 + \sqrt{6}$ và $x_2 = -1 - \sqrt{6}$.
b) $m = 1$, nghiệm của phương trình là $x_1 = 2$ và $x_2 = -2$.