Câu 1:
a) $(2x-3y)(4x^2+6xy+9y^2)$
Ta nhận thấy đây là dạng tích của một hiệu và một tổng bình phương.
$(2x-3y)(4x^2+6xy+9y^2) = (2x-3y)[(2x)^2 + 2x \cdot 3y + (3y)^2]$
$= (2x-3y)(4x^2 + 6xy + 9y^2)$
$= (2x)^3 - (3y)^3$
$= 8x^3 - 27y^3$
b) $(6x^3+3x^2+4x+2):(3x^2+2)$
Ta thực hiện phép chia đa thức:
$6x^3 + 3x^2 + 4x + 2 = (3x^2 + 2)(2x + 1) + 0$
Vậy thương của phép chia là $2x + 1$.
c) $(x+2)^2+(3-x)^2-2(x+3)(x-3)$
Ta mở ngoặc và rút gọn:
$(x+2)^2 = x^2 + 4x + 4$
$(3-x)^2 = 9 - 6x + x^2$
$2(x+3)(x-3) = 2(x^2 - 9) = 2x^2 - 18$
Do đó:
$(x+2)^2 + (3-x)^2 - 2(x+3)(x-3) = x^2 + 4x + 4 + 9 - 6x + x^2 - 2x^2 + 18$
$= 2x^2 - 2x^2 + 4x - 6x + 4 + 9 + 18$
$= -2x + 31$
d) $\frac{x+3}{x-2}-\frac{x-3}{x+2}+\frac{x^2+4x+8}{4-x^2}$
Ta quy đồng mẫu số và rút gọn:
$\frac{x+3}{x-2} - \frac{x-3}{x+2} + \frac{x^2+4x+8}{4-x^2} = \frac{(x+3)(x+2) - (x-3)(x-2) + (x^2+4x+8)}{(x-2)(x+2)}$
$= \frac{x^2 + 5x + 6 - (x^2 - 5x + 6) + x^2 + 4x + 8}{(x-2)(x+2)}$
$= \frac{x^2 + 5x + 6 - x^2 + 5x - 6 + x^2 + 4x + 8}{(x-2)(x+2)}$
$= \frac{x^2 + 14x + 8}{(x-2)(x+2)}$
$= \frac{x^2 + 14x + 8}{x^2 - 4}$
Câu 2:
a) \(6x(4-x)+x-4\)
Ta thấy \(6x(4-x)\) có thể viết lại thành \(6x \cdot (4-x)\). Ta cũng thấy \(x-4\) có thể viết lại thành \(-(4-x)\).
Do đó, ta có:
\[6x(4-x) + x - 4 = 6x(4-x) - (4-x)\]
Bây giờ, ta có thể nhóm các hạng tử chung:
\[6x(4-x) - (4-x) = (4-x)(6x - 1)\]
Vậy, đa thức \(6x(4-x)+x-4\) được phân tích thành nhân tử là:
\[6x(4-x)+x-4 = (4-x)(6x - 1)\]
b) \(25x^2-10x+1-16z^2\)
Ta nhận thấy \(25x^2-10x+1\) là một hằng đẳng thức dạng \((ax+b)^2\):
\[25x^2-10x+1 = (5x-1)^2\]
Do đó, ta có:
\[25x^2-10x+1-16z^2 = (5x-1)^2 - (4z)^2\]
Ta sử dụng hằng đẳng thức hiệu hai bình phương:
\[(5x-1)^2 - (4z)^2 = (5x-1-4z)(5x-1+4z)\]
Vậy, đa thức \(25x^2-10x+1-16z^2\) được phân tích thành nhân tử là:
\[25x^2-10x+1-16z^2 = (5x-1-4z)(5x-1+4z)\]
c) \(x^2-1+x^2y-y\)
Ta nhóm các hạng tử chung:
\[x^2-1+x^2y-y = x^2(1+y) - (1+y)\]
Bây giờ, ta có thể nhóm các hạng tử chung:
\[x^2(1+y) - (1+y) = (1+y)(x^2-1)\]
Tiếp theo, ta phân tích \(x^2-1\) thành nhân tử:
\[x^2-1 = (x-1)(x+1)\]
Do đó, ta có:
\[(1+y)(x^2-1) = (1+y)(x-1)(x+1)\]
Vậy, đa thức \(x^2-1+x^2y-y\) được phân tích thành nhân tử là:
\[x^2-1+x^2y-y = (1+y)(x-1)(x+1)\]
Câu 3:
a) $(x+2)(x-2)-x(x+1)=0$
$(x+2)(x-2)-x(x+1)=0$
$x^{2}-4-x^{2}-x=0$
$-4-x=0$
$x=-4$
Vậy $x=-4$
b) $4x^{2}+4x-3=0$
$4x^{2}+4x-3=0$
$4x^{2}+6x-2x-3=0$
$2x(2x+3)-(2x+3)=0$
$(2x-1)(2x+3)=0$
$2x-1=0$ hoặc $2x+3=0$
$2x=1$ hoặc $2x=-3$
$x=\frac{1}{2}$ hoặc $x=-\frac{3}{2}$
Vậy $x=\frac{1}{2}$ hoặc $x=-\frac{3}{2}$
Câu 4:
Ta có $A=x^2+4y^2-2x+10+4xy-4y=(x^2+4xy+4y^2)+(-2x-4y)+10$
$=x^2+4xy+4y^2-2(x+2y)+10$
$=(x+2y)^2-2(x+2y)+10$
Vì $x+2y=5$ nên thay vào ta được $A=5^2-2\times 5+10=25-10+10=25$.
Câu 5:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ đi qua từng phần một cách chi tiết.
a) Chứng minh tứ giác ABMC là hình chữ nhật.
- Gọi M là điểm đối xứng của A qua I. Do I là trung điểm của BC, nên BI = IC.
- Vì M là điểm đối xứng của A qua I, nên I cũng là trung điểm của AM.
- Do đó, IA = IM và AI = IM.
- Xét tứ giác ABMC:
- Ta có BA vuông góc với BC (vì BA là đường cao), nên góc ABC = 90 độ.
- Do I là trung điểm của AM và BC, nên AM // BC.
- Vì AM // BC và góc ABC = 90 độ, nên góc AMC = 90 độ.
- Từ đó, tứ giác ABMC có hai góc vuông liên tiếp, nên ABMC là hình chữ nhật.
b) Tứ giác ADCI là hình gì? Vì sao?
- Gọi D là điểm đối xứng của I qua AC. Do đó, AC là trung trực của đoạn ID.
- Vì I là trung điểm của BC, nên AC cũng là trung trực của BC.
- Do đó, AC là trung trực chung của cả ID và BC.
- Xét tứ giác ADCI:
- AC là trung trực của ID, nên AD = DI.
- AC là trung trực của BC, nên IC = IB.
- Từ đó, ADCI là hình bình hành vì có hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường.
- Tuy nhiên, vì AC là trung trực của cả ID và BC, nên ADCI là hình thoi.
c) Chứng minh $HA \cdot AM = MC \cdot CA$.
- Vẽ AH vuông góc với BC, ta có AH là đường cao từ A đến BC.
- Xét tam giác vuông AHC:
- Ta có $AH \cdot AC = HC \cdot CA$ (vì tam giác vuông).
- Xét tam giác vuông AMC:
- Ta có $AM = 2 \cdot AI$ (vì M là điểm đối xứng của A qua I).
- Do đó, $HA \cdot AM = HA \cdot 2 \cdot AI = 2 \cdot (AH \cdot AI)$.
- Vì $AH \cdot AI = HC \cdot CA$, nên $HA \cdot AM = 2 \cdot (HC \cdot CA) = MC \cdot CA$.
d) Chứng minh $S_{ADC} = 3S_{ADK}$.
- Để chứng minh điều này, ta cần so sánh diện tích của hai tam giác ADC và ADK.
- Xét tam giác ADC:
- Diện tích $S_{ADC} = \frac{1}{2} \cdot AC \cdot DI \cdot \sin(\angle ACD)$.
- Xét tam giác ADK:
- Diện tích $S_{ADK} = \frac{1}{2} \cdot AD \cdot DK \cdot \sin(\angle ADK)$.
- Do D là điểm đối xứng của I qua AC, nên AD = DI.
- Đường thẳng BN cắt DC tại K, và N là trung điểm của AC, nên $DK = \frac{1}{3} \cdot DC$.
- Từ đó, $S_{ADC} = 3 \cdot S_{ADK}$ vì $DC = 3 \cdot DK$ và các góc tương ứng bằng nhau.
Vậy, chúng ta đã chứng minh được các phần của bài toán.