Bài I:
1. Điều kiện xác định:
Ta có:
Quy đồng mẫu số:
Rút gọn:
Nhân chéo:
Giải phương trình bậc hai:
Tìm nghiệm:
Kiểm tra điều kiện xác định:
Vậy nghiệm của phương trình là:
2. Giải hệ phương trình:
Cộng hai phương trình:
Thay vào phương trình đầu tiên:
Vậy nghiệm của hệ phương trình là:
Bài II:
Điều kiện xác định: Tất cả các số thực đều thỏa mãn.
Ta có:
Nhân cả hai vế của bất phương trình với 3 để loại bỏ mẫu số:
Phân phối và đơn giản hóa:
Chia cả hai vế cho -8 (chú ý đổi chiều bất phương trình):
Vậy nghiệm của bất phương trình là:
Bài III:
1. Gọi số tiền bác Tuấn đầu tư vào khoản đầu tư thứ nhất là x (triệu đồng) (điều kiện: 0 < x < 700).
Số tiền bác Tuấn đầu tư vào khoản đầu tư thứ hai là 700 - x (triệu đồng).
Lãi suất cho khoản đầu tư thứ nhất là 6% /năm, do đó số tiền lãi thu được từ khoản đầu tư thứ nhất sau một năm là 0,06x (triệu đồng).
Lãi suất cho khoản đầu tư thứ hai là 8% /năm, do đó số tiền lãi thu được từ khoản đầu tư thứ hai sau một năm là 0,08(700 - x) (triệu đồng).
Tổng số tiền lãi thu được sau một năm là 50 triệu đồng, ta có phương trình:
0,06x + 0,08(700 - x) = 50.
Giải phương trình này:
0,06x + 56 - 0,08x = 50,
-0,02x + 56 = 50,
-0,02x = 50 - 56,
-0,02x = -6,
x = 300.
Vậy số tiền bác Tuấn đầu tư vào khoản đầu tư thứ nhất là 300 triệu đồng, và số tiền đầu tư vào khoản đầu tư thứ hai là 700 - 300 = 400 triệu đồng.
2. Gọi số sản phẩm mà phân xưởng phải sản xuất mỗi ngày theo kế hoạch là x (sản phẩm/ngày) (điều kiện: x > 0).
Theo kế hoạch, phân xưởng sẽ hoàn thành 1100 sản phẩm trong ngày.
Do mỗi ngày phân xưởng sản xuất vượt mức 5 sản phẩm, nên mỗi ngày phân xưởng sản xuất được x + 5 sản phẩm. Thời gian hoàn thành kế hoạch thực tế là ngày.
Phân xưởng hoàn thành kế hoạch sớm hơn thời gian quy định 2 ngày, ta có phương trình:
.
Giải phương trình này:
,
,
,
5500 = 2x(x + 5),
5500 = 2x^2 + 10x,
2x^2 + 10x - 5500 = 0.
Giải phương trình bậc hai này:
x = ,
x = ,
x = ,
x = .
Ta chọn nghiệm dương:
x = = 50.
Vậy theo kế hoạch, mỗi ngày phân xưởng phải sản xuất 50 sản phẩm.
Bài IV:
1. a) Tính chiều cao của tháp:
Gọi chiều cao của tháp là .
Theo hình vẽ, ta có tam giác vuông với góc và cạnh kề là 90 mét.
Sử dụng tỉ số lượng giác:
Suy ra:
Tính giá trị:
b) Tính thời gian vật chạm đất:
Sử dụng công thức quãng đường của vật rơi tự do: .
Với mét, ta có:
Giải phương trình:
2. a) Tính độ dài cạnh AB:
Trong tam giác vuông ABC, ta có:
Suy ra:
Tính giá trị:
b) Chứng minh và :
- Do là trung điểm của , ta có .
- Trong tam giác vuông , đường cao chia thành hai đoạn: và .
- Theo hệ thức lượng trong tam giác vuông:
- Để chứng minh , ta xét tam giác và có:
- (do là trung điểm của )
- (cùng phụ với )
Do đó, .
c) Chứng minh :
- Do là trung điểm của , ta có .
- Gọi là giao điểm của và .
- Kẻ vuông góc với , cắt tại .
- Do vuông góc với , nên .
Vậy ta đã chứng minh được các yêu cầu của bài toán.
Bài V:
Để tính chi phí thấp nhất để làm bể cá, ta cần xác định diện tích kính cần dùng cho mặt đáy và các mặt bên của bể cá.
1. Tính diện tích mặt đáy:
Gọi chiều dài và chiều rộng của mặt đáy lần lượt là và (đơn vị: cm). Do bể cá có chiều cao 40 cm và thể tích là , ta có phương trình:
Từ đó, ta suy ra:
Diện tích mặt đáy là .
2. Tính diện tích các mặt bên:
Bể cá có 4 mặt bên, mỗi mặt có chiều cao 40 cm. Diện tích các mặt bên là:
3. Tính chi phí:
- Chi phí làm mặt đáy: Diện tích mặt đáy là . Chi phí là:
- Chi phí làm các mặt bên: Diện tích các mặt bên là . Chi phí là:
4. Tối thiểu hóa chi phí:
Tổng chi phí là:
Để tối thiểu hóa chi phí, ta cần tối thiểu hóa với điều kiện .
Sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz:
Suy ra:
Giá trị nhỏ nhất của là , đạt được khi .
5. Tính chi phí thấp nhất:
Thay vào công thức chi phí:
Tính toán:
Tổng chi phí thấp nhất là:
Vậy, chi phí thấp nhất để làm bể cá là đồng.