Câu 1:
Để giải quyết bài toán này, ta cần phân tích từng mệnh đề dựa trên các thông tin đã cho về cấp số nhân.
Gọi $u_1$ là số hạng đầu tiên và $q$ là công bội của cấp số nhân. Khi đó, các số hạng của cấp số nhân có dạng: $u_1, u_1q, u_1q^2, u_1q^3, \ldots$
Theo đề bài, ta có các điều kiện sau:
1. Tích của số hạng đầu và số hạng thứ hai bằng 1: 
   \[
   u_1 \cdot u_1q = 1 \implies u_1^2q = 1 \quad (1)
   \]
2. Tích của số hạng thứ ba và số hạng thứ năm bằng $\frac{1}{16}$:
   \[
   u_1q^2 \cdot u_1q^4 = \frac{1}{16} \implies u_1^2q^6 = \frac{1}{16} \quad (2)
   \]
Từ (1), ta có $u_1^2 = \frac{1}{q}$. Thay vào (2), ta được:
\[
\frac{1}{q} \cdot q^6 = \frac{1}{16} \implies q^5 = \frac{1}{16} \implies q = \left(\frac{1}{16}\right)^{\frac{1}{5}}
\]
Tuy nhiên, để đơn giản hóa, ta có thể thử các giá trị hợp lý cho $q$. Giả sử $q = \frac{1}{2}$, ta kiểm tra:
- Từ (1): $u_1^2 \cdot \frac{1}{2} = 1 \implies u_1^2 = 2 \implies u_1 = \sqrt{2}$ (vì $u_1$ dương).
- Từ (2): $u_1^2 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^6 = \frac{1}{16} \implies 2 \cdot \frac{1}{64} = \frac{1}{16}$, điều này đúng.
Vậy $q = \frac{1}{2}$ và $u_1 = \sqrt{2}$ là thỏa mãn.
Bây giờ, ta xét từng mệnh đề:
a) Công bội $q$ của cấp số nhân đã cho là số dương.
- Đúng, vì $q = \frac{1}{2}$ là số dương.
b) Số hạng thứ 10 của cấp số nhân là $u_{10} = \left(\frac{1}{2}\right)^9$.
- Số hạng thứ 10 là $u_{10} = u_1 q^9 = \sqrt{2} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^9 = \sqrt{2} \cdot \frac{1}{512} = \frac{\sqrt{2}}{512}$.
- Mệnh đề này sai vì $u_{10} \neq \left(\frac{1}{2}\right)^9$.
c) Tổng của 10 số hạng đầu của cấp số nhân bằng $\frac{1023}{256}$.
- Tổng của 10 số hạng đầu là $S_{10} = u_1 \frac{1 - q^{10}}{1 - q} = \sqrt{2} \frac{1 - \left(\frac{1}{2}\right)^{10}}{1 - \frac{1}{2}}$.
- Tính toán: $S_{10} = \sqrt{2} \cdot \frac{1 - \frac{1}{1024}}{\frac{1}{2}} = \sqrt{2} \cdot 2 \cdot \left(1 - \frac{1}{1024}\right) = 2\sqrt{2} \cdot \frac{1023}{1024}$.
- Mệnh đề này sai vì $S_{10} \neq \frac{1023}{256}$.
d) Số hạng đầu của cấp số nhân đã cho là $u_1 = 2$.
- Sai, vì $u_1 = \sqrt{2}$.
Tóm lại, các mệnh đề đúng là: a).
Câu 2:
a) Ta có \( u_n = 2 + \frac{5}{5^n} = 2 + \frac{1}{5^{n-1}} \). Vì \( n \geq 1 \) nên \( 5^{n-1} \geq 1 \), suy ra \( \frac{1}{5^{n-1}} \leq 1 \). Do đó, \( 2 < u_n \leq 3 \). Vậy dãy số \( (u_n) \) là dãy số bị chặn.
b) Số hạng thứ 5 của dãy số là \( u_5 = 2 + \frac{5}{5^5} = 2 + \frac{5}{3125} = 2 + \frac{1}{625} = \frac{1250}{625} + \frac{1}{625} = \frac{1251}{625} \neq \frac{255}{125} \). Vậy mệnh đề này sai.
c) Ta có \( u_{n+1} = 2 + \frac{5}{5^{n+1}} = 2 + \frac{5}{5 \cdot 5^n} = 2 + \frac{1}{5^n} \). Vậy mệnh đề này đúng.
d) Ta có \( u_{n+1} - u_n = \left( 2 + \frac{1}{5^n} \right) - \left( 2 + \frac{1}{5^{n-1}} \right) = \frac{1}{5^n} - \frac{1}{5^{n-1}} = \frac{1}{5^n} - \frac{5}{5^n} = -\frac{4}{5^n} < 0 \). Vậy dãy số \( (u_n) \) là dãy số giảm.
Câu 3:
Để giải quyết các bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng các công thức lượng giác cơ bản và các tính chất của góc trong khoảng \(\pi < x < \frac{3\pi}{2}\).
Bước 1: Tìm \(\cos x\) và \(\sin x\)
Cho \(\cos 2x = \frac{1}{7}\) và \(\pi < x < \frac{3\pi}{2}\).
Sử dụng công thức \(\cos 2x = 2\cos^2 x - 1\):
\[
\frac{1}{7} = 2\cos^2 x - 1
\]
\[
2\cos^2 x = \frac{1}{7} + 1 = \frac{8}{7}
\]
\[
\cos^2 x = \frac{4}{7}
\]
\[
\cos x = -\frac{2\sqrt{7}}{7} \quad (\text{vì } \pi < x < \frac{3\pi}{2})
\]
Tiếp theo, tìm \(\sin x\) sử dụng \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\):
\[
\sin^2 x = 1 - \left(-\frac{2\sqrt{7}}{7}\right)^2 = 1 - \frac{4}{7} = \frac{3}{7}
\]
\[
\sin x = -\frac{\sqrt{21}}{7} \quad (\text{vì } \pi < x < \frac{3\pi}{2})
\]
Bước 2: Kiểm tra các mệnh đề
Mệnh đề a) \(\cos x + \cos 3x = \frac{4\sqrt{7}}{49}\)
Sử dụng công thức \(\cos 3x = 4\cos^3 x - 3\cos x\):
\[
\cos 3x = 4\left(-\frac{2\sqrt{7}}{7}\right)^3 - 3\left(-\frac{2\sqrt{7}}{7}\right)
\]
\[
= 4\left(-\frac{8\sqrt{7}}{343}\right) + \frac{6\sqrt{7}}{7}
\]
\[
= -\frac{32\sqrt{7}}{343} + \frac{6\sqrt{7}}{7}
\]
\[
= -\frac{32\sqrt{7}}{343} + \frac{308\sqrt{7}}{343}
\]
\[
= \frac{276\sqrt{7}}{343}
\]
Kiểm tra:
\[
\cos x + \cos 3x = -\frac{2\sqrt{7}}{7} + \frac{276\sqrt{7}}{343}
\]
\[
= -\frac{98\sqrt{7}}{343} + \frac{276\sqrt{7}}{343}
\]
\[
= \frac{178\sqrt{7}}{343} \neq \frac{4\sqrt{7}}{49}
\]
Mệnh đề a) sai.
Mệnh đề b) \(\cos x = -\frac{2\sqrt{7}}{7}\)
Đã kiểm tra ở trên, \(\cos x = -\frac{2\sqrt{7}}{7}\).
Mệnh đề b) đúng.
Mệnh đề c) \(\sin x = \frac{\sqrt{21}}{7}\)
Đã kiểm tra ở trên, \(\sin x = -\frac{\sqrt{21}}{7}\).
Mệnh đề c) sai.
Mệnh đề d) \(\tan(x - \frac{\pi}{4}) = -7 + 4\sqrt{3}\)
Sử dụng công thức \(\tan(a - b) = \frac{\tan a - \tan b}{1 + \tan a \tan b}\):
\[
\tan(x - \frac{\pi}{4}) = \frac{\tan x - 1}{1 + \tan x}
\]
Tìm \(\tan x\):
\[
\tan x = \frac{\sin x}{\cos x} = \frac{-\frac{\sqrt{21}}{7}}{-\frac{2\sqrt{7}}{7}} = \frac{\sqrt{21}}{2\sqrt{7}} = \frac{\sqrt{3}}{2}
\]
Kiểm tra:
\[
\tan(x - \frac{\pi}{4}) = \frac{\frac{\sqrt{3}}{2} - 1}{1 + \frac{\sqrt{3}}{2}}
\]
\[
= \frac{\frac{\sqrt{3} - 2}{2}}{\frac{2 + \sqrt{3}}{2}}
\]
\[
= \frac{\sqrt{3} - 2}{2 + \sqrt{3}}
\]
\[
= \frac{(\sqrt{3} - 2)(2 - \sqrt{3})}{(2 + \sqrt{3})(2 - \sqrt{3})}
\]
\[
= \frac{2\sqrt{3} - 3 - 4 + 2\sqrt{3}}{4 - 3}
\]
\[
= \frac{4\sqrt{3} - 7}{1}
\]
\[
= 4\sqrt{3} - 7
\]
Mệnh đề d) đúng.
Kết luận
- Mệnh đề a) sai
- Mệnh đề b) đúng
- Mệnh đề c) sai
- Mệnh đề d) đúng
Câu 4:
Dựa vào hình vẽ, điểm \( M \) nằm ở góc phần tư thứ hai của đường tròn lượng giác. Trong góc phần tư này, ta có:
- \(\cos\alpha < 0\)
- \(\sin\alpha > 0\)
- \(\tan\alpha < 0\) (vì \(\tan\alpha = \frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\))
Bây giờ, ta xét từng mệnh đề:
a) \(\cos\alpha \cdot (1+\tan^2\alpha) > 0\)
- \(\tan^2\alpha \geq 0\) với mọi \(\alpha\), nên \(1+\tan^2\alpha > 0\).
- \(\cos\alpha < 0\).
Vậy \(\cos\alpha \cdot (1+\tan^2\alpha) < 0\). Mệnh đề a) sai.
b) \(\cos\alpha \cdot \tan\alpha > 0\)
- \(\cos\alpha < 0\)
- \(\tan\alpha < 0\)
Tích của hai số âm là số dương, nên \(\cos\alpha \cdot \tan\alpha > 0\). Mệnh đề b) đúng.
c) \(\frac{2\sin\alpha-\sin2\alpha}{2(1-\cos\alpha)} < 0\)
- \(\sin2\alpha = 2\sin\alpha\cos\alpha\), nên \(2\sin\alpha - \sin2\alpha = 2\sin\alpha - 2\sin\alpha\cos\alpha = 2\sin\alpha(1-\cos\alpha)\).
- Tử số: \(2\sin\alpha(1-\cos\alpha)\).
- Mẫu số: \(2(1-\cos\alpha)\).
Vì \(\sin\alpha > 0\) và \(1-\cos\alpha > 0\), nên tử số và mẫu số đều dương. Do đó, \(\frac{2\sin\alpha-\sin2\alpha}{2(1-\cos\alpha)} > 0\). Mệnh đề c) sai.
d) \(\cos\alpha < 0\)
Điều này đúng vì điểm \( M \) nằm ở góc phần tư thứ hai. Mệnh đề d) đúng.
Tóm lại:
- Mệnh đề a) sai.
- Mệnh đề b) đúng.
- Mệnh đề c) sai.
- Mệnh đề d) đúng.
Câu 1:
Ta có:
\[ A = (\cos \alpha + \cos \beta)^2 + (\sin \alpha + \sin \beta)^2 \]
Mở rộng các bình phương:
\[ A = \cos^2 \alpha + 2 \cos \alpha \cos \beta + \cos^2 \beta + \sin^2 \alpha + 2 \sin \alpha \sin \beta + \sin^2 \beta \]
Nhóm các hạng tử:
\[ A = (\cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha) + (\cos^2 \beta + \sin^2 \beta) + 2 (\cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta) \]
Sử dụng công thức lượng giác cơ bản \(\cos^2 x + \sin^2 x = 1\):
\[ A = 1 + 1 + 2 (\cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta) \]
\[ A = 2 + 2 (\cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta) \]
Sử dụng công thức cộng cosin:
\[ \cos (\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta \]
Biết rằng \(\alpha - \beta = \frac{\pi}{3}\), ta có:
\[ \cos \left( \frac{\pi}{3} \right) = \frac{1}{2} \]
Thay vào biểu thức:
\[ A = 2 + 2 \cdot \frac{1}{2} \]
\[ A = 2 + 1 \]
\[ A = 3 \]
Vậy giá trị của biểu thức \(A\) là 3.
Câu 2:
Để tính trung vị của mẫu số liệu ghép nhóm, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định tổng số học sinh:
\[ 100 + 400 + 500 + 100 + 100 = 1200 \]
Bước 2: Tìm vị trí của trung vị. Vì tổng số học sinh là 1200 (số chẵn), trung vị sẽ nằm ở vị trí thứ \(\frac{1200}{2} = 600\) và \(\frac{1200}{2} + 1 = 601\).
Bước 3: Xác định khoảng chứa trung vị. Ta thấy rằng:
- Số học sinh trong khoảng \([0;2)\) là 100.
- Số học sinh trong khoảng \([2;4)\) là 400.
- Số học sinh trong khoảng \([4;6)\) là 500.
Tổng số học sinh trong khoảng \([0;6)\) là:
\[ 100 + 400 + 500 = 1000 \]
Vì 600 và 601 đều nằm trong khoảng \([4;6)\), ta kết luận rằng trung vị nằm trong khoảng \([4;6)\).
Bước 4: Tính trung vị cụ thể trong khoảng \([4;6)\). Vì trung vị nằm ở vị trí thứ 600 và 601, ta lấy giá trị trung bình của hai vị trí này:
\[ \text{Trung vị} = \frac{4 + 6}{2} = 5 \]
Vậy, trung vị của mẫu số liệu ghép nhóm này là 5.
Câu 3:
Số ghế ở hàng thứ 20 là:
\( 20 + (20 - 1) \times 4 = 96 \) (ghế)
Tổng số ghế trong nhà thi đấu là:
\( (20 + 96) \times 20 : 2 = 1160 \) (ghế)
Giá tiền của mỗi vé là:
\( 116000 : 1160 = 100 \) (nghìn đồng)
Đáp số: 100 nghìn đồng