Câu 11:
Để tìm độ cao của đỉnh dốc so với mặt đất, ta sử dụng định lý sin trong tam giác vuông.
Gọi độ cao của đỉnh dốc là \( h \).
Trong tam giác vuông, ta có:
\[
\sin 35^\circ = \frac{h}{4}
\]
Từ đó, ta suy ra:
\[
h = 4 \times \sin 35^\circ
\]
Sử dụng máy tính để tính giá trị của \(\sin 35^\circ\):
\[
\sin 35^\circ \approx 0.5736
\]
Thay vào công thức:
\[
h = 4 \times 0.5736 \approx 2.29
\]
Vậy, độ cao của đỉnh dốc so với mặt đất là khoảng \(2.29\) mét.
Câu 12:
Điều kiện xác định: \( x \geq 0; x \neq 4 \)
Ta có:
\[ B = \frac{2}{\sqrt{x} + 2} - \frac{1}{\sqrt{x} - 2} - \frac{2\sqrt{x}}{4 - x} \]
Nhận thấy rằng \( 4 - x = (\sqrt{x} - 2)(-\sqrt{x} - 2) \). Ta sẽ quy đồng mẫu số chung cho các phân số trên.
Mẫu số chung là \( (\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2) \).
Ta có:
\[ B = \frac{2(\sqrt{x} - 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} - \frac{1(\sqrt{x} + 2)}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} - \frac{2\sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} \]
Gộp các phân số lại:
\[ B = \frac{2(\sqrt{x} - 2) - 1(\sqrt{x} + 2) - 2\sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} \]
Phân phối và rút gọn tử số:
\[ B = \frac{2\sqrt{x} - 4 - \sqrt{x} - 2 - 2\sqrt{x}}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} \]
\[ B = \frac{-\sqrt{x} - 6}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} \]
Do đó, biểu thức đã được rút gọn thành:
\[ B = \frac{-\sqrt{x} - 6}{(\sqrt{x} + 2)(\sqrt{x} - 2)} \]
Câu 13:
1) Giải phương trình: $\frac{x-5}{x-1}+\frac2{x-3}=1$
Điều kiện xác định: $x \neq 1; x \neq 3$.
Phương trình đã cho tương đương với:
$
(x-5)(x-3)+2(x-1)=(x-1)(x-3)
$
$
x^2-3x-5x+15+2x-2=x^2-3x-x+3
$
$
-4x+13=-4x+3
$
$
13=3
$
Phương trình này vô nghiệm.
2) Giải hệ phương trình:
$
\left\{
\begin{array}{l}
2x-y=3 \\
3x+2y=8
\end{array}
\right.
$
Nhân phương trình đầu tiên với 2 để làm cho hệ số của $y$ ở hai phương trình giống nhau:
$
\left\{
\begin{array}{l}
4x-2y=6 \\
3x+2y=8
\end{array}
\right.
$
Cộng hai phương trình lại:
$
(4x-2y)+(3x+2y)=6+8
$
$
7x=14
$
$
x=2
$
Thay $x=2$ vào phương trình đầu tiên:
$
2(2)-y=3
$
$
4-y=3
$
$
y=1
$
Vậy nghiệm của hệ phương trình là $(x,y)=(2,1)$.
Câu 14:
Gọi số cây mỗi học sinh lớp 9A trồng được là x (cây, điều kiện: x > 0).
Số cây mỗi học sinh lớp 9B trồng được là x + 1 (cây).
Tổng số cây mà lớp 9A trồng được là 32x (cây).
Tổng số cây mà lớp 9B trồng được là 35(x + 1) (cây).
Theo đề bài, tổng số cây mà hai lớp trồng được là 236 cây, ta có phương trình:
\[ 32x + 35(x + 1) = 236 \]
Giải phương trình này:
\[ 32x + 35x + 35 = 236 \]
\[ 67x + 35 = 236 \]
\[ 67x = 236 - 35 \]
\[ 67x = 201 \]
\[ x = \frac{201}{67} \]
\[ x = 3 \]
Vậy số cây mỗi học sinh lớp 9A trồng được là 3 cây.
Số cây mỗi học sinh lớp 9B trồng được là:
\[ x + 1 = 3 + 1 = 4 \text{ (cây)} \]
Đáp số: Lớp 9A: 3 cây, Lớp 9B: 4 cây.
Câu 15:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước như sau:
a) Chứng minh CO vuông góc với MN và \( HO \cdot HC = \frac{1}{4}MN^2 \):
1. Chứng minh CO vuông góc với MN:
- Vì CM và CN là các tiếp tuyến của đường tròn (O) tại M và N, nên \( OM \perp CM \) và \( ON \perp CN \).
- Do đó, \( \angle OMC = \angle ONC = 90^\circ \).
- Tứ giác OMNC là tứ giác nội tiếp đường tròn đường kính OC, vì \( \angle OMC + \angle ONC = 180^\circ \).
- Theo tính chất của tứ giác nội tiếp, \( \angle OMN = \angle OCN \).
- Vì \( \angle OMC = \angle ONC = 90^\circ \), nên \( \angle OMN = \angle OCN = 90^\circ \).
- Do đó, CO vuông góc với MN.
2. Chứng minh \( HO \cdot HC = \frac{1}{4}MN^2 \):
- Từ chứng minh trên, ta có CO là đường kính của đường tròn nội tiếp tứ giác OMNC.
- Theo định lý về đường kính và tiếp tuyến, ta có \( HO \cdot HC = OM^2 = ON^2 \).
- Vì OM = ON (bán kính của đường tròn), nên \( OM = ON = \frac{1}{2}MN \).
- Do đó, \( HO \cdot HC = \left(\frac{1}{2}MN\right)^2 = \frac{1}{4}MN^2 \).
b) Chứng minh tam giác MEF cân:
1. Xét tam giác MEF:
- Ta có AE song song với BM và AE cắt CM tại E.
- Do AE // BM, nên \( \angle AEM = \angle EMB \).
- Tương tự, vì AE // BM và AF cắt MN tại F, nên \( \angle AFE = \angle BMF \).
2. Chứng minh tam giác MEF cân:
- Từ các góc bằng nhau đã chứng minh, ta có \( \angle AEM = \angle EMB \) và \( \angle AFE = \angle BMF \).
- Do đó, tam giác MEF có hai góc bằng nhau, nên tam giác MEF cân tại E.
Vậy, chúng ta đã chứng minh được các yêu cầu của bài toán.
Câu 16:
Ta có:
\[x^2 + 2y^2 + 3 = x^2 + y^2 + y^2 + 1 + 1 + 1.\]
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:
\[x^2 + y^2 \geq 2xy,\]
\[y^2 + 1 \geq 2y,\]
\[1 + 1 \geq 2.\]
Do đó:
\[x^2 + 2y^2 + 3 \geq 2xy + 2y + 2 = 2(xy + y + 1).\]
Từ đây suy ra:
\[\frac{1}{x^2 + 2y^2 + 3} \leq \frac{1}{2(xy + y + 1)}.\]
Tương tự, ta có:
\[\frac{1}{y^2 + 2z^2 + 3} \leq \frac{1}{2(yz + z + 1)},\]
\[\frac{1}{z^2 + 2x^2 + 3} \leq \frac{1}{2(zx + x + 1)}.\]
Cộng các bất đẳng thức trên lại, ta được:
\[\frac{1}{x^2 + 2y^2 + 3} + \frac{1}{y^2 + 2z^2 + 3} + \frac{1}{z^2 + 2x^2 + 3} \leq \frac{1}{2} \left( \frac{1}{xy + y + 1} + \frac{1}{yz + z + 1} + \frac{1}{zx + x + 1} \right).\]
Bây giờ ta sẽ chứng minh:
\[\frac{1}{xy + y + 1} + \frac{1}{yz + z + 1} + \frac{1}{zx + x + 1} \leq 1.\]
Thật vậy, ta có:
\[\frac{1}{xy + y + 1} + \frac{1}{yz + z + 1} + \frac{1}{zx + x + 1} = \frac{1}{y(x + 1) + 1} + \frac{1}{z(y + 1) + 1} + \frac{1}{x(z + 1) + 1}.\]
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:
\[y(x + 1) + 1 \geq 2\sqrt{y(x + 1)} \geq 2\sqrt{y \cdot 2\sqrt{x}} = 2\sqrt{2yx}.\]
Từ đây suy ra:
\[\frac{1}{y(x + 1) + 1} \leq \frac{1}{2\sqrt{2yx}}.\]
Tương tự, ta có:
\[\frac{1}{z(y + 1) + 1} \leq \frac{1}{2\sqrt{2yz}},\]
\[\frac{1}{x(z + 1) + 1} \leq \frac{1}{2\sqrt{2zx}}.\]
Cộng các bất đẳng thức trên lại, ta được:
\[\frac{1}{y(x + 1) + 1} + \frac{1}{z(y + 1) + 1} + \frac{1}{x(z + 1) + 1} \leq \frac{1}{2\sqrt{2yx}} + \frac{1}{2\sqrt{2yz}} + \frac{1}{2\sqrt{2zx}}.\]
Do đó:
\[\frac{1}{x^2 + 2y^2 + 3} + \frac{1}{y^2 + 2z^2 + 3} + \frac{1}{z^2 + 2x^2 + 3} \leq \frac{1}{2} \left( \frac{1}{2\sqrt{2yx}} + \frac{1}{2\sqrt{2yz}} + \frac{1}{2\sqrt{2zx}} \right) = \frac{1}{2}.\]
Vậy ta đã chứng minh được:
\[\frac{1}{x^2 + 2y^2 + 3} + \frac{1}{y^2 + 2z^2 + 3} + \frac{1}{z^2 + 2x^2 + 3} \leq \frac{1}{2}.\]