Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Toán Lớp 9 - Năm học 2019-2020 - Sở GD và ĐT Quảng Nam (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Toán Lớp 9 - Năm học 2019-2020 - Sở GD và ĐT Quảng Nam (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP TỈNH QUẢNG NAM NĂM HỌC 2019 - 2020 Môn thi : Toán ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 01 trang) Ngày thi : 10/6/2020 Câu 1. (4,0 điểm) a+− b a b a) Cho hai số thực dương phân biệt ab,. Xét hai biểu thức A =+, a−+ b a b ab22+ B = Rút gọn biểu thức A và tính B theo . ab22− b) Cho phương trình x22−3( m + 1) x + 2 m + 7 m − 4 = 0 với m là tham số. Tìm m để phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt sao cho bình phương của một nghiệm bằng ba lần nghiệm còn lại. Câu 2. (4,0 điểm) a) Giải phương trình 4x2 − 2 x − 10 − 5 2 x − 1 = 0. y3−2 x 3 + 3 x 2 y − 3 xy 2 = 0 b) Giải hệ phương trình 2 2 2 2 x y−4 x y − y − 8 x + 8 y + 4 = 0 Câu 3. (2,5 điểm) Cho tam giác ABC vuông tại A có AC = 2AB, H là chân đường cao vẽ từ A của tam giác ABC, D là trung điểm của HC. a) Chứng minh tam giác ADH vuông cân. b) Gọi F là trung điểm AC, dựng hình vuông ABEF. Chứng minh tứ giác ABED nội tiếp trong đường tròn và tính diện tích tam giác ADE khi AB = 2 cm. Câu 4. (4,5 điểm) Cho nửa đường tròn tâm O, đường kính AB = 2a, H là điểm nằm trên đoạn thẳng OA sao cho HA = 2HO. Đường thẳng vuông góc với AB tại H cắt nửa đường tròn đã cho tại C. Hạ HP vuông góc với AC tại P, HQ vuông góc với BC tại Q. a) Chứng minh OC vuông góc với PQ. b) Gọi I là giao điểm của OC và PQ. Tính độ dài đoạn thẳng CI theo a. c) Lấy điểm M trên tia đối của tia BA (M khác B), đường thẳng MC cắt nửa đường tròn đã cho tại điểm thứ hai là D. Hai đường tròn ngoại tiếp hai tam giác OAC và OBD cắt nhau tại điểm thứ hai là K, gọi E là giao điểm của AD và BC. Chứng minh bốn điểm A, B, E, K cùng nằm trên một đường tròn và KO vuông góc với KE. Câu 5. (5,0 điểm) a) Tìm số tự nhiên có 7 chữ số đôi một khác nhau có dạng n = COVID19, biết n chia hết cho 7 và số COVID là số chính phương chia hết cho 5. b) Cho hai số thực dương a, b thỏa mãn a2 b+ ab 2 + ab = a 2 + b 2 . Tìm giá trị lớn nhất của 11ab biểu thức A=11 + + +  a b b a HẾT (Giám thị không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: Phòng thi: Số báo danh:
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 QUẢNG NAM Năm học 2019 - 2020 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN Môn: TOÁN (Hướng dẫn chấm này có 06 trang) Câu Đáp án Điểm Câu 1 a+− b a b (4,5 đ) a) Cho hai số thực dương phân biệt ab,. Xét hai biểu thức A =+, a−+ b a b 2,0 ab22+ B = Rút gọn biểu thức A và tính B theo . ab22− 22 a+− b a b ( a+ b) +( a − b) 2(ab+ ) Ta có A = + = = 0,75 a−+ b a b a−− b a b (Đúng bước 1 được 0,5 điểm; đúng bước 2 được 0,25 điểm) 22 ab22+ (a+ b) +( a − b) B == 0,5 ab22− 2(a−+ b)( a b) 1 a+− b a b =+ 0,25 2 a−+ b a b 1 AA 22 + 4 = + = 0,5 2 2AA 4 b) Cho phương trình x22−3( m + 1) x + 2 m + 7 m − 4 = 0 với m là tham số. Tìm m để phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt sao cho bình phương của một nghiệm 2,0 bằng ba lần nghiệm còn lại. =+−9(m 1)2 4.1.(2 m 2 +−=−+=− 7 m 4) m 2 10 m 25 ( m 5) 2 0,25 (Chỉ cần =mm2 −10 + 25 được 0,25 điểm) + Phương trình đã cho có hai nghiệm phân biệt khi 0 0,25 (mm − 5)2 0 5. 0,25 + Với điều kiện m 5, pt đã cho có hai nghiệm phân biệt là: 3(m+ 1) − ( m − 5) 3( m + 1) + ( m − 5) 0,25 x= = m +4, x = = 2 m − 1 1222 + Theo đề bài ta có: (m+ 4)22 = 3(2 m − 1) m + 2 m + 19 = 0 (VN) 22 0, 5 (2m− 1) = 3( m + 4) 4 m − 7 m − 11 = 0 (*) (Đúng mỗi bước được 0,25 điểm) 11 (*) m =− 1 hoặc m= (thỏa) 0,5 4 11 Vậy có hai giá trị cần tìm là mm=−1, = . 7 Trang 1/6
3. Câu 2 a) Giải phương trình 4x2 − 2 x − 10 − 5 2 x − 1 = 0 (1) 2,0 (4,0 đ) 1 Điều kiện: x . 0,25 2 t 2 +1 t=2 x − 1 ( t 0) x = 0,25 2 222 tt++11 42 + PT (1) trở thành: 4 − 2 − 10 − 5t = 0 t + t − 5 t − 10 = 0 0,25 22 (t42 − 16) + ( t − 5 t + 6) = 0 (t22 − 4)( t + 4) + ( t − 2)( t − 3) = 0 2 0,5 (t − 2) ( t + 2)( t + 4) + t − 3 = 0 (*) Vì t 0 nên (t+ 2)( t2 + 4) + t − 3 5 . 0,25 Do đó pt (*) có một nghiệm duy nhất t = 2. 0,25 5 Suy ra phương trình đã cho có một nghiệm duy nhất x = . 0,25 2 * Cách khác: Điều kiện: 0,25 4x22−−− 2 x 10 5 2 x −= 1 0 4 x −−− 2 x 20 5( 2 x −−= 1 2) 0 0,25 25x − 2( 2xx − 5)( + 2) − 5 = 0 0,5 2x −+ 1 2 5 (2xx − 5) 2 + 4 − = 0 0,25 2x −+ 1 2 5 x = 2 0,25 5 2x += 4 (*) 2x −+ 1 2 1 55 + Vì x nên 2x + 4 5và . Do đó pt(*) vô nghiệm. 0,5 2 2x −+ 1 2 2 Vậy phương trình đã cho có một nghiệm duy nhất . y3−2 x 3 + 3 x 2 y − 3 xy 2 = 0 b) Giải hệ phương trình . 2 2 2 2 2,0 x y−4 x y − y − 8 x + 8 y + 4 = 0 - Xét phương trình y3−2 x 3 + 3 x 2 y − 3 xy 2 = 0 (1) 0,25 + Với x = 0 thay vào (1) suy ra y = 0 (không thỏa pt còn lại của hệ). + Với x 0: chia 2 vế của pt (1) cho x3 ta được phương trình tương đương: y32 y y y −3. + 3. − 2 = 0 , đặt t = phương trình trở thành: 0,25 x32 x x x t32−3 t + 3 t − 2 = 0 . (t − 2)( t2 − t + 1) = 0 t = 2 y = 2 x 0,25 (Không yêu cầu giải thích tt2 − +10 ) Thay yx= 2 vào phương trình x2 y 2−4 x 2 y − y 2 − 8 x + 8 y + 4 = 0 ta được: 0,25 x2.4 x 2− 4.2 x 2 x − 4 x 2 − 8 x + 16 x + 40 = x4 −2 x 3 − x 2 + 2 x + 1 = 0 Trang 2/6
4. 2 21 2 11 xx −2 − 1 + +2 = 0 xx +2 −2 − − 1 = 0 0,25 xx xx 2 11 xx − −2 − + 1 = 0 0,25 xx 1 1 5 xx − =1 = . 0,25 x 2 Suy ra hệ phương trình đã cho có 2 nghiệm: 1+− 5 1 5 0,25 (;)x y= ;15,(;) + x y = ;15 − . 22 Cách khác: 3 3 2 2 3 3 2 3 2 2 y−+−= −−+−+=23 x xyxy 3 0(8)3 y x xyx 636 xy xy 0 0,25 (y − 2)( xy2 + 2 xy + 4)3( x 2 − xy 2 − 2)3( x − xyy − 2)0 x = yx= 2 (y − 2 x )( x22 − xy + y ) = 0 22 0,25 x− xy + y = 0 x22− xy + y =00 x = y = (không thỏa pt còn lại trong hệ). 0,25 * Có thể biến đổi: y3−2 x 3 + 3 xyxy 2 − 3 2 = 0 ( xy 3 + 3 ) − 3 x 3 + 3 xyxy 2 − 3 2 = 0 (xyx + )(2 − xyy + 2 ) − 3 xx ( 2 − xyy + 2 ) = 0 (y − 2 x )( x22 − xy + y ) = 0 Câu 3 Cho tam giác ABC vuông tại A có AC=2AB, H là chân đường cao vẽ từ A của tam (2,5 đ) giác ABC, D là trung điểm của HC. a) Chứng minh tam giác ADH vuông cân. 2,5 b) Gọi F là trung điểm AC, dựng hình vuông ABEF. Chứng minh tứ giác ABED nội tiếp trong đường tròn và tính diện tích tam giác ADE khi AB = 2 cm. a) Chứng tam giác ADH vuông cân. 1,0 (Không có hình vẽ không chấm bài) + Chứng minh được hai tam giác AHC và BAC đồng dạng 0,5 AH BA 1 + Suy ra == 0,25 HC AC 2 1 Suy ra AH== HC HD . Vậy tam giác AHD vuông cân tại H. 0,25 2 * Cách khác: AB 1 0,25 Trong tam giác vuông ABC có: tan ACB == (1) AC 2 Trang 3/6
5. AH + tanACB== tan ACH (2) 0,25 HC AH 1 Từ (1) và (2) suy ra: = HC =2 AH AH = HD 0,25 HC 2 Vậy tam giác AHD vuông cân tại H. 0,25 b) Gọi F là trung điểm AC, dựng hình vuông ABEF. Chứng minh tứ giác ABED nội 1,5 tiếp trong đường tròn và tính diện tích tam giác ADE khi AB = 2 cm. + Gọi K là trung điểm của AH. Suy ra được tứ giác BEDK là hình bình hành. 0,25 + Mà BE⊥ AB nên DK⊥ AB . Suy ra K là trực tâm của tam giác ABD. Suy ra BK⊥ AD 0,25 Mà BK // ED suy ra ED⊥ AD Suy ra tứ giác ABED nội tiếp trong đường tròn. 0,25 * Cách khác: D nằm trên đường tròn đường kính BF 0,25 Mà ABEF là hình vuông nên đường tròn đường kính BF là đường tròn ngoại 0,25 tiếp hình vuông ABEF. Suy ra tứ giác ABED nội tiếp trong đường tròn đường kính AE. 0,25 * Có thể trình bày như sau: AEB== ADB 450 0,5 Mà E, D nằm cùng phía đối với AB nên tứ giác ABED nội tiếp trong đường 0,25 tròn. 1 1 1 1 1 1 5 4 S= AD DE ; = + = + = AH = 0,25 ADE 2 AH2 AB 2 AC 2 4 16 16 5 42 32 8 2 2 AD== AH 2 , ED2= AE 2 − AD 2 =8 − = ED = 0,25 5 55 5 1 1 4 2 2 2 8 Suy ra S=. AD . DE = . . = (cm2 ) 0,25 ADE 2 255 5 Câu 4 Cho nửa đường tròn tâm O, đường kính AB = 2a, H là điểm nằm trên đoạn thẳng OA (4,5 đ) sao cho HA = 2HO. Đường thẳng vuông góc với AB tại H cắt nửa đường tròn đã cho tại C. Hạ HP vuông góc với AC tại P, HQ vuông góc với BC tại Q. a) Chứng minh OC vuông góc với PQ. b) Gọi I là giao điểm của OC và PQ. Tính độ dài đoạn thẳng CI theo a. 4,5 c) Lấy điểm M trên tia đối của tia BA (M khác B), đường thẳng MC cắt nửa đường tròn đã cho tại điểm thứ hai là D. Hai đường tròn ngoại tiếp hai tam giác OAC và OBD cắt nhau tại điểm thứ hai là K, gọi E là giao điểm của AD và BC. Chứng minh bốn điểm A, B, E, K cùng nằm trên một đường tròn và KO vuông góc với KE. a) Chứng minh OC vuông góc với PQ. 1,5 C x Q J I P O B A H - Hình vẽ phục vụ đến câu b: 0,25 điểm Trang 4/6
6. + Dựng tiếp tuyến Cx của nửa đường tròn (O). Suy ra ACx= ABC (1). 0,25 Ta có: CPQ+= CQP 900 , ABC+= JCQ 900 , CQP= JCQ . Suy ra CPQ= ABC (2). 0,5 Từ (1) và (2) suy ra ACx= CPQ . Do đó Cx // PQ. 0,25 Mà OC⊥ Cx nên OC⊥ PQ. 0,25 b) Gọi I là giao điểm của OC và PQ. Tính độ dài đoạn thẳng CI theo a. 1,5 Gọi J là giao điểm của hai đường thẳng PQ và CH. 0,5 + Chứng minh được hai tam giác HCO và ICJ đồng dạng. CJ. CH Suy ra: CI CO= CJ CH CI = 0,25 CO a228 a 2 a 2 + CH2= CO 2 − OH 2 = a 2 − = CH = , 0,25 9 9 3 12a CJ= CH =  23 4a + Suy ra được CI = . 0,5 9 (Nếu HS không chứng minh được OC vuông góc với PQ thì vẫn sử dụng giả thiết này để làm câu b) c) Lấy điểm M trên tia đối của tia BA (M khác B), đường thẳng MC cắt nửa đường tròn đã cho tại điểm thứ hai là D. Hai đường tròn ngoại tiếp hai tam giác OAC và 1,5 OBD cắt nhau tại điểm thứ hai là K, gọi E là giao điểm của AD và BC. Chứng minh bốn điểm A, B, E, K cùng nằm trên một đường tròn và KO vuông góc với KE. + Xét các cung đối với đường tròn (O): Ta có các tứ giác AOKC và BOKD nội tiếp nên OKB== ODB OBD và 0,25 OKA== OCA OAC 1 1 1 1 AKB= OKB + OKA = OBD + OAC = sd ACD + sdCDB = sd AB + sdCD =900 + sdCD 0,25 2( ) 2 2 2 1 Ngoài ra AEB= ADB + CBD =900 + sdCD . Suy ra AKB= AEB . 0,25 2 Suy ra bốn điểm A, K, B, E nằm trên một đường tròn. 0,25 Do đó: EKO= EKA − AKO =(18000 − EBA ) − ACO = 180 − ( EBA + CAO ) 0,25 0 0 0 =180 − 90 = 90 . Suy ra OK vuông góc với KE. 0,25 Trang 5/6
7. Câu 5 a) Tìm số tự nhiên có 7 chữ số đôi một khác nhau có dạng n = COVID19, biết n 3,0 chia hết cho 7 và số COVID là số chính phương chia hết cho 5. Theo đề bài ta có: COVID; ; ; ; {0;2;3;4;5;6;7;8} và COVID5= D {0;5} 0,25 + Nếu D =0 do COVID là số chính phương nên I = D =0 mâu thuẩn I khác D. 0,25 Suy ra D = 5. + D = 5 mà là số chính phương nên ID = 25 0,25 2 Suy ra COVID= COV25 =( a 5) ( a 10) 0,25 COVID =(10 a + 5)2 = 100. a( a + 1) + 25 0,25 Do đó COV=+ a( a 1) 0,5 Mà aa( +1) là tích 2 số tự nhiên liên tiếp nên V {0;2;6} mà I=2 do đó V {0;6} . Ta có 100 COV 999 = 10 a 33 0,25 Trong các số có 3 chữ số khác nhau (khác 2, 5) là tích của 2 số tự nhiên liên tiếp có chữ số tận cùng bằng 0 hoặc 6 chỉ có các tích sau thỏa mãn: 0,75 306 = 17.18; 380 = 19.20; 870 = 29.30 =>COV {306;380;870} . Lại có: n== COVID19 COV 2519 7 0,25 Dễ dàng kiểm tra được hai số thỏa mãn thỏa đề là 3802519 và 8702519. b) Cho hai số thực dương a và b thỏa mãn a2 b+ ab 2 + ab = a 2 + b 2 . Tìm giá trị lớn 11ab 2,0 nhất của biểu thức A=11 + + +  a b b a 1 1 1 1 1 Ta có: a2 b+ ab 2 + ab = a 2 + b 2 + + = + (1). a b ab ab22 11 Đặt =x, = y( x , y 0). 0,25 ab yx Khi đó A= x11 + + y + = x22 + xy + y + xy . xy + (1) trở thành: x+ y + xy = x22 + y x + y =( x + y )2 − 3 xy . (x++ y )22 3( x y ) 0,5 Lại có: xy 3 xy . 44 3(xy+ )2 Do đó x+ y () x + y 2 − 04 xy + . 0, 5 4 11 + A=2 x ( x + y ) + 2 y ( x + y ) 22 1 2x+ ( x + y ) 1 2 y + ( x + y ) + =2.(xy + ) 4 2 . 22 22 0,25 * Có thể dùng BĐT Bunhiacosky: 22 2 2 2 2 2 2 ( Axxyyxy=+++ +(1 1 ) xxy +++ yxy = 2.( xy + ) 4 2 ) ( ) ( ) xy= 1 Dấu bằng xảy ra khi x = y =2 a = b = . 0,25 xy+=4 2 1 Vậy giá trị lớn nhất của A bằng 42 khi ab==. 2 0,25 (Có cơ sở kết luận mới cho điểm phần này) Ghi chú: Nếu học sinh có cách giải khác đúng thì Ban Giám khảo thảo luận và thống nhất thang điểm cho phù hợp với Hướng dẫn chấm. Trang 6/6