Kỳ thi chọn học sinh giỏi Toán Lớp 9 - Năm học 2022-2023 - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc (Có hướng dẫn chấm)

Nội dung text: Kỳ thi chọn học sinh giỏi Toán Lớp 9 - Năm học 2022-2023 - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc (Có hướng dẫn chấm)

1. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2022-2023 ĐỀ THI MÔN: TOÁN ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) x2 y2 xy22 Câu 1. Cho biểu thức P =−−. ( xy+−)(1 y) ( xy ++)( 1 x) ( 11 +− x)( y) a. Rút gọn biểu thức P. b. Tìm các số nguyên xy, thỏa mãn P = 2. 2 2 Câu 2. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho ba đường thẳng (d1 ) : y=−+ 2 xm 1, (d2 ) : y=−− xm m 2 và (d3 ) : y= 3 xm − −+ m2. Biết (d1 ) cắt (d2 ) và (d3 ) lần lượt tại Ax()11; y và Bx()22; y . 22 Tìm m để (xx12− )(+− yy 12 )= 320. Câu 3. Cho đa thức P( x) =+ x32 ax ++ bx c. Biết Px() chia hết cho ( x − 2) và Px( ) chia cho ( x2 −1) thì dư là 2.x Tính P(3.) Câu 4. Giải phương trình 2x−+ 3 5 − 2 xx = 32 − 12 x + 14 . 2 x32+=+7 y( x y) + xy ++74 x Câu 5. Giải hệ phương trình  (,xy∈ ). 22 3xy+ + 8 y += 48 x Câu 6. Cho tam giác ABC vuông tại A, có đường cao là AH. Gọi IK, lần lượt là trung điểm của các cạnh AB,. AC Tính chu vi tam giác IHK biết BH=18 cm , CH = 32 cm . Câu 7. Cho tam giác ABC có hai đường trung tuyến BM , CN cắt nhau tại điểm G. Gọi K là một điểm trên cạnh BC, đường thẳng ()d1 đi qua K và song song với CN cắt AB tại D, đường thẳng ()d2 đi qua K và song song với BM cắt AC tại E. Gọi I là giao điểm của hai đường thẳng KG và DE. Chứng minh rằng I là trung điểm của đoạn thẳng DE. Câu 8. Cho hình thang ABCD có đáy nhỏ là AB và BC= BD. Gọi H là trung điểm của đoạn thẳng CD. Đường thẳng ()d đi qua điểm H cắt các đường thẳng AC, AD lần lượt tại EF, sao cho D nằm giữa A và F. Chứng minh rằng DBF = EBC . Câu 9. Một cửa hàng bán bưởi Đoan Hùng với giá bán mỗi quả là 50000 đồng. Với giá bán này thì mỗi ngày cửa hàng chỉ bán được 40 quả. Cửa hàng dự định giảm giá bán, ước tính nếu cửa hàng cứ giảm mỗi quả 1000 đồng thì số bưởi bán tăng thêm được là 10 quả mỗi ngày. Xác định giá bán để cửa hàng thu được lợi nhuận cao nhất, biết rằng giá nhập về ban đầu cho mỗi quả bưởi là 30000 đồng. Câu 10. Cho ba số thực dương abc,, thỏa mãn abc222++=1. Chứng minh a3 bc 33+ +>2. b2−+ bc c 22 a Hết Thí sinh không được sử dụng tài liệu và máy tính cầm tay. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: . Số báo danh: . . 1
2. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2022 – 2023 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: TOÁN ( Hướng dẫn chấm gồm 05 trang) I) Hướng dẫn chung: 1) Hướng dẫn chấm chỉ nêu một cách giải với những ý cơ bản, nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong hướng dẫn chấm nhưng vẫn đúng thì cho đủ số điểm từng phần như thang điểm quy định. 2) Việc chi tiết hoá thang điểm (nếu có) trong hướng dẫn chấm phải đảm bảo không làm sai lệch hướng dẫn chấm và phải được thống nhất thực hiện với tất cả giám khảo. 3) Điểm toàn bài tính đến 0,25 điểm. Sau khi cộng điểm toàn bài, giữ nguyên kết quả. 4) Với bài hình học nếu học sinh không vẽ hình phần nào thì không cho điểm phần đó. II) Đáp án và thang điểm: Câu Nội dung trình bày Điểm x2 y2 xy22 1 Cho biểu thức P =−−. ( xy+−)(1 y) ( xy ++)( 1 x) ( 11 +− x)( y) 1,5 a. Rút gọn biểu thức P. xy≠−  ĐK: x ≠−1 0,25 y ≠ 1  x2(11+− x) y2( −− y) xy22( x + y) ( x3++−− y 3) ( x 2 y 2) xy 22( x + y) P = = 0,5 ( xy++−)(11 x)( y) ( xy++−)(11 x)( y) ( x+ y)( x −+ y x2 − xy + y 2 − x 22 y ) = 0,25 ( xy++−)(11 x)( y) ( xy+)(11 + x)( − yxxyy)( +−) = ( xy++−)(11 x)( y) 0,25 =+−x xy y 0,25 b. Tìm các số nguyên xy, thỏa mãn phương trình P = 2. 1,0 P=⇔2 xy( +=+ 12) y 0,25 y ≠−1  ⇔  1 0,25 x =1 +  y +1 Vì xy, ∈ nên ( y +1) là ước của 1⇒y += 11 hoặc y +=−11 0,25 x = 2 x = 0 Vậy  hoặc  0,25 y = 0 y = −2 =−+2 2 Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho ba đường thẳng (d1 ) : y 2 xm 1, 2 2 (d2 ) :, y=−− xm m và (d3 ) : y= 3 xm − −+ m2. Biết (d1 ) cắt (d2 ) và (d3 ) lần lượt tại 2,0 22 Ax()11; y và Bx()22; y . Tìm m để (xx12− )(+− yy 12 )= 320. + Ta có (d) :2 y=−+ xm2 1 cắt (d) :, y=−− xm2 mtại điểm A−−1 mm ; −2 − 2 m − 1. 0,5 1 2 ( ) 2 2 2 (d1 ) :2 y=−+ xm 1 cắt (d3 ) : y= 3 xm − −+ m2. tại điểm B(−+1; mm − + 21. m −) 0,5 2
3. 2 2 22 Ta có ( xx12−) +−( yy 12) =320 ⇒(−−24mm) +( ) =320. 0,5 22 2 ⇔4mm + 16 = 320 ⇔ m = 16 ⇔=± m 4 . Vậy m = ±4 . 0,5 Cho đa thức P( x) =+ x32 ax ++ bx c. Biết Px() chia hết cho ( x − 2) và Px( ) chia cho 3 2,0 ( x2 −1) thì dư là 2x . Tính P(3.) Vì Px( ) chia hết cho ( x − 2) nên P(2) = 84 + a + 2 bc + = 0 ⇔ c =−− 84 a − 2 b 0,5 Do Px( ) chia cho ( x2 −1) thì dư 2x nên Px( ) − 2 x chia hết cho ( x2 −1), suy ra P(1) −= 20 abc++=1 0,5 ⇔ −+= abc−+=−1 P( 1) 20   −10  39ab+=− a = 10 + Thay c=−−84 ab − 2 ta có hệ ⇔3 ⇒=c . 0,5 33ab+=− 7 3  b =1 10 10 10 10 ⇒Px( ) = x32 − x ++ x ⇒ P(3) = . Vậy P(3.) = 0,5 33 3 3 2 Giải phương trình 2x−+ 3 5 − 2 xx = 3 − 12 x + 14 . 2,0 4 35 Điều kiện: ≤≤x 0,5 22 Áp dụng Bunnhiacopski, ta có: 0,5 VT=1. 2 x −+ 3 1. 5 − 2x ≤ (122 + 1 )(2x −+− 3 5 2 x ) = 2 (1) VP=3 x22 − 12 x + 14 = 3( x − 2) +≥ 2 2 , ∀x (2) 0,5 −+ − =2 − + Phương trình 2x 3 5 2 xx 3 12 x 14 có nghiệm ⇔ Dấu “=” ở (1) và (2) đồng thời xảy ra.  2xx−= 3 52 − 0,5 ⇔  ⇔=x 2 . x −=20 Vậy phương trình có nghiệm x = 2 . 2 x32+=+7 y( x y) + xy ++74 x Giải hệ phương trình  (,xy∈ ). 22 2,0 3xy+ + 8 y += 48 x 2 x32+=+7 y( x y) + xy ++7 x 4 (1) HPT ⇔  22 4=−−−+ 3xy 8 yx 8 (2) 0,5 2 Thay (2) vào (1) ta được x3+7 yxy =+( ) + xyxxy2 +−73 22 −−+ 88 yx 5 xy= 2  ⇔−( xyx)( +−2 x 15) =⇔= 0 x 3 0,5 x = −5 2  y = −1 Với x = 3 thay vào (2) ta được yy+8 +=⇔ 70  y = −7  0,5 2 Với x = −5 thay vào (2) ta được y++8 y 119 = 0 ( VN ) 3
4. Với yx= thay vào (2) ta được x2 = −1( VN ) 0,5 Vậy hệ phương trình có nghiệm ()()()xy;∈−{ 3; 1 ; 3; − 7} . Cho tam giác ABC vuông tại A, có đường cao AH. Gọi IK, lần lượt là trung điểm của 2,0 6 các cạnh AB,. AC Tính chu vi tam giác IHK biết BH=18 cm , CH = 32 cm . B 18cm H I 32cm 0,5 A C K Ta có: BC=+= BH CH50 cm Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông ABC, ta có: AB2 = BH. BC =⇒= 900 AB 30 cm 0,5 AC2 = CH. BC = 1600 ⇒= AC 40 cm 1 Tam giác AHB vuông tại H có đường trung tuyến HI⇒= HI AB =15 cm 2 0,5 1 Tam giác AHC vuông tại H có đường trung tuyến HK⇒= HK AC =20 cm 2 1 Tam giác ABC có đường trung bình IK⇒= IK BC =25 cm 2 0,5 Vậy chu vi tam giác IHK bằng 60cm. Cho ∆ABC có hai đường trung tuyến BM , CN cắt nhau tại điểm G. Gọi K là một điểm trên cạnh BC , đường thẳng ()d1 đi qua K và song song với CN cắt AB tại D , đường 2,0 thẳng ()d2 đi qua K và song song với BM cắt AC tại E . Gọi I là giao điểm của hai đường thẳng KG và DE . Chứng minh rằng I là trung điểm của đoạn thẳng DE . A N M G 7 E D I O J H B K C Gọi DK cắt BM tại H , KE cắt CN tại O và GK cắt HO tại J . HK// GO Tứ giác HGOK có:  => Tứ giác HGOK là hình bình hành. 0,5 HG// KO => J là trung điểm của HO⇒= HJ OJ . DH BH ∆BNG có DH// NG =>= (1) NG BG 0,5 HK BH ∆BGC có HK// GC =>= (2) GC BG 4
5. DH HK DH NG 1 Từ (1) và (2) ta có ==>== (*) (DoG là trọng tâm ∆ABC ). NG GC HK GC 2 OE OC Cmtt ta có: ∆CMG có OE// GM =>= (3) GM CG OK OC ∆CBG có OK// BG =>= (4) 0,5 GB CG OE OK OE GM 1 Từ (3) và (4) => ==>== ( ) GM GB OK GB 2 DH OE 1 Từ (*) và ( ) => = = =>∆DKE có OH// DE . HK OK 2 0,5 Lại có J là trung điểm HO⇒ I là trung điểm DE . Cho hình thang ABCD có đáy nhỏ là AB và BC= BD. Gọi H là trung điểm của đoạn thẳng CD. Đường thẳng ()d đi qua H cắt AC, AD lần lượt tại EF, sao cho D nằm giữa 2,0 A và F. Chứng minh rằng DBF = EBC . B A K E D M H N C F 8 Gọi M là giao điểm của BF và CD, N là giao của BE và CD, K là giao của EF và AB. DM FD Xét tam giác FAB có DM// AB ⇒=(1) AB FA 0,5 DH FD Xét tam giác FAK có DH// AK ⇒=(2) AK FA NC EC Xét tam giác ENC có AB// NC ⇒=(3) AB EA 0,5 HC EC Xét tam giác EHC có AK// HC ⇒=(4) AK EA DM DH DH. AB Từ (1) và (2) suy ra =⇒=DM (5) AB AK AK 0,5 NC HC HC AB HD AB Từ (3) và (4) suy ra = ⇒=NC = (6) AB AK AK AK Từ (5) và (6) suy ra DM= NC. Vì BD= BC nên tam giác BCD cân tại B, suy ra BDM = BCN . 0,5 Suy ra ∆BDM =∆⇒ BCN DBF = EBC . Một cửa hàng bán bưởi Đoan Hùng với giá bán mỗi quả là 50000 đồng. Với giá bán này thì mỗi ngày cửa hàng chỉ bán được 40 quả. Cửa hàng dự định giảm giá bán, ước tính nếu 9 cửa hàng cứ giảm mỗi quả 1000 đồng thì số bưởi bán tăng thêm được là 10 quả mỗi ngày. 2,0 Xác định giá bán để cửa hàng thu được lợi nhuận cao nhất, biết rằng giá nhập về ban đầu cho mỗi quả bưởi là 30000 đồng. Gọi x là giá bán thực tế để có lợi nhuận ( x : đồng, 30000≤≤x 50000 ). 0,5 5
6. Tương ứng với giá bán là x thì số quả bán được trong 1 ngày là: 10 1 40+( 50000 −=−xx) +540 . 1000 100 Gọi fx( ) là hàm lợi nhuận thu được ( fx(): đồng), ta có: 112 0,5 fx( ) =−+ x540 .( x − 30000) =−+−x840 x 16200000 100 100 2 1 Ta có: fx( ) =− x −4200 + 1440000 ≤ 1440000, ∀∈x[30000;50000] 0,5 10 ⇒==max fx( ) f(42000) 1440000 . x∈[30000;50000] Vậy với giá bán 42000 đồng mỗi quả bưởi thì cửa hàng thu được lợi nhuận lớn nhất. 0,5 Cho ba số thực dương abc,, thỏa mãn abc222++=1. a3 bc 33+ 1,5 Chứng minh rằng +>2. b2−+ bc c 22 a x22 y() xy+ 2 Chứng minh bổ đề: +≥, ∀∈xy , ; ab , > 0. a b ab+ 22 2 x y() xy+ 22 2 Thật vậy: + ≥ ⇔+()()()a b x b + y a ≥ ab x + y 0,25 a b ab+ xy ⇔−(xb ya )02 ≥ (luôn đúng). Dấu “ = ” xảy ra khi = . ab Áp dụng bổ đề ta có: 4 4 4 2 2 22 a b c() abc++ 1 VT = ++≥ = 0,25 a() b2222222222−+ bc c a b a c a () b−+ bc c + a b + a c a [ b −++ bc c a ()] b + c Theo bất đẳng thức AM− GM ta có: a22++() bc 1 1 10 ab()+≤ c ⇒ ≥ 2a [ b22−++ bc c a( b + c )] a22++() bc a[] b22−++ bc c 0,5 2 22 = = aabca(222++ 3 3 ) (3 − 2 a2 ) 22 22 Áp dụng bất đẳng thức AM− GM cho 3 số 2,a3 , ta có 23aa3 ++≥ 22 22 0,25 2 a3 bc 33+ ⇒−aa(3 22 ) ≤⇒ 2 ≥2 ⇒ +≥2. aa(3− 22 ) b2−+ bc c 22 a abc= =  abc= +  Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi  2 (không xảy ra). 2a3 =  0,25  2 222 abc++=1 a3 bc 33+ Vậy +>2 (ĐPCM). b2−+ bc c 22 a HẾT 6