Đề thi và đáp án tuyển sinh vào lớp 10 PTNK không chuyên 2018

Đề thi vào lớp 10 trường Phổ thông Năng khiếu năm 2018

Bài 1. Biết $0<x\le y$ và

$$ \left( \dfrac{\left( \sqrt{x} + \sqrt{y} \right) ^2+\left( \sqrt{x}-\sqrt{y} \right) ^2 }{\left( \sqrt{x} + \sqrt{y} \right) \left( \sqrt{x} -\sqrt{y} \right) + 2\left( x+2y \right) } \right) + \left( \dfrac{y}{\sqrt{x} \left( \sqrt{x}+ \sqrt{y} \right) } + \dfrac{x}{\sqrt{y} \left( \sqrt{x}+\sqrt{y} \right) }\right) = \dfrac{5}{3} $$

Tính $\dfrac{x}{y}$

Giải

Với $0 < x \le y$, ta có:

$\left(\dfrac{(\sqrt x + \sqrt y)^2 + (\sqrt x – \sqrt y)^2}{(\sqrt x + \sqrt y)(\sqrt x – \sqrt y)+2(x+ 2y)}\right) + \dfrac{y}{\sqrt x (\sqrt x + \sqrt y)}+ \dfrac{x}{\sqrt y (\sqrt x + \sqrt y)}= \dfrac{5}{3}$

$\Leftrightarrow \left(\dfrac{2(x+y)}{x-y + 2x + 4y}\right) + \dfrac{y\sqrt y + x\sqrt x}{\sqrt {xy}(\sqrt x + \sqrt y)} = \dfrac{5}{3}$

$\Leftrightarrow \dfrac{2(x+y)}{3(x+y)} + \dfrac{ (\sqrt x + \sqrt y)(x- \sqrt{xy} + y)}{\sqrt{xy}{(\sqrt x+ \sqrt y)}} = \dfrac{5}{3}$

$\Leftrightarrow \dfrac{2}{3} + \dfrac{x – \sqrt {xy} + y}{\sqrt{xy}} = \dfrac{5}{3}$

$\Leftrightarrow \dfrac{x- \sqrt{xy} + y}{\sqrt{xy}} = 1$

$\Leftrightarrow x – \sqrt{xy} + y = \sqrt{xy}$

$\Leftrightarrow x- 2\sqrt{xy} + y = 0$

$\Leftrightarrow (\sqrt x – \sqrt y)^2 = 0$

$\Leftrightarrow \sqrt x – \sqrt y = 0$

$\Leftrightarrow \sqrt x = \sqrt y \Leftrightarrow x= y.$

Vậy $ \dfrac{x}{y} = 1. $

Bài 2.

a) Giải phương trình: $\dfrac{2x^2 (7-x)}{\sqrt{3-x}} = x(x-7)$

b) Giải hệ phương trình: $\left\{ \begin{array}{l} (x+3)(x-1)=(y-2)(x+3) \\ (x-1)\sqrt{y^2-5y+8}=(y-2)^2 \end{array} \right. $

Giải

a)  Điều kiện $ 3- x > 0 \Leftrightarrow x < 3. $

Ta có: $\dfrac{2x^2 (7-x)}{\sqrt{3-x}}= x(x-7)$

$\Leftrightarrow \dfrac{2x^2(7-x)}{\sqrt{3-x}} = \dfrac{x(x-7)\sqrt{3-x}}{\sqrt{3-x}}$

$\Rightarrow 2x^2(7-x) = x(x-7)\sqrt {3-x}$

$\Leftrightarrow x(x-7)(\sqrt{3-x} + 2x)= 0$

$\Leftrightarrow x = 0 \ (n) \text{ hoặc } x = 7 \ (l) \text{ hoặc } \sqrt{3-x} +2x = 0  \ (1)$

Giải $(1)$, ta được $ \sqrt{3-x} + 2x = 0 \Leftrightarrow \sqrt{3-x} = -2x $

$\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x \le 0 \\ 3-x = 4x^2  \end{array} \right.$ $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}  x\le 0 \\  4x^2 + x – 3 = 0 \end{array}\right.$  $ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x\le 0 \\ x = \dfrac{3}{4} \text{ (l) } \text{ hoặc } x = -1 \text{ (n) } \end{array} \right. $

Vậy phương trình đã cho có nghiệm là $ S = \left\{ { – 1;0} \right\}$.

b) Giải hệ phương trình $\left\{ \begin{array}{l} (x+3)(x-1) = (y-2)(x+3) \ (1) \\ (x-1)\sqrt{y^2 – 5y + 8} =(y -2)^2 \ (2) \end{array} \right. $

Điều kiện: $y^2-5y+8 \ge 0 \Leftrightarrow y\in \mathbb{R}$

Giải $(1)$ Ta có $ (x+3)(x-1) = (y-2)(x+3) \Leftrightarrow (x+3)(x-1-y+2) = 0 $

$\Leftrightarrow (x+3)(x-y +1)= 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x= -3\\ x = y -1 \end{array}\right.  $

Thay $ x = -3 $ vào $(2)$ ta được

$ (-3-1)\sqrt{y^2 – 5y + 8} =(y-2)^2 \Leftrightarrow -4\sqrt{y^2- 5y + 8} =(y -2)^2 \ \text{ (vô nghiệm)} . $

Vì $(y-2)^2 \ge 0 ;\ – 4\sqrt{y^2 – 5y + 8} < 0.$

Thay $ x = y -1 $ vào $(2)$ ta được

$ (y – 2)\sqrt{y^2 – 5y + 8} =(y-2)^2 \Leftrightarrow (y -2)(\sqrt{ y^2 – 5y + 8} – y + 2) = 0 $

$\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}  y = 2\\  \sqrt{y^2 – 5y + 8} = y – 2 \ (3) \end{array} \right. $

Thay $ y = 2 \Rightarrow x = 1 $, ta có

$ (3) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} y – 2\ge 0 \\  y^2 -5y + 8 =(y-2)^2 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} y \ge 2 \\ y = 4 \ \text{(nhận)} \end{array} \right.  $

Với $ y =4 $ thì $ x = 3. $

Vậy hệ phương trình đã cho có nghiệm là: $ S = \left\{ {(1;2), \ (3;4)} \right\} $

Bài 3. Cho phương trình $x^2 -x +3m-11=0$ $(1)$

a) Với giá trị nào của $m$ thì phương trình $(1)$ có nghiệm kép? Tìm nghiệm đó.

b) Tìm $m$ để phương trình $(1)$ có hai nghiệm phân biệt $x_1$, $x_2$ sao cho

$$2017x_1 + 2018x_2 =2019.$$

Giải

a) Phương trình $(1)$ có nghiệm kép $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} 1\ne 0 \text{ (hiển nhiên)} \\ \Delta = 0 \end{array} \right. $

$\Leftrightarrow 1-4(3m-11) =0 \Leftrightarrow 45-12m =0 \Leftrightarrow m=\dfrac{45}{12} = \dfrac{15}{4}$

Với $m=\dfrac{15}{4}$ thì phương trình $(1)$ trở thành:

$x^2-x+\dfrac{1}{4}=0 \Leftrightarrow x=\dfrac{1}{2}$

Vậy khi $m=\dfrac{15}{4}$ thì phương trình $(1)$ có nghiệm $x=\dfrac{1}{2}$.

b) Để phương trình $(1)$ có hai nghiệm phân biệt $x_1$, $x_2$ thì

$\Delta >0 \Leftrightarrow 45-12m >0 \Leftrightarrow m < \dfrac{15}{4}$

Theo định lý Viete, ta có: $\left\{ \begin{array}{l} S=x_1+x_2 = 1 \\ P=x_1x_2=3m-11 \end{array} \right. $

$2017x_1+2018x_2=2019 \Leftrightarrow 2017 \left( x_1 + x_2 \right) +x_2 =2019 $

$\Leftrightarrow 2017+x_2=2019 \Leftrightarrow x_2 = 2$

Mà $x_1+x_2 =1$ nên $x_1=-1$

Lại có $x_1x_2 = 3m-11 \Rightarrow 3m-11 = -2 \Rightarrow m=3$ (thỏa)

Vậy $m=3$ thì phương trình có hai nghiệm thỏa mãn đề bài.

Bài 4.

a) Đầu tháng $5$ năm $2018$, khi đang vào thu hoạch, giá dưa hấu bất ngờ giảm mạnh. Nông dân $A$ cho biết vì sợ dưa hỏng nên phải bán $30\%$ số dưa hấu thu hoạch được với giá $1500$ đồng mỗi kilôgam ($1500đ/kg$), sau đó nhờ phong trào “giải cứu dưa hấu” nên đã may mắn bán hết số dưa còn lại với giá $3500đ/kg$; nếu trừ tiền đầu tư thì lãi được $9$ triệu đồng (không kể công chăm sóc hơn hai tháng của cả nhà). Cũng theo ông $A$, mỗi sào đầu tư (hạt giống, phân bón,…) hết $4$ triệu đồng và thu hoạch được $2$ tấn dưa hấu. Hỏi ông $A$ đã trồng bao nhiêu sào dưa hấu?

b) Một khu đất hình chữ nhật $ABCD$ ($AB<AD$) có chu vi $240$ mét được chia thành hai phần gồm khu đất hình chữ nhật $ABNM$ làm chuồng trại và phần còn lại làm vườn thả để nuôi gà ($M$, $N$ lần lượt thuộc các cạnh $AD$, $BC$). Theo quy hoạch trang trại nuôi được $2400$ con gà, bình quân mỗi con gà cần một mét vuông của diện tích vườn thả và diện tích vườn thả gấp ba lần diện tích chuồng trại. Tính chu vi của khu đất làm vườn thả.

Giải

a) Giả sử ông $A$ đã trồng $x$ sào dưa hấu. ($x>0$)

Tổng số tiền ông $A$ thu được từ việc bán dưa hấu là:

$30\%x \cdot 1500 \cdot 2000 + 70\% x \cdot 3500 \cdot 2000 = 5800000x$ (đồng)

Tổng chi phí của ông $A$ là: $4000000x$ (đồng)

Ta có phương trình:

$5800000x-4000000x=9000000 \Leftrightarrow x=5$

Vậy ông $A$ đã trồng $5$ sào dưa hấu.

b) Gọi $x$, $y$ ($m$) lần lượt là chiều rộng và chiều dài của mảnh đất $ABCD$ ($x<y$).

Tổng diện tích của khu đất là: $2400+\dfrac{2400}{3} = 3200$

Ta có hệ phương trình:

$\left\{ \begin{array}{l} 2(x+y)=240 \\ xy=3200 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x+y=120 \\ xy=3200 \end{array}\right. $

Do đó $x$ và $y$ là hai nghiệm của phương trình:

$t^2 -120t+3200=0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} t= 80 \\ t= 40 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x=40 \\ y=80 \end{array} \right. $

Suy ra $AB=40 m$, $AD=80m$, suy ra $NC=\dfrac{2400}{40}=60m$.

Vậy chu vi vườn thả là $2(40+60)=200m$.

Bài 5. Tứ giác $ABCD$ nội tiếp đường tròn $(T)$ tâm $O$, bán kính $R$; $\angle CAD = 45^\circ $, $AC$ vuông góc với $BD$ và cắt $BD$ tại $I$, $AD>BC$. Dựng $CK$ vuông góc với $AD$ ($K\in AD$), $CK$ cắt $BD$ tại $H$ và cắt $(T)$ tại $E$ ($E \ne C$)

a) Tính số đo góc $\angle COD$. Chứng minh các điểm $C$, $I$, $K$, $D$ cùng thuộc một đường tròn và $AC=BD$.

b) Chứng minh $A$ là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác $BHE$. Tính $IK$ theo $R$.

c) $IK$ cắt $AB$ tại $F$. Chứng minh $O$ là trực tâm tam giác $AIK$ và $CK \cdot CB = CF \cdot CD$.

Giải

a)

  • Ta có $\widehat{COD}=2\widehat{CAD}=2\times 45^\circ=90^\circ$ (góc ở tâm bằng hai lần góc nội tiếp cùng chắn cung $CD$).

$\widehat{CID}=\widehat{CKD}=90^\circ$

Suy ra $A$, $I$, $K$, $D$ cùng thuộc đường tròn đường kính $CD$.

  • $\triangle IAD$ có $\widehat{I}=90^\circ$, $\widehat{IAD}=45^\circ$ suy ra $\widehat{IDA}=45^\circ$, do đó $\triangle IAD$ vuông cân tại $I$.

Suy ra $IA=ID$ $(1)$.

  • $\widehat{CBI}=\widehat{IAD}=45^\circ$,

$\triangle ICB$ có $\widehat{CIB}=90^\circ$, $\widehat{CBI}=45^\circ$ suy ra $\widehat{ICB}=45^\circ$, do đó $\triangle ICB$ vuông cân tại $I$.

Từ đó suy ra $IC=IB$ $(2)$.

  • Từ $(1)$ và $(2)$ suy ra $IA+IC=IB+ID$, do đó $AC=BD$.

b)

  • Tứ giác $\triangle IHK$ có $\widehat{I}+\widehat{K}=90^\circ +90^\circ =180^\circ$.

Suy ra $AIHK$ nội tiếp.

Suy ra $\widehat{CHB}=\widehat{CAD}=45^\circ=\widehat{CBH}$.

Do đó $\triangle CBH$ vuông cân tại $C$ có $CI$ là đường cao nên cũng là đường trung trực đoạn thẳng $BH$.

Suy ra $AB=AH$. $(3)$

  • Ta có $\widehat{HAD}=\widehat{HCD}$ (cùng phụ $\widehat{ADC}$),

Mà $\widehat{HCD}=\widehat{DAE}$ nên $\widehat{HAD}=\widehat{DAE}$.

Suy ra $\triangle AKH = \triangle AKE$ (g.c.g).

Suy ra $AH=AE$ $(4)$

Từ $(3)$, $(4)$ ta được $AH=AE=AB$ nên $A$ là tâm đường tròn ngoại tiếp $\triangle BHE$.

  •  $\triangle AKC\backsim \triangle AID$ suy ra $AK.AD=AI.AC$

Do đó $\dfrac{AK}{AC}=\dfrac{AI}{AD}$.

Suy ra $\triangle AIK \backsim \triangle ACD$ suy ra $\dfrac{IK}{CD}=\dfrac{AK}{AC}=\cos \widehat{CAK}= \cos 45^\circ = \dfrac{1}{\sqrt{2}}$.

Mà $CD=\sqrt{CO^2 + OD^2}=R\sqrt{2}$.

Do đó $IK=R$.

c)

  • Ta có $\left\{ \begin{array}{l} IA=ID\\ OA=OD \end{array} \right. $ suy ra $IO$ là trung trực $AD$, do đó $IO\perp AD$. $(5)$

$\left\{ \begin{array}{l} KC=KA \\ OC=OA \end{array} \right. $ suy ra $KO$ là trung trực $AC$, do đó $KO\perp AC$.  $(6)$

Từ $(5)$, $(6)$ suy ra $O$ là trực tâm $\triangle AIK$.

  • Ta có $\widehat{CAF}=\widehat{CDB}$ (cùng bằng nửa số đo cung $CB$).

$\widehat{CDB}=\widehat{CKF}$ (Tứ giác $CIKD$ nội tiếp).

Suy ra $\widehat{CAF}=\widehat{CKF}$, do đó tứ giác $CKAF$ nội tiếp.

Từ đó suy ra $\widehat{CFA}=180^\circ – \widehat{CKA}=90^\circ$.

  • Xét tam giác $\triangle CBF$ và $\triangle CKD$,

$\begin{array}{l} \widehat{CFB}=\widehat{CKD}=90^\circ\\ \widehat{CBF}=\widehat{CDK}\text{ (tứ giác $ABCD$ nội tiếp)} \end{array}$

Suy ra $\triangle CBF\backsim \triangle CDK$.

Do đó $\dfrac{CB}{CD}=\dfrac{CF}{CK}$

Suy ra $CB.CK=CD.CF$.