Đề thi HK1 môn toán 11AB trường chuyên Lê Hồng Phong năm học 2020-2021

Leave a reply

Bài 1 (2 điểm). Giải các phương trình sau:

a) $2\cos \left( 2x+\dfrac{\pi}{4}\right)=\sqrt{3}$
b) $\sqrt{3}\sin x + \cos x =2$

Bài 2 (1 điểm). Gieo một con súc sắc cân đối và đồng chất hai lần. Tính xác suất để số chấm xuất hiện trong hai lần gieo khác nhau.

Bài 3 (1 điểm). Từ các chữ số  $1$;  $2$;  $3$;  $4$;  $5$;  $6$ có thể lập được bao nhiêu số chẵn có $4$ chữ số khác nhau?

Bài 4 (1 điểm). Khai triển nhị thức $(1-3x)^n = a_0 + a_1x + a_2x^2 + \dots + a_nx^n$. Biết $a_0 + a_1 + a_2 = 376$, tính $a_3$.

Bài 5 (1 điểm). Cho dãy số $(u_n)$ thỏa $\left\{ \begin{array}{l}u_1=1\\ u_{n+1}= 2u_n + n\end{array}\right. $

a) Chứng minh dãy số $v_n = u_n + n+1$ là cấp số nhân.

b) Đặt $S_n=u_1 + u_2 + \dots + u_n$. Tính $S_n$ theo $n$.

Bài 6 (1 điểm). Một số nguyên dương gọi là đối xứng nếu ta viết các chữ số theo thứ tự ngược lại thì được số bằng số ban đầu, ví dụ số $1221$ là một số đối xứng. Chọn ngẫu nhiên một số đối xứng có $4$ chữ số, tính xác suất chọn được số chia hết cho $7$.

Bài 7 (3 điểm). Cho hình chóp tứ giác $S.ABCD$ có đáy $ABCD$ là hình bình hành. Gọi $M$, $N$, $P$ lần lượt là các điểm trên cạnh $CD$, $AD$, $SA$ thỏa $MD = 2MC$, $NA = 3ND$, $PA=3PS$. Gọi $G$ là trọng tâm tam giác $SBC$.

a) Tìm giao điểm $K$ của đường thẳng $BM$ và mặt phẳng $(SAC)$.

b) Chứng minh mặt phẳng $(NPK)$ song song mặt phẳng $(SCD)$.

c) Chứng minh đường thẳng $MG$ song song mặt phẳng $(SAD)$.

Đáp án

Bài 1 (2 điểm).

a) $2\cos \left( 2x + \dfrac{\pi}{4}\right) = \sqrt{3}$

$\Leftrightarrow \cos \left( 2x+\dfrac{\pi}{4} \right) = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$

$\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x + \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\pi}{6} + 2k\pi \\\\ 2x + \dfrac{\pi}{4} = -\dfrac{\pi}{6} + 2k\pi\end{array}\right.(k\in \mathbb{Z}) $

$\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = -\dfrac{\pi}{24} + k\pi \\\\ x= -\dfrac{5\pi}{24} + k\pi\end{array}\right. (k\in \mathbb{Z})$

Vậy $S=\left\{ -\dfrac{\pi}{24} + k\pi; -\dfrac{5\pi}{24} + k\pi \ | \ k\in \mathbb{Z} \right\} $.

b) $\sqrt{3} \sin x + \cos x =2$

$\Leftrightarrow \dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin x + \dfrac{1}{2} \cos x =1$

$\Leftrightarrow \sin \left( x+ \dfrac{\pi}{6}\right) =1$

$\Leftrightarrow x+ \dfrac{\pi}{6} = \dfrac{\pi}{2} + 2k\pi $ $(k\in \mathbb{Z})$

$\Leftrightarrow x= \dfrac{\pi}{3} + 2k\pi$ $(k\in \mathbb{Z})$

Vậy $S=\left\{ \dfrac{\pi}{3} + 2k\pi \ | \ k\in \mathbb{Z} \right\} $.

Bài 2 (1 điểm).

Gọi $A$ là biến cố được $2$ số khác nhau $\Omega _A = \left\{ (a;b)\ | \ a, b \in \left\{ 1,2,…,6\right\} , a\ne b\right\} $

$\Rightarrow |\Omega _A | = 6\cdot 5 = 30$ $\Rightarrow P(A) = \dfrac{30}{36} = \dfrac{5}{6}$

Vậy xác suất để số chấm xuất hiện trong hai lần gieo khác nhau là $\dfrac{5}{6}$.

Bài 3 (1 điểm).

Gọi số có 4 chữ số thỏa yêu cầu đề bài là $\overline{abcd}$.
$\overline{abcd}$ là số chẵn nên $d\in \left\{ 2,4,6 \right\} $ suy ra $d$ có $3$ cách chọn.
$\overline{abc}$ có $A^3 _5$ cách chọn.
$\Rightarrow $ Số số thỏa mãn yêu cầu đề bài là: $3\cdot A^3 _5 = 3\cdot 5 \cdot 4 \cdot 4 =180$.

Bài 4 (1 điểm).

Ta có: $\left( 1-3x\right) ^n = \sum\limits_{k = 0}^n {C_n^k{{( – 3x)}^k}} $.

Suy ra $a_0 =1$, $a_1 = -3C_n ^1$, $a_2 = 9 C_n ^2$

Ta có: $a_0 + a_1 + a_2 = 376$

$\Rightarrow 1 -3C_n ^1 + 9 C_n ^2 =376$

$\Rightarrow 1 – 3n + \dfrac{9n(n-1)}{2} = 376 \Rightarrow n=10$

Vậy $a_3 = (-3)^3C_{10} ^3 = -3240$

Bài 5 (1 điểm).

a) $v_n = u_n + n +1$
$v_{n+1} = u_{n+1} + n+1 +1$

$ = 2u_n + n + n + 2 $

$= 2\left( u_n + n + 1\right)$

$ =2v_n$ $(\forall n)$

Vậy $(v_n)$ là cấp số nhân.

b) $v_1 = 1+1+1 =3 \Rightarrow v_n = 3\cdot 2^{n-1}$

$v_1+ v_2 + \dots + v_n = 3\left( 1+2+\dots + 2^{n-1}\right) $

         $= 3\left( 2^n -1\right) $

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}u_1 = v_1 -1 -1 = v_1 -2\\\\ u_2 = v_2 -2 -1 = v_2 -3\\ .\\ .\\ .\\ u_n = v_n – (n+1)\end{array}\right. $

$\Rightarrow u_1 + u_2 + \dots + u_n = v_1 + v_2 + \dots + v_n – \left( 2+3+\dots + n+1\right) $

   $= 3\left( 2^n -1\right) – \dfrac{[2+(n+1)]\cdot n}{2}$

   $= 3\cdot 2^n – \dfrac{n\cdot (n+3) }{2} -3$

Vậy $S_n = 3\cdot 2^n – \dfrac{n\cdot (n+3) }{2} -3$

Bài 6 (1 điểm).

Gọi số có $4$ chữ số thỏa mãn yêu cầu đề bài là $\overline{abba}$

  • Trường hợp 1: $a=b$ suy ra ta có $9$ số là $1111$, $2222$, . . ., $9999$.
  • Trường hợp 2: $a\ne b$ ta có $A_{10} ^2 -9=81$ số.

$\Rightarrow $ có $90$ số có $4$ chữ số là số đối xứng.

Ta có: $\overline{abcd} = a\cdot 1001 + 110\cdot b \ \vdots \ 7 \Rightarrow b\ \vdots \ 7 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}b=0\\\\ b=7\end{array}\right. $

Với $b=0$ hoặc $b=7$ ta có $18$ số đối xứng có $4$ chữ số chia hết cho $7$.

Vậy xác suất để chọn được số chia hết cho $7$ là $\dfrac{18}{90} = \dfrac{1}{5}$.

Bài 7 (3 điểm).

a) Trong mặt phẳng $(ABCD)$ có $BM \cap AC = K$

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}K= BM \cap AC\\\\ AC \subset (SAC)\end{array}\right. $ $\Rightarrow K = BM \cap (SAC)$

b) Trong mặt phẳng $(SAD)$ có:

  •  $\dfrac{AP}{PS} = \dfrac{AN}{ND} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow NP//SD$

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}NP//SD \\\\ SD\subset (SCD)\end{array} \right. $

$\Rightarrow NP//(SCD)$

  • $\dfrac{CM}{AB} = \dfrac{CK}{AK} = \dfrac{1}{3} \Rightarrow \dfrac{CK}{AK} = \dfrac{ND}{AN} \Rightarrow NK // CD$

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}NK // CD\\\\ CD\subset (SCD)\end{array}\right. $

$\Rightarrow NK // (SCD)$

Mà $NP$, $NK \subset (PNK) \Rightarrow (PNK) // (SCD)$.

c) Gọi $Q=SG\cap BC$, $T= QM \cap AD$.

Ta có: $\dfrac{QM}{MT} = \dfrac{CM}{MD} = \dfrac{1}{2}= \dfrac{QG}{GS}$

$ \Rightarrow MG // ST$ mà $ST \subset (SAD) \Rightarrow MG // (SCD)$

Đề thi HK1 môn toán 10AB trường chuyên Lê Hồng Phong năm học 2020-2021

Leave a reply

Bài 1 (1 điểm). Cho $(P):y=ax^{2}+bx+c$. Tìm $a$, $b$, $c$ biết $(P)$ có trục đối xứng là đường thẳng $x=2$ và $(P)$ qua hai điểm $A(0;1)$, $B(1;-2)$.

Bài 2 (1 điểm). Giải phương trình: $\sqrt{ x^2-3x+2}=x-1$.

Bài 3 (1 điểm). Cho hệ phương trình $\left\{ \begin{array}{l} (m+1)x+6y=m^2+3m+5\\ x+my=m^3-3 \end{array}\right.$.

Tìm tất cả các giá trị của tham số $m$ sao cho hệ phương trình có nghiệm.

Bài 4 (1 điểm). Giải hệ phương trình $\left\{ \begin{array}{l} x+2y=5\\  x^2+y^2+3xy=11 \end{array} \right.$.

Bài 5 (1 điểm). Cho phương trình $\dfrac{2x^{2}-8x+m}{x^{2}-4x+3}=1$. Tìm tất cả các giá trị của tham số $m$ để phương trình có nghiệm.

Bài 6 (3 điểm). Trong mặt phẳng $Oxy$, cho tam giác $ABC$ biết $A(2;-1)$, $B(1;2)$, $C(4;3)$.

a) Chứng minh $ABC$ là tam giác vuông cân.

b) Tìm giao điểm của đường thẳng $AB$ và trục tung.

c) Tìm tọa độ điểm $D$ sao cho $ABCD$ là hình thang có $AD//BC$ và diện tích $ABCD$ bằng 15.

Bài 7 (1 điểm). Cho hình vuông $ABCD$ cạnh $a$, gọi $I$ là giao điểm của $AC$ và $BD$. $M$ là điểm thỏa $MA^{2}+2MB^{2}+MC^{2}+2MD^{2}=12a^2$, tính $MI$.

Bài 8 (1 điểm). Cho các số thực $x$, $y$ thảo $x^{2} + y^{2}+xy=3$. Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của $P=x^{4}+y^{4}+2(x^{2}+y^{2})+12xy$.

Đáp án

Bài 1 (1 điểm).

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}\dfrac{-b}{2a} =2\\ A(0;1) \in (P)\\B(1;-2) \in (P)\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}b=-4a\\ c=1\\ a+b+c=-2\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a=1\\ b=-4\\ c=1\end{array}\right. $

Vậy $(P): y= x^2 -4x +1$.

Bài 2 (1 điểm).

$\sqrt{x^2 -3x +2} = x-1$ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x-1\ge 0\\ x^2 -3x +2 = \left( x-1\right) ^2\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x\ge 1\\ x^2 -3x +2 = x^2 -2x +1\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow x=1$

Vậy $S=\left\{ 1\right\} $.

Bài 3 (1 điểm).

$\left\{ \begin{array}{l}(m+1)x + 6y = m^2 +3m +5\\ x + my = m^3 -3\end{array}\right. $

Ta có: $D=\left| \begin{array}{*{20}{c}}{m+1}&{6}\\ {1}&{m}\end{array}\right|$ $=m(m+1) – 6 = m^2 +m -6$

$D_x=\left| \begin{array}{*{20}{c}}{m^2 +3m +5}&{6}\\ {m^3- 3}&{m}\end{array}\right|$ $=m(m^2+3m +5) – 6(m^3 -3)$

   $ = -5m^3 +3m^2 +5m +18 $

$D_y=\left| \begin{array}{*{20}{c}}{m+1}&{m^2 +3m+5}\\ {1}&{m^3 -3}\end{array}\right|$ $=(m+1)(m^3 -3) – (m^2 +3m +5)$ $ = m^4 + m^3 -m^2 -6m -8$

Hệ phương trình có nghiệm khi và chỉ khi $\left[ \begin{array}{l}D \ne 0\\ D = D_x = D_y =0\end{array}\right. $

  • Trường hợp 1: $D \ne 0 \Leftrightarrow m^2 +m -6 \ne 0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m\ne -3\\ m\ne 2\end{array}\right. $
  • Trường hợp 2: $D = D_x =D_y =0 \Leftrightarrow m=2$

Vậy hệ phương trình có nghiệm khi $m=2$ hoặc $m\ne -3 $

Bài 4 (1 điểm). 

$\left\{ \begin{array}{l}x+2y=5\\ x^2 + y^2 + 3xy =11\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x=5-2y\\ \left( 5-2y\right) ^2 + y^2 + 3y\left( 5-2y\right) =11\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x=5-2y\\ y^2 +5y -14 =0\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l}x=19\\ y=-7\end{array} \right. \\  \left\{ \begin{array}{l}x=1\\ y=2\end{array} \right.\end{array}\right. $

Vậy nghiệm của hệ phương trình là: $\left( 19;-7\right) $, $\left( 1;2\right) $.

Bài 5 (1 điểm). 

Điều kiện xác định: $x\ne 1$, $x\ne 3$

$\dfrac{2x^2 -8x+m}{x^2 -4x +3}=1$  $(1)$

$\Leftrightarrow 2x^2 -8x +m = x^2 -4x +3 $

$\Leftrightarrow x^2 -4x +m-3 =0$  $(2)$

$\Delta’ = 4 – (m-3) = 7-m$

  • Trường hợp 1: $\Delta’ =0 \Leftrightarrow m=7$ thì (2) có nghiệm kép $x_1 = x_2 =2$ (nhận).
  • Trường hợp 2: $\Delta’ >0 \Leftrightarrow m<7 $

Phương trình $(1)$ có nghiệm khi $1$ và $3$ không đồng thời là nghiệm của $(2)$

$\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}1 – 4\cdot 1 + m-3 \ne 0\\ 9 – 4\cdot 3 + m-3 \ne 0\end{array}\right. $ $\Leftrightarrow m\ne 6$

Vậy $m=7$ hoặc $\left\{ \begin{array}{l}m<7\\ m\ne 6\end{array}\right. $ thì phương trình $(1)$ có nghiệm.

Bài 6 (3 điểm).

a) Ta có: $AB= \sqrt{10}$, $AC = 2\sqrt{5}$, $BC= \sqrt{10}$

$\triangle ABC$ có: $\left\{\begin{array}{l}AB = AC\\ AB^2 + BC^2 = AC^2\end{array}\right. $ $\Rightarrow \triangle ABC$ vuông cân tại $B$.

b) Gọi $M=AB\cap Oy \Rightarrow M(0;m)$

$\overrightarrow{AB}= (-1;3)$, $\overrightarrow{AM}=(-2;m+1)$

$M,\, A,\, B$ thẳng hàng nên $\overrightarrow{AB}$ và $\overrightarrow{AM}$ cùng phương                              $\Rightarrow \dfrac{-2}{-1}=\dfrac{m+1}{3} \Rightarrow m=5$

Vậy $M(0;5)$

c) $S_{ABCD} = \dfrac{1}{2}AB \left( BC + AD\right) $

$\Rightarrow 15 = \dfrac{1}{2}\cdot \sqrt{10} \left( \sqrt{10} + AD\right) $

$\Rightarrow AD = 2\sqrt{10} = 2BC$

$\overrightarrow{BC} = (3;1)$, $\overrightarrow{AD} = (x_D -2; y_D +1)$

Ta có: $\overrightarrow{AD}$ và $\overrightarrow{BC}$ cùng hướng, $AD = 2BC$

$\Rightarrow \overrightarrow{AD} = 2\overrightarrow{BC} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x_D -2 = 6\\ y_D +1 = 2\end{array}\right. $ $\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x_D = 8\\ y_D =1 \end{array} \right. $

Vậy $D(8;1)$.

Bài 7 (1 điểm).

Ta có: $\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IC} = \overrightarrow{IB} + \overrightarrow{ID} = \overrightarrow{0}$, $IA = IB = IC = ID = \dfrac{a\sqrt{2}}{2}$

Ta có: $12a^2= MA^2 + 2MB^2 + MC^2 + 2MD^2 $

$=\left( \overrightarrow{MI} + \overrightarrow{IA}\right) ^2 + 2\left( \overrightarrow{MI} + \overrightarrow{IB}\right) ^2 + \left( \overrightarrow{MI} + \overrightarrow{IC}\right) ^2 + 2\left( \overrightarrow{MI} + \overrightarrow{ID} \right) ^2 $

$=6MI^2 + IA^2 + 2IB^2 + IC^2 + 2ID^2 + 2\overrightarrow{MI} \left( \overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IC} + 2\overrightarrow{IB} + 2\overrightarrow{ID}\right) $

$=6MI^2 + 3a^2$

$\Rightarrow MI^2 = \dfrac{3}{2}a^2 \Rightarrow MI = \dfrac{a\sqrt{6}}{2}$

Vậy $MI = \dfrac{a\sqrt{6}}{2}$

Bài 8 (1 điểm).

Ta có: $x^2 + y^2 +xy =3 \Rightarrow \left( x+y\right) ^2 -xy =3$ $\Rightarrow 3+xy = \left( x+y\right) ^2 \ge 0$ $\Rightarrow xy\ge -3$

Dấu “=” xảy ra khi $\left\{ \begin{array}{l}x=\sqrt{3}\\ y=-\sqrt{3}\end{array}\right. $ hoặc ngược lại.

Lại có: $x^2 + y^2 + xy =3 \Rightarrow \left( x-y\right) ^2 + 3xy =3$ $\Rightarrow 3-3xy = \left( x-y\right) ^2 \ge 0$ $\Rightarrow xy \le 1$

Dấu “=” xảy ra khi $x=y=1$

Đặt $t=xy \Rightarrow t\in [-3;1]$

$P =x^4 + y^4 + 2\left( x^2 + y^2\right) + 12xy$

$= \left( x^2 + y^2\right) ^2 -2x^2y^2 + 2\left( x^2 + y^2\right) +12xy$

$=\left( 3-t\right) ^2 -2t^2 + 2\left( 3-t\right) + 12t$

$= -t^2 + 4t+15$

Vậy $P_{min} = -6$, $P_{max} = 18$

Đề thi HK1 môn toán trường Nguyễn Thị Minh Khai năm học 2018-2019

Leave a reply

Bài 1. Giải các phương trình và hệ phương trình sau
a) $1-\sqrt{5-3 x+x^{2}}=2 x$
b) $\sqrt{3 x-5}+\sqrt{x+1}=4+4 x^{2}-x^{3}-3 x$
c) $\left\{\begin{array}{l}x+y+x y=5 \\ x^{2}+y^{2}=5\end{array}\right.$
Bài 2. Tìm giá trị tham số $\mathrm{m}$ sao cho
a) Phương trình $\mathrm{m}^{2} \mathrm{x}=4 \mathrm{x}-2 \mathrm{~m}+\mathrm{m}^{2}$ có nghiệm tùy $\dot{\mathrm{y}}$.
b) Phương trình $\mathrm{x}^{2}+2 \mathrm{mx}+4=0$ có hai nghiệm $x_1, x_2$ thỏa $|x_1-x_2| = 2\sqrt{2}$.
Bài 3.Tìm giá trị lớn nhất của hàm số $\mathrm{y}=\mathrm{x} \sqrt{1-\mathrm{x}^{2}}$ với $0<\mathrm{x}<1$.

Bài 4. Cho tam giác $ABC$ có $K$ là trung điểm $AB$. Gọi $I,J$ là các điểm thỏa
$\overrightarrow{\mathrm{AI}}=\frac{1}{3} \cdot \overrightarrow{\mathrm{AC}} ; 2 \sqrt{\mathrm{JB}}=\overline{\mathrm{JC}}$
a) Chứng minh rằng $\mathrm{K},$ I , J thẳng hàng.
b) Tìm tập hợp các điểm $\mathrm{M}$ sao cho $|2 \overrightarrow{\mathrm{MA}}-3 \overrightarrow{\mathrm{MB}}-2 \overrightarrow{\mathrm{MC}}|=|\overrightarrow{\mathrm{MB}}-\overrightarrow{\mathrm{MC}}|$
Bài 5.Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho $\mathrm{A}(-2 ; 2), \mathrm{B}(1 ; 0), \mathrm{C}(3 ;-3)$
a) Tính tọa độ trực tâm $\mathrm{H}$ của $\Delta \mathrm{ABC}$.
b) Tính tọa độ điểm D thuộc trục Oy sao cho $\mathrm{ABCD}$ là hình thang có cạnh đáy lớn
$\mathrm{BC}$.

Đáp án thang điểm

Đề thi học kì 1 môn toán 10 năm học 2017-2018 trường Lê Quý Đôn – TPHCM

Leave a reply

BÀI 1. Xét tính chẵn – lẻ của hàm số: $f(x)=\dfrac{2 x^{2}+3}{|x+2|-|x-2|}$.

BÀI 2. Xác định parabol $(\mathrm{P}): f(x)=\alpha x^{2}+b x+2$ biết $(\mathrm{P})$ đi qua điểm $\mathrm{B}(-1 ; 6)$ và có tung độ đỉnh là $-\frac{1}{4}$.

BÀI 3. Giải các phương trình:
a) $\sqrt{2 x^{2}+7 x+5}=x+1$
b) $2 x-\left|x^{2}-4 x+5\right|=5$

BÀI 4. Cho $\forall x>1 ; y>1$. Chứng minh: $\dfrac{x y}{\sqrt{(y-1)(x-1)}} \geq 4$

BÀI 5. Cho tam giác $\mathrm{ABC}$ có $\mathrm{AB}=9, \mathrm{AC}=12, \widehat{\mathrm{BAC}}=120^{\circ}$. Tính diện tích tam giác $\mathrm{ABC}$, độ dài cạnh BC; độ dài trung tuyến AM và bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC.

BÀI 6. Trong mặt phằng $0 \mathrm{xy}$ cho tam giác $\mathrm{ABC}$ với $\mathrm{A}(1 ; 3), \mathrm{B}(-3 ; 0), \mathrm{C}(0 ;-2)$
a) Tìm tọa độ điểm $\mathrm{M}$ sao cho $\mathrm{ABCM}$ là hình bình hành.
b) Tìm tọa độ điểm D thuộc trục $y^{\prime}$ Oy sao cho $|\overrightarrow{A D}+\overrightarrow{B D}-\overrightarrow{C D}|=2 \sqrt{5}$.

BÀI 7. Xác định tất cả các giá trị của m để phương trình $\dfrac{x-m}{x+1}=m+1$ có nghiệm.

Đáp án thang điểm

 

Đáp án đề thi học kì 1 môn toán 10 năm học 2018 trường PTNK – Cơ sở 2

Leave a reply

Bài 1. Giải các phương trình sau:
a)$\sqrt{7x+2} = 1 + \sqrt{4x+1}$
b) $\left| x^2-x-1 \right|+3= 2x$
Bài 2. 

a) Tìm $a$, $b$, $c$ biết parabol $(P):y= ax^2 + bx +c$ đi qua điểm $A(1;-1)$ và có đỉnh $I(-1; -5)$.
b) Tìm $m$ để phương trình $(x-1)\left( \sqrt{x+m}-1 \right) =0$ có hai nghiệm là độ dài các cạnh góc vuông của một tam giác vuông với cạnh huyền có độ dài bằng 3.
Bài 3. Cho hệ phương trình
$$\left\{ \begin{array}{l}
(1-2m)x +4y = 4m^2 + 4m +3 \\
mx + 2(m-1)y=-m-2
\end{array} \right. \quad (I) $$
Chứng minh khi $m$ nhận giá trị bất kì trên $\mathbb{R}$, hệ $(I)$ luôn có nghiệm duy nhất. Giả sử $(x_0, 1)$ là nghiệm của hệ $(I)$. Tìm $x_0$.
Bài 4. Cho góc $\alpha$ thỏa $\tan \left( \alpha + \dfrac{\pi}{3} \right) = -\dfrac{ 3\sqrt{3}}{5}$. Tính giá trị của biểu thức:
$$ P=\dfrac{\cos ^3 \alpha + 2\sin \alpha \cdot \cos ^2 \alpha}{\sin ^2 \alpha \cdot \cos \alpha + \sqrt{3} \sin ^3 \alpha }$$
Bài 5. Cho tam giác $ABC$ có $AB=3a$, $AC=6a$, $BC=7a$.
a) Tính $\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}$ và $\cos A$.
b) Gọi $M$, $N$ là hai điểm được xác định bởi $\overrightarrow{AM} = \dfrac{2}{3} \overrightarrow{AB}$, $\overrightarrow{AN} = -\dfrac{3}{2} \overrightarrow{AC}$, tính $MN$ theo $a$.

Bài 6. Trong mặt phẳng $Oxy$, cho tam giác $ABC$ có $A(1;3)$, $B(6;-2)$.

a) Tìm tọa độ điểm $C$ sao cho $G(1;1)$ là trọng tâm của tam giác $ABC$.
b) Tìm tọa độ chân đường vuông góc kẻ từ $M(4;3)$ đến đường thẳng $AB$.

Hết

Lời giải

 

Bài 1. 

a) Nghiệm của phương trình: $x=2$.
b) $\left| x^2-x-1 \right| +3= 2x$
$\Leftrightarrow \left| x^2-x-1 \right| = 2x-3 \quad \left( x \ge \dfrac{3}{2} \right) $
$\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
x^2-x-1 = 2x-3 \\\\
x^2-x-1=3-2x
\end{array} \right. $
Từ đó suy ra nghiệm của phương trình: $x=2$ hoặc $x=\dfrac{\sqrt{17}-1}{2}$

Bài 2.

a) $P$ qua điểm $A(1;-1)$ nên $-1=a+b+c$.

$(P)$ có đỉnh $I(-1;-5)$ nên $-5=a-b+c$ và $-\dfrac{b}{2a}= -1$.

Từ đó suy ra $P: y= x^2 + 2x-4$.
b) Điều kiện: $x\ge -m$

Từ phương trình suy ra: $\left[ \begin{array}{l}
x= 1 \\\\
x= 1-m
\end{array} \right. $

Để hai nghiệm là độ dài các cạnh góc vuông của tam giác vuông có cạnh huyền bằng 3 thì: $1^2 + (1-m)^2 =3^2$ $\Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
m= 1+2\sqrt{2} \\\\
m= 1-2\sqrt{2} \quad \text{(loại vì } x\ge -m)
\end{array} \right. $

Vậy $m=1+2\sqrt{2}$.

Bài 3. 

$D= \left| \begin{array}{*{20}{c}}
{1-2m}&{4}\\\\
{m}&{2(m-1)}
\end{array} \right| = (1-2m)(2m-2)-4m = -4m^2+2m-2 $

$D_x = \left| \begin{array}{*{20}{c}}
{4m^2+4m+3}&{4}\\\\
{-m-2}&{2(m-1)}
\end{array} \right| = 8m^3+2m+2 $

$D_y= \left| \begin{array}{*{20}{c}}
{1-2m}&{4m^2+4m+3}\\\\
{m}&{-m-2}
\end{array} \right| = -4m^3-2m^2-2 $

$D=0 \Leftrightarrow -4m^2+2m-2 =0$ (vô nghiệm).

Suy ra $D \ne 0$ với mọi $m \in \mathbb{R}$

Vậy với mọi $m \in \mathbb{R}$ thì hệ $(I)$ luôn có nghiệm duy nhất.

Khi $(x_0;1)$ là nghiệm của hệ $(I)$ thì $y=\dfrac{D_y}{D}=\dfrac{-4m^3-2m^2-2}{-4m^2+2m-2}=1 \Leftrightarrow m=0$

Khi đó $x=\dfrac{D_x}{D}= \dfrac{2}{-2}=-1$

Bài 4.

$\tan\left( \alpha + \dfrac{\pi}{3} \right) =\dfrac{\tan \alpha + \tan \dfrac{\pi}{3}}{1-\tan \alpha \cdot \tan \dfrac{\pi}{3}} = -\dfrac{3\sqrt{3}}{5} \Leftrightarrow \tan \alpha = 2\sqrt{3}$

$P=\dfrac{\cos ^3 \alpha + 2\sin \alpha \cdot \cos ^2 \alpha}{\sin ^2 \alpha \cdot \cos \alpha + \sqrt{3} \sin ^3 \alpha } = \dfrac{1+2\tan \alpha}{\tan ^2 \alpha + \sqrt{3} \tan ^3 \alpha} = \dfrac{1+4\sqrt{3}}{84}$

Bài 5. 

a) $\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = -2a^2$; $\cos A = \dfrac{-2a^2}{3a\cdot 6a}= -\dfrac{1}{9}$
b) $\overrightarrow{MN} = \overrightarrow{AN} – \overrightarrow{AM} = -\dfrac{3}{2} \overrightarrow{AC} – \dfrac{2}{3} \overrightarrow{AB} \Rightarrow MN^2=\overrightarrow{MN}^2 = \ldots = 81a^2 \Rightarrow MN = 9a$

Bài 6. 

a) $C(-4;2)$
b) Gọi chân đường vuông góc hạ từ $M$ đến $AB$ là $H(x,y)$

Ta có: $\left\\{ \begin{array}{l}
\overrightarrow{MH} \bot \overrightarrow{AB} \\\\
\overrightarrow{AH} \parallel \overrightarrow{AB}
\end{array} \right. $

Từ đó suy ra: $H\left( \dfrac{5}{2}; \dfrac{3}{2} \right) $

Đáp án đề thi HK1 lớp 11 trường PTNK năm học 2017 – 2018

Leave a reply

Bài 1. Giải các phương trình sau:
a)  $ 2\cos ^2 \dfrac{x}{2}+\sqrt{3}\sin x=1+2\sin 3x $
b) $ 3 \tan^2 x+4\tan x+4\cot x+3\cot^2 x+2=0 $

Bài 2. Gọi S là tập tất cả các số tự nhiên gồm 4 chữ số phân biệt được chọn từ các số 1;2;3;4;5;6;7. Lấy ngẫu nhiên một số từ S. Tính xác suất để lấy được số có mặt chữ số 6.

Bài 3. Trong khai triển của $ \left(2x^3-\dfrac{3}{x^2}\right)^n $ với $ n $ là số nguyên dương thỏa $ 2C_{n+6}^{5}=7A_{n+4}^3, $ tìm số hạng không chứa $ x? $

Bài 4. Tìm số hạng đầu và công sai của cấp số cộng $ (u_{n}) $ biết rằng công sai của $ (u_{n}) $ là số nguyên dương và
$u_{1}+u_{3}+u_{5}=15, \dfrac{1}{u_{1}}+\dfrac{1}{u_{3}}+\dfrac{1}{u_{5}}=\dfrac{59}{45} $.

Bài 5. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho điểm $ I(2;-5) $ và đường thẳng $ d:3x-2y+3=0. $ Viết phương trình đường thẳng $ d’ $ là ảnh của $ d $ qua phép đối xứng tâm $ I. $

Bài 6. Cho hình chóp $ S.ABCD $ có đáy $ ABCD $ là hình thang có $ AD $ là đáy lớn, $ AD=2BC. $ Gọi $ O $ là giao điểm của $ AC $ và $ BD. $ Gọi $ G_{1},G_{2} $ lần lượt là trọng tâm $ \Delta SCD, \Delta SAB, \ E $ là trung điểm $ SD. $
a)  Mặt phẳng $ (BCE) $ cắt $ SA $ tại $ F. $ Chứng minh: $ F $ là trung điểm $ SA. $
b) Chứng minh $ G_{1}G_{2} \parallel (SAD) $
c) Chứng minh $ (OG_{1}G_{2}) \parallel (SBC) $
d) Gọi $ M $ là điểm trên cạnh $ AB $ sao cho $ AB=4AM. $ Mặt phẳng $ (P) $ qua $ M $ và song song với $ BC, SD. $ Xác định thiết diện của hình chóp với mặt phẳng $ (P). $ Thiết diện là hình gì?

Hết

Đáp án

[userview]

Bài 1.

a) Phương trình tương đương với
$$
\begin{aligned}
& \cos x+\sqrt{3} \sin x=2 \sin 3 x \\
\Leftrightarrow & \frac{1}{2} \cos x+\frac{\sqrt{3}}{2} \sin x=\sin 3 x \\
\Leftrightarrow & \sin \left(x+\frac{\pi}{6}\right)=\sin 3 x \\
\Leftrightarrow x+\frac{\pi}{6}=3 x+k 2 \pi \text { hoặc } x+\frac{\pi}{6}=\pi-3 x+k 2 \pi \\
\Leftrightarrow x=\frac{\pi}{12}+k \pi \text { hoặc } x=\frac{5 \pi}{24}+\frac{k \pi}{2}, k \in \mathbb{Z}
\end{aligned}
$$

Bài 2. Gọi $\overline{a b c d}(a \neq 0)$ là số tự nhiên có 4 chữ số phân biệt được chọn từ các chữ số 1,2,3,4,5,6,7 .
$\overline{a b c d}:$ Có $A_{7}^{4}=840$ số tự nhiên có 4 chữ số phân biệt được chọn từ các chữ số 1,2,3,4,5,6,7
$\Longrightarrow|\Omega|=840$Gọi A là biên có sao cho số dược lậy là một số có mặt chữ số $6 .$
$$
|A|=4 . A_{6}^{3}=480 \Longrightarrow P(A)=\frac{|A|}{|\Omega|}=\frac{4}{7}
$$

Bài 3. 

\begin{aligned}
&2 C_{n+6}^{5}=7 A_{n+4}^{3} \Longleftrightarrow 2 \cdot \frac{(n+6) !}{5 !(n+1) !}=7 \cdot \frac{(n+4) !}{(n+1) !} \Longleftrightarrow \frac{(n+6) !}{(n+4) !}=420 \Longleftrightarrow(n+6)(n+5)=\\
&420 \Longleftrightarrow n^{2}+11 n-390=0 \Longleftrightarrow\left[\begin{array}{l}
n=15 \\
n=-26
\end{array} \Longleftrightarrow n=15(\text { vì n là số tự nhiên })\right.\\
&\text { Công thức } \mathrm{SHTQ}: T_{k+1}=C_{15}^{k} \cdot\left(2 x^{3}\right)^{15-k} \cdot\left(-\frac{3}{x^{2}}\right)^{k}=C_{15}^{k} \cdot 2^{15-k} \cdot(-3)^{k} \cdot x^{45-5 k}\\
&\text { Để số hạng không chứa } x \Longleftrightarrow 45-5 k=0 \Longleftrightarrow k=9 \text { . }\\
&\text { Vậy số hạng không chứa } \mathrm{x}: T_{10}=C_{15}^{9} .2^{6} \cdot(-3)^{9}=-6304858560 \text { . }
\end{aligned}

Bài 4. $\left\{\begin{array}{l}
u_{1}+u_{3}+u_{5}=15(1) \\
\frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{u_{3}}+\frac{1}{u_{5}}=\frac{59}{45}(2) \end{array} \right.$
$(1) \Longleftrightarrow 3 u_{3}=15 \Longleftrightarrow u_{3}=5 $
$(2) \Longleftrightarrow \frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{5}+\frac{1}{u_{5}}=\frac{59}{45} \Longleftrightarrow \frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{u_{5}}=\frac{10}{9} $

$\Longleftrightarrow 9\left(u_{1}+u_{5}\right)=10 u_{1} u_{5} $

$\Longleftrightarrow 9.2 u_{3}= 10\left(u_{3}-2 d\right)\left(u_{3}+2 d\right)$

$\Longleftrightarrow 90=10\left(u_{3}^{2}-4 d^{2}\right)=25-4 d^{2}=9 $

$\Longleftrightarrow d^{2}=4$

$\Longleftrightarrow d=2(\text{vì} d>0) $
$u_{3}=5 \Longleftrightarrow u_{1}+2 d=5 \Longleftrightarrow u_{1}=5-2 d=1$.
và $u_{1}=1,d=2$

Bài 5. 

Gọi $M^{\prime}\left(x^{\prime} ; y^{\prime}\right)$ là ảnh của $\mathrm{M}$ qua phép đối xứng tâm $\mathrm{I} \Longleftrightarrow \mathrm{I}$ là trung điểm của $\mathrm{MM}^{\prime} \Longleftrightarrow$
$$
\left\{\begin{array}{l}
x_{I}=\frac{x_{M}+x_{M^{\prime}}}{2} \\
y_{I}=\frac{y_{M}+y_{M^{\prime}}}{2}
\end{array} \Longleftrightarrow\left\{\begin{array}{l}
4=x+x^{\prime} \\
-10=y+y^{\prime}
\end{array} \Longleftrightarrow\left\{\begin{array}{l}
x=4-x^{\prime} \\
y=-10-y^{\prime}
\end{array}\right.\right.\right.
$$
Ta có: $3 x-2 y+3=0 \Longleftrightarrow 3\left(4-x^{\prime}\right)-2\left(-10-y^{\prime}\right)+3=0 \Longleftrightarrow 12-3 x^{\prime}+20+2 y^{\prime}+3=0 \Longleftrightarrow$
$3 x^{\prime}-2 y^{\prime}-35=0$
Vậy M’ thuộc dường thẳng d’:3x-2y-35=0.
Vậy ảnh của đường thẳng d qua phép đối xứng tâm I là đường thẳng $\mathrm{d}^{\prime}: 3 \mathrm{x}-2 \mathrm{y}-35=0 .$

Bài 6. 

a) Ta có: $C \in(S A C) \cap(B C E)(1)$.
Trong $(S B D)$ gọi $\mathrm{K}$ là giao diểm của $\mathrm{SO}$ và $\mathrm{BE}$ mà $S O \subset(S A C), B E \subset(B C E)=K \in$
$(S A C) \cap(B C E)(2)$
$(1)(2) \Longrightarrow C K=(S A C) \cap(B C E)$
Trong $(S A C)$ gọi $\mathrm{F}$ là giao điểm của $\mathrm{SA}$ và $\mathrm{CK}$ mà $\mathrm{CK} \subset(B C E)=F=\operatorname{SAn}(B C E) .$ $\mathrm{Vi} A D \| B C=\frac{O C}{O A}=\frac{O B}{O D}=\frac{B C}{A D}=\frac{1}{2} \Longleftrightarrow \frac{C O}{C A}=\frac{B O}{B D}=\frac{1}{3}$
Xét $\triangle S O D$ : Áp dụng định lý Menelaus với 3 điểm $\mathrm{B}, \mathrm{K}, \mathrm{E}$ thẩng hàng ta có:
$\frac{C O}{C A} \cdot \frac{K S}{K O} \cdot \frac{F A}{F S}=1 \Longleftrightarrow \frac{F A}{F S}=1 \Longleftrightarrow \mathrm{F}$ là trung điẻm $\mathrm{SA}$
b) Trong (SAB), goi P là giao điểm của $S G_{1}$ và AB. Vì $G_{1}$ là trọng tâm của $\triangle S A B=P$
là trung điểm của AB.

Trong (SCD), gọi P là giao điểm của $S G_{2}$ và CD. Vì $G_{2}$ là trọng tàm của $\triangle S C D=\mathrm{Q}$
là trung điểm của CD. Xét $\triangle S P Q$ ta có: $\frac{S G_{1}}{S P}=\frac{2}{3}=\frac{S G_{2}}{S Q}=G_{1} G_{2} \| P Q(3)$

Xét hình thang ABCD ta có: PQ là đường trung bình của hình thang ABCD (do P,Q làn
lượt là trung điểm của $\mathrm{AB}, \mathrm{CD} \Longrightarrow P Q \| A D(4)$
$$
\text { Tì }(3)(4)=G_{1} G_{2}\left\|A D, \operatorname{mà} \mathrm{AD} \subset(\mathrm{SAD})=G_{1} G_{2}\right\|(S A D)
$$
c) Ta có: $G_{1} G_{2} \| A D$ mà $A D\left\|B C=G_{1} G_{2}\right\| B C=G_{1} G_{2} \|(S B C)(5)$
Trong (SAB), gọi H là giao điểm của $A G_{1}$ và $\mathrm{SB}$. Vì $G_{1}$ là trọng tần của $\triangle S A B=\mathrm{H}$
là trung điểm của $\mathrm{SB}$. Xét $\triangle H A C$ ta có: $\frac{A O}{A C}=\frac{2}{3}=\frac{A G_{1}}{A H}=O G_{1}\left\|C H \operatorname{mà} C H \subset(S B C)=O G_{1}\right\|(S B C)(6)$
Tì $(5)(6)=\left(O G_{1} G_{2}\right) \|(S B C)$
d) Ta có: $M \in(P) \cap(A B C D) \operatorname{mà}(P)\left\|B C=(P) \cap(A B C D)=x M x^{\prime}\right\| B C$.
Trong (ABCD), gọi N là giao diểm của xMx’ và CD.
Ta có: $N \in(P) \cap(S C D) \operatorname{mà}(P)\left\|S D=(P) \cap(S C D)=y N y^{\prime}\right\| S D$
Trong (SCD) gọi I là giao diểm của yNy’ và SC.
Ta có: $I \in(P) \cap(S B C) \operatorname{mà}(P)\left\|B C \Longrightarrow(P) \cap(S B C)=t I t^{\prime}\right\| B C .$
Trong (SBC), gọi J là giao điểm của tIt’ và SB. $((P) \cap(A B C D)=M N$
$\Longrightarrow$ thiệt diê
Ta có: $M N\|I J\| A D=M N I J$ là hình thang.

[/userview]

Đáp án đề thi học kì 1 môn toán lớp 10 trường Phổ thông Năng khiếu năm 2016

Leave a reply

Bài 1. Tìm m để phương trình $\dfrac{(x-1)(x-3m)}{\sqrt{x-2}+1}=0$ vô nghiệm

Bài 2. Gọi $(P)$ là đồ thị của hàm số: $y= x^2 + bx + c \, \, (b,c \in \mathbb{R} )$. Biết các điểm $A(1;-4)$, $B(2;-3)$, thuộc $(P)$. \
Tìm tọa độ giao điểm của $(P)$ và $(P’)$, với $(P’)$ là đồ thị của hàm số $y= (2x-1)^2 -4$

Bài 3. Cho hệ phương trình: $\left\{ \begin{array}{l}
x+\dfrac{1}{m} \sqrt{y} =4 \\
\dfrac{1}{m} x + \sqrt{y} = \dfrac{2}{m} + 2
\end{array} \right.$, với m là tham số và $m \ne 0$.

Định m để hệ phương trình có nghiệm duy nhất.

Bài 4. Giải các phương trình sau:

a) $\sqrt{2x+1}+\sqrt{x-3}=4$
b) $x+ \dfrac{3x}{\sqrt{x^2-9}}=\dfrac{35}{4}$

Bài 5. Chứng minh đẳng thức: $\tan^2 a – \tan^2 b = \dfrac{\sin(a+b).\sin(a-b)}{\cos^2a.\cos^2b}$

Bài 6. Cho tam giác $ABC$ có các đỉnh $A(-1;3)$, $B(-3;-3)$, $C(2;2)$. Chứng minh tam giác $ABC$ là tam giác vuông và tìm trực tâm tam giác $ABC$.

Bài 7.  Cho hình bình hành $ABCD$ với $AB=6a$, $AD=3a$, $\angle ABC =60^0$. Gọi $M,N$ thỏa: $\overrightarrow{MA}+2 \overrightarrow{MB}=\overrightarrow{0}$, $3 \overrightarrow{ND}+2 \overrightarrow{NC}=\overrightarrow{0}$.
a) Tính $\overrightarrow{AM}. \overrightarrow{AD}$.
b) Tính độ dài cạnh $AN$ theo $a$.
c) Gọi $G$ là trọng tâm tam giác $AMN$. Tìm $x$ và $y$ thỏa: $\overrightarrow{BG}= x \overrightarrow{BA} + y \overrightarrow{BD}$.

Hết

Đáp án

[userview]

ptnk10hk12016

[/userview]

Đáp án đề thi học kì 1 môn Toán 11 trường Phổ thông Năng khiếu

Leave a reply

ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN HK1 TOÁN LỚP 11 TRƯỜNG PTNK

Bài 1. Giải các phương trình
a) $\dfrac{\sin x + \sin 3x – 1}{2\cos x – 1} = 1$.
b) $\dfrac{1}{\sin x} + \dfrac{1}{\cos x} = 4\sqrt{2}\cos 2x$.

Bài 2.
a) Một bình chứa các quả cầu có kích thước khác nhau gồm 6 quả cầu đỏ, 10 quả cầu xanh và 14 quả cầu vàng. Chọn ngẫu nhiên 5 quả cầu. Tính xác suất để 5 quả cầu chọn được có đủ 3 màu, trong đó số quả cầu màu vàng và màu xanh bằng nhau.
b) Từ các số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 hỏi có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên chẵn có 6 chữ số phân biệt sao cho số đó chia hết cho 3.

Bài 3.
a) Tìm hệ số của $x^3$ trong khai triển thu gọn biểu thức $(2\sqrt{x} – \dfrac{3}{x})^{15}$\
b) Tìm số nguyên dương $x$ thỏa mãn đẳng thức $C_{x+2}^{x-1} + C_{x+2}^x = \dfrac{10}{3}A_x^2$.

Bài 4. Trong mặt phẳng tọa độ $Oxy$ cho đường thẳng $(d): x – y – 1 = 0$ và vectơ $\vec{u} = (-2;1)$. Tìm ảnh $(d’)$ của đường thẳng $(d)$ qua phép tịnh tiến theo $\vec{u}$.

Bài 5. Cho hình chóp $S.ABCD$ có đáy là hình thang, $AD // BC$ và $AD = 2BC$. Gọi $O$ là giao điểm của $AC$ và $BD$ và $M$ là trung điểm $SD$.
a) Tìm giao tuyến của mặt phẳng $(SAB)$ và $(SCD)$; $(SAD)$ và $(SBC)$.
b) Chứng minh $CM // (SAB)$. Tìm giao tuyến của $(SAB)$ và $(AMC)$.
c) Tìm giao điểm $I$ của $SC$ và $(ABM)$. Chứng minh $OI // (SAD)$.

Hết 

Đáp án  ĐỀ-THI-HỌC-KÌ-I-2015-2016-ĐÁP-ÁN

 

Tổ hợp lặp và bài toán chia kẹo Euler

Leave a reply

Trong các bài toán đếm ta gặp bài toán sau: Một người vào cửa hang mua dụng cụ học tập để làm thành một món quà gồm viết, sách và tập, người đó chỉ mua tổng cộng 5 món đồ. Biết rằng trong cửa hàng có 5 cây viết giống nhau, 6 sách giống nhau và 10 cuốn tập giống nhau, hỏi có bao nhiêu cách chọn viết, sách tập để làm quà?

Ta thấy rằng số lượng các viết sách và tập đều lớn hơn số cần mua, do đó bài toán chỉ quay lại việc đếm là có bao nhiêu bộ sách viết tập mà tổng số là 5 cái, trong đó mỗi cái có hoặc không có.

Có ba đối tượng là viết, sách và tập, tạ kí hiệu là $A = \{ V, S, T \}$. Một món quà gồm 5 cái, do đó quà có thể là $X = \{ V, V, V, S, T \}$, gồm 3 cây viết và 1 sách, 1 tập, hoặc là tập $Y = \{ V, V, S, T, T \}$, ta thấy các đối tượng $V, T$ là lập lại. Khi đó ta nói tổ hợp $X, Y$ là tổ hợp lặp.

Để định nghĩa rõ hơn ta có định nghĩa sau:

Định nghĩa.  Cho tập $A = \{ a_1, a_2, \cdots, a_k \}$. Một ánh xạ từ $p: A \mapsto \mathbb{N} $, khi đó $P$ được gọi là một multiset của A.

Ví dụ 1. Cho $A = \{ a, b, c \}$. Ánh xạ $p: A \mapsto \mathbb{N}$ như sau: $p(a) = 2, p(b) = 1, p(c) = 1$. Khi đó ta có thể kí hiệu $p$ là $(aabc)$, hay $(baac)$,.., không tính đến thứ tự của các phần tử $a, b, c$.

Đặt $n = p(a_1) + p(a_2)+\cdots +p(a_k)$, bài toán đặt ra là có bao nhiêu ánh xạ $p: A \mapsto \mathbb{N}$ mà $n = p(a_1) + p(a_2)+\cdots +p(a_k)$.

Tiếp theo ví dụ trên, nếu $ p(a) + p(b) + p(c) = 2$ thì có các multiset sau: $(ab), (ac), (bc), (aa), (bb), (cc)$, 6 multiset.

Tính chất. Cho tập $A = \{ a_1, a_2, \cdots, a_k \}$, số ánh xạ $p: A \mapsto \mathbb{N}$ thỏa $p(a_1) + \cdots + p(a_k) = n$ là $C^n_{n+k-1}$

Chứng minh

Mỗi ánh xạ $p$ ta cho tương ứng với một dãy nhị phân độ dài $n+k-1$, trong đó $p(a_1)$ chữ số đầu là 0, tiếp theo là số 1, rồi $p(a_2)$ chữ số $0$,…cuối cùng là $p(a_k)$ chữ số $0$. Ví dụ bộ $VVSTT$ ứng với dãy $0010100$.

Rõ ràng đây là tương ứng 1 – 1, do đó số ánh xạ $p$ bằng số dãy nhị phân, do đó ta chỉ cần đếm số dãy nhị phân.

Ta thấy dãy có $n+k-1$ chữ số trong đó có $k-1$ chữ số $1$, do đó số dãy nhị phân chỉ là số cách chọn vị trí cho $k-1$ chữ số $1$ nên số dãy nhị phân là $C^{k-1}_{n+k-1}$.

Do đó số ánh xạ $p$ là $C^{k-1}_{n+k-1} $

Trở lại bài toán trên, ta thấy số món quà có 5 cái là một tổ hợp lặp chập 5 của sách, viết, tập, do đó số món quà có thể là $C^{2}_{5+2-1} = C^2_6 = 15$.

(Chú ý trong bài toán trên, đảm bảo số mỗi loại sản phẩm có không ít hơn 5 cái).

Bài toán 1. (Chia kẹo Euler). Cho $n$ viên kẹo giống nhau đem chia cho $k$ người, hỏi có bao nhiều cách chia.

Giải

Ta gọi $k$ người là $a_1, a_2, \cdots a_k$, với mỗi cách chia kẹo là một multiset của $A$ mà $p(a_1) + p(a_2)+\cdots +p(a_k) = n$.

Do đó số cách chia kẹo là $C^n_{n+k-1}$.

Bài toán 2. Giải bài toán trên với cách chia sao cho mỗi người có ít nhất một viên.

Giải

Trước hết phát cho mỗi người một viên, thì còn $n-k$ viên kẹo, tiếp tục áp dụng bài toán trên với $n-k$. Khi đó số cách chia là

$C^{k-1}_{n-1}$

Ta có thể giải bài toán trên mà không cần sử dụng bài toán 1 bằng cách xây dựng dãy nhị phân thỏa: $a_1$ chữ số đầu là 0, tiếp theo là số 1, tiếp là $a_2$ chữ số 0, …., cuối cùng là $a_k$ chữ số 0. Dãy này có $k-1$ chữ số 1 đứng giữa $n$ chữ số 0 và không có hai chữ số $1$ nào đứng kề nhau. Khi đó số dãy nhị phân là: $C^{k-1}_{n-1}$.

Phần kế tiếp ta cùng tìm hiểu và giải một số bài toán có thể đưa về bài toán tổ hợp lặp hay bài toán chia kẹo Euler. Các bạn chờ nhé.

Bài toán 1 và 2 có thể phát biểu dưới dạng sau.

Bài toán 3. Cho phương trình $x_1 + x_2 + \cdots + x_k = n$ trong đó $k, n$ là các số nguyên dương.

a. Tìm số nghiệm tự nhiên của phương trình.

b. Tìm số nghiệm nguyên dương của phương trình.

Như bài toán trên ta đã biết, số nghiệm tự nhiên của phương trình là  $C^{k-1}_{n+k-1}$.

Số nghiệm nguyên dương của phương trình là $C^{k-1}_{n-1}$.

(Phần 2)

Trong phần trước ta đã biết, số nghiệm nguyên không âm của phương trình $x_1 +x_2+\cdots + x_k = n$ là $C_{n+k-1}^{k-1}$, và số nghiệm nguyên dương là $C^{k-1}_{n-1}$.

Từ bài toán này ta có thể giải các bài toán sau:

Ví dụ 1. Tìm số nghiệm nguyên của phương trình $x_1 + x_2 + x_3 + x_4 + x_5 = 30$ nếu:

a) $x_i \geq 2 \forall i = \overline{1,5}$.

b) $ 3 < x_1, x_2 $ và $x_3, x_4, x_5 > 5$.

c) $x_1, x_2, x_3, x_4 \geq 4$ và $ 0 < x_5 < 3$.

Giải

a) $x_1 + x_2 + x_3 + x_4 + x_5 = 30$, $x_i \geq 2 \forall i = \overline{1,5}$. (1). Ta đi tìm số nghiệm của hệ (1).

Để đưa về bài toán gốc, ta đặt ẩn phụ như sau: $y_i = x_i – 1 \geq 1$ với mọi $i = \overline{1,5}$.

Khi đó ta có $y_1 +1 + y_2+1 + y_3 + 1 + y_4 + 1 + y_5 + 1 = 30 \Leftrightarrow y_1+y_2+y_3+y_4+y_5 = 25$ với $y_i \geq 1$. (2)

Một bộ nghiệm của (2) cho tương ứng một bộ nghiệm thỏa (1), mà số nghiệm của $(2)$ là $C_{24}^{4}$ (Theo bài toán chia kẹo Euler), do đó số nghiệm của (1) là $C_{24}^{4}$.

b) Tương tự câu a, đặt $y_1 = x_1 – 3, y_2 = x_2 – 3, y_3 = x_3 – 5, y_4= x_4-5, y_5 = x_5 – 5$, từ (1) ta có phương trình $y_1+y_2+y_3+y_4+y_5 = 9$ và $y_i \geq 1$. Số nghiệm là $C_8^4$.

c) Xét $x_5 = 1, 2$ và đặt ẩn phụ $y_i = x_i-3$ ta có đáp số là: $C_{16}^3 + C_{15}^3$.

Ví dụ 2. Có bao nhiêu bộ $(x_1, x_2, ..., x_{10})$ các số nguyên dương thỏa $x_1 + x_2 + \cdots x_{10} < 2020$.

Giải

Đặt $x_{11} = 2020 – (x_1+x_2+\cdots + x_{10}) $ thì $x_{11} \geq 1$.

Khi đó ta có phương trình $x_1 + \cdots + x_{11} = 2020$ và $x_i \geq 1$.

Do đó số nghiệm là $C_{2019}^{10}$.

Ví dụ 3.  Có bao nhiêu bộ $(x_1, x_2, ..., x_{10})$ các số tự nhiên thỏa $x_1 \leq x_2 \leq x_3 \leq \cdots \leq x_{10} \leq 2020$.

Giải

Đặt $y_1 = x_1, y_2 = x_2 – x_1 \geq 0$, $y_2 = x_3-x_2 \geq 0$, …, $y_{11} = 2020 -x_{10} \geq 0$.

Khi đó $y_1 + y_2 + \cdots +y_{11} = 2020$ với $y_i \geq 0$. (2)

Với một bộ nghiệm của (2) sẽ tương ứng duy nhất một bộ $(x_1, x_2, …, x_{10})$  thỏa đề bài.

Số nghiệm của (2) là $C_{2030}^{10}$, đó cũng chính là số bộ $(x_1, x_2, …, x_{10})$ thỏa đề bài.

Ví dụ 4. (VMO 2012) Cho một nhóm gồm 5 cô gái, kí hiệu là $G_1, G_2, G_3, G_4, G_5$ và 12 chàng trai. Có 17 chiếc ghế được xếp thành một hàng ngang. Người ta xếp nhóm người đã cho vào các chiếc ghế sao đó sao cho các điều kiện sau được đồng thời thỏa mãn :
1) Mỗi chiếc ghế có đúng một người ngồi;
2) Thứ tự ngồi của các cô gái, xét từ trái qua phải, là $G_1, G_2, G_3, G_4, G_5$ ;
3) Giữa $G_1$ và $G_2$ có ít nhất 3 chàng trai;
4) Giữa $G_4$ và $G_5$ có ít nhất 1 chàng trai và nhiều nhất 4 chàng trai.
Hỏi có tất cả bao nhiêu cách xếp như vậy?

Giải

Đánh số thứ tự các ghế từ trái sang phải là $1,2, \ldots, 17$.

Gọi $x_{1}$ là số chàng trai được xếp bên trái $G_{1}, x_{2}$ là số chàng trai ở giũa $G_{1}$ và $G_{2}, x_{3}$ là số chàng trai ở giữa $G_{2}$ và $G_{3}, x_{4}$ là số chàng trai ở giữa $G_{3}$ và $G_{4}, x_{5}$ là số chàng trai ở giữa $G_{4}$ và $G_{5}, x_{6}$ là số chàng trai được xếp ở bên phải $G_5$. Khi đó bộ số $\left(x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{6}\right)$ hoàn toàn xác định vị trí các cô gái và ta có:
1) $x_{1}+x_{2}+\cdots+x_{6}=12$
2) $3 \leq x_{2}$.
3) $1 \leq x_{5} \leq 4$
Đổi biến $y_{2}=x_{2}-3$ và $y_{5}=x_{5}-1$ ta được $x_{1}+y_{2}+x_{3}+x_{4}+y_{5}+x_{6}=8$ với các $\hat{\text {ẩn}}$ không âm và có thêm điều kiện $y_{5} \leq 3$. Tiếp theo, sử dụng bài toán chia kẹo của Euler ở dạng $x_{1}+y_{2}+x_{3}+x_{4}+x_{6}=8-y_{5}$ ta được đáp số (phần phân ghế cho các cô gái) là $C_{12}^{4}+C_{11}^{4}+C_{10}^{4}+C_{9}^{4}=1161$.
Vì còn có 12 chàng trai có thể hoán đổi vị trí ở 12 chiếc ghế dành cho họ nên số cách xếp thỏa mãn yêu cầu bài toán là $1161 \cdot 12 !$

Ví dụ 5. Có bao nhiêu bộ số nguyên dương $(a, b, c, d)$ thỏa $d = max\{a,b,c,d\}, d \leq 2015$ và

$(ad+bc)(bd+ac)(cd+ab) = (d-a)^2(d-b)^2(d-c)^2$.

Giải
  • Trước hết ta chứng minh $d = a+b+c$ bằng phản chứng.
  • Khi dó $ 3 \leq d \leq 2015$, với mỗi $d$ thì số bộ $(a,b,c)$ là $C_{d-1}^2$.
  • Do đó số bộ thỏa đề bài là $C_2^2 + C_3^2 + \cdots + C_{2014}^2$.

Trên đây là một số bài toán liên quan đến bài toán chia kẹo Euler, các bạn hãy đọc và tìm hiểu thêm trong các tài liệu khác.

Bài tập rèn luyện.

Bài 1. Tìm số nghiệm nguyên dương của phương trình: $x_1 + x_2 + ...+ x_5 = 100$
Bài 2. Tìm số nghiệm không âm của phương trình $x_1 + x_2 + x_3 + x_4 = 20$.
Bài 3. Có bao nhiêu số tự nhiên có 3 chữ số mà tổng các chữ số bằng 11 ?
Bài 4. Tìm số nghiệm nguyên của phương trình $x_1 + x_2 + x_3 + x_4 = 30$ nếu:
a) $x_i \geq 0 \forall i$.
b) $2 \leq x_1 \leq 7$, $x_i \geq 0, i = 2, 3, 4$.
c) $x_1 \geq -3, x_2 \geq -1, x_3, x_4 \geq 1$.
Bài 5. Tìm số nghiệm nguyên dương của phương trình $4x_1 + x_2 + x_3 +x_4 = 15$.
Bài 6. Có 4 viên bi vàng và 10 viên bi xanh. Hỏi có bao nhiêu cách sắp xếp các viên bi thỏa:
a) Không có bi vàng nào kề nhau.
b) Giữa hai bi vàng có ít nhất 2 bi xanh.

Bài 7. Để bảo vệ máy tính của minh khỏi su tấn công của hacker, một lâp trinh viên muốn thiết lập một mât khẩu cho máy tính của mình. Mât khẩu này bao gồm tất cả các chữ cái trong bảng chữ cái tiêng Anh, mỗi chữ cái một lần xuất hiện và các chữ nguyên âm không đứng cạnh nhau. Hỏi lâp trình viên đó có bao nhiêu cách cài đăt mât khẩu?

Bài 8. Bốn anh em An, Bình, Cừng, Danh rất thích ăn keo. Nhân dip Tết, me của các câu đực thửng rất nhiều quà, trong đó có một phần quà là một bịch keo bao gồm 125 viên keo. Vì quá thich ăn kẹo nên bốn anh em đã xin mẹ thêm một vài bịch keo khác giống nhu vậy nữa, nhưng me nhất quyết không cho vì sơ ăn nhiều keo sẽ bi sâu răng, do đó mẹ chỉ cho các câu ăn số kẹo trong bịch kia thôi. Thế là họ ngay lâp tức chia nhau số keo nói trên. Hỏi họ có tông công bao nhiêu cách chia keo ? (cho rằng 125 viên keo là giống hệt nhau, và anh em họ có quyền không ăn môt số viên keo trong số 125 viên keo ban đầu, đồng thời cũng có thể xảy ra trường họ có một nguròi không durọc chia viên keo nào).

Tài liệu tham khảo. 

  1. Jiri-herman-radan-kucera-jaromir-simsa, Counting-and-configurations-problems-in-combinatorics-arithmetic-and-geometry
  2. Chuyên đề toán học 11 - Tập san của học sinh Trường Phổ thông Năng khiếu.