Đề thi chọn HSG cấp Thành phố môn Toán 12 - Sở GD&ĐT Cần Thơ 2018-2019 (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề thi chọn HSG cấp Thành phố môn Toán 12 - Sở GD&ĐT Cần Thơ 2018-2019 (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT CẦN THƠ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT ĐỀ CHÍNH THỨC CẤP THÀNH PHỐ LỚP 12 NĂM HỌC 2018 - 2019 Ngày thi : 27/02/2019 MÔN: TOÁN Đề thi có 02 trang Thời gian: 180 phút Họ và tên: SBD: . Câu 1: (3 điểm) Cho hàm số y x4 8 mx 2 16 m 2 m 1 mR có đồi thị C và điểm H 0;1 . Tìm tất cả giá trị m để đồ thị C có ba cực trị ABC,, sao cho H là trực tâm tam giác ABC . Câu 2: (2 điểm) Một xe khách chất lượng cao đi từ Cần thơ đến Hà Nội chở được nhiều nhất 50 hành khách trên một chuyến đi. Theo tính toán của nhà xe, nếu xe chở được k khách thì giá tiềm mà 2 3k mỗi khách phải trả khi đi tuyến đường này là 180 trăm đồng. Tính số hành khách trên 2 mỗi chuyến xe sao cho tổng số tiền thu được từ hành khách nhiều nhất. Tính số tiền đó. Câu 3: (4 điểm) Giải các phương trình sau: 22 a) log31x x 1 log 1 2x 2 x 1 x x 1 3 b) cos22x 3cos x 6sin x .cos x sin x cos x 2 sin x sin x Câu 4: ( 3 điểm) a) Một chiếc xe ô tô đang chạy với vận tốc v0 (m/s) thì người lái xe đạp phanh. Kể từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc v t 4 t v0 (m/s), trong đó t (tính bằng giây) là khoảng thời gian kể từ lúc người lái xe đạp phanh. Tính vận tốc v0 , biết rằng từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn ô tô còn chạy tiếp một quãng đường dài 8 mét. b) Một lớp học trong một trường đại học có 60 sinh viên, trong đó có 40 sinh viên học tiếng Anh, 30 sinh viên học tiếng Pháp và 20 sinh viên học cả tiếng Anh và tiếng Pháp. Chọn ngẫu nhiên 2 sinh viên của lớp học này. Tính xác suất để 2 sinh viên được chọn không học ngoại ngữ. Biết rằng trường này chỉ dạy hai ngoại ngữ là tiếng Anh và tiếng Pháp. Câu 5: (4,0 điểm). Cho hình lăng trụ ABCD. A B C D có đáy ABCD là hình thoi cạnh a , BAD 120 . Biết các đường thẳng AA , ABAC , cùng tạo với mặt phẳng ABCD một góc bằng 60 . Gọi M, N lần lượt là trung điểm của BB , CC . a) Tính thể tích khối lăng trụ . b) Tính khoảng cách giữa AD và mặt phẳng D MN Câu 6: (2 điểm) Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy , cho tam giác ABC nhọn, không cân, nội tiếp đường tròn tâm I . Gọi E , M lần lượt là trung điểm của các cạnh AB và BC ; các điểm F và D tương ứng là hình chiếu vuông góc của A và B trên các đường thẳng BC và AI . a) Chứng minh rằng ME là đường trung trực của đoạn thẳng DF . 98 b) Tìm tọa độ các đỉnh của tam giác ABC , biết rằng M 2; 1 , D ; và đường thẳng 55 AC có phương trình xy 50 .
2. Câu 7: (2 điểm) Một nhà sản xuất sữa bột dành cho trẻ em cần thiết kế bao bì cho loại sản phẩm mới. Theo yêu cầu của lãnh đạo nhà máy, hộp sữa mới có dạng hình hộp chữ nhật với đáy là hình vuông hoặc có dạng một hình trụ. Biết rằng hộp sữa mới có thể tích bằng 1dm3 . Hãy giuýp lãnh đạo nhà máy thiết kế hộp sữa này sao cho vật liệu sử dụng làm bao bì là ít nhất. Câu 8: (1 điểm) Năm bạn học sinh Tính, Nghĩa, Tuấn, Phú và Thuận ở chung một phòng trong ký túc xá của một trường trung học phô thông. Một hôm, người quản lý ký túc xá đến phòng của năm học sinh này để xác định lại hộ khẩu nhà của từng học sinh. Vì đều là học sinh giỏi toán nên các học sinh không trả lời trực tiệp mà nói với người quản lý ký túc xá như sau: - Tính: “Nhà bạn Phú ở Thới Lai còn nhà em ở Cờ Đỏ” - Nghĩa: “Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Tuấn ở Ô Môn” - Tuấn: “Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Phú ở Thốt Nốt” - Phú: “Nhà em ở Thới Lai còn nhà bạn Thuận ở Ninh Kiều” - Thuận: “Nhà em ở Ninh Kiều còn nhà bạn Tính ở Thốt Nốt Em hãy giúp người quản lý ký túc xá xác định đúng hộ khẩu nhà của các học sinh trên. Biết răng trong câu trả lời của mỗi học sinh đều có một phân đúng và một phần sai đồng thời mỗi địa phương là địa chỉ hộ khâu của đúng một học sinh. HẾT
3. SỞ GD&ĐT CẦN THƠ HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI ĐỀ CHÍNH THỨC CẤP THÀNH PHỐ LỚP 12 NĂM HỌC 2018 - 2019 Câu 1: (3 điểm) Cho hàm số có đồi thị và điểm . Tìm tất cả giá trị để đồ thị có ba cực trị sao cho là trực tâm tam giác . Lời giải 4 2 2 TXĐ: D ; y 4 xy32 16 x mx 8 mx 4 x x16 m 4 m m . 1 mR C H 0;1 m ABC x 0 C ABC,, H y 0 . 2 50 xm 4 k C có 3 cực trị khi m 0 (1) 2 3k Không mất tính tổng quát, giả sử các điểm cực tr180ị củ a hàm số là A0;16 m2 m 1 , 2 B 2 m ;1 m , C 2 m ;1 m . AH 0; m 16 m2 ; BC 4 m ;0 ; CH 2; m m ; AB 2 m ; 16 m . 2 AH.0 BC 0. 4m m 16 m .0 0 Do H là trực tâm tam giác ABC nên CH.0 AB 2m .2 m m 16 m 0 m 0 lo¹i 2 4mm 16 0 1 (Do kết hợp với điều kiện (1)). m nhËn 4 1 Vậy m là giá trị cần tìm. 4 Câu 2: (2 điểm) Một xe khách chất lượng cao đi từ Cần thơ đến Hà Nội chở được nhiều nhất hành khách trên một chuyến đi. Theo tính toán của nhà xe, nếu xe chở được khách thì giá tiềm mà mỗi khách phải trả khi đi tuyến đường này là trăm đồng. Tính số hành khách trên mỗi chuyến xe sao cho tổng số tiền thu được từ hành khách nhiều nhất. Tính số tiền đó. Lời giải 2 3 Số tiền thu được trên mỗi chuyến xe là : T k 180 k; 0 k 50 2 2 3 Gọi T k k 180 k 2 Bài toán trở thành : Tìm k để đạt GTLN, với 0 k 50 . 39 Ta có : T k 180 k 180 k 22
4. k 120 0; 50 T' k 0 k 40 Bảng biến thiên: Vậy: Số tiền thu được nhiều nhất khi xe chở 40 hành khách và số tiền thu được là 576000 trăm đồng ( 57.600.000đồng). Câu 3: (4 điểm) Giải các phương trình sau: a) b) 22 log31x x 1 log 1 2x 2 x 1 x x 1 3 Lời giải2 cos22x 3cos x 6sin x .cos x sin x cos x sin x sin x 1 a) Điều kiện: x . 2 22 Ta có: log31x x 1 log 1 2x 2 x 1 x x 1 3 22 log33x x 1 log 1 2x 2 x 1 x x 1 22 log33x x 1 x x 1 log 1 2x 1 2 x * 1 Xét hàm số f t log t t , t 0. Ta thấy f' t 1 0 t 0. Suy ra hàm số ft 3 t ln 3 đồng biến  t 0. Do đó: f x22 x 1 f 1 2 x x x 1 1 2 x nên phương trình * tương đương 1 1 2x 0 x với phương trình: x2 x 1 1 2 x x 0 . 2 2 2 x x 1 1 2 x 2 xx 0 Vậy phương trình đã cho có nghiệm x 0 . b) Ta có: cos22x 3cos x 6sin x cos x sin x cos x 2 sin x sin x cos22x 3 cos x 3sin 2 x 1 sin 2 x sin x sin x 3 cosx 2sin 2 x sin x 31 sin 2x cos x sin x 22 sin 2xx sin 3
5. 2 22x x k xk 3 93 2 22x x k xk 2 3 3 22 Vậy phương trình đã cho có nghiệm: x k;2 x k với k . 9 3 3 Câu 4: ( 3 điểm) a) Một chiếc xe ô tô đang chạy với vận tốc (m/s) thì người lái xe đạp phanh. Kể từ thời điểm đó, ô tô chuyển động chậm dần đều với vận tốc (m/s), trong đó (tính bằng giây) là khoảng thời gian kể từ lúc người lái xe đạp phanh. Tính vận tốc , biết rằng từ lúc đạp phanh đến khi dừng hẳn ô tô còn chạy tiếp một quãng đường dài mét. b) Một lớp học trong một trường đại học có sinh viên, trong đó có sinh viên học tiếng Anh, sinh viên học tiếng Pháp và sinh viên học cả tiếng Anh và tiếng Pháp. Chọn ngẫu nhiên sinh viên củah lớp ọc này. Tính xác suất để sinh viên được chọn không học ngoại ngữ. Biết rằng trường này chỉ dạy hai ngoại ngữ là tiếng Anh và tiếng Pháp. Lời giải v a) Với vận tốc chuyển động chậm dần đều v t 4 t v , thì sau thời gian 0 ô tô mới dừng 0 4 v0 v0 2 4 2 4 v0 hẳn. Khi đó ô tô đã đi được quảng đường s 4 t v00 dt 2 t v t m . 0 0 8 Theo yêu cầu bài toán, ô tô chạy thêm được quãng đường 8m , ta có phương trình: v0 2 v 8 v t 4 t v0 t v0 0 8 . 8 v0 8 v0 8 Vì ban đầu vận chuyển động có vận tốc, sau đó mới hãm phanh, ta chọn v0 8 m/s . 60 40 b) 30 20 2 2 Cách 1: Sử dụng biểu đồ ven như hình vẽ bên dưới Như vậy lớp học đại học đã cho có 10 học sinh không học ngoại ngữ.
6. Ta xét phép thử: Chọn 2 học sinh bất kỳ trong số 60 học sinh của lớp học. 2 Số khả năng xảy ra của phép thử là nC  60 . Xét biến cố A : Chọn ra 2 học sinh không học ngoại ngữ. Như vậy điều kiện thuận lợi của biến cố A là chọn 2 học sinh trong 10 học sinh không học 2 ngoại ngữ. Do đó n A C10 . 2 nA C10 3 Suy ra xác suất để chọn được 2 học sinh không học ngoại ngữ là PA 2 . nC  60 118 Cách 2: Gọi APK,, lần lượt là tập hợp sinh viên học tiếng Anh, học tiếng Pháp và không học ngoại ngữ. Khi đó n A P  K 60 nA 40 , nP 30, n A P 20. Ta có nAPK  nAnB nK     nAP nAK nPK nAPK Nên 60 40 30 n K 20 0 0 0 n K 10 . Gọi X là biến cố “ sinh viên được chọn không học ngoại ngữ”. 2 2 Ta có n  C60 , nX C10 . 2 nX C10 3 Do đó PX 2 . n  C60 118 Câu 5: (4,0 điểm). Cho hình lăng trụ có đáy là hình thoi cạnh , . Biết các đường thẳng cùng tạo với mặt phẳng một góc bằng . Gọi lần lượt là trung điểm của . a) Tính thể tích khối lăng trụ . 2 b) Tính khoảng cách giữa và mặt phẳng . ABCD. A B C D ABCD a BAD 120 AA , ABAC , Lời giải ABCD 60 M, N BB , CC A' D' B' C' AD D MN M A N D H B C E F a) Tính thể tích khối lăng trụ ABCD.'''' A B C D .
7. Gọi H là hình chiếu của A' trên ABC , do các đường thẳng AAABAC',',' cùng hợp với mặt phẳng ABCD một góc 600 nên là tâm đường tròn ngoại tiếp ABC . Do đáy ABCD là hình thoi và BAD 120 nên là tam giác đều, suy ra điểm H cũng là trực tâm, trọng 2aa 3 3 tâm của ABC AH . . 3 2 3 A H ABCD Do A A ABCD A góc giữa AA' với mặt phẳng ABCD là góc A AH A AH 60 . a 3 A' HA vuông tại H A' H HA .tan 600 . 3 a 3 aa2333 Vậy thể tích khối lăng trụ là: V S. A ' H 2. . a . ABCD 42 b) Tính khoảng cách giữa đường thẳng AD và mặt phẳng D' MN . Cách 1: Gọi E AM','  ABF DN  DC EF//// BC AD và B,C lần lượt là trung điểm của đoạn AE, DF . 3 Ta có dADDMN ,' dAAEF ,' dH ,' AEF . 2 Vì AH BC nên AH EF hay HF EF d H,' A EF bằng chiều cao h của tam giác A' HF , 2 23a 2 2 2 2aa 3 21 trong đó A' H a , HF 2. HA , A'' F A H HF a . 3 33 HA'. HF 2 a Xét A' HF vuông tại Hh . AF' 7 3 3 2aa 3 Vậy dADDMN ,' dAAEF ,' dH ,'. AEF . 2277 Cách 2: a a Chọn hệ trục tọa độ Oxyz sao cho IOB 0;0;0, ;0;0, C ;0;0 , 2 2 aa33 a 3 HA 0; ;0 , 0; ;0 , Aa 0; ; 62 2 . a a33 a a AA BB CC Do B ;;,;;. a C a 2 3 2 3 a 3 BC A D D a;; a ABCD. .'''' A B C D 6
8. 33a a a a a MN a;0;0 a 1;0;0 ai , MD ; ; 9;2 3;3 m . 2 3 2 6 6 Véc tơ pháp tuyến của là n i; m 0; 3;2 3 . 33a Mặt phẳng có phương trình 3yz 2 3 0 . 2 Vì song song với MN nên song song với . 3a Ta có dAD ,, DMN dA DMN . 7 Câu 6: (2 điểm) Trong mặt phẳng với hệ tọa độ , cho tam giác nhọn, không cân, nội tiếp đường tròn tâm . Gọi , lần lượt là trung điểm của các cạnh và ; các điểm và tương ứng là hình chiếu vuông góc của và trên các đường thẳng và . a) Chứng minh rằng là đường trung trực của đoạn thẳng . b) Tìm tọa độ các đỉnh của tam giác , biết rằng , và đường thẳng có phương trình . Lời giải AD D MN Oxy ABC I E M AB BC F a) Ta cóD BFA BDA 90  , suy ra tứ giác ABFDA nội tiBếp đường tròn tâm E , đườBCng kínhAI AB . ME DF Mặt khác IEB IDB IMB 90  , suy ra ngũ giác nội tiếp đường tròn đường kính . BEIDM 98 BI ABC M 2; 1 D ; Từ đó ta có DEM DBM DBF ( cùng chắn cung DM ) 55 AC xy 50
9. 1 Mà góc DBF DEF ( số đo góc ở tâm bằng nửa cung bị chắn). 2 1dm3 1 Suy ra DEM DBM DBF DEF , suy ra EM là tia phân giác của góc DEF . 2 1 Mà DE FE AB do cung nằm trên đường tròn tâm , đường kính . 2 Suy ra ME là đường trung trực của cạnh FD . b) Ta có ME AC ME: x y 1 0. Do D và F đối xứng qua ME ta tìm được điểm 13 4 F ; . 55 xy 21 Suy ra phương trình đường thẳng BC : x 3 y 5 0 . Suy ra điểm 13 4 21 55 C BC  AC 5;0 B 1; 2 . 98 Ta có phương trình AD BD AD: 7 x y 0 7x y 11 0 . 55 Vậy A AD  AC 1;4 Câu 7: (2 điểm) Một nhà sản xuất sữa bột dành cho trẻ em cần thiết kế bao bì cho loại sản phẩm mới. Theo yêu cầu của lãnh đạo nhà máy, hộp sữa mới có dạng hình hộp chữ nhật với đáy là hình vuông hoặc có dạng một hình trụ. Biết rằng hộp sữa mới có thể tích bằng . Hãy giuýp lãnh đạo nhà máy thiết kế hộp sữa này sao cho vật liệu sử dụng làm bao bì là ít nhất. Lời giải -Nếu hộp sữa có dạng hình hộp chữ nhật với đáy là hình vuông: Gọi độ dài cạnh đáy x dm , chiều cao h dm x,0 h . h h a R - b 1 Khi đó thể tích hộp: V x2 h 1 h . Suy ra diện tích toàn phần của hộp bằng x2 4 S 4 xh 2 x22 2 x . Vật liệu sử dụng làm bao bì ít nhất khi và chỉ khi S đạt giá trị nhỏ tp x tp 4 2 2 nhất. Mà 2xx22 2 3.2 6 . Vậy trong TH này đạt giá trị nhỏ nhất bằng 6dm2 x x x 2 E AB khi đáy là hình vuông có cạnh x: 2 x2 x 1 dm . x Nếu hộp sữa có dạng một hình trụ đáy là đường tròn có bán kính R dm , chiều cao 1 h dm , R , h 0 . Khi đó ta có thể tích hộp: V R2 h 1 h . Suy ra diện tích toàn R2
10. 2 1 1 phần của hộp bằng S 2 Rh 2 R2 2 R2 2 R2 33 2 . Vậy trong TH tp RRR này đạt giá trị nhỏ nhất bằng 323 dm2 khi đáy là hình tròn có bán kính 11 R:2 R2 R dm . R 3 2 - So sánh hai trường hợp lãnh đạo nhà máy nên thiết kế hộp sữa có dạng hình trụ với bán kính 1 đáy R dm . 3 2 Câu 8: (1 điểm) Năm bạn học sinh Tính, Nghĩa, Tuấn, Phú và Thuận ở chung một phòng trong ký túc xá của một trường trung học phô thông. Một hôm, người quản lý ký túc xá đến phòng của năm học sinh này để xác định lại hộ khẩu nhà của từng học sinh. Vì đều là học sinh giỏi toán nên các học sinh không trả lời trực tiệp mà nói với người quản lý ký túc xá như sau: - Tính: “Nhà bạn Phú ở Thới Lai còn nhà em ở Cờ Đỏ” - Nghĩa: “Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Tuấn ở Ô Môn” - Tuấn: “Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Phú ở Thốt Nốt” - Phú: “Nhà em ở Thới Lai còn nhà bạn Thuận ở Ninh Kiều” - Thuận: “Nhà em ở Ninh Kiều còn nhà bạn Tính ở Thốt Nốt Em hãy giúp người quản lý ký túc xá xác định đúng hộ khẩu nhà của các học sinh trên. Biết răng trong câu trả lời của mỗi học sinh đều có một phân đúng và một phần sai đồng thời mỗi địa phương là địa chỉ hộ khâu của đúng một học sinh. Lời giải - Tính: “ Nhà bạn Phú ở Thới Lai còn nhà em ở Cờ Đỏ ”. 1 . - Nghĩa: “ Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Tuấn ở Ô Môn ”. 2 . - Tuấn : “ Nhà em cũng ở Cờ Đỏ còn nhà bạn Phú ở Thốt Nốt ”. 3 . - Phú: “ Nhà em cũng ở Thới Lai còn nhà bạn Thuận ở Ninh Kiều”. 4 . - Thuận: “ Nhà em ở Ninh Kiều còn nhà bạn Tính ở Thốt Nốt ”. 5 . Nếu ý đầu của là đúng thì nhà Tuấn ở Cờ Đỏ. Do đó cả hai ý của là sai. Vậy ý đầu của là sai. Do đó ý sau của là đúng hay nhà bạn Phú ở Thốt Nốt. Do đó ý đầu của là sai và ý sau của là sai hay ý sau của là đúng và ý đầu của là đúng. Suy ra nhà bạn Tính ở Cờ Đỏ và nhà bạn Thuận ở Ninh Kiều. Vì nhà bạCn Tính ở ờ Đỏ nên ý đầu của là sai hay ý sau của là đúng. Suy ra nhà bạn Tuấn ở Ô Môn. Còn lại nhà bạn Nghĩa ở Thới Lai. Kết luận: nhà bạn Phú ở Thốt Nốt; nhà bạn Tính ở Cờ Đỏ và nhà bạn Thuận ở Ninh Kiều; nhà bạn Tuấn ở Ô Môn; nhà bạn Nghĩa ở Thới Lai. Stp