Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 19 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
19
Dung lượng
1,19 MB
Nội dung
STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT NĂM HỌC: 2018 – 2019 Mơn: Tốn – Lớp 12 (Đề thi có 01 trang) Thời gian làm bài: 180 phút Họ và tên: ………………… ………………………SBD:…………………… ĐỀ Câu (5,0 điểm) Cho hàm số y mx 3mx 2m 1 x m 1 , với m tham số thực Tìm tất 1 có điểm cực trị A B cho khoảng cách từ giá trị tham số m để đồ thị hàm số 15 I ; điểm đến đường thẳng AB đạt giá trị lớn x2 x có đồ thị C Có bao Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hàm số nhiêu điểm M thuộc trục Oy, có tung độ số nguyên nhỏ 2019 thỏa mãn từ điểm C M kẻ tiếp tuyến tới đồ thị cho tiếp điểm tương ứng nằm phía trục Ox ? y Câu (4,0 điểm) Cho phương trình sau với m tham số thực x x2 2x 1 x log 2019 x x 2011 m log 2019 ( x x 2011) Tìm tất giá trị m cho phương trình có hai nghiệm thực phân biệt thỏa mãn x 3 2019 x y x x y 1 y 18 y 25 x x x 2 y 1 Giải hệ phương trình sau tập số thực: 1 2 cos x sin x sin x x cos x I x dx e sin x sin x 0 Câu (2,0 điểm) Tính tích phân Câu (5,0 điểm) Cho tứ diện ABCD có cạnh Gọi M , N hai điểm thay đổi thuộc cạnh AB , AC cho mặt phẳng ( DMN ) vng góc với mặt phẳng Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 ( ABC ) Đặt AM x, AN y Tìm x, y để tam giác DMN có diện tích nhỏ nhất, lớn Cho hình hộp ABCD A ' B ' C ' D ' có tất mặt hình thoi cạnh a , AAD 60 BAD BAA a) Tính thể tích khối hộp ABCD A ' B ' C ' D ' P b) Gọi I , J , G trung điểm AD, AB, IJ Mặt phẳng qua G cắt cạnh A1 , B1 , D1 A P , B P , D P Gọi AA, AB, AD VA A1B1D1 , VB A1B1D1 , VD A1B1D1 A A1 B1 D1 , B A1 B1D1 , D.A1 B1 D1 thể tích khối chóp T VA A1B1D1 VB A1B1D1 VD A1B1D1 Tìm giá trị nhỏ biểu thức theo a A 1; 1;0 , M 0;1;0 Câu (2,0 điểm) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm Tìm tọa P : x y z 0 biết AH mặt phẳng AMH độ điểm H thuộc mặt phẳng P vng góc với mặt phẳng a c b c 4c Tìm giá trị nhỏ Câu (2,0 điểm) Cho số thực dương a , b , c thỏa mãn P biểu thức 32a b 3c 32b3 a 3c a b 3c 1 a2 b2 HẾT Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT NĂM HỌC: 2018 – 2019 Mơn: Tốn – Lớp 12 (Đề thi có 01 trang) Thời gian làm bài: 180 phút Họ và tên: ………………… ………………………SBD:…………………… LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1 Cho hàm số y mx 3mx 2m 1 x m 1 , với m tham số thực Tìm tất 1 có điểm cực trị A B cho khoảng cách từ giá trị tham số m để đồ thị hàm số 15 I ; điểm đến đường thẳng AB đạt giá trị lớn Lời giải Nhóm Tác giả: Nguyễn Thị Huỳnh Như; Fb: Nhu Nguyen; Vũ Kiều Oanh; Fb: Rio Vũ Vũ Trần Ngọc Hiếu; FB: Trần Ngọc Hiếu TX Đ : D Ta có: y 3mx 6mx 2m Để hàm số 1 có điểm cực trị m 0 PT: y 0 có nghiệm phân biệt m 0 m 0 (*) m m m 1 2 10 1 y y x mx x m 3 3 3 3 Ta có: Khi đường thẳng qua điểm cực trị A B đồ thị hàm số (1) m 10 () : y m 1 x 3 m 1 x y m 10 0 Giả sử đường thẳng qua điểm M x0 ; y0 cố định với giá trị m Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC Suy ra: TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 m 1 x0 y0 m 10 0, m m x0 1 x0 y0 10 0, m 2 x0 0 x0 y0 10 0 x0 y0 3 M ;3 Gọi H hình chiếu vng góc I lên hình vẽ I M H Khi : Do d I , IH IM d I , lớn H M IM IM u 0 (1 m) 0 m 3 (thỏa mãn (*)) IM 1; ; u 3; 2(1 m) 4 (vì ) Vậy m 3 Nhận xét: (Lê Thanh Bình) 15 I ; AB :2 m 1 x y m 10 0 Xử lý toán khoảng cách từ đến đường thẳng m 1 d I ; AB đại số sau: Ta có Đặt t 2 m 1 d I ; AB ta Đẳng thức xảy 45 m 10 4 m 1 9 t t2 Bunhiacopxky m 1 4 m 1 2 2 1 t t2 t t 4 m 1 4 m 3 (thỏa mãn (*)) x2 x có đồ thị C Có bao Trong mặt phẳng với hệ tọa độ Oxy, cho hàm số nhiêu điểm M thuộc trục Oy, có tung độ số nguyên nhỏ 2019 thỏa mãn từ điểm y Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 M kẻ tiếp tuyến tới đồ thị trục Ox ? C cho tiếp điểm tương ứng nằm phía Lời giải Tác giả: Lê Hoàn ; Fb: Lê Hoàn y Gọi x2 y 1 x x M 0; m Oy Gọi tiếp tuyến C qua M đường thẳng d : y kx m kx m 1 x (1) 3 k (2) x 1 x , x 1 Yêu cầu đề bài, điều kiện hệ phương trình có nghiệm y x1 y x2 thỏa mãn 1 x y x1 1 0 y x2 x2 Xét điều kiện 3x Từ (1) (2) suy x 1 m 1 x x2 3 m 0 x x 1 x 1 t t 0 Đặt x , phương trình (3) trở thành 3t 6t m 0 (3) (4) t,t Bài toán trở thành tìm m để phương trình (4) có nghiệm thỏa mãn Đặt f t 3t 6t m t1 t2 0 , với điều kiện ta có bảng biến thiên sau Từ bảng biến thiên suy điều kiện Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC f f TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 2 1 1 0 3 m m 3 3 3 0 m 1 1 m 0 m 0; 2;3; ; 2018 Do m số nguyên nhỏ 2019 nên có 2018 điểm M Cách y Tác giả:Nguyễn Ngọc Như Trang ; Fb:nhutrangnguyenngoc x 2 3 y' x ( x 1)2 Gọi phương trình tiếp tuyến đồ thị hàm số cho K ( x0 ; y0 ) () : y Ta có: x 2 3 ( x x0 ) x0 ( x0 1) M Oy M (0; m) M m x 2 3 ( x ) x0 ( x0 1) x 1 m( x0 1) 3x0 ( x0 2)( x0 1) x 1 f(x0 ) (m 1) x0 2(m 2) x0 m 0 (1) u cầu tốn phương trình (1) có nghiệm phân biệt x1 , x2 khác cho y( x1 ).y( x ) phương trình (1) có nghiệm phân biệt x1 , x2 khác m 1 m 1 m 1 ' (2) 3(m 2) m f (1) 0 (luon dung) y( x1 ).y( x2 ) x1 x2 0 x1 x2 x1 x2 2( x1 x2 ) 0 x1 x2 ( x1 x2 ) m 4(m 2) 4 9m 2 m m 0 0 m (3) m 2(m 2) 3 1 m m Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 m 1 2 m Từ (2),(3) suy : Do m , m 2019 nên m {0; 2; 3; ; 2018} Vậy có 2018 giá trị m thỏa đề Câu Cho phương trình sau với m tham số thực x2 2x 1 2 x x log x x 2011 m log 2019 ( x x 2011) 2019 Tìm tất giá trị m cho phương trình có hai nghiệm thực phân biệt thỏa x 3 mãn GIẢI x x 0 x ;0 2; x x 2011 ĐK Ta có PT x 3 x 2;0 2;4 (*) 1 x x log 2019 ( x x 2011) m x x log 2019 ( x x 2011) 4 2 x x log 2019 ( x x 2011) m x x log 2019 ( x x 2011) 1 2 Đặt t x x log 2019 ( x x 2011) t' x x2 2x log 2019 ( x x 2011) (2 x 2) x x ( x x 2011).ln 2019 log ( x x 2011) x2 x 2019 ( x 1) ( x x 2011) ln 2019 x2 2x Do với x 2;0 x 2; 4 t ' , với t ' Bảng biến thiên Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 Từ bảng biến thiên ta thấy, với x 2;0 2; 4 t 0; cho ta hai giá trị Như tốn trở thành tìm m để phương trình sau có nghiệm t m t m Ta có m' 2.t m t 0; 2.t t2 t 2.t (do không nghiệm pt) 2t 2t ( 2.t 1)2 , m ' 0 t 2 Bảng biến thiên Từ bảng biến thiên ta thấy m ( ; 4] [4; ) u cầu tốn thỏa mãn 2019 x y x x y 1 y 18 y 25 x x x 2 y 1 Câu 2.2 Giải hệ phương trình sau tập số thực: 1 2 Lời giải Tác giả:Trần Ngọc Quang ; Fb:Quang Tran Điều kiện x Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC 2019 x (1) x x 2019 y x ln 2019 ln Xét hàm số TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 y x x y ln 2019 ln f t t ln 2019 ln f '(t ) ln 2019 y t 1 y y (*) t 1 t , t 0, t Suy hàm số đồng biến Do phương trình (*) x y 18 x 25 x x x 2 x (3) Thay x y vào (2) ta có 2 18 x 2 x 18 x , x2 x 1 Nếu , suy pt (3) vô nghiệm Nếu 18 2 25 9 (**) x x x 1 (3) x Đặt u ,0 u x , Pt (**) trở thành 18u u 12 2u 9 4u 0 u 2 36 u u 2 0 u 1 4u u 2 36 2 0(4) 4u u 25 9 4u 2u 18u u 1 4u Vì 36 36 2 8 9u , u 1 , suy phương trình (4) vơ nghiệm x u 2 2 1 x x Với x Vì 2 1 x y 2 1 ; 2 Vậy hệ phương trình có nghiệm Trang STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 Câu cos x sin x sin x x cos x I x dx e sin x sin x 0 (2,0 điểm) Tính tích phân Lời giải Tác giả: Nguyễn Thanh Việt ; Fb: Nguyễn Thanh Việt 4 cos x sin x sin x x cos x cos x sin x sin x x cos x I x d x d x dx I1 I e sin x e x sin x sin x sin x 0 0 Ta có: cos x sin x I1 dx sin x +) Tính Ta có: sin x cos x sin x cos x sin x cos x sin x x 0; 4 ) ( d cos x sin x cos x sin x cos x sin x I1 dx dx ln cos x sin x cos x sin x cos x sin x sin x 0 ln +) Tính sin x x cos x I x dx e sin x sin x x cos x u ex dx dx dv dx sin x sin x cos x cos x 4 Đặt x 1 sin x cos x dx du ex v tan x cos x sin x 2 sin x cos x 4 Suy ra: sin x x cos x cos x sin x x 1 sin x cos x I tan x dx ex ex 4 sin x cos x x 1 cos x sin x dx 20 ex x e x cos x x sin x cos x sin x dx 20 e2 x x x 2sin x x cos x sin x e e x sin x cos x dx 20 e2 x Trang 10 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 / x sin x cos x dx 0 ex x sin x cos x 2 2 x e 8e I I1 I ln 8e Vậy Câu 2 2 Cho tứ diện ABCD có cạnh Gọi M , N hai điểm thay đổi thuộc cạnh AB , AC cho mặt phẳng ( DMN ) vng góc với mặt phẳng ( ABC ) Đặt AM x, AN y Tìm x, y để tam giác DMN có diện tích nhỏ nhất, lớn Lời giải Tác giả: Trần Duy Khương ; Fb:Tran Duy Khuong Gọi O tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC Do ABCD tứ diện nên DO ABC Theo đề bài, mặt phẳng DMN ABC nên suy O MN S DMN DO.MN S Tam giác DMN có DO MN nên Mà DO số nên DMN lớn MN lớn nhất, nhỏ MN nhỏ MN x y xy x y 3xy Áp dụng định lí cosin tam giác AMN ta có Như M , N thay đổi cho đoạn thẳng MN ln qua O Ta có x, y 1 MO AO AM AH x AB x AB AC 3 3 Ta có MN AN AM y AC x AB , Trang 11 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 1 x 1 3 y x 3 Vì MN MO hướng nên y Từ x, y 1 , ta có x y 3xy x x xy x y 1 1 1 3 3 2 x x y x y x 2 Ta có MN x y x y x 3x t ' x x x ;1 t x 3x 1 t x y x Đặt Ta có với , Bảng biến thiên: t Quan sát bảng biến thiên, ta có 3 3; 2 MN f t t t f t ta Ta có Khảo sát biến thiên hàm đoạn 2 x t 2 t t 1 y 2 , MN max MN x 1, y y 1, x 2 Cho hình hộp ABCD A ' B ' C ' D ' có tất mặt hình thoi cạnh a , AAD 60 BAD BAA a) Tính thể tích khối hộp ABCD A ' B ' C ' D ' P b) Gọi I , J , G trung điểm AD, AB, IJ Mặt phẳng qua G cắt cạnh A1 , B1 , D1 A P , B P , D P Gọi AA, AB, AD VA A1B1D1 , VB A1B1D1 , VD A1B1D1 A A1B1 D1 , B A1B1D1 , D.A1 B1D1 thể tích khối chóp T VA A1B1D1 VB A1B1D1 VD A1B1D1 Tìm giá trị nhỏ biểu thức theo a Lời Giải Tác giả: Nguyễn Tuấn Phương ; Fb:phuongnguyentuan86 Trang 12 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 Các tam giác ABD, AAD, AA ' B tam giác suy AB BD AD a Do tứ diện AABD tứ diện có cạnh a a a BH 3 Tam giác ABH vuông Gọi H trọng tâm tam giác ABD Ta có a2 a a2 AH AB BH a S A ' BD 3 ; H nên a a a3 VA A ' BD 12 Vậy 2 VABCD AB C D 6.VA A ' BD 6 a3 a3 12 Suy Cách khác: Gọi O trọng tâm ABD , tứ diện A ' ABD tứ diện nên AO vng góc với mặt ABD Do AO chiều cao hình hộp phẳng a2 a AO AD OD a 3 Ta có a a2 a3 a2 a2 VABCD ABC D AO S ABCD S ABCD 2 S ABD 2 2 Vậy Bổ đề: Cho tứ diện SABC có SA SB SC 1 Một mặt phẳng ( P ) thay đổi qua trọng 1 CMR : 4 SM SN SP tâm G tứ diện cắt SA, SB, SC M , N , P Chứng minh: Trang 13 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 Gọi G trọng tâm ABC Theo tính chất trọng tâm tứ diện ta có S , G , G thẳng hàng SG VSABGG VSBCG VSGCA VSABC SG Thêm Ta có: VSMNG SM SN SG 3V V 3SM SN SM SN SMNG SMNG 1 VSABG SA SB SG VSABC VSABC (Lưu ý SA SB 1 ) VSNPG SN SP VSGPM SP.SM 2 3 V V SABC SG CA Lập luận tương tự thu 1 , , 3 ta Cộng theo vế đẳng thức VSMNP SM SN SN SP SP.SM SM SN SP SM SN SN SP SP.SM VSABC SA SB SC 1 4 4.SM SN SP SM SN SN SP SP.SM SM SN SP Quay lại toán cho: G trung điểm đoạn thẳng nối trung điểm hai cạnh đối tứ diện AABD nên G trọng tâm tứ diện Coi a đơn vị dài Áp dụng bổ đề cho tứ diện AABD với G Trang 14 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 A1 , B1 , D1 giao điểm mặt phẳng P qua G với 1 4 A1 AB1 AD1 A A A , A B , A D cạnh Ta có: 1 4 AA1 x; AB1 y; AD1 z x, y , z 1 x y z Đặt ta trọng tâm tứ diện 1 1 27 27 3 64 xyz x y z xyz xyz 64 Áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta có x y z (mặt phẳng (P) song song với ABD ) Dấu xảy Mặt khác VAA1B1D1 AA x VBA1B1D1 BB y VDA1B1D1 DD1 z VAA1B1D1 AA1 x VAA1B1D1 AB1 y VAA1B1D1 AD1 z ; ; VAA1B1D1 AA1 AB1 AD1 xyz VAA1B1D1 xyz.VAABD VAABD AA AB AD Suy 1 1 1 1 T 1 VAA1B1D1 xyz.VAABD xyz.V 27 V A ABD A ABD y z x x y z 64 Mà VAABD a3 27 a 9a T Tmin 12 64 12 256 đạt mp ( P) song song với ABD mp Cách trình bày khác: (Theo thầy Kiên Nguyễn) AA AB AD AA1 BB1 DD1 4 1 A1 AB1 AD1 A1 AB1 AD1 A A Chứng minh (cách chứng minh tương tự bổ đề trên) h d A; A1 B1D1 ; h2 d B; A1B1D1 ; h3 d C ; A1B1D1 ; h d A; A1B1D1 Đặt h1 AA1 h2 BB1 h3 DD1 h h h ; ; 1 h1 h2 h3 h h h h Ta có h A D1 h A B1 h A D1 1 VA A1B1D1 VB A1B1D1 VD A1B1D1 S A1B1D1 h1 h2 h3 h.S A1B1D1 VAA1B1D1 3 AA AB AD VAA1B1D1 AA AB AD AA1 AB1 AD1 4 VA ABD AA1 AB1 AD1 27 Lại có 27 27 a 9a3 VAA1B1D1 VA ABD 64 64 12 256 AA AB AD A1 B1D1 A1 AB1 AD1 ABD A Dấu xảy // 9a T 256 đạt P // ABD Vậy Nhận xét: (Lê Thanh Bình) Cách chứng minh vectơ cho bổ đề: Trang 15 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 Bổ đề: Cho tứ diện SABC có SA SB SC a Một mặt phẳng ( P ) thay đổi qua trọng tâm G 1 CMR : SA , SB , SC M , N , P SM SN SP a tứ diện cắt Chứng minh: S M A P G C N H K B SM xSA , SN ySB , SP zSC với Ta có SM SM SN SN SP SP x ; y ;z SA a SB a SC a SG ABC H Vì G trọng tâm tứ diện S ABC nên ta có với H trọng 3 3 1 1 SG SH SA SB SC SM SN SP 4 4 x y z tâm tam giác ABC Suy 1 1 1 1 4 x y z Vì M , N , P, G đồng phẳng nên x y z a a a 4 SM SN SP 1 Hay SM SN SP a dnk260690@gmail.com A 1; 1;0 , M 0;1;0 Câu ( điểm) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm Tìm tọa P : x y z 0 biết AH mặt phẳng AMH độ điểm H thuộc mặt phẳng P vng góc với mặt phẳng nP 1;1;1 AM 1; 2;0 u AM Ta có: ; Lời giải nP ; AM 2; 1; 1 Ta có: Trang 16 STRONG TEAM TỐN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 AMH chứa AM vng góc với mặt phẳng P nên phương trình mặt phẳng Mặt phẳng AMH : x y z 1 0 2 H x; y; z AH x 1; y 1; z AH 2 x 1 y 1 z 2 Gọi , ta có: x y z 0 x y z 0 2 x 1 y 1 z 2 P H Vì thuộc mặt phẳng nên ta có hpt: giải hpt ta H1 1;0; 1 H 1; 2;1 Câu a c b c 4c Tìm giá trị nhỏ biểu Cho số thực dương a , b , c thỏa mãn P thức 32a b 3c 32b3 a 3c a b 3c 1 a2 b2 Lời giải Tác giả: Lê Đức Hợp ; Fb: Le Hoop Bổ đề: Cho m , n hai số thực dương ta có a) 1 2 2 m n m n m3 n m n b) Thật a) Ta có 1 1 2 2 2 2 m n m n m.n m n m n Đẳng thức xảy m n m3 n m n 4m3 4n3 m3 3m n 3m.n n3 m3 n3 m n m.n 0 b) m n m n 0 (luôn với m , n hai số thực dương ) m3 n m n m , n ; Đẳng thức xảy m n Vậy Áp dụng vào tốn Ta có a c b c 4c a b 1 1 4 c c a b x 0 y 0 x 1 y 1 4 c c Đặt ; Từ giả thiết ta có Trang 17 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 P 32a b 3c 32b 3 a 3c 3 a b 32 32 c c a b 3c 1 a b 3c b a a b c c 3 a b a b a b 32 32 32 32 2c c c c c P 3 2 3 2 a b a b b b a a 3 3 3 3 c c c c c c x 3 y 6 32 P 2 2 3 x y x y y x y x 3 32 x 32 y 3 x y P 8 2 x y y 3 x 3 x y x 3x y y x y x y xy y 3 x 3 xy x y x 3 y 3 Ta có Từ x 1 y 1 4 Ta có xy x y xy x y 3 xy 3 x y x y x y x y 4 x y 0 x y 2 (vì x y ) Đặt t x y 2 Ta có xy 3 t Khi 3 x y x y xy t 3t t 6 P 8 2 8 2 xy x y x y t t 3t t 5t 6 P 8 t 1 2 2 t t 2t 12 Xét hàm f t t 1 2 2; t Ta có f t 3 t 1 t 2; t2 Vậy hàm số Từ suy Vậy Pmin 1 f t t 1 2 2; t đồng biến P f t f 1 xảy x y 1 a b c Trang 18 STRONG TEAM TOÁN VD-VDC TỔ _ ĐỀ THI HSG HÀ NAM 2019 HẾT Trang 19