GIAO AN HS GIOI TOAN LOP 8 HAY ST

Kiến thức: * Để chứng minh An chia hết cho một số m ta phân tích An thành nhân tử có một nhân tử làm hoặc bội của m, nếu m là hợp số thì ta lại phân tích nó thành nhân tử có các đoi một [r]

Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành CHUYÊN ĐỀ - PHẤN TÍCH ĐA THỨC THÀNH NHÂN TỬ Ngày soạn: 08 – 02 - 2011 Ngày dạy: - 02 - 2011 A MỤC TIÊU: * Hệ thống lại các dạng toán và các phương pháp phân tích đa thức thành nhân tử * Giải số bài tập phân tích đa thức thành nhân tử * Nâng cao trình độ và kỹ phân tích đa thức thành nhân tử B CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ BÀI TẬP: I TÁCH MỘT HẠNG TỬ THÀNH NHIỀU HẠNG TỬ: * Định lí bổ sung: + Đa thức f(x) có nghiệm hữu tỉ thì có dạng p/q đó p là ước hệ số tự do, q là ước dương hệ số cao + Nếu f(x) có tổng các hệ số thì f(x) có nhân tử là x – + Nếu f(x) có tổng các hệ số các hạng tử bậc chẵn tổng các hệ số các hạng tử bậc lẻ thì f(x) có nhân tử là x + f(1) f(-1) + Nếu a là nghiệm nguyên f(x) và f(1); f(- 1) khác thì a - và a + là số nguyên Để nhanh chóng loại trừ nghiệm là ước hệ số tự Ví dụ 1: 3x2 – 8x + Cách 1: Tách hạng tử thứ 3x2 – 8x + = 3x2 – 6x – 2x + = 3x(x – 2) – 2(x – 2) = (x – 2)(3x – 2) Cách 2: Tách hạng tử thứ nhất: 3x2 – 8x + = (4x2 – 8x + 4) - x2 = (2x – 2)2 – x2 = (2x – + x)(2x – – x) = (x – 2)(3x – 2) Ví dụ 2: x3 – x2 - Ta nhân thấy nghiệm f(x) có thì x = 1; 2; 4 , có f(2) = nên x = là nghiệm f(x) nên f(x) có nhân tử là x – Do đó ta tách f(x) thành các nhóm có xuất nhân tử là x – Cách 1: x - x x –4=   2x    x  2x    2x   x  x    x(x  2)  2(x  2) x  2  x2  x  2 = Cách 2: x  x  x   x   x     x   2 (x  2)(x  2x  4)  (x  2)(x  2) =  x     x  2x    (x  2)  (x  2)(x  x  2) Ví dụ 3: f(x) = 3x3 – 7x2 + 17x – Nhận xét: 1, 5 không là nghiệm f(x), f(x) không có nghiệm nguyên Nên f(x) có nghiệm thì là nghiệm hữu tỉ Ta nhận thấy x = là nghiệm f(x) đó f(x) có nhân tử là 3x – Nên 3x  x  6x  2x  15x   3x  x    6x  2x    15x   f(x) = 3x – 7x + 17x – = 2 = x (3x  1)  2x(3x  1)  5(3x  1) (3x  1)(x  2x  5) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 2 Vì x  2x  (x  2x  1)  (x  1)   với x nên không phân tích thành nhân tử Ví dụ 4: x3 + 5x2 + 8x + Nhận xét: Tổng các hệ số các hạng tử bậc chẵn tổng các hệ số các hạng tử bậc lẻ nên đa thức có nhân tử là x + x3 + 5x2 + 8x + = (x3 + x2 ) + (4x2 + 4x) + (4x + 4) = x2(x + 1) + 4x(x + 1) + 4(x + 1) = (x + 1)(x2 + 4x + 4) = (x + 1)(x + 2)2 Ví dụ 5: f(x) = x5 – 2x4 + 3x3 – 4x2 + Tổng các hệ số thì nên đa thức có nhân tử là x – 1, chia f(x) cho (x – 1) ta có: x5 – 2x4 + 3x3 – 4x2 + = (x – 1)(x4 - x3 + x2 - x - 2) Vì x4 - x3 + x2 - x - không có nghiệm nguyên không có nghiệm hữu tỉ nên không phân tích 6.Ví dụ 6: x4 + 1997x2 + 1996x + 1997 = (x4 + x2 + 1) + (1996x2 + 1996x + 1996) = (x2 + x + 1)(x2 - x + 1) + 1996(x2 + x + 1)= (x2 + x + 1)(x2 - x + + 1996) = (x2 + x + 1)(x2 - x + 1997) Ví dụ 7: x2 - x - 2001.2002 = x2 - x - 2001.(2001 + 1) = x2 - x – 20012 - 2001 = (x2 – 20012) – (x + 2001) = (x + 2001)(x – 2002) II THÊM , BỚT CÙNG MỘT HẠNG TỬ: Thêm, bớt cùng số hạng tử để xuất hiệu hai bình phương: a) Ví dụ 1: 4x4 + 81 = 4x4 + 36x2 + 81 - 36x2 = (2x2 + 9)2 – 36x2 = (2x2 + 9)2 – (6x)2 = (2x2 + + 6x)(2x2 + – 6x) = (2x2 + 6x + )(2x2 – 6x + 9) b) Ví dụ 2: x8 + 98x4 + = (x8 + 2x4 + ) + 96x4 = (x4 + 1)2 + 16x2(x4 + 1) + 64x4 - 16x2(x4 + 1) + 32x4 = (x4 + + 8x2)2 – 16x2(x4 + – 2x2) = (x4 + 8x2 + 1)2 - 16x2(x2 – 1)2 = (x4 + 8x2 + 1)2 - (4x3 – 4x )2 = (x4 + 4x3 + 8x2 – 4x + 1)(x4 - 4x3 + 8x2 + 4x + 1) Thêm, bớt cùng số hạng tử để xuất nhân tử chung a) Ví dụ 1: x7 + x2 + = (x7 – x) + (x2 + x + ) = x(x6 – 1) + (x2 + x + ) = x(x3 - 1)(x3 + 1) + (x2 + x + ) = x(x – 1)(x2 + x + ) (x3 + 1) + (x2 + x + 1) = (x2 + x + 1)[x(x – 1)(x3 + 1) + 1] = (x2 + x + 1)(x5 – x4 + x2 - x + 1) b) Ví dụ 2: x7 + x5 + = (x7 – x ) + (x5 – x2 ) + (x2 + x + 1) = x(x3 – 1)(x3 + 1) + x2(x3 – 1) + (x2 + x + 1) = (x2 + x + 1)(x – 1)(x4 + x) + x2 (x – 1)(x2 + x + 1) + (x2 + x + 1) = (x2 + x + 1)[(x5 – x4 + x2 – x) + (x3 – x2 ) + 1] = (x2 + x + 1)(x5 – x4 + x3 – x + 1) * Ghi nhớ: Các đa thức có dạng x3m + + x3n + + như: x7 + x2 + ; x7 + x5 + ; x8 + x4 + ; x5 + x + ; x8 + x + ; … có nhân tử chung là x2 + x + III ĐẶT BIẾN PHỤ: Ví dụ 1: x(x + 4)(x + 6)(x + 10) + 128 = [x(x + 10)][(x + 4)(x + 6)] + 128 = (x2 + 10x) + (x2 + 10x + 24) + 128 Đặt x2 + 10x + 12 = y, đa thức có dạng (y – 12)(y + 12) + 128 = y2 – 144 + 128 = y2 – 16 = (y + 4)(y – 4) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành = ( x2 + 10x + )(x2 + 10x + 16 ) = (x + 2)(x + 8)( x2 + 10x + ) Ví dụ 2: A = x4 + 6x3 + 7x2 – 6x + Giả sử x  ta viết 1 + 2 2 x + 6x + 7x – 6x + = x ( x + 6x + – x x ) = x [(x + x ) + 6(x - x ) + ] 1 Đặt x - x = y thì x2 + x = y2 + 2, đó 2 2 A = x (y + + 6y + 7) = x (y + 3) = (xy + 3x) = [x(x - x )2 + 3x]2 = (x2 + 3x – 1)2 2 * Chú ý: Ví dụ trên có thể giải cách áp dụng đẳng thức sau: A = x4 + 6x3 + 7x2 – 6x + = x4 + (6x3 – 2x2 ) + (9x2 – 6x + ) = x4 + 2x2(3x – 1) + (3x – 1)2 = (x2 + 3x – 1)2 2 2 Ví dụ 3: A = (x  y  z )(x  y  z)  (xy  yz+zx)  (x  y  z )  2(xy  yz+zx)  (x  y  z )  (xy  yz+zx) = 2 Đặt x  y  z = a, xy + yz + zx = b ta có 2 A = a(a + 2b) + b2 = a2 + 2ab + b2 = (a + b)2 = ( x  y  z + xy + yz + zx)2 4 2 2 2 2 4 Ví dụ 4: B = 2( x  y  z )  ( x  y  z )  2( x  y  z )( x  y  z )  ( x  y  z ) Đặt x4 + y4 + z4 = a, x2 + y2 + z2 = b, x + y + z = c ta có: B = 2a – b2 – 2bc2 + c4 = 2a – 2b2 + b2 - 2bc2 + c4 = 2(a – b2) + (b –c2)2 2 2 2 Ta lại có: a – b2 = - 2( x y  y z  z x ) và b –c2 = - 2(xy + yz + zx) Do đó: 2 2 2 B = - 4( x y  y z  z x ) + (xy + yz + zx)2  4x y  4y 2z  4z x  4x y  4y 2z  4z x  8x yz  8xy 2z  8xyz 8xyz(x  y  z) 3 3 Ví dụ 5: (a  b  c)  4(a  b  c )  12abc Đặt a + b = m, a – b = n thì 4ab = m2 – n2 m2 - n a3 + b3 = (a + b)[(a – b)2 + ab] = m(n2 + ) Ta có: m3 + 3mn  4c3  3c(m - n ) C = (m + c) – = 3( - c3 +mc2 – mn2 + cn2) = 3[c2(m - c) - n2(m - c)] = 3(m - c)(c - n)(c + n) = 3(a + b - c)(c + a - b)(c - a + b) IV PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ BẤT ĐỊNH: Ví dụ 1: x4 - 6x3 + 12x2 - 14x + Nhận xét: các số 1, 3 không là nghiệm đa thức, đa thức không có nghiệm nguyên củng không có nghiệm hữu tỉ Như đa thức phân tích thành nhân tử thì phải có dạng (x2 + ax + b)(x2 + cx + d) = x4 + (a + c)x3 + (ac + b + d)x2 + (ad + bc)x + bd Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a  c  ac  b  d 12   ad  bc  14 bd 3 đồng đa thức này với đa thức đã cho ta có:  1, 3 Xét bd = với b, d  Z, b   với b = thì d = hệ điều kiện trên trở thành a  c  ac     a  3c  14  bd 3 2c    ac 8 c   a  Vậy: x4 - 6x3 + 12x2 - 14x + = (x2 - 2x + 3)(x2 - 4x + 1) Ví dụ 2: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + Nhận xét: đa thức có nghiệm là x = nên có thừa số là x - đó ta có: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + = (x - 2)(2x3 + ax2 + bx + c) a   b  2a     c  2b    = 2x4 + (a - 4)x3 + (b - 2a)x2 + (c - 2b)x - 2c   2c 8 a 1  b   c  Suy ra: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + = (x - 2)(2x3 + x2 - 5x - 4) Ta lại có 2x3 + x2 - 5x - là đa thức có tổng hệ số các hạng tử bậc lẻ và bậc chẵn nên có nhân tử là x + nên 2x3 + x2 - 5x - = (x + 1)(2x2 - x - 4) Vậy: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + = (x - 2)(x + 1)(2x2 - x - 4) Ví dụ 3: 12x2 + 5x - 12y2 + 12y - 10xy - = (a x + by + 3)(cx + dy - 1) ac 12 bc  ad  10    3c  a 5 bd  12  2 = acx + (3c - a)x + bdy + (3d - b)y + (bc + ad)xy –  3d  b 12 a 4  c 3   b  d 2  12x2 + 5x - 12y2 + 12y - 10xy - = (4 x - 6y + 3)(3x + 2y - 1) BÀI TẬP: Phân tích các đa thức sau thành nhân tử: 1) x3 - 7x + 10) 64x4 + y4 2) x3 - 9x2 + 6x + 16 11) a6 + a4 + a2b2 + b4 - b6 3) x3 - 6x2 - x + 30 12) x3 + 3xy + y3 - 4) 2x3 - x2 + 5x + 13) 4x4 + 4x3 + 5x2 + 2x + 5) 27x3 - 27x2 + 18x - 14) x8 + x + 2 6) x + 2xy + y - x - y - 12 7) (x + 2)(x +3)(x + 4)(x + 5) - 24 15) x + 3x + 16) 3x2 + 22xy + 11x + 37y + 7y2 +10 8) 4x4 - 32x2 + Bồi9)dưỡng - (x2 + x + 1)2 Năm học: 2012 - 2013 17) x44 - 8x + 63 3(x4 +HSG x2 + 1) Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành CHUYÊN ĐỀ - LUỸ THỪA BẬC N CỦA MỘT NHỊ THỨC Ngày soạn: 08 – 02 - 2011 Ngày dạy: - 02 - 2011 A MỤC TIÊU: HS nắm công thức khai triển luỹ thừa bậc n nhị thức: (a + b)n Vận dụng kiến thức vào các bài tập xác định hệ số luỹ thừa bậc n nhị thức, vận dụng vào các bài toán phân tích đa thức thành nhân tử B KIẾN THỨC VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG: I Một số đẳng thức tổng quát: an - bn = (a - b)(an - + an - b + an - b2 + … + abn - + bn - ) an + bn = (a + b) ( an - - an - 2b + an - 3b2 - … - abn - + bn - ) n 1 Nhị thức Niutơn: (a + b)n = an + Cn an - b + Cn an - b2 + …+ Cn ab n - + bn C kn  n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] 1.2.3 k : Tổ hợp chập k n phần tử Trong đó: II Cách xác định hệ số khai triển Niutơn: Cách 1: Dùng công thức C kn  n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] k! Chẳng hạn hệ số hạng tử a4b3 khai triển (a + b)7 là C 74  7.6.5.4 7.6.5.4  35 4! 4.3.2.1 n! 7! 7.6.5.4.3.2.1 C 74   35 n!(n - k) ! với quy ước 0! =  4!.3! 4.3.2.1.3.2.1 Chú ý: a) 7.6.5 C 74 C 37  35 k k-1 C C 3! b) Ta có: n = n nên C k n  Cách 2: Dùng tam giác Patxcan Đỉnh Dòng 1(n = 1) 1 Dòng 2(n = 1) Dòng 3(n = 3) 3 Dòng 4(n = 4) Dòng 5(n = 5) 10 10 Dòng 6(n = 6) 15 20 15 Trong tam giác này, hai cạnh bên gồm các số 1; dòng k + thành lập từ dòng k (k 1), chẳng hạn dòng (n = 2) ta có = + 1, dòng (n = 3): = + 1, = + Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành dòng (n = 4): = + 3, = + 3, = + 1, … Với n = thì: (a + b)4 = a4 + 4a3b + 6a2b2 + 4ab3 + b4 Với n = thì: (a + b)5 = a5 + 5a4b + 10a3b2 + 10a2b3 + 5ab4 + b5 Với n = thì: (a + b)6 = a6 + 6a5b + 15a4b2 + 20a3b3 + 15a2 b4 + 6ab5 + b6 Cách 3: Tìm hệ số hạng tử đứng sau theo các hệ số hạng tử đứng trước: a) Hệ số hạng tử thứ b) Muốn có hệ số của hạng tử thứ k + 1, ta lấy hệ số hạng tử thứ k nhân với số mũ biến hạng tử thứ k chia cho k 1.4 4.3 4.3.2 4.3.2 2 Chẳng hạn: (a + b) = a + a b + a b + 2.3 ab + 2.3.4 b5 4 Chú ý rằng: các hệ số khai triển Niutơn có tính đối xứng qua hạng tử đứng giữa, nghĩa là các hạng tử cách hai hạng tử đầu và cuối có hệ số n(n - 1) n(n - 1) (a + b)n = an + nan -1b + 1.2 an - 2b2 + …+ 1.2 a2bn -2 + nan - 1bn - + bn III Ví dụ: Ví dụ 1: phân tích đa thức sau thành nhân tử a) A = (x + y)5 - x5 - y5 Cách 1: khai triển (x + y)5 rút gọn A A = (x + y)5 - x5 - y5 = ( x5 + 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 + y5) - x5 - y5 = 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 = 5xy(x3 + 2x2y + 2xy2 + y3) = 5xy [(x + y)(x2 - xy + y2) + 2xy(x + y)] = 5xy(x + y)(x2 + xy + y2) Cách 2: A = (x + y)5 - (x5 + y5) x5 + y5 chia hết cho x + y nên chia x5 + y5 cho x + y ta có: x5 + y5 = (x + y)(x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4) nên A có nhân tử chung là (x + y), đặt (x + y) làm nhân tử chung, ta tìm nhân tử còn lại b) B = (x + y)7 - x7 - y7 = (x7+7x6y +21x5y2 + 35x4y3 +35x3y4 +21x2y5 7xy6 + y7) - x7 - y7 = 7x6y + 21x5y2 + 35x4y3 + 35x3y4 + 21x2y5 + 7xy6 = 7xy[(x5 + y5 ) + 3(x4y + xy4) + 5(x3y2 + x2y3 )] = 7xy {[(x + y)(x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4) ] + 3xy(x + y)(x2 - xy + y2) + 5x2y2(x + y)} = 7xy(x + y)[x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4 + 3xy(x2 + xy + y2) + 5x2y2 ] = 7xy(x + y)[x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4 + 3x3y - 3x2y2 + 3xy3 + 5x2y2 ] = 7xy(x + y)[(x4 + 2x2y2 + y4) + 2xy (x2 + y2) + x2y2 ] = 7xy(x + y)(x2 + xy + y2 )2 Ví dụ 2:Tìm tổng hệ số các đa thức có sau khai triển a) (4x - 3)4 Cách 1: Theo cônh thức Niu tơn ta có: (4x - 3)4 = 4.(4x)3.3 + 6.(4x)2.32 - 4x 33 + 34 = 256x4 - 768x3 + 864x2 - 432x + 81 Tổng các hệ số: 256 - 768 + 864 - 432 + 81 = b) Cách 2: Xét đẳng thức (4x - 3)4 = c0x4 + c1x3 + c2x2 + c3x + c4 Tổng các hệ số: c0 + c1 + c2 + c3 + c4 Thay x = vào đẳng thức trên ta có: (4.1 - 3)4 = c0 + c1 + c2 + c3 + c4 Vậy: c0 + c1 + c2 + c3 + c4 = * Ghi chú: Tổng các hệ số khai triển nhị thức, đa thức giá trị đa Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành thức đó x = C BÀI TẬP: Bài 1: Phân tích thành nhân tử a) (a + b)3 - a3 - b3 b) (x + y)4 + x4 + y4 Bài 2: Tìm tổng các hệ số có sau khai triển đa thức a) (5x - 2)5 b) (x2 + x - 2)2010 + (x2 - x + 1)2011 CHUÊN ĐỀ - CÁC BÀI TOÁN VỀ SỰ CHIA HẾT CỦA SỐ NGUYÊN Ngày soạn: 13 – 02 - 2011 Ngày dạy: - 02 - 2011 A MỤC TIÊU: * Củng cố, khắc sâu kiến thức các bài toán chia hết các số, các đa thức * HS tiếp tục thực hành thành thạo các bài toán chứng minh chia hết, không chia hết, sốnguyên tố, số chính phương… * Vận dụng thành thạo kỹ chứng minh chia hết, không chia hết… vào các bài toán cụ thể B.KIẾN THỨC VÀ CÁC BÀI TOÁN: I Dạng 1: Chứng minh quan hệ chia hết Kiến thức: * Để chứng minh A(n) chia hết cho số m ta phân tích A(n) thành nhân tử có nhân tử làm bội m, m là hợp số thì ta lại phân tích nó thành nhân tử có các đoi nguyên tố cùng nhau, chứng minh A(n) chia hết cho các số đó * Chú ý: + Với k số nguyên liên tiếp củng tồn bội k + Khi chứng minh A(n) chia hết cho m ta xét trường hợp số dư chia A(n) cho m + Với số nguyên a, b và số tự nhiên n thì: Bài tập: Các bài toán Bài 1: chứng minh a) 251 - chia hết cho c) 1719 + 1917 chi hết cho 18 37 e) 24n -1 chia hết cho 15 với n N Giải a) 251 - = (23)17 -  23 - = Bồi dưỡng HSG b) 270 + 370 chia hết cho 13 d) 3663 - chia hết cho không chia hết cho Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành b) 270 + 370 (22)35 + (32)35 = 435 + 935  + = 13 c) 1719 + 1917 = (1719 + 1) + (1917 - 1) 1719 +  17 + = 18 và 1917 -  19 - = 18 nên (1719 + 1) + (1917 - 1) hay 1719 + 1917  18 d) 3663 -  36 - = 35  3663 - = (3663 + 1) - chi cho 37 dư - e) 4n - = (24) n -  24 - = 15 Bài 2: chứng minh a) n5 - n chia hết cho 30 với n  N ; b) n4 -10n2 + chia hết cho 384 với n lẻ n Z c) 10n +18n -28 chia hết cho 27 với n N ; Giải: a) n5 - n = n(n4 - 1) = n(n - 1)(n + 1)(n2 + 1) = (n - 1).n.(n + 1)(n2 + 1) chia hết cho vì (n - 1).n.(n+1) là tích ba số tự nhiên liên tiếp nên chia hết cho và (*) Mặt khác n5 - n = n(n2 - 1)(n2 + 1) = n(n2 - 1).(n2 - + 5) = n(n2 - 1).(n2 - ) + 5n(n2 - 1) = (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) + 5n(n2 - 1) Vì (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) là tích số tự nhiên liên tiếp nên chia hết cho 5n(n2 - 1) chia hết cho Suy (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) + 5n(n2 - 1) chia hết cho (**) Từ (*) và (**) suy đpcm b) Đặt A = n4 -10n2 + = (n4 -n2 ) - (9n2 - 9) = (n2 - 1)(n2 - 9) = (n - 3)(n - 1)(n + 1)(n + 3) Vì n lẻ nên đặt n = 2k + (k  Z) thì A = (2k - 2).2k.(2k + 2)(2k + 4) = 16(k - 1).k.(k + 1).(k + 2)  A chia hết cho 16 (1) Và (k - 1).k.(k + 1).(k + 2) là tích số nguyên liên tiếp nên A có chứa bội 2, 3, nên A là bội 24 hay A chia hết cho 24 (2) Từ (1) và (2) suy A chia hết cho 16 24 = 384 c) 10 n +18n -28 = ( 10 n - 9n - 1) + (27n - 27) + Ta có: 27n - 27  27 (1) + 10 n - 9n - = [( 9  1  n + 1) - 9n - 1] = 9  n - 9n = 9( 1  n - n)  27 (2) 1  vì  và n - n  n - n là số có tổng các chữ số chia hết cho Từ (1) và (2) suy đpcm Bài 3: Chứng minh với số nguyên a thì a) a3 - a chia hết cho b) a7 - a chia hết cho Giải a) a3 - a = a(a2 - 1) = (a - 1) a (a + 1) là tích ba số nguyên liên tiếp nên tồn số là bội nên (a - 1) a (a + 1) chia hết cho b) ) a7 - a = a(a6 - 1) = a(a2 - 1)(a2 + a + 1)(a2 - a + 1) Nếu a = 7k (k  Z) thì a chia hết cho Nếu a = 7k + (k  Z) thì a2 - = 49k2 + 14k chia hết cho Nếu a = 7k + (k  Z) thì a2 + a + = 49k2 + 35k + chia hết cho Bồi dưỡng HSG 8 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Nếu a = 7k + (k  Z) thì a2 - a + = 49k2 + 35k + chia hết cho Trong trường hợp nào củng có thừa số chia hết cho Vậy: a7 - a chia hết cho Bài 4: Chứng minh A = 13 + 23 + 33 + + 1003 chia hết cho B = + + + + 100 Giải Ta có: B = (1 + 100) + (2 + 99) + + (50 + 51) = 101 50 Để chứng minh A chia hết cho B ta chứng minh A chia hết cho 50 và 101 Ta có: A = (13 + 1003) + (23 + 993) + +(503 + 513) = (1 + 100)(12 + 100 + 1002) + (2 + 99)(22 + 99 + 992) + + (50 + 51)(502 + 50 51 + 512) = 101(12 + 100 + 1002 + 22 + 99 + 992 + + 502 + 50 51 + 512) chia hết cho 101 (1) Lại có: A = (13 + 993) + (23 + 983) + + (503 + 1003) Mỗi số hạng ngoặc chia hết cho 50 nên A chia hết cho 50 (2) Từ (1) và (2) suy A chia hết cho 101 và 50 nên A chi hết cho B Bài tập nhà Chứng minh rằng: a) a5 – a chia hết cho b) n3 + 6n2 + 8n chia hết cho 48 với n chẵn c) Cho a l à số nguyên tố lớn Cmr a2 – chia hết cho 24 d) Nếu a + b + c chia hết cho thì a3 + b3 + c3 chia hết cho e) 20092010 không chia hết cho 2010 f) n2 + 7n + 22 không chia hết cho Dạng 2: Tìm số dư phép chia Bài 1: Tìm số dư chia 2100 a)cho 9, b) cho 25, c) cho 125 Giải a) Luỹ thừa sát với bội là 23 = = - Ta có : 2100 = (23)33 = 2.(9 - 1)33 = 2.[B(9) - 1] = B(9) - = B(9) + Vậy: 2100 chia cho thì dư b) Tương tự ta có: 2100 = (210)10 = 102410 = [B(25) - 1]10 = B(25) + Vậy: 2100 chia chop 25 thì dư c)Sử dụng công thức Niutơn: 50.49 - 549 + … + 52 - 50 ) + 2100 = (5 - 1)50 = (550 Không kể phần hệ số khai triển Niutơn thì 48 số hạng đầu đã chứa thừa số với số mũ 50.49 lớn nên chia hết cho = 125, hai số hạng tiếp theo: 52 - 50.5 chia hết cho 125 , số hạng cuối cùng là Vậy: 2100 = B(125) + nên chia cho 125 thì dư Bài 2: Viết số 19951995 thành tổng các số tự nhiên Tổng các lập phương đó chia cho thì dư bao nhiêu? Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Giải Đặt 19951995 = a = a1 + a2 + …+ an 3 3 3 3 Gọi S  a1  a + a + + a n = a1  a + a + + a n + a - a = (a1 - a1) + (a2 - a2) + …+ (an - an) + a Mỗi dấu ngoặc chia hết cho vì dấu ngoặc là tích ba số tự nhiên liên tiếp Chỉ cần tìm số dư chia a cho 1995 là số lẻ chia hết cho 3, nên a củng là số lẻ chia hết cho 3, đó chia cho dư Bài 3: Tìm ba chữ số tận cùng 2100 viết hệ thập phân giải Tìm chữ số tận cùng là tìm số dư phép chia 2100 cho 1000 Trước hết ta tìm số dư phép chia 2100 cho 125 Vận dụng bài ta có 2100 = B(125) + mà 2100 là số chẵn nên chữ số tận cùng nó có thể là 126, 376, 626 876 Hiển nhiên 2100 chia hết cho vì 2100 = 1625 chi hết cho nên ba chữ số tận cùng nó chia hết cho các số 126, 376, 626 876 có 376 chia hết cho Vậy: 2100 viết hệ thập phân có ba chữ số tận cùng là 376 Tổng quát: Nếu n là số chẵn không chia hết cho thì chữ số tận cùng nó là 376 Bài 4: Tìm số dư phép chia các số sau cho a) 2222 + 5555 b)31993 21930 c) 19921993 + 19941995 d) Giải a) ta có: 2222 + 5555 = (21 + 1)22 + (56 – 1)55 = (BS +1)22 + (BS – 1)55 = BS + + BS - = BS nên 2222 + 5555 chia dư b) Luỹ thừa sát với bội là 33 = BS – Ta thấy 1993 = BS + = 6k + 1, đó: 31993 = 6k + = 3.(33)2k = 3(BS – 1)2k = 3(BS + 1) = BS + c) Ta thấy 1995 chia hết cho 7, đó: 19921993 + 19941995 = (BS – 3)1993 + (BS – 1)1995 = BS – 31993 + BS – Theo câu b ta có 31993 = BS + nên 19921993 + 19941995 = BS – (BS + 3) – = BS – nên chia cho thì dư 21930 d) = 32860 = 33k + = 3.33k = 3(BS – 1) = BS – nên chia cho thì dư Bài tập nhà Tìm số d khi: a) 21994 cho b) 31998 + 51998 cho 13 c) A = 13 + 23 + 33 + + 993 chia cho B = + + + + 99 Dạng 3: Tìm điều kiện để xảy quan hệ chia hết Bài 1: Tìm n  Z để giá trị biểu thức A = n3 + 2n2 - 3n + chia hết cho giá trị biểu thức B = n2 - n Giải Chia A cho B ta có: n3 + 2n2 - 3n + = (n + 3)(n2 - n) + Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Để A chia hết cho B thì phải chia hết cho n2 - n = n(n - 1) đó chia hết cho n, ta có: n -1 -2 n-1 -2 -3 n(n - 1) 2 loại loại Vậy: Để giá trị biểu thức A = n3 + 2n2 - 3n + chia hết cho giá trị biểu thức   1;  B = n2 - n thì n  Bài 2: a) Tìm n  N để n5 + chia hết cho n3 + b) Giải bài toán trên n  Z Giải Ta có: n5 +  n3 +  n2(n3 + 1) - (n2 - 1)  n3 +  (n + 1)(n - 1)  n3 +  (n + 1)(n - 1)  (n + 1)(n2 - n + 1)  n -  n2 - n + (Vì n +  0) a) Nếu n = thì 1 Nếu n > thì n - < n(n - 1) + < n2 - n + nên không thể xẩy n -  n2 - n + Vậy giá trụ n tìm là n = b) n -  n2 - n +  n(n - 1)  n2 - n +  (n2 - n + ) -  n2 - n +   n2 - n + Có hai trường hợp xẩy ra: n   + n2 - n + =  n(n - 1) =   n  (Tm đề bài) + n2 - n + = -1  n2 - n + = (Vô nghiệm) Bài 3: Tìm số nguyên n cho: a) n2 + 2n -  11 b) 2n3 + n2 + 7n +  2n - c) n4 - 2n3 + 2n2 - 2n +  n4 - d) n3 - n2 + 2n +  n2 + Giải a) Tách n2 + 2n - thành tổng hai hạng tử đó có hạng tử là B(11) n2 + 2n -  11  (n2 - 2n - 15) + 11  11  (n - 3)(n + 5) + 11  11  n  311    (n - 3)(n + 5)  11   n + 11  n = B(11) +  n = B(11) -  b) 2n3 + n2 + 7n + = (n2 + n + 4) (2n - 1) +  2n  2n   2n  Để 2n3 + n2 + 7n +  2n - thì  2n - hay 2n - là Ư(5)   2n    2; 0; 1;    1=-5  = -1   1=1  1=5 n = - n =  n =  n = Vậy: n thì 2n + n + 7n + 2n - c) n - 2n + 2n - 2n +  n4 - Đặt A = n4 - 2n3 + 2n2 - 2n + = (n4 - n3) - (n3 - n2) + (n2 - n) - (n - 1) = n3(n - 1) - n2(n - 1) + n(n - 1) - (n - 1) = (n - 1) (n3 - n2 + n - 1) = (n - 1)2(n2 + 1) B = n4 - = (n - 1)(n + 1)(n2 + 1) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành A chia hết cho b nên n    A chia hết cho B  n -  n +  (n + 1) -  n + n  n   n    n +  n     3;  2;   n = -3 1=-2 n = - 1=-1  n = 1=1   1=2  n = (khong Tm) Vậy: n thì n4 - 2n3 + 2n2 - 2n +  n4 - d) Chia n3 - n2 + 2n + cho n2 + thương là n - 1, dư n + Để n3 - n2 + 2n +  n2 + thì n +  n2 +  (n + 8)(n - 8)  n2 +  65  n2 + Lần lượt cho n2 + 1; 5; 13; 65 ta n 0; 2; 8 Thử lại ta có n = 0; n = 2; n = (T/m) Vậy: n3 - n2 + 2n +  n2 + n = 0, n = Bài tập nhà: Tìm số nguyên n để: a) n3 – chia hết cho n – b) n3 – 3n2 – 3n – chia hết cho n2 + n + c)5n – 2n chia hết cho 63 Dạng 4: Tồn hay không tồn chia hết Bài 1: Tìm n  N cho 2n – chia hết cho Giải Nếu n = 3k ( k  N) thì 2n – = 23k – = 8k - chia hết cho Nếu n = 3k + ( k  N) thì 2n – = 23k + – = 2(23k – 1) + = BS + Nếu n = 3k + ( k  N) thì 2n – = 23k + – = 4(23k – 1) + = BS + V ậy: 2n – chia hết cho n = BS Bài 2: Tìm n  N để: a) 3n – chia hết cho b) A = 32n + + 24n + chia hết cho 25 c) 5n – 2n chia hết cho Giải a) Khi n = 2k (k  N) thì 3n – = 32k – = 9k – chia hết cho – = Khi n = 2k + (k  N) thì 3n – = 32k + – = (9k – ) + = BS + Vậy : 3n – chia hết cho n = 2k (k  N) b) A = 32n + + 24n + = 27 32n + 2.24n = (25 + 2) 32n + 2.24n = 25 32n + 2.32n + 2.24n = BS 25 + 2(9n + 16n) Nếu n = 2k +1(k  N) thì 9n + 16n = 92k + + 162k + chia hết cho + 16 = 25 Nếu n = 2k (k  N) thì 9n có chữ số tận cùng , còn 16n có chữ số tận cùng suy 2((9n + 16n) có chữ số tận cùng nên A không chia hết cho nên không chia hết cho 25 c) Nếu n = 3k (k  N) thì 5n – 2n = 53k – 23k chia hết cho 53 – 23 = 117 nên chia hết cho Nếu n = 3k + thì 5n – 2n = 5.53k – 2.23k = 5(53k – 23k) + 23k = BS + 8k = BS + 3(BS – 1)k = BS + BS + Tương tự: n = 3k + thì 5n – 2n không chia hết cho Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành CHUYÊN ĐỀ – TÍNH CHIA HẾT ĐỐI VỚI ĐA THỨC Ngày soạn: 19 – 02 - 2011 Ngaøy daïy: - 02 - 2011 A Dạng 1: Tìm dư phép chia mà không thực phép chia Đa thức chia có dạng x – a (a là hằng) a) Ñònh lí Bôdu (Bezout, 1730 – 1783): Số dư phép chia đa thức f(x) cho nhị thức x – a giá trị f(x) x = a Ta coù: f(x) = (x – a) Q(x) + r Đẳng thức đúng với x nên với x = a, ta có f(a) = 0.Q(a) + r hay f(a) = r Ta suy ra: f(x) chia heát cho x – a  f(a) = b) f(x) coù toång caùc heä soá baèng thì chia heát cho x – c) f(x) có tổng các hệ số hạng tử bậc chẵn tổng các hệ số các hạng tử bậc leû thì chia heát cho x + Ví duï : Khoâng laøm pheùp chia, haõy xeùt xem A = x3 – 9x2 + 6x + 16 chia heát cho B = x + 1, C = x – khoâng Keát quaû: A chia heát cho B, khoâng chia heát cho C Đa thức chia có bậc hai trở lên Cách 1: Tách đa thức bị chia thành tổng các đa thức chia hết cho đa thức chia và dư Caùch 2: Xeùt giaù trò rieâng: goïi thöông cuûa pheùp chia laø Q(x), dö laø ax + b thì f(x) = g(x) Q(x) + ax + b Ví duï 1: Tìm dö cuûa pheùp chia x7 + x5 + x3 + cho x2 – Caùch 1: Ta bieát raèng x2n – chia heát cho x2 – neân ta taùch: x7 + x5 + x3 + = (x7 – x) + (x5 – x) +(x3 – x) + 3x + Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành = x(x6 – 1) + x(x4 – 1) + x(x2 – 1) + 3x + chia cho x2 – dö 3x + Caùch 2: Goïi thöông cuûa pheùp chia laø Q(x), dö laø ax + b, Ta coù: x7 + x5 + x3 + = (x -1)(x + 1).Q(x) + ax + b với x Đẳng thức đúng với x nên với x = 1, ta có = a + b (1) với x = - ta có - = - a + b (2) Từ (1) và (2) suy a = 3, b =1 nên ta dư là 3x + Ghi nhớ: an – bn chia heát cho a – b (a  -b) an + bn ( n leû) chia heát cho a + b (a  -b) Ví duï 2: Tìm dö cuûa caùc pheùp chia a) x41 chia cho x2 + b) x27 + x9 + x3 + x cho x2 – c) x99 + x55 + x11 + x + cho x2 + Giaûi a) x41 = x41 – x + x = x(x40 – 1) + x = x[(x4)10 – 1] + x chia cho x4 – dö x neân chia cho x2 + dö x b) x27 + x9 + x3 + x = (x27 – x) + (x9 – x) + (x3 – x) + 4x = x(x26 – 1) + x(x8 – 1) + x(x2 – 1) + 4x chia cho x2 – dö 4x c) x99 + x55 + x11 + x + = x(x98 + 1) + x(x54 + 1) + x(x10 + 1) – 2x + chia cho x2 + dö – 2x + B Sơ đồ HORNƠ HÖ sè thø cña ®a thøc Sơ đồ + HÖ sè thø bÞ chia Để tìm kết phép chia f(x) cho x – a 1®a thøc bÞ a chia (a là số), ta sử dụng sơ đồ hornơ Nếu đa thức bị chia là a0x + a1x + a2x + a3, đa thức chia là x – a ta thương là HÖ sè cña ®a b0x2 + b1x + b2, dö r thì ta coù thøc chia Ví duï: Ña a0 a a1 a2 a3 b = a0 b = ab + a1 b = ab + a r = ab + a 2 thức bị chia: x3 -5x2 + 8x – 4, đa thức chia x – Ta có sơ đồ -5 2 + (- 5) = -3 2.(- 3) + = Bồi dưỡng HSG -4 r = 2 +(- 4) = Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Vaäy: x3 -5x2 + 8x – = (x – 2)(x2 – 3x + 2) + laø pheùp chia heát Áp dụng sơ đồ Hornơ để tính giá trị đa thức x = a Giaù trò cuûa f(x) taïi x = a laø soá dö cuûa pheùp chia f(x) cho x – a Ví duï 1: Tính giaù trò cuûa A = x3 + 3x2 – taïi x = 2010 Ta có sơ đồ: -4 a = 2010 2010.1+3 = 2013 2010.2013 + 2010.4046130 – = 4046130 = 8132721296 Vaäy: A(2010) = 8132721296 C Chưngs minh đa thức chia hết cho đa thức khác I Phöông phaùp: Cách 1: Phân tích đa thức bị chia thành nhân tử có thừa số là đa thức chia Cách 2: biến đổi đa thức bị chia thành tổng các đa thức chia hết cho đa thức chia Cách 3: Biến đổi tương đương f(x)  g(x)  f(x)  g(x)  g(x) cách 4: Chứng tỏ nghiệm đa thức chia là nghiệm đa thức bị chia II Ví duï 1.Ví duï 1: Chứng minh rằng: x8n + x4n + chia hết cho x2n + xn + Ta coù: x8n + x4n + = x8n + 2x4n + - x4n = (x4n + 1)2 - x4n = (x4n + x2n + 1)( x4n - x2n + 1) Ta laïi coù: x4n + x2n + = x4n + 2x2n + – x2n = (x2n + xn + 1)( x2n - xn + 1) chia heát cho x2n + xn + Vaäy: x8n + x4n + chia heát cho x2n + xn + Ví duï 2: Chứng minh rằng: x3m + + x3n + + chia hết cho x2 + x + với m, n  N Ta coù: x3m + + x3n + + = x3m + - x + x3n + – x2 + x2 + x + = x(x3m – 1) + x2(x3n – 1) + (x2 + x + 1) Vì x3m – vaø x3n – chia heát cho x3 – neân chia heát cho x2 + x + Vậy: x3m + + x3n + + chia hết cho x2 + x + với m, n  N Ví dụ 3: Chứng minh f(x) = x99 + x88 + x77 + + x11 + chia heát cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + Ta coù: f(x) – g(x) = x99 – x9 + x88 – x8 + x77 – x7 + + x11 – x + – = x9(x90 – 1) + x8(x80 – 1) + + x(x10 – 1) chia heát cho x10 – Maø x10 – = (x – 1)(x9 + x8 + x7 + + x + 1) chia heát cho x9 + x8 + x7 + + x + Suy f(x) – g(x) chia heát cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + Neân f(x) = x99 + x88 + x77 + + x11 + chia heát cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + Ví duï 4: CMR: f(x) = (x2 + x – 1)10 + (x2 - x + 1)10 – chia heát cho g(x) = x2 – x Đa thức g(x) = x2 – x = x(x – 1) có nghiệm là x = và x = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Ta có f(0) = (-1)10 + 110 – =  x = là nghiệm f(x)  f(x) chứa thừa số x f(1) = (12 + – 1)10 + (12 – + 1)10 – =  x = là nghiệm f(x) f(x) chứa thừa số x – 1, mà các thừa số x và x – không có nhân tử chung, đó f(x) chia hết cho x(x – 1) hay f(x) = (x2 + x – 1)10 + (x2 - x + 1)10 – chia heát cho g(x) = x2 – x Ví dụ 5: Chứng minh a) A = x2 – x9 – x1945 chia heát cho B = x2 – x + b) C = 8x9 – 9x8 + chia heát cho D = (x – 1)2 c) C (x) = (x + 1)2n – x2n – 2x – chia heát cho D(x) = x(x + 1)(2x + 1) Giaûi a) A = x2 – x9 – x1945 = (x2 – x + 1) – (x9 + 1) – (x1945 – x) Ta coù: x2 – x + chia heát cho B = x2 – x + x9 + chia heát cho x3 + neân chia heát cho B = x2 – x + x1945 – x = x(x1944 – 1) chia heát cho x3 + (cuøng coù nghieäm laø x = - 1) neân chia heát cho B = x2 – x + Vaäy A = x2 – x9 – x1945 chia heát cho B = x2 – x + b) C = 8x9 – 9x8 + = 8x9 – - 9x8 + = 8(x9 – 1) – 9(x8 – 1) = 8(x – 1)(x8 + x7 + + 1) – 9(x – 1)(x7 + x6 + + 1) = (x – 1)(8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) (8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) chia heát cho x – vì coù toång heä soá baèng suy (x – 1)(8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) chia heát cho (x – 1)2 c) Đa thức chia D (x) = x(x + 1)(2x + 1) có ba nghiệm là x = 0, x = - 1, x = - Ta coù: C(0) = (0 + 1)2n – 02n – 2.0 – =  x = laø nghieäm cuûa C(x) C(-1) = (-1 + 1)2n – (- 1)2n – 2.(- 1) – =  x = - laø nghieäm cuûa C(x) 1 1 2n 2n C(- ) = (- + 1) – (- ) – 2.(- ) – =  x = - laø nghieäm cuûa C(x) Mọi nghiệm đa thức chia là nghiệm đa thức bị chia  đpcm Ví duï 6: Cho f(x) là đa thức có hệ số nguyên Biết f(0), f(1) là các số lẻ Chứng minh f(x) khoâng coù nghieäm nguyeân Giả sử x = a là nghiệm nguyên f(x) thì f(x) = (x – a) Q(x) Trong đó Q(x) là đa thức có hệ số nguyên, đó f(0) = - a Q(0), f(1) = (1 – a) Q(1) Do f(0) laø soá leû neân a laø soá leû, f(1) laø soá leû neân – a laø soá leû, maø – a laø hieäu cuûa soá leû khoâng theå laø soá leû, maâu thuaån Vaäy f(x) khoâng coù nghieäm nguyeân Baøi taäp veà nhaø: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Baøi 1: Tìm soá dö a) x43 chia cho x2 + b) x77 + x55 + x33 + x11 + x + cho x2 + Bài 2: Tính giá trị đa thức x4 + 3x3 – x = 2009 Bài 3: Chứng minh a) x50 + x10 + chia heát cho x20 + x10 + b) x10 – 10x + chia heát cho x2 – 2x + c) x4n + + 2x2n + + chia heát cho x2 + 2x + d) (x + 1)4n + + (x – 1)4n + chia heát cho x2 + e) (xn – 1)(xn + – 1) chia heát cho (x + 1)(x – 1)2 CHUYÊN ĐỀ : SỐ CHÍNH PHƯƠNG Ngày soạn: 23 – 02 - 2011 Ngaøy daïy: - 02 - 2011 I Soá chính phöông: A Một số kiến thức: Soá chính phöông: soá baèng bình phöông cuûa moät soá khaùc Ví duï: = 22; = 32 A = 4n2 + 4n + = (2n + 1)2 = B2 + Số chính phương không tận cùng các chữ số: 2, 3, 7, + Số chính phương chia hết cho thì chia hết cho 4, chia hết cho thì chia hết cho 9, chia hết cho thì chia hết cho 25, chia hết cho 23 thì chia hết cho 24,… 11  99  99  n + Số = a thì + = 10n B Một số bài toán: Baøi 1: Chứng minh rằng: Một số chính phương chia cho 3, cho có thể dư Giaûi Goïi A = n2 (n  N) a) xeùt n = 3k (k  N)  A = 9k2 neân chia heát cho n = 3k  (k  N)  A = 9k2  6k + 1, chia cho dö Vậy: số chính phương chia cho dư b) n = 2k (k  N) thì A = 4k2 chia heát cho n Bồi dưỡng HSG n = 9a  9a + = Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành n = 2k +1 (k  N) thì A = 4k2 + 4k + chia cho dö Vậy: số chính phương chia cho dư Chuù yù: + Soá chính phöông chaün thì chia heát cho + Soá chính phöông leû thì chia cho thì dö 1( Chia cuûng dö 1) Baøi 2: Soá naøo caùc soá sau laø soá chính phöông a) M = 19922 + 19932 + 19942 b) N = 19922 + 19932 + 19942 + 19952 c) P = + 9100 + 94100 + 1994100 d) Q = 12 + 22 + + 1002 e) R = 13 + 23 + + 1003 Giaûi a) caùc soá 19932, 19942 chia cho dö 1, coøn 19922 chia heát cho  M chia cho dö đó M không là số chính phương b) N = 19922 + 19932 + 19942 + 19952 goàm toång hai soá chính phöông chaün chia heát cho 4, vaø hai soá chính phöông leû neân chia dö suy N khoâng laø soá chính phöông c) P = + 9100 + 94100 + 1994100 chia dö neân khoâng laø soá chính phöông d) Q = 12 + 22 + + 1002 Soá Q goàm 50 soá chính phöông chaün chia heát cho 4, 50 soá chính phöông leû, moãi soá chia dư nên tổng 50 số lẻ đó chia thì dư đó Q chia thì dư nên Q không là số chính phöông e) R = 13 + 23 + + 1003 k(k + 1) k(k - 1) 2 Goïi Ak = + + + k = , Ak – = + + + k = Ta có: Ak2 – Ak -12 = k3 đó: = A1 23 = A22 – A12 n3 = An2 = An - 12 Cộng vế theo vế các đẳng thức trên ta có: 2  n(n + 1)   100(100  1)    50.101    3 2    + + +n = An = laø soá chính phöông Baøi 3: CMR: Với n  N thì caùc soá sau laø số chính phương a) A = (10n +10n-1 + +.10 +1)(10 n+1 + 5) + A= ( 11  n 10n 1   (10n 1  5)  n+1 10  )(10 + 5) + a + 4a - + a + 4a +  a +  a-1    9   Đặt a = 10n+1 thì A = (a + 5) + = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành b) B = B= Ñaët 111    555    n n-1 111    555    n n 11  ( có n số và n-1 số 5) 111    +1= n 10n + 555    n +1= n    111     10n +  n  + = a thì 10n = 9a + neân n 2 B = a(9a + 1) + 5a + = 9a + 6a + = (3a + 1) = c) C = 111    11  2n .+ 44    n 33 34  n-1 +1 11   11    11  11  Ñaët a = Thì C = + n + = a 10n + a + a + = a(9a + 1) + 5a + = 9a2 + 6a + = (3a + 1)2 n d) D = D= n 99 00     n 99  n n n Ñaët 99  n = a  10n = a + 10n + + 10n + + = a 100 10n + 80 10n + = 100a(a + 1) + 80(a + 1) + = 100a2 + 180a + 81 = (10a + 9)2 = ( e) E = 11    22    n n+1 5= 11    22    n n+1 00 + 25 = 11  n n+2 .10 + 2 11  n = [a(9a + 1) + 2a]100 + 25 = 900a + 300a + 25 = (30a + 5) = ( f) F = 44    100 = 11   100 laø soá chính phöông thì 11  99  n+1 )2 00 + 25 33    n 5)2 laø soá chính phöông 100 11  Soá 100 laø soá leû neân noù laø soá chính phöông thì chia cho phaûi dö Thaät vaäy: (2n + 1)2 = 4n2 + 4n + chia dö 11  100 có hai chữ số tận cùng là 11 nên chia cho thì dư 11  vaäy 100 Baøi 4: khoâng laø soá chính phöông neân F = 11 11     11 .11     44    a) Cho các số A = ; B= ; C= CMR: A + B + C + là số chính phương 2m m+1 100 khoâng laø soá chính phöông 66 66     m 102 m  10m1  10m  9 Ta coù: A ;B= ;C= Neân: 2m m1 m 10  10  10  102 m   10m1   6(10m  1)  72 9 A+B+C+8 = + + +8= 102 m   10.10m   6.10m   72 = = m  10   16.10m  64  10m       b) CMR: Với x,y  Z thì A = (x+y)(x+2y)(x+3y)(x+4y) + y4 laø số chính phương Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành A = (x2 + 5xy + 4y2) (x2 + 5xy + 6y2) + y4 = (x2 + 5xy + 4y2) [(x2 + 5xy + 4y2) + 2y2) + y4 = (x2 + 5xy + 4y2)2 + 2(x2 + 5xy + 4y2).y2 + y4 = [(x2 + 5xy + 4y2) + y2)2 = (x2 + 5xy + 5y2)2 Bài 5: Tìm số nguyên dương n để các biểu thức sau là số chính phương a) n2 – n + b) n5 – n + Giaûi a) Với n = thì n2 – n + = không là số chính phương Với n = thì n2 – n + = là số chính phương Với n > thì n2 – n + không là số chính phương Vì (n – 1)2 = n2 – (2n – 1) < n2 – (n - 2) < n2 b) Ta coù n5 – n chia heát cho Vì n5 – n = (n2 – 1).n.(n2 + 1) Với n = 5k thì n chia hết cho Với n = 5k  thì n2 – chia hết cho Với n = 5k  thì n2 + chia hết cho Nên n5 – n + chia cho thì dư nên n5 – n + có chữ số tận cùng là nên n5 – n + khoâng laø soá chính phöông Vậy : Không có giá trị nào n thoã mãn bài toán Baøi : a)Chứng minh : Mọi số lẻ viết dạng hiệu hai số chính phương b) Một số chính phương có chữ số tận cùng thì chữ số hàng chục là chữ số chẵn Giaûi Mọi số lẻ có dạng a = 4k + a = 4k + Với a = 4k + thì a = 4k2 + 4k + – 4k2 = (2k + 1)2 – (2k)2 Với a = 4k + thì a = (4k2 + 8k + 4) – (4k2 + 4k + 1) = (2k + 2)2 – (2k + 1)2 b)A là số chính phương có chữ số tận cùng nên A = (10k  3)2 =100k2  60k + = 10.(10k2 6) + Soá chuïc cuûa A laø 10k2  laø soá chaün (ñpcm) Baøi 7: Một số chính phương có chữ số hàng chục là chữ số lẻ Tìm chữ số hàng đơn vị Giaûi Gọi n2 = (10a + b)2 = 10.(10a2 + 2ab) + b2 nên chữ số hàng đơn vị cần tìm là chữ số tận cuøng cuûa b2 Theo đề bài , chữ số hàng chục n2 là chữ số lẻ nên chữ số hàng chục b2 phải lẻ Xét các giá trị b từ đến thì có b2 = 16, b2 = 36 có chữ số hàng chục là chữ số lẻ, chúng tận cùng Vậy : n2 có chữ số hàng đơn vị là Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành * Baøi taäp veà nhaø: Baøi 1: Caùc soá sau ñaây, soá naøo laø soá chính phöông a) A = 22    50 44    88  b) B = 11115556 11    c) C = 99    00  n n 25 22  n-1 n d) D = e) M = 2n – n f) N = 12 + 22 + + 562 Bài 2: Tìm số tự nhiên n để các biểu thức sau là số chính phương a) n3 – n + b) n4 – n + Bài 3: Chứng minh a)Toång cuûa hai soá chính phöông leû khoâng laø soá chính phöông b) Một số chính phương có chữ số tận cùng thì chữ số hàng chục là chữ số lẻ Bài 4: Một số chính phương có chữ số hàng chục Tìm chữ số hàng đơn vị CHUYÊN ĐỀ – ĐỒNG DƯ THỨC Ngày soạn: 28 - 02 - 2011 Ngaøy daïy: - 03 - 2011 A ÑÒNH NGHÓA: Nếu hai số nguyên a và b có cùng số dư phép chia cho số tự nhiên m  thì ta nói a đồng dư với b theo môđun m, và có đồng dư thức: a  b (mod m) Ví duï:7  10 (mod 3) , 12  22 (mod 10) + Chuù yù: a  b (mod m)  a – b  m B TÍNH CHAÁT: Tính chaát phaûn xaï: a  a (mod m) Tính chất đỗi xứng: a  b (mod m)  b  a (mod m) Tính chaát baéc caàu: a  b (mod m), b  c (mod m) thì a  c (mod m) a  b (mod m)  a  c  b  d (mod m)  Cộng , trừ vế: c  d (mod m) Heä quaû: a) a  b (mod m)  a + c  b + c (mod m) b) a + b  c (mod m)  a  c - b (mod m) c) a  b (mod m)  a + km  b (mod m) a  b (mod m)  ac  bd (mod m)  c  d (mod m)  Nhân vế : Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Heä quaû: a) a  b (mod m)  ac  bc (mod m) (c  Z) b) a  b (mod m)  an  bn (mod m) Có thể nhân (chia) hai vế và môđun đồng dư thức với số nguyên döông a  b (mod m)  ac  bc (mod mc) Chaúng haïn: 11  (mod 4)  22  (mod 8) ac  bc (mod m)  a  b (mod m)  (c, m) =  16  (mod 7)   (mod 7)  (2, 7) =  Chaúng haïn : C CAÙC VÍ DUÏ: Ví duï 1: Tìm soá dö chia 9294 cho 15 Giaûi Ta thaáy 92  (mod 15)  9294  294 (mod 15) (1) Laïi coù 24  (mod 15)  (24)23 22  (mod 15) hay 294  (mod 15) (2) Từ (1) và (2) suy 9294  (mod 15) tức là 9294 chia 15 thì dư Ví duï 2: Chứng minh: các số có dạng 2n – 4(n  N), có vô số số chia hết cho Thaät vaäy: Từ 24  (mod 5)  24k  (mod 5) (1) Laïi coù 22  (mod 5) (2) Nhân (1) với (2), vế theo vế ta có: 24k +  (mod 5)  24k + -  (mod 5) Hay 24k + - chia hết cho với k = 0, 1, 2, hay ta vô số số dạng 2n – (n  N) chia heát cho Chú ý: giải các bài toán đồng dư, ta thường quan tâm đến a   (mod m) a  (mod m)  an  (mod m) a  -1 (mod m)  an  (-1)n (mod m) Ví dụ 3: Chứng minh a) 2015 – chia heát cho 11 b) 230 + 330 chi heát cho 13 c) 555222 + 222555 chia heát cho Giaûi a) 25  - (mod 11) (1); 10  - (mod 11)  105  - (mod 11) (2) Từ (1) và (2) suy 25 105  (mod 11)  205  (mod 11)  205 –  (mod 11) b) 26  - (mod 13)  230  - (mod 13) (3) 33  (mod 13)  330  (mod 13) (4) Từ (3) và (4) suy 230 + 330  - + (mod 13)  230 + 330  (mod 13) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Vaäy: 230 + 330 chi heát cho 13 c) 555  (mod 7)  555222  2222 (mod 7) (5) 23  (mod 7)  (23)74  (mod 7)  555222  (mod 7) (6) 222  - (mod 7)  222555  (-2)555 (mod 7) Laïi coù (-2)3  - (mod 7)  [(-2)3]185  - (mod 7)  222555  - (mod 7) Ta suy 555222 + 222555  - (mod 7) hay 555222 + 222555 chia heát cho Ví dụ 4: Chứng minh số + chia hết cho 11 với số tự nhiên n 10 Thaät vaäy:Ta coù:  - (mod 11)   (mod 11) Xeùt soá dö chia 24n + cho 10 Ta coù: 24  (mod 5)  24n  (mod 5)  2.24n  (mod 10)  24n +  (mod 10)  24n + = 10 k + 2 Neân + = 210k + + =4 210k + = 4.(BS 11 + 1)k + = 4.(BS 11 + 1k) + = BS 11 + 11 chia heát cho 11 Baøi taäp veà nhaø: Baøi 1: CMR: a) 228 – chia heát cho 29 b)Trong caùc soá coù daïng2n – coù voâ soá soá chia heát cho 13 Baøi 2: Tìm soá dö chia A = 2011 + 2212 + 19962009 cho 4n + 4n + CHUYÊN ĐỀ – CÁC BAØI TOÁN VỀ BIỂU THỨC HỮU TỈ Ngày soạn: 01 - - 2011 Ngaøy daïy: - 03 - 2011 A Nhắc lại kiến thức: Các bước rút gọn biểu thức hửu tỉ a) Tìm ĐKXĐ: Phân tích mẫu thành nhân tử, cho tất các nhân tử khác b) Phân tích tử thành nhân , chia tử và mẫu cho nhân tử chung B Baøi taäp: x4  5x2  4 Bài 1: Cho biểu thức A = x  10 x  a) Ruùt goïn A b) tìm x để A = x  7 c) Tìm giaù trò cuûa A Giaûi a)Ñkxñ : x4 – 10x2 +   [(x2)2 – x2] – (9x2 – 9)   x2(x2 – 1) – 9(x2 – 1)   x 1   (x2 – 1)(x2 – 9)   (x – 1)(x + 1)(x – 3)(x + 3)   x 3 Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Tử : x4 – 5x2 + = [(x2)2 – x2] – (x2 – 4) = x2(x2 – 1) – 4(x2 – 1) = (x2 – 1)(x2 – 4) = (x – 1)(x + 1)(x – 2)(x + 2) (x - 1)(x + 1)(x - 2)(x + 2) (x - 2)(x + 2)  (x 1)(x + 1)(x 3)(x + 3) (x - 3)(x + 3)   Với x 1; x thì A = (x - 2)(x + 2) b) A =  (x - 3)(x + 3) =  x  7  x  7   x   c)  (x – 2)(x + 2) =  x =   x 8  x 4  x    x    (x - 2)(x + 2) (4 - 2)(4 + 2) 12   (x 3)(x + 3) (4 3)(4 + 3) * Với x = thì A = * Với x = - thì A không xác định Baøi 2: 2x  7x  12x  45 Cho biểu thức B = 3x  19x  33x  a) Ruùt goïn B b) Tìm x để B > Giaûi a) Phaân tích maãu: 3x3 – 19x2 + 33x – = (3x3 – 9x2) – (10x2 – 30x) + (3x – 9) = (x – 3)(3x2 – 10x + 3) = (x – 3)[(3x2 – 9x) – (x – 3)] = (x – 3)2(3x – 1) Ñkxñ: (x – 3) (3x – 1)   x  vaø x  b) Phân tích tử, ta có: 2x3 – 7x2 – 12x + 45 = (2x3 – 6x2 ) - (x2 - 3x) – (15x - 45) = (x – 3)(2x2 – x – 15) = (x – 3)[(2x2 – 6x) + (5x – 15)] = (x – 3)2(2x + 5) Với x  và x  (x - 3) (2x + 5) 2x + x  x  12 x  45  (x 3) (3x 1) 3x - x  19 x  33 x  Thì B = =    x    3x    x     2 x         3x     x     2 x    2x +  x     c) B >  3x - >   x   x  Baøi Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành  x  1 2x    :   Cho biểu thức C =   x x 1  x  x  a) Rút gọn biểu thức C b) Tìm giá trị nguyên x để giá trị biểu thức B là số nguyên Giaûi a) Ñkxñ: x    x   x   x  2(1  x )   ( x  1)( x  1) 2    :       2x 2x  C =   x x 1  x  x   (1  x)(1  x)  2 b) B coù giaù trò nguyeân x laø soá nguyeân thì x  coù giaù trò nguyeân  x  1  x      x  2   2x – laø Ö(2)   x    x 1  x 0   x 1,5   x  Đối chiếu Đkxđ thì có x = thoả mãn Baøi x3  x  x x x   x2  Cho biểu thức D = a) Rút gọn biểu thức D b) Tìm x nguyên để D có giá trị nguyên c) Tìm giaù trò cuûa D x = Giaûi a) Neáu x + > thì D= x  x  2x x x   x2  Neáu x + < thì x  x  2x x x   x2  x2 = x + neân x  x2  2x x( x  1)( x  2) x2  x   2 = x( x  2)  x  x( x  2)  ( x  2)( x  2) x2 = - (x + 2) neân x  x2  x x( x  1)( x  2) x   =  x( x  2)  x   x( x  2)  ( x  2)( x  2) D= Nếu x + =  x = -2 thì biểu thức D không xác định x2  x x b) Để D có giá trị nguyên thì có giá trị nguyên x - x   x(x - 1)  x2  x   x > -  x > - 2 +) coù giaù trò nguyeân Vì x(x – 1) là tích hai số nguyên liên tiếp nên chia hết cho với x > - x  x   x <   +) coù giaù trò nguyeân Bồi dưỡng HSG  x = 2k  x 2k (k  Z; k < - 1)  x < - 2 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành x2  x 6(6  1) 15 c) Khia x =  x > - neân D = = * Dạng 2: Các biểu thức có tính quy luật Bài 1: Rút gọn các biểu thức 2n     2 (1.2) (2.3)  n(n  1) a) A = Phương pháp: Xuất phát từ hạng tử cuối để tìm quy luật 2n  2n  1  2 2 Ta coù = n (n  1) n (n  1) Neân 1 1 1 1 1 n(n  1)            2 n n ( n  1) (n  1) (n  1)2 A= 2 3   1                   n  b) B =        n(n  1) 2 k  (k  1)(k  1) 1   k k k2 Ta coù Neân 1.3 2.4 3.5 ( n  1)(n  1) 1.3.2.4 (n  1)(n  1) 1.2.3 (n  1) 3.4.5 (n  1) n  n      2 2 2 n n 2.3.4 ( n  1) n 2.3.4 n n 2n B= 1 1 1  150 150 150 150 150              8 11 47 50  47.50 = c) C = 5.8 8.11 11.14 1     50 45 10 = 50  50   1 1 1  1 1             ( n  1) n n( n 1)  ( n  1)n(n  1) =  1.2 2.3 2.3 3.4 d) D = 1.2.3 2.3.4 3.4.5 1 1  (n  1)(n  2)     4n(n  1) 1.2 n ( n  1)   = Baøi 2: m m 2 1 1 A         m n 1; B = n Tính B a) Cho A = Ta coù  n n   1  n n 1   1 n             1 1   (n  1)   n  n  1  n  n  1   n  A= 1  1  1 1 A n         n     nB n  n  1 n  n  1 2  B =n = 1 1 1     (2n - 3).3 (2n - 1).1 ; b) A = 1.(2n - 1) 3.(2n - 3) 1   2n - B=1+ Tính A : B Giaûi Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành   1  1        1  1          2n - 3   2n -   A = 2n   2n -   2n -   1   1        1         2n   2n - 2n -   2n - 2n - 3    1  A         2.B  2n  2n - 2n -  2n B n Baøi taäp veà nhaø Rút gọn các biểu thức sau: 12 32 52 n2 2 2 b)    (n + 1)  1 1  + + (n - 1)n a) 1.2 2.3 1  + + n(n + 1)(n +2) c) 1.2.3 2.3.4 * Dạng 3: Rút gọn; tính giá trị biểu thức thoả mãn điều kiện biến x + =3 x Baøi 1: Cho TÝnh gi¸ trÞ cña c¸c biÓu thøc sau : 1 1 A = x2 + B = x3 + C = x4 + D = x5 + x ; b) x ; c) x ; x a) d) Lêi gi¶i ö æ A = x + =ç x+ ÷ ÷ ç ÷- = - = ç è ø x x a) ; ö æ 1ö æ 1÷ ç B = x + =ç x+ ÷ x+ ÷ ÷ ç ç ÷ ÷= 27 - = 18 ç ç è ø è ø x x x b) ; æ2 ö C = x4 + =ç x + 2÷ ÷ ç ÷- = 49 - = 47 ç è ø x x c) ; 3 æ2 ö æ3 ö 1 ÷ ÷ ç A.B = ç x + x + = x + + x + = D +3 ÷ ÷ ç ç ÷ç ÷ ç è ø è ø x x x x d)  D = 7.18 – = 123 a b c x y z + + =2 + + =2 Baøi 2: Cho a b c (1); x y z (2) 2  b a  c   +  +   z  y Tính giá trị biểu thức D =  x  Từ (1) suy bcx + acy + abz = (3) Từ (2) suy 2  b  ab ac bc  a  c    4    +   +   +  x  z  y  xy xz yz  Thay (3) vaøo (4) ta coù D = – 2.0 = Bồi dưỡng HSG 2  b  ab ac bc  a  c      +   +   4   x  z  y  xy xz yz  (4) Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Baøi a b 2c   a) Cho abc = 2; rút gọn biểu thức A = ab + a + bc + b + ac + 2c + a ab 2c a ab 2c      Ta coù : A = ab + a + abc + ab + a ac + 2c + ab + a + 2 + ab + a ac + 2c + abc a ab 2c a ab ab + a +       1 ab + a + 2 + ab + a c(a + + ab) ab + a + 2 + ab + a a + + ab ab + a + = a2 b2 c2   2 2 2 2 b) Cho a + b + c = 0; rút gọn biểu thức B = a - b - c b - c - a c - b - a Từ a + b + c =  a = -(b + c)  a2 = b2 + c2 + 2bc  a2 - b2 - c2 = 2bc Tương tự ta có: b2 - a2 - c2 = 2ac ; c2 - b2 - a2 = 2ab (Hoán vị vòng quanh), nên a2 b2 c2 a  b3  c3    2abc B = 2bc 2ac 2ab (1) a + b + c =  -a = (b + c)  -a3 = b3 + c3 + 3bc(b + c)  -a3 = b3 + c3 – 3abc  a3 + b3 + c3 = 3abc (2) a  b3  c3 3abc   2abc 2abc (Vì abc  0) Thay (2) vaøo (1) ta coù B = c) Cho a, b, c đôi khác thoả mãn: (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 a2 b2 c2 +  2 Rút gọn biểu thức C = a + 2bc b + 2ac c + 2ab Từ (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2  ab + ac + bc =  a2 + 2bc = a2 + 2bc – (ab + ac + bc) = a2 – ab + bc – ac = (a – b)(a – c) Tương tự: b2 + ac = (b – a)(b – c) ; c2 + 2ab = (c – a)(c – b) a2 b2 c2 a2 b2 c2 +    C = (a - b)(a - c) (b - a)(b - c) (c - a)(c - b) (a - b)(a - c) (a - b)(b - c) (a - c)(b - c) a (b - c) b (a - c) c (b - c) (a - b)(a - c)(b - c)   1 (a b)(a c)(b c) (a b)(a c)(b c) (a b)(a c)(b c) (a b)(a c)(b c) = * Dạng 4: Chứng minh đẳng thức thoả mãn điều kiện biến 1 1 1 + + =2 + + =2 b c Baøi 1: Cho a b c (1); a (2) Chứng minh rằng: a + b + c = abc Từ (1) suy 1 1 1 1   + + +  + + + +  4    4  a b c bc ac  bc ac   ab  ab 1 a+b+c + + 1  1   ab bc ac abc a + b + c = abc 1   + + 2 b c  a 1 1 + + = Baøi 2: Cho a, b, c ≠ vµ a + b + c ≠ tháa m·n ®iÒu kiÖn a b c a + b + c Chứng minh ba số a, b, c có hai số đối Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành + 1 + = b c a +b +c Từ đó suy : a 1 1 1 1 a +b a +b + + = + =0 + + =0 ab c(a + b + c) a b c a + b + c a b c a + b + c Ta cã :   éa + b = éa =- b ê ê c(a + b + c) + ab (a + b) = Û (a + b)(b + c)(c + a) = Û êb + c = Û êb =- c ê ê abc(a + b + c) êc + a = êc =- a ë ë  2009 2009 + 2009 2009 + 2009 2009 2009 = 2009 + 2009 2009 1 + 2009 = 2009 2009 (- c) c a b c a Từ đó suy : a 1 = 2009 = 2009 2009 2009 2009 2009 2009 a +b +c a + (- c) + c a 1 1 + 2009 + 2009 = 2009 2009 2009 b c a + b + c2009  a a b c b c a +   +  c a a b c (1) Baøi 3: Cho b chứng minh : ba số a, b, c tồn hai số 2 2 2 2 Từ (1)  a c + ab + bc = b c + ac + a b  a (b - c) - a(c  b )  bc(c - b) =  (c – b)(a2 – ac = ab + bc) =  (c – b)(a – b)( a – c) =  ñpcm Baøi 4: Cho (a2 – bc)(b – abc) = (b2 – ac)(a – abc); abc  vaø a  b 1 + + =a+b+c Chứng minh rằng: a b c Từ GT  a2b – b2c - a3bc + ab2c2 = ab2 – a2c – ab3c + a2bc2  (a2b – ab2) + (a2c – b2c) = abc2(a – b) + abc(a - b)(a + b)  (a – b)(ab + ac + bc) = abc(a – b)(a + b + c) ab + ac + bc 1 =a+b+c  + + =a+b+c  abc a b c Baøi 5: a b c + + =0 Cho a + b + c = x + y + z = x y z Chứng minh rằng: ax2 + by2 + cz2 = Từ x + y + z =  x2 = (y + z)2 ; y2 = (x + z)2 ; z2 = (y + x)2  ax2 + by2 + cz2 = a(y + z)2 + b(x + z)2 + c (y + x)2 = … = (b + c)x2 + (a + c)y2 + (a + b)z2 + 2(ayz + bxz + cxy) (1) Từ a + b + c =  - a = b + c; - b = a + c; - c = a + b (2) a b c + + =0  ayz + bxz + cxy = (3) Thay (2), (3) vaøo (1); ta coù: Từ x y z 2 ax + by + cz = -( ax2 + by2 + cz2 )  ax2 + by2 + cz2 = Baøi 6: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a b c a b c +  0 +  0 2 (b c) (c a) (a b) b c c a a b Cho ; chứng minh: a b c b  ab + ac - c a b c =   +  0 a-c b-a (a - b)(c - a)  b-c Từ b - c c - a a - b a b  ab + ac - c2  (a - b)(c - a)(b - c) (1) (Nhân hai vế với b - c )  (b - c) b c  bc + ba - a c a  ac + cb - b   2 Tương tự, ta có: (c - a) (a - b)(c - a)(b - c) (2) ; (a - b) (a - b)(c - a)(b - c) (3) Cộng vế (1), (2) và (3) ta có đpcm Baøi 7: b - c c - a  c a b  a-b +  +     a b  a - b b-c c - a  = (1) Cho a + b + c = 0; chứng minh:  c c a b a-b b-c c-a =  ;  =x;  y; z x b-c y c-a z  a-b a b Ñaët c (1)  1 1 + +  9 y z x  x + y + z  1  y+z 1 x+z x + y + +  3   + +  y z y z  (2) x  x Ta coù: y+z b-c c-a c b  bc + ac - a c c(a - b)(c - a - b) c(c - a - b)       x a b a b ab a b ab(a b) ab   Ta laïi coù: c  2c - (a + b + c)  2c2  ab ab (3) =  x + y + z  x + z 2a x + y 2b   bc (4) ; z ac (5) Tương tự, ta có: y Thay (3), (4) vaø (5) vaøo (2) ta coù: 1 1 2c 2a 2b + +  3   x y z   bc ac = + abc (a3 + b3 + c3 ) (6) + ab Từ a + b + c =  a3 + b3 + c3 = 3abc (7) ? 1 1  x + y + z   + +  3 y z x Thay (7) vaøo (6) ta coù: + abc 3abc = + =  x + y + z  Baøi taäp veà nhaø: Baøi 1: 2 x   x   2 x 3 x     : 1  Cho biểu thức A =  x  x  x  5x    x   a) Ruùt goïn A b) Tìm x để A = 0; A > Baøi 2: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành y3  y  y  Cho biểu thức B = y  y  y  a) Ruùt goïn B 2D b) Tìm số nguyên y để 2y + có giá trị nguyên c) Tìm số nguyên y để B  Baøi : 1 yz xz xy + + 0 + + 2 y z cho x y z ; tính giá trị biểu thức A = x xyz xyz xyz + + 3 y z ; vaän duïng a + b + c =  a3 + b3 + c3 = 3abc HD: A = x Baøi 4: a  b  c  +   + 1  +    c  a  Cho a3 + b3 + c3 = 3abc ; Tính giá trị biểu thức A =  b Baøi 5: yz xz x y    0 x y z Cho x + y + z = 0; chứng minh rằng: Baøi 6: a b c   2 x y z Chứng minh xy + yz + xz = Cho a + b + c = a + b + c = 1; CHUYÊN ĐỀ - CÁC BAØI TOÁN VỀ ĐỊNH LÍ TA-LÉT Ngày soạn: 06 – 03 - 2011 Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Ngaøy daïy: 09 - 03 - 2011 A.Kiến thức: Ñònh lí Ta-leùt: * Ñònh lí Taleùt A ABC  AM AN  = MN // BC   AB AC M N C B AM AN MN =  * Heä quaû: MN // BC  AB AC BC B Baøi taäp aùp duïng: Baøi 1: Cho tứ giác ABCD, đường thẳng qua A song song với BC cắt BD E, đường thẳng qua B song song với AD cắt AC G B a) chứng minh: EG // CD A b) Giả sử AB // CD, chứng minh AB2 = CD EG O Giaûi Goïi O laø giao ñieåm cuûa AC vaø BD G E OE OA = a) Vì AE // BC  OB OC (1) OB OG = BG // AC  OD OA (2) C D OE OG = Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: OD OC  EG // CD b) Khi AB // CD thì EG // AB // CD, BG // AD neân AB OA OD CD AB CD =  =    AB2 CD EG EG OG OB AB EG AB Baøi 2: Cho ABC vuông A, Vẽ phía ngoài tam giác đó các tam giác ABD vuông cân B, ACF vuông cân C Gọi H là giao điểm AB và CD, K là giao điểm AC và BF Chứng minh rằng: a) AH = AK b) AH2 = BH CK D Giaûi A Ñaët AB = c, AC = b H F BD // AC (cùng vuông góc với AB) K AH AC b AH b AH b       neân HB BD c HB c HB + AH b + c AH b AH b b.c     AH  c b+c b + c (1) Hay AB b + c Bồi dưỡng HSG B C Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành AB // CF (cùng vuông góc với AC) nên AK AB c AK c AK c       KC CF b KC b KC + AK b + c AK b AK c b.c     AK  b b+c b + c (2) Hay AC b + c Từ (1) và (2) suy ra: AH = AK AH AC b AK AB c AH KC AH KC        b) Từ HB BD c và KC CF b suy HB AK HB AH (Vì AH = AK)  AH2 = BH KC Bài 3: Cho hình bình hành ABCD, đường thẳng a qua A cắt BD, BC, DC theo thứ tự E, K, G Chứng minh rằng: a) AE2 = EK EG 1   b) AE AK AG c) Khi đường thẳng a thay đổi vị trí qua A thì tích BK DG có giá trị không đổi A a B Giaûi a) Vì ABCD laø hình bình haønh vaø K  BC neân b K AD // BK, theo heä quaû cuûa ñònh lí Ta-leùt ta coù: E EK EB AE EK AE = =    AE EK.EG AE ED EG AE EG C G D AE DE AE BE = = b) Ta coù: AK DB ; AG BD neân AE AE BE DE BD   1 1  =   1  AE      1 AK AG BD DB BD  AK AG   AE AK AG (ñpcm) BK AB BK a KC CG KC CG =  = =  = b DG (2) c) Ta coù: KC CG KC CG (1); AD DG BK a =  BK DG = ab DG Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: b không đổi (Vì a = AB; b = AD là độ dài hai cạnh hình bình hành ABCD không đổi) Baøi 4: Cho tứ giác ABCD, các điểm E, F, G, H theo thứ tự chia các cạnh AB, BC, CD, DA theo tỉ số 1:2 Chứng minh rằng: a) EG = FH b) EG vuông góc với FH Giaûi Gọi M, N theo thứ tự là trung điểm CF, DG 1 BM BE BM = = = Ta coù CM = CF = BC  BC  BA BC B E A P H F O Q D M N G C Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành EM BM  =  EM =  EM // AC  AC BE NF CF  = T¬ng tù, ta cã: NF // BD  BD CB AC (1) 2  NF = BD 3 (2) mµ AC = BD (3) Tõ (1), (2), (3) suy : EM = NF (a) T¬ng tù nh trªn ta cã: MG // BD, NH // AC vµ MG = NH = AC (b)  MÆt kh¸c EM // AC; MG // BD Vµ AC  BD  EM  MG  EMG = 90 (4)  FNH = 900 T¬ng tù, ta cã: (5)   Tõ (4) vµ (5) suy EMG = FNH = 90 (c) Tõ (a), (b), (c) suy  EMG =  FNH (c.g.c)  EG = FH b) Gäi giao ®iÓm cña EG vµ FH lµ O; cña EM vµ FH lµ P; cña EM vµ FN lµ Q th×        PQF = 900  QPF + QFP = 900 mµ QPF = OPE (đối đỉnh), OEP = QFP (  EMG =  FNH)   Suy EOP = PQF = 90  EO  OP  EG  FH Bµi 5: Cho hình thang ABCD có đáy nhỏ CD Từ D vẽ đờng thẳng song song với BC, cắt AC M và AB K, Từ C vẽ đờng thẳng song song với AD, cắt AB F, qua F ta lại vẽ đờng th¼ng song song víi AC, c¾t BC t¹i P Chøng minh r»ng a) MP // AB b) Ba đờng thẳng MP, CF, DB đồng quy Gi¶i CP AF = a) EP // AC  PB FB (1) CM DC = AK // CD  AM AK (2) D C c¸c tø gi¸c AFCD, DCBK la c¸c h×nh b×nh hµnh nªn AF = DC, FB = AK (3) CP CM  KÕt hîp (1), (2) vµ (3) ta cã PB AM  MP // AB I M P (Định lí Ta-lét đảo) (4) CP CM A  PB AM b) Gäi I lµ giao ®iÓm cña BD vµ CF, ta cã: = DC DC  AK FB DC DI CP DI   Mµ FB IB (Do FB // DC)  PB IB  IP // DC // AB (5) K F B Từ (4) và (5) suy : qua P có hai đờng thẳng IP, PM cùng song song với AB // DC nên theo tiên đề Ơclít thì ba điểm P, I, M thẳng hang hay MP qua giao điểm CF và DB hay ba đờng thẳng MP, CF, DB đồng quy Bµi 6:  Cho  ABC có BC < BA Qua C kẻ đờng thẳng vuông goác với tia phân giác BE ABC ; đờng thẳng này cắt BE F và cắt trung tuyến BD G Chứng minh đoạn thẳng EG bÞ ®o¹n th¼ng DF chia lµm hai phÇn b»ng Gi¶i Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Gäi K lµ giao ®iÓm cña CF vµ AB; M lµ giao ®iÓm cña DF vµ BC  KBC có BF vừa là phân giác vừa là đờng cao nên  KBC c©n t¹i B  BK = BC vµ FC = FK Mặt khác D là trung điểm AC nên DF là đờng trung bình cña  AKC  DF // AK hay DM // AB Suy M lµ trung ®iÓm cña BC B M K G F A D E C DF = AK (DF là đờng trung bình  AKC), ta có BG BK BG BK 2BK = =  GD DF ( DF // BK)  GD DF AK (1) CE DC - DE DC AD CE AE - DE DC AD    1 1    1 1 DE DE DE DE DE DE Mæt kh¸c DE (V× AD = DC)  DE CE AE - DE AE AB AE AB   1  2 2 DE DE DF Hay DE (v× DE = DF : Do DF // AB) CE AK + BK 2(AK + BK) CE 2(AK + BK) 2BK   2 2   2 DE AK AK AK Suy DE (Do DF = AK)  DE (2) BG CE Tõ (1) vµ (2) suy GD = DE  EG // BC OG OE  FO  = =  MB  FM   OG = OE Gäi giao ®iÓm cña EG vµ DF lµ O ta cã MC Bµi tËp vÒ nhµ Bµi 1: Cho tø gi¸c ABCD, AC vµ BD c¾t t¹i O §êng th¼ng qua O vµ song song víi BC c¾t AB E; đờng thẳng song song với CD qua O cắt AD F a) Chøng minh FE // BD b) Từ O kẻ các đờng thẳng song song với AB, AD cắt BD, CD G và H Chøng minh: CG DH = BG CH Bµi 2: Cho hình bình hành ABCD, điểm M thuộc cạnh BC, điểm N thuộc tia đối tia BC cho BN = CM; các đờng thẳng DN, DM cắt AB theo thứ tự E, F Chøng minh: a) AE2 = EB FE  AN    b) EB =  DF  EF Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành CHUYÊN ĐỀ – CÁC BAØI TOÁN SỬ DỤNG ĐỊNH LÍ TALÉT VAØ TÍNH CHẤT ĐƯỜNG PHÂN GIÁC Ngày soạn: 07 – - 2011 Ngaøy daïy: - 03 - 2011 A Kiến thức: Ñònh lí Ta-leùt: A ABC  AM AN  = MN // BC   AB AC * Ñònh lí Taleùt AM AN MN =  * Heä quaû: MN // BC  AB AC BC Tính chất đường phân giác: M N C B BD AB = AC  ABC ,AD laø phaân giaùc goùc A  CD BD' AB = AC AD’là phân giác góc ngoài A: CD' A B B Baøi taäp vaän duïng Baøi 1: Cho  ABC coù BC = a, AB = b, AC = c, phaân giaùc AD a) Tính độ dài BD, CD D C A D' B C AI b) Tia phân giác BI góc B cắt AD I; tính tỉ số: ID Giaûi A BD AB c    a) AD laø phaân giaùc cuûa BAC neân CD AC b BD c BD c ac     BD =  CD + BD b + c a b+c b+c ac ab Do đó CD = a - b + c = b + c AI AB ac b+c  c :  ABC b+c a b) BI laø phaân giaùc cuûa neân ID BD I B Bồi dưỡng HSG D C a Baøi 2:  Cho  ABC, coù B < 600 phaân giaùc AD a) Chứng minh AD < AB b) Gọi AM là phân giác  ADC Chứng minh BC > DM Giaûi   +C   A 1800 - B ADB = C  + A 600 > 2 a)Ta coù = c b A C M D B Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành     ADB >B AD < AB b) Goïi BC = a, AC = b, AB = c, AD = d Trong  ADC, AM laø phaân giaùc ta coù DM AD DM AD DM AD = =  = CM AC  CM + DM AD + AC CD AD + AC abd CD.AD CD d ab   DM = AD + AC b + d ; CD = b + c ( Vaän duïng baøi 1)  DM = (b + c)(b + d) 4abd Để c/m BC > DM ta c/m a > (b + c)(b + d) hay (b + d)(b + c) > 4bd (1) Thật : c > d  (b + d)(b + c) > (b + d)2  4bd Bất đẳng thức (1) c/m Baøi 3: Cho  ABC, trung tuyeán AM, caùc tia phaân giaùc cuûa caùc goùc AMB , AMC caét AB, AC theo thứ tự D và E A a) Chứng minh DE // BC b) Cho BC = a, AM = m Tính độ dài DE c) Tìm tập hợp các giao diểm I AM và DE  ABC có I E BC cố định, AM = m không đổi D d)  ABC có điều kiện gì thì DE là đường trung bình nó Giaûi B C M DA MB   a) MD laø phaân giaùc cuûa AMB neân DB MA (1) EA MC  AMC ME laø phaân giaùc cuûa neân EC MA (2) DA EA  Từ (1), (2) và giả thiết MB = MC ta suy DB EC  DE // BC x mDE AD AI x  x = 2a.m    m a + 2m b) DE // BC  BC AB AM Ñaët DE = x  a a.m c) Ta có: MI = DE = a + 2m không đổi  I luôn cách M đoạn không đổi nên a.m tập hợp các điểm I là đường tròn tâm M, bán kính MI = a + 2m (Trừ giao điểm nó với BC d) DE là đường trung bình  ABC  DA = DB  MA = MB   ABC vuông A Baøi 4: Cho  ABC ( AB < AC) caùc phaân giaùc BD, CE a) Đường thẳng qua D và song song với BC cắt AB K, chứng minh E nằm B và K Bồi dưỡng HSG A K D E M B C Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành b) Chứng minh: CD > DE > BE Giaûi a) BD laø phaân giaùc neân AD AB AC AE AD AE = < =   DC BC BC EB DC EB (1) AD AK  Maët khaùc KD // BC neân DC KB (2) AK AE AK + KB AE + EB AB AB      KB > EB KB EB  KB EB Từ (1) và (2) suy KB EB  E nằm K và B     = KDB b) Goïi M laø giao ñieåm cuûa DE vaø CB Ta coù CBD = KDB (so le trong)  KBD        KBD  EBD  KDB EDB EDB EDB mà E nằm K và B nên > > > EB < DE           Ta laïi coù CBD + ECB = EDB + DEC  DEC > ECB  DEC > DCE (Vì DCE = ECB ) Suy ra: CD > ED  CD > ED > BE Bài 5: Cho  ABC Ba đường phân giác AD, BE, CF Chứng minh DB EC FA 1 DC EA FB a H A F 1 1 1      b AD BE CF BC CA AB Giaûi E B DB AB =  AC (1) a)AD là đường phân giác BAC nên ta có: DC EC BC FA CA = = BA (2) ; FB CB (3) Tương tự: với các phân giác BE, CF ta có: EA DB EC FA AB BC CA = AC BA CB = Từ (1); (2); (3) suy ra: DC EA FB D C b) §Æt AB = c , AC = b , BC = a , AD = da Qua C kẻ đờng thẳng song song với AD , cắt tia BA H BA.CH c.CH c AD BA AD    CH  BH BA + AH b + c Theo §L TalÐt ta cã: CH BH  2bc   b  c          da      d a 2bc  b c  da  b c  bc Do CH < AC + AH = 2b nªn: 1 1     d 2 a c b Chøng minh t¬ng tù ta cã : Vµ Bồi dưỡng HSG 1 1     dc  a b  Nªn: 1 1   1   1   1                         d a db d c  a b c  d a d b d c   b c   a c   a b   Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 1 1 1      d a db d c a b c ( ®pcm ) Bµi tËp vÒ nhµ Cho  ABC coù BC = a, AC = b, AB = c (b > c), caùc phaân giaùc BD, CE a) Tính độ dài CD, BE suy CD > BE b) Vẽ hình bình hành BEKD Chứng minh: CE > EK c) Chứng minh CE > BD  CHUYÊN ĐỀ 10 – CÁC BAØI TOÁN VỀ TAM GIÁC ĐỒNG DẠNG Ngày soạn:15 – - 2010 Ngaøy daïy: 18 - 03 - 2011 A Kiến thức: * Tam giác đồng dạng: a) trường hợp thứ nhất: (c.c.c)  ABC AB AC BC = = A’B’C’  A'B' A'C' B'C' b) trường hợp thứ nhất: (c.g.c)  ABC AB AC =  = A'  A’B’C’  A'B' A'C' ; A c Trường hợp đồng dạng thứ ba (g.g)  = A'  B   ABC A’B’C’  A ;  = B' SA'B'C' A'H' AH; A’H’là hai đường cao tương ứng thì: AH = k (Tỉ số đồng dạng); SABC =K B Baøi taäp aùp duïng Baøi 1:   Cho  ABC coù B = C , AB = cm, BC = 10 cm a)Tính AC b)Nếu ba cạnh tam giác trên là ba số tự nhiên liên tiếp thì moãi caïnh laø bao nhieâu? Giaûi Caùch 1: Trên tia đối tia BA lấy điểm E cho:BD = BC A B AC AD   ACD  ABC (g.g)  AB AC  AC2 AB AD =AB.(AB + BD) = AB(AB + BC) = 8(10 + 8) = 144  AC = 12 cm C D Caùch 2:  Veõ tia phaân giaùc BE cuûa ABC   ABE Bồi dưỡng HSG E  ACB Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành AB AE BE AE + BE AC =     AC2 = AB(AB + CB) AC AB CB AB + CB AB + CB = 8(8 + 10) = 144  AC = 12 cm b) Gọi AC = b, AB = a, BC = c thì từ câu a ta có b2 = a(a + c) (1) Vì b > anên có thể b = a + b = a + + Neáu b = a + thì (a + 1)2 = a2 + ac  2a + = ac  a(c – 2) =  a = 1; b = 2; c = 3(loại) + Neáu b = a + thì a(c – 4) = - Với a = thì c = (loại) - Với a = thì c = (loại) - với a = thì c = ; b = Vaäy a = 4; b = 5; c = Baøi 2: Cho  ABC cân A, đường phân giác BD; tính BD bieát BC = cm; AC = 20 cm Giaûi A D CD BC =  Ta coù AD AC  CD = cm vaø BC = cm B C Bài toán trở bài Baøi 3: Cho  ABC cân A và O là trung điểm BC Một điểm O di động trên AB, lấy CE = OB2 BD Chứng minh ñieåm E treân AC cho a)  DBO  OCE b)  DOE  DBO  OCE c) DO, EO là phân giác các góc BDE, CED d) khoảng cách từ O đến đoạn ED không đổi D di động trên AB Giaûi a) Từ CE = CE OB OB2 =  =C  BD  OB BD vaø B (gt)   DBO  OCE  3= E  O b) Từ câu a suy A (1)    Vì B, O ,C thaúng haøng neân O3 + DOE  EOC 180 (2)    tam giaùc EOC thì E + C  EOC 180 (3) E    Từ (1), (2), (3) suy DOE B C DO OE = OC (Do  DBO  OCE)  DOE vaø  DBO coù DB DO OE =    vaø DB OB (Do OC = OB) vaø DOE B C Bồi dưỡng HSG I D H B O C Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành neân  DOE  DBO  OCE  1=D  2 D c) Từ câu b suy DO laø phaân giaùc cuûa caùc goùc BDE   Củng từ câu b suy E1 = E EO là phân giác các góc CED c) Gọi OH, OI là khoảng cách từ O đến DE, CE thì OH = OI, mà O cố định nên OH không đổi  OI không đổi D di động trên AB Bài 4: (Đề HSG huyện Lộc hà – năm 2007 – 2008) Cho  ABC caân taïi A, coù BC = 2a, M laø trung ñieåm BC, laáy D, E thuoäc AB, AC   =B cho DME a) Chứng minh tích BD CE không đổi  b)Chứng minh DM là tia phân giác BDE A c) Tính chu vi  AED  ABC là tam giác Giaûi        =B a) Ta coù DMC = DME + CME = B + BDM , maø DME (gt)     nên CME = BDM , kết hợp với B = C (  ABC cân A) suy  BDM  CME (g.g) BD BM =  BD CE = BM CM = a  CM CE không đổi DM BD DM BD =  = b)  BDM  CME  ME CM ME BM   = BMD (do BM = CM)   DME  DBM (c.g.c)  MDE  BDE E I D H K B M C hay DM laø tia phaân giaùc cuûa  c) chứng minh tương tự ta có EM là tia phân giác DEC keû MH  CE ,MI  DE, MK  DB thì MH = MI = MK   DKM =  DIM  DK =DI   EIM =  EHM  EI = EH Chu vi  AED laø PAED = AD + DE + EA = AK +AH = 2AH (Vì AH = AK) MC a   ABC là tam giác nên suy  CME củng là tam giác CH =  AH = 1,5a  PAED = AH = 1,5 a = 3a Baøi 5: Cho tam giaùc ABC, trung tuyeán AM Qua ñieåm D thuoäc caïnh BC, vẽ đường thẳng song song với AM, cắt AB, AC E và F a) chứng minh DE + DF không đổi D di động trên BC b) Qua A vẽ đường thẳng song song với BC, cắt FE K Chứng minh K là trung điểm FE Giaûi DE BD BD =  DE = AM BM a) DE // AM  AM BM (1) Bồi dưỡng HSG F K A E B D M C Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành DF CD CD CD =  DF = AM = AM CM BM DF // AM  AM CM (2) Từ (1) và (2) suy CD  BC  BD + AM = 2AM   AM = BM  BM  BM không đổi FK KA = b) AK // BC suy  FKA  AMC (g.g)  AM CM (3) EK KA EK KA EK KA EK KA EK KA =  =  =     ED BD ED + EK BD + KA KD BD + DM AM BM AM CM (2) BD CD AM + AM BM DE + DF = BM = (Vì CM = BM) FK EK  Từ (1) và (2) suy AM AM  FK = EK hay K là trung điểm FE Bài 6: (Đề HSG huyện Thạch hà năm 2003 – 2004)  Cho hình thoi ABCD cạnh a có A = 60 , đường thẳng qua C cắt tia đối caùc tia BA, DA taïi M, N a) Chứng minh tích BM DN có giá trị không đổi b) Goïi K laø giao ñieåm cuûa BN vaø DM Tính soá ño cuûa goùc BKD Giaûi M MB CM = a) BC // AN  BA CN (1) CM AD = CD// AM  CN DN (2) B Từ (1) và (2) suy MB AD =  MB.DN = BA.AD = a.a = a BA DN   b)  MBD vaø  BDN coù MBD = BDN = 1200 MB MB CM AD BD =  =  BD BA CN DN DN (Do ABCD laø hình thoi  = 600 A    coù neân AB = BC = CD = DA) MBD C A K N D BDN         = BDK Suy M1 = B1  MBD vaø  BKD coù BDM vaø M1 = B1 neân BKD = MBD = 120 Baøi 7: Cho hình bình hành ABCD có đường chéo lớn AC,tia Dx cắt SC, AB, BC I, M, N Vẽ CE vuông góc với AB, CF vuông góc với AD, BG vuông góc với AC Gọi K là điểm đối xứng với D qua I Chứng minh a) IM IN = ID2 KM DM = b) KN DN Bồi dưỡng HSG F D M K A C I G B E N Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành c) AB AE + AD AF = AC2 Giaûi IM CI = a) Từ AD // CM  ID AI (1) CI ID  Từ CD // AN  AI IN (2) IM ID Từ (1) và (2) suy ID = IN hay ID2 = IM IN DM CM DM CM DM CM =  =  = CB (3) b) Ta coù MN MB MN + DM MB + CM DN Từ ID = IK và ID2 = IM IN suy IK2 = IM IN IK IN IK - IM IN - IK KM KN KM IM KM IM CM CM =  =  =  = =    IM IK IM IK IM IK KN IK  KN ID AD CB (4) KM DM = Từ (3) và (4) suy KN DN AE AC =  AB.AE = AC.AG c) Ta coù  AGB  AEC  AG AB  AB AE = AG(AG + CG) (5) AF CG CG =  CB AD (vì CB = AD)  CGB  AFC  AC  AF AD = AC CG  AF AD = (AG + CG) CG (6) Coäng (5) vaø (6) veá theo veá ta coù: AB AE + AF AD = (AG + CG) AG + (AG + CG) CG  AB AE + AF AD = AG2 +2.AG.CG + CG2 = (AG + CG)2 = AC2 Vaäy: AB AE + AD AF = AC2 Baøi taäp veà nhaø Baøi Cho Hình bình hành ABCD, đường thẳng cắt AB, AD, AC E, F, G AB AD AC + = Chứng minh: AE AF AG HD: Keû DM // FE, BN // FE (M, N thuoäc AC) Baøi 2: Qua đỉnh C hình bình hành ABCD, kẻ đường thẳng cắt BD, AB, AD E, G, F chứng minh: FE a) DE = EG BE2 b) CE2 = FE GE (Gợi ý: Xét các tam giác DFE và BCE, DEC và BEG) Baøi Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Cho tam giác ABC vuông A, đường cao AH, trung tuyến BM, phân giác CD cắt điểm Chứng minh BH CM AD 1 a) HC MA BD b) BH = AC CHUYÊN ĐỀ 11 – PHƯƠNG TRÌNH BẬC CAO Ngày soạn: 27 - 03 - 2011 Ngaøy daïy: - 03 - 2011 A.Muïc tieâu: * Củng cố, ôn tập kiến thức và kỹ giải các Pt bậc cao cách phân tích thành nhân tử * Khắc sâu kỹ phân tích đa thức thành nhân tử và kỹ giải Pt B Kiến thức và bài tập: I Phöông phaùp: * Cách 1: Để giải các Pt bậc cao, ta biến đổi, rút gọn để dưa Pt dạng Pt có vế trái là đa thức bậc cao, vế phải 0, vận dụng các phương pháp phân tích đa thức thành nhân tử để đưa Pt dạng pt tích để giải * Caùch 2: Ñaët aån phuï II Caùc ví duï: 1.Ví duï 1: Giaûi Pt a) (x + 1)2(x + 2) + (x – 1)2(x – 2) = 12   2x3 + 10x = 12  x3 + 5x – =  (x3 – 1) + (5x – 5)  (x – 1)(x2 + x + 6) = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành  x - =   x + x + =  x =  2  23    x +   23 0  x 1   x +   0   2 2 (Vì  voâ nghieäm) b) x4 + x2 + 6x – = (1) Vế phải Pt là đa thức có tổng các hệ số 0, nên có nghiệm x = nên có nhân tử là x – 1, ta có (1)  (x4 – x3) + (x3 – x2) + (2x2 – 2x) + (8x – 8) =   (x – 1)(x3 + x2 + 2x + 8)  (x – 1)[(x3 + 2x2) – (x2 + 2x) + (4x – 8) ] =  (x – 1)[x2(x + 2) – x(x + 2) + 4(x + 2) =  (x – 1)(x + 2)(x2 – x + 4) = c) (x – 1)3 + (2x + 3)3 = 27x3 +  x3 – 3x2 + 3x – + 8x3 + 36x2 + 54x + 27 – 27x3 – =  - 18x3 + 33x2 + 57 x + 18 =  6x3 - 11x2 - 19x - = (2) Ta thấy Pt có nghiệm x = 3, nên vế trái có nhân tử x – 3: (2)  (6x3 – 18x2) + (7x2 – 21x) + (2x – 6) =  6x2(x – 3) + 7x(x – 3) + 2(x – 3) =  (x – 3)(6x2 + 7x + 2) =  (x – 3)[(6x2 + 3x) + (4x + 2)] =  (x – 3)[3x(2x + 1) + 2(2x + 1)] =  (x – 3)(2x + 1)(3x + 2) d) (x2 + 5x)2 – 2(x2 + 5x) = 24  [(x2 + 5x)2 – 2(x2 + 5x) + 1] – 25 =  (x2 + 5x - 1)2 – 25 =  (x2 + 5x - + 5)( (x2 + 5x - – 5) =  (x2 + 5x + 4) (x2 + 5x – 6) =  [(x2 + x) +(4x + 4)][(x2 – x) + (6x – 6)] =  (x + 1)(x + 4)(x – 1)(x + 6) = e) (x2 + x + 1)2 = 3(x4 + x2 + 1)  (x2 + x + 1)2 - 3(x4 + x2 + 1) =  (x2 + x + 1)2 – 3(x2 + x + 1)( x2 - x + 1) =  ( x2 + x + 1)[ x2 + x + – 3(x2 - x + 1)] =  ( x2 + x + 1)( -2x2 + 4x - 2) =  (x2 + x + 1)(x2 – 2x + 1) =  ( x2 + x + 1)(x – 1)2 = f) x5 = x4 + x3 + x2 + x +  (x5 – 1) – (x4 + x3 + x2 + x + 1) =  (x – 1) (x4 + x3 + x2 + x + 1) – (x4 + x3 + x2 + x + 1) =  (x – 2) (x4 + x3 + x2 + x + 1) = +) x – =  x = +) x4 + x3 + x2 + x + =  (x4 + x3) + (x + 1) + x2 =  (x + 1)(x3 + 1) + x2 = 1  (x + 1) (x – x + 1) + x =  (x + 1) [(x – 2.x + ) + ] + x2 = 2   1  1  x + + x +       + 2  2   2    (x + 1)2   + x = Voâ nghieäm vì (x + 1) nhöng 2 2 khoâng xaåy daáu baèng Baøi 2: a) (x2 + x - 2)( x2 + x – 3) = 12  (x2 + x – 2)[( x2 + x – 2) – 1] – 12 =  (x2 + x – 2)2 – (x2 + x – 2) – 12 = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Ñaët x2 + x – = y Thì (x2 + x – 2)2 – (x2 + x – 2) – 12 =  y2 – y – 12 =  (y – 4)(y + 3) = * y – =  x2 + x – – =  x2 + x – =  (x2 + 3x) – (2x + 6) =  (x + 3)(x – 2) = * y + =  x2 + x – + =  x2 + x + = (voâ nghieäm) b) (x – 4)( x – 5)( x – 6)( x – 7) = 1680  (x2 – 11x + 28)( x2 – 11x + 30) = 1680 Ñaët x2 – 11x + 29 = y , ta coù: (x2 – 11x + 28)( x2 – 11x + 30) = 1680  (y + 1)(y – 1) = 1680  y2 = 1681  y =  41 y = 41  x2 – 11x + 29 = 41  x2 – 11x – 12 = (x2 – x) + (12x – 12) =  (x – 1)(x + 12) = 11 121 159 * y = - 41  x – 11x + 29 = - 41  x – 11x + 70 =  (x – 2x + )+ = 2 c) (x2 – 6x + 9)2 – 15(x2 – 6x + 10) = (3) Ñaët x2 – 6x + = (x – 3)2 = y  0, ta coù (3)  y2 – 15(y + 1) – =  y2 – 15y – 16 =  (y + 1)(y – 15) = Với y + =  y = -1 (loại) Với y – 15 =  y = 15  (x – 3)2 = 16  x – =  +x–3=4  x=7 +x–3=-4 x=-1 d) (x2 + 1)2 + 3x(x2 + 1) + 2x2 = (4) Ñaët x2 + = y thì (4)  y2 + 3xy + 2x2 =  (y2 + xy) + (2xy + 2x2) =  (y + x)(y + 2x) = +) x + y =  x2 + x + = : Voâ nghieäm +) y + 2x =  x2 + 2x + =  (x + 1)2 =  x = - Baøi 3: a) (2x + 1)(x + 1)2(2x + 3) = 18  (2x + 1)(2x + 2)2(2x + 3) = 72 (1) Ñaët 2x + = y, ta coù (1)  (y – 1)y2(y + 1) = 72  y2(y2 – 1) = 72  y4 – y2 – 72 = Ñaët y2 = z  Thì y4 – y2 – 72 =  z2 – z – 72 =  (z + 8)( z – 9) = * z + =  z = - (loại) * z – =  z =  y2 =  y =   x = b) (x + 1)4 + (x – 3)4 = 82 (2) Ñaët y = x –  x + = y + 2; x – = y – 2, ta coù (2)  (y + 2)4 + (y – 2)4 = 82  y4 +8y3 + 24y2 + 32y + 16 + y4 - 8y3 + 24y2 - 32y + 16 = 82  2y4 + 48y2 + 32 – 82 =  y4 + 24y2 – 25 = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Ñaët y2 = z   y4 + 24y2 – 25 =  z2 + 24 z – 25 =  (z – 1)(z + 25) = +) z – =  z =  y = 1  x = 0; x = +) z + 25 =  z = - 25 (loại) a+b Chú ý: Khi giải Pt bậc dạng (x + a)4 + (x + b)4 = c ta thường đặt ẩn phụ y = x + c) (4 – x)5 + (x – 2)5 = 32  (x – 2)5 – (x – 4)5 = 32 Ñaët y = x –  x – = y + 1; x – = y – 1; ta coù: (x – 2)5 – (x – 4)5 = 32  (y + 1)5 - (y – 1)5 = 32  y5 + 5y4 + 10y3 + 10y2 + 5y + – (y5 - 5y4 + 10y3 - 10y2 + 5y - 1) – 32 =  10y4 + 20y2 – 30 =  y4 + 2y2 – = Ñaët y2 = z   y4 + 2y2 – =  z2 + 2z – =  (z – 1)(z + 3) = d) (x - 7)4 + (x – 8)4 = (15 – 2x)4 Ñaët x – = a; x – = b ; 15 – 2x = c thì - c = 2x – 15  a + b = - c , Neân (x - 7)4 + (x – 8)4 = (15 – 2x)4  a4 + b4 = c4  a4 + b4 - c4 =  a4 + b4 – (a + b)4 =   2 4ab   a + b  + b   16   4ab(a2 + ab + b2) =    =  4ab =   b  a + b +  16  nhöng khoâng xaåy daáu baèng)  ab =  x = 7; x = (Vì   1    x     x -   36 0 x  x  e) 6x4 + 7x3 – 36x2 – 7x + =   1 xx2  x =y  x = y2 + , thì (Vì x = khoâng laø nghieäm) Ñaët  1    x     x -   36 0 x  x    6(y2 + 2) + 7y – 36 =  6y2 + 7y – 24 =  (6y2 – 9y) + (16y – 24) =  (3y + )(2y – 3) = xx +) 3y + =  y = -  xx +) 2y – =  y =  x = - x + =   3x - =   x =   = -   (x + 3)(3x – 1) =  x = x - =   2x + =   x = -   =   (2x + 1)(x – 2) =  Bài 4: Chứng minh rằng: các Pt sau vô nghiệm a) x4 – 3x2 + 6x + 13 =  ( x4 – 4x2 + 4) +(x2 + 6x + 9) =  (x2 – 2)2 + (x + 3)2 = Vế trái (x2 – 2)2 + (x + 3)2  không đồng thời xẩy x2 = và x = -3 b) x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + =  (x – 1)( x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + 1) =  x7 – =  x = x = khoâng laø nghieäm cuûa Pt x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + = Baøi taäp veà nhaø: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Baøi 1: Giaûi caùc Pt a)(x2 + 1)2 = 4(2x – 1) HD: Chuyển vế, triển khai (x2 + 1)2, phân tích thành nhân tử: (x – 1)2(x2 + 2x + 5) = b) x(x + 1)(x + 2)(x + 3) = 24 (Nhân nhân tử với nhau, áp dụng PP đặt ẩn phụ) c) (12x + 7)2(3x + 2)(2x + 1) = (Nhân vế với 24, đặt 12x + = y) d) (x2 – 9)2 = 12x + (Thêm, bớt 36x2) e) (x – 1)4 + (x – 2)4 = ( Ñaët y = x – 1,5; Ñs: x = 1; x = 2) f) (x – 1)5 + (x + 3)5 = 242(x + 1) (Ñaët x + = y; Ñs:0; -1; -2 ) g) (x + 1)3 + (x - 2)3 = (2x – 1)3 Ñaët x + = a; x – = b; - 2x = c thì a + b + c =  a3 + b3 + c3 = 3abc x+ x ) h) 6x4 + 5x3 – 38x2 + 5x + = (Chia veá cho x2; Ñaët y = i) x5 + 2x4 + 3x3 + 3x2 + 2x + = (Vế trái là đa thức có tổng các hệ số bậc chẵn baèng toång caùc heä soá baäc leû ) Bài 2: Chứng minh các pt sau vô nghiệm a) 2x4 – 10x2 + 17 = (Phaân tích veá traùi thaønh toång cuûa hai bình phöông) b) x4 – 2x3 + 4x2 – 3x + = (Phân tích vế trái thành tích đa thức có giá trị không âm ) CHUYÊN ĐỀ 12 – VẼ ĐƯỜNG THẲNG SONG SONG ĐỂ TẠO THAØNH CÁC CẶP ĐOẠN THẲNG TỶ LỆ Ngày soạn: 01 – - 2011 Ngaøy daïy: - 04 - 2011 A Phöông phaùp: Trong các bài tập vận dụng định lí Talét Nhiều ta cần vẽ thêm đường phlà đường thẳng song song với đường thẳng cho trước, Đây là cách vẽ đường phụ ïhay dùng, vì nhờ đó mà tạo thành các cặp đoạn thẳng tỉ lệ B Caùc ví duï: A E F 1) Ví duï 1: Treân caùc caïnh BC, CA, AB cuûa tam giaùc ABC, laáy töông Q R ứng các điểm P, Q, R cho ba đường thẳng AP, BQ, CR O caét taïi moät ñieåm AR BP CQ 1 Chứng minh: RB PC QA (Ñònh lí Ceâ – va) Giaûi Qua A kẻ đường thẳng song song với BC cắt các đường Bồi dưỡng HSG B P C Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành thaúng CR, BQ taïi E, F Goïi O laø giao ñieåm cuûa AP, BQ, CR AR AE = BC (a)  ARE  BRC  RB BP OP = OA (1)  BOP  FOA  FA PC PO =  AO (2)  POC  AOE  AE BP PC BP FA =   Từ (1) và (2) suy ra: FA AE PC AE (b) CQ BC = FA (c)  AQF  CQB  AQ AR BP CQ AE FA BC  1 RB PC QA BC AE FA Nhaân (a), (b), (c) veá theo veá ta coù: AR BP CQ 1 RB PC QA * Đảo lại: Nếu thì bai đường thẳng AP, BQ, CR đồng quy 2) Ví duï 2: Một đường thăng cắt các cạnh( phần kéo dài các cạnh) tam giác ABC taïi P, Q, R RB.QA.PC 1 RA.CQ.BP Chứng minh rằng: (Ñònh lí Meâ-neâ-la-uyùt) R Giaûi: Qua A kẻ đường thẳng song song với BC cắt PR E Ta có  RAE  AQE A RB BP = AE (a)  RBP  RA QA AE = CP (b)  CQP  QC E Q Nhân vế theo vế các đẳng thức (a) và (b) ta có RB QA BP AE = RA QC AE CP (1) B P C RB PC QA BP AE PC PC = 1 Nhân hai vế đẳng thức (1) với BP ta có: RA BP QC AE CP BP RB.QA.PC 1 Đảo lại: Nếu RA.CQ.BP thì ba ñieåm P, Q, R thaúng haøng 3) Ví duï 3: Cho tam giác ABC, trung tuyến AM Gọi I là điểm trên cạnh BC Đường thẳng qua I song song với AC cắt AB K; đường thẳng qua I song song với AB cắt AC, AM theo thứ tự D, E Chứng minh DE = BK Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Giaûi Qua M keû MN // IE (N  AC).Ta coù: A DE AE DE MN =   MN AN AE AN (1) MN // IE, maø MB = MC  AN = CN (2) DE MN  Từ (1) và (2) suy AE CN (3) MN CN MN AB    Ta laïi coù AB AC CN AC (4) DE AB  Từ (4) và (5) suy AE AC (a) BK AB  Tương tự ta có: KI AC (6) E N K D B I Vì KI // AC, IE // AC nên tứ giác AKIE là hình bình hành neân KI = AE (7) C M K BK BK AB   Từ (6) và (7) suy KI AE AC (b) DE BK   Từ (a) và (b) suy AE AE DE = BK I F 4) Ví duï 4: Đường thẳng qua trung điểm cạnh đối AB, CD tứ giác ABCD cắt các đường thẳng AD, BC theo thứ tự I, K Chứng minh: IA KC = ID KB Giaûi Gọi M, N theo thứ tự là trung điểm AB, CD Ta coù AM = BM; DN = CN Vẽ AE, BF song song với CD  AME =  BMF (g.c.g)  AE = BF B M A E D N C IA AE BF =  Theo ñònh lí Taleùt ta coù: ID DN CN (1) KB BF = Cuûng theo ñònh lí Taleùt ta coù: KC CN (2) IA KB = Từ (1) và (2) suy ID KC  IA KC = ID KB 5) Ví duï 5:  Cho xOy , các điểm A, B theo thứ tự chuyển động trên các tia Ox, Oy cho 1 +  OA OB k (k là số) Chứng minh AB luôn qua điểm cố định Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Giaûi  Vẽ tia phân giác Oz xOy cắt AB C vẽ CD // OA   y B z  (D  OB)  DOC = DCO = AOC   COD caân taïi D  DO = DC D C CD BD CD OB - CD =   OB Theo ñònh lí Taleùt ta coù OA OB OA CD CD 1  1     OA OB OA OB CD (1) 1 +  Theo giaû thieát thì OA OB k (2) O A x Từ (1) và (2) suy CD = k , không đổi Vaäy AB luoân ñi qua moät ñieåm coá ñònh laø C cho CD = k vaø CD // Ox , D  OB 6) Ví duï 6: Cho điểm M di động trên đáy nhỏ AB hình thang ABCD, Gọi O là giao điểm hai caïnh beân DA, CB Goïi G laø giao ñieåm cuûa OA vaø I P O K CM, H là giao điểm OB và DM Chứng minh OG OH + rằng: Khi M di động trên AB thì tổng GD HC G không đổi Giaûi Qua O kẻ đường thẳng song với AB cắt CM, DM theo thứ tự I và K Theo định lí Talét ta có: OG OI OH OK OG OH OI OK IK   +    GD CD ; HC CD  GD HC CD CD CD OG OH IK  +  GD HC CD (1) A D H F B M Q C Qua M vẽ đường thẳng vuông góc với AB cắt IK, CD theo thứ tự P và Q, ta có: IK MP FO   CD MQ MQ không đổi vì FO là khoảng cách từ O đến AB, MQ là đường cao hình thang nên không đổi (2) OG OH FO +  GD HC MQ không đổi Từ (1) và (2) suy 7) Ví duï 7: Cho tam giaùc ABC (AB < AC), phaân giaùc AD Treân AB laáy ñieåm M, treân AC laáy ñieåm N cho BM = CN, gọi giao điểm CM và BN là O, Từ O vẽ đường thẳng song song với AD cắt AC, AB E và F Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành E Chứng minh rằng: AB = CF; BE = CA Giaûi   = DAF AD laø phaân giaùc neân BAD   = AEF EI // AD  BAD (góc đồng vị)    G A F M N  Mà DAF OFC (đồng vị); AFE = OFC (đối đỉnh)     AFE caân taïi A  AE =AF AFE Suy AEF (a) Aùp dụng định lí Talét vào  ACD , với I là giao O P K B D CF CI CF CA =   điểm EF với BC ta có CA CD CI CD (1) CA BA  BAC AD laø phaân giaùc cuûa neân CD BD (2) CF BA  Từ (1) và (2) suy CI BD (3) I C Q Kẻ đường cao AG  AFE BP // AG (P  AD); CQ // AG (Q  OI)   thì BPD = CQI = 900 Goïi trung ñieåm cuûa BC laø K, ta coù  BPK =  CQK (g.c.g)  CQ = BP   BPD =  CQI (g.c.g)  CI = BD (4) CF BA  Thay (4) vaøo (3) ta coù BD BD  CF = BA (b) Từ (a) và (b) suy BE = CA Baøi taäp veà nhaø 1) Cho tam giaùc ABC Ñieåm D chia BC theo tæ soá : 2, ñieåm O chia AD KA theo tỉ số : gọi K là giao điểm BO và AC Chứng minh KC không đổi 2) Cho tam giác ABC (AB > AC) Lấy các điểm D, E tuỳ ý thứ tự thuộc các cạnh AB, AC cho BD = CE Gọi giao điểm DE, BC là K, chứng minh : KE Tỉ số KD không đổi D, E thay đổi trên AB, AC (HD: Veõ DG // EC (G  BC) CHUYÊN ĐỀ 13 – BỔ ĐỀ HÌNH THANG VAØ CHÙM ĐƯỜNG THẲNG ĐỒNG QUY Ngày soạn: – - 2011 Ngaøy daïy: - - 2011 Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành A Kiến thức: 1) Bổ đề hình thang: “Trong hình thang có hai đáy không nhau, đường thẳng qua giao điểm các đường chéo và qua giao điểm các đường thẳng chứa hai cạnh bên thì qua trung điểm hai đáy” Chứng minh: H Goïi giao ñieåm cuûa AB, CD laø H, cuûa AC, BD laø G, trung ñieåm cuûa AD, BC laø E vaø F Noái EG, FG, ta coù:  ADG  CBG (g.g) , neân : AD AG 2AE AG AE AG      CB CG 2CF CG CF CG (1)   EAG FCG A / D G Ta laïi coù : (SL ) (2) Từ (1) và (2) suy :  AEG  CFG (c.g.c)   Do đó: AGE CGF  E , G , H thẳng hàng (3)  E / // B // F C  Tương tự, ta có:  AEH  BFH  AHE BHF  H , E , F thaúng haøng (4) Tõừ (3) và (4) suy : H , E , G , F thẳng hàng 2) Chùm đường thẳng đồng quy: Nếu các đường thẳng đồng quy cắt hai đường thẳng song song thì chúng định trên hai đường thẳng song song các đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ Nếu m // n, ba đường thẳng a, b, c đồng quy O chúng caét m taïi A, B, C vaø caét n taïi A’, B’, C’ thì AB BC AC AB A'B' AB A'B' =  = ;  A'B' B'C' A'C' BC B'C' AC A'C' O A m A' B B' C C' n * Đảo lại: c b a + Nếu ba đường thẳng đó có hai đường thẳng cắt nhau, định trên hai đường thẳng song song các cặp đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ thì ba đường thẳng đó đồng quy + Nếu hai đường thẳng bị cắt ba đường thẳng đồng quy tạo thành các cặp đoạn thẳng tương ứng tỉ lệ thì chúng song song với B Aùp duïng: 1) Baøi 1: Cho tứ giác ABCD có M là trung điểm CD, N là trung điểm CB Biết AM, AN cắt BD thành ba đoạn Chứng minh ABCD là hình bình hành Giaûi Gọi E, F là giao điểm AM, AN với BD; G, H là giao điểm MN với AD, BD MN // BC (MN là đường trung bình  BCD) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành  Tứ giác HBFM là hình thang có hai cạnh bên đòng A quy A, N là trung điểm đáy BF nên theo bổ đề hình thang thì N là trung điểm đáy MH  MN = NH (1) Tương tự : hình thang CDEN thì M là trung điểm cuûa GN  GM = MN (2) Từ (1) và (2) suy GM = MN = NH D G F M E B C N H   Ta coù  BNH =  CNM (c.g.c)  BHN = CMN  BH // CM hay AB // CD (a)   Tương tự:  GDM =  NCM (c.g.c)  DGM = CNM  GD // CN hay AD // CB (b) Từ (a) và (b) suy tứ giác ABCD có các cặp cạnh đối A P song song neân laø hình bình haønh N 2) Baøi 2: H Q Cho  ABC có ba góc nhọn, trực tâm H, đường K thẳng qua H cắt AB, AC thứ tự tạ P, Q cho HP = HQ Gọi M là trung điểm BC Chứng minh: HM  M B I C PQ Giaûi Goïi giao ñieåm cuûa AH vaø BC laø I Từ C kẻ CN // PQ (N  AB), ta chứng minh MH  CN  HM  PQ Tứ giác CNPQ là hình thang, có H là trung điểm PQ, hai cạnh bên NP và CQ đồng quy A nên K là trung điểm CN  MK là đường trung bình  BCN  MK // CN  MK // AB (1) H là trực tâm  ABC nên CH  A B (2) Từ (1) và (2) suy MK  CH  MK là đường cao  CHK (3) Từ AH  BC  MC  HK  MI là đường cao  CHK (4) Từ (3) và (4) suy M là trực tâm  CHK  MH  CN  MH  PQ 3) baøi 3: Cho hình chữ nhật ABCD có M, N thứ tự là trung A B ñieåm cuûa AD, BC Goïi E laø moät ñieåm baát kyø thuoäc tia đối tia DC, K là giao điểm EM và AC K  Chứng minh rằng: NM là tia phân giác KNE Giaûi Goïi H laø giao ñieåm cuûa KN vaø DC, giao ñieåm cuûa AC vaø MN laø I thì IM = IN Ta có: MN // CD (MN là đường trung bình hình chữ nhật ABCD) Bồi dưỡng HSG N H C // I // M D E Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành  Tứ giác EMNH là hình thang có hai cạnh bên EM và HN đồng quy K và I là trung ñieåm cuûa MN neân C laø trung ñieåm cuûa EH Trong  ENH thì NC vừa là đường cao, vừa là đường trung tuyến nên  ENH cân N   NC laø tia phaân giaùc cuûa ENH maø NC  MN (Do NM  BC – MN // AB)  NM laø tia phân giác góc ngoài N  ENH  KNE Vaäy NM laø tia phaân giaùc cuûa Baøi 4: Treân caïnh BC = cm cuûa hình vuoâng ABCD laáy ñieåm E cho BE = cm Treân tia đối tia CD lấy điểm F cho CF = cm Gọi M là giao điểm AE và BF  Tính AMC Giaûi Goïi giao ñieåm cuûa CM vaø AB laø H, cuûa AM vaø DF laø G A B H BH AB BH =   M E FG Ta coù: CF FG AB BE = =   CG = 2AB = 12 cm Ta laïi coù CG EC C D F BH   BH = cm  FG = cm   BH = BE     = BCH + BEA  BAE =  BCH (c.g.c)  BAE maø BAE = 900        Maët khaùc BEA = MEC ; MCE = BCH  MEC + MCE = 900  AMC = 900 G Baøi 5: Cho tứ giác ABCD Qua điểm E thuộc AB, H thuộc AC vẽ B các đường thẳng song song với BD, cắt các cạnh còn lại E tứ giác F, G A H a) Có thể kết luận gì các đường thẳng EH, AC, FG M O b) Goïi O laø giao ñieåm cuûa AC vaø BD, cho bieát OB = OD F N Chứng minh ba đường thẳng EG, FH, AC đồng quy Giaûi G C D a) Neáu EH // AC thì EH // AC // FG Nếu EH và AC không song song thì EH, AC, FG đồng quy b) Gọi giao điểm EH, HG với AC Trong hình thang DFEB có hai cạnh bên DF, BE đồng quy A và OB = OD nên theo bổ đề hình thang thì M là trung điểm EF Tương tự: N là trung điểm GH ME MF = Ta có GN HN nên ba đường thẳng EG, FH, AC đồng quy O CHUYÊN ĐỀ 14 – SỬ DỤNG CÔNG THỨC DIỆN TÍCH ĐỂ THIẾT Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành LẬP QUAN HỆ ĐỘ DAØI CỦA CÁC ĐOẠN THẲNG Ngày soạn: Ngaøy daïy: – - 2011 - - 2011 A Một số kiến thức: Công thức tính diện tích tam giác: S = a.h (a – độ dài cạnh, h – độ dài đường cao tương ứng) Moät soá tính chaát: Hai tam giác có chung cạnh, có cùng độ dài đường cao thì có cùng diện tích Hai tam giaùc baèng thì coù cuøng dieän tích B Một số bài toán: Baøi 1: CI + BK Cho  ABC có AC = 6cm; AB = cm; các đường cao AH; BK; CI Biết AH = Tính BC Giaûi A 2SABC 2SABC Ta coù: BK = AC ; CI = AB       BK + CI = SABC  AC AB  K I     1        2AH = 2 BC AH  AC AB   BC  AC AB  =  1 1         BC = :  AC AB  = :   = 4,8 cm B H C Baøi 2: Cho  ABC có độ dài các cạnh là a, b, c; độ dài các đường cao tương ứng là ha, hb, hc Biết a + = b + hb = c + hc Chứng minh  ABC là tam giác Giaûi Goïi SABC = S 2S 2S a-b  1 2S  -  2S a ab b a Ta xeùt a + = b + hb  a – b = – hb = b 2S   a-b 2S 1  ab  =   ABC cân C vuông C (1)  a–b= ab  (a – b)  Tương tự ta có:  ABC cân A vuông A (2);  ABC cân B vuông B (3) Từ (1), (2) và (3) suy  ABC cân vuông ba đỉnh (Không xẩy vuông ba đỉnh)   ABC là tam giác Baøi 3: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Cho ñieåm O naèm tam giaùc ABC, caùc tia AO, BO, Co caét caùc caïnh cuûa tam giaùc ABC theo thứ tự A’, B’, C’ Chứng minh rằng: OA' OB' OC' OA OB OC   1   2 a) AA' BB' CC' b) AA' BB' CC' OA OB OC   6 c) M = OA' OB' OC' Tìm vị trí O để tổng M có giá trò nhoû nhaát A OA OB OC 8 d) N = OA' OB' OC' Tìm vị trí O để tích N có giá trị nhoû nhaát Giaûi Goïi SABC = S, S1 = SBOC , S2 = SCOA , S3 = SAOB Ta coù: B' C' O B A' C S S S OA S2 = =  OA' SOA'C SOA'B S1 (1) S S  SOA'B S1 OA' SOA'C = = OA'B  OA'C  AA' SAA'C SAA'B SAA'C  SAA'B S (2) S S OA  S Từ (1) và (2) suy AA' S S OB OC S S   OB' S2 OC' S3 S2 ; OC' S3 ; BB' S ; CC' S Tương tự ta có OB' OA' OB' OC' S1 S2 S3 S       1 a) AA' BB' CC' S S S S OA OB OC S2  S3 S1  S3 S1  S2 2S       2 S S S S b) AA' BB' CC' c) M = OA OB OC S2  S3 S1  S3 S1  S2  S1 S2   S3 S2   S1 S3                  OA' OB' OC' S1 S2 S3  S2 S1   S2 S3   S3 S1   S1 S2   S3 S2   S1 S3             2   6  S2 S1   S2 S3   S3 S1  Aùp duïng Bñt Coâ si ta coù Đẳng thức xẩy S1 = S2 = S3  O là trọng tâm tam giác ABC S2  S3 S1  S3 S1  S2  S2  S3   S1  S3   S1  S2   S S S S1.S2 S3 d) N =   S2  S3   S1  S3   S1  S2   S1.S2 S3  N2 =  4S1S2 4S2S3 4S1S3  S1.S2 S3  64  N 8 Đẳng thức xẩy S1 = S2 = S3  O là trọng tâm tam giác ABC Baøi 4: Cho tam giác ABC, các đường caoAD, BE, CF; gọi A’, B’, C’ là hình chiếu M (nằm bên tam giác ABC) trên AD, BE, CF Chứng minh rằng: Khi M thay đổi vị trí tam giaùc ABC thì: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a) A’D + B’E + C’F không đổi b) AA’ + BB’ + CC’ không đổi A Giaûi Gọi h = AH là chiều cao tam giác ABC thì h không đổi Gọi khoảng cách từ M đến các cạnh AB; BC; CA là MP; E F MQ; MR thì A’D + B’E + C’F = MQ + MR + MP C' R Vì M naèm tam giaùc ABC neân SBMC + SCMA + SBMA = P B' SABC A' M  BC.(MQ + MR + MP) = BC.AH  MQ + MR + MP = B C Q D AH  A’D + B’E + C’F = AH = h Vậy: A’D + B’E + C’F = AH = h không đổi b) AA’ + BB’ + CC’ = (AH – A’D)+(BE – B’E) (CF – C’F) = (AH + BE + CF) – (A’D + B’E + C’F) = 3h – h = 2h không đổi Baøi 5: Cho tam giaùc ABC coù BC baèng trung bình coäng cuûa AC vaø AB; Goïi I laø giao ñieåm cuûa các phân giác, G là trọng tâm tam giác Chứng minh: IG // BC Giaûi A Gọi khoảng cách từ a, I, G đến BC là AH, IK, GD Vì I là giap điểm ba đường phân giác nên khoảng cách từ I đến ba cạnh AB, BC, CA và IK G I Vì I naèm tam giaùc ABC neân: SABC = SAIB + SBIC + SCIA  BC.AH = IK(AB+BC+CA) (1) AB + CA  AB + CA = BC (2) Maø BC = B H K D M C Thay (2) vaøo (1) ta coù: BC AH = IK 3BC  IK = AH (a) Vì G laø troïng taâm cuûa tam giaùc ABC neân: 1 = SABC  BC GD = BC AH  GD = AH (b) SBGC Từ (a) và (b) suy IK = GD hay khoảng cách từ I, G đến BC nên IG // BC Baøi taäp veà nhaø:  1) Cho C là điểm thuộc tia phân giác xOy = 60 , M là điểm nằm trên đường  vuông góc với OC C và thuộc miền xOy , gọi MA, MB thứ tự là khoảng cách từ M đến Ox, Oy Tính độ dài OC theo MA, MB 2) Cho M là điểm nằm tam giác ABC A’, B’, C’ là hình chiếu M trên các cạnh BC, AC, AB Các đường thẳng vuông góc với BC C, vuông góc với CA A , vuông góc với AB B cắt D, E, F Chứng minh rằng: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a) Tam giác DEF là tam giác b) AB’ + BC’ + CA’ khoâng phuï thuoäc vò trí cuûa M tam giaùc ABC CHUYÊN ĐỀ 15 – TÌM GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, NHỎ NHẤT CỦA MỘT BIỂU THỨC Ngày soạn: 09 – - 2011 Ngaøy daïy: - - 2011 A Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ biểu thức: 1) Khái niệm: Nếu với giá trị biến thuộc khoảng xác định nào đó mà giá trị biểu thức A luôn luôn lớn (nhỏ bằng) số k và tồn giá trị biến để A có giá trị k thì k gọi là giá trị nhỏ (giá trị lớn nhất) biểu thức A ứng với các giá trị biến thuộc khoảng xác định nói treân 2) Phöông phaùp a) Để tìm giá trị nhỏ A, ta cần: + Chứng minh A  k với k là số + Chỉ dấ “=” có thể xẩy với giá trị nào đó biến b) Để tìm giá trị lớn A, ta cần: + Chứng minh A  k với k là số + Chỉ dấ “=” có thể xẩy với giá trị nào đó biến Kí hiệu : A là giá trị nhỏ A; max A là giá trị lớn A B.Các bài tập tìm Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ biểu thức: I) Dạng 1: Tam thức bậc hai Ví duï : a) Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa A = 2x2 – 8x + b) Tìm giá trị lớn B = -5x2 – 4x + Giaûi a) A = 2(x2 – 4x + 4) – = 2(x – 2)2 –  - A = -  x = 4 9 2 b) B = - 5(x + x) + = - 5(x + 2.x + 25 ) + = - 5(x + )   max B =  x = b) Ví dụ 2: Cho tam thức bậc hai P(x) = a x2 + bx + c a) Tìm P neáu a > b) Tìm max P neáu a < Giaûi Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành b b b2 Ta coù: P = a(x2 + a x) + c = a(x + 2a )2 + (c - 4a ) b2 b Ñaët c - 4a = k Do (x + 2a )2  neân: b b a) Nếu a > thì a(x + 2a )  đó P  k  P = k  x = - 2a b b b) Nếu a < thì a(x + 2a )2  đó P  k  max P = k  x = - 2a II Dạng 2: Đa thức có dấu giá trị tuyệt đối 1) Ví duï 1: Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa a) A = (3x – 1)2 – 3x - + ñaët 3x - = y thì A = y2 – 4y + = (y – 2)2 +  A =  y =  x =  3x - =   3x - = -   x = -  3x -  =2  b) B = x - + x - B= x-2 + x-3 =B= x-2 + 3-x  x-2 +3-x =1  B =  (x – 2)(3 – x)    x  2) Ví duï 2: Tìm GTNN cuûa C = x2 - x +  x2 - x - x2 - x +  x2 - x - x2 - x +  + x - x2  x2 - x + + + x - x2 Ta coù C = = =3 2 2 C =  (x – x + 1)(2 + x – x )   + x – x   x – x –   (x + 1)(x – 2)   -  x  3) Ví duï 3: T×m gi¸ trÞ nhá nhÊt cña : T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4| Ta cã |x-1| + |x-4| = |x-1| + |4-x|  |x-1+4-x| = (1) Vµ x   x   x   3 x  x  3 x = (2) VËy T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4|  + = Ta cã tõ (1)  DÊu b»ng x¶y x 4 (2)  DÊu b»ng x¶y  x 3 VËy T cã gi¸ trÞ nhá nhÊt lµ  x 3 III.Dạng 3: Đa thức bậc cao 1) Ví duï 1: Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa a) A = x(x – 3)(x – 4)(x – 7) = (x2 – 7x)( x2 – 7x + 12) Ñaët x2 – 7x + thì A = (y – 6)(y + 6) = y2 – 36  - 36 Min A = - 36  y =  x2 – 7x + =  (x – 1)(x – 6) =  x = x = b) B = 2x2 + y2 – 2xy – 2x + = (x2 – 2xy + y2) + (x2 – 2x + 1) + Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành x - y =  x=y=1  2 x =    = (x – y) + (x – 1) + 2 c) C = x2 + xy + y2 – 3x – 3y = x2 – 2x + y2 – 2y + xy – x – y Ta coù C + = (x2 – 2x + 1) + (y2 – 2y + 1) + (xy – x – y + 1) = (x – 1)2 + (y – 1)2 + (x – 1)(y – 1) Ñaët x – = a; y – = b thì b b b2 3b 3b C + = a2 + b2 + ab = (a2 + 2.a + ) + = (a + )2 +  Min (C + 3) = hay C = -  a = b =  x = y = 2) Ví duï 2: Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa a) C = (x + 8)4 + (x + 6)4 Ñaët x + = y  C = (y + 1)4 + (y – 1)4 = y4 + 4y3 + 6y2 + 4y + + y4 - 4y3 + 6y2 - 4y + = 2y4 + 12y2 +   A =  y =  x = - b) D = x4 – 6x3 + 10x2 – 6x + = (x4 – 6x3 + 9x2 ) + (x2 – 6x + 9) = (x2 – 3x)2 + (x – 3)2   D =  x = IV Dạng phân thức: Phân thức có tử là số, mẫu là tam thức bậc hai Biểu thức dạng này đạt GTNN mẫu đạt GTLN -2 2  2 Ví duï : Tìm GTNN cuûa A = 6x - - 9x = 9x - 6x + (3x - 1)  1 2 2    2 Vì (3x – 1)2   (3x – 1)2 +   (3x - 1)  4 (3x - 1)  4  A  - 1 A = -  3x – =  x = Phân thức có mẫu là bình phương nhị thức 3x - 8x + a) Ví duï 1: Tìm GTNN cuûa A = x - 2x + +) Cách 1: Tách tử thành các nhóm có nhân tử chung với mẫu 3x - 8x + 3(x - 2x + 1) - 2(x - 1) + 1 = 3   2 x 2x + (x 1) x (x 1) A= Ñaët y = x - Thì A = – 2y + y2 = (y – 1)2 +   A =  y =  x - =  x = +) Cách 2: Viết biểu thức A thành tổng số với phân thức không âm 3x - 8x + 2(x - 2x + 1) + (x - 4x + 4) (x - 2) =   2 (x - 1)2 (x - 1)2 A = x - 2x +  A =  x – =  x = x b) Ví duï 2: Tìm GTLN cuûa B = x  20x + 100 Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành x x 1   10 x  20x + 100 (x + 10) y  x + 10 Ta coù B = Ñaët y = x= thì 2 1  1 1  10 y 2 B=(y ).y = - 10y + y = - 10(y – 2.y 20 y + 400 ) + 40 = - 10  10  + 40  40 1 y10 =  y = 10  x = 10 Max B = 40  x + y2 2 c) Ví duï 3: Tìm GTNN cuûa C = x + 2xy + y  (x + y)2  (x - y)2  x + y2 1 (x - y) 1     2 2 (x + y) 2 (x + y)  A =  x = y Ta coù: C = x + 2xy + y Các phân thức có dạng khác - 4x a)Ví dụ : Tìm GTNN, GTLN (Cực trị) A = x  - 4x (4x  4x  4)  (x  1) (x - 2)      A = -  x = x 1 x 1 Ta coù: A = x  1 - 4x (4x  4)  (4x + 4x + 1) (2x 1)    4  2  max A =  x = x 1 x 1 Ta laïi coù: A = x  C Tìm GTNN, GTLN biểu thức biết quan hệ các biến 1) Ví duï 1: Cho x + y = Tìm GTNN cuûa A = x3 + y3 + xy Ta coù A = (x + y)(x2 – xy + y2) + xy = x2 + y2 (vì x + y = 1) a) Cách 1: Biểu thị ẩn này qua ẩn kia, đưa tam thức bậc hai Từ x + y =  x = – y 1 1  1 y-  +   2 neân A = (1 – y)2 + y2 = 2(y2 – y) + = 2(y2 – 2.y + ) + =   1 Vaäy A =  x = y = b) Cách 2: Sử dụng đk đã cho, làm xuất biểu thức có chứa A Từ x + y =  x2 + 2xy + y2 = 1(1) Mặt khác (x – y)2   x2 – 2xy + y2  (2) Cộng (1) với (2) vế theo vế, ta có: 1 2(x2 + y2)   x2 + y2   A =  x = y = 2)Ví duï 2: Cho x + y + z = a) Tìm GTNN cuûa A = x2 + y2 + z2 b) Tìm GTLN cuûa B = xy + yz + xz Từ Cho x + y + z =  Cho (x + y + z)2 =  x2 + y2 + z2 + 2(xy + yz + xz) = (1) Ta coù x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - xy – yz – zx = xy – yz – zx) Bồi dưỡng HSG 2 2 ( x ❑ + y ❑ + z ❑ - Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành  ( x  y )2  ( x  z )2  ( y  z )2     x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 =  xy+ yz + zx (2) Đẳng thức xẩy x = y = z a) Từ (1) và (2) suy = x2 + y2 + z2 + 2(xy + yz + xz)  x2 + y2 + z2 + 2(x2 + y2 + z2) = 3(x2 + y2 + z2)  x2 + y2 + z2   A =  x = y = z = b) Từ (1) và (2) suy = x2 + y2 + z2 + 2(xy + yz + xz)  xy+ yz + zx + 2(xy + yz + xz) = 3(xy+ yz + zx)  xy+ yz + zx   max B =  x = y = z = 3) Ví duï 3: T×m gi¸ trÞ lín nhÊt cña S = xyz.(x+y).(y+z).(z+x) víi x,y,z > vµ x + y + z = 3 xyz  V× x,y,z > ,¸p dông B§T C«si ta cã: x+ y + z áp dụng bất đẳng thức Côsi cho x+y ; y+z ; x+z ta có  x  y   y  z   z  x  3  x  y   y  z   x  z  1 xyz   xyz  27  3  x  y   y  z   z  x  8  DÊu b»ng x¶y x = y = z =  S  27 27 729 VËy S cã gi¸ trÞ lín nhÊt lµ 729 x = y = z = 4) Ví duï 4: Cho xy + yz + zx = T×m gi¸ trÞ nhá nhÊt cña ¸p dông B§T Bunhiacèpski cho sè (x,y,z) ;(x,y,z)  xy  yz  zx  Ta cã  x2  y2  z2     x2  y  z  2  x4  y  z (1) ¸p dông B§T Bunhiacèpski cho ( x , y , z ) vµ (1,1,1) Ta cã ( x  y  z )2 (12  12  12 )( x  y  z )  ( x  y  z )2 3( x  y  z ) 4 Tõ (1) vµ (2)  3( x  y  z )  x4  y  z  3  VËy x  y  z cã gi¸ trÞ nhá nhÊt lµ x= y = z = 4 D Moät soá chuù yù: 1) Khi tìm GTNN, GTLN ta có thể đổi biến Ví duï : Khi tìm GTNN cuûa A =(x – 1)2 + (x – 3)2 , ta ñaët x – = y thì A = (y + 1)2 + (y – 1)2 = 2y2 +  2… 2) Khi tìm cực trị biểu thức, ta có thể thay đk biểu thức này đạt cực trị đk tương đương là biểu thức khác đạt cực trị: +) -A lớn  A nhỏ ; +) C lớn  C2 lớn Bồi dưỡng HSG +) B lớn  B nhỏ (với B > 0) Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành x4 + Ví dụ: Tìm cực trị A = x + 1 a) Ta có A > nên A nhỏ A lớn nhất, ta có 2 1  x + 1 2x  1  1  A =  x =  max A =  x = A x +1 x +1 2 b) Ta coù (x – 1)   x4 - 2x2 +   x4 +  2x2 (Daáu baèng xaåy x2 = 1) 2x 2x 1 1  2 4  max A =  x2 = x +1 Vì x + >  x +    A =  x = 1 3) Nhiều ta tìm cực trị biểu thức các khoảng biến, sau đó so sámh các cực trị đó để để tìm GTNN, GTLN toàn tập xác định biến y Ví duï: Tìm GTLN cuûa B = - (x + y) a) xeùt x + y  - Neáu x = thì A = - Neáu  y  thì A  - Neáu y = thì x = vaø A = b) xeùt x + y  thì A  So saùnh caùc giaù trò treân cuûa A, ta thaáy max A =  x = 0; y = 4) Sử dụng các bất đẳng thức 2x + 3y Ví duï: Tìm GTLN cuûa A = bieát x2 + y2 = 52 Aùp duïng Bñt Bunhiacoápxki: (a x + by)2  (a2 + b2)(x2 + y2) cho caùc soá 2, x , 3, y ta coù: (2x + 3y)2  (22 + 32)(x2 + y2) = (4 + 9).52 = 262  2x + 3y  26   3x  x y 3x =    y =  x2 + y2 = x2 +   = 52  13x2 = 52.4  x =  Max A = 26 Vậy: Ma x A = 26  x = 4; y = x = - 4; y = - 5) Hai số có tổng không đổi thì tích chúng lớn và chúng Hai số có tích không đổi thì tổng chúng lớn và chúng a)Ví duï 1: Tìm GTLN cuûa A = (x2 – 3x + 1)(21 + 3x – x2) Vì (x2 – 3x + 1) + (21 + 3x – x2) = 22 không đổi nên tích (x2 – 3x + 1)(21 + 3x – x2) lớn và x2 – 3x + = 21 + 3x – x2  x2 – 3x – 10 =  x = x = -2 Khi đó A = 11 11 = 121  Max A = 121  x = x = - Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành (x + 4)(x + 9) x b) Ví duï 2: Tìm GTNN cuûa B = (x + 4)(x + 9) x  13x + 36 36  x +  13 x x x Ta coù: B = 36 36 36 36 x+ x nhoû nhaát  x = x  x = Vì các số x và x có tích x x = 36 không đổi nên  A= x+ 36  13 x nhoû nhaát laø A = 25  x = 6)Trong tìm cực trị cần tồn giá trị biến để xẩy đẳng thức không cần giá trị để xẩy đẳng thức 11m  5n Ví duï: Tìm GTNN cuûa A = Ta thaáy 11m taän cuøng baèng 1, 5n taän cuøng baèng Neáu 11m > 5n thì A taän cuøng baèng 6, neáu 11m < 5n thì A taän cuøng baèng m = 2; n = thì A = 121  124 =  A = 4, chaúng haïn m = 2, n = GIẢI MỘT SỐ ĐỀ THI Ngày soạn: 13 - - 2011 Ngày dạy: - - 2011 Đề 1: Đề thi HSG Toán - Thạch Hà - Hà tĩnh năm 2000 - 2001 Bài 1: a) Thực phép chia: (x3 - 2x - 4) : (x2 + 2x + 2) b) Xác định a cho ax3 - 2x - chia hết cho x - c) Tìm nghiệm đa thức: x3 - 2x - Bài 2: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a b c   a) Tính S = (c  a)(a  b) (a  b)(b  c) (b  c)(c  a) 1 1      b) Chứng minh (3n  2)(3n  5)  3n  3n   150 150 150 150     47.50 c) Tính 5.8 8.11 11.14 Bài 3: Giải các phương trình x 1 x   a) x  x  x  x  x(x  x  1)  x 5 x 3 x    b) 1993 1995 1997 Bài 4: Cho ABC vuông A Vẽ phía ngoài tam giác đó các tam giác ABD vuông cân B, ACE vuông cân C CD cắt AB M, BE cắt AC N a) Chứng minh ba điểm D, A, E thẳng hàng; các tứ giác BCE; ACBD là hình thang b) Tính DM biết AM = 3cm; AC = cm; MC = 5cm c) Chứng minh AM = AN Bài 5: Cho M là điểm nằm ABC , từ M kẻ MA’  BC, MB’  AC, MC’  AB MA ' MB ' MC '   h h hc = a b (A’  BC; B’  AC; C’  AB) Chứng minh rằng: (Với ha, hb, hc là ba đường cao tam giác hạ từ A, B, C xuống ba cạnh ABC ) Bài giải Bài 1: a) Thực phép chia: (x3 - 2x - 4) : (x2 + 2x + 2) = x - b) Xác định a cho ax3 - 2x - chia hết cho x - Vì ax3 - 2x - chia hết cho x - nên x = là nghiệm đa thức ax3 - 2x - , nên ta có: a 23 - 2 - =  8a - =  a = c) Tìm nghiệm đa thức: x3 - 2x - Nghiệm đa thức là các giá trị x để  x  2x  0   x  0   x - 2x - = (x + 2x + 2)(x - 2) = +) x - =  x = 2+) x2 + 2x +  (x2 + 2x + 1) + =  (x + 1)2 + = : Vô nghiệm Vì (x + 1)2 + > với x Bài 2: a b c a(b  c)  b(c  a)  c(a  b)    (c  a)(a  b)(b  c) a) S = (c  a)(a  b) (a  b)(b  c) (b  c)(c  a) a(b  c)  b(c  a)  c(a  b) ab  ac  bc  ab  ac  bc   0 (c  a)(a  b)(b  c) (c  a)(a  b)(b  c) (c  a)(a  b)(b  c) = Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 1 1      b) Chứng minh (3n  2)(3n  5)  3n  3n   1 1   3n   (3n  2)         Ta có:  3n  3n    (3n  2)(3n  5)  (3n  2)(3n  5) (3n  2)(3n  5) 150 150 150 150     47.50 c) Tính : 5.8 8.11 11.14 150 150 150 150     47.50 = áp dụng câu b ta tính 5.8 8.11 11.14 Bài 3: Giải các phương trình x 1 x x(x 1)(x  x 1) x(x  1)(x  x 1)      2 4 4 x(x  x  1) x(x  x  1) x(x  x  1) (1) a) x  x  x  x 1 x(x  x 1) ĐKXĐ: x(x4 + x2 + 1)   x  Vì x4 + x2 + > (1)  x(x + 1)(x2 - x + 1) - x(x - 1)(x2 + x + 1) =  x(x3 - 1) - x(x3 + 1) =  x4 - x - x4 - x =  - 2x =  x = - 7 x 5 x 3 x 7 x 5 x 3 x     1  1   0 1993 1995 1997 b) 1993 1995 1997  x = 2000 Bài 4: Cho ABC vuông A Vẽ phía ngoài tam giác đó các tam giác ABD vuông cân B, ACE vuông cân C CD cắt AB M, BE cắt AC N a) Chứng minh ba điểm D, A, E thẳng hàng; các tứ giác BCE; ACBD là hình thang b) Tính DM biết AM = 3cm; AC = cm; MC = 5cm c) Chứng minh AM = AN Giải D    A DAB + BAC + CAE a) Chứng minh = 180 M  D, A, E thẳng haøng N E b) Ñaët AB = c, AC = b BD // AC (cùng vuông góc với AB) B C MC AM AC AM AC     neân MD MB BD MB + AM AC + BD AM AC AM AC AC AB     AM   AB AC + BD AB AC  AB AC  AB (1)  AM(AC + AB) = AC AB  3(4 + AB) = AB  AB = 12 cm  MB = cm MC AM MC.MB 5.9   MD   15 MA Từ MD MB cm c) AB // CE (cùng vuông góc với AC) nên AN AB AN AB    NC CE NC + AN AB + CE AN AB AB AC   AN   AC AB + AC AB + AC (2) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Từ (1) và (2) suy ra: AM = AN Bài 5: Cho M là điểm nằm ABC , từ M kẻ MA’  BC, MB’  AC, MC’  AB MA ' MB ' MC '   h h hc = a b (A’  BC; B’  AC; C’  AB) Chứng minh rằng: (Với ha, hb, hc là ba đường cao tam giác hạ từ A, B, C xuống ba cạnh ABC ) Giải Kẻ đường cao AH, ta có: A MA ' MA ' SMBC  AH  SABC (1) MB' SMCA MC ' SMBA   hb SABC (2) và h c SABC (3) B' C' Tương tự: Cộng (1), (2) và (3) vế theo vế, ta có: MA ' MB' MC ' SMBC SMCA SMBA      hb hc SABC SABC SABC SMBC  SMCA  SMBA SABC  1 S S ABC ABC = M B A' H C ĐỀ 2: đề thi HSG huyện Thạch hà - năm học 2002 - 2003 C©u a) Trong ba sè a, b, c cã sè d¬ng, sè ©m vµ sè b»ng 0; ngoµi cßn biÕt thªm a b (b  c) Hái sè nµo d¬ng, sè nµo ©m, sè nµo b»ng b) Cho x + y = TÝnh gi¸ trÞ biÓu thøc A = x3 + y3 + 3xy C©u a) Gi¶i ph¬ng tr×nh: x   1 a b c   0 b) Giả sử a, b, c là ba số đôi khác và b  c c  a a  b a b c   0 2 (b  c) (c  a) (a  b) Chøng minh r»ng: C©u 3:  Cho tam gi¸c ABC; gäi Ax lµ tia ph©n gi¸c cña BAC , Ax c¾t BC t¹i E Trªn tia Ex lÊy ®iÓm   H cho BAE ECH Chøng minh r»ng: a) BE EC = AE EH b) AE2 = AB AC - BE EC C©u 4: Cho tứ giác ABCD Từ A kẻ đờng thẳng song song với BC cắt BD E; từ B kẻ đờng thẳng song song víi AD c¾t AC t¹i F Chøng minh r»ng: EF // DC híng dÉn gi¶i C©u 1: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a) V× a b (b  c) nªn a  vµ b  v× NÕu a =  b = hoÆc b = c V« lÝ NÕu b =  a = V« lÝ  c =  a = b3 mµ a  víi mäi a  b >  a < b) V× x + y =  A = x3 + y3 + 3xy = x3 + y3 + 3xy (x + y) = (x + y)3 = C©u 2: a b c b  ab + ac - c a b c =   +  0 a-c b-a (a - b)(c - a)  b-c b) Từ b - c c - a a - b a b  ab + ac - c2  (b c) (a b)(c a)(b c)  (1) (Nhân hai vế với b - c ) b c  bc + ba - a c a  ac + cb - b   2 Tương tự, ta có: (c - a) (a - b)(c - a)(b - c) (2) ; (a - b) (a - b)(c - a)(b - c) (3) Cộng vế (1), (2) và (3) ta có đpcm C©u 3: a) Ta cã  BAE  b)     HCE (g.g) A BE AE   BE.EC AE.EH EH EC (1)  BAE  HCE (g.g)     ABE = CHE  ABE = CHA  BAE  HAC (g.g) AE AB   AB.AC AE.AH AC AH (2) C E B H x Trõ (1) cho (2) vÕ theo vÕ ta cã : AB AC - BE EC = AE.AH - AE EH  AB AC - BE EC = AE (AH - EH) = AE AE = AE2 C©u 4: Goïi O laø giao ñieåm cuûa AC vaø BD B A OE OA = a) Vì AE // BC  OB OC (1) OB OF = BF // AD  OD OA (2) O E F D OE OF = Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: OD OC  EG // CD C ĐỀ 3: Đề thi HSG Huyện Thạch Hà Năm học 2003 - 2004 Môn: Toán Bài 1: Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Cho phân thức: a) Tìm TXĐ P b) Rút gọn P 2x P = x  x  20 x  1,5 c) Tính giá trị P Bài 2: So sánh A và B biết: a) A = 2002 2004 và B = 20032 b) A = 3.(22 + 1)(24 + 1)(28 + 1)(216 + 1)(232 + 1) và B = 264 Bài 3: Cho hình bình hành ABCD có đường chéo lớn AC Hạ CE vuông góc với AB, CF vuông góc với AD và BG vuông góc với AC Chứng minh: a)  ACE  ABG và  AFC  CBG b) AB AE + AD AF = AC2 Bài 4: Cho hình thoi ABCD cạnh a, có  = 600 Một đường thẳng qua C cắt tia đối tia BA và DA M và N a) Chứng minh: Tích BM DN có giá trị không đổi b) Gọi K là giao điểm BN và DM Tính số đo góc BKD Bài 5: Tìm nghiệm nguyên phương trình 4(x + y) = 11 + xy Giải Bài 1: a) Đkxđ: x2 + x - 20   (x - 4)(x + 5)   x  và x  - 2x 2x  b) P = x  x  20 (x  4)(x  5) Nếu x >  P = x  2 Nếu x <  P = x   x  1,5;(x  5) x  1,5     x  1,5;(x  5)  c)  x 6,5  x 3,5  2 20     Với x = 6,5 thì P = x  6,5  11,5 115 23 2 2 2 2    x  3,5  8,5 17 Với x = 3,5 thì P = Bài 2: a) A = 2002 2004 = (2003 - 1)(2003 + 1) = 20032 - < 20032  A < B b) Ta có: A = 3.(22 + 1)(24 + 1)(28 + 1)(216 + 1)(232 + 1) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành = (22 - 1)(22 + 1)(24 + 1)(28 + 1)(216 + 1)(232 + 1) = (24 - 1)( 24 + 1)(28 + 1)(216 + 1)(232 + 1) = (28 - 1)(28 + 1)(216 + 1)(232 + 1) = (216 - 1)(216 + 1)(232 + 1) = (232 - 1)(232 + 1) = 264 - < 264  A < B Bài 3: AE AC = AB  AEC  AG Ta coù  AGB  AB AE = AC AG (1) AF CG CG =  CB AD (vì CB = AD)  AFC  AC  CGB  AF AD = AC CG (2) Coäng (5) vaø (6) veá theo veá ta coù: AB AE + AF AD = AC AG + AC CG  AB AE + AF AD = AC(AG + CG) = AC AC Vaäy: AB AE + AD AF = AC2 Bµi 4: MB CM = a) BC // AN  BA CN (1) CM AD = CD// AM  CN DN (2) MB AD =  MB.DN = BA.AD = a.a = a Từ (1) và (2) suy BA DN   MBD = BDN   b) MBD vaø BDN coù = 120 MB MB CM AD BD =  =   = 600 BD BA CN DN DN (Do ABCD laø hình thoi coù A neân AB = BC = CD = DA)   MBD  BDN         = BDK Suy M1 = B1  MBD vaø  BKD coù BDM vaø M1 = B1 neân BKD = MBD = 120 đề - đề thi khảo sát HSG huyện Lộc Hà năm học 2007 - 2008 C©u 1: x  7x  A x2  Cho a) Rót gän A b) Tìm x để A = c) Tìm giá trị nguyên x để A có giá trị nguyên C©u 2: Gi¶i ph¬ng tr×nh: (x + 1)2 = 4(x2 + 2x + 1) C©u 3: 1 1    Cho a, b, c tho· m·n: a b c a  b  c TÝnh gi¸ trÞ cña biÓu thøc: A = (a3 + b3)(b3 + c3)(c3 + a3) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 1      C©u 4: Cho  ABC cã A 2B 4C 4 Chøng minh: AB BC CA C©u 5: Cho  ABC c©n t¹i A cã BC = 2a, M lµ trung ®iÓm cña BC LÊy D, E theo thø tù thuéc AB,   B AC cho: DME a) Chứng minh rằng: tích BD CE không đổi b) Chøng minh r»ng DM lµ tia ph©n gi¸c cña gãc BDE c) Tính chu vi  ADE  ABC là tam giác Híng dÉn C©u 3: 1 1 a +b a +b 1 1 + =0 + + =0    ab c(a + b + c) a b c a + b + c  a b c a  b  c Tõ  c(a + b + c) + ab = Û (a + b)(b + c)(c + a) = abc(a + b + c)  Từ đó suy : A = (a3 + b3)(b3 + c3)(c3 + a3) = ( a + b)(b + c)(c + a) B = C©u : (a + b)  VÏ tia CM (M  AB) cho ACM  CAM vµ CBM lµ c¸c tam gi¸c c©n B AB AB AM AB AM  AB BM      1  BC AC CM CM CM CM AB AB 1  1    AB BC CA (v× BM = CM)  BC AC 2 4   C 3 C©u : M        =B a) Ta coù DMC = DME + CME = B + BDM , maø DME (gt)     nên CME = BDM , kết hợp với B = C (  ABC cân A) suy  BDM A 3 A  CME (g.g) BD BM =  BD CE = BM CM = a  CM CE không đổi DM BD DM BD =  = b)  BDM  CME  ME CM ME BM   = BMD (do BM = CM)   DME  DBM (c.g.c)  MDE  BDE hay DM laø tia phaân giaùc cuûa E I D H K B M  c) chứng minh tương tự ta có EM là tia phân giác DEC keû MH  CE ,MI  DE, MK  DB thì MH = MI = MK   DKM =  DIM  DK =DI   EIM =  EHM  EI = EH Chu vi  AED laø PAED = AD + DE + EA = AK +AH = 2AH (Vì AH = AK) MC a   ABC là tam giác nên suy CH =  AH = 1,5a  PAED = AH = 1,5 a = 3a Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 C Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành đề - khảo sát chất lợng học sinh giỏi lộc hà(2009 - 2010) Câu : Giải phương trình : x −1 x +3 + + x −2 x −4 ( x − 2) (4 − x) a) 6x2 - x - = b) Câu : Cho x + y + z = Rút gọn : x− y ¿ z − x ¿2 +¿ y − z ¿ 2+ ¿ ¿ x2 + y2 + z2 ¿ Câu : Chứng minh không tồn x thỏa mãn : a) 2x4 - 10x2 + 17 = b) x4 - x3 + 2x2 - x + = DB Câu : Cho tam giác ABC, điểm D nằm trên cạnh BC cho DC = ; OA  điểm O nằm trên đoạn AD cho OD Gọi K là giao điểm BO và AC Tính tỷ số AK : KC Câu : Cho tam giác ABC có góc nhọn, trực tâm H Một đường thẳng qua H cắt AB, AC thứ tự P và Q cho HP = HQ Gọi M là trung điểm BC Chứng minh tam giác MPQ cân M hướng dẫn giải Câu 2: Từ x + y + z =  x2 + y2 + z2 = - 2(xy + yz + zx) (1) Ta có: (x - y)2 + (y - z)2 + (z - x)2 = 2(x2 + y2 + z2 ) - 2(xy + yz + zx) (2) Từ (1) và (2) suy ra: (x - y)2 + (y - z)2 + (z - x)2 = - 6(xy + yz + zx) (3) Thay (1) và (3) vào biểu thức A ta có: - 2(xy + yz + zx)  A = - 6(xy + yz + zx) Câu 3: 17 25 a) 2x4 - 10x2 + 17 =  2( x4 - 5x2 + ) =  2(x4 - 2 x2 + )2 + = 9  2(x2 - )2 + = Vì 2(x2 - )2 + > với x nên không tồn x để 2x4 - 10x2 + 17 = b) x4 - x3 + 2x2 - x + =  (x2 + 1)(x2 - x + 1) = Vì vế phải luôn dương với x nên không tồn x để x4 - x3 + 2x2 - x + = Câu 4: AK AO   Từ D kẻ DM // BK áp dụng định lí Talét vào  AOK ta có: KM OD (1) KM CD   Tương tự,  CKB thì: CK DB (2) Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành AK  Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: CK A K Câu Goïi giao ñieåm cuûa AH vaø BC laø I Từ C kẻ CN // PQ (N  AB), B Tứ giác CNPQ là hình thang, có H là trung điểm PQ, hai cạnh bên NP và CQ đồng quy A nên K là trung điểm CN  MK là đường trung bình  BCN  MK // CN  MK // AB (1) H là trực tâm  ABC nên CH  A B (2) Từ (1) và (2) suy MK  CH  MK là đường cao  B CHK (3) Từ AH  BC  MC  HK  MI là đường cao  CHK (4) Từ (3) và (4) suy M là trực tâm  CHK  MH  CN  MH  PQ  MPQ có MH vừa là đường trung tuyến vừa là đường cao nên cân M M O D C A N P H Q K M I C Đề - thi HSG Toán - cấp huyện m n  n 1 n 1 C©u 1: a) T×m c¸c sè nguyªn m, n tho¶ m·n b) §Æt A = n3 + 3n2 + 5n + Chøng minh r»ng A chia hÕt cho víi mäi gi¸ nguyªn d¬ng cña n c) NÕu a chia 13 d vµ b chia 13 d th× a2+b2 chia hÕt cho 13 C©u2 : Rót gän biÓu thøc: bc (a − b)(a −c ) a) A= b) B= ca (b − c)(b − a) +  1    x     x    x  x    1.3 3.5 + trÞ ab (c −a)(c −b)   1 1 2 :   x    x   x x     5.7 2009.2011 C©u 3: TÝnh tæng: S = + + +…+ C©u 4: Cho sè x, y, z, tho¶ m·n ®iÒu kiÖn xyz = 2011 Chøng minh r»ng biÓu thøc sau 2011x y z   kh«ng phô thuéc vµo c¸c biÕn x, y, z : xy  2011x  2011 yz  y  2011 xz  z  69  x 67  x 65  x 63  x 61  x      1942 1944 1946 1948 1950 C©u 5: Gi¶i ph¬ng tr×nh:  Câu 6: Cho  ABC tam giác đều, gọi M là trung điểm BC Một góc xMy = 600 quay quanh ®iÓm M cho c¹nh Mx , My lu«n c¾t c¹nh AB vµ AC lÇn lît t¹i D vµ E Chøng minh : BC a) BD.CE=  b) DM, EM lÇn lît lµ tia ph©n gi¸c cña BDE vµ CED Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành Gi¶i c) Chu vi  ADE không đổi n2  n 1 n 1 = n + n 1 1) a, Thùc hiÖn chia §Ó m nguyªn víi n nguyªn n + lµ íc cña Hay n + 1; -1  Khi đó : n + =  n = Z ( t/m) n + = -1  n = -2  Z (t/m) Víi n =  m = Víi n = -2  m = - VËy b, A = n3 + 3n2 + 3n +1 + 2n +2 = (n+ 1) +2(n+1) = … = n ( n +1) (n+ 2) + 3( n+1) Khi đó : 3(n+1)  n( n +1) (n+ 2) lµ tÝch cña sè nguyªn d¬ng liªn tiÕp nªn tån t¹i mét sè lµ béi cña c, a = 13k +2, b = 13q +3 a2 + b2 = ( 13k +2 )2 + ( 13q + 3) = = 13( 13k2 +4k +13 q2 + 4q +1)  13 m (a  b)(a  c)(b  c) bc ca ab   2) a) A= (a  b)(a  c) (b  c)(a  b) (a  c)(b  c) = … = (a  b)(a  c)(b  c) = 2 1        x   x     x    x   (x  )  3(x  )  x x x x x      x   b) Ta cã: = ;   1    x   x   x  x  Tö thøc:  = 1      3 x     x    3 x    x  x   x  =  1  x  x  x x = MÉu thøc:     (x  )  3(x  )  x x     x  3 x     1   x3    3 x   x   x  Rót gän ta cã: B = 3( x + ) x 1 1 1 1 1005 (1       )  (1  ) 3 2009 2011 2011 2011 3) S = 2011x y z xy.xz y z     4) 2011  2011x  xy xyz  y  yz  z  zx = xyz  x yz  xy xyz  y  yz  z  zx = xy xz xy (xz+ z +1) + 1+ z +zx + z = 1+ z +zx 1+ z + xz = không đổi 1+ z +zx  69  x   67  x   65  x   63  x   61  x   1    1    1    1    1 0  1942 1944 1946 1948 1950           5)  x = 2011  CEM 6) a,Chøng minh BMD BC BC A V× BM = CM =  BD.CE = x  BMD  MED b, Chøng minh D B y E 2 M Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 C Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành ˆ ˆ Từ đó suy D1 D , đó DM là tia phân giác góc BDE Chøng minh t¬ng tù ta cã EM lµ tia ph©n gi¸c cña gãc CED c, Gäi H, I, K lµ h×nh chiÕu cña M trªn AB, DE, AC Chøng minh DH = DI, EI = EK Chu vi b»ng 2.AH CHUYÊN ĐỀ 13 – BẤT ĐẲNG THỨC Ngày soạn: 27 – - 2010 PhÇn I : c¸c kiÕn thøc cÇn lu ý  A  B  A  B 0  1-§inhnghÜa:  A  B  A  B 0 2-tÝnh chÊt + A>B ⇔ B< A + A>B vµ B >C  A > C + A>B ⇒ A + C >B + C + A>B vµ C > D ⇒ A +C > B + D + A>B vµ C > ⇒ A.C > B.C + A>B vµ C < ⇒ A.C < B.C + < A < B vµ < C < D ⇒ < A.C < B.D + A > B > ⇒ An > B n ∀n +A>B ⇒ An > Bn víi n lÎ + | A| > |B| ⇒ An > Bn víi n ch½n + m > n > vµ A > ⇒ A ❑m > A ❑n + m > n > vµ <A < ⇒ A ❑m < A ❑n 1 +A < B vµ A.B > > ⇒ A B - số bất đẳng thức + A ❑2 víi ∀ A ( dÊu = x¶y A = ) n  + A víi ∀ A ( dÊu = x¶y A = ) A 0 + víi ∀ A (dÊu = x¶y A = ) + - | A| < A = | A| + AB A  B ( dÊu = x¶y A.B > 0) A  B A  B + ( dÊu = x¶y A.B < 0) Phần II : số phơng pháp chứng minh bất đẳng thức 1) Phơng pháp 1: dùng định nghĩa Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành KiÕn thøc : §Ó chøng minh A > B Ta chøng minh A – B > Lu ý dùng bất đẳng thức M ❑2  với  M VÝ dô  x, y, z chøng minh r»ng : a) x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 xy+ yz + zx 2 b) x ❑ + y ❑ + z ❑ 2xy – 2xz + 2yz Gi¶i: a) Ta xÐt hiÖu : x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - xy – yz – zx = ( x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - xy – yz – zx) =  ( x  y )2  ( x  z )2  ( y  z )2   đúng với x;y;z  R V× (x-y)2 0 víix ; y DÊu b»ng x¶y x = y (x- z)2 0 víix ; z DÊu b»ng x¶y x = z (y- z)2 0 víi z; y DÊu b»ng x¶y z = y VËy x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 xy+ yz + zx DÊu b»ng x¶y x = y =z b)Ta xÐt hiÖu: x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - ( 2xy – 2xz +2yz ) = x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - 2xy +2xz –2yz = ( x – y + z) ❑2 đúng với x;y;z  R VËy x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 2xy – 2xz + 2yz đúng với x;y;z  R DÊu b»ng x¶y x + y = z VÝ dô 2: chøng minh r»ng : 2 a  b  c2  a  b  c  a  b2  a  b      3 2     ; b) a) c) H·y tæng qu¸t bµi to¸n gi¶i a) Ta xÐt hiÖu a  b2  a  b      VËy 2  a  b2  = a b  a b      2  a  2ab  b 1 2a  2b  a  b  2ab   a  b  0  = = DÊu b»ng x¶y a = b 2 a b c  a b c 1 2  a  b    b  c    c  a   0    3   = 9 b)Ta xÐt hiÖu: a  b2  c2  a  b  c    3   DÊu b»ng x¶y a = b =c VËy a12  a 22   a n2  a1  a   a n    n n   c)Tæng qu¸t: * Tóm lại các bớc để chứng minh A B theo định nghĩa Bíc 1: Ta xÐt hiÖu H = A - B Bớc 2:Biến đổi H = (C+D) ❑2 H=(C+D) ❑2 +….+(E+F) ❑2 Bíc 3: KÕt luËn A  B 2) phơng pháp : Dùng phép biến đổi tơng đơng Lu ý: Ta biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh tơng đơng với bất đẳng thức đúng bất đẳng thức đã đợc chứng minh là đúng VÝ dô 1: Cho a, b, c, d,e lµ c¸c sè thùc chøng minh r»ng Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a2  a) Gi¶i: b2 ab 2 b) a  b  ab  a  b 2 2 c) a  b  c  d  e a  b  c  d  e  b2 a  ab  4a  b 4ab  4a  4a  b 0   2a  b  0 a) (Bđt này luôn đúng) b a  ab Vëy (dÊu b»ng x¶y 2a = b) 2 2 b) a  b  ab  a  b  2(a  b  1)  2(ab  a  b)  a  2ab  b2  a  2a   b2  2b  0  (a  b)  (a  1)  (b  1) 0 (luôn đúng) VËy a  b  ab  a  b DÊu b»ng x¶y a = b = 2 2 2 2 2 c) a  b  c  d  e a  b  c  d  e    a  b  c  d  e ⇔ a ⇔  a  2b   4ab  4b    a  4ac  4c    a  4ad  4d    a  4ac  4c  0 2 10 2   a  2c    a  2d    a  2c  0 VÝ dô 2: Chøng minh r»ng: Gi¶i: a  4a  b  c  d  e  a 10  b10   a  b   a  b8   a  b   b10   a  b   a  b8   a  b   a12  a10 b  a 2b10  b12 a12  a 8b  a b8  b12 ⇔ a b  a  b   a b8  b  a  0 ⇔ a b (a -b ) (a + a b +b ) 2 2 2 ⇔ a2b2(a2-b2)(a6-b6) 0 VÝ dô 4: cho ba sè thùc kh¸c kh«ng x, y, z tháa m·n: { x y z =1 1 + + < x+ y+ z x y z Chứng minh : có đúng ba số x,y,z lớn Gi¶i: XÐt (x-1)(y-1)(z-1) = xyz + (xy + yz + zx) + x + y + z - = (xyz - 1) + (x + y + z) - xyz( + + ) = x + y + z - ( + + ¿>0 x y z x y z (v× + + < x+y+z theo gt) → sè x-1 , y-1 , z-1 ©m hoÆc c¶ ba sç-1 , y-1, x y z z-1 lµ d¬ng NÕñ trêng hîp sau x¶y th× x, y, z >1 → x.y.z>1 M©u thuÉn gt x.y.z =1 b¾t buéc ph¶i xảy trờng hợp trên tức là có đúng ba số x ,y ,z là số lớn 3) Phơng pháp 3: dùng bất đẳng thức quen thuộc A) số bất đẳng thức hay dùng 1) Các bất đẳng thức phụ: 2 a) x  y 2xy b) x  y  xy dÊu( = ) x = y = a b  2 d) b a a1  a  a   a n n  a1a 2a a n n 2)Bất đẳng thức Cô sy: c)  x  y  4xy 3)Bất đẳng thức Bunhiacopski Bồi dưỡng HSG Víi >0 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a 2  a 22   a 2n   x12  x 22  n2   a 1x1  a x   a n x n  4) Bất đẳng thức Trê-b - sép:  a b c  NÕu A B C  a b c  NÕu A B C ⇒ aA  bB  cC a  b  c A  B  C  3 ⇒ aA  bB  cC a  b  c A  B  C  3  a b c  DÊu b»ng x¶y A B C B) c¸c vÝ dô vÝ dô Cho a, b ,c lµ c¸c sè kh«ng ©m chøng minh r»ng (a+b) (b+c)(c+a) 8abc Giải: Dùng bất đẳng thức phụ:  x  y  4xy  a  b 2 4ab b  c  4bc c  a  4ac Tacã ;  ;  2 2 2 ⇒  a  b   b  c   c  a  64a b c  8abc  ⇒ (a + b)(b + c)(c + a) 8abc DÊu “=” x¶y a = b = c a3 b3 c3    2 vÝ dô 2: Cho a > b > c > vµ a  b  c 1 chøng minh r»ng b  c a  c a  b  a b c  ⇒  a b c    b  c a  c a  b Do a,b,c đối xứng , giả sử a b c ¸p dông B§T Trª- b-sÐp ta cã a b c a  b  c2  a b c  2 a b c      bc a c a b  b c a c a b  = = a3 b3 c3 1    VËy b  c a  c a  b DÊu b»ng x¶y a = b = c = √3 vÝ dô 3: Cho a,b,c,d > vµ abcd =1 Chøng minh r»ng : a  b  c  d  a  b  c   b  c  d   d  c  a  10 2 2 Ta cã a  b 2ab ; c  d 2cd Do abcd =1 nªn cd = (dïng x+ ≥ ) ab x a  b  c 2(ab  cd) 2(ab  Ta cã MÆt kh¸c: a  b  c  b  c  d  d  c  a  ) 4 ab (1) = (ab + cd) + (ac + bd) + (bc + ad)   1     ab     ac     bc   2   ab   ac   bc  = 2 2  a  b  c  d  a  b  c   b  c  d   d  c  a  10 Bồi dưỡng HSG Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 2 vÝ dô 4: Chøng minh r»ng : a  b  c ab  bc  ac Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski 1 ta cã XÐt cÆp sè (1,1,1) vµ (a,b,c) ⇒ a  12  12  (a  b  c )  1.a  1.b  1.c   b  c  a  b  c   ab  bc  ac   a  b  c ab  bc  ac (®pcm) DÊu b»ng x¶y a = b = c 4) Ph¬ng ph¸p 4: dïng tÝnh chÊt cña tû sè A KiÕn thøc 1) Cho a, b ,c lµ c¸c sè d¬ng th× a a a c a a a c 1  1  a ) NÕu b th× b b  c b ) NÕu b th× b b  c a c a a c c     b d b b  d d 2) NÕu b, d > th× tõ B C¸c vÝ dô: vÝ dô 1: Cho a, b, c, d > a b c d    2 Chøng minh r»ng : a  b  c b  c  d c  d  a d  a  b a a a d 1  a bc a bcd Theo tÝnh chÊt cña tØ lÖ thøc ta cã a  b  c (1) a a  a b c a b c d MÆt kh¸c : (2) a a a d   Tõ (1) vµ (2) ta cã a  b  c  d a  b  c a  b  c  d (3) b b b a   T¬ng tù ta cã : a  b  c  d b  c  d a  b  c  d (4) c c bc d d d c     a b c d cd a a b c d (5); a  b  c  d d  a  b a  b  c  d 1 céng vÕ víi vÕ cña (3); (4); (5); (6) ta cã 1< a b c d + + + <2 a+b+ c b+c +d c+ d+ a d +a+ b (6) (®pcm) a c  vÝ dô : Cho: b d vµ b,d > a ab  cd c   b b  d d Chøng minh r»ng a c ab cd ab ab  cd cd c a ab  cd c   2      ⇒ 2 b b d d d  b b2  d d Gi¶i: Tõ b d b d vÝ dô : Cho a;b;c;d lµ c¸c sè nguyªn d¬ng tháa m·n : a + b = c+d =1000 (®pcm) a b  t×m gi¸ trÞ lín nhÊt cña c d Bồi dưỡng HSG 8 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành a b a ab b a     1 c cd d ; c gi¶i : Kh«ng mÊt tÝnh tæng qu¸t ta gi¶ sö : c d v× a + b = c + d b a b 998 ⇒  998 c d a, NÕu: b th× d 999 a b 999   ⇒ c d =c d §¹t gi¸ trÞ lín nhÊt d = 1; c = 999 b, NÕu: b = 998 th× a =1 VËy: gi¸ trÞ lín nhÊt cña a + b = 999 + c d 999 a = d = 1; c = b = 999 VÝ dô : Víi mäi sè tù nhiªn n >1 chøng minh r»ng : < + + + < n+1 n+2 n+ n 1 > = Ta cã víi k = 1,2,3,…,n-1 n+k n+ n 2n Do đó: + + + > + + = n = n+1 n+2 2n 2n n 2n 1 1 VÝ dô 5: CMR: A = 1+ + + + + với n ≥ kh«ng lµ sè tù nhiªn n 1 1  ;  ; HD: 1.2 2.3 VÝ dô 6: Cho a ,b ,c ,d > Chøng minh r»ng : 2 Gi¶i : a b b c cd d a    3 a b c b c  d c  d  a d  a b a b a b a b d   V× a ,b ,c ,d > nªn ta cã: a  b  c  d a  b  c a  b  c  d b  c b c b ca   a b c d b c d a b c d d a d a d a c   a b c d d a b a b c d Cộng các vế bất đẳng thức trên ta có : 2 (1) (2) (3) a b bc cd d a    3 a b c b c d cd a d a b (®pcm) Phơng pháp 5:Dùng bất đẳng thức tam giác Lu ý: NÕu a;b;clµ sè ®o ba c¹nh cña tam gi¸c th× : a; b; c > Vµ |b-c| < a < b+c ; |a-c| < b < a+c ; |a-b| < c < b+a VÝ dô1: Cho a; b; clµ sè ®o ba c¹nh cña tam gi¸c chøng minh r»ng a, a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ac) b, abc > (a+b-c).(b+c-a).(c+a-b) Gi¶i 0  a  b  c  0  b  a  c  0  c  a  b  a  a(b  c)  b  b(a  c)  c  c(a  b)  a)V× a,b,c lµ sè ®o c¹nh cña mét tam gi¸c nªn ta cã Cộng vế các bất đẳng thức trên ta có a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ac) b) Ta cã 2 a > b - c   a  a  (b  c) > Bồi dưỡng HSG 8 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 2 b > a - c   b  b  (c  a) > 2 c > a - b   c  c  (a  b)  2 a b2 c2   a   b  c    b   c  a    c2   a  b         Nhân vế các bất đẳng thức ta đợc:  a b 2c2   a  b  c  2  b  c  a   c  a  b  abc   a  b  c   b  c  a   c  a  b  Ví dụ2: (đổi biến số) a b c    Cho a,b,c lµ ba c¹nh cña mét tam gi¸c Chøng minh r»ng b  c c  a a  b (1) yz x zx y xy z 2 §Æt x= b + c ; y= c + a ;z = a + b ta cã a = ; b= ;c= yz x zx  y x y z y z x z x y             3 ⇔ 2x 2y 2z x x y y z z ta cã (1) ⇔ y x z x z y  )  (  )  (  ) 6 x z y z ( x y là Bđt đúng? Ví dụ 3: (đổi biến số) 1   9 2 a  2bc b  2ac c  2ab Cho a, b, c > vµ a + b + c <1 Chøng minh r»ng : (1) 2 Gi¶i: §Æt x = a  2bc ; y = b  2ac ; z = c  2ab Ta cã x  y  z  a  b  c   (1) ⇔ + + ≥ Víi x + y + z < vµ x ,y,z > x y z Theo bất đẳng thức Côsi ta có: 1 1    ⇒ x  y  z  3 xyz vµ x y z xyz  1 1    9  x y z  x  y  z   6) ph¬ng ph¸p lµm tréi : Chøng minh B§T sau : Gi¶i : 1 1     (2n  1).(2n  1) a) 1.3 3.5 1 1    2 1.2.3 n b) 1.2 1.2.3 1  2k  1  (2k  1)  1       a) Ta cã :  2n  1  2n  1 (2k  1).(2k  1)  2k  2k   Cho n chạy từ đến k Sau đó cộng lại ta có 1 1          1.3 3.5 (2n  1).(2n 1)  n 1  b) Ta cã : (®pcm) 1 1 1 1    1    1.2 1.2.3 1.2.3 n 1.2 1.2.3  n  1 n Bồi dưỡng HSG 8 Năm học: 2012 - 2013 Trường THCS Lương Thế Vinh - GV:Võ Viết Thành 1  1  1  1              2  n n n <  2  3 (®pcm) Bµi tËp vÒ nhµ: 1) Chøng minh r»ng: x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 +3 (x + y + z) HD: Ta xÐt hiÖu: x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 +3 – 2( x+ y +z ) = x ❑2 - 2x + + y ❑2 -2y +1 + z ❑2 -2z +1 2) Cho a ,b,c lµ sè ®o ba c¹nh tam gi¸c Chøng minh r»ng : 1 a b c   2 b c ca a b a a a 2a a a    (HD: b  c a  b  c a  b  c vµ b  c a  b  c ) 1 1       2n + 3n 3n + < 3) < n + n + ¸p dông ph¬ng ph¸p lµm tréi bc ac ab   4) Cho a, b, c > Chøng minh r»ng a b c  a + b + c  b a bc ac ac ab bc ab       HD: a b = c  a b   2c; b c ? ; a c ? Bồi dưỡng HSG 8 Năm học: 2012 - 2013