TỔNG HỢP CÁC CÂU VẬN DỤNG – VẬN DỤNG CAO CỤM 5 TRƯỜNG CHUYÊN ĐBSH Câu 1: [2H2-2] [Cụm 5 trường chuyên ĐBSH] Cho hai mặt phẳng
P và
Q vuông góc với nhautheo giao tuyến . Trên đường lấy hai điểm A, B với AB a . Trong mặt phẳng
P lấy điểm C và trong mặt phẳng
Q lấy điểm D sao cho AC, BD cùng vuông góc với vàAC BD AB . Bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD là:
A. 3 3
a . B. 3
2
a . C. a 3. D. 2 3
3 a .
Lời giải Chọn B.
a a
a
A B
C
D I
Ta có hai mặt phẳng
ABC
và
ABD
vuông góc với nhau theo giao tuyến AB mà CA AB
CA ABD
suy ra CA AD. Tương tự, ta cũng có DBBC.
Hai điểm A, B cùng nhìn đoạn CD dưới một góc vuông nên bốn điểm A, B, C, D nằm trên mặt cầu đường kính CD, tâm I là trung điểm CD.
Xét tam giác vuông ACD, ta có CD AC2AD2 a2 2a2 a 3. Vậy bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện ABCD là 3
2 Ra .
Câu 2: [1D2-4] Có bao nhiêu số nguyên dương n sao cho
10 20 0
11 12 1
11 1
2 ... ... ...
n n nn nn nn
S C C C C C C C C C là một số có 1000 chữ
số?
A. 2. B. 1. C. 3. D. 0.
Lời giải Chọn C.
(Có edit lại cho rõ)
Ta có:
0
1
n k k
S S
, với Sk Ck0C1k Ck2...Ckk, k
0;1;...;n
Ta có: Ck0C1kCk2 ... Ckk
1 1
k 2kSuy ra:
2 3
1 10
1 2 1 1 2 2 2 ... 2 1 1.1 2 2 . 1 2
n n
k n n
k
S
Ta có:S là một số có 1000 chữ số 10999 S 101000 109992n1101000
2 2
999log 10 1 n 1000log 10 1
3317,606 n 3320,92 Do n nên n
3318;3319;3320
.Vậy có 3 số nguyên dương n thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Câu 3: [2D4-4] Cho hai số phức z z1, 2 thỏa mãn z1 1 i 2 và z2 iz1. Tìm giá trị lớn nhất m của biểu thức z1z2
A. m2 2 2 . B. m 2 1 . C. m2 2. D. m2. Lời giải
Chọn A.
Cách 1: (PB thêm cách)
Gọi M là điểm biểu diễn cho số phức z1. Ta có:
1 1 2 2
z i MI , với I
1;1
nên M thuộc đường tròn
C tâm I
1;1
, bán kính2 R
Ta có: z1z2 z1iz1
1i z
1 2 z1 2OM .Ta có OI 2 R nên O nằm trong
C . Do đó OM OI R 2 2 . Vậy m 2
2 2
2 2 2Cách 2:
Ta có z1z2 z1iz1 1 i z. 1 2.z1
Đặt z1 a bi với (a b, ) theo đề bài ta có
a1
2 b 1
2 4(*). Ta cần tìm GTLN của2 2
2
m a b
Đặt t a 2b2. Ta có:
* 4 a22a 1 b22b 1 2(a b ) 2 t. Mà
a b
2
12 ( 1) .2
a2b2
(**) nên
2t
24(a b )2 8t t2 12t 4 0 6 4 2 t 6 4 2 Kết hợp với t a 2b2 0 suy ra 0 t 6 4 2Suy ra m 2t 12 8 2 2 2 2 Dấu "" xảy ra khi
** xảy ra khi1 1
a b
a b
. Kết hợp
* ta được
1 1 2 1
z i
Vậy giá trị lớn nhất của m bằng 2 2 2 .
Câu 4: [1D1-4] Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số sin cos tan cot 1 1 sin cos
y x x x x
x x
.
A. 2 2 1 . B. 2 2 1 . C. 2 1 . D. 2 1 .
Lời giải Chọn A.
Cách 1: Đặt asinx,bcosxthì
2 21 1 ab a b a b a b P a b a b
b a a b ab
ab a b
1 a bab
vì a2b2 1.
Đặt t a b, tức là 2 sin
t x4 nên t 2; 2.
Lại có t2 1 2ab2ab t 2 1. Do đó 2
2
2 21 1
2 1
ab a b a b
P t
ab t
.
Với t 2; 2
+) Với t 1 0, áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta có 2
1 1 2 2 1.
P t 1
t
+) Với t 1 0, áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta có 2
1 2 2
t 1
t
nên
1 2 2 2
t 1
t
1 2 1 2 2 1
t 1
t
.
Từ đó P2 2 1 .
Dấu bằng đạt được khi t 1 2, hay 1 2 sinx4 2
nên tồn tại x. Cách 2 (PB bổ sung)
Ta có 1 1
sin cos tan cot
sin cos
y x x x x
x x
1 sin cos
sin cos
sin .cos
x x
x x
x x
.
Đặt tsinxcosx 2 sin x 4
, 2; 2 \ 1
2 2
t
,
2 1
sin .cos
2 x x t
.
Suy ra 12
1 2 y t t
t
2 t 1
t
.
Xét hàm số
2g t t 1
t
,
21 2 g t 1
t
2 2
1 2
1 t
t
,g t
0
2 1 2 1 t/m
t l
t
.
2 3 2 2 0,g g
2 0, g
2 1
2 2 1 0 Ta có bảng biến thiên
g
- 2g
- 2+1
g
2 +∞+∞
-∞
y=g(t)
+∞
g
2 g
- 2+1
g
- 2- 2+1 2
g(t)
0 t
g'(t)
1 +
- 2
Dựa vào bảng biến thiên suy ra ymin g
2 1
2 2 1 .Câu 5: [2D1-4] Cho hàm số
2 4
x m x
y x m
. Biết rằng đồ thị hàm số có hai điểm cực trị phân biệt là A, B. Tìm số giá trị của m sao cho ba điểm A, B, C
4;2
phân biệt và thẳng hàng.A. 0. B. 2. C. 1. D. 3 .
Lời giải Chọn A.
Ta có
2 2
2
2 4
x m x m
y x m
. Suy ra 2
0 2.
x m
y x m
Nên đồ thị hàm số luôn có hai điểm cực trị và đường thẳng qua hai cực trị là d: 2 1 y x m
.
Vì A, B, C
4;2
thẳng hàng nên C d m 6. Khi đó 40 8.
y x
x
Với x 4 y 2, tức là có một điểm cực trị trùng với C. Vậy không có giá trị nào của m thỏa mãn yêu cầu đề bài.
Cách 2: (PB bổ sung) Tập xác định D \
m .Ta có
2 4 4
x m x
y x
x m x m
.
4
21
y x m
, x D, y 0 2 2
x m
x m
.
Tọa độ hai điểm cực trị là B
2 m;4 m
, A
2 m; 4 m
.
4;8AB
, AC
6 m;6 m
.Ba điểm A, B, C
4; 2
phân biệt và thẳng hàng6 0 6 0
6 6 1 1
4 8 4 8
m m
m m
(vô nghiệm).
Vậy không có giá trị m nào thỏa mãn.
Câu 6: [2D1-3] Cho hàm số y f x
ax3bx2 cx d
a0; , , ,a b c d
có đồ thị là
C . Biếtrằng đồ thị
C đi qua gốc tọa độ và đồ thị hàm số y f x
cho bởi hình vẽ dưới đây. Tính giá trị của biểu thức H f
4 f
2 .A. H 58. B. H 51. C. H 45. D. H 64.
Lời giải Chọn A.
Vì đồ thị hàm số đi qua gốc tọa độ nên d 0.
3 2 2f x ax bx c có đồ thị là một parabol nhận trục Oy làm trục đối xứng và qua điểm
0;1 nên suy ra b0, c1.Đồ thị y f x
đi qua
1; 4 nên ta có 3a 1 4 a 1. Do đó f x
x3x.Vậy H f
4 f
2 68 10 58 .Câu 7: [1D2-3] Trước kỳ thi học kỳ 2 của lớp 11 tại trường FIVE, giáo viên Toán lớp FIVE A giao cho học sinh đề cương ôn tập gồm 2n bài toán, n là số nguyên dương lớn hơn 1. Đề thi học kỳ của lớp FIVE A sẽ gồm 3 bài toán được chọn ngẫu nhiên trong số 2n bài toán đó. Một học sinh muốn không phải thi lại, sẽ phải làm được ít nhất 2 trong số 3 bài toán đó. Học sinh TWO chỉ giải chính xác được đúng 1 nửa số bài toán trong đề cương trước khi đi thi, nửa còn lại học sinh đó không thể giải được. Tính xác suất để TWO không phải thi lại.
A. 1.
2 B. 1.
3 C. 2
3 D. 3.
4 Lời giải
Chọn A.
Gọi B là biến cố: Học sinh TWO làm đúng 2 trong 3 bài toán thi.
Gọi C là biến cố: Học sinh TWO làm đúng cả 3 bài toán thi.
Gọi A là biến cố: Học sinh TWO không phải thi lại.
Ta có: A B C với B, C là hai biến cố xung khắc.
Khi đó số phần tử của không gian mẫu: n
C2n3 .* Xét biến cố B:
+) Chọn 2 bài trong n bài học sinh TWO làm được là: Cn2. +) Chọn 1 bài trong n bài học sinh TWO không làm được là: Cn1. Từ đó suy ra:
23 12 n. n
n
P B C C
C .
* Tương tự với biến cố C :
33 2n n
P C C
C .
Vậy:
3 31 22
n n. n
n
C C
P C
P B C C
A P
1 1 2
2 6
2 2 1 2 2
6
n n n n n n
n n n
1 3 2 1
2 2 1 2 2 2
n n n n
n n n
.
Câu 8: [2D1-4] Biết rằng đồ thị hàm số bậc 4: y f x
được cho như hình vẽ sau:Tìm số giao điểm của đồ thị hàm số y g x
f x
2 f x f
. x và trục Ox.A. 4. B. 6. C. 2. D. 0.
Lời giải Chọn D.
(Có chỉnh sửa)
Gọi các hoành độ giao điểm của đồ thị hàm số y f x
và trục Ox là x1, x2, x3, x4. Suy ra: f x
a x x
1
x x 2
x x 3
x x 4
Ta có:
2
3
4
1
3
4
f x a x x x x x x a x x x x x x
1
2
4
1
2
3
a x x x x x x a x x x x x x
.
Theo giả thiết ta có:
2
.g x f x f x f x
i
i 2
i . i
i 2 0g x f x f x f x f x
, với mọi i
1;2;3; 4
.
0g x không có nghiệm xi.
Xét x x i, ta có:
4
1
1
i i
f x
f x x x
4 2 4
2 2
1 1
1 . 1
0, i
i i i i
f x f x f x
f x x x
f x x x f x x x
2
. 0, if x f x f x x x
.
Do đó trong mọi trường hợp phương trình g x
0 đều vô nghiệm.Vậy đồ thị hàm số y g x
cắt trục Ox tại 0 điểm.Câu 9: [2D4-4]. Cho hai số phức z z1, 2 thoả mãn z1 2,z2 3. Gọi M N, là các điểm biểu diễn cho z1 và iz2. Biết MON 30 . Tính S z124z22 .
A. 5 2 . B. 3 3 . C. 4 7 . D. 5 .
Lời giải Chọn C.
Ta có
22 2 2
1 4 2 1 2 2 1 2 2 . 1 2 2
S z z z iz z iz z iz Gọi P là điểm biểu diễn của số phức 2iz2. Khi đó ta có
1 2 2 . 1 2 2 .
z iz z iz OM OP OM OP
. 2 2 .
PM OI PM OI
.
Do MON 30 nên áp dụng định lí côsin cho tam giác OMN với OM 2, ON 3, ta có:
2 2 2 2. . .cos
MN OM ON OM ON MON 22 322.2. 3.cos30 1MN 1. Từ OM 2, ON 3 vàMN 1 suy ra ON MN, bởi vậy OMP có MN đồng thời là đường cao và đường trung tuyến, suy ra OMP cân tại M PM OM 2.
Áp dụng định lí đường trung tuyến cho OMN ta có:
2 2 2
2 7
2 4
OM OP MP
OI .
Vậy S 2PM OI. 2.2. 7 4 7 .
Câu 10: [1D2-4] Từ các chữ số
0,1, 2,3, 4,5, 6 viết ngẫu nhiên một số tự nhiên gồm 6 chữ số khác
nhau có dạng a a a a a a1 2 3 4 5 6 . Tính xác suất để viết được số thỏa mãn điều kiện
1 2 3 4 5 6
a a a a a a .
A. 4
p85. B. 4
p135. C. 3
p 20. D. 5 p158. Lời giải
Chọn B.
Cách 1: (Viết gọn)
Ta dễ có số phần tử của không gian mẫu là 6.A65 4320. Gọi A là biến cố “chọn được số thoả mãn yêu cầu bài toán”.
Đặt a1a2 a3a4 a5a6 S Ta có:
1 2 3 4 5 6
0 1 2 3 4 5 a a a a a a 1 2 3 4 5 6
15 3S 21 5 S 7 S 5;6;7
Khi đó ta có 3 phương án để chọn số a a a a a a1 2 3 4 5 6 như sau:
Phương án 1: a1a2 a3a4 a5a6 7. Khi đó
a a1, 2 ; a a3, 4 ; a a5, 6
1,6 ; 2,5 ; 3, 4
Suy ra có 3!. 2! . 2! . 2!
48 cách chọn. Phương án 2: a1a2 a3a4 a5a6 5. Khi đó
a a1, 2 ; a a3, 4 ; a a5, 6
0,5 ; 1, 4 ; 2,3
. Suy ra có 3!.2!.2!.2! 1.2!2! 40 cách. Phương án 3: a1a2 a3a4 a5a6 6. Khi đó
a a1, 2 ; a a3, 4 ; a a5, 6
0,6 ; 1,5 ; 2, 4
.Phương án này hoàn toàn tương tự phương án 2 nên cũng 40 cách chọn.
Do đó số phần tử của biến cố A: A 48 40.2 128 .
Vậy
128 44320 135 P A A
.
Cách 2:
Số các số gồm 6 chữ số khác nhau từ tập hợp
0,1, 2,3, 4,5,6 :
Chọn a1 0 có 6 cách, sắp xếp các số còn lại có A65 cách nên có tổng số 6.A65 4320 số.
Số các số thỏa mãn điều kiện a1a2 a3a4 a5a6: Ta có a1a2 a3 a4 a5 a6 3
a1a2
là số chia hết cho 3 .Mà 0 1 2 3 4 5 6 21 là số chia hết cho 3 nên chữ số không xuất hiện trong số được lập phải là số chia hết cho 3.
Trường hợp 1: Chữ số 0 không có mặt trong số được lập.
Ta có
a a1, ,...,2 a6
1, 2,3, 4,5, 6
.Khi đó a1a2 a3a4 a5a6 7 nên
a a1, 2
, a a3, 4
, a a5, 6
1,6 , 2,5 , 3, 4
. Có 3! cách xếp các cặp
1,6 , 2,5 , 3, 4 vào các vị trí của các cặp
a a1, 2
, a a3, 4
, a a5, 6
, trong mỗi cặp vị trí lại có 2 cách xếp nên có 3!.23 48 số.Trường hợp 2: Chữ số 3 không có mặt trong số được lập.
Ta có
a a1, ,...,2 a6
0,1, 2, 4,5,6
.Khi đó a1a2 a3a4 a5a6 6 nên
a a1, 2
, a a3, 4
, a a5, 6
0,6 , 1,5 , 2, 4
. Tương tự như trên nếu coi chữ số 0 như các chữ số khác, ta có 48 cách.Trường hợp 06a a a a3 4 5 6 : lý luận tương tự, có 2.2.2 8 cách.
Suy ra trường hợp này, ta có 48 8 40 số.
Trường hợp 3 : Chữ số 6 không có mặt trong số được lập.
Ta có
a a1, ,...,2 a6
0,1, 2,3, 4,5
. Tương tự như trường hợp 2, ta có 48 8 40 số.Vậy có 48 40 40 128 số thỏa mãn điều kiện a1a2 a3a4 a5a6.
Xác suất cần tìm là 128 4 4320 135
p .
Câu 11: [2H3-3] Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho đường thẳng đi qua gốc tọa độ O và điểm I
0;1;1
. Gọi S là tập hợp các điểm nằm trên mặt phẳng
Oxy
, cách đường thẳng một khoảng bằng 6. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi S.A. 36. B. 36 2 . C. 18 2. D. 18
Lời giải Chọn B.
Đường thẳng có vecto chỉ phương u
0;1;1
và đi qua gốc tọa độ O
0;0;0
. Gọi M a b
; ;0
là điểm thuộc mặt phẳng
Oxy
, cách một khoảng bằng 6.Ta có: d M
,
OM u,u
2 2
2 2 a b
. Ta được: 2a2b2 36
2 2
36 72 1 a b
.
Như vậy tập hợp điểm M là elip
E trong mặt phẳng tọa độ
Oxy
, có phương trình:2 2
36 72 1 x y
, nên có nửa độ dài các trục lần lượt là 6 và 6 2 có diện tích bằng:
.6.6 2 36 2
.
Câu 12: [2D2-4] Cho bất phương trình m.3x1
3m2 . 4 7 x 4 7x 0, m là tham số. Tìm tất cả các giá trị của tham số m để bất phương trình đã cho nghiệm đúng với mọi x ;0. A. 2 2 3
m 3 . B. 2 2 3
m 3 . C. 2 2 3
m 3 . D. 2 2 3
m 3 . Lời giải
Chọn A.
Phương trình đã cho tương đương với
1 9
.3 3 2 . 4 7 0
4 7
x x
m x m .
2
4 7 4 7
3 . 3 2 0
3 3
x x
m m
.
Đặt 4 7
3
x
t
. Suy ra t
0;1 khi x
;0
.Khi đó, bài toán đã cho trở thành: Tìm m để bất phương trình t23mt3m 2 0
1 đúng với mọi t
0;1 .Ta có
1 2 2 3 1t m
t
với mọi t
0;1
2 . Xét hàm số
2 21 f t t
t
với t
0;1 . Ta có
2 2
2 2
1 t t f t t
và f t
0 t 3 1 . Bảng biến thiên của hàm số f t
Dựa vào bảng biến thiên suy ra
2 2 2 3 3m 2 2 3 m 3 .
Câu 13: [2D3-3] Biết diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường ysinx, ycosx, x0, x a
với ;
a 4 2
là 12
3 4 2 3
hỏi số a thuộc khoảng nào sau đây?A. 7 ;1 10
. B. 51 11; 50 10
. C. 11 3; 10 2
. D. 1;51 50
Lời giải
Chọn B.
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường ysinx, ycosx, x0, x a là
0
sin cos d
a
S
x x x4
0
4
sin cos d + sin cos d
a
x x x x x x
4
0
4
cos sin d sin cos d
a
x x x x x x
4
0
4
cos sin d cos sin d
a
x x x x x x
2 1
sinxcosx
a4 2 2 1 cos asina.Theo bài ra ta có:
3 4 2 3
2 4 2 2cos a2sina sin 4 3 1 sin512a 2 2
. 7
4 12 a
1,047
a 3
51 11
50 10,
a
.
Câu 14: [2H3-3] Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A a
;0;0
, B
0; ;0b
, C
0;0;c
với a, b, c0. Biết rằng mặt phẳng
ABC
đi qua điểm 1 2 3; ; 7 7 7M
và tiếp xúc với mặt cầu
: 1
2 2
2 3
2 72S x y z 7 . Tính 12 12 12 T a b c .
A. T 14. B. 1
T 7. C. T 7. D. 7 T 2. Lời giải
Chọn D.
Mặt phẳng
ABC
đi qua ba điểm A a
;0;0
, B
0; ;0b
, C
0;0;c
nên có phương trình là x y z 1a b c .
Ta có 1 2 3; ;
7 7 7
M ABC
nên 1 2 3
a b c 7.
Mặt cầu
S có tâm I
1;2;3
và bán kính 72 R 7 .
ABC
tiếp xúc với
S
2 2 22 2 2
1 2 3
1 72 1 1 1 7
, 1 1 1 7 2
a b c d I ABC R
a b c a b c
.
Câu 15: [2H1-3] Cho hình chóp .S ABCD, ABCD là hình chữ nhật, AB a , AD2a. Tam giác SAB cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Góc giữa SC và mặt phẳng
ABCD
bằng 45. Gọi M là trung điểm SD. Tính theo a khoảng cách d từ M đến mặt phẳng
SAC
.A. 2 1513 89
d a . B. 2 1315 89
d a . C. 1315 89
d a . D. 1513 89 d a . Lời giải
Chọn D.
M
H
D
B
A
C S
I K
Gọi H là hình chiếu của S lên mặt đáy. Vì SAB cân tại S và nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt đáy nên H là trung điểm của AB.
Rõ ràng d M SAC
,
12d D SAC
,
d H SAC
,
.Kẻ HI AC tại I , kẻ HK SI tại K, khi đó d d H SAC
,
HK .Vì góc giữa SC và mặt phẳng
ABCD
bằng 45 nên SCH 45 suy ra SHC vuông cân tại H. Ta có HC BC2BH2 172
a , suy ra 17
2 SC a .
Ta có 1
;
HI 2d B AC 1 2. 2 2.
BA BC BA BC
5 5
a . Suy ra HK HS HI2. 2 HS HI
1513 89
a .
Câu 16: [2D1-3] Cho hàm số 1 2 y x
x
, gọi d là tiếp tuyến với đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ bằng m2. Biết đường thẳng d cắt tiệm cận đứng của đồ thị hàm số tại điểm A x y
; 1 1
và cắt tiệm cận ngang của đồ thị hàm số tại điểm B x y
; 2 2
. Gọi S là tập hợp các số m sao cho2 1 5
x y . Tính tổng bình phương các phần tử của S.
A. 0 . B. 4. C. 10 . D. 9 .
Lời giải Chọn C.
1 3 y 2
x
23 y 2
x
Ta có x m 2 y 1 3
m
m0
Phương trình tiếp tuyến d: y 32
x m 2
1 3m m
.
Tiệm cận ngang của đồ thị hàm số y1 và tiệm cận đứng x 2. Tọa độ điểm A là nghiệm của hệ:
2
3 3
2 1 2
y x m
m m
x
1 6
2
y m
x
nên
1
1 6 y m.
Tọa độ điểm B là nghiệm của hệ:
2
3 3
2 1 1
y x m
m m
y
1
2 2
y x m
nên x2 2m2.
Vậy x2y1 2m 6 1 5
m 2m24m 6 0 1
2
1 3 m m
2 2
1 2 10
m m
.