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- SÔÛ GIAÙO DUÏC ÑAØO TAÏO KIEÂN GIANG
Tröôøng THPT Chuyeân Huyønh Maãn Ñaït
KYØ THI HOÏC SINH GIOÛI KHU VÖÏC ÑBSCL NAÊM HOÏC 2005_2006
ÑEÀ THI ÑEÀ NGHÒ MOÂN : TOAÙN
( Thôøi gian: 180 phuùt )
BAØI 1: (4 ñieåm)
Giaûi phöông trình nghieäm nguyeân sau : 2x + 3y = z2
BAØI 2: (4 ñieåm)
Cho 6 soá thöïc a, b, c, m, n, p thoûa maõn : a 2 + b2 + c2 = 1 vaø m + n + p = 5.
Tìm giaù trò lôùn nhaát cuûa : A = a.m + b.n + c.p + m.n + n.p + p.m
BAØI 3: (4 ñieåm)
x0 m m 0
Cho daõy soá xn : xn 12 20062 . Tìm lim xn
2 xn , n N, n 1 n
xn 1
BAØI 4: (4 ñieåm)
Cho ñöôøng thaúng (d) vaø hai ñieåm A, B khoâng thuoäc (d); AB khoâng vuoâng
goùc vôùi (d). Baèng thöôùc vaø compa haõy döïng M naèm treân (d) sao cho:
a. MA
ñaït giaù trò nhoû nhaát b. MA
ñaït giaù trò lôùn nhaát
MB MB
BAØI 5: (4 ñieåm)
Cho hình laäp phöông ABCD.A’B’C’D’ caïnh a. Goïi I laø taâm cuûa maët
BCC’B’ vaø laø ñöôøng thaúng qua D vaø I. Ñoaïn MN thay ñoåi coù trung ñieåm
K luoân thuoäc ñöôøng thaúng , M ( BCC ' B '), N ( A ' B ' C ' D ') . Tìm giaù trò beù
nhaát cuûa ñoaïn MN.
HEÁT
- SÔÛ GIAÙO DUÏC ÑAØO TAÏO KIEÂN GIANG
Tröôøng THPT Chuyeân Huyønh Maãn Ñaït
KYØ THI HOÏC SINH GIOÛI KHU VÖÏC ÑBSCL NAÊM HOÏC 2005_2006
ÑAÙP AÙN ÑEÀ THI ÑEÀ NGHÒ MOÂN : TOAÙN
BAØI 1:
- N/x + x,y 0 vaø x, y khoâng ñoàng thôøi baèng 0. 0.25
(0.25 + neáu (x0 ; y0 ; z0) laø moät nghieäm cuûa (1) thì (x 0 ; y0,; - z0) ñ
ñ) cuõng laø moät nghieäm cuûa (1). Do ñoù ta chæ caàn giaûi (1) vôùi ñieàu
kieän z > 0.
TH1 Neáu x = 0, khi ñoù y 1 0.25
(1ñ) (1) 1 + 3y = z2 3y = (z – 1).(z + 1) (2) ñ
maø 3y laø soá leû neân UCLN[(z – 1) , (z + 0.25
((z - 1) , (z + 1)) = 1
Ta coù ((z - 1) , (z + 1)) = 2
ñ
1)] = 1
Vaäy (2)
z 1 1
y 1
0.5ñ
z 1 3 z 2
y
TH2 Neáu y = 0, khi ñoù x 1 0.25
(1ñ) (1) 2x + 1 = z2 2x = (z – 1).(z + 1) ñ
Maët khaùc (z – 1), (z + 1) laø hai soá nguyeân cuøng tính chaün leû 0.25
vaø
((z - 1) , (z + 1)) = 1
neân : ñ
((z - 1) , (z + 1)) = 2
z 1 2 0.5ñ
x 3
(3) z 1 2x 1
x 2 z 3
TH3 Caû hai soá x, y 1, khi ñoù töø (1) suy ra: (z ; 2) = (z ; 3) = 1 0.25
(1.5ñ) z 1(mod 3)
ñ
2
2
z 1(mod 4)
Töø (1) suy ra : 2x z2 1(mod 3) x 2k ,k N*
Luùc naøy (1) trôû thaønh : 4k + 3y = z2 . Suy ra : 0.25
3 z 1(mod 4) y 2q, q N
y 2 *
ñ
k
(1) 4 + 9 q = z2 9
q
= z2 – 4 k 9
q
= (z – 2k)(z + 2k) 0.5ñ
(4)
Vì (z ; 2) = 1 neân ((z – 2k) ; (z + 2k)) = 1. Töø ñieàu naøy ta
coù :
z 2k 1
2.2k 9q 1 (* )
(4)
z 2 9 z 2 1
k q k
Ta coù (*) 2.2k = (3q – 1).(3q + 1) (**) 0.5ñ
q q
Ta cuõng coù : ((3 – 1) ; (3 + 1)) = 2 neân (**)
3q 1 2
k
2 2 2 k 2 x 4
q q hay
3 1 2 3 1 2 q 1 y 2
k k
- KL (x;y;z) ( 4 ; 2 ; 5) 0.25ñ
(0.25ñ) Vaäy (1) coù caùc nghieäm nguyeân : (x;y;z) (3 ; 0 ; 3)
(x;y;z) (0 ; 1 ; 2)
BAØI 2: (4 ñieåm)
Caùch 1:
Trong khoâng gian Oxyz , xeùt maët caàu (C)
taâm O baùn kính R = 1: x 2+ y2 + z2 = 1 vaø
maët phaúng 0
(P): x + y +z – 5= 0 ( (P) khoâng caét ( C )
Xeùt M(a ; b ; c) vaø N(m ; n ; p). Töø
M
giaû thieát ta coù M (C) , N (P) . I
(0.5ñ)
H N
P
MN 2 m a n b p c
2 2 2
1 m n p 2 mn np pm 2 am bn cp
2
a b c m n p 2 am bn cp
2 2 2 2 2 2
(0.5ñ)
Neân MN 2 26 2 A (0.25ñ)
Qua O döïng ñöôøng thaúng (d) vuoâng goùc vôùi (P). Ñöôøng thaúng naøy caét
maët caàu taïi I,J caét (P) taïi H (I naèm giöõa O vaø H). Deã thaáy: I ( ) vaø
1 1 1
; ;
3 3 3
H( ; ; ) . (0.5ñ)
5 5 5
3 3 3
Ta coù MN IH = OH – OI = dO/(P) – 1 = .
5
1
3
(0.5ñ)
2
5
Suy ra MN IH 26 2 A
2 2
1
3
(0.5ñ)
25 5 3
2A 26 - 1)2 = A
5 50 10 25 5
(
3 3 3 3 3 3
(0.5ñ)
- 1
M I a b c
Daáu “=” ñaït ñöôïc khi hay
3
N H m n p 5
3
(0.5ñ)
25 5 3
Vaäy Max A = (0.25ñ)
3
Caùch 2:
Aùp duïng BÑT Bunhiacopxki ta coù :
a.m + b.n + c.p (a2 b2 c2 )(m2 n2 p2 ) m2 n2 p2
A = a.m + b.n + c.p + m.n + m.p + n.p m.n + m.p + n.p + m2 n2 p2
Ñaët : m.n + n.p + p.m = t.
Ta coù : m.n + m.p + n.p (m n p)2 =
1 25
hay t
25
3 3 3
m2 + n2 + p2 = (m + n + p)2 – 2(m.n + n.p + p.m) = 25 – 2t
Vaäy A 25 2t t = f(t)
Ta coù : f’(t) = 1 - 1
0 ,t
25
. Suy ra f(t) laø haøm taêng treân
25 2t 3
25
;
3
25 5 3
A f (t ) f (
25 25 5
)
3 3 3 3
5
m n p 3 25 5 3
Daáu “=” xaûy ra khi . Vaäy Max A =
a b c 1 3
3
Caùch 3:
Ta coù 2A=2(am+bn+cp) + 2mn +2 np +2 pm = 2 (
am+bn+cp)+m(n+p)+n(m+p)+p(n+m)
= 2 ( am+bn+cp)+m(5-m)+n(5-n)+p(5-p) = 2 ( am+bn+cp) + 5.5 – ( m2 +n2
+p2) .
Do ñoù 2A = 2 ( am+bn+cp) + 25 - ( m2 +n2 +p2) . (1 )
Maët khaùc Theo baát ñaúng thöùc BCS ta coù :
( am+bn+cp) (a2 b2 c2 )(m2 n2 p 2 ) (m2 n2 p 2 )
Thay vaøo ( 1 ) : 2 A 2 (m2 n2 p 2 ) 25 (m2 n2 p 2 ) (2 )
a b c
daáu “=” xaåy ra khi (*).
m n p
5
Ñaët t (m2 n2 p 2 ) thì theo BCS ta coù t . Daáu baèng xaåy ra khi
3
m=n=p (**). Thay vaøo (2) ta ñöôïc :
2 A f (t ) t 2 2t 25 (3 )
- 5
Xeùt haøm f (t ) t 2 2t 25 treân ; ta coù f(t) luoân giaûm
3
5 50 10 3
vaäy f(t) f ( ) .
3 3
5 50 10 3 25 5 3
Thay vaøo (3) suy ra 2 A f ( ) A
3 3 3
5
Daáu baèng xaåy ra khi t (***).
3
1
Keát hôïp (*) , (**) , (***) ta coù daáu baèng xaåy ra khi a b c vaø m=n=p
3
5
= .
3
25 5 3 1 5
Vaäy Max A = khi a b c vaø m=n=p = .
3 3 3
Caùch 4:
Khoâng maát tính toång quaùt giaø söû : abc vaø mn p. Theo baát ñaúng thöùc
treâböseùp ta coù :
am bn cp a b c m n p 5
. ( a b c) ( 1) .
3 3 3 3
Maø theo BCS ta coù a b c 3. a 2 b2 c2 3 . Thay vaøo (1) ta coù
am bn cp
5 3
(2)
3
Maët khaùc ta coù : 2(mn np pm) (m n p)2 (m2 n2 p 2 ) 25 (m2 n2 p 2 ) ( 3)
Deã thaáy (m2 n2 p 2 ) 1 (m n p)2 25 . Thay vaøo (3) ta coù :
3 3
1 25 25
mn np pm (25 ) ( 4)
2 3 3
Töø (2 ) vaø ( 4 ) Ta coù A 5 3 25 25 5 3 . Daáu baèng xaåy ra khi vaø chæ khi
3 3 3
vaø m n p . Vaäy Max A = 25 5 3 .
1 5
abc
3 3 3
BAØI 3: (4 ñieåm)
Caùch 1:
1 20062
+Töø giaû thieát ta coù : xn xn1 (0.25ñ)
2 xn 1
+Ta coù :
1 20062
x0 2006
2
x1 2006 2 x0 x0 2.2006.x0 20062
2 x0 2006 21
m 2006
= 2
2 m 2006
x1 2006 1
x0
2006 2
2006
x0 2.2006.x0 20062 x0 2006
2
x0
- (0.5ñ)
2n
x 2006 m 2006
+Döï ñoaùn : n =
xn 2006 m 2006
(0.25ñ)
+Chöùng minh quy naïp :
n=1 , meänh ñeà ñuùng
(0.25ñ)
Giaû söû meänh ñeà ñuùng vôùi n=k . Ta coù :
2k
xk 2006 m 2006
=
xk 2006 m 2006
(0.25ñ)
Caàn chöùng minh meänh ñeà ñuùng vôùi n=k+1.
1 20062
xk 2006
xk 1 2006 2 xk x 2 2.2006.xk 20062
Thaät vaäy, = = k2
xk 1 2006 1 20062 xk 2.2006.xk 20062
xk 2006
2 xk
2
xk 2006
2
x 2006
k
xk 2006 xk 2006
2
(0.5d)
2k 1
2
2k
m 2006
= = m 2006 (0.5ñ)
m 2006 m 2006
2n 2n
x 2006 m 2006 m 2006
+ Vaäy ta coù : n = maø lim =0
xn 2006 m 2006 n
m 2006
( do m>0)
(0.5ñ)
xn 2006
Neân lim =0 (0.25ñ) .
n xn 2006
xn 2006 2006 1 yn
Ñaët yn xn (0.25ñ)
xn 2006 1 yn
maø lim yn=0 => lim xn=2006 (0.5d)
n n
Caùch 2:
x 2 n 1 20062
Nhaän xeùt vì x0 > 0 vaø xn (*) neân xn> 0 n . Vaäy (xn) laø daõy
2 xn 1
bò chaën döôùi.(1)
- Xeùt xn 2006 . Ta coù :
x 2006
2
xn 2006 n 1 0 n , n 1 xn 2006 (n , n 1) .
2 xn 1
20062 x 2 n1
Xeùt xn xn1 . Ta coù xn xn1 0 n , n 2 vì
2 xn1
xn 2006 (n , n 1) .
Vaäy xn xn1 (n , n 2) . Ta coù : n , n 1 (xn) laø daõy giaûm.(2)
Töø (1) vaø (2) daõy soá coù giôùi haïn. Goïi lim xn =y , y 0 vì xn luoân döông , laáy
n
y 200622
giôùi haïn hai veá cuûa (*)ta coù : y y 2006
2y
BAØI 4: (4 ñieåm)
Goïi O laø giao ñieåm cuûa (d) vaø ñöôøng thaúng
A
trung tröïc cuûa AB (vì (d) khoâng vuoâng goùc vôùi
AB neân O toàn taïi). Döïng ñöôøng troøn taâm O, baùn
I
kính OA. Ñöôøng troøn naøy caét (d) taïi I vaø J. O
Khoâng maát toång quaùt giaû söû : M
IA JA
( IA.JB JA.IB (1) ). Ta seõ chöùng
B
IB JB
J
IA MA JA
minh :
IB MB JB
0.5ñ
uur uur
Ñaët
uur uuu uuur AI k . AJ
r
MI k .MJ AM
1 uur
AI
k uur
AJ
0.25ñ
1 k 1 k 1 k
1 0.25ñ
1 k
1 uuur uu
r uur
Ñaët . Khi ñoù : uuur
uu
r uur . Töông töï : BM .BI .BJ
k AM . AI . AJ
1 k
Ta coù : 0.5ñ
uur uur uu uur
r
AM2 = ( . AI . AJ )2= 2 . AI 2 2 . AJ 2 2 AI . AJ 2 . AI 2 2 . AJ 2 (Vì AI AJ
do ñoù AI.AJ =0)
- Töông töï : BM2 = 2 .BI 2 2 .BJ2 0.5ñ
.AI .AJ
2 2 2 2 2
MA
2 2 (*)
MB 2
.BI 2 .BJ2
0.75ñ
2 2
Ta coù IA MA
ù IA2 MA2 IA2 (2 .IB2 2 .JB2 ) IB2 (2 .IA2 2 .JA2 )
IB MB IB MB
2 IA 2 .JB2 2 JA 2 .IB2 (ñuùng do (1))
0
IA 2 MA 2
Vaäy (*) ñuùng hay . Daáu “=” xaûy ra khi 2
IA JA
2
IB2 MB2
IB2 JB2
* 0 MI 0.5ñ
keát hôïp vôùi IA2 + JA2= IJ2 = IB2 + JB2 suy ra IA = IB vaø
2 2
* IA
2
JA
2
IB JB
JA = JB (voâ lyù vì luùc naøy (d) laø trung tröïc cuûa AB)
Vaäy MA
ñaït giaù trò lôùn nhaát khi M I. 0.25ñ
MB
Töông töï MA
ñaït giaù trò nhoû nhaát khi M J.
MB
Döïng I, J: A 0.5ñ
+ Döïng BL (d) , AK (d)
+ I laø giao ñieåm cuûa ñöôøng troøn
taâm O, baùn kính OA vôùi (d) sao
I L K J
cho L naèm giöõa I vaø K; J laø giao
ñieåm coøn laïi. Vì:
IA2 IK .IJ IK
1 IK IL
( IB 2 IL.IJ IL
2
) B
JA JI .JK JK
1 JK JL
JB 2 JL.IJ JL
- BAØI 5: (4 ñieåm)
* Goïi M’ laø hình chieáu cuûa M leân B’C’ MM ' N vuoâng taïi M’ M’K
MN
= (0.5ñ)
2
Neân MN beù nhaát M’K beù nhaát M’K laø ñoaïn vuoâng goùc chung cuûa
vaø B’C’.
(0.75ñ)
* Goïi J = DI A’B’ B’C’ // (JAD) ( vì B’C’ // AD)
Do ñoù khoaûng caùch giöõa B’C’ vaø chính laø khoaûng caùch giöõa B’C’
vaø(JAD) (0.5ñ)
Goïi P = JA BB’
Ta coù (PB’J) (JAD) theo giao tuyeán PJ.
Goïi H laø hình chieáu vuoâng goùc cuûa B’ leân PJ B’H (JAD)
B’H laøø khoaûng caùch giöõa B’C’ vaø(JAD)
(0.5ñ)
* Maët khaùc: do B’I laø ñöôøng trung bình trong JA ' D B’ laø trung ñieåm A’J vaøB’P
a
laø ñöôøng trung bình trong JA ' A B’J= a vaø B’P =
2
(0.75ñ)
1 1 1
* Trong JB ' P vuoâng taïi B’ ta coù: 2
2
B'H B'P B'J2
a 5
M’K = B’H = (0.5ñ)
5
2a 5
Vaäy giaù trò beù nhaát cuûa MN = (0.5ñ)
5
- HEÁT
nguon tai.lieu . vn