Tải bản đầy đủ (.doc) (54 trang)

Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi của tỉnh (học sinh chuyên) tham gia dự thi học sinh giỏi quốc gia môn Toán

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 54 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA CỦA TỈNH QUẢNG NAM</b>

<b>NĂM HỌC 2023-2024Câu 1. (3,0 điểm) Giải hệ phương trình </b>

 .

Chứng minh dãy số ( )<i>u có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó.<small>n</small></i>

<b>Câu 3. (5,0 điểm) Cho tam giác nhọn </b><i>ABC AB</i>( <i>AC</i>). Đường tròn ( )<i>O</i> lần lượt tiếp xúcvới ba cạnh <i>AB BC CA</i>, , tại ba điểm <i>M N K</i>, , . Gọi ,<i>S R lần lượt là giao điểm của đường phân</i>

<i>giác ngồi góc A của tam giác ABC</i> với hai đường thẳng <i><small>KN MN</small></i><small>,.</small><i> Gọi I là giao điểm của</i>

hai đường thẳng <i>MS</i> và <i>KR</i>, đường thẳng <i>AN</i> cắt đường tròn ( )<i>O</i> tại điểm thứ hai là .<i>J</i>

<i>a) Chứng minh I thuộc </i>( )<i>O</i> và <sup></sup>sinsin

<i>MKNKIKJKMN</i> <sup></sup> <sup></sup>

b) Đường tròn ngoại tiếp tam giác <i>AMK</i> cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác <i>ABC</i> tạiđiểm thứ hai là <i>D</i>, <i>OD</i> cắt <i>MK</i> tại <i>E</i>. Gọi ( )<i>T là đường tròn đi qua D và tiếp xúc với BC</i>

<i>tại N . Chứng minh rằng ( )T tiếp xúc với đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC và EN là</i>

<i>đường phân giác của góc BEC .</i>

<i><b>Câu 4. (2,0 điểm) Cho p là số nguyên tố lớn hơn 3. </b></i>

<i><b>Câu 6. (2,0 điểm) Tô màu tất cả các đỉnh của đa giác đều (T) có 12 đỉnh bằng hai màu khác</b></i>

nhau, mỗi đỉnh tơ một màu.

a) Hỏi có bao nhiêu cách tơ màu sao cho khơng có tam giác đều nào mà tất cả các đỉnh

<i>của nó cùng màu (các đỉnh của nó là đỉnh của (T))?</i>

b) Hỏi có bao nhiêu cách tơ màu sao cho có ít nhất một đa giác đều mà tất cả các đỉnh

<i>của nó cùng màu (các đỉnh của nó là đỉnh của (T))?</i>

<b>Câu 7. (3,0 điểm) Cho ba số thực </b>

<i>x y z</i>, ,

<sub> thuộc khoảng </sub><sub>(0;1)</sub><sub> và thỏa mãn</sub>

(1 <i>x</i>)(1 <i>y</i>)(1 <i>z</i>)<i>xyz</i>. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>---HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN</b>

Phương trình thứ nhất của hệ tương đương với phương trình

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

 <i>.Chứng minh dãy số </i>( )<i>u<sub>n</sub> có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó.</i>

- Nhận xét: <i><small>u</small><sub>n</sub></i> <small>0,  </small><i><small>n</small></i> <small>*</small>.

Đặt <i><small>n</small></i> <sup>1</sup><i><small>n</small></i>

 . Khi đó ta có: <small>1</small>

 - Nhận xét: <i><small>x</small><sub>n</sub></i><small>0,  </small><i><small>n</small></i> <small>*</small>

Xét ( ) <sup>2</sup> <sub>2</sub> ( 0)1

2 (1 )1

Mà <i><small>n</small></i> <sup>1</sup><i><small>n</small></i>

 nên dãy số

 

<i>u<small>n</small></i> có giới hạn là <small>1.</small> 0,25

Từ (1) suy ra <sub>1</sub> 1<sub>2</sub> 1 1 ,2 22

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Xét hàm số

 

<i>u và <small>2n</small></i>



<i>u</i><small>2 1</small><i><small>n</small></i><small></small>

có tính đơn điệu ngược nhau.

Kết hợp với dãy

 

<i>u bị chặn suy ra hai dãy <small>n</small></i>

<i>u và <small>2n</small></i>



<i>u</i><small>2 1</small><i><small>n</small></i><small></small>

<sub> có giới hạn.</sub>

Thay (3) vào (2), ta được 2<i>a</i><small>3</small> <i>a</i><small>2</small> 1 <i>a</i> , suy ra 1 <i>a b</i> 1.Thay (4) vào (2), ta được

<i>a b b</i>

 1 <i>b</i><small>2</small>  <i>ab</i> 1 <i>a b</i> 2.

Do đó ,<i>a b là nghiệm phương trình x</i><small>2</small>  2<i>x</i>  1 0 <i>x</i> . Suy ra 1 <i>a b</i> 1.Như vậy hệ (I) có nghiệm duy nhất <i>a b</i> 1.

Suy ra lim<i>u</i><sub>2</sub><i><sub>n</sub></i> lim<i>u</i><sub>2 1</sub><i><sub>n</sub></i><sub></sub> 1, do đó lim<i>u  .<sub>n</sub></i> 1

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<i>Cho tam giác nhọn ABC AB AC</i>(  )<i>. Đường tròn ( )O lần lượt tiếpxúc với ba cạnh AB BC CA tại ba điểm , ,</i>, , <i>M N K . Gọi ,S R lần lượt làgiao điểm của đường phân giác ngồi góc A của tam giác <small>ABC</small> với haiđường thẳng KN MN Gọi </i>, . <i>I là giao điểm của hai đường thẳng <small>MS</small> và</i>

<i>KR, đường thẳng <small>AN</small> cắt đường tròn ( )O tại điểm thứ hai là <small>J</small></i><small>.</small>

<i>a) Chứng minh I thuộc ( )O và </i><sup>sin</sup><sup></sup><sub></sub>

<i> (Học sinh khơng vẽ hình – khơng chấm)</i>

Ta có: <i>RS</i>/ /<i>KM</i>  <i>ARN</i><i>KMN</i> <i>NKC</i>

Tương tự, tứ giác <i>AMNS</i> nội tiếp đường tròn.

Tứ giác <i>MNKJ</i> nội tiếp ( )<i>O có giao điểm hai tiếp tuyến tại ,M K nằm trên</i>

đường thẳng <i>NJ</i> nên <i>MNKJ</i> là tứ giác điều hòa.Do đó <i><sup>MN</sup><sup>MJ</sup></i>

<b>* Lưu ý: Ta có: </b><i>AKNR</i> và <i>AMNS đều nội tiếp đường trịn. Do đó A là điểm Miquel của tứ</i>

giác toàn phần <i>NKIMRS</i>. Mà <i>A thuộc RS nên tứ giác MNKI</i> nội tiếp. Suy ra <i><small>I</small></i><small>( )</small><i><small>O</small></i> .

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i>Đường tròn ngoại tiếp tam giác <small>AMK</small> cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác</i>

<i><small>ABC</small> tại điểm thứ hai là <small>D</small>, <small>OD</small> cắt <small>MK</small> tại <small>E</small>. Gọi ( )T là đường tròn điqua D và tiếp xúc với <small>BC</small> tại <small>N</small>. Chứng minh rằng ( )T tiếp xúc với đườngtròn ngoại tiếp tam giác <small>ABC</small> và <small>EN</small>là đường phân giác của góc BEC.</i>

5, ,

<i>X Y D</i>

 thẳng hàng. Suy ra ( )<i>T tiếp xúc với đường tròn ngoại tiếp tam</i>

giác <i><small>ABC</small></i>.

0,25Gọi <i><small>L P Q</small></i><small>, ,</small> lần lượt là trung điểm của <i><small>KN MN KM</small></i><small>,,</small> ; <i>r</i> là bán kính của ( )<i>O</i>

<i><small>OQ OA OP OB OL OC r</small></i><small></small> .Suy ra phép nghịch đảo <i><small>r</small></i><small>2</small>

<i>IABC</i>  <i>QPL</i> (với (<i>QPL đường tròn Euler của tam giác</i>)

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Suy ra <i>E</i> là chân đường cao vẽ từ <i><small>N</small></i> của tam giác <i><small>MNK</small></i> hay <i><small>EN</small></i> vnggóc <i>MK</i>

<i><small>kk p k</small></i>

<i><small>pk</small></i><small></small> <sup></sup> .Ta có <i><small>kp</small></i><small>11(mod )</small><i><small>p</small></i>

<small></small> và <i><small>ap</small></i> <small></small><i><small>a</small></i><small>(mod )</small><i><small>p</small></i> , với <i><small>a</small></i> <sup>(</sup><sub>(</sub><i><sup>p</sup></i> <sup>1)!</sup><sub>)</sub><i><small>k p k</small></i>

<small></small> (định lý nhỏ của Fermat)

Ta đi chứng minh <small>12</small>

<small></small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Theo định lí Viet cho <i><small>f x</small></i><small>( )</small> thì <small>1</small>

<i><small>a p p</small></i><small></small> hay <small>21</small>

<b>* Lưu ý: Học sinh có thể nêu </b><sup>1 1</sup> ... <sup>1</sup> 0(mod <sup>2</sup>)

1 2<sup></sup> <sup> </sup> <i>p</i>1<sup></sup> <i><sup>p</sup></i> <b> (Do định lí Wolstenholme)Câu</b>

<i>f f y</i>  <i>f</i> <i>f y</i> <i>y f</i>  <i>y</i>  <i>f</i> <i>y</i> <i>y f</i>  <i>y</i>  .Do đó: <i><small>x</small></i><small></small> <i><small>f x</small></i><small>(1) 1 </small> <i><small>f x</small></i><small>( ) 2 </small> <i><small>x</small> với mọi x ∈ R.</i>

Thử lại <i><small>f x</small></i><small>( ) 2 </small> <i><small>x</small></i> thỏa mãn.

<b>- TH2: </b> <i><small>f</small></i><small>(0) 0</small>

+ Thay <i><small>y </small></i><small>0</small> và <i>x</i> bởi <i>x  ta được </i>1 <i>f x f x</i>

 ( 1) 1

 <i>x f x</i>( 1) 1 <b> (2)</b>

Khi đó, <i><small>x</small></i><small></small> <i><small>f x</small></i><small>(1) 1</small> <i> là điểm cố định của hàm <small>f</small> với bất kỳ x   .</i>

0,25+ Thay <i>x  ta được </i>1 <i>f</i>

1 <i>f y</i>( 1)

 <i>f y</i>( ) 1  <i>f y</i>( 1)<i>yf</i>(1)<b> (3)</b>

+ Thay <i>x  vào (1) ta được </i>1 <i>f </i>

 

1 1+ Thay <i><small>y </small></i><small>1</small> vào (3) ta được <i>f</i>

 

1 1

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>- Để cho gọn, ta nói một đa giác đều cùng màu để thay cho đa giác đều</i>

có tất cả các đỉnh cùng màu. Giả sử hai màu đó là đỏ và xanh.

- Hiển nhiên chỉ cần quan tâm đến tam giác đều và hình vng. Các

<i><b>đỉnh của đa giác đều (T) có 12 cạnh tạo thành 4 tam giác đều và 3 hình</b></i>

<i><small>C</small></i> cách chọn. + Hình vng được tơ một màu, có 2 cách.

+ Mỗi đỉnh của hình vng tương ứng là 1 đỉnh tam giác đều; để tamgiác đều này khơng cùng 1 màu thì hai đỉnh cịn lại có 3 cách.

Do đó để có một hình vng ta có: <i><small>C</small></i><sup>1</sup><small>3.2(3.3.3.3) 486</small> cách.

0,5

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i> (Nếu đỉnh đó màu đỏ thì hai đỉnh kia của tam giác đều không cùngmàu phải là: đỏ-xanh, xanh-đỏ, xanh-xanh (đỉnh thứ ba của tam giác đềukhông cùng màu là một đỉnh của hình vng cùng màu đang xét); Mỗiđỉnh hình vng là 1 đỉnh của 1 tam giác đều, với 4 đỉnh tương ứng 4 tamgiác đều, khi đó đủ tất cả các đỉnh của đa giác đều 12 đỉnh, nên khơng thểxảy ra khả năng cịn tam giác đều cùng màu).</i>

<b>- Để có hai hình vng mà mỗi hình cùng màu ta làm như sau:</b>

+ Chọn ra 2 hình vng có <small>23</small>

<i><small>C</small></i> cách chọn.

<i>(cả 3 đỉnh của tam giác đều không thể là các đỉnh trên hai hình vng)</i>

<b>+ Cả hai hình vng tơ cùng một màu ta có 2 cách; khi đó mỗi tam giác</b>

đều ln có 2 đỉnh (cùng màu) từ 8 đỉnh của hai hình vng, do đó đỉnh cịn

<b>lại phải khác màu có 1 cách.</b>

+ Hai hình vng, mỗi hình mỗi màu: có 2 cách;

Hình vng cịn lại có 4 đỉnh, mỗi đỉnh tương ứng là 1 đỉnh của tamgiác đều mà hai đỉnh có 2 màu khác nhau trong 8 đỉnh của hai hình vng

<i>(đỉnh cịn lại là đỉnh của hình vng cịn lại, khi đó hiển nhiên tam giácđều này khơng cùng màu). Do đó có 2.2.2.2 cách. Vậy để có hai hình</i>

vng ta có: <i>C</i><small>3</small><sup>2</sup>

2.1 2.(2.2.2.2)

102 cách

<i><b>- Để có ba hình vng mà mỗi hình cùng màu (chỉ cần xét ba hình</b></i>

<i>vng với mỗi hình cùng màu nhưng cả ba hình khơng cùng một màu (vìxét từ khả năng khơng có tam giác đều nào cùng màu nên tất cả khả năng</i>

<i><b>này khơng xảy ra 3 hình vng cùng một màu)) ta có: 2.2.2 - 2 = 6 cách. </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

* Có 4 tam giác đều, các tam giác đều này khơng có đỉnh chung, mỗi tam giác có 6 cánh tơ tạo thành tam giác khơng cùng màu. Suy ra có <small>641296</small> cách. Trong số này, ta xét 3 trường hợp

a. Có đúng 3 hình vng cùng màu và 3 hình vng này khơng cùng màu với nhau có 6cách tơ.

b. Có đúng 2 hình vng cùng màu có <small>24</small>

<small>3.2.(22) 84</small>

<i><small>C</small></i> <small></small> cách. ( Chú ý khơng có trường hợp 3 hình vng cùng màu mà cùng màu với nhau )

c. Có đúng 1 hình vng cùng màu có <small>143</small>

<small>.(2.36.84) 3003</small>

<i><small>C</small></i> <small></small> cách. ( Do 4 đỉnh của hình vng là 4 đỉnh của các tam giác đều khác nhau và với mỗi cách tơ màu 1 đỉnh hình vng cùng màu có 3 cách tơ màu 2 đỉnh cịn lại của tam giác đều tương ứng )* Số cách tô khơng có tam giác đều cùng màu, tứ giác đều cùng màu và khi đó cũng khơng có lục giác đều cùng màu và 12-giác đều cùng màu là 1296 6 84 300 906    .

* Vậy số cách tơ có ít nhất 1 đa giác đều cùng màu là <small>212906 3190</small> cách.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i>Cho ba số thực , ,x y z thuộc khoảng </i>

0;1

<i> và thỏa mãn</i>

(1 <i>x</i>)(1 <i>y</i>)(1 <i>z</i>)<i>xyz. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

 .Tính

a) Tiếp tuyến của đường trịn (O) tại C cắt đường thẳng OD tại S. Chứng minh OA làtiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp tam giác ADS.

b) Chứng minh đường thẳng CD luôn đi qua một điểm cố định khi điểm C di động trênđường tròn (O) (tam giác ABC không cân tại C).

<b>Câu 4. (2,0 điểm) </b>

a) Cho

<i>k</i>

là số nguyên lớn hơn 1. Chứng minh 2<i><sup>k </sup></i><small>1</small> không chia hết cho 1

<i>k</i>.

b) Tìm tất cả các cặp số nguyên tố <i>p</i><sub> và </sub>

<i>q</i>

thỏa mãn 2<i><sup>p</sup></i>2<i><sup>q</sup></i> chia hết cho <i>p q</i>. <sub>.</sub>

<b>Câu 5. (3,0 điểm) Tìm tất cả các hàm số :</b><i><sup>f</sup></i>   thỏa mãn: <i>xf y</i>

 

<i>yf x</i>

 

<i>f<sup>y</sup></i>

  <i>x y</i>,   và

<i>x </i>0.

<b>Câu 6. (2,0 điểm) Cho tập hợp X có 2023 phần tử. Hỏi có tất cả bao nhiêu cách chọn hai</b>

tập hợp con khác nhau của X sao cho giao của hai tập hợp này là một tập hợp có đúng mộtphần tử?

<i><b>Câu 7. (3,0 điểm) Cho các số thực dương x, y, z thỏa mãn điều kiện </b>y</i><small>2</small> <i>zx z</i>, <small>2</small> <i>xy</i>.Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức

<small>202320232023</small>2022

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>---HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN</b>

<b>Câu 1(3,0đ)</b>

<small></small> <i>.</i>

Điều kiện: <sup></sup><small></small><i><sup>x</sup><sub>y</sub></i><sup></sup><sup>0</sup><sub>1</sub><small></small>

<i><small>x y</small></i>

<small></small> (với <i><small>x</small></i><small></small> <i><small>y</small></i><small>1 0</small> )Vì thế phương trình (**) tương đương với phương trình:

2 5( 4<i>x</i> 4) 2. 4<i>x</i> 4 4 <sup></sup> <i><sup>x</sup></i><sup></sup> (I)

Đặt <i><small>t</small></i><small>34</small><i><small>x</small></i><small>4</small>. Khi đó phương trình (I) trở thành: <small>32</small>

<small>12( )</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

2 1 1

<small>2</small> 11

<i>uu</i> <sup></sup>

  giảm và bị chặn dưới bởi số 0. Suy ra dãy số <sup>1</sup>

  

  có giớihạn.

Đặt lim <sup>1</sup> .

<small> </small> 

Mặt khác <small>2</small>

<small>1</small>1 1

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Cộng vế theo vế các đẳng thức trên suy ra:

  suy ra <sup>2022</sup><sub>2</sub><sup>3</sup> <sup>2022</sup>2022 2022

   <i>a</i><small>2</small>  0 <i>a</i>0 (vô lý).Điều này chứng tỏ

 

<i>u<small>n</small></i> không bị chặn trên. Do đó <i><sub>n</sub></i><sup>lim</sup><i><small>un</small></i>

<small> </small>.

Đặt

<i><small>nin</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>sao cho ba điểm O, A, B không thẳng hàng. Xét một điểm C trên đường tròn(O) sao cho tam giác ABC không cân tại C. Gọi (O<small>1</small>) là đường tròn đi qua Avà tiếp xúc với BC tại C; (O<small>2</small>) là đường tròn đi qua B và tiếp xúc với AC tạiC. Hai đường tròn (O<small>1</small>) và (O<small>2</small>) cắt nhau tại điểm thứ hai là D (D khác C). </i>

<i>a) Tiếp tuyến của đường tròn (O) tại C cắt đường thẳng OD tại S.Chứng minh OA là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp tam giác ADS.</i>

<i>b) Chứng minh đường thẳng CD luôn đi qua một điểm cố định khi điểmC di động trên đường tròn (O) (tam giác ABC khơng cân tại C).</i>

<i><b>Hình vẽ phục vụ câu a: 0,25 (Học sinh khơng vẽ hình – khơng chấm)</b></i>

<i><small>O C</small></i><small></small><i><small>CB OO</small></i> <small></small><i><small>CB</small></i><small></small> <i><small>O C OO</small></i>

Tương tự <i><small>O C OO</small></i><small>2/ /1</small>. Suy ra tứ giác <i><small>OO CO</small></i><small>12</small> là hình bình hành. Do đó <i><small>O O</small></i><small>1 2</small>

<i>đi qua trung điểm của OC.</i>

0,5Mà <i><small>O O</small></i><small>1 2</small><i>đi qua trung điểm của CD nên O1O</i><small>2</small><i> // OD. Mà <small>O O</small></i><small>1 2</small><i><small>CD</small></i> nên

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i><b>* Cách khác: Gọi M là giao điểm của tia CD và đường tròn (O).</b></i>

<i>Suy ra 4 điểm A, D, O, B cùng nằm trên một đường tròn.</i> <b><sub>0,25</sub></b><i>+ Ta thấy OD, AB, tiếp tuyến của (O) tại C là các trục đẳng phương của từngcặp đường tròn (ADOB) và (COD), (O) và (ADOB), (O) và (COD). Do đó 3</i>

<i>+ Đường đối cực của S đối với (O) đi qua C và vng góc với OD nên CD làđường đối cực của S đối với (O). </i>

<i>Mà AB đi qua cực S của CD đối với (O) nên CD đi qua cực E của AB đối với(O).</i>

<i>Hơn nữa A, B và (O) cố định nên E cố định. Vậy CD đi qua E cố định.</i> <b>0,25* Lưu ý:</b>

Ta có <i><small>SO</small></i><small></small><i><small>MC</small> nên SM là tiếp tuyến của đường tròn (O).</i>

<i>Mà S nằm trên đường chéo AB nên tứ giác AMBC là tứ giác điều hòa.</i> <b><sup>0,5</sup></b><i>Suy ra giao điểm E của hai tiếp tuyến của đường tròn (O) tại A và B</i>

<i>Hơn nữa A, B và (O) cố định nên E cố định. Vậy CD đi qua E cố</i>

<b>Câu 4(2,0đ)</b>

<i>a) Cho <small>k</small> là số nguyên lớn hơn </i><small>1</small><i>. Chứng minh </i><small>2</small><i><sup>k</sup></i><small>11</small><i> khơng chia hết cho .kb) Tìm tất cả các cặp số nguyên tố <sup>p</sup> và <sup>q</sup> thỏa mãn </i><small>2</small><i><sup>p</sup></i> <small>2</small><i><sup>q</sup> chia hết cho</i>

<i><small>p q</small>.</i>

Giả sử <small>2</small><i><sup>k</sup></i><small>11</small> <i><small>k</small></i>

<small> </small> . Suy ra <i><small>k</small></i> là số tự nhiên lẻ. Khi đó <i><small>k</small></i> có dạng <small>123</small>

<i><small>rkp</small></i><sup></sup> <i><small>p</small></i><sup></sup> <i><small>p</small></i><sup></sup> <i><small>p</small></i><small></small>

<small></small> , với <i>p p p</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub>, <sub>3</sub>,...,<i>p<sub>r</sub></i>là các sốnguyên tố lẻ,   <sub>1</sub>, <sub>2</sub>, <sub>3</sub>,...,<i><sub>r</sub></i> là các số nguyên dương và <i>r </i>1.

+ Do <i>p<sub>i</sub></i> là số nguyên tố lẻ nên 1 2 .<i><small>mi</small></i>

<i>p</i>   <i>t</i> (<i>t<sub>i</sub></i> là số tự nhiên lẻ ;1, 2,3,...,

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

2<i><sup>pq</sup></i> 2 <i><sup>p</sup></i>(mod )<i>p</i> 2<i><sup>pq</sup></i> 2(mod )<i>p</i>

Tương tự ta chứng minh được 2<i><sup>pq</sup></i> 2(mod )<i>q</i> .

<i>Mà p, q là các số nguyên tố nên </i>2<i><sup>pq</sup></i> 2(mod <i>pq</i>) 2<i><sup>pq</sup></i><small></small><sup>1</sup>1(mod <i>pq</i>)(Mâu thuẫn ở câu a).

 ta có: <sup>1</sup> <i><small>f b</small></i>

 

<i><small>bf</small></i><small>( )</small><sup>1</sup> <i><small>f ab</small></i><small>( )</small>

0,5

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

+ Với ( ; ) ( ; )<i>x y</i> <sup>1</sup> <i>ab</i>

<i>f xc xx</i>

 <sub></sub>  <sub></sub>

  thay vào <i>xf y</i>

 

<i>yf x</i>

 

<i>f<sup>y</sup>x</i>

Giả sử giao của hai tập hợp thỏa yêu cầu là tập hợp

 

<i><small>a</small></i> .

<i>Ta đếm số cách chọn hai tập hợp A, B con của <small>X</small></i> <small>\</small>

 

<i><small>a</small></i> và khơng giao nhau. Cóhai trường hợp xảy ra :

Ta có

<small></small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Giả sử <i><small>A </small></i>, tập hợp <i><small>B</small></i>là tập hợp con khác rỗng của <i><small>X</small></i> <small>\</small>

 

<i><small>a</small></i> .Trường hợp này có <small>220221</small> cách chọn tập hợp <i><small>B</small></i>.

Từ hai trường hợp trên suy ra số cách chọn hai tập hợp con khác nhau (khôngchứa <i><small>a</small></i>) giao nhau bằng rỗng là <sup>1</sup><small>(3</small><sup>2022</sup> <small>2</small><sup>2023</sup> <small>1) (2</small><sup>2022</sup> <small>1)</small>

<i>Cho các số thực dương x, y, z thỏa mãn điều kiện y</i><small>2</small> <i>zx z</i>, <small>2</small> <i>xy</i>.<i> Tìm giá trịnhỏ nhất của biểu thức </i>

<i><small>yzxxya ba b czxb cabczxy</small></i>

<small> </small>

<small></small> nên <sub>1</sub><sup>1</sup><i><sub>a</sub></i><small></small><sub>1</sub><sup>1</sup><i><sub>b</sub></i> <small></small><sub>1</sub> <sup>2</sup><i><sub>ab</sub></i>

<i><small>ca</small></i><sup></sup> <i><small>b</small></i> <sup></sup> <i><small>c</small></i>

Suy ra <i><small>f t</small></i><small>( )</small> nghịch biến trên

<small>0;1</small>

.

Do đó <i><small>f t</small></i><small>( )</small><i><small>f</small></i><small>(1) 1012</small> . Dấu “=” xảy ra khi <i><small>t</small></i><small> 1</small> <i><small>c</small></i><small>1.</small>

<i>Vậy giá trị nhỏ nhất của P bằng 1012 khi <small>x</small></i><small></small><i><small>z</small></i><small>.</small> 0,25

<b> HẾT </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Chứng minh rằng dãy số

 

<i><small>xn</small></i> có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó.

<i><b>Câu 3. (5,0 điểm) Cho đường tròn (O) và dây BC cố định khác đường kính. Điểm A di</b></i>

<i>chuyển trên cung lớn BC của (O) sao cho tam giác ABC nhọn, khơng cân. Đường trịn tâm Jbàng tiếp góc A của tam giác ABC tiếp xúc với BC, CA, AB lần lượt tại D, E, F. Gọi M, Nlần lượt là giao điểm của EF với JB, JC.</i>

<i>a) Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam giác DMN đi qua trung điểm của BC.b) Gọi P là giao điểm thứ hai của đường tròn ngoại tiếp tam giác AMN và (O). Gọi Qlà giao điểm thứ hai của AD và (O). Chứng minh rằng PQ luôn đi qua một điểm cố định khi</i>

<i>A di chuyển trên cung lớn BC của (O).</i>

<i><b>Câu 4. (2,0 điểm) Tìm tất cả các số nguyên tố </b><sup>p</sup></i> sao cho 3<i><small>p</small></i><small>1</small>1<i> chia hết cho p và thương</i>

là một số chính phương.

<i><b>Câu 5. (3,0 điểm) Tìm tất cả các hàm số </b>f</i> :   thỏa mãn điều kiện

<i><small>f x f y</small></i> <small></small> <i><small>f xy</small></i><small></small> <i><small>xy</small></i><small></small> với mọi số thực <i><sup>x y</sup></i><sup>,</sup> .

<i><b>Câu 6. (2,0 điểm) Gọi S là tập hợp gồm 2021 số nguyên dương đầu tiên. Hỏi có tất cả bao</b></i>

nhiêu bộ số

<i><small>a b c</small></i><small>, ,</small>

thỏa mãn điều kiện <i>a b c</i>, , thuộc S và <i>a</i><small>3</small><i>b</i><small>3</small><i>c</i><small>3</small> chia hết cho 9 ?

<i><b>Câu 7. (3,0 điểm) Cho các số thực không âm x, y, z thỏa mãn điều kiện </b>x y z</i>  1.Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức <small>222</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN</b>

.Điều kiện:   3 <i>y</i> 2.

Phương trình (1) tương đương với

<small>2</small><i><small>x</small></i> <small>6</small><i><small>x</small></i> <small>7</small><i><small>x</small></i><small>35 2</small> <i><small>y</small></i> <small>2</small> <i><small>y</small></i>

0,250,25 <small>2</small>

<i><small>x</small></i><small>1</small>

<sup>3</sup><small></small>

<i><small>x</small></i><small>1</small>

<small>2 2</small>

<small></small> <i><small>y</small></i>

<small>2</small> <i><small>y</small></i><small>2</small> <i><small>y</small></i> (3) 0,5Xét hàm số <i><small>f t</small></i>

 

<small>2</small><i><small>t</small></i><small>3</small><i><small>t</small></i> , <i><small>f t</small></i>

 

<i> là hàm số đồng biến trên R </i>

(3) viết lại <i>f x</i>

1

<i>f</i>

2 <i>y</i>

 <i><small>x</small></i><small>12</small> <i><small>y</small></i> ( <i><small>x</small></i><small> 12</small> <i><small>y</small></i> )

0,250,25Thay vào phương trình (2) ta được <small>5 2</small> <i><small>y</small></i><small> 12</small> <i><small>y</small></i> <small></small> <i><small>y</small></i><small> 3 5</small>

 <small>5 2</small> <i><small>y</small></i><small>2</small> <i><small>y</small></i><small></small> <i><small>y</small></i><small>3 4</small>

0,250,25Xét hàm số <i><small>g y</small></i>

 

<small>5 2</small> <i><small>y</small></i><small>2</small> <i><small>y</small></i><small></small> <i><small>y</small></i><small>3</small> trên

<small>3; 2</small>

. Khi đó

Vậy nghiệm của hệ là

<small>3; 2</small>

.

Cho <i><small>a</small></i> <small>0</small> và dãy số

 

<i><small>xn</small></i> định bởi <small>11</small>

1 2( 1);

<i>Trong phương trình xác định dãy cho n dần tới vô cùng ta được</i>

<small></small> <i>L </i>2.

0,25

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Do đó trường hợp này lim<i>x <sub>n</sub></i> 2. 0,25

<i>Cho đường tròn (O) và dây BC cố định khác đường kính. Điểm A dichuyển trên cung lớn BC của (O) sao cho tam giác ABC nhọn, khơng cân.Đường trịn tâm J bàng tiếp góc A của tam giác ABC tiếp xúc với BC, CA,</i>

<i>AB lần lượt tại D, E, F. Gọi M, N lần lượt là giao điểm của EF với JB, JC.</i>

<i>a) Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam giác DMN đi quatrung điểm của BC.</i>

<i>b) Gọi P là giao điểm thứ hai của đường tròn ngoại tiếp tam giác</i>

<i>AMN và (O). Gọi Q là giao điểm thứ hai của AD và (O). Chứng minh rằngPQ luôn đi qua một điểm cố định khi A di chuyển trên cung lớn BC của</i>

<i>(Học sinh khơng vẽ hình – khơng chấm)</i>

<i>Ta có JB là phân giác ngoài của ABC</i> nên <i>BJC</i>= 180<small>0</small> - <i>JBC</i>- <i>JCB</i>

= 180<small>0</small> - 90<sup>0</sup> <sup></sup>2

<i>Lại có tam giác AEF cân ở A</i>

nên <i><sub>AFE</sub></i>= 90<small>0</small> - <sup></sup>

<i><small>BAC</small></i> . (2)

0,250,25Từ (1) và (2) suy ra <i>BJN</i> <i>BFN</i> <i> nên tứ giác BFJN nội tiếp. </i>

Do đó <i>BNJ </i>90<small>0</small><i> hay BN </i><i> CJ. </i>

0,250,25

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i>Gọi T là giao điểm của EF với BC. </i>

<i>Vì BN, CM, JD đồng quy nên suy ra (BCDT)= -1.</i> <sup>0,25</sup>0,25

<i>Tứ giác BMNC nội tiếp suy ra hai trong ba đường trịn (O), (BMNC),(AMN) có trục đẳng phương lần lượt là BC, MN, AP. </i>

<i>Do đó BC, MN, AP đồng quy tại T hay AP cũng đi qua T.</i> <sup>0,25</sup>0,25

<i>Phép chiếu xuyên tâm A từ đường thẳng BC lên (O) biến B, C, D, T lầnlượt thành B, C, Q, P .</i>

<i>Vì (BCDT) = -1 suy ra (AB,AC,AQ,AP)= -1 tức là tứ giác BCQP điều hịa.</i>

0,250,250,25Theo tính chất tứ giác điều hịa thì PQ, tiếp tuyến tại B, tiếp tuyến tại C

của (O)

đồng qui tại 1 điểm X.

<i>(hoặc nêu PQ là đường đối trung của tam giác BPC )</i>

<i>Vì X là điểm cố định suy ra PQ ln đi qua điểm cố định.</i> 0,25

Tìm tất cả các số nguyên tố <i><sup>p</sup></i> sao cho 3<i><small>p</small></i><small>1</small> 1

 <i> chia hết cho p và thương là</i>

Ta thấy <i>p </i>2 thỏa mãn bài toán.

0,250,25Xét trường hợp <i>p </i>2, khi đó p lẻ, đặt <i>p</i> 1 2<i>k với k là số nguyên</i>

dương, ta có

<small>2</small>(3<i><small>k</small></i>1)(3<i><small>k</small></i>1)<i>p A</i>.

Vì (3<i><small>k</small></i>1;3<i><small>k</small></i>1) 2 , ta suy ra tồn tại các số tự nhiên <i>B C</i>, sao cho

3 1 2 . ;3 1 2.3 1 2. ;3 1 2 .

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Vậy 3 1 2 .<i><small>k</small></i>  <i>p C</i><small>2</small> chia hết cho 8, vơ lí vì 3<i><small>k</small></i> 1 4(mod8)

  <i>(vì k lẻ). Với k chẵn, đặt k</i>2<i>m với m là số ngun dương, ta có</i>

2<i>B   </i>3<i><small>k</small></i> 1 (3<i><small>m</small></i>1)(3<i><small>m</small></i>1)Vì (3<i><small>m</small></i> 1;3<i><small>m</small></i> 1) 2

   ta suy ra tồn tại các số tự nhiên <i>C D</i>, sao cho

3 1 2. ; 3 13 1 ; 3 1 2.

  không xảy ra.

Vậy 3<i><small>m</small></i>  1 <i>E</i><small>2</small>, nghĩa là 3<i><small>m</small></i> (<i>E</i>1)(<i>E</i>1) điều này dẫn đến tồn tại hai số tự nhiên <i><small>s t</small></i><small></small> sao cho <i>E  </i>1 3<i><small>t</small></i> và <i>E  </i>1 3<i><small>s</small></i> .

Do đó 2 (E 1) (E 1) 3 (3     <i><small>ts t</small></i><small></small> 1). Rõ ràng điều này chỉ xảy ra khi 3 1<i><small>t</small></i>

và 3<i><small>s t</small></i><small></small> 1 2

  hay <i>t</i>0;<i>s</i>1, từ đó ta tìm được <i>p </i>5( thỏa mãn).Vậy <i>p</i>2; <i>p</i>5 thỏa mãn yêu cầu bài tốn.

Tìm tất cả các hàm số <i>f R</i>:  <i>R</i> thỏa mãn điều kiện

<i><small>f x f y</small></i> <small></small> <i><small>f xy</small></i><small></small> <i><small>xy</small></i><small></small> với mọi số thực <i><sup>x y</sup></i><sup>,</sup> .Giả sử tồn tại hàm số <i>f R</i>:  <i>R</i> thỏa mãn điều kiện

<i><small>f x f y</small></i> <small></small> <i><small>f xy</small></i><small></small> <i><small>xy</small></i><small></small> (1) với mọi <i><sup>x y</sup></i><sup>,</sup> thuộc R.

Ta thấy nếu <i><small>f x</small></i>

 

<small></small><i><small>C</small></i> thì khơng thỏa mãn. <sup>0,25</sup>

<i>Trong (1) cho y = 0 ta được <small>f</small></i>

   

<small>0</small> <i><small>f x</small></i> <small></small> <i><small>f</small></i>

<small>1</small>

<small>1</small><i> với mọi x, </i>

suy ra <i><small>f</small></i>

 

<small>00</small>

Trong (1) cho <i>x y</i> 1 ta có <i><small>f</small></i><small>2</small>

 

<small>11</small> nên <i><small>f</small></i>

 

<small>11</small> hoặc <i><small>f</small></i>

 

<small>11.</small>

<i>Trường hợp 1: Với <small>f</small></i>

 

<small>11</small>.

<i>Trong (1) cho y = 1 ta được <small>f x</small></i>

 

<small></small><i><small>f x</small></i>

<small>1</small>

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>1</small> (2)

<i>Trong (2) thay x bởi xy ta có <small>f xy</small></i>



<small></small> <i><small>f xy</small></i>

<small>1</small>

<small>2</small><i><small>xy</small></i><small>1</small>.

Kết hợp với (1) ta được <i><small>f xy</small></i>



<small></small><i><small>f x f y</small></i>

   

với mọi <i><sup>x y</sup></i><sup>,</sup> thuộc R. (3)

<i>Trong (1) cho y = x ta được <small>f</small></i><small>2</small>

 

<i><small>x</small></i> <small></small> <i><small>f x</small></i>

<small>21</small>

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>21</small>

 <i><small>f</small></i><small>2</small>

 

<i><small>x</small></i> <small></small> <i><small>f x</small></i>

<small>1 .</small>

<i><small>f x</small></i>

<small>1</small>

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>21</small> ( do (3)) (4)

<i>Trong (2) thay x bởi x + 1 ta được <small>f x</small></i>

<small>1</small>

<small></small><i><small>f x</small></i>

 

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>1</small> (5)

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i>Trong (6) thay x bởi xy ta có </i><small></small> <i><small>f xy</small></i>



<small></small> <i><small>f xy</small></i>

<small>1</small>

<small>2</small><i><small>xy</small></i><small>1</small>.

Kết hợp với (1) ta được <i><small>f xy</small></i>



<small></small> <i><small>f x f y</small></i>

   

với mọi <i><sup>x y</sup></i><sup>,</sup> thuộc R. (7)

<i>Trong (1) cho y = x ta được <small>f</small></i><small>2</small>

 

<i><small>x</small></i> <small></small> <i><small>f x</small></i>

<small>21</small>

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>21</small>

<i><small>f</small></i><small>2</small>

 

<i><small>x</small></i> <small></small> <i><small>f x</small></i>

<small>1 .</small>

<i><small>f x</small></i>

<small>1</small>

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>21</small> (8)

<i>Trong (6) thay x bởi x + 1 ta được </i><small></small> <i><small>f x</small></i>

<small>1</small>

<small></small> <i><small>f x</small></i>

 

<small>2</small><i><small>x</small></i><small>1</small> (9)

<i>Gọi S là tập hợp gồm 2021 số nguyên dương đầu tiên. Hỏi có tất cả bao</i>

nhiêu bộ số

<i><small>a b c</small></i><small>, ,</small>

thỏa mãn điều kiện <i>a b c</i>, , thuộc S và <i>a</i><small>3</small><i>b</i><small>3</small><i>c</i><small>3</small> chiahết cho 9?

Ta viết <i>a</i>3<i>q</i><small>1</small><i>r</i><small>1</small>, <i>b</i>3<i>q</i><small>2</small><i>r</i><small>2</small>, <i>c</i>3<i>q</i><small>3</small><i>r</i><small>3</small> với <i><small>r </small><sub>i</sub></i>

<small>0;1; 1</small>

, <i>i </i>1, 2,3.Ta có <i><small>r</small><sub>i</sub></i><small>3</small><i><small>r</small><sub>i</sub></i><small>(mod 3)</small> nên <small>3</small>



<sup>3</sup> <small>3</small>



<small>123</small> 0

<i>r r</i> <i>r</i>  .

Ta có hai trường hợp xảy ra:

0,25Trường hợp 1: <i>r</i><small>1</small>   <i>r</i><small>2</small> <i>r</i><small>3</small> 0 hay <i><small>a b c</small></i><small>, , 3</small>.

Do <i>a b c S</i>, ,  nên mỗi số <i>a b c</i>, , có 673 cách chọn, suy ra trường hợp này có 673<small>3</small> bộ

<i><small>a b c</small></i><small>, ,</small>

thỏa mãn.

0,250,25Trường hợp 2:

<i><small>r r r </small></i><small>1, ,23</small>

 

<small>0,1, 1</small>

hay trong ba số <i>a b c</i>, , có một số chia

hết cho 3, một số chia 3 dư 1, một số chia cho 3 dư -1.

Do <i>a b c S</i>, ,  nên số chia hết cho 3 có 673 cách chọn; số chia 3 dư 1 có674 cách chọn; số chia 3 dư -1 có 674 cách chọn và có thể hốn vị các số

<i>Cho các số thực không âm x, y, z thỏa mãn điều kiện x y z</i>  1. Tìm giátrị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức <small>222</small>

<i><small>f t</small></i>

<small></small>

</div>

×