PHÒNG GD&ĐT
TP. BẮC GIANG
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2016-2017
Môn: Toán lớp 9
Thời gian làm bài: 150 phút
Bài 1: (5 điểm)
a a b b
a
b
với a, b > 0 và a b
ab
a b
b a
Rút gọi M và tính giá trị biểu thức M biết 1 a 1 b 2 ab 1
a. Cho biểu thức M=
5
4
18 2 3
a b 2 a b 2
c. Cho a, b, c thỏa mãn a b c 7 ; a b c 23 ; abc 3
1
1
1
Tính giá trị biểu thức H=
ab c 6
bc a 6
ca b 6
b. Tìm các số nguyên a, b thoả mãn
Bài 2: (4,5 điểm)
a. Tính giá trị của biểu thức N=
4 3 4 3
4 13
27 10 2
b. Cho a, b là số hữu tỉ thỏa mãn a 2 b2 2 a b + (1 ab)2 4ab
2
Chứng minh 1 ab là số hữu tỉ
2
c. Giải phương trình x x 4 2 x 1 1 x
Bài 3: (3,5 điểm)
a. Tìm tất cả các cặp số nguyên (x;y) thoả mãn x5 y 2 xy 2 1
b. Cho a, b, c>0 thỏa mãn abc=1 . Chứng minh
1
1
1
3
ab a 2
bc b 2
ca c 2 2
Bài 4: (6 điểm) Cho nửa đường tròn (O;R) đường kính AB. Trên nửa mặt phẳng
bờ AB có chứa nửa đường tròn vẽ tiếp tuyến Ax với nửa đường tròn, trên Ax lấy
M sao cho AM > R. Từ M vẽ tiếp tuyến MC với nửa đường tròn, từ C vẽ CH
vuông góc với AB, CE vuông góc với AM. Đường thẳng vuông góc với AB tại
O cắt BC tại N. Đường thẳng MO cắt CE, CA, CH lần lượt tại Q, K, P.
a. Chứng minh MNCO là hình thang cân
b. MB cắt CH tại I. Chứng minh KI song song với AB
c. Gọi G và F lần lượt là trung điểm của AH và AE. Chứng minh PG vuông
góc với QF
Bài 5: (1 điểm) Tìm số nguyên dương n lớn nhất để A= 427 + 42016 + 4n là số
chính phương
Họ tên thí sinh.................................................... SBD:................................
HƯỚNG DẪN CHẤM HSG CẤP THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2016-2017
MÔN: TOÁN LỚP 9
Câu
Bài 1
a/
1,5đ
Nội Dung
-Rút gọn M=
Điểm
4đ
ab
với a, b>0 và a b
a b
0,75
-Ta có
1 a 1 b 2
ab
a b
ab 1 ab a b 1 2 ab 1
2
(
ab 2
) 1
a b
0,25
ab
1
a b
+ Nếu a>b>0
a b a b 0; ab 0
ab
0
a b
0,25
ab
ab
ab
1 M 1
a b
a b
a b
+ nếu 0
a b a b 0; ab 0
0,25
ab
ab
ab
1 M 1
a b
a b
a b
b/
1,5đ
ab
0
a b
5
4
18 2 3
ab 2 ab 2
5a 5b 2 4a 4b 2 18 2 a 2 2b2 3 a 2 2b2
5a 5b 2 4a 4b 2 18a 2 2 36b2 2 3a 2 6b 2
0,5
18a 2 2 36b2 2 9b 2 3a 2 6b2 a
18a 2 36b2 9b 2 3a 2 6b2 a
3a 2 6b2 a
18a 2 36b2 9b
3a 2 6b2 a
Q 2 Q Vô lý vì
Vì a, b nguyên nên
18a 2 36b2 9b
-Nếu 18a 2 36b2 9b 0 2
2 là số vô tỉ
-Vây ta có
3
2
2
18a 2 36b2 9b 0
3
3a 6b b
18a 36b 9b 0 2
2 a b
2
2
2
2
3a 6b a 0
3a 6b a
3
Thay a= b vào 3a 2 6b2 a 0 t
2
9 2
3
a có 3 b 6b2 b 0 27b2 24b2 6b 0 3b(b 2) 0
4
2
2
0,25
2
0,75
Ta có b=0 (loại) ; b=2 (thoã mãm) , vậy a=3. Kết luận
c/
2đ
Ta có
a b c
2
abc2
ab bc ca
0,25
mà a b c 7 ; a b c 23 nên ab bc ca 13
Ta có a b c 7 c 6 a b 1
nên ab c 6 ab a b 1 a 1 b 1
bc a 6
Tương tự
b 1
c 1 ; ac b 6
0,75
a 1
c 1
1
1
1
ab c 6
bc a 6
ca b 6
1
1
1
=
a 1 b 1
b 1 c 1
a 1 c 1
Vậy H=
=
=
Bài 2
a/
1,5đ
c 1 a 1 b 1
a 1
abc
b 1
c 1
a b c 3
a b c
2( 4 3 4 3 )
N=
1,0
8 2 13
73
1
3 7 13 1
4,5 đ
0,25
25 10 2 2
2( 4 3 4 3 )
=
ab bc ca 1
0,5
(5 2)2
(4 3) 2 4 3 4 3 (4 3)
2( 4 3 4 3 )
( 4 3 4 3)
b/
1,5đ
(5 2)2
2
2( 4 3 4 3 )
4 3 4 3
5 2 2 5 2 5
2
2
(GT) a b 2(ab 1) (a b) 2 1 ab 0
a b 2(a b) 2 (1 ab) (1 ab) 2 0
4
0,5
0,25
0,5
2
2
a b (1 ab) 0 (a b) 2 -(1 ab)=0
(a b) 2 1 ab a b 1 ab Q;vi:a;b Q.KL
c/
1,5đ
Đi u ki n: x 1 (*).
x 2 x 4 2 x 1 1 x
Ta có:
x 2 2 x x 1 x 1 2( x x 1) 3 0
2
x x 1 2 x x 1 3 0
Đặt x x 1 y (Đi u ki n: y 1 ** ), phương trình tr thành
y 2 2 y 3 0.
0,25
0,5
0,5
y 1
y 2 2 y 3 0 y 1 y 3 0
y 3
+Với y 1 không thỏa mãn đi u ki n ( ).
+ Với y 3 ta có phương trình:
0,25
1 x 3
x x 1 3 x 1 3 x
2
x 1 9 6x x
1 x 3
1 x 3
2
x 2 x 2
x 7 x 10 0
x 5
0,5
Vậy phương trình có nghi m x 2.
Bài 3
a/
1,75đ
0,25
3,5 đ
Ta có x y xy 1 x 1 xy y 0
5
2
2
5
2
2
x 1 x 4 x 3 x 2 x 1 y 2 x 1 0 x 1 x 4 x 3 x 2 x 1 y 2 0
x 1 0
4
3
2
2
x x x x 1 y
- Nếu x 1 0 x 1 ta có 1 y 2 y 2 1 đúng với mọi y nguyên
Vậy ngi m của PT là (1;y Z)
*Nêu x 4 x3 x 2 x 1 y 2 4 x 4 4 x 3 4 x 2 4 x 4 (2 y )2
Ta có
2 y
2
0,25
0,25
2 x2 x 4 x4 4 x3 4 x2 4 x 4 4 x4 4 x3 x2
2
2
2 8
3x 4 x 4 3 x 0
3 3
2
2
2
Vậy ta có (2 x x) 2 y *
2
Ta có 2 x 2 x 2 (2 y )2 5x 2 0 , Vậy ta có 2 y 2 x 2 x 2 **
Từ và ta có
2
2
2
1đ
(2 x 2 x )2 2 y 2 x 2 x 2 2 y 2 x 2 x 1 ;
2
2
2 y
2
2 x2 x 2
2
2
2
Nếu 2 y (2 x 2 x 1)2 x 2 2 x 3 0 x 2 2 x 3 0
2
x 1
( x 1)( x 3) 0
x 3
2
+ nếu x 1 y 1 y 1
+Nếu x 3 y 2 121 y 11
-Nếu 2 y (2 x 2 x 2)2 5x 2 0 x 0 y 2 1 y 1 .
Kết luận
2
Ta có 3 x 2 y 2 z 2 x y z ... x y y z x z 0
2
b/
2
2
2
0,25
0,5
1,75đ
x y z 3 x 2 y 2 z 2 nên với x,y,z>0 ta có
2
x y z 3 x 2 y 2 z 2 , áp dụng ta có
1
1
1
1
1
1
3
ab a 2
bc b 2
ca c 2
ab a 2 bc b 2 ca c 2
-Với x,y>0 ta có x y 2 xy x y 4 xy
2
1
11 1
x y 4 x y
0,5
áp dụng ta có
1
1
1
1
ab a 2 ab 1 a 1 ab abc a 1 ab( c 1) ( a 1)
1
1
1 1 abc
1 1 c
1
4 ab(c 1) a 1 4 ab(c 1) a 1 4 c 1 a 1
1
1 c
1
Vây ta có
ab a 2 4 c 1 a 1
1
1 a
1
1
1 b
1
Tương tự ta có
;
nên
bc b 2 4 a 1 b 1 ca c 2 4 b 1 c 1
1
1
1
3
ab a 2 bc b 2 ca c 2
0,5
1 c
1
a
1
b
1 3
3
4 c 1 a 1 a 1 b 1 b 1 c 1 2
1
1
1
3
Vậy
dấu “=” có khi a=b=c=1
ab a 2
bc b 2
ca c 2 2
0,25
6đ
Bài 4
N
M
E
Q
F
K
A
C
I
T
G
O
H
P
B
a/
2đ
-Ta có ACB nội tiếp đường tròn (vì...) mà AB là đường kính nên ACB
vuông tại C AC BN
Ta có MA=MC (.....), OA=OC (....) nên MO là trung trực của AC
MO AC MO // NB MOA NBO
-Ta có OA MA (....) MAO NOB 900 ; xét MAO và NOB có
MAO NOB 900 ; MOA NBO; OA OB R MAO NOB MO NB
-Ta có MO // NB; MO NB MNBO là hình bình hành.Ta có MAO =
NOB (cm trên) nên ta có NO=MA, mà MA=MC (...) nên NO=MC vậy
MNBO là hình thang cân
b/
2đ
c/
2đ
-Xét CHB và MAO có MAO NOB 900 ; CBH MOA ( cm trên)
CH HB HB
MA AO
R
-Ta có CH AB (gt) ; MA AB (...)
IH HB HB
CH // MA IH // MA
MA AB 2 R
CH HB
HB
IH 2 IH
-Nên ta có
2
2
CH 2 IH IC IH .
MA
R
2R
MA MA
-Chi ra KI là đường trung bình của tam giác ACH KI // AB
CHB
0,75
0,75
0,5
MAO
-Chưng minh FQIO là hình bình hành QF // IO
-Chưng minh O là trục tâm tam giác GIP
0,5
0,5
0,5
0,75
0,75
0,5
1đ
0,25
PG OI PG QF
Bài 5
0,5
* A 427 42016 4n 227 1 41989 4n27
2
Vì A và 227 là số chính phương nên 1 41989 4n27 là số chính phương
2
Ta có 1 41989 4n27 > 4n27 (2n27 )2
*mà 1 41989 4n27 là số chính phương nên ta có
0,5
1 41989 4n27 2n27 1 2n27 23977 n 4004
2
Với n=4004 ta có A= A 427 42016 44004 227 24004 là số chính phương
2
Vậy n=4004 thì A=427+42016+4n là số chính phương
0,25