TUYỂN TẬP CÁC BÀI TỐN TỰ LUẬN
ƠN THI GIỮA KÌ II
LỚP 10
CĨ ĐÁP ÁN
Câu 1.
Câu 2.
Giải các bất phương trình sau
a) −3x + 4 0 .
b) 4 x − 5 0 .
c) − x 2 − 7 x − 13 0 .
d) x 2 + 6 x + 9 0 .
e) 25 x 2 + 10 x + 1 0 .
f) x 2 + 2 x − 1 0 .
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau
b) ( x 2 − 2 x − 15 ) ( 4 − x )( 6 − x ) 0 .
a) ( x − 1)( − x + 2 )( x − 3) 0 .
Câu 3.
Giải các bất phương trình sau:
a) −6 x + 9 3 ;
b) 5 x + 3 7 ;
c) −3 x + 7 11 ;
d) x + 3 + x − 1 − x + 4 0 ;
e) x 2 − x − 3 2 x + 3 ;
f) 3x − 1 x 2 − x − 2 .
x2 − 5x + 4
0.
x2 − 5x + 6
a)
Câu 5.
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau:
Câu 6.
b)
2x +1 x + 2
.
x −2 x −5
Câu 4.
a)
x + 4 x − 2.
b)
x −1 x + 3 .
c)
x + 16 2 x − 4 .
d)
x 2 − 5 x − 14 2 x − 1 .
e)
x + 9 2x + 4 + x + 1 .
5x − 1 − x − 1 2 x − 4 .
f)
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau:
a) x 4 − 10 x 2 + 9 0 .
(
)
2
b) x2 + x − x 2 − x − 6 0 .
(
)
2
(
)
d) ( x − 5) x + 1 0 .
c) 2 x2 + x + 1 − 5 x2 + x − 3 0 .
(
e) x2 − 6 x + 5
Câu 7.
)
x2 − x 0 .
f)
x 2 − x − 2 ( x − 3)( x + 2 ) − 8 .
2
Cho phương trình mx − 2 ( m − 1) ) + 3m − 1 = 0 (1) .Tìm các giá trị của tham số m để phương
trình có:
Câu 8.
Câu 9.
a) Hai nghiệm phân biệt.
b) Hai nghiệm trái dấu.
c) Hai nghiệm dương.
d) Hai nghiệm âm.
Tìm m sao cho các bất phương trình sau nghiệm đúng với mọi x
a) mx 2 − 4 x + 3m + 1 0 .
b) ( m 2 − 1) x 2 + 2 ( m + 1) + 3 0 .
c) ( m + 1) x 2 − 2 ( m − 1) x + 3m − 3 0 .
d) ( m 2 + 4m − 5 ) x 2 − 2 ( m − 1) x − 2 0 .
Tìm m để bất phương trình vơ nghiệm .
a) ( m + 3) x 2 − 2 ( m + 3) x + m + 1 0 ;
b) ( m − 2 ) x 2 − 2 ( m − 2 ) x + m − 3 0 .
Câu 10. Viết phương trình tổng quát, phương trình tham số của đường thẳng d biết
a) Đi qua điểm A ( 4; −3) và có một véc tơ chỉ phương là u = ( 6; −1) .
b) Đi qua điểm B ( −2;5 ) và có một véc tơ pháp tuyến là n = ( −1;7 ) .
c) Đi qua điểm C ( 3; −5 ) và song song với đường thẳng x + 2 y + 1 = 0.
d) Đi qua điểm D ( −3; −8 ) và vng góc với đường thẳng d ' : 3x + 4 y − 1 = 0. .
e) Đi qua hai điểm E ( 5; 2 ) và F ( 6; −5 ) .
x = 1 − 2t
t
Câu 11. Cho đường thẳng d có phương trình tham số
y = −3 + t
a) Tìm điểm A thuộc đường thẳng sao cho A có hồnh độ là 11.
b) Tìm điểm B thuộc đường thẳng sao cho B có tung độ là 5.
c) Tìm điểm M thuộc d sao cho khoảng cách từ M tới đường thẳng : 3x + 4 y − 1 = 0 bằng 2.
Câu 12. Cho ba điểm A (1;0 ) , B ( −3; − 5 ) , C ( 0;3) .
a) Chứng minh A , B , C là 3 đỉnh của một tam giác và viết phương trình các cạnh của ABC .
b) Viết phương trình tổng quát, tham số của đường cao đỉnh A của ABC .
c) Xác định tọa độ trực tâm của ABC .
d) Xác định tâm đường tròn ngoại tiếp và bán kính đường trịn ngoại tiếp ABC .
Câu 13. Cho hai đường thẳng : 2 x + y + 1 = 0, : 4 x − 3 y + 2 = 0.
a) Tìm tọa độ giao điểm của hai đường thẳng.
b) Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng.
c) Tìm tọa độ N là điểm đối xứng của điểm M (1; 2 ) qua đường thẳng .
Câu 14. Lập phương trình các đường thẳng chứa các cạnh của tam giác ABC trong các trường hợp sau
a) Biết A (1; − 1) các đường cao BD, CE lần lượt thuộc các đường thẳng :2 x − y + 1 = 0 và
' : x + 3 y −1 = 0 .
b) Biết A (1; − 1) các đường trung tuyến BM , CN lần lượt thuộc các đường thẳng
:2 x − y + 1 = 0 và ' : x + 3 y − 1 = 0 .
c) Biết A (1; − 1) các đường trung trực của AB và BC lần lượt có phương trình là
2 x − y + 1 = 0 và x + 3 y − 1 = 0 .
d) Biết A (1; − 1) đường cao BE , trung tuyến CP lần lượt thuộc các đường thẳng
:2 x − y + 1 = 0 và ' : x + 3 y − 1 = 0 .
Câu 15. Lập phương trình đường thẳng đi qua điểm M (1; 2 ) , cắt trục hoành tại A , cắt trục tung tại B
sao cho OA = 2OB .
Câu 16. Giải bất phương trình x2 − x − 3 x 2 − 2 + 2 − x − 3 .
Câu 17. Giải bất phương trình:
Câu 18. Giải bất phương trình
x2 + x − 2 + x2 + 2 x − 3 x2 + 4 x − 5 .
1 − 1 − 4 x2
3.
x
Câu 19. Cho tam giác ABC có điểm A ( 0;1) , các đường phân giác trong BD và CE lần lượt có phương
trình là 5 y − 3 = 0 và 3x − 3 y + 1 = 0 . Viết phương trình đường thẳng BC .
Câu 20. Cho điểm A ( 3;1) và hai đường thẳng d1 : x + 2 y − 2 = 0 , d 2 :2 x − y − 2 = 0 . Tìm B d1 , C d 2
sao cho tam giác ABC vuông cân tại A .
PHẦN ĐÁP ÁN
Câu 1.
Giải các bất phương trình sau
a) −3x + 4 0 .
b) 4 x − 5 0 .
c) − x 2 − 7 x − 13 0 .
d) x 2 + 6 x + 9 0 .
e) 25 x 2 + 10 x + 1 0 .
f) x 2 + 2 x − 1 0 .
Lời giải
a) Ta có: −3x + 4 0 3x 4 x
4
3
4
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: S = ; +
3
b) Ta có: 4 x − 5 0 4 x 5 x
5
4
5
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là: S = ; +
4
c) Xét dấu f ( x ) = − x 2 − 7 x − 13
Ta có: = ( −7 ) − 4. ( −1) . ( −13) = −3 0 , hệ số a = −1 0 nên f ( x ) 0 x
2
.
Do đó bất phương trình vơ nghiệm.
d) Xét dấu f ( x ) = x 2 + 6 x + 9
Ta có: = ( 3) − 1.9 = 0 , nên f ( x ) 0 x −3 và f ( x ) = 0 với x = −3 .
2
Do đó tập nghiệm của bất phương trình là S =
\ −3 .
e) 25 x 2 + 10 x + 1 0 .
Xét dấu f ( x ) = 25 x 2 + 10 x + 1 .
1
Ta có = 0 phương trình 25 x 2 + 10 x + 1 = 0 có nghiệm kép x = − .
5
Bảng xét dấu:
1
Vậy S = − .
5
f) x 2 + 2 x − 1 0 .
x2 + 2x −1 = 0 x = −1 2 .
Ta có bảng xét dấu:
(
)
Vậy S = −; −1 − 2 −1 + 2; + .
Câu 2.
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau
a) ( x − 1)( − x + 2 )( x − 3) 0 .
b) ( x 2 − 2 x − 15 ) ( 4 − x )( 6 − x ) 0 .
Lời giải
a) ( x − 1)( − x + 2 )( x − 3) 0 .
Đặt f ( x ) = ( x − 1)( − x + 2 )( x − 3)
x = 1
Ta có : f ( x ) = 0 ( x − 1)( − x + 2 )( x − 3) = 0 x = 2 .
x = 3
Bảng xét dấu f ( x ) :
Từ bảng xét dấu trên ta có bất phương trình đã cho có tập nghiệm là S = (1; 2 ) ( 3; + ) .
b) ( x 2 − 2 x − 15 ) ( 4 − x )( 6 − x ) 0
( x + 3)( − x + 4 )( x − 5 )( − x + 6 ) 0 .
Đặt f ( x ) = ( x + 3)( − x + 4 )( x − 5 )( − x + 6 ) .
x = −3
x = 4
Ta có : f ( x ) = 0 ( x + 3)( − x + 4 )( x − 5 )( − x + 6 ) = 0
.
x = 5
x = 6
Bảng xét dấu f ( x ) :
Từ bảng xét dấu trên ta có bất phương trình đã cho có tập nghiệm là
S = ( − ; − 3 −4;5 6; + ) .
Câu 3.
Giải các bất phương trình sau:
a) −6 x + 9 3 ;
b) 5 x + 3 7 ;
c) −3 x + 7 11 ;
d) x + 3 + x − 1 − x + 4 0 ;
e) x 2 − x − 3 2 x + 3 ;
f) 3x − 1 x 2 − x − 2 .
Lời giải
−6 x + 9 3
−6 x −6
x 1
a) −6 x + 9 3
.
−6 x + 9 −3
−6 x −12
x 2
Vậy S = ( −;1 2; + ) .
4
5 x + 3 7
5 x 4
4
x
b) 5 x + 3 7
5 −2 x .
5
5 x + 3 −7
5 x −10
x −2
4
Vậy S = −2; .
5
−4
−3x + 7 11
−3x 4
−4
x
c) −3 x + 7 11
x 6.
3
3
−3x + 7 −11
−3x −18
x 6
4
Vậy S = − ;6 .
3
d) Xét dấu của ( x + 3) và ( x − 1) .
Ta có x + 3 = 0 x = −3 , x − 1 = 0 x = 1 .
Bảng xét dấu:
TH1: Khi x −3 ,
x + 3 + x − 1 − x + 4 0 − ( x + 3) − ( x − 1) − x + 4 0 −3x + 2 0 x
Suy ra, S1 = .
TH2: Khi −3 x 1 ,
x + 3 + x − 1 − x + 4 0 ( x + 3) − ( x − 1) − x + 4 0 − x + 8 0 x 8 .
Suy ra, S 2 = .
TH3: Khi x 1 ,
x + 3 + x − 1 − x + 4 0 ( x + 3) + ( x − 1) − x + 4 0 x + 6 0 x −6 .
Suy ra, S3 = .
Vậy S = S1 S2 S3 = .
x 3
x2 − x + 3 2x + 3
x 2 − 3x 0
e) x − x − 3 2 x + 3 2
2
x 0
x − x + 3 −2 x − 3 x + x + 6 0
x
2
Vậy S = ( −;0
3; + ) .
2
.
3
f) 3x − 1 x 2 − x − 2
x 2 + 5
3x − 1 x 2 − x − 2
x 2 − 4 x − 1 0
x 2 + 5
x 2 − 5
2
2
3x − 1 − x + x + 2
− x − 2 x + 3 0
x −3
x 1
x −3
Vậy S = ( −; −3)
Câu 4.
a)
(2 +
)
5; + .
x2 − 5x + 4
0.
x2 − 5x + 6
b)
2x +1 x + 2
.
x −2 x −5
Lời giải
a)
x2 − 5x + 4
0.
x2 − 5x + 6
Ta có: f ( x ) =
x2 − 5x + 4
x2 − 5x + 6
x =1
◦ x2 − 5x + 4 = 0
x = 4
x = 2
◦ x2 − 5x + 6 = 0
x = 3
Bảng xét dấu
x4
Dựa vào bảng xét dấu, f ( x ) 0 3 x 2
x 1
Vậy S = ( −;1) ( 2;3) ( 4; + ) .
b)
2x +1 x + 2
.
x −2 x −5
2 x2 − 9 x − 5 − x2 + 4
x2 − 9 x −1
2x +1 x + 2
2x +1 x + 2
0
0
−
0
x −2 x −5
x −2 x −5
( x − 2 )( x − 5)
( x − 2)( x − 5)
Ta có: f ( x ) =
x2 − 9 x −1
( x − 2 )( x − 5)
◦ x2 − 9x −1 = 0 x =
9 85
2
◦ x−2 = 0 x = 2
◦ x −5 = 0 x = 5
Bảng xét dấu
9 − 85
x2
Dựa vào bảng xét dấu f ( x ) 0 2
9 + 85
5 x
2
9 − 85 9 + 85
Vậy S =
.
2 ; 2 5; 2
Câu 5.
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau:
a)
x + 4 x − 2.
b)
x −1 x + 3 .
c)
x + 16 2 x − 4 .
d)
x 2 − 5 x − 14 2 x − 1 .
e)
x + 9 2x + 4 + x + 1 .
f)
5x − 1 − x − 1 2 x − 4 .
Lời giải
a)
x + 4 x − 2.
x − 2 0
−4 x 2
−4 x 2
x + 4 0
2
−4 x 5
x − 2 0
0 x5
x − 5x 0
x + 4 ( x − 2 )2
Vậy bất phương trình đã cho có tập nghiệm là S = −4;5 ) .
b)
x 1
x −1 0
x −1 x + 3
x 1
2
2
x + 5 x + 10 0
x − 1 ( x + 3)
Vậy bất phương trình đã cho có tập nghiệm là S = 1; + ) .
2 x − 4 0
x + 16 2 x − 4
2
x + 16 ( 2 x − 4 )
c)
x 2
x 2
17
x0
2
x
4
4 x − 17 x 0 x 17
4
17
Vậy bất phương trình đã cho có tập nghiệm là S = ; + .
4
d)
x 2 − 5 x − 14 2 x − 1
1
x 2
2 x − 1 0
2
x −2
x − 5 x − 14 0
x 7
x −2
2x −1 0
1
x 2 − 5 x − 14 ( 2 x − 1)2
x
2
(VN )
2
3x + x + 15 0
Vậy bất phương trình đã cho có tập nghiệm là S = ( −; −2 .
x + 9 0
x −9
e) Điều kiện: 2 x + 4 0 x −2 x −1 .
x +1 0
x −1
Với điều kiện trên, bất phương trình đã cho tương đương với
x + 9 2 x + 4 + x + 1 x + 9 3x + 5 + 2
4 − 2x 2
( 2x + 4)( x + 1) 2 − x
( 2 x + 4 )( x + 1)
2 x2 + 6 x + 4
x −1
x −1
2 x + 6 x + 4 0
x −2
x −2
−10 x −2
2 − x 0
x 2
x 2
−1 x 0
2
2
2
( 2 − x ) 2 x + 6 x + 4 x + 10 x 0 −10 x 0
2
Kết hợp với điều kiện ta có tập nghiệm của bất phương trình là S = −1;0 )
1
x−
5
x
−
1
0
5
f) Điều kiện: x − 1 0 x 1 x 2 .
2 x − 4 0 x 2
Với điều kiện trên, bất phương trình đã cho tương đương với
5x −1 − x −1 2 x − 4 5x −1 x −1 + 2 x − 4
5 x − 1 3x − 5 + 2
( x − 1)( 2 x − 4 ) 2 x + 4 2 ( x − 1)( 2 x − 4 )
2 x 2 − 6 x + 4 0
x + 2 2 x2 − 6 x + 4 x + 2 0
2
2
( x + 2 ) 2 x − 6 x + 4
x 2
x 2
x 1
x 1
2 x 10
x −2
x −2
0 x 1
x 2 − 10 x 0
0 x 10
Kết hợp với điều kiện ta có tập nghiệm của bất phương trình là S = 2;10 )
Câu 6.
Tìm tập nghiệm của các bất phương trình sau:
(
a) x 4 − 10 x 2 + 9 0 .
(
)
2
(
)
(
)
2
d) ( x − 5) x + 1 0 .
c) 2 x2 + x + 1 − 5 x2 + x − 3 0 .
e) x2 − 6 x + 5
)
b) x2 + x − x 2 − x − 6 0 .
x2 − x 0 .
f)
x 2 − x − 2 ( x − 3)( x + 2 ) − 8 .
Lời giải
a) x 4 − 10 x 2 + 9 0 ( x 2 − 1)( x 2 − 9 ) 0 .
Ta có:
+ x 2 − 1 = 0 x = 1 .
+ x 2 − 9 = 0 x = 3
+ Bảng xét dấu:
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = ( −3; −1) (1;3)
(
)
2
(
) (
2
)
(
)(
)
b) x2 + x − x2 − x − 6 0 x2 + x − x2 + x − 6 0 x 2 + x − 3 x 2 + x + 2 0
Ta có:
−1 + 13
x =
2
2
+ x + x −3 = 0
.
−1 − 13
x =
2
+ x 2 + x + 2 0, x
+ Bảng xét dấu:
−1 − 13 −1 + 13
; +
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = −;
2
2
(
)
(
2
)
(
)
2
(
)
c) Ta có 2 x2 + x + 1 − 5 x2 + x − 3 0 2 x2 + x + 1 − 5 x2 + x + 1 + 2 0
1
x
2
1
x + x + 0
2
x + x +1 2
−1 − 5
2
−1 + 5
2
x
2
x + x −1 0
2
2
−1 − 5 −1 + 5
Vậy tập nghiệm của bất phương trình S =
.
2 ; 2
x + 1 0 x −1
d) Ta có ( x − 5) x + 1 0
x 5.
x
5
x
−
5
0
Vậy tập nghiệm của bất phương trình S = 5; + ) .
e) Ta có ( x − 6 x + 5)
2
x 0
x 2 − x 0
x −x 0
x 1 1 x 5.
2
x − 6 x + 5 0
1 x 5
2
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = 1;5.
x −1
f) Đk: x 2 − x − 2 0
x 2
Ta có
x 2 − x − 2 −3 (l )
x 2 − x − 2 ( x − 3)( x + 2 ) − 8 x 2 − x − 2 − x 2 − x − 2 − 12 0
x 2 − x − 2 4
Với
1 − 73
x
2
x 2 − x − 2 4 x 2 − x − 18 0
1 + 73
x
2
1 − 73 1 + 73
Kết hợp với đk ta có tập nghiệm của bất phương trình là S = −;
; + .
2 2
Câu 7.
2
Cho phương trình mx − 2 ( m − 1) ) + 3m − 1 = 0 (1) .Tìm các giá trị của tham số m để phương
trình có:
a) Hai nghiệm phân biệt.
b) Hai nghiệm trái dấu.
c) Hai nghiệm dương.
d) Hai nghiệm âm.
Lời giải
a)
m 0
Phương trình (1) có hai nghiệm phân biệt khi và chỉ khi
' 0
m 0
m 0
1
1 m ( −1;0 ) 0;
2
2
2
( m − 1) − m ( 3m − 1) 0 −2m − m − 1 0
−1 m 2
1
Vậy, với m ( −1;0 ) 0; thì phương trình có hai nghiệm phân biệt
2
b)
Phương trình (1) có hai nghiệm trái dấu khi và chỉ khi a.c 0
m ( 3m − 1) 0 0 m
1
3
1
Vậy, với m 0; thì phương trình có hai nghiệm trái dấu.
3
c)
Phương trình (1) có hai nghiệm dương khi và chỉ khi :
m 0
m 0
2
m
0
−2m − m − 1 0
−1 m 1
' 0
2
2 ( m − 1) 0
m ( −1;0 )
m
0
m
1
S
0
m
P 0
3m − 1
1
0
m 0 m
3
m
Vậy, với m ( −1;0 ) thì phương trình có hai nghiệm dương.
d)
Phương trình (1) có hai nghiệm âm khi và chỉ khi :
m 0
m 0
2
m 0
−2m − m − 1 0
−1 m 1
' 0
1 1
2
2 ( m − 1) 0
m ;
3 2
S 0
m
0 m 1
P 0
3m − 1
1
0
m 0 m
3
m
1 1
Vậy, với m ; thì phương trình có hai nghiệm âm.
3 2
Câu 8.
Tìm m sao cho các bất phương trình sau nghiệm đúng với mọi x
a) mx 2 − 4 x + 3m + 1 0 .
b) ( m 2 − 1) x 2 + 2 ( m + 1) + 3 0 .
c) ( m + 1) x 2 − 2 ( m − 1) x + 3m − 3 0 .
d) ( m 2 + 4m − 5 ) x 2 − 2 ( m − 1) x − 2 0 .
Lời giải
a) mx 2 − 4 x + 3m + 1 0
(1) .
Xét TH1: m = 0 ta có bất phương trình (1) trở thành −4 x + 1 0 x
1
( không thỏa mãn với
4
mọi x , nên loại)
Xét TH2 m 0 ta có bất phương trình (1) đúng với x
khi và chỉ khi
m 0
m 0
m 0
m 1
m 1
2
4
= −3m − m + 4 0
= 4 − m ( 3m + 1) 0
m −
3
Vậy chọn m 1 .
b) ( m 2 − 1) x 2 + 2 ( m + 1) + 3 0
( 2) .
m = 1
m = −1
Xét TH1: m2 − 1 = 0
3
Với m = 1 ta có bất phương trình ( 2 ) trở thành 4 x + 3 0 x − ( không thỏa mãn với mọi
4
x , nên loại)
Với m = −1 ta có bất phương trình ( 2 ) trở thành 3 0 ( luôn đúng với mọi x , nên chọn)
m 1
ta có bất phương trình ( 2 ) đúng với x
m −1
Xét TH2: m 2 − 1 0
khi và chỉ khi
m −1
m −1
m −1
m − 1 0
m 1
m 1
2
2
m −1 m 2
2
= ( m + 1) − 3 ( m − 1) 0
−2m + 2m + 4 0
m 2
2
m −1
Vậy kết hợp hai trường hợp ta chọn
.
m 2
c) ( m + 1) x 2 − 2 ( m − 1) x + 3m − 3 0
( 3) .
Xét TH1: m = −1 ta có bất phương trình ( 3) trở thành 4 x − 6 0 x
mọi x , nên loại)
3
( không thỏa mãn với
2
Xét TH2: m −1 ta có bất phương trình ( 3) đúng với x
khi và chỉ khi
m −1
m −1
m + 1 0
m 1 m −2
2
2
= −2m − 2m + 4 0
m −2
= ( m − 1) − ( m + 1)( 3m − 3) 0
Vậy chọn m −2 .
d) ( m 2 + 4m − 5 ) x 2 − 2 ( m − 1) x − 2 0
( 4) .
m = 1
m = −5
Xét TH1: m 2 + 4m − 5 = 0
Với m = −5 ta có bất phương trình ( 4 ) trở thành 12 x − 2 0 x
1
(không thỏa mãn với mọi
6
x , nên loại)
Với m = 1 ta có bất phương trình ( 4 ) trở thành −2 0 ( luôn đúng với mọi x , nên chọn)
m 1
ta có bất phương trình ( 4 ) đúng với x
m −5
Xét TH2: m 2 + 4m − 5 0
khi và chỉ
khi
2
−5 m 1
−5 m 1
m + 4m − 5 0
−3 m 1
2
2
2
−3 m 1
m + 2m − 3 0
= ( m − 1) + 2 ( m + 4m − 5 ) 0
Vậy kết hợp hai trường hợp ta chọn −3 m 1 .
Câu 9.
Tìm m để bất phương trình vơ nghiệm .
a) ( m + 3) x 2 − 2 ( m + 3) x + m + 1 0 ;
b) ( m − 2 ) x 2 − 2 ( m − 2 ) x + m − 3 0 .
Lời giải
a) Bất phương trình : ( m + 3) x 2 − 2 ( m + 3) x + m + 1 0 vô nghiệm khi và chỉ khi bất phương
trình ( m + 3) x 2 − 2 ( m + 3) x + m + 1 0 có nghiệm x
.
m + 3 0
m −3
2
2
2
= ( m + 3) − ( m + 3)( m + 1) 0
= m + 6m + 9 − ( m + 4m + 3 ) 0
m −3
m −3
m .
= 2 m + 6 0
m −3
Vậy không tồn tại giá trị nào của m để bất phương trình đã cho vơ nghiệm.
b) Bất phương trình : ( m − 2 ) x 2 − 2 ( m − 2 ) x + m − 3 0 vơ nghiệm khi và chỉ khi bất phương
trình ( m − 2 ) x 2 − 2 ( m − 2 ) x + m − 3 0 có nghiệm x
.
m − 2 0
m 2
2
2
2
= ( m − 2 ) − ( m − 2 )( m − 3) 0
= m − 4m + 4 − ( m − 5m + 6 ) 0
m 2
m 2
m 2.
m 2
= m − 2 0
Vậy m 2 thì bất phương trình đã cho vơ nghiệm.
Câu 10. Viết phương trình tổng quát, phương trình tham số của đường thẳng d biết
a) Đi qua điểm A ( 4; −3) và có một véc tơ chỉ phương là u = ( 6; −1) .
b) Đi qua điểm B ( −2;5 ) và có một véc tơ pháp tuyến là n = ( −1;7 ) .
c) Đi qua điểm C ( 3; −5 ) và song song với đường thẳng x + 2 y + 1 = 0.
d) Đi qua điểm D ( −3; −8 ) và vng góc với đường thẳng d ' : 3x + 4 y − 1 = 0. .
e) Đi qua hai điểm E ( 5; 2 ) và F ( 6; −5 ) .
Lời giải
a) Đường thẳng d có một véc tơ chỉ phương là u = ( 6; −1)
suy ra véc tơ pháp tuyến là: n = (1;6 ) .
+ Phương trình tổng quát của đường thẳng d là:
( x − 4 ) + 6 ( y + 3) = 0 x + 6 y + 14 = 0 .
Vây phương trình tổng quát của đường thẳng d là: x + 6 y + 14 = 0 .
x = 4 + 6t
+ Phương trình tham số của đường thẳng d là:
.
y = −3 − t
b) Đường thẳng d có một véc tơ pháp tuyến là n = ( −1;7 ) suy ra véc tơ là: u = ( 7;1) .
+ Phương trình tổng quát của đường thẳng d là:
−1( x + 2 ) + 7 ( y − 5 ) = 0 − x + 7 y − 37 = 0 .
Vây phương trình tổng quát của đường thẳng d là: − x + 7 y − 37 = 0 .
x = −2 + 7t
+ Phương trình tham số của đường thẳng d là:
.
y = 5+t
c) Đi qua điểm C ( 3; −5 ) và song song với đường thẳng x + 2 y + 1 = 0.
Vì đường thẳng d đi qua C ( 3; −5 ) và song song với đường thẳng x + 2 y + 1 = 0. Suy ra d có
một vec tơ pháp tuyến n = (1; 2 ) và có một vec tơ chỉ phương u = ( 2; −1)
Phương trình tổng quát của đường thẳng d : x − 3 + 2 ( y + 5 ) = 0 x + 2 y + 7 = 0.
x = 3 + 2t
Phương trình tham số của đường thẳng d là:
y = −5 + t
d) Đi qua điểm D ( −3; −8 ) và vng góc với đường thẳng d ' : 3x + 4 y − 1 = 0 .
Vì đường thẳng d đi qua D ( −3; −8 ) và vng góc với đường thẳng d ' : 3x + 4 y − 1 = 0.
Suy ra d có một vec tơ chỉ phương u = ( 3; 4 ) và có một vec tơ pháp tuyến n = ( 4; −3)
Phương trình tổng quát của đường thẳng d : 4 ( x + 3) − 3 ( y + 8 ) = 0 4 x − 3 y − 12 = 0.
x = −3 + 3t
Phương trình tham số của đường thẳng d là:
y = −8 + 4t
e) Đi qua hai điểm E ( 5; 2 ) và F ( 6; −5 ) .
Vì đường thẳng d đi qua hai điểm E ( 5; 2 ) và F ( 6; −5 )
Suy ra d có một vec tơ chỉ phương u = EF = (1; −7 ) và có một vec tơ pháp tuyến n = ( 7;1)
Phương trình tổng quát của đường thẳng d : 7 ( x − 5) + y − 2 = 0 7 x + y − 37 = 0.
x = 5 + t
Phương trình tham số của đường thẳng d là:
.
y = 2 − 7t
x = 1 − 2t
t
Câu 11. Cho đường thẳng d có phương trình tham số
y = −3 + t
a) Tìm điểm A thuộc đường thẳng sao cho A có hồnh độ là 11.
b) Tìm điểm B thuộc đường thẳng sao cho B có tung độ là 5.
c) Tìm điểm M thuộc d sao cho khoảng cách từ M tới đường thẳng : 3x + 4 y − 1 = 0 bằng 2.
Lời giải
a) Gọi A (1 − 2a; −3 + a ) d có hồnh độ là 11, ta có 1 − 2a = 11 2a = −10 a = −5
Vậy: Điểm A (11; −8) .
b) Gọi B (1 − 2b; −3 + b ) d có tung độ là 5, ta có −3 + b = 5 b = 8
Vậy : Điểm B ( −15;5 ) .
c) Gọi M (1 − 2m; −3 + m ) d , khoảng cách từ M tới đường thẳng : 3x + 4 y − 1 = 0 bằng 2
suy ra:
3 (1 − 2m ) + 4 ( −3 + m ) − 1
32 + 42
2m + 10 = 10
m = 0
= 2 −2m − 10 = 10
2m + 10 = −10
m = −10
Vậy: Có 2 điểm M thỏa mãn yêu cầu bài toán là M (1; −3) hoặc M ( 21; −13) .
Câu 12. Cho ba điểm A (1;0 ) , B ( −3; − 5 ) , C ( 0;3) .
a) Chứng minh A , B , C là 3 đỉnh của một tam giác và viết phương trình các cạnh của ABC .
b) Viết phương trình tổng quát, tham số của đường cao đỉnh A của ABC .
c) Xác định tọa độ trực tâm của ABC .
d) Xác định tâm đường trịn ngoại tiếp và bán kính đường trịn ngoại tiếp ABC .
Lời giải
a) Ta có AB = ( −4; − 5) , AC = ( −1;3)
AB k AC, k
nên 3 điểm A , B , C không thẳng hàng hay A , B , C là 3 đỉnh của một
tam giác.
- Phương trình cạnh AB :
x −1
y
=
5x − 4 y − 5 = 0
−3 − 1 −5
- Phương trình cạnh AC :
x −1 y
= 3x + y − 3 = 0
−1 3
- Phương trình cạnh BC :
x+3 y +5
=
8x − 3 y + 9 = 0
3
3+5
b) Gọi AH là đường cao đỉnh A của ABC
- Ta có BC = ( 3;8) là một vecto pháp tuyến của AH
Phương trình tổng quát đường cao AH : 3 ( x − 1) + 8 ( y − 0 ) = 0 3x + 8 y − 3 = 0
- Ta có u = (8; − 3) là một vecto chỉ phương của AH
x = 1 + 8t
Phương trình tham số đường cao AH :
(t
y = −3t
)
c) Gọi K ( a ; b ) là trực tâm của ABC
- Ta có AK = ( a − 1; b ) , BK = ( a + 3; b + 5)
Vì K ( a ; b ) là trực tâm của ABC nên
105
a
=
3 ( a − 1) + 8b = 0
3a + 8b = 3
AK .BC = 0
17
−
a
+
3
b
=
−
12
−
a
+
3
+
3
b
+
5
=
0
) (
)
b = − 33
(
BK . AC = 0
17
105 33
;−
Vậy K
17 17
d) Gọi I ( x ; y ) là tâm đường tròn ngoại tiếp của ABC
2
2
( x − 1)2 + y 2 = ( x + 3)2 + ( y + 5 )2
AI = BI
−8 x − 10 y = 33
AI = BI
Ta có
2
2
2
2
2
2
AI = CI
−2 x + 6 y = 8
AI = CI
( x − 1) + y = x + ( y − 3)
139
x = − 34
1
139
;− .
. Vậy I −
34
34
y = − 1
34
2
2
14965
139 1
Bán kính R = AI = −
.
− 1 + − − 0 =
578
34
34
Câu 13. Cho hai đường thẳng : 2 x + y + 1 = 0, : 4 x − 3 y + 2 = 0.
a) Tìm tọa độ giao điểm của hai đường thẳng.
b) Tính cosin của góc giữa hai đường thẳng.
c) Tìm tọa độ N là điểm đối xứng của điểm M (1; 2 ) qua đường thẳng .
Lời giải
a) Gọi A là giao điểm của và .
Tọa độ giao điểm A của và là nghiệm của hệ phương trình
1
2 x + y + 1 = 0
x = −
1
2 . Vậy A − ;0 .
2
4 x − 3 y + 2 = 0 y = 0
b) Đường thẳng có VTPT n1 = ( 2;1) , có VTPT n2 = ( 4; −3) .
(
)
Vậy cos ( , ) = cos n1 , n2 =
n1.n2
=
n1 . n2
2.4 + 1. ( −3)
22 + 12 . 42 + ( −3)
2
=
5
.
5
c) Gọi d là đường thẳng qua M và vng góc với đường thẳng .
Đường thẳng có VTPT n1 = ( 2;1) suy ra VTCP của là u1 = (1; −2 ) .
Vì d ⊥ nên nd = u1 = (1; −2 ) .
Mà đường thẳng d đi qua M nên phương trình đường thẳng d là 1. ( x − 1) − 2. ( y − 2 ) = 0
Hay d : x − 2 y + 3 = 0.
Gọi H là giao điểm của d và .
Tọa độ giao điểm H của d và là nghiệm của hệ phương trình
x − 2 y + 3 = 0
x = −1
. Suy ra H ( −1;1) .
2 x + y + 1 = 0
y =1
Ta có N là điểm đối xứng của M qua nên H là trung điểm của MN .
x = 2 xH − xM = 2. ( −1) − 1 = −3
Khi đó N
.
yN = 2 yH − yM = 2.1 − 2 = 0
Vậy N ( −3;0 ) .
Câu 14. Lập phương trình các đường thẳng chứa các cạnh của tam giác ABC trong các trường hợp sau
a) Biết A (1; − 1) các đường cao BD, CE lần lượt thuộc các đường thẳng :2 x − y + 1 = 0 và
' : x + 3 y −1 = 0 .
b) Biết A (1; − 1) các đường trung tuyến BM , CN lần lượt thuộc các đường thẳng
:2 x − y + 1 = 0 và ' : x + 3 y − 1 = 0 .
c) Biết A (1; − 1) các đường trung trực của AB và BC lần lượt có phương trình là
2 x − y + 1 = 0 và x + 3 y − 1 = 0 .
d) Biết A (1; − 1) đường cao BE , trung tuyến CP lần lượt thuộc các đường thẳng
:2 x − y + 1 = 0 và ' : x + 3 y − 1 = 0 .
Lời giải
a) Lập phương trình AB
Vì AB ⊥ CE n ' = u AB u AB = (1;3)
Phương trình đường thẳng AB đi qua A (1; −1) và nhận u AB = (1;3) làm vtcp có phương trình
x = 1+ t
tham số là:
(t
y = −1 + 3t
).
*) Lập phương trình AC
Vì BD ⊥ AC n = u AC = ( 2; −1)
Phương trình đường thẳng AC đi qua A (1; −1) và nhận u AC = ( 2; −1) làm vtcp có phương trình
x = 1 + 2t
tham số là:
(t
y = −1 − t
).
*) Tìm tọa độ điểm B
Điểm B là giao của hai đường thẳng BA và .
Vì B AB nên tọa độ B có dạng B (1 + t ; − 1 + 3t )
Do B nên ta có: 2 (1 + t ) − ( −1 + 3t ) + 1 = 0 2 + 2t + 1 − 3t + 1 = 0 −t + 4 = 0 t = 4
B ( 5;11) .
*) Tìm tọa độ điểm C
Điểm C là giao của hai đường thẳng AC và ' .
Vì C AC nên tọa độ C có dạng C (1 + 2t ; − 1 − t )
Do B ' nên ta có: 1 + 2t + 3 ( −1 − t ) − 1 = 0 1 + 2t − 3 − 3t − 1 = 0 −t − 3 = 0 t = −3
C ( −5; 2 ) .
*) Lập phương trình BC
Ta có BC = ( −10; − 9 )
Phương trình BC đi qua C ( −5; 2 ) nhận BC = ( −10; − 9 ) làm vtcp có pt tham số là
x = −5 − 10t
(t
y = 2 − 9t
).
b) Tọa độ trọng tâm G của ABC là nghiệm của hệ phương trình
2
x
=
−
2 x − y + 1 = 0
2 3
7
G− ; .
7 7
x + 3 y −1 = 0
y = 3
7
Gọi B ( xB ; yB ) . Vì điểm B thuộc đường trung tuyến BM nên ta có:
2 xB − yB + 1 = 0 yB = 2 xB + 1 B ( xB ; 2 xB + 1) .
Gọi C ( xC ; yC ) . Vì điểm C thuộc đường trung tuyến CM nên ta có:
xC + 3 yC − 1 = 0 yC =
1 − xC
1 − xC
C xC ;
3
3
.
Vì G là trọng tâm tam giác ABC nên ta có:
1 + xB + xC
xA + xB + xC
0 =
x
=
3
G
xB + xC = −1 xB = 1
3
1 − xC
xC = −2
2 xB − xC = 2
y = y A + yB + yC
−1 + 2 xB + 1 + 3
G
1 =
3
3
B (1;3) , C ( −2;1)
AB = ( 0; 4 ) nAB = ( 4;0 )
AC = ( −3;2 ) nAC = ( 2;3)
BC = ( −3; − 2 ) nBC = ( 2; −3)
Phương trình AB đi qua A (1; − 1) và nhận nAB = ( 4;0 ) làm vtpt có pttq là:
4 ( x − 1) + 0 ( y + 1) = 0 x − 1 = 0
Phương trình AC đi qua A (1; − 1) và nhận nAC = ( 2;3) làm vtpt có pttq là:
2 ( x − 1) + 3 ( y + 1) = 0 2 x + 3 y + 1 = 0
Phương trình BC đi qua B (1;3) và nhận nBC = ( 2; −3) làm vtpt có pttq là:
2 ( x − 1) − 3 ( y − 3) = 0 2 x − 3 y + 7 = 0 .
c) Phương trình đường trung trực của AB là : 2 x − y + 1 = 0
u AB = n = ( 2; −1)
Phương trình đường thẳng AB đi qua A (1; −1) và nhận u AB = ( 2; −1) làm vtcp có phương trình
x = 1 + 2t
tham số là:
(t
y = −1 − t
).
Gọi M là trung điểm của AB M thuộc AB và thuộc .
Vì M AB M (1 + 2t ; − 1 − t )
Vì M nên ta có: 2 (1 + 2t ) − ( −1 − t ) + 1 = 0 2 + 4t + 1 + t + 1 = 0 5t + 4 = 0
t =−
4
3 1
M − ;− .
5
5 5
11
x
=
−
B
xB = 2 xM − xA
11 3
5
B− ;
Vì M là trung điểm của AB nên ta có:
5 5
y B = 2 yM − y A
y = 3
B 5
Phương trình đường trung trực của BC là ' : x + 3 y − 1 = 0
uBC = n ' = (1;3)
11 3
Phương trình đường thẳng BC đi qua B − ; và nhận uBC = (1;3) làm vtcp có phương
5 5
11
x = − 5 + t
trình tham số là:
(t
3
y = + 3t
5
).
Gọi N là trung điểm của BC N thuộc BC và thuộc ' .
3
11
Vì N BC N − + t ; + 3t
5
5
Vì N ' nên ta có: −
t =
11
11
9
3
+ t + 3 + 3t − 1 = 0 − + t + + 9t − 1 = 0
5
5
5
5
7
103 51
N −
; .
50
50 50
48
xC = −
x
=
2
x
−
x
C
48 36
25
N
B
C− ;
Vì N là trung điểm của BC nên ta có:
25 25
yC = 2 yN − yB
y = 36
C
25
73 61
AC = − ;
25 25
73 61
Phương trình AC đi qua điểm A (1; −1) và nhận AC = − ; làm vtcp có ptts là
25 25
73
x = 1 − 25 t
(t
61
y = −1 + t
25
).
d) Vì BE ⊥ AC nên u AC = n = ( 2; −1)
Phương trình AC đi qua A (1; −1) nhận u AC = ( 2; −1) làm vtcp có ptts là
x = 1 + 2t
(t
y = −1 − t
).
*) Tìm tọa độ điểm C
Điểm C là giao của hai đường thẳng AC và ' .
Vì C AC nên tọa độ C có dạng C (1 + 2t ; − 1 − t )
Do B ' nên ta có: 1 + 2t + 3 ( −1 − t ) − 1 = 0 1 + 2t − 3 − 3t − 1 = 0 −t − 3 = 0 t = −3
C ( −5; 2 ) .
Gọi tọa độ B ( xB ; yB )
Vì B thuộc đường cao BE nên 2 xB − yB + 1 = 0 yB = 2 xB + 1 B ( xB ; 2 xB + 1)
Vì P là trung điểm của AB nên ta có
x A + xB
1 + xB
xP = 2
xP = 2
y = y A + yB
y = −1 + 2 xB + 1 = x
P
B
P
2
2
Vì P thuộc đường trung tuyến CP nên ta có
xP + 3 yP − 1 = 0
1 + xB
1
+ 3xB − 1 = 0 1 + xB + 6 xB − 2 = 0 7 xB = 1 xB =
2
7
1 9
B ; .
7 7
6 16
36 5
BC = − ; , AB = − ;
7 7
7 7
36 5
Phương trình BC đi qua điểm C ( 5; 2 ) và nhận BC = − ; làm vtcp có ptts là
7 7
36
x = 5 − 7 t
(t
5
y = 2 + t
7
)
6 16
Phương trình AB đi qua A (1; −1) và nhận AB = − ; làm vtcp có ptts là
7 7
6
x = 1 − 7 t
(t
y = −1 + 16 t
7
).
Câu 15. Lập phương trình đường thẳng đi qua điểm M (1; 2 ) , cắt trục hoành tại A , cắt trục tung tại B
sao cho OA = 2OB .
Lời giải
Giả sử đường thẳng d cắt trục Ox tại A ( a ;0 ) , cắt Oy tại B ( 0; b )
Suy ra phương trình d :
x y
+ = 1.
a b
Vì d qua M (1; 2 ) nên
1 2
+ = 1 (1)
a b
a = 2b
OA = 2OB a = 2 b
a = −2b
Trường hợp 1: a = −2b
3
x y
Kết hợp với (1) suy ra b = ; a = −3 . Do đó phương trình của đường thẳng d :
+ =1
−3 3
2
2
d : x − 2y + 3 = 0
Trường hợp 2: a = 2b
5
x y
Kết hợp với (1) suy ra b = ; a = 5 . Do đó phương trình của đường thẳng d : + = 1
5 5
2
2
d : x + 2y − 5 = 0
Câu 16. Giải bất phương trình x2 − x − 3 x 2 − 2 + 2 − x − 3 .
Lời giải
Điều kiện: x 3 .
Đặt: a = x2 − 2; b = 2 − x − 3
Ta có: a + b a + b x2 − x − 3 x2 − 2 + 2 − x − 3 .
x 3
x 3
x 2
Dấu “=” xảy ra x 2 − 2 0
3 x 7.
x − 2
2 − x − 3 0
x −3 2
x 7
Do đó: x 2 − x − 3 x 2 − 2 + 2 − x − 3
x 3
Câu 17. Giải bất phương trình:
x2 + x − 2 + x2 + 2 x − 3 x2 + 4 x − 5 .
Lời giải
x2 + x − 2 0
x 1
Điều kiện: x 2 + 2 x − 3 0
.
x −5
x2 + 4x − 5 0
x2 + x − 2 + x2 + 2 x − 3 x2 + 4 x − 5
( x − 1)( x + 2) + ( x − 1)( x + 3) ( x − 1)( x + 5)
(1)
Trường hợp 1: x = 1
Suy ra (1) đúng.
Trường hợp 2: x 1
(1) x + 2 + x + 3 x + 5 2 x + 5 + 2
x+2
( x + 2 )( x + 5) 0 (vơ lý vì
( x + 2 )( x + 5) x + 5
x 1 ). Do đó bất phương trình đã cho vơ nghiệm.
Trường hợp 2: x −5
(1)
(1 − x )( − x − 2) + (1 − x )( − x − 3) (1 − x )( − x − 5)
−2 x − 5 + 2
−x − 2 + −x − 3 −x − 5
( − x − 2 )( − x − 3) − x − 5 x 2 ( − x − 2 )( − x − 3) (vơ lý vì
x −5 )
Do đó bất phương trình đã cho vơ nghiệm.
Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là S = 1 .
Câu 18. Giải bất phương trình
1 − 1 − 4 x2
3.
x
Lời giải
1
1
1 − 4 x 2 0
− x
2
Điều kiện:
2.
x 0
x 0
Xét hai trường hợp:
1
● Trường hợp 1: − x 0 . Khi đó, ta có:
2
1
− 2 x 0
1
1
2
1− 1− 4x
− 2 x 0
− x 0
3
2
1 − 3x 0
x
13x 2 − 6 x 0
1 − 4 x 2 1 − 3x
2
2
2
1− 4x
(1 − 3x )
(
1
− 2 x 0
1
x 0
− x 0.
2
6
x
13
● Trường hợp 2: 0 x
1
. Khi đó, ta có:
2
)
1 − 3x 0
0 x 1
2
1
1
2
1− 1− 4x
0 x 2
0 x 2
1
0 x
3
x
2
1 − 1 − 4 x 2 3x
1 − 4 x 2 1 − 3x
1 − 3x 0
1 − 4 x 2 (1 − 3 x )2
1
x 3
1
1
0 x 1
x
2
3
2
1
1
x
1
1
1
3
2
0 x
0 x .
0 x
2
3
2
0 x 1
3
0 x 6
x 1
3
13
13 x 2 − 6 x 0
1 1
Vậy tập nghiệm của bất phương trình là S = − ;0 0; .
2 2
Câu 19. Cho tam giác ABC có điểm A ( 0;1) , các đường phân giác trong BD và CE lần lượt có phương
trình là 5 y − 3 = 0 và 3x − 3 y + 1 = 0 . Viết phương trình đường thẳng BC .
Lời giải
● Gọi A là điểm đối xứng với điểm A qua đường thẳng CE . Suy ra điểm A BC và
AA ⊥ CE . Khi đó, phương trình đường thẳng AA có dạng: x + y + c = 0 .
Điểm A ( 0;1) AA 0 + 1 + c = 0 c = −1.
Do đó, phương trình đường thẳng AA là: x + y − 1 = 0 .
Gọi H là giao điểm của AA và CE . Suy ra tọa độ điểm H là nghiệm của hệ phương trình:
1
x=
3
x
−
3
y
+
1
=
0
1 2
3
hay H ; .
3 3
x + y −1 = 0
y = 2
3
Vì điểm A đối xứng với điểm A qua đường thẳng CE nên H là trung điểm của đoạn thẳng
2 1
A A . Suy ra A ; .
3 3
● Gọi F là điểm đối xứng với điểm A qua đường thẳng BD . Suy ra điểm F BC và
AF ⊥ BD . Khi đó, phương trình đường thẳng AF có dạng: x + m = 0 .
Điểm A ( 0;1) AF m = 0 .