[Htq] toan 9 hsg tp hn dap an

19
THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang 1 Hongtriquang.edu.vn ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Năm học 2014 - 2015 Bài I: (5 điểm) 1) Cho a, b, c thỏa mãn: abc = 1 và 1 1 1 a b c a b c . Chứng minh rằng có ít nhất một trong các số a, b, c bằng 1. 2) Cho n là số nguyên dương. Chứng minh rằng: 3 1 3 1 2 2 1 n n A là hợp số Bài 2. (5đ) 1) Giải phương trình: 2 3 2 3 6 4 x x x x 2) Giải hệ phương trình: 3 2 2 2 2 12 0 8 12 x xy y x y Bài 3. (2đ) Với các số thực dương a, b, c thỏa mãn: 1 1 1 3 a b c , tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: 2 2 2 2 2 2 1 1 1 P a ab b b bc c c ca a Bài 4. (6đ). Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, nội tiếp đường tròn tâm (O). Các đường cao AD, BE, CF đồng quy tại H. 1) Chứng minh rằng: 2 2 2 cos cos cos 1 BAC CBA ACB 2) P là điểm thuộc cung nhỏ AC của đường tròn tâm O. Gọi M, I lần lượt là trung điểm các đoạn thẳng BC và HP. Chứng minh MI vuông góc với AP. Bài 5. (2đ) 1) Tìm tất cả các số nguyên tố p sao cho: 2 2 2 p p là lập phương của một số tự nhiên 2) Cho 5 số thực không âm a, b, c, d, e có tổng bằng 1. Xếp 5 số này trên một đường tròn. Chứng minh rằng tồn tại một cách xếp sao cho hai số bất kì nhau có tích không lớn hơn 1 9 ./.

Transcript of [Htq] toan 9 hsg tp hn dap an

Page 1: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

1 Hongtriquang.edu.vn

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Năm học 2014 - 2015

Bài I: (5 điểm)

1) Cho a, b, c thỏa mãn: abc = 1 và 1 1 1

a b ca b c

. Chứng minh rằng có ít nhất một trong

các số a, b, c bằng 1.

2) Cho n là số nguyên dương. Chứng minh rằng: 3 1 3 12 2 1n nA là hợp số

Bài 2. (5đ)

1) Giải phương trình: 23 2 3 6 4x x x x

2) Giải hệ phương trình:

3 2

2 2

2 12 0

8 12

x xy y

x y

Bài 3. (2đ) Với các số thực dương a, b, c thỏa mãn: 1 1 1

3a b c , tìm giá trị lớn nhất của biểu thức:

2 2 2 2 2 2

1 1 1P

a ab b b bc c c ca a

Bài 4. (6đ). Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, nội tiếp đường tròn tâm (O). Các đường cao AD,

BE, CF đồng quy tại H.

1) Chứng minh rằng: 2 2 2cos cos cos 1BAC CBA ACB

2) P là điểm thuộc cung nhỏ AC của đường tròn tâm O. Gọi M, I lần lượt là trung điểm các đoạn

thẳng BC và HP. Chứng minh MI vuông góc với AP.

Bài 5. (2đ)

1) Tìm tất cả các số nguyên tố p sao cho: 2 2

2

p p là lập phương của một số tự nhiên

2) Cho 5 số thực không âm a, b, c, d, e có tổng bằng 1. Xếp 5 số này trên một đường tròn. Chứng

minh rằng tồn tại một cách xếp sao cho hai số bất kì nhau có tích không lớn hơn 1

9./.

Page 2: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

2 Hongtriquang.edu.vn

Đáp án HÀ NỘI Năm học 2014 – 2015

Bài I: (5 điểm)

1) Cho a, b, c thỏa mãn: abc = 1 và 1 1 1

a b ca b c

. Chứng minh rằng có ít nhất một trong

các số a, b, c bằng 1.

1 1 11 0a b c ab bc ca abc a b c ab bc ca

a b c

( 1)( 1)( 1) 0a b c ít nhất một trong ba số bằng 1

Lời bình: Qua bài toán này ta thu được kết quả

Nếu abc = 1 thì 0a b c ab bc ca

Ta có thể mở rộng bài toán: ;b ;x y z

a cx y y z z x

ta có bài toán mới

Chứng minh rằng nếu ( )( )( )xyz x y y z z x thì

( )( )

x y z xy yz zx

x y y z z x x y y z y z z x z x x y

Đặc biệt: 1 ;1 b ;1y z x

a cx y y z z x

nên

(1 )(1 )(1 )a b c abc 1 a b c ab bc ca abc abc

1 2a b c abc ab bc ca

Bài này đơn giản hơn rất nhiều so với bài thi vào chuyên toán KHTN 2013 – 2014

Với a, b, c là các số thực khác 0 thỏa mãn đẳng thức: ( )( )( ) 8a b b c c a abc . Chứng minh rằng:

3

4 ( )( ) ( )( ) ( )( )

a b c ab bc ca

a b b c c a a b b c b c c a c a a b

2) Cho n là số nguyên dương. Chứng minh rằng: 3 1 3 12 2 1n nA là hợp số

8 1( 7) 8 1( 7) 5 2 0( 7) 7nmod mod A mod A .

Mặt khác ta chứng minh được A >7 nên A là hợp số

Page 3: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

3 Hongtriquang.edu.vn

Bài tương tự: Tìm số tự nhiên n để 22 6 25 12n n là số nguyên tố (Hsg 2013)

Bài 2. (5đ)

1) Giải phương trình: 23 2 3 6 4x x x x

2) Giải hệ phương trình:

3 2

2 2

2 12 0

8 12

x xy y

x y

1) Điều kiện: 3

2x

Cách 1. Biến đổi thành bình phương (tổng hoặc hiệu)

2 22 3 2 3 2 5 10 5 0x x x x x x

2 2( 3 2 ) 5( 1) 0x x x .

1x

Cách 2. Đánh giá

Nhận thấy VP > 0 nên x > 0

Ta có: 2 3 23( 1) 1 1, . .(3 2 ) 1

3

x x xVP x VT x x x VT VP

Dấu “=” xảy ra khi x = 1

Sư dung BDT cauchy: 4 2

1 3 2 22

xx x

Do đó 23 6 4 3 2 (2 )x x x x x x 24( 1) 0 1x x

Thư lại với x = 1 thỏa mãn phương trình

Cách 3. Liên hợp

23 2 3 7 4x x x x x 3(1 )

(3 4)( 1)3 2 1

xx x x

x

3( 1) 3 4 0

3 2 1

xx x

x

Với 3

2x thì

33 23 4 3. 42 0 13 2 1

xx

x

2) Thay pt (2) vào pt (1) ta có: 3 2 2 2 2 22 ( 8 ) 0 ( 2 )( 4 ) 0x xy y x y x y x xy y

Page 4: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

4 Hongtriquang.edu.vn

Từ đó x = - 2y, thế trở lại pt (2) giải ra x = 2, y = -1

Bài tương tự: Giải hệ phương trình:

4 2

2 2

2 3

3

x x y

x y y

Cộng hai phương trình cho nhau

Bài 3. (2đ) Với các số thực dương a, b, c thỏa mãn: 1 1 1

3a b c , tìm giá trị lớn nhất của biểu thức:

2 2 2 2 2 2

1 1 1P

a ab b b bc c c ca a

Bài giải

2 2

1 1 1 13

2 aab ab aba ab b

Dấu "=" xảy ra khi a=b=c=1

Bài tương tự:

Bài 4. (6đ). Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, nội tiếp đường tròn tâm (O). Các đường cao AD,

BE, CF đồng quy tại H.

1) Chứng minh rằng: 2 2 2cos cos cos 1BAC CBA ACB

2) P là điểm thuộc cung nhỏ AC của đường tròn tâm O. Gọi M, I lần lượt là trung điểm các đoạn

thẳng BC và HP. Chứng minh MI vuông góc với AP.

Bài giải

1) Chứng minh

2

2Δ Δ AEF

ABC

S AEAEF ABC cos BAC

S AB

Chứng minh tương tự và cộng lại ta có: s 2 2 2 1AEF BFD CED

ABC

S S Scos ABC cos ACB cos BAC

S

2) Gọi A′ là điểm đối xứng với A qua (O). Khi đó HBA′C là hình bình hành nên ta có M là trung

điểm HA′

Do đó MI||PA′⊥AP

Page 5: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

5 Hongtriquang.edu.vn

Lời bình Đây là bài toán cơ bản, bởi ta đã quen với bài toán trực tâm với trung điểm cạnh. Mối liên

hệ giữa tâm ngoại tiếp và trực tâm.

Bài 5. (2đ)

1) Tìm tất cả các số nguyên tố p sao cho: 2 2

2

p p là lập phương của một số tự nhiên

Bài giải

Từ giả thiết ta có: 2( 1) 2( 1)( 1)p p a a a

Nếu p = 2 thì a = 0 (thỏa mãn)

Nếu p > 2 thì p lẻ | ( 1)p a hoặc 2| ( 1)p a a

Nếu | ( 1)p a mà a < p p a

Khi đó 2( 1) 2( 1)( 1)p p a a a 22 3 2 0a a (vô nghiệm)

Nếu 2| ( 1)p a a k sao cho 2 1(*)pk a a

Khi đó 2( 1) 2( 1)( 1)p p a a a 1 2 ( 1)p k a 2 ( 1) 1p k a

Thay vào pt (*) ta có 2 2 2(2 1) 1 2 0a k a k k

4 24 12 4 3k k k

Cần tìm k sao cho là số chính phương. Mà 2 2 2 2(2 2) (2 4)k k

4 2 2 24 12 4 3 (2 3)k k k k 3 127k p

Vậy p = 2 hoặc p = 127.

2) Cho 5 số thực không âm a, b, c, d, e có tổng bằng 1. Xếp 5 số này trên một đường tròn. Chứng

minh rằng tồn tại một cách xếp sao cho hai số bất kì nhau có tích không lớn hơn 1

9./.

Kẻ đường kính chứng minh đường trung bình

Page 6: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

6 Hongtriquang.edu.vn

Giả sư a b c d e . Khi đó, lấy a làm chuẩn và xếp theo chiều kim đồng hồ như sau:

a b c d e . Cách xếp này sẽ thỏa mãn yêu cầu vì:

+) 21 1 1 1( ) ( )

3 12 12 9ad a b c d a b c d

+) 1

9bd ad

+) 1

9ce ae ad

+)

2 2

21 1 2 1 2 1( ) ( ) ( )

4 4 3 4 3 9bc b c a b c a b c d

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Năm học 2013 - 2014

Bài I: (5 điểm)

1) Cho a, b, c thỏa mãn: a + b + c = 2014; 1 1 1 1

2014a b c Tính giá trị của:

2013 2013 2013

1 1 1M

a b c

2) Tìm số tự nhiên n để 22 6 25 12n n là số nguyên tố

Bài 2 (5 điểm)

1) Giải phương trình: 2 2 2 2 1 2 0x x x

2) Giải hệ phương trình:

2 2

4 4 2 2 2

4 5 2

9 5 4 2

x y z xy

x y z z x y

Bài 3 (2 điểm) Cho các số thực thỏa mãn: 0 4;0 4;0 4a b c và a + b + c = 6. Tìm GTLN

của biểu thức: 2 2 2P a b c ab bc ca

Bài 4 (6 điểm) Cho tam giác ABC có 3 góc nhọn, nội tiếp (O). Gọi điểm I là tâm đường tròn nội

tiếp tam giác ABC, tia AI cắt (O) tại M (M khác A).

a) Chứng minh các tam giác IMB và IMC là các tam giác cân

b) Đường thẳng MO cắt đường tròn tại N (N khác M) và cắt cạnh BC tại P. Chứng

minh 2

BAC IPsin

IN

Page 7: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

7 Hongtriquang.edu.vn

c) Gọi các điểm D, E lần lượt là hình chiếu của I trên các cạnh AB, AC. Gọi điểm H, K lần lượt đối

xứng với các điểm D, E qua I. Biết rằng AB + AC = 3BC, chứng minh các điểm B, C, H, K cùng

thuộc 1 đường tròn

Bài 5 ( 2 điểm)

1) Tìm các số tự nhiên x, y thỏa mãn 5 2 1x y

2) Cho luc giác đều ABCDEF cạnh có độ dài bằng 1 và P là điểm nằm trong luc giác đó. Các tia

AP, BP, CP, DP, EP, FP cắt các cạnh của luc giác này lần lượt tại các

điểm 1 2 3 4 5 6, , , , ,M M M M M M (các điểm này lần lượt khác các điểm A, B, C, D, E, F). Chứng minh

luc giác 1 2 3 4 5 6M M M M M M có ít nhất 1 cạnh có độ dài lớn hơn hoặc bằng 1./.

ĐÁP ÁN

Bài 1

1) Từ gt 1 1 1 1

a b c a b c

1 1 1 1 ( )

( )

a b

a b a b c c c a b c

,

2( )( ) ( )a b ac bc c a b ab

2( )( ) 0a b ac bc c ab ( )( )(b c) 0a b a c

2013 2013

1 1

2014M

c

2) Xét n = 1; 2; 3 thấy n = 3 thỏa mãn.

Với n > 3 ta có: 2 22 6 2 3 15 12 25 12 13n n n n

Mà 2 3 1n n lẻ với mọi n, nên

2 3 125n n chia 13 dư -1; suy ra 2 3 125 12n n chia hết cho 13.

Bài 2.

Điều kiện 1

2x

Biến đổi phương trình thành 2 2( 2 1 1)x x 2 1 1

2 1 1

x x

x x

TH1. 1 2 1x x 2

1

2 1 2 1

x

x x x

1

0( ); 4( / )

x

x l x t m

4x

Page 8: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

8 Hongtriquang.edu.vn

TH2. Giải tương tự

Kết luận. Phương trình có nghiệm x = 4

2) 2 2

4 4 2 2 2

4 5 2

9 5 4 2

x y z xy

x y z z x y

Từ pt (1) 2 5

( ) 4 5 04

x y z z

Từ phương trình (2): 2 2 2 2( 4 9 5 (4 5)(1 z) 0)x zy z z 5

14

z

Từ đó 5

4z

Với 5

4z thì x = y.

Vậy hệ có nghiệm (x; y; z ) là 5

; ;4

t t

Bài 3

Cách 1.

Giả sư a b c suy ra 4 2a

Ta có: 2( ) 36P a b c ab bc ac ab bc ac

Xét: (6 ) (6 )A ab bc ac a a bc a a

Mặt khác: 0 ( 4)( 2)a a nên: 26 8a a suy ra (6 ) 8a a

ta có GTLN của P là 28 , dấu bằng lệch là hoán vị (4,2,0)

Cách 2:

Do 0 ; ; 4 ( 4)( 4)( 4) 0a b c a b c

4( ) 16( ) 64 0 16.6 64 32ab bc ca abc a b c (do 0abc )

8ab bc ca

2( ) ( ) 36 8 28P a b c ab bc ca

ta có GTLN của P là 28, dấu bằng lệch là hoán vị (4,2,0)

Page 9: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

9 Hongtriquang.edu.vn

Bài 4

a) Chứng minh hai tam giác cân do hai góc ở đáy bằng nhau. Thật vậy ta có:

MIB IAB IBA IBC IAC (phân giác) IBC IAC IBC MBC (góc cùng chắn cung MC )

MBI

Suy ra tam giác MIB cân tại M suy ra MI=MB và do đó MI=MB=MC.

b)

Gợi ý. Ta có

ˆ

2

MB IMB

BANM

MN MN

Csin sin

Ta chứng minh IM IP

MN IN

Bằng cách chứng minh tam giác MIP đồng dạng MNI

Ta chứng minh ( )IMP NMI c g c IM MP

NM MI 2.MP MN MB (luôn đúng)

c)

P

N

O

K

H

A

B

C

M

ID

E

P

N

O

K

H

A

B

C

M

ID

E

P

N

O

K

H

A

B

C

M

ID

E

Page 10: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

10 Hongtriquang.edu.vn

Ta có I, B, C cùng thuộc một đường tròn (M,IM) (1).

Ta có AB + AC = 3BC, mà theo định lý Ptoleme áp dung cho tứ giác nội tiếp ABCM có:

. . . . 3 . 3 .AM BC AB MC AC MB AB AC MI BC DI AM MI

Gọi G là trung điểm IA thì AG = GI = IM và G là tâm đường tròn đường kính IA chứa A, D, E, I.

Vì IG = IM nên 2 đường tròn (G, IG) và (M, IM) đối xứng nhau qua I. Vì D, E thuộc (G, IG) nên

đối xứng H, K của D, E qua I cũng thuộc (M, IM) hay H, K cũng thuộc (M, IM) (2).

Từ (1) và (2) ta có B, C, H, K cùng thuộc đường tròn (M, IM) (đpcm).

Bài 5

1) Xét mod 8 suy ra x chẵn, đặt x = 2z; có 25 1z chia hết cho 24, tức chia hết cho 3. Pt có

nghiệm x = 1; y = 2

2) -Vì các điểm M không trùng với các đỉnh của luc giác ban đầu nên P không nằm trên đường chéo

nào của luc giác.

Suy ra P nằm hoàn toàn ở miền trong của tam giác có đỉnh O và cạnh là cạnh luc giác ban đầu.

Không mất tính tổng quát, ta cho P nằm ở miền trong tam giác OAB

Khi đó các đường AP, BP,CP, DP,EP,FP không cắt được đoạn CD.

Tổng quát là tồn tại ít nhất một cạnh của luc giac ABCDEF không bị cắt

TH1: Nếu có một cạnh không bị cắt, ta xét 2 điểm M nằm trên 2 cạnh liền kề cạnh này là xong.

TH2: nếu có 2 cạnh liên tiếp không bị cắt thì ta lại xét 2 điểm M năm trên 2 cạnh liên tiếp bị cắt của

2 cạnh không bị cắt này.

Page 11: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

11 Hongtriquang.edu.vn

Gọi 2 điểm M1, M2 thuộc 2 cạnh FA, CD thì góc M1BM2 > 600, tức cạnh M1M2 lớn hơn 1

trong 2 cạnh BM1 hoặc BM2, lớn hơn 1.

TH 3:Nếu có 3 cạnh liên tiếp không bị cắt thì ta xét 2 điểm M nằm ở 2 cạnh bị cắt mà không liền

nhau

TH4. có 4 cạnh liên tiếp không bị cắt. Suy ra 2 cạnh bị cắt liên tiếp nhau. Chúng có chung đỉnh ,

đỉnh C chẳng hạn. Khi đó, 2 cạnh bị cắt là CB và CD. Mặt khác CP phải cắt một cạnh khác ngoài

CB và CD . Số cạnh bị cắt không ít hơn 3. Sẽ không tồn tại 4 cạnh liên tiếp không bị cắt.

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Năm học 2012-2013

Câu 1. (5 điểm)

a) Tìm các số thực a, b sao cho đa thức: 4 3 24 11 2 5 6x x ax bx chia hết cho đa thức 2 2 3x x

Page 12: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

12 Hongtriquang.edu.vn

b) Cho biểu thức 2013 2012 2011 2013 2012 2011(a 8 11 ) ( 8 11 )P a a b b b . Tính giá trị của biểu thức P

với 4 5a ; 4 5b

Câu 2. (5 điểm)

a) Giải hệ phương trình:

2 2

2 2

6 5 5 6 0

20 28 9 0

x y xy x y

x y x

b) Tìm số nguyên x, y thỏa mãn: 2 26 10 2 28 18 0x y xy x y

Câu 3. (2 điểm). Cho ba số thực dương a, b, c thỏa mãn: 1 2 3

3a b c . Chứng minh rằng:

2 2 2

2 2 2 2 2 2

27 8 3

c(c 9 ) a(4a ) b(9b 4 ) 2

a b c

a b c

Câu 4. (7 điểm). Cho tam giác ABC có ba góc nhọn, nội tiếp đường tròn (O) và AB < AC. Các

đường cao AD, BE, CF của tam giác ABC cắt nhau tại H. Gọi I là giao điểm của hai đường thẳng

EF và CB. Đường thẳng AI cắt (O) tại M (M khác A).

a) Chứng minh năm điểm A, M, F, H, E cùng nằm trên đường tròn.

b) Gọi N là trung điểm BC, chứng minh ba điểm M, H, N thẳng hàng.

c) Chứng minh BM.AC + AM.BC = AB.MC

Câu 5. (1 điểm). Cho 2013 điểm 1 2 2013; ;...A A A và đường tròn (O;1) tùy ý cùng nằm trong mặt

phẳng. Chứng minh trên đường tròn (O; 1) đó ta luôn có thể tìm được điểm M sao cho

1 2 2013...M 2013MA MA A

Bài giải

1a) Tìm các số thực a, b sao cho đa thức: 4 3 24 11 2 5 6x x ax bx chia hết cho đa thức

2 2 3x x

Page 13: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

13 Hongtriquang.edu.vn

Đặt 4 3 2 2( ) 4 11 2 5 6 2 3 ( ) ( 1)( 3) ( )f x x x ax bx x x q x x x q x

Từ đó ( 1) 0

(3) 0

f

f

2 5 9

18 15 91

a b

a b

1b) Nhận xét 8

11

a b

ab

nên a, b là nghiệm của phương trình 2 8 11 0x x

Ta có 2013 2012 2011 2013 2012 2011(a 8 11 ) ( 8 11 )P a a b b b

2 2011 2 2011(a 8 11) ( 8 11)a a b b b 0

2)

a) Tính Delta hoặc phân tích thành nhân tư từ pt (1) (2x − y + 3)(3x + y − 2) = 0

Rút y theo x, thay vào phương trình (2) ta giải được hệ

b) Nhân 2 vào 2 vế (x + 4y)2 + (4y − 7)2 + (x − 1)2 + 10x2 − 14 = 0

Từ đó 210x 14 0 1x

Xét ba trường hợp, x = -1; x = 0; x = 1 thay vào ta tìm được y.

Câu 3.

Đặt 1 2 3

( ; ; ) ( ; ; )a b cx y z

khi đó 3x y z

BĐT cần chứng minh tương đương với 3

2 2

2

z

x z

Ta có 2 2

2 2 2 2

3 3( ) ( ) 3

2 2 2

z zx xz z

x z x z

Dấu bằng xảy ra khi a = 2b = 3c = 1.

Câu 4.

A

C

F

E

I

M

H

Page 14: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

14 Hongtriquang.edu.vn

a) Sư dung dấu hiệu tích trong chứng minh tứ giác nội tiếp ta có .IF IB.IC IM.IAIE nên tứ giác

AMFE nội tiếp

Mặt khác, tứ giác AFHE nội tiếp

Vậy A, M, F, H, E cùng nằm trên đường tròn.

b) Vì tứ giác AMHE nội tiếp nên HM vuông góc với AM tại M

Sư dung bổ đề nếu HN kéo dài cắt (O) tại D thì A, O, D thẳng hàng. Khi đó DM vuông góc với IA

Vậy HM, DM cũng vuông góc với IA nên H, M, D thẳng hàng, tức H, M, N thẳng hàng.

c) Sư dung định lí Ptoleme cho tứ giác AMBC

Câu 5. Kẻ đường kính DE bất kì 1 2 2013 1 2 2013( .. ) ( .. ) 4026DA DA DA EA EA EA

Đặt 1 2 2013..P DA DA DA , 1 2 2013..S EA EA EA

Nếu 2013P thì D là điểm M cần tìm

Nếu 2013P thì 2013P thì E là điểm cần tìm.

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ HÀ NỘI Năm học 2011-2012

Bài I: (5 điểm)

Page 15: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

15 Hongtriquang.edu.vn

1) Cho biểu thức 2012 2012 2012 2008 2008 2008( ) ( )A a b c a b c với a, b, c là các số nguyên dương.

Chứng minh A chia hết cho 30

2) Cho 3 2012( ) (2x 21x 29)f x Tính f(x) tại 3 349 49

x 7 78 8

Bài II: (5 điểm)

1.Giải phương trình: 2 212 5 3 5x x x 2.Giải hpt

2 2

2 2

2 0

6

x xy x y y

x y x y

Bài III (2 điểm) Giải pt nghiệm nguyên dương : 2 22 3 5 3 4 0x y xy x y

Bài IV (4 điểm)

Cho A là điểm thuộc nưa đường tròn tâm O đường kính BC ( A không trùng với B, C) Gọi H là

hình chiếu của A lên BC. Đường tròn đường kính AH cắt AB, AC lần lượt tại M, N.

1) Chứng minh AO MN

2) Cho AH= 2 cm, BC= 7 cm. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác MNC

Bài V (4 điểm)

1) Gọi 1 2 3, , ,h h h r lần lượt là độ dài các đường cao và bán kính đường tròn nội tiếp của một tam

giác. Chứng minh rằng tam giác đó là tam giác đều khi và chỉ khi 1 2 2 3 3 1

1 1 1 1

2 2 2 3rh h h h h h

2) Trong mặt phẳng cho 8045 điểm mà diện tích của mọi tam giác với các đỉnh là các điểm đã cho

không lớn hơn 1. Chứng minh rằng trong số các điểm đã cho có thể tìm được 2012 điểm nằm trong

hoặc nằm trên cạnh của một tam giác có diện tích không lớn hơn 1.

Gợi ý

Bài 1

Page 16: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

16 Hongtriquang.edu.vn

a) Biến đổi A về dạng

2008 2 2 2008 2 2 2008 2 2( 1)( 1) ( 1)( 1) ( 1)( 1)A a a a b b b c c c

Chứng minh được 2 2x( 1)( 1)x x chia hết cho 30 với x nguyên. Từ đó A chia hết cho 30.

b) 3 37 7

7 72 2 2 2

x 3 3714 3 2 21 28 0

2x x x x

3 2012 2012( ) (2 21 29) ( 1) 1f x x x

Bài 2

a) Giải phương trình sau 2 212 5 3 5x x x

Giải:

Cách 1. Để phương trình có nghiệm thì : 2 2 5

12 5 3 5 03

x x x x

Ta nhận thấy : x = 2 là nghiệm của phương trình

2 22 2

2 2

2 2

4 412 4 3 6 5 3 3 2

12 4 5 3

2 12 3 0 2

12 4 5 3

x xx x x x

x x

x xx x

x x

Do 2 2 2 2

1 1 2 20

12 4 5 3 12 4 5 3

x x

x x x x

5

3x

Từ đó 2 2

2 2 53 0,

312 4 5 3

x xx

x x

nên pt (*) vô nghiệm.

Vậy pt có nghiệm duy nhất x = 2.

Cách 2. Từ pt đã cho chuyển vế ta có 2 2 712 5

3 5x x

x

Từ pt trên suy ra x dương.

Xét 2x suy ra 4 3 7VT VP

Xét 5

23

x suy ra 7VT VP

Thư với x = 2 đúng.

Page 17: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

17 Hongtriquang.edu.vn

Vậy pt có nghiệm duy nhất x = 2.

b)

Từ pt (1) 2 22 0x xy x y y , ta coi pt ẩn x, tính Δ = 9y2 − 6y + 1 → x = y; x = −2y − 1

Thay vào pt (2) và ta giải được hệ.

Bài 3.

Biến đổi về pt bậc 2 ẩn x : 211

Δ 14 33 03

yy y

y

Vì phương trình có nghiệm x là số nguyên nên Δ là số chính phương.

Đặt 2 2Δ 14 33 ( )y y k k Z 7 7 16y k y k

Ta đc 4 nghiệm , 14;11 16, ,:12 4;3 2;2,x y

Bài 4

Câu a) Quá quen thuộc

Page 18: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

18 Hongtriquang.edu.vn

Ta có AMHN là hình chữ nhật nên 0O B 90OAN ANM AC IAN AC ABC

Từ đó AO vuông góc với MN

Hoặc Chứng minh tam giác AIK đồng dạng với AOH; (K là giao điểm của MN và AO)

Câu b)

Gọi J là tâm đường tròn ngoại tiếp △MNC

Vì tứ giác BMNC nội tiếp để nên B cũng thuộc đường tròn đó

Gọi I là giao điểm của AH và MN IJ MN mà theo câu a OA⊥MN / /IJ OA

CM tương tự OJ // AI

Vậy AIJO là hình bình hành

2

2 2

AHOJ AI ;

7

2 2

ABOB AB ; 2 2 2 27 2 3

( ) ( )2 2 2

BJ OB OJ

Vậy bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác CMN là

3

2

Bài 5.

1 1 1 1 1

2 2 2 3S S S S S S S

a b b c c a a b c

1 1 1 92

2

S S SS

a b a b b a b

1 2

92

a b

S S S

a b

1 1 1 1

32 2 2 3

a b c

S S S S S S SS

a b b c c a a b c

Page 19: [Htq] toan 9 hsg tp hn   dap an

THI HSG TP HN 9 Thầy Hồng Trí Quang

19 Hongtriquang.edu.vn

2. Gọi X là tập hợp các điểm đã cho trước.

Trong các tam giác có 3 đỉnh thuộc tập

X, ta chọn △ABC là tam giác có diện

tích lớn nhất.

Các đường thẳng qua A,B,C thứ tự

song song với BC,CA,AB đôi một cắt

nhau tại D,E,F như hình vẽ.

Ta chứng minh mọi điểm của tập X đều nằm trong △DFE, kể cả trên cạnh.

Giả sư, có 1 điểm M thuộc tập X sao cho M nằm ngoài △DFE. Không mất tính tổng quát, giả sư vị

trí của M nằm như hình vẽ.