Đề kiểm tra cuối hè 2019 Toán 11 trường THPT Chuyên Bắc Ninh

TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH TỔ TOÁN – TIN (Đề gồm 01 trang) ĐỀ KIỂM TRA CUỐI HÈ NĂM 2019 Môn: TOÁN 11 (Dành cho lớp 11 Toán) Thời gian: 150 phút, không kể thời gian phát đề Câu 1 (2,0 điểm). a) Gọi z1 , z2 là hai nghiệm phức của phương trình z 2  z  1  0 . Tính giá trị của biểu thức P  z12020  z22020 . b) Một công ty muốn làm một đường ống dẫn dầu từ một kho ở vị trí A ở trên bờ biển đến một vị trí B trên một hòn đảo (xem hình minh họa). Vị trí B trên hòn đảo cách bờ biển 6 km , gọi C là điểm trên bờ biển sao cho BC vuông góc với bờ biển. Khoảng cách từ A đến C là 9 km . Người ta cần xác định một ví trí D trên đoạn bờ biển AC để lắp ống dẫn theo đường gấp khúc ADB . Tính khoảng cách AD để số tiền chi phí cho việc lắp đặt đường ống dẫn là thấp nhất, biết rằng giá để lắp đặt mỗi km đường ống trên bờ là 100 triệu đồng và dưới nước là 260 triệu đồng. Câu 2 (2,0 điểm). 1  8m  4  0 . Tìm tất cả giá trị thực x  2 2 2 5  của tham số m để phương trình đã cho có nghiệm thuộc  ;4 .  2  2 a) Cho phương trình log 21  x  2  4 m  5 log 1 b) Cho đa thức P ( x)  (2 x  1)3  (2 x  1) 4  (2 x  1)5  ...  (2 x  1)100 . Tìm hệ số của x 2 trong khai triển đa thức P  x và so sánh hệ số đó với 666000 . Câu 3 (2,0 điểm). Cho dãy số thực  xn  xác định bởi x1  3 và xn1  21  2 xn  6 với mọi n  1, 2,... . Chứng minh rằng dãy số  xn  có giới hạn hữu hạn và tính giới hạn đó. Câu 4 (2,0 điểm). Cho tam giác ABC có AB  AC , đường tròn  nội tiếp tam giác ABC có tâm I và tiếp xúc với các cạnh BC , CA, AB lần lượt tại các điểm D, E , F . Đường tròn ngoại tiếp tam giác AEF cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC tại hai điểm A, P đồng thời cắt đường thẳng AD tại hai điểm A, K . Hai đường thẳng PI , EF cắt nhau tại điểm H , đường tròn ngoại tiếp tam giác DKH cắt đường tròn  tại hai điểm D, N . a) Chứng minh rằng hai đường thẳng DH và EF vuông góc với nhau. b) Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam giác BNC tiếp xúc với đường tròn  . Câu 5 (2,0 điểm). Cho R là tập các số tự nhiên có 7 chữ số lập được từ hai chữ số 1 và 2 . Ta xây dựng tập con S của R theo quy tắc sau: phần tử đầu tiên của S có thể chọn bất kì phần tử nào của R ; hai phần tử phân biệt của S phải có ít nhất ba cặp chữ số ở ba hàng nào đó khác nhau. (chẳng hạn hai phần tử 1.111.111 và 1.111.222 là phân biệt vì có ba cặp chữ số ở hàng trăm, chục, đơn vị là khác nhau). Chứng tỏ rằng, theo quy tắc này, với mọi cách xây dựng tập S , số phần tử của S không vượt quá 16 . -------------- HẾT -------------(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: .............................................................. Số báo danh: ............................... ĐA ĐỀ KIỂM TRA CUỐI HÈ 2019 MÔN: TOÁN 11 (Dành cho lớp 11 Toán) Thời gian: 150 Phút, không kể thời gian phát đề TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH TỔ TOÁN – TIN Câu Nội dung trình bày 1.a Tính giá trị của biểu thức P  z12020  z22020 . Điểm 1,0  z  1   2 Ta có z 2  z  1  10    z  1   2 3 i 2 . 3 i 2 3 3 1 3i  1 3i  3 3   Do 1 3i  1 3i 8 nên     1 .  2   2     2020 1 3i   Suy ra   2  2020 1 3i     2  0,5  3.673 1 3i     2  3.673 1 3i     2  . . 1 3i 1 3i và  2 2 0,5 1 3i 1 3i  2 2 Từ đó suy ra P  z12020  z22020  3i  3 . 1.b Tính khoảng cách AD để số tiền chi phí thấp nhất… 1,0 2 Đặt AD  x km, 0  x  9 . Ta có CD  9  x ; BD  36  9  x 2 2  Giá thành lắp đặt là: T 100 x  260 36  9  x  20. 5 x  13 36  9  x    0,5 2 Xét hàm số f  x  5 x  13 36  9  x , 0 < x < 9 . Ta có 9 x 2 f   x  5 13.  0  5 36  9  x  139  x 2 36  9  x  x  9  x  9 13      x 2 2  900 2 25 36 9  x  169 9  x 9  x  2     144 Lập bảng biến thiên của hàm số f  x trên 0;9 ta thấy hàm số đạt giá trị nhỏ nhất khi x Câu 2.a 0,5 13 . Vậy AD  6.5 km . 2 Nội dung trình bày Điểm 5  Tìm tất cả giá trị thực của tham số m để phương trình có nghiệm thuộc  ;4 . 1,0  2  Điều kiện: x  2 . Ta có: 1 2 log 21  x  2  4 m  5 log 1  8m  4  4log 22  x  2  4 m  5 log 2  x  2  8m  0,5 x2 2 2 5  Đặt log 2  x  2  t với x   ;4  t  1;1  2  t 2  5t 1 m t  2 t 2  5t 1 t 2  4t 11  , t 1;1 . Ta có: f t   Xét hàm f t    0 t  1;1 2 t  2 t  2 PT trở thành t 2  m  5t  2m 1  0  5 Do đó f 1 5  f t  f 1 , t 1;1 3 1 Do đó phương trình log  x  2  4 m  5 log 1  8m  4  0 có nghiệm thuộc x  2 2 5  5  ;4  5  m  .  2  3 2 1 2 2.b 2 Tìm hệ số của x 2 trong khai triển đa thức … 0,5 1,0 2 Hệ số cần tìm là a  4.(C32  C42  ...  C100 ) 0,5 3 Rút gọn để có a  4(C101  C33 )  666.596 > 666.000. 0,5 Câu Nội dung trình bày Điểm 3 Cho dãy số thực x xác định bởi x  3 và x  21  2 x  6 với mọi  n 1 n1 n 2,0 n  1, 2,... Chứng minh rằng dãy số  xn  có giới hạn hữu hạn và tính giới hạn đó. Bằng quy nạp, ta dễ dàng chứng minh được xn  3 n  1, 2,... Ta có x1  3 3 Giả sử xn  3 . Khi đó xn1  21  2 xn  6  21 12  3 theo nguyên lý quy nạp suy ra xn  3, n   . 0,5 Ta có x1  3, x2  21  2 x1  6  21  4  5 Giả sử xn  5 . Khi đó xn1  21  2 xn  6  21  4  5 theo nguyên lý quy nạp suy ra xn  5, n   . Tóm lại ta đã chứng minh được 3  xn  5, n  1, 2,... 1 Ta có x1  x2 . Giả sử xn1  xn . khi đó xn1  xn      21  2 xn  6  21  2 xn1  6 2 xn  6  2 xn1  6 xn21  xn2   0 0,5 xn1  xn xn1  xn xn1  xn Vậy theo nguyên lý quy nạp toán học suy ra dãy số đã cho là dãy số tăng. Dãy  xn  tăng và bị chặn trên do đó dãy có giới hạn hữu hạn. Đặt lim  L , ta có 3  L  5 . Từ xn1  21  2 xn  6 , n  1, 2,... cho n   n ta được L  21  2 L  6 . Với điều kiện 3  L  5 ta có  2 0,5 2  L2  21  2l  6   L2  25  4  2l  6   0   10  2 L 2 0  0   L  5  L  5  3  4  2L  6 4  2 L  6  2 Dễ thấy L  5   0  3  L  5 . Vậy phương trình 3 có nghiệm duy 4  2L  6 nhất L  5 . Vậy dãy số  xn  có giới hạn hữu hạn và và lim xn  5   L2  25  0,5 n Câu 4 Nội dung trình bày Điểm Cho tam giác ABC có AB  AC , đường tròn  nội tiếp tam giác ABC có tâm I và tiếp xúc với các cạnh BC , CA, AB lần lượt tại các điểm D, E , F . Đường tròn ngoại tiếp tam giác AEF cắt đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC tại hai điểm A, P đồng thời cắt đường thẳng AD tại hai điểm A, K . Hai đường thẳng PI , EF cắt nhau tại 2,0 điểm H , đường tròn ngoại tiếp tam giác DKH cắt đường tròn  tại hai điểm D, N . a) Chứng minh rằng hai đường thẳng DH và EF vuông góc với nhau. b) Chứng minh rằng đường tròn ngoại tiếp tam giác BNC tiếp xúc với đường tròn  . A P F M S B E N H K I D C a) Kí hiệu ( XY ) là đường tròn đường kính XY và  XYZ  là đường tròn ngoại tiếp tam giác XYZ . Dễ thấy đường tròn (AEF) là đường tròn đường kính AI. Suy ra IK  AK , do đó IK là trục đẳng phương của hai đường tròn (AI) và (DI). Gọi M là giao điểm của EF và BC. Ta có PM /(AI)  MF .ME  PM /   MD 2  PM /( DI ) , suy ra M thuộc trục đẳng phương của hai đường tròn (AI) và (DI). Suy ra M, K, I thẳng hàng. Đường tròn  tiếp xúc với các cạnh BC, CA, AB tại D, E, F suy ra DB EC FA . .  1  AD, BE, CF đồng quy (theo định lý ceva). Nên theo tính chất cơ DC EA FB bàn của hàng điểm điều hòa ta có ( M , D, B, C )  1  H ( M , D, B, C )  1 (1). Ta có 0,5 0,5 AF    PEC  P  AEP  PFB PF FB BD    (2  PFB  PEC ( g  g )     PBF   PCE  (cùng chan cung AP) PE EC CD  Dễ thấy I là điểm chính giữa cung EF của đường tròn (AEF), suy ra PI là phân giác của   HEC  nên suy ra   PF  FH (3) . Từ (2), (3) ta có FH  FB , lại có HFB FPE PE EH EH EC HB FB BD  (4). HFB  HEC ( g  g )     HD là phân giác của BHC HC EC CD Từ (1) và (4) theo tính chất của chùm điều hòa suy ra DH  EF . b) Từ BC, EF, IK đồng quy tại M và IK  DA, DH  EF suy ra DM là đường kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác DKH. Gọi S là trung điểm DM, suy ra SD  SN mà 0,5 ID  IN , suy SI là trung trực của DN. Ta lại có SD là tiếp tuyến của đường tròn  , suy ra SN là tiếp tuyến của  (5). Từ ( M , D, B, C )  1 và S là trung điểm MD, nên theo hệ thức Niu tơn ta có SD 2  SB.SC mà SD  SN , suy ra SN 2  SB.SC , suy ra SN là tiếp tuyến của đường tròn ngoại tiếp tam giác BNC (6). Từ (5) và (6) suy ra đường tròn ngoại tiếp tam giác BNC tiếp xúc với đường tròn . 0,5  Nhận xét: Có thể chứng minh ND là phân giác của BNC , từ đó xét phép vị tự tâm N biến D thành D1 (với D1 là giao điểm của ND với đường tròn (BNC) ) để chứng minh đường tròn ngoại tiếp tam giác BNC tiếp xúc với đường tròn . Câu Nội dung trình bày Điểm 5 Chứng tỏ rằng, theo quy tắc này, với mọi cách xây dựng tập S , số phần tử của S 2,0 không vượt quá 16 . Với mỗi số a  S , ta kí hiệu S a là tập hợp các số b của R sao cho b khác a tại đúng một vị trí chữ số ở 1 hàng nào đó, hoặc trùng với a . Khi đó, với mọi a , ta có | S a | 8 . 0,75 Nên  | S a |  8. | S | (*) a S Bây giờ lại chứng tỏ, với 2 phần tử a, b phân biệt trong S thì ta có S a  Sb   . Thật vậy, vì nếu có số c  S a  Sb thì ta có c khác a ở nhiều nhất 1 chữ số, mà b khác a ở ít nhất 3 chữ số nên c khác b ở ít nhất 2 chữ số, mâu thuẫn với việc c thuộc Sb . Khi đó ta có | S a S a | |  S a || R | 27 (**). Từ (*) và (**) ta suy ra đpcm. a S 0,75 0,5