20 Chuyên đề bồi dưỡng Toán 8

118 trang Hoài Anh 19/05/2022 3603

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "20 Chuyên đề bồi dưỡng Toán 8", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

20_chuyen_de_boi_duong_toan_8.pdf

Nội dung text: 20 Chuyên đề bồi dưỡng Toán 8

20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 1 - PHẤN TÍCH ĐA THỨC THÀNH NHÂN TỬ A. MỤC TIÊU: * Hệ thống lại các dạng toán và các phƣơng pháp phân tích đa thức thành nhân tử * Giải một số bài tập về phân tích đa thức thành nhân tử * Nâng cao trình độ và kỹ năng về phân tích đa thức thành nhân tử B. CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ BÀI TẬP I. TÁCH MỘT HẠNG TỬ THÀNH NHIỀU HẠNG TỬ: Định lí bổ sung: + Đa thức f(x) có nghiệm hữu tỉ thì có dạng p/q trong đó p là ƣớc của hệ số tự do, q là ƣớc dƣơng của hệ số cao nhất + Nếu f(x) có tổng các hệ số bằng 0 thì f(x) có một nhân tử là x – 1 + Nếu f(x) có tổng các hệ số của các hạng tử bậc chẵn bằng tổng các hệ số của các hạng tử bậc lẻ thì f(x) có một nhân tử là x + 1 + Nếu a là nghiệm nguyên của f(x) và f(1); f(- 1) khác 0 thì f(1) và f(-1) đều là số nguyên. a - 1 a + 1 Để nhanh chóng loại trừ nghiệm là ƣớc của hệ số tự do 1. Ví dụ 1: 3x2 – 8x + 4 Cách 1: Tách hạng tử thứ 2 3x2 – 8x + 4 = 3x2 – 6x – 2x + 4 = 3x(x – 2) – 2(x – 2) = (x – 2)(3x – 2) Cách 2: Tách hạng tử thứ nhất: 3x2 – 8x + 4 = (4x2 – 8x + 4) - x2 = (2x – 2)2 – x2 = (2x – 2 + x)(2x – 2 – x) = (x – 2)(3x – 2) Ví dụ 2: x3 – x2 - 4 Ta nhân thấy nghiệm của f(x) nếu có thì x = 1; 2; 4, chỉ có f(2) = 0 nên x = 2 là nghiệm của f(x) nên f(x) có một nhân tử là x – 2. Do đó ta tách f(x) thành các nhóm có xuất hiện một nhân tử là x – 2 Cách 1: x3 – x2 – 4 = x3 2 x 2 x 2 2 x 24 x x 2 x 2(2)2(2) x x x = x 22 x2 x 1
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Cách 2: xxxx3 24 3 8 2 4 x 3 8 x 2 4 ( xxxxx 2)( 2 2 4) ( 2)( 2) 22 = x 2 x 2 x 4 ( x 2) ( x 2)( x x 2) Ví dụ 3: f(x) = 3x3 – 7x2 + 17x – 5 Nhận xét: 1, 5 không là nghiệm của f(x), nhƣ vậy f(x) không có nghiệm nguyên. Nên f(x) nếu có nghiệm thì là nghiệm hữu tỉ Ta nhận thấy x = 1 là nghiệm của f(x) do đó f(x) có một nhân tử là 3x – 1. Nên 3 f(x) = 3x3 – 7x2 + 17x – 5 = 3x3 x 2 621553 x 2 x x x 3 x 2 62155 x 2 x x = x22(3 x 1) 2 x (3 x 1) 5(3 x 1) (3 x 1)( x 2 x 5) Vì x2 2 x 5( x 2 2 x 1)4( x 1) 2 40 với mọi x nên không phân tích đƣợc thành nhân tử nữa Ví dụ 4: x3 + 5x2 + 8x + 4 Nhận xét: Tổng các hệ số của các hạng tử bậc chẵn bằng tổng các hệ số của các hạng tử bậc lẻ nên đa thức có một nhân tử là x + 1 x3 + 5x2 + 8x + 4 = (x3 + x2 ) + (4x2 + 4x) + (4x + 4) = x2(x + 1) + 4x(x + 1) + 4(x + 1) = (x + 1)(x2 + 4x + 4) = (x + 1)(x + 2)2 Ví dụ 5: f(x) = x5 – 2x4 + 3x3 – 4x2 + 2 Tổng các hệ số bằng 0 thì nên đa thức có một nhân tử là x – 1, chia f(x) cho (x – 1) ta có: x5 – 2x4 + 3x3 – 4x2 + 2 = (x – 1)(x4 - x3 + 2 x2 - 2 x - 2) Vì x4 - x3 + 2 x2 - 2 x - 2 không có nghiệm nguyên cũng không có nghiệm hữu tỉ nên không phân tích đƣợc nữa Ví dụ 6: x4 + 1997x2 + 1996x + 1997 = (x4 + x2 + 1) + (1996x2 + 1996x + 1996) = (x2 + x + 1)(x2 - x + 1) + 1996(x2 + x + 1) = (x2 + x + 1)(x2 - x + 1 + 1996) = (x2 + x + 1)(x2 - x + 1997) Ví dụ 7: x2 - x - 2001.2002 = x2 - x - 2001.(2001 + 1) = x2 - x – 20012 - 2001 = (x2 – 20012) – (x + 2001) = (x + 2001)(x – 2002) II. THÊM , BỚT CÙNG MỘT HẠNG TỬ: 2
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 1. Thêm, bớt cùng một số hạng tử để xuất hiện hiệu hai bình phƣơng: Ví dụ 1: 4x4 + 81 = 4x4 + 36x2 + 81 - 36x2 = (2x2 + 9)2 – 36x2 = (2x2 + 9)2 – (6x)2 = (2x2 + 9 + 6x)(2x2 + 9 – 6x) = (2x2 + 6x + 9 )(2x2 – 6x + 9) Ví dụ 2: x8 + 98x4 + 1 = (x8 + 2x4 + 1 ) + 96x4 = (x4 + 1)2 + 16x2(x4 + 1) + 64x4 - 16x2(x4 + 1) + 32x4 = (x4 + 1 + 8x2)2 – 16x2(x4 + 1 – 2x2) = (x4 + 8x2 + 1)2 - 16x2(x2 – 1)2 = (x4 + 8x2 + 1)2 - (4x3 – 4x )2 = (x4 + 4x3 + 8x2 – 4x + 1)(x4 - 4x3 + 8x2 + 4x + 1) 2. Thêm, bớt cùng một số hạng tử để xuất hiện nhân tử chung Ví dụ 1: x7 + x2 + 1 = (x7 – x) + (x2 + x + 1 ) = x(x6 – 1) + (x2 + x + 1 ) 3 3 2 2 3 2 = x(x - 1)(x + 1) + (x + x + 1 ) = x(x – 1)(x + x + 1 ) (x + 1) + (x + x + 1) = (x2 + x + 1)[x(x – 1)(x3 + 1) + 1] = (x2 + x + 1)(x5 – x4 + x2 - x + 1) 7 5 7 5 2 2 Ví dụ 2: x + x + 1 = (x – x ) + (x – x ) + (x + x + 1) 3 3 2 3 2 = x(x – 1)(x + 1) + x (x – 1) + (x + x + 1) 2 4 2 2 2 = (x + x + 1)(x – 1)(x + x) + x (x – 1)(x + x + 1) + (x + x + 1) 2 5 4 2 3 2 2 5 4 3 = (x + x + 1)[(x – x + x – x) + (x – x ) + 1] = (x + x + 1)(x – x + x – x + 1) Ghi nhớ: Các đa thức có dạng x3m + 1 + x3n + 2 + 1 nhƣ: x7 + x2 + 1 ; x7 + x5 + 1 ; x8 + x4 + 1 ; x5 + x + 1 ; x8 + x + 1 ; đều có nhân tử chung là x2 + x + 1 III. ĐẶT BIẾN PHỤ: Ví dụ 1: x(x + 4)(x + 6)(x + 10) + 128 = [x(x + 10)][(x + 4)(x + 6)] + 128 = (x2 + 10x) + (x2 + 10x + 24) + 128 Đặt x2 + 10x + 12 = y, đa thức có dạng (y – 12)(y + 12) + 128 = y2 – 144 + 128 = y2 – 16 = (y + 4)(y – 4) = ( x2 + 10x + 8 )(x2 + 10x + 16 ) = (x + 2)(x + 8)( x2 + 10x + 8 ) Ví dụ 2: A = x4 + 6x3 + 7x2 – 6x + 1 Giả sử x 0 ta viết 3
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 6 1 1 1 x4 + 6x3 + 7x2 – 6x + 1 = x2 ( x2 + 6x + 7 – + ) = x2 [(x2 + ) + 6(x - ) + 7 ] xx2 x 2 x Đặt x - = y thì x2 + = y2 + 2, do đó 2 2 2 2 2 2 2 2 2 A = x (y + 2 + 6y + 7) = x (y + 3) = (xy + 3x) = [x(x - ) + 3x] = (x + 3x – 1) Chú ý: Ví dụ trên có thể giải bằng cách áp dụng hằng đẳng thức nhƣ sau: A = x4 + 6x3 + 7x2 – 6x + 1 = x4 + (6x3 – 2x2 ) + (9x2 – 6x + 1 ) = x4 + 2x2(3x – 1) + (3x – 1)2 = (x2 + 3x – 1)2 Ví dụ 3: A = (x2 y 2 z 2 )( x y z ) 2 ( xy yz +zx) 2 2 2 2 2 2 2 2 = (xyz ) 2( xyyz +zx) ( xyz ) ( xyyz +zx) Đặt x2 y 2 z 2 = a, xy + yz + zx = b ta có A = a(a + 2b) + b2 = a2 + 2ab + b2 = (a + b)2 = ( + xy + yz + zx)2 Ví dụ 4: B = 2(xyz4442222222 )( xyz )2( xyzxyz )( )( 2 xyz ) 4 Đặt x4 + y4 + z4 = a, x2 + y2 + z2 = b, x + y + z = c ta có: B = 2a – b2 – 2bc2 + c4 = 2a – 2b2 + b2 - 2bc2 + c4 = 2(a – b2) + (b –c2)2 Ta lại có: a – b2 = - 2( x2 y 2 y 2 z 2 z 2 x 2 ) và b –c2 = - 2(xy + yz + zx) Do đó; B = - 4( ) + 4 (xy + yz + zx)2 = 4444448888(xy22 yz 22 zx 22 xy 22 yz 22 zx 22 xyz 2 xyz 2 xyz 2 xyzxyz ) Ví dụ 5: (a b c )3 4( a 3 b 3 c 3 ) 12 abc Đặt a + b = m, a – b = n thì 4ab = m2 – n2 m22 - n a3 + b3 = (a + b)[(a – b)2 + ab] = m(n2 + ). Ta có: 4 m32 + 3mn C = (m + c)3 – 4. 4c3 3c(m 2 - n 2 ) = 3( - c3 +mc2 – mn2 + cn2) 4 = 3[c2(m - c) - n2(m - c)] = 3(m - c)(c - n)(c + n) = 3(a + b - c)(c + a - b)(c - a + b) III. PHƢƠNG PHÁP HỆ SỐ BẤT ĐỊNH: Ví dụ 1: x4 - 6x3 + 12x2 - 14x + 3 4
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Nhận xét: các số 1, 3 không là nghiệm của đa thức, đa thức không có nghiệm nguyên củng không có nghiệm hữu tỉ Nhƣ vậy nếu đa thức phân tích đƣợc thành nhân tử thì phải có dạng (x2 + ax + b)(x2 + cx + d) = x4 + (a + c)x3 + (ac + b + d)x2 + (ad + bc)x + bd ac 6 ac b d 12 đồng nhất đa thức này với đa thức đã cho ta có: ad bc 14 bd 3 Xét bd = 3 với b, d Z, b 1, 3 với b = 3 thì d = 1 hệ điều kiện trên trở thành ac 6 ac 8 2 c 8 c 4 a 3 c 14 ac 8 a 2 bd 3 Vậy: x4 - 6x3 + 12x2 - 14x + 3 = (x2 - 2x + 3)(x2 - 4x + 1) Ví dụ 2: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + 8 Nhận xét: đa thức có 1 nghiệm là x = 2 nên có thừa số là x - 2 do đó ta có: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + 8 = (x - 2)(2x3 + ax2 + bx + c) a 43 a 1 4 3 2 ba 27 = 2x + (a - 4)x + (b - 2a)x + (c - 2b)x - 2c b 5 cb 26 c 4 28c Suy ra: 2x4 - 3x3 - 7x2 + 6x + 8 = (x - 2)(2x3 + x2 - 5x - 4) Ta lại có 2x3 + x2 - 5x - 4 là đa thức có tổng hệ số của các hạng tử bậc lẻ và bậc chẵn bằng 3 2 2 nahu nên có 1 nhân tử là x + 1 nên 2x + x - 5x - 4 = (x + 1)(2x - x - 4) 4 3 2 2 Vậy: 2x - 3x - 7x + 6x + 8 = (x - 2)(x + 1)(2x - x - 4) Ví dụ 3: 12x2 + 5x - 12y2 + 12y - 10xy - 3 = (a x + by + 3)(cx + dy - 1) 2 2 = acx + (3c - a)x + bdy + (3d - b)y + (bc + ad)xy – 3 5
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 ac 12 a 4 bc ad 10 c 3 35ca b 6 bd 12 d 2 3db 12 12x2 + 5x - 12y2 + 12y - 10xy - 3 = (4 x - 6y + 3)(3x + 2y - 1) BÀI TẬP: Phân tích các đa thức sau thành nhân tử: 3 1) x - 7x + 6 4 4 10) 64x + y 3 2 2) x - 9x + 6x + 16 11) a6 + a4 + a2b2 + b4 - b6 3 2 3) x - 6x - x + 30 3 3 12) x + 3xy + y - 1 3 2 4) 2x - x + 5x + 3 13) 4x4 + 4x3 + 5x2 + 2x + 1 3 2 5) 27x - 27x + 18x - 4 8 14) x + x + 1 2 2 6) x + 2xy + y - x - y - 12 15) x8 + 3x4 + 4 7) (x + 2)(x +3)(x + 4)(x + 5) - 24 2 2 4 2 16) 3x + 22xy + 11x + 37y + 7y +10 8) 4x - 32x + 1 4 4 2 2 2 17) x - 8x + 63 9) 3(x + x + 1) - (x + x + 1) CHUYấN ĐỀ 2 - SƠ LƢỢC VỀ CHỈNH HỢP, 6
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 2: HOÁN VỊ, TỔ HỢP A. MỤC TIÊU: * Bƣớc đầu HS hiểu về chỉnh hợp, hoán vị và tổ hợp * Vận dụng kiến thức vào một ssó bài toán cụ thể và thực tế * Tạo hứng thú và nâng cao kỹ năng giải toán cho HS B. KIẾN THỨC: I. Chỉnh hợp: 1. định nghĩa: Cho một tập hợp X gồm n phần tử. Mỗi cách sắp xếp k phần tử của tập hợp X ( 1 k n) theo một thứ tự nhất định gọi là một chỉnh hợp chập k của n phần tử ấy Số tất cả các chỉnh hợp chập k của n phần tử đƣợc kí hiệu k A n 2. Tính số chỉnh chập k của n phần tử = n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] II. Hoán vị: 1. Định nghĩa: Cho một tập hợp X gồm n phần tử. Mỗi cách sắp xếp n phần tử của tập hợp X theo một thứ tự nhất định gọi là một hoán vị của n phần tử ấy Số tất cả các hoán vị của n phần tử đƣợc kí hiệu Pn 2. Tính số hoán vị của n phần tử P = = n(n - 1)(n - 2) 2 .1 = n! ( n! : n giai thừa) n III. Tổ hợp: 1. Định nghĩa: Cho một tập hợp X gồm n phần tử. Mỗi tập con của X gồm k phần tử trong n phần tử của tập hợp X ( 0 k n) gọi là một tổ hợp chập k của n phần tử ấy Số tất cả các tổ hợp chập k của n phần tử đƣợc kí hiệu k Cn 2. Tính số tổ hợp chập k của n phần tử n n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] = : k! = A n k! 7
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 C. Ví dụ: 1. Ví dụ 1: Cho 5 chữ số: 1, 2, 3, 4, 5 a) có bao nhiêu số tự nhiên có ba chữ số, các chữ số khác nhau, lập bởi ba trong các chữ số trên b) Có bao nhiêu số tự nhiên có 5 chữ số, các chữ số khác nhau, lập bởi cả 5 chữ số trên c)Có bao nhiêu cách chọn ra ba chữ số trong 5 chữ số trên Giải: a) số tự nhiên có ba chữ số, các chữ số khác nhau, lập bởi ba trong các chữ số trên là chỉnh hợp chập 3 của 5 phần tử: 3 = 5.(5 - 1).(5 - 2) = 5 . 4 . 3 = 60 số A5 b) số tự nhiên có 5 chữ số, các chữ số khác nhau, lập bởi cả 5 chữ số trên là hoán vị cua 5 phần tử (chỉnh hợp chập 5 của 5 phần tử): 5 = 5.(5 - 1).(5 - 2).(5 - 3).(5 - 4) = 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 120 số A5 c) cách chọn ra ba chữ số trong 5 chữ số trên là tổ hợp chập 3 của 5 phần tử: 3 5.(5 - 1).(5 - 2) 5 . 4 . 3 60 = 10 nhóm C5 3! 3.(3 - 1)(3 - 2) 6 2. Ví dụ 2: Cho 5 chữ số 1, 2, 3, 4, 5. Dùng 5 chữ số này: a) Lập đƣợc bao nhiêu số tự nhiên có 4 chữ số trong đó không có chữ số nào lặp lại? Tính tổng các số lập đƣợc b) lập đƣợc bao nhiêu số chẵn có 5 chữ số khác nhau? c) Lập đƣợc bao nhiêu số tự nhiên có 5 chữ số, trong đó hai chữ số kề nhau phải khác nhau d) Lập đƣợc bao nhiêu số tự nhiên có 4 chữ số, các chữ số khác nhau, trong đó có hai chữ số lẻ, hai chữ số chẵn Giải 8
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) số tự nhiên có 4 chữ số, các chữ số khác nhau, lập bởi 4 trong các chữ số trên là chỉnh hợp chập 4 của 5 phần tử: 4 = 5.(5 - 1).(5 - 2).(5 - 3) = 5 . 4 . 3 . 2 = 120 số A5 Trong mỗi hang (Nghìn, trăm, chục, đơn vị), mỗi chữ số có mặt: 120 : 5 = 24 lần Tổng các chữ số ở mỗi hang: (1 + 2 + 3 + 4 + 5). 24 = 15 . 24 = 360 Tổng các số đƣợc lập: 360 + 3600 + 36000 + 360000 = 399960 b) chữ số tận cùng có 2 cách chọn (là 2 hoặc 4) bốn chữ số trƣớc là hoán vị của của 4 chữ số còn lại và có P4 = 4! = 4 . 3 . 2 = 24 cách chọn Tất cả có 24 . 2 = 48 cách chọn c) Các số phải lập có dạng abcde , trong đó : a có 5 cách chọn, b có 4 cách chọn (khác a), c có 4 cách chọn (khác b), d có 4 cách chọn (khác c), e có 4 cách chọn (khác d) Tất cả có: 5 . 4 . 4 . 4 . 4 = 1280 số d) Chọn 2 trong 2 chữ số chẵn, có 1 cách chọn chọn 2 trong 3 chữ số lẻ, có 3 cách chọn. Các chữ số có thể hoán vị, do đó có: 1 . 3 . 4! =1 . 3 . 4 . 3 . 2 = 72 số Bài 3: Cho xAy 1800 . Trên Ax lấy 6 điểm khác A, trên Ay lấy 5 điểm khác A. trong 12 điểm nói trên (kể cả điểm A), hai điểm nào củng đƣợc nối với nhau bởi một đoạn thẳng. Có bao nhiêu tam giác mà các đỉnh là 3 trong 12 điểm ấy Giải Cách 1: Tam giác phải đếm gồm ba loại: B5 y B4 + Loại 1: các tam giác có một đỉnh là A, đỉnh thứ 2 thuộc B3 B2 B1 Ax (có 6 cách chọn), đỉnh thứ 3 thuộc Ay (có 5 cách A A chọn), gồm có: 6 . 5 = 30 tam giác 1 A2 A3 A4 A5 A + Loại 2: Các tam giác có 1 đỉnh là 1 trong 5 điểm B1, 6 x B2, B3, B4, B5 (có 5 cách chọn), hai đỉnh kia là 2 trong 6 2 6.5 30 điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 ( Có 15 cách chọn) C6 2! 2 Gồm 5 . 15 = 75 tam giác 9
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 + Loại 3: Các tam giác có 1 đỉnh là 1 trong 6 điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 hai đỉnh kia là 2 2 5.4 20 trong 5 điểm B1, B2, B3, B4, B5 gồm có: 6. 6. 6. 60 tam giác C5 2! 2 Tất cả có: 30 + 75 + 60 = 165 tam giác 3 12.11.10 1320 1320 Cách 2: số các tam giác chọn 3 trong 12 điểm ấy là 220 C12 3! 3.2 6 3 7.6.5 210 210 Số bộ ba điểm thẳng hang trong 7 điểm thuộc tia Ax là: 35 C7 3! 3.2 6 3 6.5.4 120 120 Số bộ ba điểm thẳng hang trong 6 điểm thuộc tia Ay là: 20 C6 3! 3.2 6 Số tam giác tạo thành: 220 - ( 35 + 20) = 165 tam giác D. BÀI TẬP: Bài 1: cho 5 số: 0, 1, 2, 3, 4. từ các chữ số trên có thể lập đƣợc bao nhiêu số tự nhiên: a) Có 5 chữ số gồm cả 5 chữ số ấy? b) Có 4 chữ số, có các chữ số khác nhau? c) có 3 chữ số, các chữ số khác nhau? d) có 3 chữ số, các chữ số có thể giống nhau? Bài 2: Có bao nhiêu số tự nhiên có 4 chữ số lập bởi các chữ số 1, 2, 3 biết rằng số đó chia hết cho 9 Bài 3: Trên trang vở có 6 đƣờng kẻ thẳng đứng và 5 đƣờng kẻ nằm ngang đôi một cắt nhau. Hỏi trên trang vở đó có bao nhiêu hình chữ nhật 10
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 3 - LUỸ THỪA BẬC N CỦA MỘT NHỊ THỨC A. MỤC TIÊU: HS nắm đƣợc công thức khai triển luỹ thừa bậc n của một nhị thức: (a + b)n Vận dụng kiến thức vào các bài tập về xác định hệ số của luỹ thừa bậc n của một nhị thức, vận dụng vào các bài toán phân tích đa thức thành nhân tử B. KIẾN THỨC VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG: I. Nhị thức Niutơn: n n 1 n - 1 2 n - 2 2 n 1 n - 1 n (a + b) = a + Cn a b + Cn a b + + Cn ab + b n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] Trong đó: C k n 1.2.3 k II. Cách xác định hệ số của khai triển Niutơn: n(n - 1)(n - 2) [n - (k - 1)] 1. Cách 1: Dùng công thức C k n k ! Chẳng hạn hệ số của hạng tử a4b3 trong khai triển của (a + b)7 là 7.6.5.4 7.6.5.4 C 4 35 7 4! 4.3.2.1 n ! 7! 7.6.5.4.3.2.1 Chú ý: a) C k với quy ƣớc 0! = 1 C 4 35 n n!(n - k) ! 7 4!.3! 4.3.2.1.3.2.1 7.6.5. b) Ta có: C k = C k - 1 nên C 43 C 35 n n 773! 2. Cách 2: Dùng tam giác Patxcan Đỉnh 1 Dòng 1(n = 1) 1 1 Dòng 2(n = 1) 1 2 1 Dòng 3(n = 3) 1 3 3 1 Dòng 4(n = 4) 1 4 6 4 1 Dòng 5(n = 5) 1 5 10 10 5 1 Dòng 6(n = 6) 1 6 15 20 15 6 1 Trong tam giác này, hai cạnh bên gồm các số 1; dòng k + 1 đƣợc thành lập từ dòng k 11
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 (k 1), chẳng hạn ở dòng 2 (n = 2) ta có 2 = 1 + 1, dòng 3 (n = 3): 3 = 2 + 1, 3 = 1 + 2 dòng 4 (n = 4): 4 = 1 + 3, 6 = 3 + 3, 4 = 3 + 1, Với n = 4 thì: (a + b)4 = a4 + 4a3b + 6a2b2 + 4ab3 + b4 Với n = 5 thì: (a + b)5 = a5 + 5a4b + 10a3b2 + 10a2b3 + 5ab4 + b5 Với n = 6 thì: (a + b)6 = a6 + 6a5b + 15a4b2 + 20a3b3 + 15a2 b4 + 6ab5 + b6 3. Cách 3: Tìm hệ số của hạng tử đứng sau theo các hệ số của hạng tử đứng trƣớc: a) Hệ số của hạng tử thứ nhất bằng 1 b) Muốn có hệ số của của hạng tử thứ k + 1, ta lấy hệ số của hạng tử thứ k nhân với số mũ của biến trong hạng tử thứ k rồi chia cho k 4 4 1.4 3 4.3 2 2 4.3.2 3 4.3.2. 5 Chẳng hạn: (a + b) = a + a b + a b + ab + b 1 2 2.3 2.3.4 Chú ý rằng: các hệ số của khai triển Niutơn có tính đối xứng qua hạng tử đứng giữa, nghĩa là các hạng tử cách đều hai hạng tử đầu và cuối có hệ số bằng nhau (a + b)n = an + nan -1b + n(n - 1) an - 2b2 + + a2bn - 2 + nan - 1bn - 1 + bn 1.2 III. Ví dụ: 1. Ví dụ 1: phân tích đa thức sau thành nhân tử a) A = (x + y)5 - x5 - y5 Cách 1: khai triển (x + y)5 rồi rút gọn A 5 5 5 5 4 3 2 2 3 4 5 5 5 A = (x + y) - x - y = ( x + 5x y + 10x y + 10x y + 5xy + y ) - x - y = 5x4y + 10x3y2 + 10x2y3 + 5xy4 = 5xy(x3 + 2x2y + 2xy2 + y3) = 5xy [(x + y)(x2 - xy + y2) + 2xy(x + y)] = 5xy(x + y)(x2 + xy + y2) Cách 2: A = (x + y)5 - (x5 + y5) x5 + y5 chia hết cho x + y nên chia x5 + y5 cho x + y ta có: x5 + y5 = (x + y)(x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4) nên A có nhân tử chung là (x + y), đặt (x + y) làm nhân tử chung, ta tìm đƣợc nhân tử còn lại b) B = (x + y)7 - x7 - y7 = (x7+7x6y +21x5y2 + 35x4y3 +35x3y4 +21x2y5 7xy6 + y7) - x7 - y7 12
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 = 7x6y + 21x5y2 + 35x4y3 + 35x3y4 + 21x2y5 + 7xy6 = 7xy[(x5 + y5 ) + 3(x4y + xy4) + 5(x3y2 + x2y3 )] = 7xy {[(x + y)(x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4) ] + 3xy(x + y)(x2 - xy + y2) + 5x2y2(x + y)} = 7xy(x + y)[x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4 + 3xy(x2 + xy + y2) + 5x2y2 ] = 7xy(x + y)[x4 - x3y + x2y2 - xy3 + y4 + 3x3y - 3x2y2 + 3xy3 + 5x2y2 ] = 7xy(x + y)[(x4 + 2x2y2 + y4) + 2xy (x2 + y2) + x2y2 ] = 7xy(x + y)(x2 + xy + y2 )2 Ví dụ 2:Tìm tổng hệ số các đa thức có đƣợc sau khi khai triển a) (4x - 3)4 Cách 1: Theo cônh thức Niu tơn ta có: (4x - 3)4 = 4.(4x)3.3 + 6.(4x)2.32 - 4. 4x. 33 + 34 = 256x4 - 768x3 + 864x2 - 432x + 81 Tổng các hệ số: 256 - 768 + 864 - 432 + 81 = 1 4 4 3 2 b) Cách 2: Xét đẳng thức (4x - 3) = c0x + c1x + c2x + c3x + c4 Tổng các hệ số: c0 + c1 + c2 + c3 + c4 4 Thay x = 1 vào đẳng thức trên ta có: (4.1 - 3) = c0 + c1 + c2 + c3 + c4 Vậy: c0 + c1 + c2 + c3 + c4 = 1 * Ghi chú: Tổng các hệ số khai triển của một nhị thức, một đa thức bằng giá trị của đa thức đó tại x = 1 C. BÀI TẬP: Bài 1: Phân tích thành nhân tử a) (a + b)3 - a3 - b3 b) (x + y)4 + x4 + y4 Bài 2: Tìm tổng các hệ số có đƣợc sau khi khai triển đa thức a) (5x - 2)5 b) (x2 + x - 2)2010 + (x2 - x + 1)2011 13
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUÊN ĐỀ 4 - CÁC BÀI TOÁN VỀ SỰ CHIA HẾT CỦA SỐ NGUYÊN A. MỤC TIÊU: * Củng cố, khắc sâu kiến thức về các bài toán chia hết giữa các số, các đa thức * HS tiếp tục thực hành thành thạo về các bài toán chứng minh chia hết, không chia hết, sốnguyên tố, số chính phƣơng * Vận dụng thành thạo kỹ năng chứng minh về chia hết, không chia hết vào các bài toán cụ thể B.KIẾN THỨC VÀ CÁC BÀI TOÁN: I. Dạng 1: Chứng minh quan hệ chia hết 1. Kiến thức: * Để chứng minh A(n) chia hết cho một số m ta phân tích A(n) thành nhân tử có một nhân tử làm hoặc bội của m, nếu m là hợp số thì ta lại phân tích nó thành nhân tử có các đoi một nguyên tố cùng nhau, rồi chứng minh A(n) chia hết cho các số đó * Chú ý: + Với k số nguyên liên tiếp bao giờ củng tồn tại một bội của k + Khi chứng minh A(n) chia hết cho m ta xét mọi trƣờng hợp về số dƣ khi chia A(n) cho m + Với mọi số nguyên a, b và số tự nhiên n thì: +) an - bn chia hết cho a - b (a - b) +) (a + 1)n là BS(a )+ 1 +) a2n + 1 + b2n + 1 chia hết cho a + b +)(a - 1)2n là B(a) + 1 + (a + b)n = B(a) + bn +) (a - 1)2n + 1 là B(a) - 1 2. Bài tập: 2. Các bài toán Bài 1: chứng minh rằng a) 251 - 1 chia hết cho 7 b) 270 + 370 chia hết cho 13 c) 1719 + 1917 chi hết cho 18 d) 3663 - 1 chia hết cho 7 nhƣng không chia hết cho 37 14
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 e) 24n -1 chia hết cho 15 với n N Giải a) 251 - 1 = (23)17 - 1  23 - 1 = 7 b) 270 + 370 (22)35 + (32)35 = 435 + 935 4 + 9 = 13 c) 1719 + 1917 = (1719 + 1) + (1917 - 1) 1719 + 1 17 + 1 = 18 và 1917 - 1 19 - 1 = 18 nên (1719 + 1) + (1917 - 1) hay 1719 + 1917 18 d) 3663 - 1 36 - 1 = 35 7 3663 - 1 = (3663 + 1) - 2 chi cho 37 dƣ - 2 e) 2 4n - 1 = (24) n - 1  24 - 1 = 15 Bài 2: chứng minh rằng a) n5 - n chia hết cho 30 với n N ; b) n4 -10n2 + 9 chia hết cho 384 với mọi n lẻ n Z n c) 10 +18n -28 chia hết cho 27 với n N ; Giải: a) n5 - n = n(n4 - 1) = n(n - 1)(n + 1)(n2 + 1) = (n - 1).n.(n + 1)(n2 + 1) chia hết cho 6 vì (n - 1).n.(n+1) là tích của ba số tự nhiên liên tiếp nên chia hết cho 2 và 3 (*) Mặt khác n5 - n = n(n2 - 1)(n2 + 1) = n(n2 - 1).(n2 - 4 + 5) = n(n2 - 1).(n2 - 4 ) + 5n(n2 - 1) = (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) + 5n(n2 - 1) Vì (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) là tích của 5 số tự nhiên liên tiếp nên chia hết cho 5 5n(n2 - 1) chia hết cho 5 Suy ra (n - 2)(n - 1)n(n + 1)(n + 2) + 5n(n2 - 1) chia hết cho 5 ( ) Từ (*) và ( ) suy ra đpcm 4 2 4 2 2 2 2 b) Đặt A = n -10n + 9 = (n -n ) - (9n - 9) = (n - 1)(n - 9) = (n - 3)(n - 1)(n + 1)(n + 3) Vì n lẻ nên đặt n = 2k + 1 (k Z) thì A = (2k - 2).2k.(2k + 2)(2k + 4) = 16(k - 1).k.(k + 1).(k + 2) A chia hết cho 16 (1) Và (k - 1).k.(k + 1).(k + 2) là tích của 4 số nguyên liên tiếp nên A có chứa bội của 2, 3, 4 nên A là bội của 24 hay A chia hết cho 24 (2) 15
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Từ (1) và (2) suy ra A chia hết cho 16. 24 = 384 n n c) 10 +18n -28 = ( 10 - 9n - 1) + (27n - 27) + Ta có: 27n - 27  27 (1) n + 10 - 9n - 1 = [(9 9 + 1) - 9n - 1] = - 9n = 9( 1 1 - n) 27 (2) n n vì 9 9 và - n 3 do - n là một số có tổng các chữ số chia hết cho 3 Từ (1) và (2) suy ra đpcm 3. Bài 3: Chứng minh rằng với mọi số nguyên a thì a) a3 - a chia hết cho 3 b) a7 - a chia hết cho 7 Giải a) a3 - a = a(a2 - 1) = (a - 1) a (a + 1) là tích của ba số nguyên liên tiếp nên tồn tại một số là bội của 3 nên (a - 1) a (a + 1) chia hết cho 3 b) ) a7 - a = a(a6 - 1) = a(a2 - 1)(a2 + a + 1)(a2 - a + 1) Nếu a = 7k (k Z) thì a chia hết cho 7 Nếu a = 7k + 1 (k Z) thì a2 - 1 = 49k2 + 14k chia hết cho 7 Nếu a = 7k + 2 (k Z) thì a2 + a + 1 = 49k2 + 35k + 7 chia hết cho 7 Nếu a = 7k + 3 (k Z) thì a2 - a + 1 = 49k2 + 35k + 7 chia hết cho 7 Trong trƣờng hợp nào củng có một thừa số chia hết cho 7 Vậy: a7 - a chia hết cho 7 Bài 4: Chứng minh rằng A = 13 + 23 + 33 + + 1003 chia hết cho B = 1 + 2 + 3 + + 100 Giải Ta có: B = (1 + 100) + (2 + 99) + + (50 + 51) = 101. 50 Để chứng minh A chia hết cho B ta chứng minh A chia hết cho 50 và 101 Ta có: A = (13 + 1003) + (23 + 993) + +(503 + 513) = (1 + 100)(12 + 100 + 1002) + (2 + 99)(22 + 2. 99 + 992) + + (50 + 51)(502 + 50. 51 + 512) = 101(12 + 100 + 1002 + 22 + 2. 99 + 992 + + 502 + 50. 51 + 512) chia hết cho 101 (1) 16
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Lại có: A = (13 + 993) + (23 + 983) + + (503 + 1003) Mỗi số hạng trong ngoặc đều chia hết cho 50 nên A chia hết cho 50 (2) Từ (1) và (2) suy ra A chia hết cho 101 và 50 nên A chi hết cho B Bài tập về nhà Chứng minh rằng: a) a5 – a chia hết cho 5 b) n3 + 6n2 + 8n chia hết cho 48 với mọi n chẵn c) Cho a l à số nguyên tố lớn hơn 3. Cmr a2 – 1 chia hết cho 24 d) Nếu a + b + c chia hết cho 6 thì a3 + b3 + c3 chia hết cho 6 e) 20092010 không chia hết cho 2010 f) n2 + 7n + 22 không chia hết cho 9 Dạng 2: Tìm số dƣ của một phép chia Bài 1: Tìm số dƣ khi chia 2100 a)cho 9, b) cho 25, c) cho 125 Giải a) Luỹ thừa của 2 sát với bội của 9 là 23 = 8 = 9 - 1 Ta có : 2100 = 2. (23)33 = 2.(9 - 1)33 = 2.[B(9) - 1] = B(9) - 2 = B(9) + 7 Vậy: 2100 chia cho 9 thì dƣ 7 b) Tƣơng tự ta có: 2100 = (210)10 = 102410 = [B(25) - 1]10 = B(25) + 1 Vậy: 2100 chia chop 25 thì dƣ 1 c)Sử dụng công thức Niutơn: 100 50 50 49 50.49 2 2 = (5 - 1) = (5 - 5. 5 + + . 5 - 50 . 5 ) + 1 2 Không kể phần hệ số của khai triển Niutơn thì 48 số hạng đầu đã chứa thừa số 5 với số mũ lớn hơn hoặc bằng 3 nên đều chia hết cho 53 = 125, hai số hạng tiếp theo: . 52 - 50.5 cũng chia hết cho 125 , số hạng cuối cùng là 1 Vậy: 2100 = B(125) + 1 nên chia cho 125 thì dƣ 1 17
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Bài 2: Viết số 19951995 thành tổng của các số tự nhiên . Tổng các lập phƣơng đó chia cho 6 thì dƣ bao nhiêu? Giải 1995 Đặt 1995 = a = a1 + a2 + + an. 3 3 3 3 3 3 3 3 Gọi S a1 a 2 + a 3 + + a n = a1 a 2 + a 3 + + a n + a - a 3 3 3 = (a1 - a1) + (a2 - a2) + + (an - an) + a Mỗi dấu ngoặc đều chia hết cho 6 vì mỗi dấu ngoặc là tích của ba số tự nhiên liên tiếp. Chỉ cần tìm số dƣ khi chia a cho 6 1995 là số lẻ chia hết cho 3, nên a củng là số lẻ chia hết cho 3, do đó chia cho 6 dƣ 3 Bài 3: Tìm ba chữ số tận cùng của 2100 viết trong hệ thập phân giải Tìm 3 chữ số tận cùng là tìm số dƣ của phép chia 2100 cho 1000 Trƣớc hết ta tìm số dƣ của phép chia 2100 cho 125 Vận dụng bài 1 ta có 2100 = B(125) + 1 mà 2100 là số chẵn nên 3 chữ số tận cùng của nó chỉ có thể là 126, 376, 626 hoặc 876 Hiển nhiên 2100 chia hết cho 8 vì 2100 = 1625 chi hết cho 8 nên ba chữ số tận cùng của nó chia hết cho 8 trong các số 126, 376, 626 hoặc 876 chỉ có 376 chia hết cho 8 Vậy: 2100 viết trong hệ thập phân có ba chữ số tận cùng là 376 Tổng quát: Nếu n là số chẵn không chia hết cho 5 thì 3 chữ số tận cùng của nó là 376 Bài 4: Tìm số dƣ trong phép chia các số sau cho 7 a) 2222 + 5555 b)31993 1930 c) 19921993 + 19941995 d)32 Giải a) ta có: 2222 + 5555 = (21 + 1)22 + (56 – 1)55 = (BS 7 +1)22 + (BS 7 – 1)55 = BS 7 + 1 + BS 7 - 1 = BS 7 nên 2222 + 5555 chia 7 dƣ 0 b) Luỹ thừa của 3 sát với bội của 7 là 33 = BS 7 – 1 18
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Ta thấy 1993 = BS 6 + 1 = 6k + 1, do đó: 1993 6k + 1 3 2k 2k 3 = 3 = 3.(3 ) = 3(BS 7 – 1) = 3(BS 7 + 1) = BS 7 + 3 c) Ta thấy 1995 chia hết cho 7, do đó: 19921993 + 19941995 = (BS 7 – 3)1993 + (BS 7 – 1)1995 = BS 7 – 31993 + BS 7 – 1 Theo câu b ta có 31993 = BS 7 + 3 nên 19921993 + 19941995 = BS 7 – (BS 7 + 3) – 1 = BS 7 – 4 nên chia cho 7 thì dƣ 3 1930 d) 32 = 32860 = 33k + 1 = 3.33k = 3(BS 7 – 1) = BS 7 – 3 nên chia cho 7 thì dƣ 4 Bài tập về nhà Tìm số d ƣ khi: a) 21994 cho 7 b) 31998 + 51998 cho 13 c) A = 13 + 23 + 33 + + 993 chia cho B = 1 + 2 + 3 + + 99 Dạng 3: Tìm điều kiện để xảy ra quan hệ chia hết Bài 1: Tìm n Z để giá trị của biểu thức A = n3 + 2n2 - 3n + 2 chia hết cho giá trị của biểu thức B = n2 - n Giải Chia A cho B ta có: n3 + 2n2 - 3n + 2 = (n + 3)(n2 - n) + 2 Để A chia hết cho B thì 2 phải chia hết cho n2 - n = n(n - 1) do đó 2 chia hết cho n, ta có: n 1 - 1 2 - 2 n - 1 0 - 2 1 - 3 n(n - 1) 0 2 2 6 loại loại Vậy: Để giá trị của biểu thức A = n3 + 2n2 - 3n + 2 chia hết cho giá trị của biểu thức B = n2 - n thì n 1;2 Bài 2: a) Tìm n N để n5 + 1 chia hết cho n3 + 1 b) Giải bài toán trên nếu n Z 19
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Giải Ta có: n5 + 1  n3 + 1 n2(n3 + 1) - (n2 - 1) n3 + 1 (n + 1)(n - 1) n3 + 1 (n + 1)(n - 1) (n + 1)(n2 - n + 1) n - 1 n2 - n + 1 (Vì n + 1 0) a) Nếu n = 1 thì 0 1 Nếu n > 1 thì n - 1 < n(n - 1) + 1 < n2 - n + 1 nên không thể xẩy ra n - 1 n2 - n + 1 Vậy giá trụ của n tìm đƣợc là n = 1 b) n - 1 n2 - n + 1 n(n - 1) n2 - n + 1 (n2 - n + 1 ) - 1 n2 - n + 1 1 n2 - n + 1. Có hai trƣờng hợp xẩy ra: 2 n 0 + n - n + 1 = 1 n(n - 1) = 0 (Tm đề bài) n 1 + n2 - n + 1 = -1 n2 - n + 2 = 0 (Vô nghiệm) Bài 3: Tìm số nguyên n sao cho: a) n2 + 2n - 4  11 b) 2n3 + n2 + 7n + 1 2n - 1 c) n4 - 2n3 + 2n2 - 2n + 1 n4 - 1 d) n3 - n2 + 2n + 7 n2 + 1 Giải a) Tách n2 + 2n - 4 thành tổng hai hạng tử trong đó có một hạng tử là B(11) n2 + 2n - 4 11 (n2 - 2n - 15) + 11 11 (n - 3)(n + 5) + 11 11 n 3 1 1 n = B(11) + 3 (n - 3)(n + 5) 11 n + 5  1 1 n = B(11) - 5 b) 2n3 + n2 + 7n + 1 = (n2 + n + 4) (2n - 1) + 5 2n 1 = - 5 n = - 2 2n 1 = -1 n = 0 Để 2n3 + n2 + 7n + 1 2n - 1 thì 5 2n - 1 hay 2n - 1 là Ƣ(5) 2n 1 = 1 n = 1 2n 1 = 5 n = 3 Vậy: n 2; 0; 1; 3  thì 2n3 + n2 + 7n + 1 2n - 1 c) n4 - 2n3 + 2n2 - 2n + 1 n4 - 1 Đặt A = n4 - 2n3 + 2n2 - 2n + 1 = (n4 - n3) - (n3 - n2) + (n2 - n) - (n - 1) = n3(n - 1) - n2(n - 1) + n(n - 1) - (n - 1) = (n - 1) (n3 - n2 + n - 1) = (n - 1)2(n2 + 1) B = n4 - 1 = (n - 1)(n + 1)(n2 + 1) 20
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 A chia hết cho b nên n 1 A chia hết cho B n - 1  n + 1 (n + 1) - 2 n + 1 n 1 = - 2 n = -3 n 1 = - 1 n = - 2 2 n + 1 n 1 = 1 n = 0  n 1 = 2 n = 1 (khong Tm) Vậy: n 3; 2; 0  thì n4 - 2n3 + 2n2 - 2n + 1  n4 - 1 d) Chia n3 - n2 + 2n + 7 cho n2 + 1 đƣợc thƣơng là n - 1, dƣ n + 8 Để n3 - n2 + 2n + 7 n2 + 1 thì n + 8 n2 + 1 (n + 8)(n - 8) n2 + 1 65 n2 + 1 Lần lƣợt cho n2 + 1 bằng 1; 5; 13; 65 ta đƣợc n bằng 0; 2; 8 Thử lại ta có n = 0; n = 2; n = 8 (T/m) Vậy: n3 - n2 + 2n + 7 n2 + 1 khi n = 0, n = 8 Bài tập về nhà: Tìm số nguyên n để: a) n3 – 2 chia hết cho n – 2 b) n3 – 3n2 – 3n – 1 chia hết cho n2 + n + 1 c)5n – 2n chia hết cho 63 Dạng 4: Tồn tại hay không tồn tại sự chia hết Bài 1: Tìm n N sao cho 2n – 1 chia hết cho 7 Giải n 3k k Nếu n = 3k ( k N) thì 2 – 1 = 2 – 1 = 8 - 1 chia hết cho 7 Nếu n = 3k + 1 ( k N) thì 2n – 1 = 23k + 1 – 1 = 2(23k – 1) + 1 = BS 7 + 1 Nếu n = 3k + 2 ( k N) thì 2n – 1 = 23k + 2 – 1 = 4(23k – 1) + 3 = BS 7 + 3 V ậy: 2n – 1 chia hết cho 7 khi n = BS 3 Bài 2: Tìm n N để: a) 3n – 1 chia hết cho 8 b) A = 32n + 3 + 24n + 1 chia hết cho 25 c) 5n – 2n chia hết cho 9 Giải 21
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) Khi n = 2k (k N) thì 3n – 1 = 32k – 1 = 9k – 1 chia hết cho 9 – 1 = 8 Khi n = 2k + 1 (k N) thì 3n – 1 = 32k + 1 – 1 = 3. (9k – 1 ) + 2 = BS 8 + 2 Vậy : 3n – 1 chia hết cho 8 khi n = 2k (k N) b) A = 32n + 3 + 24n + 1 = 27 . 32n + 2.24n = (25 + 2) 32n + 2.24n = 25. 32n + 2.32n + 2.24n = BS 25 + 2(9n + 16n) Nếu n = 2k +1(k N) thì 9n + 16n = 92k + 1 + 162k + 1 chia hết cho 9 + 16 = 25 Nếu n = 2k (k N) thì 9n có chữ số tận cùng bằng 1 , còn 16n có chữ số tận cùng bằng 6 suy ra 2((9n + 16n) có chữ số tận cùng bằng 4 nên A không chia hết cho 5 nên không chia hết cho 25 c) Nếu n = 3k (k N) thì 5n – 2n = 53k – 23k chia hết cho 53 – 23 = 117 nên chia hết cho 9 Nếu n = 3k + 1 thì 5n – 2n = 5.53k – 2.23k = 5(53k – 23k) + 3. 23k = BS 9 + 3. 8k = BS 9 + 3(BS 9 – 1)k = BS 9 + BS 9 + 3 Tƣơng tự: nếu n = 3k + 2 thì 5n – 2n không chia hết cho 9 22
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 5: SỐ CHÍNH PHƢƠNG I. Số chính phƣơng: A. Một số kiến thức: Số chính phƣơng: số bằng bình phƣơng của một số khác Ví dụ: 4 = 22; 9 = 32 A = 4n2 + 4n + 1 = (2n + 1)2 = B2 + Số chính phƣơng khơng tận cùng bởi các chữ số: 2, 3, 7, 8 + Số chính phƣơng chia hết cho 2 thì chia hết cho 4, chia hết cho 3 thì chia hết cho 9, chia hết cho 5 thì chia hết cho 25, chia hết cho 23 thì chia hết cho 24, n + Số 11 1 = a thì 99 9 = 9a 9a + 1 = + 1 = 10 n n B. Một số bài toán: 1. Bài 1: Chứng minh rằng: Một số chính phƣơng chia cho 3, cho 4 chỉ có thể dƣ 0 hoặc 1 Giải Gọi A = n2 (n N) a) xét n = 3k (k N) A = 9k2 nên chia hết cho 3 n = 3k 1 (k N) A = 9k2 6k + 1, chia cho 3 dƣ 1 Vậy: số chính phƣơng chia cho 3 dƣ 0 hoặc 1 b) n = 2k (k N) thì A = 4k2 chia hết cho 4 n = 2k +1 (k N) thì A = 4k2 + 4k + 1 chia cho 4 dƣ 1 Vậy: số chính phƣơng chia cho 4 dƣ 0 hoặc 1 Chú ý: + Số chính phƣơng chẵn thì chia hết cho 4 + Số chính phƣơng lẻ thì chia cho 4 thì dƣ 1( Chia 8 củng dƣ 1) 2. Bài 2: Số nào trong các số sau là số chính phƣơng a) M = 19922 + 19932 + 19942 23
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 b) N = 19922 + 19932 + 19942 + 19952 c) P = 1 + 9100 + 94100 + 1994100 d) Q = 12 + 22 + + 1002 e) R = 13 + 23 + + 1003 Giải a) các số 19932, 19942 chia cho 3 dƣ 1, còn 19922 chia hết cho 3 M chia cho 3 dƣ 2 do đó M không là số chính phƣơng b) N = 19922 + 19932 + 19942 + 19952 gồm tổng hai số chính phƣơng chẵn chia hết cho 4, và hai số chính phƣơng lẻ nên chia 4 dƣ 2 suy ra N không là số chính phƣơng c) P = 1 + 9100 + 94100 + 1994100 chia 4 dƣ 2 nên không là số chính phƣơng d) Q = 12 + 22 + + 1002 Số Q gồm 50 số chính phƣơng chẵn chia hết cho 4, 50 số chính phƣơng lẻ, mỗi số chia 4 dƣ 1 nên tổng 50 số lẻ đó chia 4 thì dƣ 2 do đó Q chia 4 thì dƣ 2 nên Q không là số chính phƣơng e) R = 13 + 23 + + 1003 k(k + 1) k(k - 1) Gọi Ak = 1 + 2 + + k = , Ak – 1 = 1 + 2 + + k = 2 2 2 2 3 Ta có: Ak – Ak -1 = k khi đó: 3 2 1 = A1 3 2 2 2 = A2 – A1 3 2 2 n = An = An - 1 Cộng vế theo vế các đẳng thức trên ta có: 22 3 3 3 2 n(n + 1) 100(100 1) 2 1 + 2 + +n = An = 50.101 là số chính phƣơng 22 3. Bài 3: CMR: Với mọi n Ỵ N thì các số sau là số chính phƣơng. a) A = (10n +10n-1 + +.10 +1)(10 n+1 + 5) + 1 24
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 n 1 n+1 10 1 n 1 A = (11 1 )(10 + 5) + 1 .(10 5) 1 n 10 1 22 2 n+1 a - 1 a + 4a - 5 + 9 a + 4a + 4 a + 2 Đặt a = 10 thì A = (a + 5) + 1 = 9 9 9 3 b) B = 111 1 555 5 6 ( cĩ n số 1 và n-1 số 5) n n - 1 n n B = 555 5 + 1 = . 10 + + 1 = . 10 + 5 111 1 + 1 n n n Đặt 11 1 = a thì 10 = 9a + 1 nên n 2 2 2 B = a(9a + 1) + 5a + 1 = 9a + 6a + 1 = (3a + 1) = 33 34 n - 1 c) C =11 1 .+ 44 4 + 1 2n n n Đặt a = 11 1 Thì C = 11 1 + 4. 11 1 + 1 = a. 10 + a + 4 a + 1 n n n = a(9a + 1) + 5a + 1 = 9a2 + 6a + 1 = (3a + 1)2 n d) D = 99 9 8 00 0 1 . Đặt = a 10 = a + 1 n n D = . 10n + 2 + 8. 10n + 1 + 1 = a . 100 . 10n + 80. 10n + 1 2 2 2 = 100a(a + 1) + 80(a + 1) + 1 = 100a + 180a + 81 = (10a + 9) = (99 9 ) n + 1 n + 2 e) E = 22 2 5 = 00 + 25 = .10 + 2. 00 + 25 n + 1 2 2 2 = [a(9a + 1) + 2a]100 + 25 = 900a + 300a + 25 = (30a + 5) = (33 3 5) n f) F = 44 4 = 4.11 1 là số chính phƣơng thì là số chính phƣơng 100 100 Số là số lẻ nên nó là số chính phƣơng thì chia cho 4 phải dƣ 1 Thật vậy: (2n + 1)2 = 4n2 + 4n + 1 chia 4 dƣ 1 có hai chữ số tận cùng là 11 nên chia cho 4 thì dƣ 3 25
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 vậy 11 1 không là số chính phƣơng nên F = 44 4 không là số chính phƣơng 100 100 Bài 4: a) Cho các số A = 11 11 ; B = 11 11 ; C = 66 66 2m m + 1 m CMR: A + B + C + 8 là số chính phƣơng . 102m 1 10m 1 1 10m 1 Ta có: A ; B = ; C = 6. Nên: 9 9 9 2m 21m m m A + B + C + 8 = 10 1 + + + 8 = 10 1 10 1 6(10 1) 72 9 9 mm2 2 102m 1 10.10 m 1 6.10 m 6 72 10 16.10 64 10m 8 = = 9 93 b) CMR: Với mọi x,y Ỵ Z thì A = (x+y)(x+2y)(x+3y)(x+4y) + y4 là số chính phƣơng. A = (x2 + 5xy + 4y2) (x2 + 5xy + 6y2) + y4 = (x2 + 5xy + 4y2) [(x2 + 5xy + 4y2) + 2y2) + y4 = (x2 + 5xy + 4y2)2 + 2(x2 + 5xy + 4y2).y2 + y4 = [(x2 + 5xy + 4y2) + y2)2 = (x2 + 5xy + 5y2)2 Bài 5: Tìm số nguyên dƣơng n để các biểu thức sau là số chính phƣơng a) n2 – n + 2 b) n5 – n + 2 Giải a) Với n = 1 thì n2 – n + 2 = 2 không là số chính phƣơng Với n = 2 thì n2 – n + 2 = 4 là số chính phƣơng Với n > 2 thì n2 – n + 2 không là số chính phƣơng Vì (n – 1)2 = n2 – (2n – 1) < n2 – (n - 2) < n2 b) Ta có n5 – n chia hết cho 5 Vì n5 – n = (n2 – 1).n.(n2 + 1) Với n = 5k thì n chia hết cho 5 Với n = 5k 1 thì n2 – 1 chia hết cho 5 Với n = 5k 2 thì n2 + 1 chia hết cho 5 26
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Nên n5 – n + 2 chia cho 5 thì dƣ 2 nên n5 – n + 2 có chữ số tận cùng là 2 hoặc 7 nên n5 – n + 2 không là số chính phƣơng Vậy : Không có giá trị nào của n thoã mãn bài toán Bài 6 : a)Chứng minh rằng : Mọi số lẻ đều viết đƣợc dƣới dạng hiệu của hai số chính phƣơng b) Một số chính phƣơng có chữ số tận cùng bằng 9 thì chữ số hàng chục là chữ số chẵn Giải Mọi số lẻ đều có dạng a = 4k + 1 hoặc a = 4k + 3 Với a = 4k + 1 thì a = 4k2 + 4k + 1 – 4k2 = (2k + 1)2 – (2k)2 Với a = 4k + 3 thì a = (4k2 + 8k + 4) – (4k2 + 4k + 1) = (2k + 2)2 – (2k + 1)2 b)A là số chính phƣơng có chữ số tận cùng bằng 9 nên A = (10k 3)2 =100k2 60k + 9 = 10.(10k2 6) + 9 Số chục của A là 10k2 6 là số chẵn (đpcm) Bài 7: Một số chính phƣơng có chữ số hàng chục là chữ số lẻ. Tìm chữ số hàng đơn vị Giải Gọi n2 = (10a + b)2 = 10.(10a2 + 2ab) + b2 nên chữ số hàng đơn vị cần tìm là chữ số tận cùng của b2 Theo đề bài , chữ số hàng chục của n2 là chữ số lẻ nên chữ số hàng chục của b2 phải lẻ Xét các giá trị của b từ 0 đến 9 thì chỉ có b2 = 16, b2 = 36 có chữ số hàng chục là chữ số lẻ, chúng đều tận cùng bằng 6 Vậy : n2 có chữ số hàng đơn vị là 6 Bài tập về nhà: Bài 1: Các số sau đây, số nào là số chính phƣơng a) A = 22 2 4 b) B = 11115556 c) C = 99 9 00 0 25 50 n n 2 2 2 d) D = 44 4 88 8 9 e) M =11 1 – 22 2 f) N = 1 + 2 + + 56 n n - 1 2n n Bài 2: Tìm số tự nhiên n để các biểu thức sau là số chính phƣơng 27
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) n3 – n + 2 b) n4 – n + 2 Bài 3: Chứng minh rằng a)Tổng của hai số chính phƣơng lẻ không là số chính phƣơng b) Một số chính phƣơng có chữ số tận cùng bằng 6 thì chữ số hàng chục là chữ số lẻ Bài 4: Một số chính phƣơng có chữ số hàng chục bằng 5. Tìm chữ số hàng đơn vị 28
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 6 - CÁC BÀI TOÁN VỀ ĐỊNH LÍ TA-LÉT A.Kiến thức: A 1. Định lí Ta-lét: M N ABC  AM AN * §Þnh lÝ Ta-lÐt:  = MN // BC AB AC B C AM AN MN * HƢ qu¶: MN // BC = AB AC BC B. Bài tập áp dụng: 1. Bài 1: Cho tứ giác ABCD, đƣờng thẳng qua A song song với BC cắt BD ở E, đƣờng thẳng qua B song song với AD cắt AC ở G B a) chứng minh: EG // CD A 2 b) Giả sử AB // CD, chứng minh rằng AB = CD. EG O Giải E G Gọi O là giao điểm của AC và BD OE OA a) Vì AE // BC = (1) OB OC D C OB OG BG // AC = (2) OD OA OE OG Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: = EG // CD OD OC b) Khi AB // CD thì EG // AB // CD, BG // AD nên AB OA OD CD AB CD = = AB2 CD. EG EG OG OB AB EG AB Bài 2: Cho ABC vuông tại A, Vẽ ra phía ngoài tam giác đó các tam giác ABD vuông cân ở B, ACF vuông cân ở C. Gọi H là giao điểm của D AB và CD, K là giao điểm của Ac và BF. A Chứng minh rằng: H K F 29 B C
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) AH = AK b) AH2 = BH. CK Giải Đặt AB = c, AC = b. BD // AC (cùng vuông góc với AB) AH AC b AH b AH b nên HB BD c HB c HB + AH b + c AH b AH b b.c Hay AH (1) AB b + c c b + c b + c AK AB c AK c AK c AB // CF (cùng vuông góc với AC) nên KC CF b KC b KC + AK b + c AK b AK c b.c Hay AK (2) AC b + c b b + c b + c Từ (1) và (2) suy ra: AH = AK AH AC b AK AB c AH KC AH KC b) Từ và suy ra (Vì AH = AK) HB BD c KC CF b HB AK HB AH AH2 = BH . KC 3. Bài 3: Cho hình bình hành ABCD, đƣờng thẳng a đi qua A lần lƣợt cắt BD, BC, DC theo thứ tự tại E, K, G. Chứng minh rằng: a) AE2 = EK. EG 1 1 1 b) AE AK AG c) Khi đƣờng thẳng a thay đổi vị trí nhƣng vẫn qua A thì tích BK. DG có giá trị không đổi A a B Giải b K a) Vì ABCD là hình bình hành và K BC nên E AD // BK, theo hệ quả của định lí Ta-lét ta có: D C G EK EB AE EK AE = = AE2 EK.EG AE ED EG AE EG AE DE AE BE b) Ta có: = ; = nên AK DB AG BD 30
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 AE AE BE DE BD 1 1 1 1 1 = 1 AE 1 (đpcm) AK AG BD DB BD AK AG AE AK AG BK AB BK a KC CG KC CG c) Ta có: = = (1); = = (2) KC CG KC CG AD DG b DG BK a Nhân (1) với (2) vế theo vế ta có: = BK. DG = ab không đổi (Vì a = AB; b = AD b DG là độ dài hai cạnh của hình bình hành ABCD không đổi) 4. Bài 4: Cho tứ giác ABCD, các điểm E, F, G, H theo thứ tự chia trong các B E cạnh AB, BC, CD, DA theo tỉ số 1:2. Chứng minh rằng: A a) EG = FH P H F b) EG vuông góc với FH O D Q Giải N M Gọi M, N theo thứ tự là trung điểm của CF, DG G 1 1 BM 1 BE BM 1 Ta có CM = CF = BC = = = C 2 3 BC 3 BA BC 3 EM BM 2 2 EM // AC = EM = AC (1) AC BE 3 3 NF CF 2 2 Tƣơng tự, ta có: NF // BD = NF = BD (2) BD CB 3 3 mà AC = BD (3) Từ (1), (2), (3) suy ra : EM = NF (a) Tƣơng tự nhƣ trên ta có: MG // BD, NH // AC và MG = NH = 1 AC (b) 3 Mặt khác EM // AC; MG // BD Và AC  BD EM MG EMG = 900 (4) Tƣơng tự, ta có: FNH = 900 (5) Từ (4) và (5) suy ra EMG = FNH = 900 (c) Từ (a), (b), (c) suy ra EMG = FNH (c.g.c) EG = FH b) Gọi giao điểm của EG và FH là O; của EM và FH là P; của EM và FN là Q thì PQF = 900 QPF + QFP = 900 mà QPF = OPE (đối đỉnh), OEP = QFP ( EMG = FNH) 31
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Suy ra EOP = PQF = 900 EO  OP EG FH 5. Bài 5: Cho hình thang ABCD có đáy nhỏ CD. Từ D vẽ đƣờng thẳng song song với BC, cắt AC tại M và AB tại K, Từ C vẽ đƣờng thẳng song song với AD, cắt AB tại F, qua F ta lại vẽ đƣờng thẳng song song với AC, cắt BC tại P. Chứng minh rằng a) MP // AB b) Ba đƣờng thẳng MP, CF, DB đồng quy Giải CP AF a) EP // AC = (1) PB FB CM DC AK // CD = (2) D C AM AK các tứ giác AFCD, DCBK la các hình bình hành nên I P AF = DC, FB = AK (3) M CP CM Kết hợp (1), (2) và (3) ta có MP // AB PB AM A K F B (Định lí Ta-lét đảo) (4) DC DC b) Gọi I là giao điểm của BD và CF, ta có: = AK FB DC DI CP DI Mà (Do FB // DC) IP // DC // AB (5) FB IB PB IB Từ (4) và (5) suy ra : qua P có hai đƣờng thẳng IP, PM cùng song song với AB // DC nên theo tiên đề Ơclít thì ba điểm P, I, M thẳng hang hay MP đi qua giao điểm của CF và DB hay ba đƣờng thẳng MP, CF, DB đồng quy 6. Bài 6: Cho ABC có BC < BA. Qua C kẻ đƣờng thẳng vuông goác với tia phân giác BE của ABC ; đƣờng thẳng này cắt BE tại F và cắt trung tuyến BD tại G. Chứng minh rằng đoạn thẳng EG bị đoạn thẳng DF chia làm hai phần bằng nhau 32
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 B Giải M Gọi K là giao điểm của CF và AB; M là giao điểm của K G DF và BC F KBC có BF vừa là phân giác vừa là đƣờng cao nên A D E C KBC cân tại B BK = BC và FC = FK Mặt khác D là trung điểm AC nên DF là đƣờng trung bình của AKC DF // AK hay DM // AB Suy ra M là trung điểm của BC DF = 1 AK (DF là đƣờng trung bình của AKC), ta có 2 BG BK BG BK 2BK = ( do DF // BK) = (1) GD DF GD DF AK CE DC - DE DC AD CE AE - DE DC AD Mổt khác 11 (Vì AD = DC) 11 DE DE DE DE DE DE DE DE CE AE - DE AE AB AE AB Hay 1 2 2 (vì = : Do DF // AB) DE DE DE DF DE DF CE AK + BK 2(AK + BK) CE 2(AK + BK) 2BK Suy ra 22 (Do DF = AK) 2 (2) DE DE AK DE AK AK BG CE Từ (1) và (2) suy ra = EG // BC GD DE OG OE FO Gọi giao điểm của EG và DF là O ta có = = OG = OE MC MB FM Bài tập về nhà Bài 1: Cho tứ giác ABCD, AC và BD cắt nhau tại O. Đƣờng thẳng qua O và song song với BC cắt AB ở E; đƣờng thẳng song song với CD qua O cắt AD tại F a) Chứng minh FE // BD b) Từ O kẻ các đƣờng thẳng song song với AB, AD cắt BD, CD tại G và H. Chứng minh: CG. DH = BG. CH Bài 2: 33
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Cho hình bình hành ABCD, điểm M thuộc cạnh BC, điểm N thuộc tia đối của tia BC sao cho BN = CM; các đƣờng thẳng DN, DM cắt AB theo thứ tự tại E, F. Chứng minh: a) AE2 = EB. FE 2 AN b) EB = . EF DF CHUYÊN ĐỀ 7 – CÁC BÀI TOÁN SỬ DỤNG ĐỊNH LÍ TALÉT VÀ TÍNH CHẤT ĐƢỜNG PHÂN GIÁC A. Kiến thức: A 2. Tính chất đƣờng phân giác: BD AB ABC ,AD là phân giác góc A = CD AC B D C A D' B C BD' AB AD’là phân giác góc ngoài tại A: = CD' AC B. Bài tập vận dụng 1. Bài 1: Cho ABC có BC = a, AB = b, AC = c, phân giác AD a) Tính độ dài BD, CD A b) Tia phân giác BI của góc B cắt AD ở I; tính tỉ số: AI c ID b Giải I BD AB c a) AD là phân giác của BAC nên CD AC b B D C a 34
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 BD c BD c ac BD = CD + BD b + c a b + c b + c Do đó CD = a - ac = ab b + c b + c AI AB ac b + c b) BI là phân giác của ABC nên c : ID BD b + c a 2. Bài 2: Cho ABC, có B 4 DM A Giải A A + C 1800 - B a)Ta có ADB = C + > = 600 2 2 2 ADB > AD 4 DM ta c/m a > 4abd hay (b + d)(b + c) > 4bd (1) (b + c)(b + d) Thật vậy : do c > d (b + d)(b + c) > (b + d)2 4bd . Bất đẳng thức (1) đƣợc c/m Bài 3: Cho ABC, trung tuyến AM, các tia phân giác của các góc AMB , AMC cắt AB, AC theo thứ tự ở D và E a) Chứng minh DE // BC A b) Cho BC = a, AM = m. Tính độ dài DE I D E 35 B M C
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 c) Tìm tập hợp các giao diểm I của AM và DE nếu ABC có BC cố định, AM = m không đổi d) ABC có điều kiện gì thì DE là đƣờng trung bình của nó Giải DA MB a) MD là phân giác của AMB nên (1) DB MA EA MC ME là phân giác của AMC nên (2) EC MA DA EA Từ (1), (2) và giả thiết MB = MC ta suy ra DE // BC DB EC x m - DE AD AI x 2a.m b) DE // BC . Đặt DE = x 2 x = BC AB AM a m a + 2m 1 a.m c) Ta có: MI = DE = không đổi I luôn cách M một đoạn không đổi nên tập 2 a + 2m hợp các điểm I là đƣờng tròn tâm M, bán kính MI = (Trừ giao điểm của nó với BC d) DE là đƣờng trung bình của ABC DA = DB MA = MB ABC vuông ở A 4. Bài 4: Cho ABC ( AB DE > BE Giải K D E a) BD là phân giác nên AD AB AC AE AD AE = < = (1) C DC BC BC EB DC EB M B AD AK Mặt khác KD // BC nên (2) DC KB AK AE AK + KB AE + EB Từ (1) và (2) suy ra KB EB KB EB 36
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 AB AB KB > EB E nằm giữa K và B KB EB b) Gọi M là giao điểm của DE và CB. Ta có CBD = KDB (Góc so le trong) KBD = KDB mà E nằm giữa K và B nên KDB > EDB KBD > EBD > EB ECB > DCE (Vì = ) Suy ra CD > ED CD > ED > BE 5. Bài 5: Cho ABC với ba đƣờng phân giác AD, BE, CF. Chứng minh DB EC FA a. . . 1. DC EA FB 1 1 1 1 1 1 b. . AD BE CF BC CA AB H Giải A DB AB a)AD là đƣờng phân giác của BAC nên ta có: = (1) DC AC F EC BC E Tƣơng tự: với các phân giác BE, CF ta có: = (2) ; EA BA FA CA = (3) C FB CB B D DB EC FA AB BC CA Tửứ (1); (2); (3) suy ra: . . = . . = 1 DC EA FB AC BA CB b) Đặt AB = c , AC = b , BC = a , AD = da. Qua C kẻ đƣờng thẳng song song với AD , cắt tia BA ở H. AD BA BA.CH c.CH c Theo ĐL Talét ta có: AD .CH CH BH BH BA + AH b + c 2bc 1bc 1 1 1 1 1 1 1 Do CH < AC + AH = 2b nên: da bc daa2 bc 2 b c d 2 b c 1 1 1 1 1 1 1 1 Chứng minh tƣơng tự ta có : Và Nên: db 2 a c dc 2 a b 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 .2 dabc d d2 b c a c a b dabc d d2 a b c 37
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 1 1 1 1 1 1 ( đpcm ) dabc d d a b c Bài tập về nhà Cho ABC có BC = a, AC = b, AB = c (b > c), các phân giác BD, CE a) Tính độ dài CD, BE rồi suy ra CD > BE b) Vẽ hình bình hành BEKD. Chứng minh: CE > EK c) Chứng minh CE > BD 38
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 8 – CHỮ SỐ TẬN CÙNG A. Kiến thức: 1. Một số tính chất: a) Tính chất 1: + Các số có chữ số tận cùng là 0; 1; 5; 6khi nâng lên luỹ thừa bậc bất kỳ nào thì chữ số tận cùng không thay đổi + Các số có chữ số tận cùng là 4; 9 khi nâng lên luỹ thừa bậc lẻ thì chữ số tận cùng không thay đổi + Các số có chữ số tận cùng là 3; 7; 9 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n (n N) thì chữ số tận cùng là 1 + Các số có chữ số tận cùng là 2; 4; 8 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n (n N) thì chữ số tận cùng là 6 b) Tính chất 2: Một số tự nhiên bất kỳ khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 1 (n N) thì chữ số tận cùng không thay đổi c) Tính chất 3: + Các số có chữ số tận cùng là 3 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 3 (n N) thì chữ số tận cùng là 7; Các số có chữ số tận cùng là 7 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 3 (n N) thì chữ số tận cùng là 3 + Các số có chữ số tận cùng là 2 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 3 (n N) thì chữ số tận cùng là 8; Các số có chữ số tận cùng là 8 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 3 (n N) thì chữ số tận cùng là 2 + Các số có chữ số tận cùng là 0; 1; 4; 5; 6; 9 khi nâng lên luỹ thừa bậc 4n + 3 (n N) thì chữ số tận cùng là không đổi 2. Một số phƣơng pháp: + Tìm chữ số tận cùng của x = am thì ta xét chữ số tận cùng của a: - Nếu chữ số tận cùng của a là các chữ số: 0; 1; 5; 6 thì chữ số tận cùng của x là 0; 1; 5; 6 - Nếu chữ số tận cùng của a là các chữ số: 3; 7; 9 thì : 39
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 * Vì am = a4n + r = a4n . ar Nếu r là 0; 1; 2; 3 thì chữ số tận cùng của x là chữ số tận cùng của ar Nếu r là 2; 4; 8 thì chữ số tận cùng của x là chữ số tận cùng của 6.ar B. Một số ví dụ: Bài 1: Tìm chữ số tận cùng của a) 2436 ; 1672010 9 14 6 7 b) 79 ; 1414 ; 45 Giải a) 2436 = 2434 + 2 = 2434. 2432 2 6 243 có chữ số tận cùng là 9 nên chữ số tận cùng của 243 là 9 Ta có 2010 = 4.502 + 2 nên 1672010 = 1674. 502 + 2 = 1674.502.1672 1674.502 có chữ số tận cùng là 6; 1672 có chữ số tận cùng là 9 nên chữ số tận cùng của 1672010 là chữ số tận cùng của tích 6.9 là 4 b) Ta có: +) 99 - 1 = (9 – 1)(98 + 97 + + 9 + 1) = 4k (k N) 99 = 4k + 1 = 74k + 1 = 74k.7 nên có chữ số tận cùng là 7 1414 = (12 + 2)14 = 1214 + 12.1413.2 + + 12.12.213 + 214 chia hết cho 4, vì các hạng tử trƣớc 214 đều có nhân tử 12 nên chia hết cho 4; hạng tử 214 = 47 chia hết cho 4 hay 1414 = 4k = 144k có chữ số tận cùng là 6 7 +) 56 có chữ số tận cùng là 5 nên 56 = 5.(2k + 1) 5.(2k + 1) – 1 = 4 q (k, q N) 5.(2k + 1) = 4q + 1 = 44q + 1 = 44q . 4 có chữ số tận cùng là chữ số tận cùng tích 6. 4 là 4 Bài 2: Tìm chữ số tận cùng của 1 5 9 13 8009 A = 2 + 3 + 4 + 5 + + 2004 Giải 40
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) Luỹ thừa của mọi số hạng của A chia 4 thì dƣ 1(Các số hạng của A có dạng n4(n – 2) + 1 (n {2; 3; ; 2004} ) nên mọi số hạng của A và luỹ thừa của nó có chữ số tận cùng giống nhau (Tính chất 2) nên chữ số tận cùng của A là chữ số tận cùng của tổng các số hạng Từ 2 đến 2004 có 2003 số hạng trong đó có 2000 : 10 = 200 số hạng có chữ số tận cùng bằng 0,Tổng các chữ số tận cùng của A là (2 + 3 + + 9) + 199.(1 + 2 + + 9) + 1 + 2 + 3 + 4 = 9009 có chữ số tận cùng là 9 Vây A có chữ số tận cùng là 9 Bài 3: Tìm 7 a) Hai chữ số tận cùng của 3999; 77 b) Ba chữ số tận cùng của 3100 c) Bốn chữ số tận cùng của 51994 Giải 999 998 499 499 499 498 a) 3 = 3.3 =3. 9 = 3.(10 – 1) = 3.(10 – 499.10 + +499.10 – 1) = 3.[BS(100) + 4989] = 67 77 = (8 – 1)7 = BS(8) – 1 = 4k + 3 = 74k + 3 = 73. 74k = 343.( 01)4k = 43 b) 3100 = 950 = (10 – 1)50 = 1050 – 50. 1049 + + 50.49 . 102 – 50.10 + 1 2 = 1050 – 50. 1049 + + 49 . 5000 – 500 + 1 = BS(1000) + 1 = 001 2 Chú ý: + Nếu n là số lẻ không chi hết cho 5 thì ba chữ số tận cùng của n100 là 001 + Nếu một số tự nhiên n không chia hết cho 5 thì n100 chia cho 125 dƣ 1 HD C/m: n = 5k + 1; n = 5k + 2 + Nếu n là số lẻ không chia hết cho 5 thì n101 và n có ba chữ số tận cùng nhƣ nhau c) Cách 1: 54 = 625 Ta thấy số ( 0625)n = 0625 51994 = 54k + 2 = 25.(54)k = 25.(0625)k = 25.( 0625) = 5625 Cách 2: Tìm số dƣ khi chia 51994 cho 10000 = 24. 54 41
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Ta thấy 54k – 1 chia hết cho 54 – 1 = (52 – 1)(52 + 1) chia hết cho 16 Ta có: 51994 = 56. (51988 – 1) + 56 Do 56 chia hết cho 54, còn 51988 – 1 chia hết cho 16 nên 56(51988 – 1) chia hết cho 10000 6 Ta có 5 = 15625 Vậy bốn chữ số tận cùng của 51994 là 5625 Chú ý: Nếu viết 51994 = 52. (51992 – 1) + 52 Ta có: 51992 – 1 chia hết cho 16; nhƣng 52 không chia hết cho 54 Nhƣ vậy trong bài toán này ta cần viết 51994 dƣới dạng 5n(51994 – n – 1) + 5n ; n 4 và 1994 – n chia hết cho 4 C. Vận dụng vào các bài toán khác Bài 1: Chứng minh rằng: Tổng sau không là số chính phƣơng a) A = 19k + 5k + 1995k + 1996k ( k N, k chẵn) b) B = 20042004k + 2001 Giải a) Ta có: 19k có chữ số tận cùng là 1 5k có chữ số tận cùng là 5 1995k có chữ số tận cùng là 5 1996k có chữ số tận cùng là 6 Nên A có chữ số tận cùng là chữ số tận cùng của tổng các chữ số tận cùng của tổng 1 + 5 + 5 + 6 = 17, có chữ số tận cùng là 7 nên không thể là số chính phƣơng b) Ta có :k chẵn nên k = 2n (n N) 20042004k = (20044)501k = (20044)1002n = ( 6)1002n là luỹ thừa bậc chẵn của số có chữ số tận cùng là 6 nên có chữ số tận cùng là 6 nên B = 20042004k + 2001 có chữ số tận cùng là 7, do đó B không là số chính phƣơng Bài 2: Tìm số dƣ khi chia các biểu thức sau cho 5 42
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) A = 21 + 35 + 49 + + 20038005 b) B = 23 + 37 +411 + + 20058007 Giải a) Chữ số tận cùng của A là chữ số tận cùng của tổng (2 + 3 + + 9) + 199.(1 + 2 + + 9) + 1 + 2 + 3 = 9005 Chữ số tận cùng của A là 5 nên chia A cho 5 dƣ 0 b)Tƣơng tự, chữ số tận cùng của B là chữ số tận cùng của tổng (8 + 7 + 4 + 5 + 6 + 3 + 2 + 9) + 199.(1 + + 9) + 8 + 7 + 4 + 5 = 9024 B có chữ số tận cùng là 4 nên B chia 5 dƣ 4 Bài tập về nhà 5 Bài 1: Tìm chữ số tận cùng của: 3102 ; 73 ; 320 + 230 + 715 - 816 9 Bài 2: Tìm hai, ba chữ số tận cùng của: 3555 ; 27 Bài 3: Tìm số dƣ khi chia các số sau cho 2; cho 5: a) 38; 1415 + 1514 b) 20092010 – 20082009 43
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 9 – ĐỒNG DƢ A. Định nghĩa: Nếu hai số nguyên a và b có cùng số dƣ trong phép chia cho một số tự nhiên m 0 thì ta nói a đồng dƣ với b theo môđun m, và có đồng dƣ thức: a  b (mod m) Ví dụ:7 10 (mod 3) , 12 22 (mod 10) + Chú ý: a b (mod m) a – b  m B. Tính chất của đồng dƣ thức: 1. Tính chất phản xạ: a a (mod m) 2. Tính chất đỗi xứng: a b (mod m) b a (mod m) 3. Tính chất bắc cầu: a b (mod m), b c (mod m) thì a c (mod m) a  b (mod m) 4. Cộng , trừ từng vế: a c  b d (mod m) c  d (mod m) Hệ quả: a) a b (mod m) a + c b + c (mod m) b) a + b c (mod m) a c - b (mod m) c) a b (mod m) a + km b (mod m) a  b (mod m) 5. Nhân từng vế : ac bd (mod m) c  d (mod m) Hệ quả: a) a b (mod m) ac bc (mod m) (c Z) b) a b (mod m) an bn (mod m) 6. Có thể nhân (chia) hai vế và môđun của một đồng dƣ thức với một số nguyên dƣơng a b (mod m) ac bc (mod mc) Chẳng hạn: 11  3 (mod 4) 22  6 (mod 8) ac  bc (mod m) 7. a b (mod m) (c, m) = 1 16  2 (mod 7) Chẳng hạn : 8 1 (mod 7) (2, 7) = 1 44
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 C. Các ví dụ: 1. Ví dụ 1: Tìm số dƣ khi chia 9294 cho 15 Giải Ta thấy 92  2 (mod 15) 9294 294 (mod 15) (1) Lại có 24 1 (mod 15) (24)23. 22 4 (mod 15) hay 294 4 (mod 15) (2) Từ (1) và (2) suy ra 9294 4 (mod 15) tức là 9294 chia 15 thì dƣ 4 2. Ví dụ 2: Chứng minh: trong các số có dạng 2n – 4(n N), có vô số số chia hết cho 5 Thật vậy: Từ 24 1 (mod 5) 24k 1 (mod 5) (1) Lại có 22 4 (mod 5) (2) Nhân (1) với (2), vế theo vế ta có: 24k + 2 4 (mod 5) 24k + 2 - 4 0 (mod 5) Hay 24k + 2 - 4 chia hết cho 5 với mọi k = 0, 1, 2, hay ta đƣợc vô số số dạng 2n – 4 (n N) chia hết cho 5 Chú ý: khi giải các bài toán về đồng dƣ, ta thƣờng quan tâm đến a  1 (mod m) a  1 (mod m) an 1 (mod m) a -1 (mod m) an (-1)n (mod m) 3. Ví dụ 3: Chứng minh rằng a) 2015 – 1 chia hết cho 11 b) 230 + 330 chi hết cho 13 c) 555222 + 222555 chia hết cho 7 Giải a) 25  - 1 (mod 11) (1); 10 - 1 (mod 11) 105 - 1 (mod 11) (2) Từ (1) và (2) suy ra 25. 105 1 (mod 11) 205 1 (mod 11) 205 – 1 0 (mod 11) b) 26 - 1 (mod 13) 230 - 1 (mod 13) (3) 33 1 (mod 13) 330 1 (mod 13) (4) Từ (3) và (4) suy ra 230 + 330 - 1 + 1 (mod 13) 230 + 330 0 (mod 13) Vậy: 230 + 330 chi hết cho 13 45
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 c) 555  2 (mod 7) 555222 2222 (mod 7) (5) 23 1 (mod 7) (23)74 1 (mod 7) 555222 1 (mod 7) (6) 222 - 2 (mod 7) 222555 (-2)555 (mod 7) Lại có (-2)3 - 1 (mod 7) [(-2)3]185 - 1 (mod 7) 222555 - 1 (mod 7) Ta suy ra 555222 + 222555 1 - 1 (mod 7) hay 555222 + 222555 chia hết cho 7 4n + 1 4. Ví dụ 4: Chứng minh rằng số 22 + 7 chia hết cho 11 với mọi số tự nhiên n Thật vậy:Ta có: 25 - 1 (mod 11) 210 1 (mod 11) Xét số dƣ khi chia 24n + 1 cho 10. Ta có: 24 1 (mod 5) 24n 1 (mod 5) 2.24n 2 (mod 10) 24n + 1 2 (mod 10) 24n + 1 = 10 k + 2 Nên + 7 = 210k + 2 + 7 =4. 210k + 7 = 4.(BS 11 + 1)k + 7 = 4.(BS 11 + 1k) + 7 = BS 11 + 11 chia hết cho 11 Bài tập về nhà: Bài 1: CMR: a) 228 – 1 chia hết cho 29 b)Trong các số có dạng2n – 3 có vô số số chia hết cho 13 Bài 2: Tìm số dƣ khi chia A = 2011 + 2212 + 19962009 cho 7. CHUYÊN ĐỀ 10 – TÍNH CHIA HẾT ĐỐI VỚI ĐA THỨC A. Dạng 1: Tìm dƣ của phép chia mà không thực hiện phép chia 1. Đa thức chia có dạng x – a (a là hằng) a) Định lí Bơdu (Bezout, 1730 – 1783): Số dƣ trong phép chia đa thức f(x) cho nhị thức x – a bằng giá trị của f(x) tại x = a Ta có: f(x) = (x – a). Q(x) + r Đẳng thức đúng với mọi x nên với x = a, ta có f(a) = 0.Q(a) + r hay f(a) = r Ta suy ra: f(x) chia hết cho x – a f(a) = 0 46
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 b) f(x) có tổng các hệ số bằng 0 thì chia hết cho x – 1 c) f(x) có tổng các hệ số của hạng tử bậc chẵn bằng tổng các hệ số của các hạng tử bậc lẻ thì chia hết cho x + 1 Ví dụ : Không làm phép chia, hãy xét xem A = x3 – 9x2 + 6x + 16 chia hết cho B = x + 1, C = x – 3 không Kết quả: A chia hết cho B, không chia hết cho C 2. Đa thức chia có bậc hai trở lên Cách 1: Tách đa thức bị chia thành tổng của các đa thức chia hết cho đa thức chia và dƣ Cách 2: Xét giá trị riêng: gọi thƣơng của phép chia là Q(x), dƣ là ax + b thì f(x) = g(x). Q(x) + ax + b Ví dụ 1: Tìm dƣ của phép chia x7 + x5 + x3 + 1 cho x2 – 1 Cách 1: Ta biết rằng x2n – 1 chia hết cho x2 – 1 nên ta tách: x7 + x5 + x3 + 1 = (x7 – x) + (x5 – x) +(x3 – x) + 3x + 1 = x(x6 – 1) + x(x4 – 1) + x(x2 – 1) + 3x + 1 chia cho x2 – 1 dƣ 3x + 1 Cách 2: Gọi thƣơng của phép chia là Q(x), dƣ là ax + b, Ta có: x7 + x5 + x3 + 1 = (x -1)(x + 1).Q(x) + ax + b với mọi x Đẳng thức đúng với mọi x nên với x = 1, ta có 4 = a + b (1) với x = - 1 ta có - 2 = - a + b (2) Từ (1) và (2) suy ra a = 3, b =1 nên ta đƣợc dƣ là 3x + 1 Ghi nhớ: an – bn chia hết cho a – b (a -b) an + bn ( n lẻ) chia hết cho a + b (a -b) Ví dụ 2: Tìm dƣ của các phép chia a) x41 chia cho x2 + 1 b) x27 + x9 + x3 + x cho x2 – 1 c) x99 + x55 + x11 + x + 7 cho x2 + 1 47
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Giải 41 41 40 4 10 4 a) x = x – x + x = x(x – 1) + x = x[(x ) – 1] + x chia cho x – 1 dƣ x nên chia cho x2 + 1 dƣ x 27 9 3 27 9 3 b) x + x + x + x = (x – x) + (x – x) + (x – x) + 4x = x(x26 – 1) + x(x8 – 1) + x(x2 – 1) + 4x chia cho x2 – 1 dƣ 4x c) x99 + x55 + x11 + x + 7 = x(x98 + 1) + x(x54 + 1) + x(x10 + 1) – 2x + 7 chia cho x2 + 1 dƣ – 2x + 7 B. Sơ đồ HORNƠ 1. Sơ đồ Để tìm kết quả của phép chia f(x) cho x – a (a là hằng số), ta sử dụng sơ đồ hornơ 3 2 Nếu đa thức bị chia là a0x + a1x + a2x + a3, đa thức chia là x – a ta đƣợc thƣơng là a 0 a1 a2 a3 b = a b = ab + a a 0 0 1 0 1 b2 = ab1+ a2 r = ab2 + a3 2 b0x + b1x + b2, dƣ r thì ta có Ví dụ: Đa thức bị chia: x3 -5x2 + 8x – 4, đa thức chia x – 2 Ta có sơ đồ 1 - 5 8 - 4 2 1 2. 1 + (- 5) = -3 2.(- 3) + 8 = 2 r = 2. 2 +(- 4) = 0 Vậy: x3 -5x2 + 8x – 4 = (x – 2)(x2 – 3x + 2) + 0 là phép chia hết 2. Áp dụng sơ đồ Hornơ để tính giá trị của đa thức tại x = a Giá trị của f(x) tại x = a là số dƣ của phép chia f(x) cho x – a 1. Ví dụ 1: 48
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Tính giá trị của A = x3 + 3x2 – 4 tại x = 2010 Ta có sơ đồ: 1 3 0 -4 a = 2010 1 2010.1+3 = 2013 2010.2013 + 0 2010.4046130 – 4 = 4046130 = 8132721296 Vậy: A(2010) = 8132721296 C. Chƣngs minh một đa thức chia hết cho một đa thức khác I. Phƣơng pháp: 1. Cách 1: Phân tích đa thức bị chia thành nhân tử có một thừa số là đa thức chia 2. Cách 2: biến đổi đa thức bị chia thành một tổng các đa thức chia hết cho đa thức chia 3. Cách 3: Biến đổi tƣơng đƣơng f(x)  g(x) f(x) g(x) g(x) 4. cách 4: Chứng tỏ mọi nghiệm của đa thức chia đều là nghiệm của đa thức bị chia II. Ví dụ 1.Ví dụ 1: Chứng minh rằng: x8n + x4n + 1 chia hết cho x2n + xn + 1 Ta có: x8n + x4n + 1 = x8n + 2x4n + 1 - x4n = (x4n + 1)2 - x4n = (x4n + x2n + 1)( x4n - x2n + 1) Ta lại có: x4n + x2n + 1 = x4n + 2x2n + 1 – x2n = (x2n + xn + 1)( x2n - xn + 1) chia hết cho x2n + xn + 1 Vậy: x8n + x4n + 1 chia hết cho x2n + xn + 1 2. Ví dụ 2: Chứng minh rằng: x3m + 1 + x3n + 2 + 1 chia hết cho x2 + x + 1 với mọi m, n N Ta có: x3m + 1 + x3n + 2 + 1 = x3m + 1 - x + x3n + 2 – x2 + x2 + x + 1 = x(x3m – 1) + x2(x3n – 1) + (x2 + x + 1) Vì x3m – 1 và x3n – 1 chia hết cho x3 – 1 nên chia hết cho x2 + x + 1 Vậy: x3m + 1 + x3n + 2 + 1 chia hết cho x2 + x + 1 với mọi m, n N 3. Ví dụ 3: Chứng minh rằng f(x) = x99 + x88 + x77 + + x11 + 1 chia hết cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + 1 Ta có: f(x) – g(x) = x99 – x9 + x88 – x8 + x77 – x7 + + x11 – x + 1 – 1 49
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 = x9(x90 – 1) + x8(x80 – 1) + + x(x10 – 1) chia hết cho x10 – 1 Mà x10 – 1 = (x – 1)(x9 + x8 + x7 + + x + 1) chia hết cho x9 + x8 + x7 + + x + 1 Suy ra f(x) – g(x) chia hết cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + 1 Nên f(x) = x99 + x88 + x77 + + x11 + 1 chia hết cho g(x) = x9 + x8 + x7 + + x + 1 4. Ví dụ 4: CMR: f(x) = (x2 + x – 1)10 + (x2 - x + 1)10 – 2 chia hết cho g(x) = x2 – x Đa thức g(x) = x2 – x = x(x – 1) có 2 nghiệm là x = 0 và x = 1 Ta có f(0) = (-1)10 + 110 – 2 = 0 x = 0 là nghiệm của f(x) f(x) chứa thừa số x f(1) = (12 + 1 – 1)10 + (12 – 1 + 1)10 – 2 = 0 x = 1 là nghiệm của f(x) f(x) chứa thừa số x – 1, mà các thừa số x và x – 1 không có nhân tử chung, do đó f(x) chia hết cho x(x – 1) hay f(x) = (x2 + x – 1)10 + (x2 - x + 1)10 – 2 chia hết cho g(x) = x2 – x 5. Ví dụ 5: Chứng minh rằng a) A = x2 – x9 – x1945 chia hết cho B = x2 – x + 1 b) C = 8x9 – 9x8 + 1 chia hết cho D = (x – 1)2 c) C (x) = (x + 1)2n – x2n – 2x – 1 chia hết cho D(x) = x(x + 1)(2x + 1) Giải a) A = x2 – x9 – x1945 = (x2 – x + 1) – (x9 + 1) – (x1945 – x) Ta có: x2 – x + 1 chia hết cho B = x2 – x + 1 x9 + 1 chia hết cho x3 + 1 nên chia hết cho B = x2 – x + 1 x1945 – x = x(x1944 – 1) chia hết cho x3 + 1 (cùng có nghiệm là x = - 1) nên chia hết cho B = x2 – x + 1 Vậy A = x2 – x9 – x1945 chia hết cho B = x2 – x + 1 b) C = 8x9 – 9x8 + 1 = 8x9 – 8 - 9x8 + 9 = 8(x9 – 1) – 9(x8 – 1) 8 7 7 6 = 8(x – 1)(x + x + + 1) – 9(x – 1)(x + x + + 1) = (x – 1)(8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) (8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) chia hết cho x – 1 vì có tổng hệ số bằng 0 suy ra (x – 1)(8x8 – x7 – x6 – x5 – x4 – x3 – x2 – x – 1) chia hết cho (x – 1)2 c) Đa thức chia D (x) = x(x + 1)(2x + 1) có ba nghiệm là x = 0, x = - 1, x = - 1 2 50
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Ta có: C(0) = (0 + 1)2n – 02n – 2.0 – 1 = 0 x = 0 là nghiệm của C(x) C(-1) = (-1 + 1)2n – (- 1)2n – 2.(- 1) – 1 = 0 x = - 1 là nghiệm của C(x) C(- 1 ) = (- + 1)2n – (- )2n – 2.(- ) – 1 = 0 x = - là nghiệm của C(x) 2 Mọi nghiệm của đa thức chia là nghiệm của đa thức bị chia đpcm 6. Ví dụ 6: Cho f(x) là đa thức có hệ số nguyên. Biết f(0), f(1) là các số lẻ. Chứng minh rằng f(x) không có nghiệm nguyên Giả sử x = a là nghiệm nguyên của f(x) thì f(x) = (x – a). Q(x). Trong đó Q(x) là đa thức có hệ số nguyên, do đó f(0) = - a. Q(0), f(1) = (1 – a). Q(1) Do f(0) là số lẻ nên a là số lẻ, f(1) là số lẻ nên 1 – a là số lẻ, mà 1 – a là hiệu của 2 số lẻ không thể là số lẻ, mâu thuẩn Vậy f(x) không có nghiệm nguyên Bài tập về nhà: Bài 1: Tìm số dƣ khi a) x43 chia cho x2 + 1 b) x77 + x55 + x33 + x11 + x + 9 cho x2 + 1 Bài 2: Tính giá trị của đa thức x4 + 3x3 – 8 tại x = 2009 Bài 3: Chứng minh rằng a) x50 + x10 + 1 chia hết cho x20 + x10 + 1 b) x10 – 10x + 9 chia hết cho x2 – 2x + 1 c) x4n + 2 + 2x2n + 1 + 1 chia hết cho x2 + 2x + 1 d) (x + 1)4n + 2 + (x – 1)4n + 2 chia hết cho x2 + 1 e) (xn – 1)(xn + 1 – 1) chia hết cho (x + 1)(x – 1)2 51
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 11 – CÁC BÀI TOÁN VỀ BIỂU THỨC HỮU TỈ A. Nhắc lại kiến thức: Các bƣớc rút gọn biểu thức hửu tỉ a) Tìm ĐKXĐ: Phân tích mẫu thành nhân tử, cho tất cả các nhân tử khác 0 b) Phân tích tử thành nhân , chia tử và mẫu cho nhân tử chung B. Bài tập: 42 Bài 1: Cho biểu thức A = xx 54 xx42 10 9 a) Rút gọn A b) tìm x để A = 0 c) Tìm giá trị của A khi 2x 1 7 Giải a)Đkxđ : x4 – 10x2 + 9 0 [(x2)2 – x2] – (9x2 – 9) 0 x2(x2 – 1) – 9(x2 – 1) 0 x1 2 2 x 1 x 1 (x – 1)(x – 9) 0 (x – 1)(x + 1)(x – 3)(x + 3) 0 x 3 x 3 x3 Tử : x4 – 5x2 + 4 = [(x2)2 – x2] – (x2 – 4) = x2(x2 – 1) – 4(x2 – 1) = (x2 – 1)(x2 – 4) = (x – 1)(x + 1)(x – 2)(x + 2) Với x 1; x 3 thì (x - 1)(x + 1)(x - 2)(x + 2) (x - 2)(x + 2) A = (x - 1)(x + 1)(x - 3)(x + 3) (x - 3)(x + 3) (x - 2)(x + 2) b) A = 0 = 0 (x – 2)(x + 2) = 0 x = 2 (x - 3)(x + 3) 2x 1 7 2 x 8 x 4 c) 2x 1 7 2 x 6 x 3 (x - 2)(x + 2) (4 - 2)(4 + 2) 12 * Với x = 4 thì A = (x - 3)(x + 3) (4 - 3)(4 + 3) 7 52
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 * Với x = - 3 thì A không xác định 2. Bài 2: 32 Cho biểu thức B = 2x 7 x 12 x 45 3x32 19 x 33 x 9 a) Rút gọn B b) Tìm x để B > 0 Giải a) Phân tích mẫu: 3x3 – 19x2 + 33x – 9 = (3x3 – 9x2) – (10x2 – 30x) + (3x – 9) = (x – 3)(3x2 – 10x + 3) = (x – 3)[(3x2 – 9x) – (x – 3)] = (x – 3)2(3x – 1) 1 Đkxđ: (x – 3)2(3x – 1) 0 x 3 và x 3 b) Phân tích tử, ta có: 2x3 – 7x2 – 12x + 45 = (2x3 – 6x2 ) - (x2 - 3x) – (15x - 45) = (x – 3)(2x2 – x – 15) = (x – 3)[(2x2 – 6x) + (5x – 15)] = (x – 3)2(2x + 5) Với x 3 và x (x - 3)2 (2x + 5) 2x + 5 Thì B = = (x - 3)2 (3x - 1) 3x - 1 1 x 3 3x 1 0 5 1 x x 2x + 5 2x 5 0 2 3 c) B > 0 > 0 3x - 1 3x 1 0 1 5 x x 2x 5 0 3 2 5 x 2 3. Bài 3 1 2 5 xx 1 2 Cho biểu thức C = 22: 1 x x 1 1 x x 1 a) Rút gọn biểu thức C b) Tìm giá trị nguyên của x để giá trị của biểu thức B là số nguyên Giải 53
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a) Đkxđ: x 1 1 2 5 x 12 x 1 x 2(1)5(1)(1) x x x 2 C = 22:. 1 x x 11 x x 1 (1)(1) x x 12 x 21 x b) B có giá trị nguyên khi x là số nguyên thì 2 có giá trị nguyên 21x 2xx 1 1 1 2xx 1 1 0 2x – 1 là Ƣ(2) 2xx 1 2 1,5 2xx 1 2 1 Đối chiếu Đkxđ thì chỉ có x = 0 thoả mãn 4. Bài 4 32 Cho biểu thức D = x x2 x x x 24 x2 a) Rút gọn biểu thức D b) Tìm x nguyên để D có giá trị nguyên c) Tìm giá trị của D khi x = 6 Giải a) Nếu x + 2 > 0 thì x 2 = x + 2 nên x3 x 2 2 x x ( x 1)( x 2) x 2 x D = = x( x 2) x2 4 x ( x 2) ( x 2)( x 2) 2 Nếu x + 2 - 2 x > - 2 Vì x(x – 1) là tích của hai số nguyên liên tiếp nên chia hết cho 2 với mọi x > - 2 54
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 x x  2 x = 2k +) có giá trị nguyên x 2k (k Z; k - 2 nên D = = 15 2 2 Bài tập về nhà Bài 1: 2 x 3 x 2 x x Cho biểu thức A = 2 :1 x 3 x 2 x 5 x 6 x 1 a) Rút gọn A b) Tìm x để A = 0; A > 0 Bài 2: 32 Cho biểu thức B = 3y 7 y 5 y 1 2y32 y 4 y 3 a) Rút gọn B b) Tìm số nguyên y để 2D có giá trị nguyên 2y + 3 c) Tìm số nguyên y để B 1 55
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 12 – CÁC BÀI TOÁN VỀ BIỂU THỨC (TIẾP) * Dạng 2: Các biểu thức có tính quy luật Bài 1: Rút gọn các biểu thức 3 5 2n 1 a) A = (1.2)22 (2.3) nn( 1)2 Phƣơng pháp: Xuất phát từ hạng tử cuối để tìm ra quy luật 21n 2n 1 1 1 Ta có = Nên nn( 1)2 n2( n 1) 2 n 2 ( n 1) 2 11111 11 1 11nn (1) A = 122332 2 2 2 2n 2 n 2 (1)1(1)(1) n 2 n 2 n 2 1 1 1 1 b) B = 1 2 . 1 2 . 1 2 1 2 234 n 1k2 1 ( k 1)( k 1) Ta có 1 Nên k2 k 2 k 2 1.3 2.4 3.5 (n 1)( n 1) 1.3.2.4 ( n 1)( n 1) 1.2.3 ( n 1) 3.4.5 ( n 1) 1 n 1 n 1 B = . . . . 22 3 2 4 2n 2 2 2 .3 2 .4 2 n 2 2.3.4 ( n 1) n 2.3.4 n n 2 2 n 150 150 150 150 1 1 1 1 1 1 1 c) C = = 150. . 5.8 8.11 11.14 47.50 3 5 8 8 11 47 50 1 1 9 = 50. 50. 45 5 50 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 d) D = = . 1.2.3 2.3.4 3.4.5 (n 1) n ( n 1) 2 1.2 2.3 2.3 3.4 (n 1) n n ( n 1) 1 1 1 (nn 1)( 2) = 2 1.2n ( n 1) 4 n ( n 1) Bài 2: mm 1 2 2 1 1 1 1 1 A a) Cho A = ; B = . Tính 1 2mn 2 1 234 n B Ta có n n n n 1 1 1 1 A = 1 1 1nn ( 1) 1 2n 2 n 1 n 1 1 2 n 2 n 1 56
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 1 1 1 1 1 1 1 A = nn 1 nB = n 1 2n 2 n 1 2 n 2 n 1 B 1 1 1 1 11 b) A = ; B = 1 + 1.(2n - 1) 3.(2n - 3) (2n - 3).3 (2n - 1).1 3 2n - 1 Tính A : B Giải 1 1 1 1 1 1 1 A = 1 1 2n 2n - 1 3 2n - 3 2n - 3 3 2n - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2n 3 2n - 1 2n - 3 2n - 1 2n - 3 3 1 1 1 1 1 A 1 .2. 1 .2.B 2n 3 2n - 1 2n - 3 2n B n Bài tập về nhà Rút gọn các biểu thức sau: 1 1 1 12 3 2 5 2 n 2 a) + + b) . . 1.2 2.3 (n - 1)n 22 1 4 2 1 6 2 1 (n + 1) 2 1 1 1 1 c) + + 1.2.3 2.3.4 n(n + 1)(n +2) * Dạng 3: Rút gọn; tính giá trị biểu thức thoả mãn điều kiện của biến 1 Bài 1: Cho x3 . Tính giá trị của các biểu thức sau : x 1 1 1 1 a) Ax 2 ; b) Bx 3 ; c) Cx 4 ; d) Dx 5 . x2 x3 x4 x5 Lời giải 2 2 11 a) A x x 2 9 2 7 ; xx2 3 3 1 1 1 b) B x x 3 x 27 9 18 ; x3 x x 2 4211 c) C x x 2 49 2 47 ; xx42 57
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 21 3 1 5 1 1 d) A.B x x x x D 3 D = 7.18 – 3 = 123. x2 x 3 x x 5 x y z a b c Bài 2: Cho + + = 2 (1); + + = 2 (2). a b c x y z 222 a b c Tính giá trị biểu thức D = + + x y z Từ (1) suy ra bcx + acy + abz = 0 (3) Từ (2) suy ra 222 2 2 2 a b c ab ac bc a b c ab ac bc + + + 2 . 4 + + 4 2 . (4) x y z xy xz yz x y z xy xz yz Thay (3) vào (4) ta có D = 4 – 2.0 = 4 Bài 3 a b 2c a) Cho abc = 2; rút gọn biểu thức A = ab + a + 2 bc + b + 1 ac + 2c + 2 Ta có : a ab 2c a ab 2c A = ab + a + 2 abc + ab + a ac + 2c + 2 ab + a + 2 2 + ab + a ac + 2c + abc a ab 2c a ab 2 ab + a + 2 = 1 ab + a + 2 2 + ab + a c(a + 2 + ab) ab + a + 2 2 + ab + a a + 2 + ab ab + a + 2 a2 b 2 c 2 b) Cho a + b + c = 0; rút gọn biểu thức B = a2 - b 2 - c 2 b 2 - c 2 - a 2 c 2 - b 2 - a 2 Từ a + b + c = 0 a = -(b + c) a2 = b2 + c2 + 2bc a2 - b2 - c2 = 2bc Tƣơng tự ta có: b2 - a2 - c2 = 2ac ; c2 - b2 - a2 = 2ab (Hoán vị vòng quanh), nên a2 b 2 c 2 a 3 b 3 c 3 B = (1) 2bc 2ac 2ab 2abc a + b + c = 0 -a = (b + c) -a3 = b3 + c3 + 3bc(b + c) -a3 = b3 + c3 – 3abc a3 + b3 + c3 = 3abc (2) a3 b 3 c 3 3abc 3 Thay (2) vào (1) ta có B = (Vì abc 0) 2abc 2abc 2 58
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 c) Cho a, b, c từng đôi một khác nhau thoả mãn: (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 a2 b 2 c 2 Rút gọn biểu thức C = + a2 + 2bc b 2 + 2ac c 2 + 2ab Từ (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 ab + ac + bc = 0 a2 + 2bc = a2 + 2bc – (ab + ac + bc) = a2 – ab + bc – ac = (a – b)(a – c) Tƣơng tự: b2 + 2 ac = (b – a)(b – c) ; c2 + 2ab = (c – a)(c – b) a2 b 2 c 2 a 2 b 2 c 2 C = + - (a - b)(a - c) (b - a)(b - c) (c - a)(c - b) (a - b)(a - c) (a - b)(b - c) (a - c)(b - c) a2 (b - c) b 2 (a - c) c 2 (b - c) (a - b)(a - c)(b - c) = - 1 (a - b)(a - c)(b - c) (a - b)(a - c)(b - c) (a - b)(a - c)(b - c) (a - b)(a - c)(b - c) * Dạng 4: Chứng minh đẳng thức thoả mãn điều kiện của biến 1 1 1 1 1 1 1. Bài 1: Cho + + = 2 (1); + + = 2 (2). a b c a2 b 2 c 2 Chứng minh rằng: a + b + c = abc 111 111 111 111 Từ (1) suy ra 2 + 2 + 2 + 2. + + 4 2. + + 4 2 + 2 + 2 a b c ab bc ac ab bc ac a b c 1 1 1 a + b + c + + 1 1 a + b + c = abc ab bc ac abc 1 1 1 1 2. Bài 2: Cho a, b, c ≠ 0 và a + b + c ≠ 0 thỏa mãn điều kiện . a b c a b c Chứng minh rằng trong ba số a, b, c có hai số đối nhau. 1 1 1 1 Từ đó suy ra rằng : . a2009 b 2009 c 2009 a 2009 b 2009 c 2009 1 1 1 1 1 1 1 1 a b a b Ta có : 0 0 a b c a b c a b c a b c ab c(a b c) a b 0 a b c(a b c) ab (a b). 0 (a + b)(b + c)(c + a) = 0 b c 0 b c abc(a b c) c a 0 c a 1 1 1 1 1 1 1 Từ đó suy ra : a2009 b 2009 c 2009 a 2009 ( c) 2009 c 2009 a 2009 59
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 1 1 1 a2009 b 2009 c 2009 a 2009 ( c) 2009 c 2009 a 2009 1 1 1 1 . a2009 b 2009 c 2009 a 2009 b 2009 c 2009 a b c b c a 3. Bài 3: Cho + + (1) b c a a b c chứng minh rằng : trong ba số a, b, c tồn tại hai số bằng nhau Từ (1) a2 c + ab 2 + bc 2 = b 2 c + ac 2 + a 2 b a 2 (b - c) - a(c 2 b 2 ) bc(c - b) = 0 (c – b)(a2 – ac = ab + bc) = 0 (c – b)(a – b)( a – c) = 0 đpcm 4. Bài 4: Cho (a2 – bc)(b – abc) = (b2 – ac)(a – abc); abc 0 và a b 1 1 1 Chứng minh rằng: + + = a + b + c a b c Từ GT a2b – b2c - a3bc + ab2c2 = ab2 – a2c – ab3c + a2bc2 (a2b – ab2) + (a2c – b2c) = abc2(a – b) + abc(a - b)(a + b) (a – b)(ab + ac + bc) = abc(a – b)(a + b + c) ab + ac + bc = a + b + c abc a b c 5. Bài 5: Cho a + b + c = x + y + z = + + = 0 ; Chứng minh rằng: ax2 + by2 + cz2 = 0 x y z Từ x + y + z = 0 x2 = (y + z)2 ; y2 = (x + z)2 ; z2 = (y + x)2 ax2 + by2 + cz2 = a(y + z)2 + b(x + z)2 + c (y + x)2 = = (b + c)x2 + (a + c)y2 + (a + b)z2 + 2(ayz + bxz + cxy) (1) Từ a + b + c = 0 - a = b + c; - b = a + c; - c = a + b (2) Từ ayz + bxz + cxy = 0 (3). Thay (2), (3) vào (1); ta có: ax2 + by2 + cz2 = -( ax2 + by2 + cz2 ) ax2 + by2 + cz2 = 0 a b c a b c 6. Bài 6: Cho + 0; chứng minh: + 0 b - c c - a a - b (b - c)2 (c - a) 2 (a - b) 2 a b c b22 ab + ac - c Từ = b - c a - c b - a (a - b)(c - a) 60
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 a b22 ab + ac - c 1 (1) (Nhân hai vế với ) (b - c)2 (a - b)(c - a)(b - c) b - c b c22 bc + ba - a c a22 ac + cb - b Tƣơng tự, ta có: (2) ; (3) (c - a)2 (a - b)(c - a)(b - c) (a - b)2 (a - b)(c - a)(b - c) Cộng từng vế (1), (2) và (3) ta có đpcm 7. Bài 7: a - b b - c c - a c a b Cho a + b + c = 0; chứng minh: + + = 9 (1) c a b a - b b - c c - a a - b b - c c - a c 1 a 1 b 1 Đặt = x ; yz ; = ; c a b a - b x b - c yz c - a 1 1 1 (1) x + y + z + + 9 x y z 1 1 1 y + z x + z x + y Ta có: x + y + z + + 3 + + (2) x y z x y z y + z b - c c - a c b22 bc + ac - a c c(a - b)(c - a - b) c(c - a - b) Ta lại có: x a b a - b ab a - b ab(a - b) ab c 2c - (a + b + c) 2c2 = (3) ab ab x + z 2a2 x + y 2b2 Tƣơng tự, ta có: (4) ; (5) y bc z ac Thay (3), (4) và (5) vào (2) ta có: 2 2 2 1 1 1 2c 2a 2b 2 3 3 3 x + y + z + + 3 + = 3 + (a + b + c ) (6) x y z ab bc ac abc Từ a + b + c = 0 a3 + b3 + c3 = 3abc (7) ? Thay (7) vào (6) ta có: + . 3abc = 3 + 6 = 9 Bài tập về nhà: 1 1 1 yz xz xy 1) cho + + 0 ; tính giá trị biểu thức A = + + x y z x2 y 2 z 2 xyz xyz xyz HD: A = + + ; vận dụng a + b + c = 0 a3 + b3 + c3 = 3abc x3 y 3 z 3 61
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 3 3 3 a b c 2) Cho a + b + c = 3abc ; Tính giá trị biểu thức A = + 1 + 1 + 1 b c a y z x z x y 3) Cho x + y + z = 0; chứng minh rằng: 30 xyz a b c 4) Cho a + b + c = a2 + b2 + c2 = 1; . Chứng minh xy + yz + xz = 0 x y z 62
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 13 – CÁC BÀI TOÁN VỀ TAM GIÁC ĐỒNG DẠNG A. Kiến thức: * Tam giác đồng dạng: a) trƣờng hợp thứ nhất: (c.c.c) AB AC BC ABC A’B’C’ = = A'B' A'C' B'C' b) trƣờng hợp thứ nhất: (c.g.c) AB AC ABC A’B’C’ = ; A = A' A'B' A'C' c. Trƣờng hợp đồng dạng thứ ba (g.g) ABC A’B’C’ ; B = B' A'H' S 2 AH; A’H’là hai đƣờng cao tƣơng ứng thì: = k (Tỉ số đồng dạng); A'B'C' = K AH SABC B. Bài tập áp dụng Bài 1: Cho ABC có B = 2 C , AB = 8 cm, BC = 10 cm. a)Tính AC b)Nếu ba cạnh của tam giác trên là ba số tự nhiên liên tiếp thì mỗi cạnh là bao nhiêu? A Giải Cách 1: E B Trên tia đối của tia BA lấy điểm E sao cho:BD = BC AC AD ACD ABC (g.g) AB AC C AC2 AB. AD =AB.(AB + BD) = AB(AB + BC) D = 8(10 + 8) = 144 AC = 12 cm Cách 2: Vẽ tia phân giác BE của ABC ABE ACB 63
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 AB AE BE AE + BE AC = AC2 = AB(AB + CB) = 8(8 + 10) = 144 AC AB CB AB + CB AB + CB AC = 12 cm b) Gọi AC = b, AB = a, BC = c thì từ câu a ta có b2 = a(a + c) (1) Vì b > anên có thể b = a + 1 hoặc b = a + 2 2 2 + Nếu b = a + 1 thì (a + 1) = a + ac 2a + 1 = ac a(c – 2) = 1 a = 1; b = 2; c = 3(loại) + Nếu b = a + 2 thì a(c – 4) = 4 - Với a = 1 thì c = 8 (loại) - Với a = 2 thì c = 6 (loại) A - với a = 4 thì c = 6 ; b = 5 Vậy a = 4; b = 5; c = 6 Bài 2: D Cho ABC cân tại A, đƣờng phân giác BD; tính BD biết BC = 5 cm; AC = 20 cm Giải B C CD BC 1 Ta có = CD = 4 cm và BC = 5 cm AD AC 4 Bài toán trở về bài 1 Bài 3: Cho ABC cân tại A và O là trung điểm của BC. Một điểm O di động trên AB, lấy điểm E OB2 trên AC sao cho CE = . Chứng minh rằng BD a) DBO OCE b) DOE DBO OCE A c) DO, EO lần lƣợt là phân giác của các góc BDE, CED d) khoảng cách từ O đến đoạn ED không đổi khi D di động trên AB Giải E I 1 2 D 1 H 2 64 3 B O C
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 OB2 CE OB a) Từ CE = = và B = C (gt) DBO OCE BD OB BD   b) Từ câu a suy ra O3 = E2 (1)  0 Vì B, O ,C thẳng hàng nên O3 + DOE EOC 180 (2)   0 trong tam giác EOC thì E2 + C EOC 180 (3) Từ (1), (2), (3) suy ra DOE B C DO OE DOE và DBO có = (Do DBO OCE) DB OC DO OE và = (Do OC = OB) và DB OB nên DOE DBO OCE   c) Từ câu b suy ra D12 = D DO là phân giác của các góc BDE   Củng từ câu b suy ra E12 = E EO là phân giác của các góc CED c) Gọi OH, OI là khoảng cách từ O đến DE, CE thì OH = OI, mà O cố định nên OH không đổi OI không đổi khi D di động trên AB Bài 4: (Đề HSG huyện Lộc hà – năm 2007 – 2008) Cho ABC cân tại A, có BC = 2a, M là trung điểm BC, lấy D, E thuộc AB, AC sao cho DME = B a) Chứng minh tích BD. CE không đổi b)Chứng minh DM là tia phân giác của BDE c) Tính chu vi của AED nếu ABC là tam giác đều Giải a) Ta có DMC = DME + CME = B + BDM , mà DME = B (gt) nên CME = BDM , kết hợp với B = C ( ABC cân tại A) suy ra BDM CME (g.g) BD BM = BD. CE = BM. CM = a2 không đổi CM CE DM BD DM BD b) BDM CME = = ME CM ME BM 65
A 20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 (do BM = CM) DME DBM (c.g.c) MDE = BMD hay DM là tia phân giác của BDE E I c) chứng minh tƣơng tự ta có EM là tia phân giác của DEC D H kẻ MH  CE ,MI DE, MK DB thì MH = MI = MK K DKM = DIM B DK =DI EIM = EHM EI = EH M C Chu vi AED là PAED = AD + DE + EA = AK +AH = 2AH (Vì AH = AK) MC a ABC là tam giác đều nên suy ra CME củng là tam giác đều CH = 22 AH = 1,5a PAED = 2 AH = 2. 1,5 a = 3a Bài 5: F Cho tam giác ABC, trung tuyến AM. Qua điểm D thuộc cạnh BC, vẽ đƣờng thẳng song song với AM, cắt AB, AC tại E và F K A a) chứng minh DE + DF không đổi khi D di động trên BC E b) Qua A vẽ đƣờng thẳng song song với BC, cắt FE tại K. Chứng minh rằng K là trung điểm của FE Giải D M DE BD BD B C a) DE // AM = DE = .AM (1) AM BM BM DF CD CD CD DF // AM = DF = .AM = .AM (2) AM CM CM BM Từ (1) và (2) suy ra BD CD BD CD BC DE + DF = .AM + .AM = + .AM = .AM = 2AM không đổi BM BM BM BM BM FK KA b) AK // BC suy ra FKA AMC (g.g) = (3) AM CM EK KA EK KA EK KA EK KA EK KA = = = (2) ED BD ED + EK BD + KA KD BD + DM AM BM AM CM (Vì CM = BM) 66
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 FK EK Từ (1) và (2) suy ra FK = EK hay K là trung điểm của FE AM AM Bài 6: (Đề HSG huyện Thạch hà năm 2003 – 2004) Cho hình thoi ABCD cạnh a có A = 600 , một đƣờng thẳng bất kỳ qua C cắt tia đối của các tia BA, DA tại M, N a) Chứng minh rằng tích BM. DN có giá trị không đổi b) Gọi K là giao điểm của BN và DM. Tính số đo của góc BKD Giải M MB CM a) BC // AN = (1) 1 BA CN CM AD C CD// AM = (2) B CN DN 1 K Từ (1) và (2) suy ra MB AD = MB.DN = BA.AD = a.a = a 2 BA DN A D N b) MBD và BDN có MBD = BDN = 1200 MB MB CM AD BD = = (Do ABCD là hình thoi có nên AB = BC = CD = DA) BD BA CN DN DN MBD BDN   0 Suy ra M11 = B . MBD và BKD có BDM = BDK và nên BKD = MBD = 120 Bài 7: Cho hình bình hành ABCD có đƣờng chéo lớn AC,tia Dx cắt SC, AB, BC lần lƣợt tại I, M, N. Vẽ CE vuông góc với AB, CF vuông góc với AD, BG vuông góc với AC. Gọi K là điểm đối xứng với D qua I. Chứng minh rằng F a) IM. IN = ID2 KM DM b) = D KN DN C 2 I G c) AB. AE + AD. AF = AC M K Giải A B E N 67
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 IM CI a) Từ AD // CM = (1) ID AI CI ID Từ CD // AN (2) AI IN Từ (1) và (2) suy ra IM = ID hay ID2 = IM. IN ID IN DM CM DM CM DM CM b) Ta có = = = (3) MN MB MN + DM MB + CM DN CB Từ ID = IK và ID2 = IM. IN suy ra IK2 = IM. IN IK IN IK - IM IN - IK KM KN KM IM KM IM CM CM = = = = = (4) IM IK IM IK IM IK KN IK KN ID AD CB KM DM Từ (3) và (4) suy ra = KN DN AE AC c) Ta có AGB AEC = AB.AE = AC.AG AB. AE = AG(AG + CG) (5) AG AB AF CG CG CGB AFC = (vì CB = AD) AC CB AD AF . AD = AC. CG AF . AD = (AG + CG) .CG (6) Cộng (5) và (6) vế theo vế ta có: AB. AE + AF. AD = (AG + CG) .AG + (AG + CG) .CG AB. AE + AF. AD = AG2 +2.AG.CG + CG2 = (AG + CG)2 = AC2 Vậy: AB. AE + AD. AF = AC2 Bài tập về nhà Bài 1 Cho Hình bình hành ABCD, một đƣờng thẳng cắt AB, AD, AC lần lƣợt tại E, F, G AB AD AC Chứng minh: + = AE AF AG HD: Kẻ DM // FE, BN // FE (M, N thuộc AC) Bài 2: Qua đỉnh C của hình bình hành ABCD, kẻ đƣờng thẳng cắt BD, AB, AD ở E, G, F chứng minh: a) DE2 = FE . BE2 EG 68
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 b) CE2 = FE. GE (Gợi ý: Xét các tam giác DFE và BCE, DEC và BEG) Bài 3 Cho tam giác ABC vuông tại A, đƣờng cao AH, trung tuyến BM, phân giác CD cắt nhau tại một điểm. Chứng minh rằng BH CM AD a) . . 1 HC MA BD b) BH = AC 69
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 14 – PHƢƠNG TRÌNH BẬC CAO A.Mục tiêu: * Củng cố, ôn tập kiến thức và kỹ năng giải các Pt bậc cao bằng cách phân tích thành nhân tử * Khắc sâu kỹ năng phân tích đa thức thành nhân tử và kỹ năng giải Pt B. Kiến thức và bài tập: I. Phƣơng pháp: * Cách 1: Để giải các Pt bậc cao, ta biến đổi, rút gọn để dƣa Pt về dạng Pt có vế trái là một đa thức bậc cao, vế phải bằng 0, vận dụng các phƣơng pháp phân tích đa thức thành nhân tử để đƣa Pt về dạng pt tích để giải * Cách 2: Đặt ẩn phụ II. Các ví dụ: 1.Ví dụ 1: Giải Pt a) (x + 1)2(x + 2) + (x – 1)2(x – 2) = 12 2x3 + 10x = 12 x3 + 5x – 6 = 0 (x3 – 1) + (5x – 5) (x – 1)(x2 + x + 6) = 0 x = 1 2 x - 1 = 0 1 23 2 x 1 (Vì x + 0 vô nghiệm) 2 1 23 x + x + 6 = 0 x + 0 24 24 b) x4 + x2 + 6x – 8 = 0 (1) Vế phải của Pt là một đa thức có tổng các hệ số bằng 0, nên có một nghiệm x = 1 nên có nhân tử là x – 1, ta có (1) (x4 – x3) + (x3 – x2) + (2x2 – 2x) + (8x – 8) = 0 (x – 1)(x3 + x2 + 2x + 8) (x – 1)[(x3 + 2x2) – (x2 + 2x) + (4x – 8) ] = 0 (x – 1)[x2(x + 2) – x(x + 2) + 4(x + 2) = 0 (x – 1)(x + 2)(x2 – x + 4) = 0 c) (x – 1)3 + (2x + 3)3 = 27x3 + 8 x3 – 3x2 + 3x – 1 + 8x3 + 36x2 + 54x + 27 – 27x3 – 8 = 0 - 18x3 + 33x2 + 57 x + 18 = 0 6x3 - 11x2 - 19x - 6 = 0 (2) Ta thấy Pt có một nghiệm x = 3, nên vế trái có nhân tử x – 3: 70
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 (2) (6x3 – 18x2) + (7x2 – 21x) + (2x – 6) = 0 6x2(x – 3) + 7x(x – 3) + 2(x – 3) = 0 (x – 3)(6x2 + 7x + 2) = 0 (x – 3)[(6x2 + 3x) + (4x + 2)] = 0 (x – 3)[3x(2x + 1) + 2(2x + 1)] = 0 (x – 3)(2x + 1)(3x + 2) d) (x2 + 5x)2 – 2(x2 + 5x) = 24 [(x2 + 5x)2 – 2(x2 + 5x) + 1] – 25 = 0 (x2 + 5x - 1)2 – 25 = 0 (x2 + 5x - 1 + 5)( (x2 + 5x - 1 – 5) = 0 (x2 + 5x + 4) (x2 + 5x – 6) = 0 [(x2 + x) +(4x + 4)][(x2 – x) + (6x – 6)] = 0 (x + 1)(x + 4)(x – 1)(x + 6) = 0 e) (x2 + x + 1)2 = 3(x4 + x2 + 1) (x2 + x + 1)2 - 3(x4 + x2 + 1) = 0 (x2 + x + 1)2 – 3(x2 + x + 1)( x2 - x + 1) = 0 ( x2 + x + 1)[ x2 + x + 1 – 3(x2 - x + 1)] = 0 ( x2 + x + 1)( -2x2 + 4x - 2) = 0 (x2 + x + 1)(x2 – 2x + 1) = 0 ( x2 + x + 1)(x – 1)2 = 0 f) x5 = x4 + x3 + x2 + x + 2 (x5 – 1) – (x4 + x3 + x2 + x + 1) = 0 (x – 1) (x4 + x3 + x2 + x + 1) – (x4 + x3 + x2 + x + 1) = 0 (x – 2) (x4 + x3 + x2 + x + 1) = 0 +) x – 2 = 0 x = 2 +) x4 + x3 + x2 + x + 1 = 0 (x4 + x3) + (x + 1) + x2 = 0 (x + 1)(x3 + 1) + x2 = 0 1 1 3 (x + 1)2(x2 – x + 1) + x2 = 0 (x + 1)2 [(x2 – 2.x. + ) + ] + x2 = 0 2 4 4 2 13 2 x + + 2 2 (x + 1) + x = 0 Vô nghiệm vì (x + 1) 0 nhƣng 24 không xẩy ra dấu bằng Bài 2: a) (x2 + x - 2)( x2 + x – 3) = 12 (x2 + x – 2)[( x2 + x – 2) – 1] – 12 = 0 (x2 + x – 2)2 – (x2 + x – 2) – 12 = 0 Đặt x2 + x – 2 = y Thì (x2 + x – 2)2 – (x2 + x – 2) – 12 = 0 y2 – y – 12 = 0 (y – 4)(y + 3) = 0 * y – 4 = 0 x2 + x – 2 – 4 = 0 x2 + x – 6 = 0 (x2 + 3x) – (2x + 6) = 0 71
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 (x + 3)(x – 2) = 0 * y + 3 = 0 x2 + x – 2 + 3 = 0 x2 + x + 1 = 0 (vô nghiệm) b) (x – 4)( x – 5)( x – 6)( x – 7) = 1680 (x2 – 11x + 28)( x2 – 11x + 30) = 1680 Đặt x2 – 11x + 29 = y , ta có: (x2 – 11x + 28)( x2 – 11x + 30) = 1680 (y + 1)(y – 1) = 1680 y2 = 1681 y = 41 y = 41 x2 – 11x + 29 = 41 x2 – 11x – 12 = 0 (x2 – x) + (12x – 12) = 0 (x – 1)(x + 12) = 0 11 121 159 * y = - 41 x2 – 11x + 29 = - 41 x2 – 11x + 70 = 0 (x2 – 2x. + )+ = 0 2 4 4 c) (x2 – 6x + 9)2 – 15(x2 – 6x + 10) = 1 (3) Đặt x2 – 6x + 9 = (x – 3)2 = y 0, ta có (3) y2 – 15(y + 1) – 1 = 0 y2 – 15y – 16 = 0 (y + 1)(y – 15) = 0 Với y + 1 = 0 y = -1 (loại) Với y – 15 = 0 y = 15 (x – 3)2 = 16 x – 3 = 4 + x – 3 = 4 x = 7 + x – 3 = - 4 x = - 1 d) (x2 + 1)2 + 3x(x2 + 1) + 2x2 = 0 (4) Đặt x2 + 1 = y thì (4) y2 + 3xy + 2x2 = 0 (y2 + xy) + (2xy + 2x2) = 0 (y + x)(y + 2x) = 0 +) x + y = 0 x2 + x + 1 = 0 : Vô nghiệm +) y + 2x = 0 x2 + 2x + 1 = 0 (x + 1)2 = 0 x = - 1 Bài 3: a) (2x + 1)(x + 1)2(2x + 3) = 18 (2x + 1)(2x + 2)2(2x + 3) = 72. (1) Đặt 2x + 2 = y, ta có (1) (y – 1)y2(y + 1) = 72 y2(y2 – 1) = 72 y4 – y2 – 72 = 0 Đặt y2 = z 0 Thì y4 – y2 – 72 = 0 z2 – z – 72 = 0 (z + 8)( z – 9) = 0 * z + 8 = 0 z = - 8 (loại) 72
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 * z – 9 = 0 z = 9 y2 = 9 y = 3 x = b) (x + 1)4 + (x – 3)4 = 82 (2) Đặt y = x – 1 x + 1 = y + 2; x – 3 = y – 2, ta có (2) (y + 2)4 + (y – 2)4 = 82 y4 +8y3 + 24y2 + 32y + 16 + y4 - 8y3 + 24y2 - 32y + 16 = 82 2y4 + 48y2 + 32 – 82 = 0 y4 + 24y2 – 25 = 0 Đặt y2 = z 0 y4 + 24y2 – 25 = 0 z2 + 24 z – 25 = 0 (z – 1)(z + 25) = 0 +) z – 1 = 0 z = 1 y = 1 x = 0; x = 2 +) z + 25 = 0 z = - 25 (loại) Chú ý: Khi giải Pt bậc 4 dạng (x + a)4 + (x + b)4 = c ta thƣờng đặt ẩn phụ y = x + a + b 2 c) (4 – x)5 + (x – 2)5 = 32 (x – 2)5 – (x – 4)5 = 32 Đặt y = x – 3 x – 2 = y + 1; x – 4 = y – 1; ta có: (x – 2)5 – (x – 4)5 = 32 (y + 1)5 - (y – 1)5 = 32 y5 + 5y4 + 10y3 + 10y2 + 5y + 1 – (y5 - 5y4 + 10y3 - 10y2 + 5y - 1) – 32 = 0 10y4 + 20y2 – 30 = 0 y4 + 2y2 – 3 = 0 Đặt y2 = z 0 y4 + 2y2 – 3 = 0 z2 + 2z – 3 = 0 (z – 1)(z + 3) = 0 d) (x - 7)4 + (x – 8)4 = (15 – 2x)4 Đặt x – 7 = a; x – 8 = b ; 15 – 2x = c thì - c = 2x – 15 a + b = - c , Nên (x - 7)4 + (x – 8)4 = (15 – 2x)4 a4 + b4 = c4 a4 + b4 - c4 = 0 a4 + b4 – (a + b)4 = 0 2 2 3 2 372 4ab(a + ab + b ) = 0 4ab a + b + b = 0 4ab = 0 2 4 16 2 372 (Vì a + b + b 0 nhƣng không xẩy ra dấu bằng) ab = 0 x = 7; x = 8 4 16 4 3 2 2 11 e) 6x + 7x – 36x – 7x + 6 = 0 6 x 2 7 x - 36 0 xx 1 1 (Vì x = 0 không là nghiệm). Đặt x - = y x2 = y2 + 2 , thì x x2 73
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 2 11 2 2 6 x 2 7 x - 36 0 6(y + 2) + 7y – 36 = 0 6y + 7y – 24 = 0 xx (6y2 – 9y) + (16y – 24) = 0 (3y + 8 )(2y – 3) = 0 x = - 3 8 1 x + 3 = 0 +) 3y + 8 = 0 y = - x - = - (x + 3)(3x – 1) = 0 1 3 x 3x - 1 = 0 x = 3 x = 2 3 x - 2 = 0 +) 2y – 3 = 0 y = = (2x + 1)(x – 2) = 0 1 2 2x + 1 = 0 x = - 2 Bài 4: Chứng minh rằng: các Pt sau vô nghiệm a) x4 – 3x2 + 6x + 13 = 0 ( x4 – 4x2 + 4) +(x2 + 6x + 9) = 0 (x2 – 2)2 + (x + 3)2 = 0 Vế trái (x2 – 2)2 + (x + 3)2 0 nhƣng không đồng thời xẩy ra x2 = 2 và x = -3 b) x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + 1 = 0 (x – 1)( x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + 1) = 0 x7 – 1 = 0 x = 1 x = 1 không là nghiệm của Pt x6 + x5 + x4 + x3 + x2 + x + 1 = 0 Bài tập về nhà: Bài 1: Giải các Pt a)(x2 + 1)2 = 4(2x – 1) HD: Chuyển vế, triển khai (x2 + 1)2, phân tích thành nhân tử: (x – 1)2(x2 + 2x + 5) = 0 b) x(x + 1)(x + 2)(x + 3) = 24 (Nhân 2 nhân tử với nhau, áp dụng PP đặt ẩn phụ) c) (12x + 7)2(3x + 2)(2x + 1) = 3 (Nhân 2 vế với 24, đặt 12x + 7 = y) d) (x2 – 9)2 = 12x + 1 (Thêm, bớt 36x2) e) (x – 1)4 + (x – 2)4 = 1 ( Đặt y = x – 1,5; Đs: x = 1; x = 2) f) (x – 1)5 + (x + 3)5 = 242(x + 1) (Đặt x + 1 = y; Đs:0; -1; -2 ) g) (x + 1)3 + (x - 2)3 = (2x – 1)3 Đặt x + 1 = a; x – 2 = b; 1 - 2x = c thì a + b + c = 0 a3 + b3 + c3 = 3abc 1 h) 6x4 + 5x3 – 38x2 + 5x + 6 = 0 (Chia 2 vế cho x2; Đặt y = x + ) x 5 4 3 2 i) x + 2x + 3x + 3x + 2x + 1 = 0 (Vế trái là đa thức có tổng các hệ số bậc chẵn bằng tổng các hệ số bậc lẻ ) 74
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Bài 2: Chứng minh các pt sau vô nghiệm a) 2x4 – 10x2 + 17 = 0 (Phân tích vế trái thành tổng của hai bình phƣơng) 4 3 2 b) x – 2x + 4x – 3x + 2 = 0 (Phân tích vế trái thành tích của 2 đa thức có giá trị không âm ) 75
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 1 5 – SỬ DỤNG CÔNG THỨC DIỆN TÍCH ĐỂ THIẾT LẬP QUAN HỆ ĐỘ DÀI CỦA CÁC ĐOẠN THẲNG Ngày soạn:23 – 3 - 2010 A. Một số kiến thức: 1. Công thức tính diện tích tam giác: S = 1 a.h (a – độ dài một cạnh, h – độ dài đƣờng cao tƣơng ứng) 2 2. Một số tính chất: Hai tam giác có chung một cạnh, có cùng độ dài đƣờng cao thì có cùng diện tích Hai tam giác bằng nhau thì có cùng diện tích B. Một số bài toán: 1. Bài 1: CI + BK Cho ABC có AC = 6cm; AB = 4 cm; các đƣờng cao AH; BK; CI. Biết AH = 2 Tính BC Giải A 2S 2S Ta có: BK = ABC ; CI = ABC K AC AB I 11 BK + CI = 2. SABC AC AB 1 B H C 2AH = 2. . BC. AH . BC. = 2 2 11 BC = 2 : = 2 : = 4,8 cm 64 Bài 2: Cho ABC có độ dài các cạnh là a, b, c; độ dài các đƣờng cao tƣơng ứng là ha, hb, hc. Biết rằng a + ha = b + hb = c + hc . Chứng minh rằng ABC là tam giác đều Giải Gọi SABC = S 76
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 2S 2S 1 1 a - b Ta xét a + ha = b + hb a – b = ha – hb = - 2S. - 2S. b a b a ab a - b 2S a – b = 2S. (a – b) 1 - = 0 ABC cân ở C hoặc vuông ở C (1) ab ab Tƣơng tự ta có: ABC cân ở A hoặc vuông ở A (2); ABC cân ở B hoặc vuông ở B (3) Từ (1), (2) và (3) suy ra ABC cân hoặc vuông ở ba đỉnh (Không xẩy ra vuông tại ba đỉnh) ABC là tam giác đều Bài 3: Cho điểm O nằm trong tam giác ABC, các tia AO, BO, Co cắt các cạnh của tam giác ABC theo thứ tự tại A’, B’, C’. Chứng minh rằng: OA' OB' OC' OA OB OC a) 1 b) 2 AA' BB' CC' AA' BB' CC' OA OB OC c) M = 6 . Tìm vị trí của O để tổng M có giá trị nhỏ nhất OA' OB' OC' OA OB OC d) N = . . 8 . Tìm vị trí của O để tích N có giá A OA' OB' OC' trị nhỏ nhất Giải B' C' Gọi SABC = S, S1 = SBOC , S2 = SCOA , S3 = SAOB . Ta có: O OA S SSS = 2 = 3 2 3 (1) OA' SOA'C S OA'B S 1 B A' C OA' SSSS S = OA'C = OA'B OA'C OA'B 1 (2) AA' SAA'C S AA'B S AA'C S AA'B S OA SS Từ (1) và (2) suy ra 23 AA' S OB SS OC SS OB' S OC' S Tƣơng tự ta có 13; 12 ; 2 ; 3 OB' S2 OC' S3 BB' S CC' S OA' OB' OC'SSS S a) 12 3 1 AA' BB' CC' S S S S OA OB OCSSSS SS 2S b) 2 3 1 3 12 2 AA' BB' CC' S S S S 77
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 OA OB OC SSSSSS SSSSSS c) M = 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 1 3 OA' OB' OC' S1 S 2 S 3 S 2 S 1 S 2 S 3 S 3 S 1 SSSS SS Aùp dụng Bđt Cô si ta có 1 2 33 2 1 2 2 2 6 SSSSSS2 1 2 3 3 1 Đẳng thức xẩy ra khi S1 = S2 = S3 O là trọng tâm của tam giác ABC SSSS SS SSSSSS d) N = 2 3 1 3 12 2 3 1 3 1 2 S1 S 2 S 3 S 1 .S 2 .S 3 2 2 2 2 SSSSSS2 3 1 3 1 2 4S1 S 2 .4S 2 S 3 .4S 1 S 3 N = 22 64 N 8 S1 .S 2 .S 3 S 1 .S 2 .S 3 Đẳng thức xẩy ra khi S1 = S2 = S3 O là trọng tâm của tam giác ABC Bài 4: Cho tam giác đều ABC, các đƣờng caoAD, BE, CF; gọi A’, B’, C’ là hình chiếu của M (nằm bên trong tam giác ABC) trên AD, BE, CF. Chứng minh rằng: Khi M thay đổi vị trí trong tam giác ABC thì: a) A’D + B’E + C’F không đổi b) AA’ + BB’ + CC’ không đổi Giải Gọi h = AH là chiều cao của tam giác ABC thì h không đổi Gọi khoảng cách từ M đến các cạnh AB; BC; CA là MP; MQ; MR thì A’D + B’E + C’F = MQ + MR + MP A Vì M nằm trong tam giác ABC nên SBMC + SCMA + SBMA = SABC F E BC.(MQ + MR + MP) = BC . AH C' R P MQ + MR + MP = AH A’D + B’E + C’F = AH = h B' A' Vậy: A’D + B’E + C’F = AH = h không đổi M B Q D C b) AA’ + BB’ + CC’ = (AH – A’D)+(BE – B’E) (CF – C’F) = (AH + BE + CF) – (A’D + B’E + C’F) = 3h – h = 2h không đổi Bài 5: 78
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Cho tam giác ABC có BC bằng trung bình cộng của AC và AB; Gọi I là giao điểm của các phân giác, G là trọng tâm của tam giác. Chứng minh: IG // BC Giải Gọi khoảng cách từ a, I, G đến BC lần lƣợt là AH, IK, GD Vì I là giap điểm của ba đƣờng phân giác nên khoảng cách từ A I đến ba cạnh AB, BC, CA bằng nhau và bằng IK Vì I nằm trong tam giác ABC nên: I G SABC = SAIB + SBIC + SCIA BC.AH = IK(AB+BC+CA) (1) AB + CA Mà BC = AB + CA = 2 BC (2) B C 2 H K D M 1 Thay (2) vào (1) ta có: BC. AH = IK. 3BC IK = AH (a) 3 Vì G là trọng tâm của tam giác ABC nên: SBGC = SABC BC . GD = BC. AH GD = AH (b) Từ (a) và (b) suy ra IK = GD hay khoảng cách từ I, G đến BC bằng nhau nên IG // BC Bài tập về nhà: 1) Cho C là điểm thuộc tia phân giác của xOy = 600 , Mlà điểm bất kỳ nằm trên đƣờng vuông góc với OC tại C và thuộc miền trong của xOy , gọi MA, MB thứ tự là khoảng cách từ M đến Ox, Oy. Tính độ dài OC theo MA, MB 2) Cho M là điểm nằm trong tam giác đều ABC. A’, B’, C’ là hình chiếu của M trên các cạnh BC, AC, AB. Các đƣờng thẳng vuông góc với BC tại C, vuông góc với CA tại A , vuông góc với AB tại B cắt nhau ở D, E, F. Chứng minh rằng: a) Tam giác DEF là tam giác đều b) AB’ + BC’ + CA’ không phụ thuộc vị trí của M trong tam giác ABC 79
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 CHUYÊN ĐỀ 16 – BẤT ĐẲNG THỨC Phần I : các kiến thức cần lƣu ý ABAB 0 1-Đinhnghĩa: ABAB 0 2-tính chất + A>B B A + A > B > 0 An > Bn n + A>B và B >C A > C + A > B An > Bn với n lẻ + A>B A + C >B + C + A > B An > Bn với n chẵn + A>B và C > D A +C > B + D + m > n > 0 và A > 1 A m > A n + A>B và C > 0 A.C > B.C + m > n > 0 và 0 B và C 0 + 0 0) + A B A B ( dấu = xảy ra khi A.B B Ta chứng minh A – B > 0 Lƣu ý dùng hằng bất đẳng thức M 2 0 với  M Ví dụ 1  x, y, z chứng minh rằng : a) x 2 + y 2 + z xy+ yz + zx b) x + y + z 2xy – 2xz + 2yz 80
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Giải: 1 a) Ta xét hiệu : x 2 + y 2 + z - xy – yz – zx = .2 .( x + y + z - xy – yz – zx) 2 1 = ()()()x y2 x z 2 y z 2 0 đúng với mọi x;y;z R 2 Vì (x-y)2 0 vớix ; y .Dấu bằng xảy ra khi x = y (x- z)2 0 vớix ; z . Dấu bằng xảy ra khi x = z (y- z)2 0 với z; y . Dấu bằng xảy ra khi z = y Vậy x + y + z xy+ yz + zx . Dấu bằng xảy ra khi x = y =z b)Ta xét hiệu: x + y + z - ( 2xy – 2xz +2yz ) = x + y + z - 2xy +2xz –2yz = ( x – y + z) 2 0 đúng với mọi x;y;z Vậy x + y + z 2xy – 2xz + 2yz đúng với mọi x;y;z Dấu bằng xảy ra khi x + y = z Ví dụ 2: chứng minh rằng : 2 2 2 2 2 a 2 b 2 a b a b c a b c a) ; b) c) Hãy tổng quát bài toán 2 2 3 3 giải a) Ta xét hiệu 2 2 2 2 2 2 2 a b a b 2 a b a 2ab b 1 2 2 2 2 1 2 = = 2a 2b a b 2ab = a b 0 2 2 4 4 4 4 Vậy Dấu bằng xảy ra khi a = b 2 2 2 2 a b c a b c 1 2 2 2 b)Ta xét hiệu: =  a b b c c a  0 3 3 9 Vậy Dấu bằng xảy ra khi a = b =c 2 a 2 a 2 a 2 a a a c)Tổng quát: 1 2 n 1 2 n n n 81
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 * Tóm lại các bƣớc để chứng minh A B theo định nghĩa Bƣớc 1: Ta xét hiệu H = A - B Bƣớc 2:Biến đổi H = (C+D) 2 hoặc H=(C+D) 2 + .+(E+F) 2 Bƣớc 3: Kết luận A B 2) phƣơng pháp 2 : Dùng phép biến đổi tƣơng đƣơng Lƣu ý: Ta biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh tƣơng đƣơng với bất đẳng thức đúng hoặc bất đẳng thức đã đƣợc chứng minh là đúng. Ví dụ 1: Cho a, b, c, d,e là các số thực chứng minh rằng b2 a) a 2 ab b) a2 b2 1 ab a b c) a2 b2 c2 d 2 e2 a b c d e 4 Giải: a) 4a2 b2 4ab 4a2 4a b2 0 2a b 2 0 (Bđt này luôn đúng) Vậy (dấu bằng xảy ra khi 2a = b) b) a2 b2 1 ab a b 2(a2 b2 1 2(ab a b) a2 2ab b2 a2 2a 1 b2 2b 1 0 (a b)2 (a 1)2 (b 1)2 0 (luôn đúng) Vậy Dấu bằng xảy ra khi a = b = 1 c) 4 a2 b2 c2 d 2 e2 4a b c d e a2 4ab 4b2 a2 4ac 4c2 a2 4ad 4d 2 a2 4ac 4c2 0 a 2b 2 a 2c 2 a 2d 2 a 2c 2 0 Ví dụ 2: Chứng minh rằng: a10 b10 a2 b2 a8 b8 a4 b4 Giải: a12 a10b2 a2b10 b12 a12 a8b4 a4b8 b12 a8b2 a2 b2 a2b8 b2 a2 0 a2b2(a2-b2)(a6-b6) 0 a2b2(a2-b2)2(a4+ a2b2+b4) 0 x.y.z 1 1 1 1 Ví dụ 4: cho ba số thực khác không x, y, z thỏa mãn: x y z x y z 82
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Chứng minh rằng : có đúng một trong ba số x,y,z lớn hơn 1 Giải: Xét (x-1)(y-1)(z-1) = xyz + (xy + yz + zx) + x + y + z - 1 1 1 1 1 1 1 = (xyz - 1) + (x + y + z) - xyz( ) = x + y + z - ( ) 0 x y z x y z (vì 1 x.y.z>1 Mâu thuẫn gt x.y.z =1 bắt buộc phải xảy ra trƣờng hợp trên tức là có đúng 1 trong ba số x ,y ,z là số lớn hơn 1 3) Phƣơng pháp 3: dùng bất đẳng thức quen thuộc A) một số bất đẳng thức hay dùng 1) Các bất đẳng thức phụ: a) x2 y 2 2xy b) x2 y 2 xy dấu( = ) khi x = y = 0 a b c) x y 2 4xy d) 2 b a a a a a n 2)Bất đẳng thức Cô sy: 1 2 3 n a a a a Với a 0 n 1 2 3 n i 3)Bất đẳng thức Bunhiacopski 2 2 2 2 2 2 2 a2 a2 an . x1 x2 n a1x1 a2 x2 an xn 4) Bất đẳng thức Trê-bƣ - sép: a b c aA bB cC a b c A B C Nếu . A B C 3 3 3 a b c aA bB cC a b c A B C Nếu . A B C 3 3 3 a b c Dấu bằng xảy ra khi A B C B) các ví dụ ví dụ 1 Cho a, b ,c là các số không âm chứng minh rằng (a+b) (b+c)(c+a) 8abc 83
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 Giải: Dùng bất đẳng thức phụ: x y 2 4xy Tacó a b 2 4ab ; b c 2 4bc ; c a 2 4ac a b 2 b c 2 c a 2 64a 2b2c2 8abc 2 (a + b)(b + c)(c + a) 8abc Dấu “=” xảy ra khi a = b = c a3 b 3 c 3 1 ví dụ 2: Cho a > b > c > 0 và a2 b2 c2 1 chứng minh rằng b c a c a b 2 2 2 2 a b c Do a,b,c đối xứng , giả sử a b c a b c b c a c a b áp dụng BĐT Trê- bƣ-sép ta có a b c a 2 b2 c 2 a b c 1 3 1 a 2 . b2 . c 2 . . = . = b c a c a b 3 b c a c a b 3 2 2 a3 b3 c3 1 1 Vậy Dấu bằng xảy ra khi a = b = c = b c a c a b 2 3 ví dụ 3: Cho a,b,c,d > 0 và abcd =1 .Chứng minh rằng : a2 b2 c2 d 2 a b c b c d d c a 10 Ta có a2 b2 2ab ; c2 d 2 2cd 1 1 1 Do abcd =1 nên cd = (dùng x ) ab x 2 1 Ta có a 2 b2 c 2 2(ab cd ) 2(ab ) 4 (1) ab Mặt khác: a b c b c d d c a = (ab + cd) + (ac + bd) + (bc + ad) 1 1 1 = ab ac bc 2 2 2 ab ac bc ví dụ 4: Chứng minh rằng : a2 b2 c2 ab bc ac Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski Xét cặp số (1,1,1) và (a,b,c) ta có 12 12 12 (a2 b2 c2 ) 1.a 1.b 1.c 2 3 a2 b2 c2 a2 b2 c2 2 ab bc ac (đpcm) Dấu bằng xảy ra khi a = b = c 4) Phƣơng pháp 4: dùng tính chất của tỷ số 84
20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƢỠNG TOÁN 8 A. Kiến thức 1) Cho a, b ,c là các số dƣơng thì a a a c a a a c a – Nếu 1 thì b – Nếu 1 thì b b b c b b b c a c a a c c 2) Nếu b,d >0 thì từ b d b b d d B. Các ví dụ: a b c d ví dụ 1: Cho a,b,c,d > 0 .Chứng minh rằng :1 2 a b c b c d c d a d a b a a a d Theo tính chất của tỉ lệ thức ta có 1 (1) a b c a b c a b c d a a Mặt khác : (2) a b c a b c d Từ (1) và (2) ta có a 0 b d ab cd c Chứng minh rằng < b 2 d 2 d ab cd ab ab cd cd c Giải: Từ < < (đpcm) b 2 d 2 b2 b2 d 2 d 2 d ví dụ 3 : Cho a;b;c;d là các số nguyên dƣơng thỏa mãn : a + b = c+d =1000 a b tìm giá trị lớn nhất của c d a b a a b b a giải : Không mất tính tổng quát ta giả sử : ; 1 vì a + b = c + d c d c c d d c 85