Kvant
Luyện thi đại học

Về các kỳ thi tuyển sinh môn toán tại các trường đại học kỹ thuật năm 1969

Тонян В. А.

Bản dịch máy từ tiếng Nga (gpt-5.6-terra). Chưa được người kiểm tra. Bản gốc →

45

VỀ CÁC KỲ THI
TUYỂN SINH
MÔN TOÁN
TẠI CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT NĂM 1969
V. A. TONYAN

CÁC KỲ THI Ở MIEM

Trong bài này, chúng tôi sẽ kể về các kỳ thi tuyển sinh môn toán tại Viện Máy điện tử Moskva (MIEM).

Cũng như ở phần lớn các trường đại học kỹ thuật, thí sinh phải thi hai kỳ môn toán: viết và vấn đáp. Bài thi viết kéo dài 4 giờ (4×60 phút).

Cần lưu ý rằng mọi câu hỏi và bài toán được đưa ra đều không vượt ra ngoài phạm vi chương trình đã được phê chuẩn cho các kỳ thi tuyển sinh.

Dưới đây chúng tôi đưa ra các bài toán lấy từ những đề thi viết khác nhau được sử dụng năm 1969, kèm theo những sai lầm điển hình nhất của thí sinh.

Đề 0

  1. Một người đi xe máy và một người đi xe đạp đồng thời xuất phát từ các điểm A và B, đi ngược chiều nhau và gặp nhau cách trung điểm của AB 12 km. Vận tốc của người đi xe máy lớn hơn vận tốc của người đi xe đạp 32 km/giờ. Nếu người đi xe máy xuất phát muộn hơn một giờ thì họ sẽ gặp nhau ở giữa đường. Tìm khoảng cách AB.

  2. Giải phương trình
    x=a−a2−xx2+a2.x = a - \sqrt{a^2 - x \sqrt{x^2 + a^2}}.

  3. Giải bất phương trình
    log⁡327arctgx⋅log⁡3arctgx>2.\log_{\sqrt{3}} \frac{\sqrt{27}}{\arctg x} \cdot \log_{\sqrt{3}} \arctg x > 2.

  4. Giải phương trình
    sin⁡4+3x−x2+cos⁡4+3x−x2=2.\sin \sqrt{4 + 3x - x^2} + \cos \sqrt{4 + 3x - x^2} = \sqrt{2}.

  5. Tâm của hai đường tròn có bán kính R và r nằm trên cạnh huyền của một tam giác vuông. Một đường tròn tiếp xúc với hai cạnh góc vuông, đường tròn kia tiếp xúc với một cạnh góc vuông và với đường tròn thứ nhất. Tìm các cạnh của tam giác.

Hãy đưa ra lời giải các bài toán này.

  1. Ký hiệu vận tốc của người đi xe đạp là x, còn độ dài AB là 2S; khi đó vận tốc của người đi xe máy sẽ là x+32. Nếu thời gian người đi xe đạp đi trước khi gặp nhau bằng t, thì từ điều kiện bài toán ta được
    xt=S−12,xt = S - 12,
    (x+32)t=S+12.(x + 32)t = S + 12.

Nếu người đi xe máy xuất phát muộn hơn một giờ, thì nó đi t1t_1 giờ trước khi gặp nhau, trong khi người đi xe máy — (t1−1)(t_1-1) giờ, và do đó
(x+32)t1=S,(x + 32)t_1 = S,
x(t1+1)=S.x(t_1+1) = S.

Giải hệ này, ta được S=48S=48 km.

Bài toán này không khó đối với thí sinh. Đại đa số thí sinh đã giải được nó. Tuy nhiên, nhiều người đã lập những hệ phương trình cồng kềnh do chọn ký hiệu không thích hợp.

  1. Bình phương hai vế của phương trình đã cho, ta được
    x2−2ax=−xx2+a2x^2 - 2ax = -x \sqrt{x^2 + a^2}
    hoặc
    x(2a−x−x2+a2)=0.x(2a - x - \sqrt{x^2 + a^2}) = 0.

Từ đó
x1=0x_1 = 0 và 2a−x=x2+a22a - x = \sqrt{x^2 + a^2}.

Bình phương một lần nữa, ta được 3a2=4ax3a^2 = 4ax hoặc a(3a−4x)=0a(3a-4x)=0. Bây giờ, nếu a=0,

46

thì x2−một soˆˊ baˆˊt kyˋ,x_2 - \text{một số bất kỳ}, nếu a≠0a \neq 0, thì
x2=34a.x_2 = \frac{3}{4} a.

Khi thực hiện phép biến đổi (bình phương), ta có thể làm mất tính tương đương, vì vậy cần kiểm tra các nghiệm tìm được x1,x2,x3x_1, x_2, x_3.

  1. x1=0x_1 = 0. Thay giá trị x1x_1 vào phương trình ban đầu. Khi đó vế trái bằng 0, còn vế phải:
    a−a2=a−∣a∣={0khi a≥0,2akhi a<0.a - \sqrt{a^2} = a - |a| = \begin{cases} 0 & \text{khi } a \geq 0, \\ 2a & \text{khi } a < 0. \end{cases}

  2. Nếu a=0a = 0, thì vế trái của phương trình bằng xx, còn vế phải:
    −−xx2=−−x∣x∣={−−x2khi x>0,−x2khi x≤0.- \sqrt{-x \sqrt{x^2}} = -\sqrt{-x |x|} = \begin{cases} -\sqrt{-x^2} & \text{khi } x > 0, \\ -\sqrt{x^2} & \text{khi } x \leq 0. \end{cases}

  3. Thay giá trị x3=34ax_3 = \frac{3}{4} a, ta được rằng vế trái bằng 34a\frac{3}{4} a, còn vế phải:
    a−a2−34a916a2+a2={a−a216=34akhi a>0,a−31a216+a+a314khi a<0.a - \sqrt{a^2 - \frac{3}{4} a \sqrt{\frac{9}{16} a^2 + a^2}} = \begin{cases} a - \sqrt{\frac{a^2}{16}} = \frac{3}{4} a & \text{khi } a > 0, \\ a - \sqrt{\frac{31 a^2}{16}} + a + \frac{a \sqrt{31}}{4} & \text{khi } a < 0. \end{cases}

Đáp án. Nếu a>0a > 0, thì x1=0x_1 = 0, x3=34ax_3 = \frac{3}{4} a; nếu a=0a = 0, thì x≤0x \leq 0.

Sai lầm điển hình nhất mà các thí sinh mắc phải khi giải phương trình này là không kiểm tra các giá trị tìm được x1,x2,x3x_1, x_2, x_3. Khi giải phương trình này bằng phương pháp nêu trên, việc kiểm tra là một bộ phận cấu thành của lời giải bài toán.

  1. Đặt log⁡3\log \sqrt{3} arcctg x=tx = t, ta được t2−3t+2<0t^2 - 3t + 2 < 0, suy ra 1<t<21 < t < 2.
    Trở lại với biến xx, có thể viết
    3<arcctgx<3\sqrt{3} < \text{arcctg} x < 3
    từ đó nhận được đáp án: arcctg3<x<arcctg3\text{arcctg} 3 < x < \text{arcctg} \sqrt{3}.

  2. Điều kiện 4+3x−x2≥04 + 3x - x^2 \geq 0 cho ta −1≤x≤4-1 \leq x \leq 4.

Bây giờ, áp dụng các công thức cộng vào vế trái, ta được
2sin⁡(4+3x−x2+π4)=2,\sqrt{2} \sin \left(\sqrt{4 + 3x - x^2} + \frac{\pi}{4}\right) = \sqrt{2},
suy ra
4+3x−x2=π4+2πn.\sqrt{4 + 3x - x^2} = \frac{\pi}{4} + 2\pi n.
Vậy cần có n≥0n \geq 0.

Giải phương trình vô tỉ này, ta được
x=3±25−4(2πn+π4)22;x = \frac{3 \pm \sqrt{25 - 4 \left(2\pi n + \frac{\pi}{4}\right)^2}}{2};
từ đó
(2nπ+π4)2=254.\left(2n\pi + \frac{\pi}{4}\right)^2 = \frac{25}{4}.
Do đó, n=0n = 0 và x1,2=6±100−π24x_{1,2} = \frac{6 \pm \sqrt{100 - \pi^2}}{4}.

Kiểm tra dễ dàng cho thấy cả hai giá trị này đều là nghiệm của phương trình.

Trong lời giải phương trình này, nhiều đã nhận được đẳng thức (1), nhưng chỉ một phần các khảo sát được xây dựng của công thức này đã giữ lại nghiệm tương ứng với n=0n = 0.

  1. Cho ABCABC là tam giác đã cho, →ACB\rightarrow ACB vuông, OO và O1O_1 là tâm các đường tròn có bán kính RR và rr; DD và EE là các tiếp điểm của các đường tròn với cạnh góc vuông CACA. Kẻ EF∥ABEF \parallel AB và đặt →BAC=α\rightarrow BAC = \alpha. Khi đó từ △FDE\triangle FDE ta có
    sin⁡α=R−rR+r.\sin \alpha = \frac{R - r}{R + r}.

Nhận thấy rằng CD=RCD = R và đặt AC=bAC = b, từ △ODA\triangle ODA ta được
tgα=Rb−R.\text{tg} \alpha = \frac{R}{b - R}.

Từ (1) và (2) có thể viết
1+(Rb−R)2=(R+rR−r)2,1 + \left(\frac{R}{b - R}\right)^2 = \left(\frac{R + r}{R - r}\right)^2,
suy ra, giải theo bb, ta được
b=R[1+2RrR−r].b = R \left[1 + \frac{2\sqrt{Rr}}{R - r}\right].