高中数学奥林匹克竞赛全真试题.docx
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1、2003年全国高中数学结合竞赛试题一、选择题此题总分值36分,每题6分1、删去正整数数列1,2,3,中的全部完全平方数,得到一个新数列.这个新数列的第2003项是 A2046 B2047 C2048 D20492、设a,bR,ab0,那么,直线axyb=0和曲线bx2ay2=ab的图形是 3、过抛物线y2=8x2的焦点F作倾斜角为60A、B两点,弦AB的中垂线及x轴交于P点,那么线段PF的长等于( )A B C D4、假设,那么的最大值是 .A B C D5、x、y都在区间2,2内,且xy=1,那么函数的最小值是 A B C D6、在四面体ABCD中,设AB=1,CD=,直线AB及CD的间隔
2、为2,夹角为,那么四面体ABCD的体积等于 A B C D二、填空题此题总分值54分,每题9分7、不等式|x|32x24|x|30的解集是_.8、设F1,F2是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且|PF1|:|PF2|=2:1,那么PF1F2的面积等于_.9、A=x|x24x3mn.,其中x=xx,而x表示不超过x的最大整数.求这种三角形周长的最小值.三、本小题总分值50分由n个点和这些点之间的l条连线段组成一个空间图形,其中n=q2q1,l qq121,q2,qN.此图中任四点不共面,每点至少有一条连线段,存在一点至少有q2条连线段.证明:图中必存在一个空间四边形即由四点A,B,C,D和四条连
3、线段AB,BC,CD,DA组成的图形.答 案一、选择题1、留意到452=2025,462=2116,故2026=a202645=a1981,2115= a211545= a2070.而且在从第1981项到第2070项之间的90项中没有完全平方数.又198122=2003,故a2003= a198122=202622=2048.应选C. 2、题设方程可变形为题设方程可变形为y=axb和,那么视察可知应选B.3、易知此抛物线焦点F及坐标原点重合,故直线AB的方程为y=. 因此,A,B两点的横坐标满意方程:3x28xAB中点的横坐标,纵坐标,进而求得其中垂线方程,令y=0,得P点的横坐标,即,应选A
4、.4、5、由得,故而x2,2,故当之值最小,而此时函数u有最小值,应选D.6、如图,过C作,以CDE为底面,BC为侧棱作棱柱ABFECD,那么所求四面体的体积V1等于上述棱柱体积V2的. 而CDE的面积S=CECDsinECD,AB及CD的公垂线MN就是棱柱ABFECD的高,故因此,应选B.二、填空题7、由原不等式分解可得|x|3x2|x|10,由此得所求不等式的解集为.8、设椭圆的长轴、短轴的长及焦距分别为2a,2b,2c,那么由其方程知a=3,b=2,c=,故|PF1|PF2|=2a=6,又|PF1|:|PF2|=2:1,故可得|PF1|=4,|PF2|=2. 在PF1F2中,三边之长分别
5、为2,4,而2242=,可见PF1F2是直角三角形,且两直角边的长短为2和4,故PF1F2的面积=|PF1|PF2|=24=4.9、易得A=1,3,设f(x)=21xa,g(x)=x22(a7)x5要使,只需f(x),g(x)在1,3上的图象均在x轴下方.其充要条件是:同时有f(1)0,f(3)0,g(1)0,g(3)0.由此推出4a1.10、由可得因此,a|b,c|d.又由于ac=9,故于是得a=25,b=125,c=16,dbd=93.11、如图,由上下层四个球的球心A,B,C,D和A,B,C,D分别是上下两个边长为2的正方形的顶点,且以它们的外接圆O和O为上下底面构成圆柱.同时,A在下底
6、面的射影必是的中点M. 在AAB中,AA= AB=ABAB的中点为N,那么AN=.又OM=OA=,ONMN=1,.因此所示原来圆柱的高为.12、因为Mn中小数和小数点后均有n位,而除最终一位上的数字必为1外,其余各位上的数字均有两种选择0或1方法,故Tn=2n1.又因在这2n1个数中,小数点后第n位上的数字全是1,而其余各位上数字是0或1,各有一半,故三、解答题13、由于abcd2=a2b2c2d22abacadbcbdcd4a2b2c2d2,因此abcd2当且仅当a=b=c=d时取等号.取a=b=,c=,d=,那么因为,不能同时相等,所以.14、设Z=xyi(x,yR),那么xyi =aco
7、s4ti2(bi) cos2tsin2t(1ci)sin4t,实虚部分离,可得x= cos2tsin2tsin4t=sin2ty=a(1x)22b(1x)xcx2(0x1)即y=(ac2b)x22(ba)xa 又因为A,B,C三点不共线,故ac2b0.可见所给曲线是抛物线段如图.AB,BC的中点分别是. 所以直线DE的方程为y=(ca)x(3a2bc) 由,联立得ac2bx2=0.由于ac2b0,故x2=0,于是得x=. 留意到,所以,抛物线及ABC中平行于AC的中位线DE有且只有一个公共点,此点的坐标为,其对应的复数为15、如图,以O为原点,OA所在直线为x轴建立直角坐标系,那么有Aa,0.
8、 设折叠时,O上点ARcos,Rsin及点A重合,而折痕为直线MN,那么MN为线段AA的中垂线. 设P(x,y)为MN上任一点,那么|PA|=|PA|. 故(xRcos)2(yRsin) 2=(xa)2y2,即2R(xcosysin)=R2a22ax,故加 试一、如图,连结AB,在ADQ及ABC中,ADQ=ABC,DAQ=PBC=CAB,故ADQABC,而有,即BCAD=ABDQ.又由切割线关系知PCAPAD,故;同理由PCBPBD得.又因PA=PB,故,得ACBD=BCAD=ABDQ. 又由关于圆内接四边形ACBD的托勒密定理知ACBDBCAD= ABCD于是得ABCD=2ABDQ,故DQ=
9、CD,即CQ=DQ.在CBQ及ABD中,BCQ=BAD,于是CBQABD,故CBQ=ABD,即得DBQ=ABC=PAC.二、由题设可知于是由于3,2=3,5=1,由可知3lm3mn1(mod 24).如今设u是满意3u1(mod 24)的最小正整数,那么对随意满意3v1(mod 24)的正整数v,我们有u |v,即u整除v. 事实上,假设,那么由带余除法可知,存在非负整数a及b,使得v=aub,其中0mn,所以有rs.这样一来,三角形的三个边为500rn、500sn和n.由于两边之差小于第三边,故n500(rs),因此,当s=1,r=2,n=501时三角形的周长最小,其值为1000501500
10、501501=3003三、设这n个点的集合V=A0,A1,A2,An1为全集,记Ai的全部邻点及Ai有连线段的点的集合为Bi,Bi中点的个数记为|Bi| =bi,明显且bi(n1)(i=0,1,2,n1).假设存在bi=n1时,只须取那么图中必存在四边形,因此下面只探讨bin1(i=0,1,2,n1)的状况.不妨设q2b0n1.用反证法.假设图中不存在四边形,那么当ij时,Bi及Bj无公共点对,即|BiBj|10i0 由,及(nb0) (q1),( nb01) q皆是正整数,得(nqq2b0)( nqqn3b0) q(q1) (nb0) ( nb01)而这及所得的式相冲突,故原命题成立.200
11、3年中国数学奥林匹克试题一、设点I,H分别为锐角ABC的内心和垂心,点B1,C1分别为边AC,AB的中点,射线B1I交边AB于点B2B2B,射线C1I交AC的延长线于点C2,B2C2及BC相交于k,A1为BHC外心,试证:A,I,A1三点共线的充分必要条件是BKB2和CKC2的面积相等.二、求出同时满意如下条件的集合S的元素个数的最大值:1S中的每个元素都是不超过100的正整数;2对于S中随意两个不同的元素a,b,都存在S中的元素c,使得a及c的最大公约数等于1,并且b及c的最大公约数也等于1;3对于S中随意两个不同的元素a,b,都存在S中异于a,b的元素d,使得a及d的最大公约数大于1,并且
12、b及d的最大公约数也大于1.三、给定正整数n,求最小的正数,使得对任何i0,/2,i=1,2,n,只要tan1tan2tann=2n/2,就有cos1cos2cosn.四、求全部满意a2,m2的三元正整数组a,m,n,使得an203是am1的倍数.五、某公司须要录用一名秘书,共有10人报名,公司经理确定依据求职报名的依次逐个面试,前3个人面试后肯定不录用,自第4个人开始将他及前面面试过的人相比较,假如他的实力超过了前面全部已面试过的人,就录用他;否那么就不录用,接着面试下一个,假如前9个都不录用,那么就录用最终一个面试的人.假定这10个人的实力各不一样,可以按实力由强到弱排为第1,第2,第10
13、. 明显该公司究竟录用到哪一个人,及这10个人报名的依次有关. 大家知道,这样的排列共有10!种,我们以Ak表示实力第k的人可以被录用的不同报名依次的数目,以Ak/10!表示他被录用的可能性.证明:在该公司经理的方针之下,有1A1A2A8= A9= A10;2该公司有超过70%的可能性录用到实力最强的3个人之一,而只有不超过10%的可能性录用到实力最弱的3个人之一.六、设a,b,c,d为正实数,满意abcd=1;点Pixi,yi(i=1,2,3,4)是以原点为圆心的单位圆周上的四个点,求证:ay1by2cy3dy42ax4bx3cx2dx12.参考答案一、H是ABC的垂心,A1是BHC的外心,
14、BHC=180BAC,BA1C=2BAC.又由题设知ABAC,从而A,I,A1共线,即A1在BAC平分线上A1在ABC外接圆上BA1CBAC =180BAC =60. 现证BAC =60.作IDAB于D,IEAC于E,设BC=a,CA=b,AC=c,那么故A,I,A1共线的充要条件是BKB2和CKC2的面积相等.二、设,其中q是不被2,3,5,7,11整除的正整数,ai为非负整数,n100,那么nSai(1i5)中恰有一个或两个为正整数,即S由以下元素组成:不超过100的正偶数中除去235,2235,2325,237,2237,257,2311等7个偶数后余下的43个偶数;不超过100的正整数
15、中3的奇数倍:确定3,33,333共17个数;不超过100的正整数中及3互质的5的奇数倍:5,55,57,511,513,517,519共7个数;不超过100的正整数中及15互质的7的奇数倍:7,77,711,713共4个数;质数11.现证明以上72个整数构成的集合S满意题设条件.明显满意条件1;对S中随意两个不同的元素a, b, 那么a,b的最小公倍数中不大于11的质因数至多只含有2,3,5,7,11中的4个,因此存在c2,3,5,7,11,使得a,c=(b,c)=1,且明显cS,因此S满意条件2;对S中随意两个没同的元素a,b,假设a,b=1,分别取的a,b最小质因素p,q,那么p,q2,
16、3,5,7,11且pq,令c=pq,那么有cS,ca,cb且a,c=p1,b,c=q1;假设a,b=d1,取d的最小质因数p,及不整除ab的最小质数q,那么p,q2,3,5,7,11,令c=pq,那么有cS,ca,cb且a,cp1,b,cp1.因此S满意条件3.以下证明任何满意题设的S的元素数目不大于72.首先证明满意题设条件的Sp1,p2为大于10的质数,且p1,p2S,那么由3知存在cS,使得p1,c1,p2,c1,从而有p1 | c,p2|c,p1p2|c,由此可知cp1p2100,这及1冲突.从而10及100之间的21个质数11,13,17,23,97至多只有一个在S中.又明显1S.设
17、集合T是由不超过100的正整数除去1及大于10的21个质数余下的78个数构成的.下面证明T中至少还有7个数不在S中.1假设有某一个大于10的质数p在S中,那么S中全部各数的最小质因数只可能是2,3,5,7,p中的一个.i假设7pS,那么235,2235,2325,7p包含了S中全部各数的最小质因数,因此由条件2知235,2235,2325S;假设7pS,那么由条件3知7,77,711,713S; ii假设5pS,那么由2知,237,2237S;假设5pS,那么由条件3知5,55,57S.iii3p及257不同属于S.iv23p及57不同属于S.当p=11或13时,由i,ii,iii,iv知分别
18、至少有3个数,2个数,1个数,1个数共至少有7个数不属于S;当p=17或19时,由i,ii,iii知分别至少有4个数,2个数,1个数共至少有7个数不属于S;当p20时,由i,ii知分别至少有4个数,3个数共至少7个数不属于S.2假如没有大于10的素数属于S,那么S中的每个元素的最小质因数只能是2,3,5,7,那么如下的7对数中,每对数都不能同时都属于S.3,257,5,237,7,235,23,57,25,37,27,35,227,3+25.事实上,假设上述7对数中任何一对数a,b都属于S,那么由2知,存在cS,使得a,c=b,c=1,这及ab包含了S中每个元素的全部最小质因数冲突.由1,2知
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