高一上期数学竞赛培训资料（12）
——立体几何部分（4）——知识延展
一、知识要点:
1、基本方法：（1）等面积法；（2）等体积法。
2、空间角的求法：
（1）异面直线所成的角：可用平移法或用三余弦公式（12cos cos cos =?θθθ）；
（2）线面角：可用投影法，直接作出它的平面角，再求之；
（3）二面角的作法：定义法、垂面法、三垂线法、摄影面积法、体积法、分割与补形。
3、空间的距离的求法：（线线、线面、面面）转化为点到面的距离来求解。（等积变换）
4、直角四面体（俗称墙面四面体）的问题常转化为长方体问题求解：
（1）非直角三角形的面积：S =,,a b c 为互相垂直的三条棱长； （2）直角四面体的内切球半径：2abc r S =表
；
（3）直角四面体的外接球半径：R =
5、正四面体的常用性质：设棱长为a
（1，正四面体的内切球的半径是高的14，内切球半径是外接球半径的13，
即内切球半径是12，外接球半径是4
a ；
（2a ；
（32S =，3V =； （4）正四面体的相邻侧面所成的二面角的余弦值为
13
。 6、长方体的性质： （1）长方体的一条体对角线长的平方等于一个顶点上三条棱的平方，且长方体的外接球的直径等于长方体对角线的长；
（2）长方体的一条体对角线与一个顶点上三条棱所成的角分别为,,αβγ，则222cos cos cos 1++=αβγ；
（3）长方体的一条体对角线与一个顶点上三个面所成的角分别为123,,θθθ，则222123s i n s i n s i n 1++=
θθθ。 7、多球相切的问题，常用的方法有：连球心，化归为多面体问题；照空间图形的主要元素较为集中的截面，化归为平面几何问题。
8、球与多面体内切与外接的问题，关键是找出过多面体与球的交（切）点和球心截面，将其化为平面问题求解。
二、题型示例：
1、某一几何体，下图为其三视图，设,,S S S αβγ分别为实际图形中所看到的面积，试比较,,S S S αβγ的大小关系
是 ；
2、在正四棱锥P —ABCD 中，M 、N 分别为PA 、PB 的中点，
且侧面与底面所成的二面角的正切值为则异面直线DM 与AN 所成的角的余弦为 ；
3、已知异面直线,a b 成060角，A 为空间一点，则过点A 与,a b 都成045角的平面（ ）
（A ）有且只有一个 （B ）有且只有两个 （C ）有且只有三个 （D ）有且只有四个
4、设111A B C A B C -是正三棱柱，底面边长和高都是1，P 点是侧面11ABB A 的中心点，
则点P 到侧面11ACC A 的对角线的距离是 ；
5、在三棱柱111ABC A B C -中，底面边长和侧棱长都为2，且E 为1CC 的中点，则点1C 到平面1AB E 的距离是 ；
6
、由半径为的扇形所构成的圆锥中，最大体积为 ；
7
、正四棱锥的体积为3
，则该正四棱锥表面面积的最小值为 ；
8、平面α与球体V 的表面相交于一个圆，圆上3个点构成一个等边三角形，边长为s ，球心到平面α的距离等于球半径的13
，则球半径为 ；
9、一个棱长为1的正方体，有两个球内切于正方体，这两个球也相切，则当这两个球的半径分别为
时；两球的体积之和有最大值，其最大值是 。
4 4
3 α
β γ 正视图 侧视图 俯视图
10、设一个多面体从前面、后面、左面、右面、上面看的图形分别如下：
则该多面体的体积为 ；
11、如图，四棱锥P —ABCD 中，底面ABCD 为直角梯形，AD ∥BC ，AB ⊥BC ，侧面PAB ⊥底面ABCD ，PA=AD=AB=1，BC=2.
（1）求证：平面PBC ⊥平面PDC ；
（2）若∠PAB=1200，求二面角B —PD —C 的正切值。
12、如图，正三棱锥V —ABC 中，H 为三角形VBC 的垂心，且AH ⊥面VBC 。
（1）求证：VC ⊥AB ；
（2）如果二面角H —AB —C 的平面角为300，求二面角V —AB —C 的正切值。
A
B D
C P
V
A
B H
初中数学竞赛常用解题方法（代数） 一、 配方法 例1练习：若2 ()4()()0x z x y y z ----=，试求x+z 与y 的关系。 二、 非负数法 例21 ()2 x y z =++. 三、 构造法 （1）构造多项式 例3、三个整数a 、b 、c 的和是6 的倍数.，那么它们的立方和被6除，得到的余数是( ) (A) 0 (B) 2 (C) 3 (D) 不确定的 （2）构造有理化因式 例4、 已知(2002x y =. 则2 2 346658x xy y x y ----+=___ ___。 （3）构造对偶式 例5、 已知αβ、是方程2 10x x --= 的两根，则4 3αβ+的值是___ ___。 （4）构造递推式 例6、 实数a 、b 、x 、y 满足3ax by +=,2 2 7ax by +=,3 3 16ax by +=,4 4 42ax by +=.求5 5 ax by +的值___ ___。 （5）构造几何图形 例7、（构造对称图形）已知a 、b 是正数，且a + b = 2. 求u =___ ___。 练习：（构造矩形）若a ，b 形的三条边的长，那么这个三角形的面积等于___________。 四、 合成法 例8、若12345,,,x x x x x 和满足方程组
123451234512345123451234520212 224248296 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ++++=++++=++++=++++=++++= 确定4532x x +的值。 五、 比较法（差值比较法、比值比较法、恒等比较法） 例9、71427和19的积被7除，余数是几？ 练习：设0a b c >>>，求证：222a b c b c c a a b a b c a b c +++>. 六、 因式分解法（提取公因式法、公式法、十字相乘法） 1221()(...)n n n n n n a b a b a a b ab b -----=-++++ 1221()(...)n n n n n n a b a b a a b ab b ----+=+-+-+ 例10、设n 是整数，证明数3 231 22 M n n n =++为整数，且它是3的倍数。 练习：证明993 991993 991+能被1984整除。 七、 换元法（用新的变量代换原来的变量） 例11、解方程2 9(87)(43)(1)2 x x x +++= 练习：解方程 11 (1) 11 (1x) x =. 八、 过度参数法（常用于列方程解应用题） 例12、一商人进货价便宜8%，售价保持不变，那么他的利润（按进货价而定）可由目前的 %x 增加到(10)%x +，x 等于多少? 九、 判别式法（24b ac ?=-判定一元二次方程20ax bx c ++=的根的性质） 例13、求使2224 33 x x A x x -+=-+为整数的一切实数x. 练习：已知,,x y z 是实数，且 2 2 2 212 x y z a x y z a ++=++=
数学竞赛训练题 1、函数()x x x x x f 44cos cos sin sin ++=的最大值是_______。 2、已知S n 、T n 分别是等差数列{}n a 与{}n b 的前n 项的和，且2412-+=n n T S n n ，则=+++15 61118310b b a b b a _______。 3、若函数()?? ? ?? +=x a x x f a 4log 在区间上为增函数，则a 的取值范围是为_______。 4、在四面体ABCD 中，已知DA ⊥平面ABC ，△ABC 是边长为2的正三角形，则当二面角A-BD-C 的正切值为2时，四面体ABCD 的体积为_______。 5、已知定义在R 上的函数()x f 满足： （1）()11=f ； （2）当10<
2007年高等数学竞赛培训班 线面积分练习题参考解答一.填空题(每小题3分,共15分) 1.设L 为椭圆22143y x +=，其周长为a ，则222(234)d 12L a xy x y s ++=??. 解：222 222 (234)d 2d (34)d 012d 12L L L L xy x y s xy s x y s s a ++=++=+=? ? ? ?蜒蜒. 2.设∑:1x y z ++=，则()d x y S ∑+=??解：()d d d x y S x S y S ∑ ∑ ∑ +=+?????? ()8110d d 333x y z S S ∑∑∑ =+++==????88d d 33xy xy D D x y x y ==????3.密度为0μ的均匀金属丝2222 :0 x y z R x y z Γ?++=?++=? 对于x 轴的转动惯量 304π 3 x R I μ=. 解：22 2 22220000222()d ()d d 2π3 33 x I y z s x y z s R s R R ΓΓμμμμΓ=+=++==????蜒? 304π3 R μ=. 4.设22:(1)2L x y ++=，则 22d d 23 π L x y y x x y y - =+--++??. 解： 22d d 23L x y y x x y y - -=+++?? 222 (1)2 d d 11(11)d ππ2242L x y x y y x σ-++≤-=-+=-=-+????. 5.设:z ∑=，则2 d d cos d d d d 2π3I x y z y z x z x y ∑ = ++=??下侧 . 解：2221 2d d cos d d d d 00d π3x y I x y z y z x z x y x y ∑∑∑+≤= + + =+- =?? ?? ?? ??下侧 下侧 下侧 . 评注：对于第二类线、面积分也可利用对称性简化计算，但要注意 1z =
集合（一） 内容综述： 本讲先介绍了以下一些重要的概念：集合、子集、两集合相等、真子集、并集、交集、相对补集，然后介绍了著名的容斥原理，接着介绍了以下几个定律：零律、分配律、排中律、吸收律、补交转换律、德·摩根律。 然后通过6道例题分析了一部分集合题目的解题方法与技巧，同学们应在熟悉以上定义、定理、定律的基础上仔细分析例题材解法，争取可以独立解决训练题。 要点讲解： §1．基本理论 除了课内知识外，我们补充以下知识 相对补集：称属于A而不属于B的全体元素，组成的集合为B对A的相对补集或差集，记作A-B。 容斥原理：以表示集合A中元素的数目，我们有 ，其中为n个集合称为A的阶。 n阶集合的全部子集数目为。 A，B，C为三个集合，就有下面的定律。 （1）分配律 （2）零律
（3）排中律 （4）吸收律 （5）补交转换律 （6）德·摩根律的相对形式 例题分析： 例1：对集合{1，2，…，n}及其每一个非空了集，定义一个唯一确定的“交替和”如下：按照递减的次序重新排列该子集，然后交替地减或加后继的数所得的结果，例 如，集合的“交替和”是9-6+4-2+1=6.的“交替和”是6-5=1，的交替和是2。那么，对于n=7。求所有子集的“交替和”的总和。 分析；n=7时，集合{7，6，5，4，3，2，1}的非空子集有个，虽然子集数 目有限，但是逐一计算各自的“交替和”再相加，计算量仍然巨大，但是，根据“交替和”的定义，容易看到集合{1，2，3，4，5，6，7}与{1，2，3，4，5，6}的“交替 和”是7；可以想到把一个不含7的集和A与的“交替和”之和应为7。那么，我们也就很容易解决这个问题了。 解：集合{1，2，3，4，5，6，7}的子集中，除去{7}外还有个非空子集合，把这个非空子集两两结组后分别计算每一组中“交替和”之和，结组原则是设 这是把结合为一组，显然，每组中，“交替和”之和应为7，共有组.所以,所有“交替和”之和应该为 。
2020年全国高中数学联合竞赛一试B 卷 试题参考答案及评分标准〔B 卷〕 讲明： 1．评阅试卷时，请依据本评分标准．选择题只设6分和0分两档，填空题只设9分和0分两档；其他各题的评阅，请严格按照本评分标准的评分档次给分，不要增加其他中间档次． 2．假如考生的解答方法和本解答不同，只要思路合理、步骤正确，在评卷时可参考本评分标准适当划 分档次评分，解答题中5分为一个档次，不要增加其他中间档次． 一、选择题〔此题总分值36分，每题6分〕 1．函数2 54()2x x f x x -+=-在(,2)-∞上的最小值是 〔 B 〕 A ．3 B ．2 C ．1 D ．0 [解] 当2x <时，20x ->，因此21(44)1()(2)22x x f x x x x +-+==+---2≥2=，当且仅当1 22x x =--时上式取等号． 而此方程有解1(,2)x =∈-∞，因此()f x 在(,2)-∞上的最小值为2． 2．设[2,4)A =-，2{40}B x x ax =--≤，假设B A ?，那么实数a 的取值范畴为 〔 A 〕 A ．[0,3) B ．[0,3] C ．[1,2)- D ．[1,2]- [解] 因240x ax --=有两个实根 12a x =22a x = 故B A ?等价于12x ≥-且24x <，即 22a ≥-且42a ， 解之得03a ≤<． 3．甲乙两人进行乒乓球竞赛，约定每局胜者得1分，负者得0分，竞赛进行到有一人比对方多2分或打满6局时停止．设甲在每局中获胜的概率为 23，乙在每局中获胜的概率为1 3 ，且各局胜负相互独立，那么竞赛停止时已打局数ξ的期望E ξ为 〔 C 〕 A. 670243 B. 27481 C. 266 81 D. 24181 [解法一] 依题意知，ξ的所有可能值为2，4，6.
初中数学竞赛专题培训第四讲分式的化简与求值 分式的有关概念和性质与分数相类似，例如，分式的分母的值不能是零，即分式只有在分母不等于零时才有意义；也像分数一样，分式的分子与分母都乘以(或除以)同一个不等于零的整式，分式的值不变，这一性质是分式运算中通分和约分的理论根据．在分式运算中，主要是通过约分和通分来化简分式，从而对分式进行求值．除此之外，还要根据分式的具体特征灵活变形，以使问题得到迅速准确的解答．本讲主要介绍分式的化简与求值． 例1 化简分式： 分析直接通分计算较繁，先把每个假分式化成整式与真分式之和的形式，再化简将简便得多． ＝［(2a+1)-(a-3)-(3a+2)+(2a-2)］ 说明本题的关键是正确地将假分式写成整式与真分式之和的形式． 例2 求分式 当a=2时的值．分析与解先化简再求值．直接通分较复杂，注意到平方差公式：a2-b2=(a+b)(a-b)， 可将分式分步通分，每一步只通分左边两项． 例3 若abc=1 ，求 分析本题可将分式通分后，再进行化简求值，但较复杂．下面介绍几种简单的解法． 解法1 因为abc=1，所以a，b，c都不为零． 解法2 因为abc=1，所以a≠0，b≠0，c≠0． 例4 化简分式：
分析与解 三个分式一齐通分运算量大，可先将每个分式的分 母分解因式，然后再化简． 说明 互消掉的一对相反数，这种化简的方法叫“拆项相消”法， 它是分式化简中常用的技巧． 例5 化简计算(式中a ，b ，c 两两不相等)： 似的，对于这个分式，显然分母可以分解因式为(a -b)(a -c)，而分子又恰好凑成(a -b)+(a -c)，因此有下面的解法． 解 说明 本例也是采取“拆项相消”法，所不同的是利用 例6 已知：x+y+z=3a(a ≠0，且x ，y ，z 不全相等)，求 分析 本题字母多，分式复杂．若把条件写成 (x -a)+(y -a)+(z -a)=0，那么题目只与x -a ，y -a ，z -a 有关，为简化计算，可用换元法求解． 解 令x -a=u ，y -a=v ，z -a=w ，则分式变为 u 2+v 2+w 2 +2(uv+vw+wu)=0． 由于x ，y ，z 不全相等，所以u ，v ，w 不全为零，所以u 2 +v 2 +w 2 ≠0，从而有 说明 从本例中可以看出，换元法可以减少字母个数，使运算 过程简化． 例7 化简分式： 适当变形，化简分式后再计算求值． (x -4)2 =3，即x 2 -8x+13＝0． 原式分子=(x 4 -8x 3 +13x 2 )+(2x 3 -16x 2 +26x)+(x 2 -8x+13)+10 =x 2 (x 2 -8x+13)+2x(x 2 -8x+13)+(x 2 -8x+13)+10
第三节 最大公约数 定义1 整数a 1, a 2, , a k 的公共约数称为a 1, a 2, , a k 的公约数．不全为零的整数a 1, a 2, , a k 的公约数中最大的一个叫做a 1, a 2, , a k 的最大公约数（或最大公因数），记为(a 1, a 2, , a k )． 由于每个非零整数的约数的个数是有限的，所以最大公约数是存在的，并且是正整数． 如果(a 1, a 2, , a k ) = 1，则称a 1, a 2, , a k 是互素的（或互质的）；如果 (a i , a j ) = 1，1 ≤ i , j ≤ k ，i ≠ j ， 则称a 1, a 2, , a k 是两两互素的（或两两互质的）． 显然，a 1, a 2, , a k 两两互素可以推出(a 1, a 2, , a k ) = 1，反之则不然，例如(2, 6, 15) = 1，但(2, 6) = 2． 定理1 下面的等式成立： (ⅰ) (a 1, a 2, , a k ) = (|a 1|, |a 2|, , |a k |)； (ⅱ) (a , 1) = 1，(a , 0) = |a |，(a , a ) = |a |； (ⅲ) (a , b ) = (b , a )； (ⅳ) 若p 是素数，a 是整数，则(p , a ) = 1或p ∣a ； (ⅴ) 若a = bq + r ，则(a , b ) = (b , r )． 由定理1可知，在讨论(a 1, a 2, , a n )时，不妨假设a 1, a 2, , a n 是正整数，以后我们就维持这一假设． 定理2 设a 1, a 2, , a k ∈Z ，记 A = { y ；y =∑=k i i i x a 1，x i ∈Z ，1 ≤ i ≤ k }． 如果y 0是集合A 中最小的正数，则y 0 = (a 1, a 2, , a k )．
中山大学新华学院第九届高等数学竞赛 姓名 学号 班级 成绩 一、填空题（每题3分，共18分） 1.函数( ) 1 1y ln x =++()()1,00,-?+∞。 2. 21 11.dx x +∞ =?。 3.曲线236x x y +=的拐点横坐标为=x 2-; 4. 1 1(1x x -+=?2 π. 5. a = 6.设A =“某人投注的号码中一等奖”，则P （A ）=8613316 1 5.64310C C -=? 二、计算题（每题7分，共49分） 1. 设)1ln(2x x y ++=，求dy ． )1ln(2 ++=x x d dy )1(1 122++++= x x d x x ............3分 dx x x x x ??? ? ? ?++++=1111 22 ----------5分 .1 12 dx x += ------------7分 2、已知函数32()f x x ax bx =++在1x =处有极小值2-， (1) 求a 与b 的值； (2) 求()f x 的极大值点与极大值。 解：（1）由(1)2f =-且为极小值知，12320a b a b ++=-??++=?，解得0 ;3a b =??=-? ------------------ 2分
（2）322()3,()333(1)3(1)(1),f x x x f x x x x x '=-=-=-=+- 由上表可得，极大值(1)2f -=。 ------------------ 7分 3.设函数()f x 在0x =处有二阶导数,且 0 () lim 0,x f x x →=(0)4,f ''= 求(0),(0),f f '10 ()lim 1.x x f x x →? ? + ?? ? 解： 4、设 211()x x f x e -?? +=??? 00x x >≤，求31(2)d f x x -?. 解：令2=-t x ，则d d =x t ，当1=x 时，1=-t ; 当3= x 时，1=t ------------------ 3分 3 101 1 1 1 (2)d ()d ()d ()d ---==+? ???f x x f t t f t t f t t 0 211d 1+x x -=? 1-0e d x x +?114e π=-+ ------------------ 7分 5. 计算4 0? t =，则2 ,2x t dx tdt == ------------------ 2分 4 2 02t te dt =? ? ------------------- 4分 2 2 2 22000 2()2422(1)t t t te e dt e e e =-=-=+? -----------------7分 2000011()1() () lim ln 1lim lim 0000() 1()(0)1 lim lim (0)222002 () (0)lim ()lim 000, ()(0)() (0)lim lim 0, ()lim 1. x x x x f x f x f x x x x x x x x x x x f x f x f f x x x x f x f f x x x f x f f x f x x f x e e e x e e e e →→→→??+? ? ? ?→→→= = →'''-''→→===?=-'===? ?+= ???====
高中数学竞赛介绍，尖子生请收好！ 首先，强调一点：不是所有学生都可以学数学竞赛，要想学习数学竞赛必须同时具备以下条件： ?高考数学可以轻松应对； ?对数学竞赛有兴趣，自发选择学习数学竞赛； ?具备自主学习能力； ?高考涉及的其他学科不存在太大问题，或个人的竞赛前景远优于高考前景。 数学竞赛需要的时间和精力都是很大的，并且如果因为学习竞赛受挫而导致对数学产生负情绪是得不偿失的，因此，我从不提倡“全民竞赛”。当然，如果你恰好符合以上的四个条件，那么你一定要学习竞赛。为什么？因为学习数学竞赛的好处很多。 与其他学科竞赛一样，学习数学竞赛除了能在升入高校方面获得保送或降分的优惠外，还能培养学生的自主学习能力，这对学生的整个大学学习乃至今后的学术研究或是社会工作是尤为重要的。
因此，若你有足够的实力，精力和时间，那么竞赛将是你们的不二之选。 此外，数学竞赛学到一定深度后就会发现，数学竞赛不再是由知识结构和解题方法组成，而是对思维能力的培养和运用，而思维能力的价值是远超过数学本身的，这将会对学生以后对问题的思考与对事物的判断等产生不可估量的影响。当然，这是后话。 说归说，高中数学竞赛指的究竟是什么？我想说的是，绝不仅仅是高联（全国高中数学联赛）这么简单。下面，我就带着大家理一理高中阶段可能会遇到的竞赛。
1. 全国高中数学联赛 全国高中数学联赛旨在选拔在数学方面有突出特长的同学，让他们进入全国知名高等学府，而且选拔成绩比较优异的同学进入更高级别的竞赛，直至国际数学奥林匹克（IMO）。并且通过竞赛的方式，培养中学生对于数学的
兴趣，让学生们爱好数学，学习数学，激发学生们的钻研精神，独立思考精神以及合作精神。 2.中国数学奥林匹克（CMO） CMO考试完全模拟IMO进行，每天3道题，限四个半小时完成。每题21分（为IMO试题的3倍，为符合中国人的认知习惯），6个题满分为126分。颁奖与IMO类似，设立一、二、三等奖，分数最高的约前60名选手将组成参加当年国际数学奥林匹克（International Mathematical Olympiad,简称IMO）的中国国家集训队。 3.国际数学奥林匹克（IMO） 国际数学奥林匹克(International Mathematical Olympiad，简称IMO)是世界上规模和影响最大的中学生数学学科竞赛活动。 正如专家们指出：IMO的重大意义之一是促进创造性的思维训练，对于科学技术迅速发展的今天，这种训练尤为重要。数学不仅要教会学生运算技巧，更重要的是培养学生有严密的思维逻辑，有灵活的分析和解决问题的方法。 根据我的感觉，如果高考的数学难度有两星，那么高联的一试难度大概有三颗星，二试难度大概有四颗星；而CMO和IMO的难度大概在五颗星左右。因此，参加高中竞赛的确
历年全国高中数学联赛二试几何题汇总 2007 联赛二试 类似九点圆 如图，在锐角?ABC 中，AB 初中数学竞赛专题培训第三十讲生活中的数学(四)──买鱼的学问 鱼是人们喜欢吃的一种高蛋白食物，所以谁都希望买到物美价廉的鱼．假定现在商店里出售某种鱼以大小论价，大鱼A每斤1.5元，小鱼B每斤1元．如果大鱼的高度为13厘米，小鱼的高度为10厘米(图2-171)，那么买哪种鱼更便宜呢？ 有人可能觉得大鱼A和小鱼B高度之比为13∶10，差不了许多，而小鱼的价格却比大鱼便宜许多，因此，买小鱼比较合算．这种想法是合理的吗？我们还是用数学来加以分析吧！ 在平面几何中，我们已经知道以下定理． 定理1 相似形周长的比等于相似比． 定理2 相似形面积的比等于相似比的平方． 例1 已知：△ABC∽△A′B′C′，并且AB=2c，BC＝2a，AC=2b，A′B′＝3c， B′C′=3a，A′C′=3b．求证：△ABC和△A′B′C′周长的比是2∶3(图2-172)． 证△ABC的周长是 2a＋2b＋2c=2(a＋b＋c)， △A′B′C′的周长是 3a＋3b+3c=3(a＋b＋c)， 所以△ABC和△A′B′C′的周长的比是 2(a+b+c)∶3(a＋b＋c)=2∶3． 例2 图2-173是两个相似矩形，如果它们的相似比是3∶4，求证：它们面积的比是32∶42． 证矩形ABCD的面积是3a·3b=32ab，矩形A′B′C′D′的面积是4a·4b=42ab，所以矩形ABCD和矩形A′B′C′D′的面积之比是 32ab∶42ab=32∶42． 从定理1和定理2，我们自然会想到：相似的两个立体的体积之比与它们的相似比有什么关系呢？为此，我们看下面的例子． 例3 图2-174是两个相似的长方体，它们的相似比为3∶5，求它们的体积之比． 解长方体(a)的体积是3a·3b·3c=33abc， 长方体(b)的体积是5a·5b·5c=53abc， 所以长方体(a)与长方体(b)的体积的比是 33abc∶53abc＝33∶53 例4 图2-175是两个相似圆柱，它们的相似比为2∶3，求它们的体积之比． 解小圆柱的体积是 (2a)2π·2b＝23a2bπ，大圆柱的体积是 (3a)2π·3b＝33a2bπ，所以小圆柱与大圆柱的体积之比为23∶33． 定理3 相似形的体积之比，等于它的相似比的立方． 高一数学竞赛培训——三角函数(包括答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 高一数学竞赛辅导——三角函数 一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的． 1．函数f (x ) ＝ | sin x ＋cos x |的最小正周期是（ ） A ．π4 B ．π2 C ．π D ．2π 2．若θθθ则角且,02sin ,0cos <>的终边所在象限是（ ） A ．第一象限 B ．第二象限 C ．第三象限 D ．第四象限 3．若函数)sin()(?ω+=x x f 的图象（部分）如图所示，则?ω和的取值是（ ） A ．3 ,1π ?ω= = B ．3 ,1π ?ω- == C ．6,21π ?ω== D ．6 ,21π ?ω-== 4．函数]),0[)(26sin(2ππ ∈-=x x y 为增函数的区间是（ ） A ． ]3,0[π B ．]65,3[ππ C ．]127,12[π π D ． ],65[ππ 5．在△ABC 中，若B b A a cos cos =，则△ABC 的形状是（ ） A ．等腰三角形 B ．直角三角形 C ．等腰直角三角形 D ．等腰或直角三角形 6．在△ABC 中，8b =，c =ABC S ?=，则A ∠等于（ ） A 、30 B 、60 C 、30或150 D 、60或120 7．函数y ＝－xcosx 的部分图象是 ( ) 8．在△ABC 中， cos cos cos a b c A B C == ，则△ABC 一定是 ( ) A 直角三角形 B 钝角三角形 C 等腰三角形 D 等边三角形 9．为了得到函数)6 2sin(π -=x y 的图象，可以将函数x y 2cos =的图象（ ） A ．向右平移π6个单位长度 B ．向右平移π 3 个 单位长度 C ．向左平移π6个单位长度 D ．向左平移π 3 个 单位长度 10．设)(t f y =是某港口水的深度y （米）关于时间t （时）的函数，其中 240≤≤t ．下表是该港口某一天从0时至24时记录的时间t 与水深y 的关t 0 3 6 9 12 15 18 21 24 y 12 15．1 12．1 9．1 11．9 14．9 11．9 8．9 12． 1 的图象．下面的函数中，最能近似表示表中数据间对应关系的函数是（]24,0[∈t ）（ ） A ．t y 6 sin 312π += B ．)6sin(312ππ ++=t y C ．t y 12 sin 312π += D ． )2 12sin(312π π++=t y 二、填空题：本大题共5小题，每小题5分5，共25分．把答案填在横线上． 11．在△ABC 中，A ＝60°，B ＝45°，12=+b a ，则a ＝ ． 12． ? ?-?? ?+?8sin 15sin 7cos 8sin 15cos 7sin 的值是 ． 13．在△ABC 中，若2cos B sin A ＝sinC ，则△ABC 的形状一定是 ． 大学生数学竞赛训练四—级数 一、（20分）设()2 101n n x f x x n ∞ ==≤≤∑ 1）证明：()()()()2 1ln ln 1016 f x f x x x x π+-+-=≤≤ 2）计算1 011ln 2dx x x -? 证明：1）设()()()()1ln ln 1F x f x f x x x =+-+-，因为 ()()()1 111 1ln 1ln 1n n n n x x x x F x n n x x --∞ ∞==--'=-+ - -∑ ∑ ()() ()()() ()1 11 1 111ln 111 ln 11n n n n n n x x x x x n x n x x --∞ ∞ ==-------= + + - --∑∑ ()()ln 1ln 1ln ln 0,0111x x x x x x x x x --=- + +-=<<-- 所以，当01x ≤≤时，()F x 为常数，即有 ()()()2 21 1116n F x F f n π∞ =====∑ （注意这里利用了极限()()()211112 1ln 1ln 1lim ln ln 1lim lim lim 0111 1ln ln x x x x x x x x x x x x x ----→→→→- ---====-- ） 2）()()1110222ln 2ln 1ln 2112ln 12t x t t dx dt dt x x t t =-??? ?+- ? ?-?? ?=--=- ? ??? ??? () 1 11 12 22 22221 11111112ln 2ln 2ln 222n n n n n n n n n t t dt dt t n n n n --∞∞∞∞====?? -- ???=-+=--=--+∑∑∑∑?? 2 2 2 211ln 2ln 262122 f ππ ??=-+-=- ???。 二、（15分）设()f x 在点0x =的一个邻域内有连续导数，且()0 lim 0x f x a x →=>。证明：级 函数的基本性质 基础知识： 函数的性质通常是指函数的定义域、值域、解析式、单调性、奇偶性、周期性、对称性等等，在解决与函数有关的(如方程、不等式等)问题时，巧妙利用函数及其图象的相关性质，可以使得问题得到简化，从而达到解决问题的目的. 关于函数的有关性质，这里不再赘述，请大家参阅高中数学教材及竞赛教材：陕西师范大学出版社 刘诗雄《高中数学竞赛辅导》、刘诗雄、罗增儒《高中数学竞赛解题指导》. 例题： 1. 已知f(x)＝8＋2x －x 2，如果g(x)＝f(2－x 2 )，那么g(x)( ) A.在区间(－2，0)上单调递增 B.在(0，2)上单调递增 C.在(－1，0)上单调递增 D.在(0，1)上单调递增 提示：可用图像，但是用特殊值较好一些.选C 2. 设f(x)是R 上的奇函数，且f(x ＋3)＝－f(x)，当0≤x≤ 23时，f(x)＝x ，则f(2003)＝( ) A.－1 B.0 C.1 D.2003 解：f(x ＋6)＝f(x ＋3＋3)＝－f(x ＋3)＝f(x) ∴ f(x)的周期为6 f(2003)＝f(6×335－1)＝f(－1)＝－f⑴＝－1 选A 3. 定义在实数集上的函数f(x)，对一切实数x 都有f(x ＋1)＝f(2－x)成立，若f(x)＝0仅有 101个不同的实数根，那么所有实数根的和为( ) A.150 B.2303 C.152 D.2 305 提示：由已知，函数f(x)的图象有对称轴x ＝ 23 于是这101个根的分布也关于该对称轴对称. 即有一个根就是23，其余100个根可分为50对，每一对的两根关于x ＝2 3对称 利用中点坐标公式，这100个根的和等于 23×100＝150 所有101个根的和为 23×101＝2303.选B 4. 实数x ，y 满足x 2＝2xsin(xy)－1，则x 1998＋6sin 5 y ＝______________. 解：如果x 、y 不是某些特殊值，则本题无法(快速)求解 注意到其形式类似于一元二次方程，可以采用配方法 (x －sin(xy))2＋cos 2(xy)＝0 ∴ x＝sin(xy) 且 cos(xy)＝0 ∴ x＝sin(xy)＝±1 ∴ siny＝1 xsin(xy)＝1 原式＝7 5. 已知x ＝9919+是方程x 4＋bx 2＋c ＝0的根，b ，c 为整数，则b ＋c ＝__________. 解：(逆向思考：什么样的方程有这样的根？) 由已知变形得x －9919= ∴ x 2－219x ＋19＝99 即 x 2－80＝219x 再平方得x 4－160x 2＋6400＝76x 2 即 x 4－236x 2＋6400＝0 ∴ b＝－236，c ＝6400 b ＋ c ＝6164 6. 已知f(x)＝ax 2＋bx ＋c(a ＞0)，f(x)＝0有实数根，且f(x)＝1在(0，1)内有两个实数根， 求证：a ＞4. 证法一：由已知条件可得 △＝b 2－4ac≥0 ① f⑴＝a ＋b ＋c ＞1 ② 第一讲：因式分解(一) (1) 第二讲：因式分解(二) (4) 第三讲实数的若干性质和应用 (7) 第四讲分式的化简与求值 (10) 第五讲恒等式的证明 (13) 第六讲代数式的求值 (16) 第七讲根式及其运算 (19) 第八讲非负数 (23) 第九讲一元二次程 (27) 第十讲三角形的全等及其应用 (30) 第十一讲勾股定理与应用 (34) 第十二讲平行四边形 (37) 第十三讲梯形 (40) 第十四讲中位线及其应用 (43) 第十五讲相似三角形(一) (46) 第十六讲相似三角形(二) .......................................... 49 第十七讲* 集合与简易逻辑 (52) 第十八讲归纳与发现 (57) 第十九讲特殊化与一般化 (61) 第二十讲类比与联想 (65) 第二十一讲分类与讨论 (68) 第二十二讲面积问题与面积法 (72) 第二十三讲几不等式 (75) 第二十四讲* 整数的整除性 (79) 第二十五讲* 同余式 (82) 第二十六讲含参数的一元二次程的整数根问题 (85) 第二十七讲列程解应用问题中的量 (88) 第二十八讲怎样把实际问题化成数学问题 (92) 第二十九讲生活中的数学(三) ——镜子中的世界 (96) 第三十讲生活中的数学(四)──买鱼的学问 (99) 第一讲：因式分解(一) 多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一，它被广泛地应用于初等数学之中，是我们解决多数学问题的有力工具．因式分解法灵活，技巧性强，学习这些法与技巧，不仅是掌握因式分解容所必需的，而且对于培养学生的解题技能，发展学生的思维能力，都有着十分独特的作用．初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法．本讲及下一讲在中学数学教材基础上，对因式分解的法、技巧和应用作进一步的介绍． 1．运用公式法 在整式的乘、除中，我们学过若干个乘法公式，现将其反向使用，即为因式分解中常用的公式，例如： (1)a2-b2=(a+b)(a-b)； (2)a2±2ab+b2=(a±b)2； (3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)； (4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)． 下面再补充几个常用的公式： (5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2； (6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca)； (7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数； (8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1)，其中n为偶数； (9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-… -ab n-2+b n-1)，其中n为奇数． 运用公式法分解因式时，要根据多项式的特点，根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式．例1 分解因式： (1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4； (2)x3-8y3-z3-6xyz； (3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab； (4)a7-a5b2+a2b5-b7． 解(1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2ny2+y4) =-2x n-1y n[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2] =-2x n-1y n(x2n-y2)2 =-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2． (2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z) =(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz)． (3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2 ＝(a-b)2+2c(a-b)+c2 =(a-b+c)2． 本小题可以稍加变形，直接使用公式(5)，解法如下：原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b) =(a-b+c)2 w 数学分析竞赛（2003、2004级解答） 一、判断题（每题5分，共25分） 1、不正确。例：{}{}1,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1n x =L ， {}{}11,0,0,k n x =L ，{}{}2 1,0,0,k n x =L ，{}{}31,0,0,k n x =L ，…。 2、不正确。例：()2,0,x x f x x ?=??是有理数 是无理数 。 3、不正确。例：( )f x = 4、正确。0x I ∈，,αβ?，使[]0,x I αβ∈?，()n f x 在[],αβ上一致收敛。 5、正确。两边进行积分计算可得相等。 二、证明题（12分） 证明：由12lim 0n n n n x x x →∞ ++=+?,N n N ??≥，有121 4 n n n x x x ++<+。 ()4' 特别地有， ()121 4 N N N x x x ++< + 整理得， (){}112121 2max ,2 N N N N N n x x x x x x ?++++<+≤= （1） ()9' 注意到1n N >，故有 {} 1112122max ,n n n n x x x x ? ++<= （2） 由（1）和（2）可得 21222n n N x x x >> 以此类推，可得{}k n x 且2k k n N x x >，所以{}n x 无界。 ()12' 三、证明题（13分） 证明：（i ）只须证：0ε?>，0δ?>，1212,:x x a x x δ?>-<，有 ()()12f x f x ε-<。事实上，任取0ε>， ()()121122 1111 sin sin f x f x x x x x -= - 初中数学竞赛专题培训第七讲根式及其运算 二次根式的概念、性质以及运算法则是根式运算的基础，在进行根式运算时，往往用到绝对值、整式、分式、因式分解，以及配方法、换元法、待定系数法等有关知识与解题方法，也就是说，根式的运算，可以培养同学们综合运用各种知识和方法的能力．下面先复习有关基础知识，然后进行例题分析． 二次根式的性质： 二次根式的运算法则： 设a，b，c，d，m是有理数，且m不是完全平方数，则当且 仅 当两个含有二次根式的代数式相乘时，如果它们的积不含有二次根式，则这两个代数式互为有理化因式． 例1 化简： 法是配方去掉根号，所以 因为x-2＜0，1-x＜0，所以 原式=2-x+x-1=1． ＝a-b-a+b-a+b=b-a． 说明若根式中的字母给出了取值范围，则应在这个范围内进行化简；若没有给出取值范围，则应在字母允许取值的范围内进行化简． 例2 化简： 分析两个题分母均含有根式，若按照通常的做法是先分母有理化，这样计算化简较繁．我们可以先将分母因式分解后，再化简． 解法1 配方法． 配方法是要设法找到两个正数x，y(x＞y)，使x+y=a，xy=b，则 解法2 待定系数法． 例4 化简： (2)这是多重复合二次根式，可从里往外逐步化简． 分析被开方数中含有三个不同的根式，且系数都是2，可以 看成 解设 两边平方得 ②×③×④得 (xyz)2=5×7×35=352． 因为x，y，z均非负，所以xyz≥0，所以 xyz=35．⑤ ⑤÷②，有z=7．同理有x=5，y=1．所求x，y，z显然满足①，所以 解设原式=x，则 解法1 利用(a＋b)3＝a3＋b3＋3ab(a＋b)来解． 将方程左端因式分解有 (x-4)(x2＋4x＋10)＝0． 因为 x2＋4x＋10＝(x＋2)2＋6＞0， 所以x-4＝0，x＝4．所以原式＝4． 解法2 说明解法2看似简单，但对于三次根号下的拼凑是很难的，因此本题解法1是一般常用的解法． 例8 化简： 解(1) 本小题也可用换元法来化简． 解用换元法． 解直接代入较繁，观察x，y的特征有 所以 高级中学高一数学竞赛班选拔考试试题第一卷 （第一轮考试时间100分钟，满分100分） 一．选择题：(每题6分，共36分) 1．若非空集合A={x|2a+1≤x≤3a-5}，B={x|3≤x≤22}，则能使A?（A B）成立的所有a的集合是( )（1998年高中数学联赛一试第二题6分） (A){a|1≤a≤9} (B){a|6≤a≤9} (C){a|a≤9} (D)Φ 2．根据图中骰子的三种不同状态显示的数字，推出？处的数字是（） A．1 B．2 C．3 D．6 3．已知有理数x、y、z两两不等，则,, x y y z z x y z z x x y --- --- 中负数的个数是( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.0个或2个 4．有A、B、C、D、E共5位同学一起比赛象棋，每两人之间只比赛1盘，比赛过程中统计比赛的盘数知：A赛了4盘，B赛了3盘，C赛了2盘，D赛了1盘，则同学E赛了（）盘 A．1 B.2 C.3 D.4 5．一椭圆形地块，打算分A、B、C、D四个区域栽 种观赏植物，要求同一区域种同一种植物，相邻的 两块种不同的植物，现有4 那么有（）种栽种方案. A.60 B.68 C. 78 D.84 6.甲乙两人轮流在黑板上写下不超过10的正整数，规定禁止在黑板上写已经写过的数的约数，最后不能写的为失败者，如果甲写第一个，那么，甲写数字（）时有必 胜的策略 A ．10 B.9 C.8 D.6 二．填空题：（每小题6分，共42分） 1．当整数m ＝_________时，代数式 1 3m 6-的值是整数. 2．已知：a 、b 、c 都不等于0，且|abc |abc |c |c |b |b |a |a +++的最大值为m ，最小值为n ，则 (m+n) 2004＝_________. 3．若n 是正整数，定义n ！=n ×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1,设 m =1！+2！+3！+4！+…+2003！+2004！，则m 的末两位数字之和为 4．不等式|x |3-2x 2-4|x |+3＜0的解集是__________ 5. 小华、小亮、小红3位同学分别发出新年贺卡x 、y 、z 张，如果已知x 、y 、z 的最小公倍数是60；x 、y 的最大公约数是4；y 、z 的最大公约数是3，已知小华至少发出了5张贺卡,那么，小华发出的新年贺卡是 张. 6．小敏购买4种数学用品：计算器、圆规、三角板、量角器的件数和用钱总数列下表： 则7. 已知a 为给定的实数，那么集合M ＝｛x ∈R| x 2 -3x-a 2+2=0｝的子集的个数 是 三．解答题：（每小题各11分,共22分，写出必要的解答过程） 1、甲、乙两人到物价商店购买商品，商品里每件商品的单价只有8元和9元两种．已知两人购买商品的件数相同，且两人购买商品一共花费了172元，求两人共购买了两种商品各几件？ 2、 长方形四边的长度都是小于10的整数(单位:厘米),这四个长度数可以构成一个四位数,这个四位数的千位数字与百位数字相同,并且这个四位数是一个完全平方数,求这个长方形的面积.初中数学竞赛专题培训 -生活中的数学(2)
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