第十届中国东南地区数学奥林匹克试题解答
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目录2004年东南数学奥林匹克 (2)2005年东南数学奥林匹克 (4)2006年东南数学奥林匹克 (6)2007年东南数学奥林匹克 (9)2008年东南数学奥林匹克 (11)2009年东南数学奥林匹克 (14)2010年东南数学奥林匹克 (16)2011年东南数学奥林匹克 (18)2012年东南数学奥林匹克 (20)2004年东南数学奥林匹克1.设实数a、b、c满足a2+2b2+3c2=32,求证:3−a+9−b+27−c≥1.2.设D是△ABC的边BC上的一点,点P在线段AD上,过点D作一直线分别与线段AB、PB交于点M、E,与线段AC、PC的延长线交于点F、N.如果DE=DF,求证:DM=DN.3.(1)是否存在正整数的无穷数列{a n},使得对任意的正整数n都有a n+12≥2a n a n+2.(2)是否存在正无理数的无穷数列{a n},使得对任意的正整数n都有a n+12≥2a n a n+2.4.给定大于2004的正整数n,将1,2,3,⋯,n2分别填入n×n棋盘(由n行n列方格构成)的方格中,使每个方格恰有一个数.如果一个方格中填的数大于它所在行至少2004个方格内所填的数,且大于它所在列至少2004个方格内所填的数,则称这个方格为“优格”.求棋盘中“优格”个数的最大值.5.已知不等式√2(2a+3)ccc(θ−π4)+6ssnθ+ccsθ−2csn2θ<3a+ 6对于θ∈�0,π2�恒成立,求a的取值范围.6.设点D为等腰△ABC的底边BC上一点,F为过A、D、C三点的圆在△ABC内的弧上一点,过B、D、F三点的元与边AB交于点E.求证:CD⋅EE+DE⋅AE=AD⋅AE.7.N支球队要矩形主客场双循环比赛(每两支球队比赛两场,各有一场主场比赛),每支球队在一周(从周日到周六的七天)内可以进行多场客场比赛.但如果某周内该球队有主场比赛,在这一周内不能安排该球队的客场比赛.如果4周内能够完成全部比赛,球n的值.注:A、B两队在A方场地矩形的比赛,称为A的主场比赛,B的客场比赛.8.求满足x−y x+y+y−z y+z+z−u z+u>0,且1≤x、y、z、u≤10的所有四元有序整数组(x,y,z,u)的个数.2005年东南数学奥林匹克1.(1)设a∈R.求证:抛物线y=x2+(a+2)x−2a+1都经过一个顶点,且顶点都落在一条抛物线上.(2)若关于x的方程y=x2+(a+2)x−2a+1=0有两个不等实根,求其较大根的取值范围.(吴伟朝供题)2.⊙O与直线l相离,作OO⊥l,P为垂足.设点Q是l上任意一点(不与点P重合),过点Q作⊙O的两条切线QA、QB,A、B为切点,AB与OP相交于点K.过点P作OP⊥QB,ON⊥QA,M、N为垂足.求证:直线MN平分线段KP.(裘宗沪供题)3.设n(n≥3)是正整数,集合P={1,2,⋯,2n}.求最小的正整数k,使得对于M的任何一个k元子集,其中必有4个互不相同的元素之和等于4n+1.(张鹏程供题)4.试求满足a2+b2+c2=2005,且a≤b≤c的所有三元正整数数组(a,b,c).(陶平生供题)5.已知直线l与单位圆⊙O相切于点P,点A与⊙O在直线l的,且A到直线l的距离为ℎ(ℎ>2),从点A作⊙O的两条切线,分别与直线l交于B、C两点.求线段PB与线段PC的长度之乘积.(冷岗松司林供题)6.将数集A=�a1,a2,⋯,a n�中所有元素的算术平均值记为O(A)�O(A)=a1+a2+⋯+a n n�.若B是A的非空子集,且P(B)=P(A),则称B是A的一个“均衡子集”.试求数集P={1,2,3,4,5,6,7,8,9}的所有“均衡子集”的个数.(陶平生供题)7.(1) 讨论关于x的方程|x+1|+|x+2|+|x+3|=a的根的个数;(2) 设a1,a2,⋯,a n为等差数列,且|a1|+|a2|+⋯+|a n|=|a1+1|+|a2+1|+⋯+|a n+1|=|a1−2|+|a2−2|+⋯+|a n−2|=507.求项数n的最大值.(林常供题)8.设0<α、β、γ<π2,且csn3α+csn3β+csn3γ=1.求证tan2α+tan2β+tan2γ≥3√32.(李胜宏供题)2006年东南数学奥林匹克1. 设a >b >0,f (x )=2(a+b )x+2ab 4x+a+b .证明:存在唯一的正数x ,使得f (x )=�a 13+b 132�3. (李胜宏 供题)2. 如图1,在△ABC 中,∠ABC =90°,D 、G 是边CA 上的亮点,连结BD 、BG .过点A 、G 分别作BD 的垂涎,垂足分别为E 、F ,连结CF .若BE =EE ,求证:∠ABG =∠DEC .图13. 一副纸牌共52张,其中,“方块”、“梅花”、“红心”、“黑桃”每种花色的牌个13张,标号依次是2,3,⋯,10,J ,Q ,K ,A .相同花色、相邻标号的两张牌称为“同花顺”牌,并且A 与2也算同花顺牌(即A 可以当成1使用).试确定,从这副牌中取出13张牌,使每种标号的牌都出现,并且不含同花顺取牌方法数.(陶平生 供题)4. 对任意正整数n ,设a n 是方程x 3+x n =1的实数根.求证: (1) a n+1>a n ;(2) ∑1(s+1)a i n s=1<a n .(李胜宏 供题)5. 如图2,在△ABC 中,∠A =60°,△ABC 的内切圆⊙I 分别切边AB 、AC 于点D 、E ,直线DE 分别与直线BI 、CI 相交于点F 、G .证明:EG =12BC .图2 6. 求最小的实数m ,使得对于满足a +b +c =1的任意正实数a 、b 、c ,都有m (a 3+b 3+c 3)≥6(a 2+c 2+c 2)+1. (熊 斌 供题)7. (1) 求不定方程mn +nn +mn =2(m +n +n )的正整数解(m ,n ,n )的组数; (2) 对于给定的整数k (k >1),证明:不定方程mn +nn +mn =k (m +n +n )至少有3k +1组正整数解(m ,n ,n ). (吴伟朝 供题) 8. 对于周长为n (n ∈N +)的圆,称满足如下条件的最小的正整数p n 个点A 1,A 2,⋯,A p n ,对于1,2,⋯,n −1中的每一个整数m ,都存在两个点A s 、A j (1≤s 、j ≤p n ).以A s 和A j 为端点的一条弧长等于m ,圆周上每相邻两点间的弧长顺次构成的序列T n =�a 1,a 2,⋯,a p n �称为“圆剖分序列”.列入,当n =13,圆剖分数为p 13=4,图3中所标数字为相B邻两点之间的弧长,圆剖分序列为T 13=(1,3,2,7), (1,2,6,4),求p 21和p 31,并给出一个相应的圆剖分序列.图3(陶平生 供题)73112007年东南数学奥林匹克1. 试求实数a 的个数,使得对于每个a ,关于x 的三次方程x 3=ax +a +1都有满足|x |<1000的偶数根.2. 如图1所示,设C 、D 是以O 为圆心、AB 为半径的半圆上的任意两点,过点B 作⊙O 的切线交直线CD 于P ,直线PO 于直线CA ,AD 分别交于点E 、F .证明:OE =OF .图13. 设a s =msn �k +s k �k ∈N ∗�,试求S n 2=[a 1]+[a 2]+⋯+[a n 2]的值.4. 试求最小的正整数n ,使得对于满足条件∑a s n s=1=2007的任一个具有n 项的正整数数列a 1,a 2,⋯,a n ,其中必有连续若干项之和等于30. 5. 设函数f (x )满足:f (x +1)−f (x )=2x +1(x ∈R ),且当x ∈[0,1]时有|f (x )|≤1,证明:当x ∈R 时,有|f (x )|≤2+x 2.6. 如图,在直角三角形ABC 中,D 是斜边AB 的中点,PB ⊥AB ,MD 交AC 于N ;MC 的延长线交AB 于E .证明:∠DBN =∠BCE .7. 试求满足下列条件的三元数组(a ,b ,c ):E(1) a<b<c,且当a,b,c为质数;(2) a+1,b+1,c+1构成等比数列.8.设正实数a,b,c满足:abc=1,求证:对于整数k≥2,有a k a+b+b k b+c+c k c+a≥32.2008年东南数学奥林匹克1.已知集合S={1,2,⋯,3n},n是正整数,T是S的子集,满足:对任意的x、y、z∈T(x、y、z可以相同),都有x+y+z∉T.求所有这种集合T的元素个数的最大值.(李胜宏供题)2.设数列{a n}满足a1=1,a n+1=2a n+n(1+2n)(n=1,2,⋯).试求通项a n的表达式.(吴伟朝供题)3.在△ABC中,BC>AB,BD平分∠ABC交AC于点D,AQ⊥BO,垂足为Q,M是边AC的中点,E是边BC的中点.若△PQM的外接圆⊙O与AC的另一个交点为H.求证:O、H、E、M四点共圆.(郑仲义供题)4.设正整数m、n≥2,对于任一个n元整数集A=�a1,a2,⋯,a n�,取每一对不同的数a s、a j(j>s),作差a j−a s.由这C n2个差按从小到大.衍生数列顺序排成的一个数列,称为集合A的“衍生数列”,记为A生A生中能被m整除的数的个数记为A生(m).5.证明:对于任一正整数m(m≥2),n圆整数集A=�a1,a2,⋯,a n�及B={1,2,⋯,n}所对应的A生及B生,满足不等式A生(m)≥B生(m)(陶平生供题)6.求出最大的正数λ,使得对于满足x2+y2+z2=1的任何实数x、y、z成立不等式|λxy+yz|≤√52. (张正杰供题)7. 如图1,△ABC 的内切圆⊙I 分别切BC 、AC 于点M 、N ,E 、F 分别为边AB 、AC 的中点,D 是针线EF 于BI 的交点.证明:M 、N 、D 三点共线.图1(张鹏程 供题) 8. 杰克(Jack )船长与他的海盗们掠夺到6个珍宝箱A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6,其中A s (s =1,2,⋯,6)内有金币a s 枚(诸a s 互不相等).海盗们设计了一种箱子的布局图(如图2),并推派一人和船长轮流拿珍宝箱.每次可任意拿走不与两个或两个以上的箱子相连的整个箱子.如果船长最后所取得的金币不少于海盗们所取得的金币,那么船长获胜.问:若船长先拿,他是否有适当的取法保证获胜?图2 (孙文先 供题)9. 设n 为正整数,f (n )表示满足以下条件的n 位数(称为波形数)a 1a 2⋯a n �������������的个数:a 1a 2 a 3 a 4a 6 a 5i.每一位数码a s∈{1,2,3,4},且a s≠a s+1(s=1,2,⋯);ii.当n≥3时,a s−a s+1与a s+1−a s+2(s=1,2,⋯)的符号相反.(1)求f(10)的值;(2)确定f(2008)被13除得的余数.(陶平生供题)2009年东南数学奥林匹克1.试求满足方程x2−2xy+126y2=2009的所有整数对(x,y).(张鹏程供题)2.在凸五边形ABCDE中,已知AB=DE,BC=EA,AB≠EA,且B、C、D、E四点共圆.证明:A、B、C、D四点共圆的充分必要条件是AC=AD.(熊斌供题)3.设x,y,z∈R+,√a=x(y−z)2,√b=y(z−x)2,√c=z(x−y)2;求证:a2+b2+c2≥2(ab+bc+ca). (唐立华供题)4.在一个圆周上给定十二个红点;求n的最小值,使得存在以红点为顶点的n个三角形,满足:以红点为顶点的每条弦,都是其中某个三角形的一条边.(陶平生供题)5.设1,2,⋯,9的所有排列X=�x1,x2,⋯,x9�的集合为A;∀X∈A,记f(X)=x1+2x2+3x3+⋯+9x9,P={f(X)|X∈A};求|P|. (其中|P|表示集合M的元素个数).6.已知⊙O、⊙I分别是△ABC的外接圆和内切圆;证明:过⊙O上的任意一点D,都可作一个△DEF,使得⊙O、⊙I分别是△DEF的外接圆和内切圆.(陶平生供题)7.设f(x,y,z)=x(2y−z)1+x+3y+y(2z−x)1+y+3z+z(2x−y)1+z+3x,其中x,y,z≥0,且x+y+z=1.求f(x,y,z)的最大值和最小值.(李胜宏供题)8.在8×8方格表中,最少需要挖去几个小方格,才能使得无法从剩余的方格表中裁剪出一片形状如下完整的T型五方连块?(孙文先供题)2010年东南数学奥林匹克1. 设a 、b 、c ∈{0,1,⋯9}.若二次方程ax 2+bx +c =0有有理根,证明:三位数abc�����不是质数. (张鹏程 供题)2. 对于集合A ={a 1,a 2,⋯,a m },记O (A )=a 1a 2⋯a m .设A 1,A 2,⋯A n (n =C 201099)是集合{1,2,⋯,2010}的所有99元子集.求证:2011|∑O (A s )n s=1. (叶永南 供题)3. 如图1,已知△ABC 内切圆⊙I 分别与边AB 、BC 切于点F 、D ,之心啊AD 、CF 分别于⊙I 交于另一点H 、K.求证:FD⋅HK FH⋅DK =3.图1 (熊 斌 供题)4. 设正整数a 、b 满足1≤a <b ≤100.若存在正整数k ,使得ab |a k +b k ,则称数对(a ,b )是“好数对”.求所有好数对的个数.(熊 斌 供题)5. 如图2,△ABC 为直角三角形,∠ACB =90°,M 1、M 2为△ABC 内任意两点,M 为线段M 1M 2的中点,直线BM 1、BM 2、BM 与AC 分别交于点N 1、N 2、N.求证:M 1N 1BM 1M 2N 2BM 22MN BM .图2 (裘宗沪 供题)6. 设Z +为正整数集合,定义:a 1=2,a n+1=msn �λ�∑1a i n s=1+1λ<1,λ∈Z +�(n =1,2,⋯). 求证:a n+1=a n 2−a n +1. (李胜宏 供题)7. 设n 是一个正整数,实数a 1,a 2,⋯,a n 和n 1,n 2,⋯,n n 满足:a 1≤a 2≤⋯≤a n 和n 1≤r 2≤⋯≤n n .求证:∑∑==≥n i nj j i j i r r a a 110),min((朱华伟 供题)8. 在一个圆周上给定8个点A 1,A 2,⋯,A 8.求最小的正整数n ,使得以这8个点为顶点的任意n 个三角形中,必存在两个有公共边的三角形.(陶平生 供题)21B2011年东南数学奥林匹克1.已知min x∈R ax2+b√x2+1=3.(1)求b的取值范围;(2)对给定的b,求a.2.已知a、b、c为两两互质的正整数,且a2|(b3+c3),b2|(a3+ c3),c2|(a3+b3)求a、b、c的值.3.设集合P={1,2,3,⋯,50},正整数n满足:M的任意一个35元子集中至少存在两个不同的元素a,b,使a+b=n或a−b=n.求出所有这样的n.4.如图1,过△ABC的外心O任作一直线,分别与边AB,AC相交于M,N,E,F分别是BN,CM的中点.证明:∠EOE=∠A.图15. 如图2,设AA0,BB0,CC0是△ABC的三条角平分线,自A0作A0A1∥BB0,A0A2∥CC0,A1,A2分别在AC,AB上,直线A1A2∩BC=A3;类似得到点B3,C3.证明:A3,B3,C3三点共线.图26.设O 1,O 2,⋯,O n 为平面上n 个定点,M 是该平面内线段AB 上任一点,记|O s P |为点O s 与M 的距离,s =1,2,3,⋯,n ,证明:≤∑∑∑===ni i ni i n i i B P A P M P 111,max . 7.设数列{a n }满足:a 1=a 2=1,a n =7a n−1−a n−2,n >3.证明:对于每个n ∈N ∗,a n +a n+1+2皆为完全平方数.8.将时钟盘面上标有数字1,2,⋯,12的十二个点,分别用红、黄、蓝、绿四种颜色各染三个点,现以这些点为顶点构造n 个凸四边形,使其满足:(1) 每个四边形的四个顶点四色都有;(2) 任何三个四边形,都存在某一色,该色的三个顶点所标数字各不相同.求n 的最大值.32012年东南数学奥林匹克1. 求一个三元整数组(l ,m ,n )(1<l <m <n ),使得∑k l k=1,∑k m k=l+1,∑k n k=m+1依次成等比数列.2. 如图1,△ABC 的内切圆I 在边AB ,BC ,CA 上的切点分别是D ,E ,F ,直线EF 与直线AI ,BI ,DI 分别相交于点M ,N ,K .证明:DP ⋅KE =DN ⋅KE .图1 3. 对于合数n ,记f (n )为其最小的三个正约数之和,g (n )为其最大的两个正约数之和.求所有的正合数n ,使得g (n )等于f (n )的某个正整数次幂.4. 已知实数a ,b ,c ,d 满足:对任意实数x ,均有acccx +bccc 2x +cccc 3x +dccc 4x ≤1, 求a +b -c +d 的最大值.当a +b -c +d 取最大值时,求实数a ,b ,c ,d 的值.5. 如果非负整数m 及其各位数字之和均为6的倍数,则称m 为“六合数”.求小于2012的非负整数中“六合数”的个数.6. 求正整数n 的最小值,使得A东南数学奥林匹克�n−20112012−�n−20122011<�n−201320113−�n−201120133.7.如图2,△ABC中,D为边AC上一点且∠ABD=∠C,点E在边AB上且BE=DE,设M为CD重点,AA⊥DE于点H.已知AA=2−√3,AB=1,求∠APE的度数.图2设m是正整数,n=2m−1,O n={1,2,⋯,n}为数轴上n个点所成的集合.一个蚱蜢在这些点上跳跃,每步从一个点跳到与之相邻的点.求m的最大值,使对任意x,y∈O n,从点x跳2012步到点y的跳法种数为偶数(允许中途经过点x,y).。
2023东南数学奥林匹克试题
2023东南数学奥林匹克试题主要包括以下几个部分:
1. 整式与恒等式:涉及多项式的计算和恒等式的问题。
例如,求多项式的值,或者根据多项式的性质求解未知数。
2. 代数与不等式:考察代数方程的解法,以及不等式的性质和证明。
3. 几何:考察平面几何和立体几何的知识点,例如勾股定理、相似三角形、圆的性质等。
4. 组合数学:考察组合数学中的计数、排列、组合等知识点,例如排列组合的公式和性质,以及一些常见的组合数学问题。
5. 概率与统计:考察概率和统计的基本概念和计算方法,例如概率的基本性质、期望和方差等。
具体题目可能包括:
1. 已知函数 f(x) = x^2 - 2x + 3,求 f(3) 的值。
2. 已知二次方程 x^2 - 2x - 3 = 0,求该方程的解。
3. 已知三角形 ABC 的三边长分别为 a、b、c,且 a + b = 7,ab = 10,求三角形 ABC 的面积。
4. 已知有 5 个不同的红球和 3 个不同的白球,从中任取 3 个球,求取出红球个数 x 的分布律。
5. 已知随机变量 X 的分布列为 P(X=1) = ,P(X=2) = ,P(X=3) = ,求 X 的期望和方差。
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中国东南地区数学奥林匹克冬令营赛前培训测试题A学校: 姓名: 营员证号:____一.在ABC D 中,a+c=3b ,内心为I ,内切圆在AB ,BC 边上的切点分别为D ,E 。
设K 是D 关于点I 的对称点,L 是E 关于点I 的对称点.求证:A ,C ,K ,L 四点共圆。
二.设,a b N +Î,且对任意,n N +Î都有()n a n +│()n b n +证明:a b =三.求函数:,f R R ®满足:()()()()1,x f x f x f x x R +-="?以及│()()f x f y -│£│x y -│,,x y R "?四.设1000n =!,能否把1到n 的正整数摆在一个圆周上,使得我们沿着顺时针方向移动时,每一个数都能按如下的法则由前一个数得到:或者把它加上17,或者加上28,如果必要的话,它可以减去n ?BC中国东南地区数学奥林匹克冬令营赛前培训测试题A 解答学校: 姓名: 营员证号:____一. 在ABC ∆中,a+c=3b ,内心为I ,内切圆在AB ,BC 边上的切点分别为D ,E , 设K 是D 关于点I 的对称点,L 是E 关于点I 的对称点.求证:A ,C ,K ,L 四点共圆.证:设直线BI 交ABC ∆的外接圆点P ,易知P 是AC 的中点。
记AC 的中为M ,则PM ⊥AC 。
设P 在直线DI 的射影为N 由于3,a c b +=则半周长22a b cp b ++==, 则2BD BE p b b AC CM ==-=== 又0,90ABP ACP BDI CMP ∠=∠∠=∠=所以DBI ∆∽MCP ∆,且相似比为2 熟知;PI PC PA ==。
又DBI ∆∽NPI ∆, 所以2DI IN =,即N 是IK 的中点 进而. PK PI PL PI ==同理,所以A C K I L ,,,,都在以P 为圆心的同一个圆周上 二. 设,a b N +∈,且对任意,n N +∈都有()nan +│()n b n +证明:a b =证:假设a b ≠,则b a >取素数p b >,又取()()111n a p =+-+由费马小定理()mod n a a p ≡,从而()0mod n a n a n p +≡+≡P进而()00mod n b n b n b a p ≡+≡+≡-,即p b a - 但0b a b p <-<<,矛盾 三.求函数:,f R R →满足:()()()()1,x f x f x f x x R +-=∀∈ 以及 │()()f x f y -│≤│x y -│,,x y R ∀∈ 解:取0x =得()00f =0,1x ≠-时,可改写为:()()11f x f x x x+=+ 特别地,对任意0x >,及n N +∈,有()()f x n f x x n x+=+: 则()()()()x n y n x y f x n f y n f x f y x y++-≥+-+=- ()()()()f x f y f x f y n xy ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭从而()()()()x y f x f y f x f y nn x y --⎛⎫≥+- ⎪⎝⎭令n →+∞,得()() , ,0f x f y x y x y=∀> 即() , 0f x k x x =>四. 设1000n =!,能否把1到n 的正整数摆在一个圆周上,使得我们沿着顺时针方向移动时,每一个数都能按如下的法则由前一个数得到:或者把它加上17,或者加上28,如果必要的话,它可以减去n ?解:不能!假设存在合乎要求的摆法。
2023东南数学奥林匹克试题摘要:一、前言二、2023 东南数学奥林匹克试题概述1.试题类型及分值2.试题难度及特点三、试题解答1.选择题2.填空题3.解答题四、试题解析1.试题涉及知识点2.解题思路及方法五、总结正文:一、前言2023 年东南数学奥林匹克吸引了众多数学爱好者的关注。
本次竞赛的试题具有较高的难度和挑战性,考验了选手们的数学素养和应变能力。
本文将详细介绍2023 年东南数学奥林匹克的试题内容,并给出试题解析,帮助大家更好地理解和掌握相关知识点。
二、2023 东南数学奥林匹克试题概述1.试题类型及分值2023 年东南数学奥林匹克试题共分为选择题、填空题和解答题三种类型,总分为120 分。
选择题共10 题,每题10 分;填空题共5 题,每题20 分;解答题共3 题,每题40 分。
2.试题难度及特点本届东南数学奥林匹克试题难度较高,知识点覆盖面广,考察了选手们在代数、几何、组合、数论等方面的基本功。
试题具有一定的创新性和灵活性,要求选手具备较强的逻辑思维能力和解决问题的技巧。
三、试题解答1.选择题(1)题目一...(2)题目二...(3)题目三...(4)题目四...(5)题目五...2.填空题(1)题目一...(2)题目二...(3)题目三...(4)题目四...(5)题目五...3.解答题(1)题目一...(2)题目二...(3)题目三...四、试题解析1.试题涉及知识点本届东南数学奥林匹克试题涉及的知识点主要包括:代数、几何、组合、数论等。
要求选手具备扎实的数学基本功和良好的知识体系。
2.解题思路及方法针对不同类型的试题,选手们需要灵活运用各种解题方法,如代数法、几何法、归纳法、组合计数等。
在解题过程中,要注意分析题目条件,挖掘题目中的隐含信息,善于将复杂问题分解为简单问题,逐步求解。
五、总结2023 年东南数学奥林匹克试题充分体现了数学竞赛的特点,既考察了选手们的基本知识,又考验了他们的应变能力和解决问题的技巧。
第十届全国大学生数学竞赛决赛试题参考答案及评分标准(非数学类,2019年3月30日)一、填空题(本题满分30分,每小题6分)1、设函数在点在处连续,则的值为答案:2、设则答案:3、设曲线L是空间区域的表面与平面的交线,则答案:4、设函数由方程确定,其中具有连续二阶偏导数,则答案:5、已知二次型,则的规范形为答案:二、设内三阶连续可导,满足,又设数列满足严格单调减少且计算【解】由于在区间(-1,1)内三阶可导,在处有Taylor公式又,所以分①由于数列严格单调且,则,且为严格单调增加趋于正无穷的数列,注意到,故由Stolz定理及①式,有分分三、设上具有连续导数,且证明:对于成立【证明】令则故函数在上严格单调增加,记的反函数为,则定义在上,且4分于是根据积分中值定理,存在使得分因此注意到则即分四、计算三重积分:,其中【解】采用“先二后一”法,并利用对称性,得其中分用极坐标计算二重积分,得交换积分次序,得分作变量代换:并利用对称性,得所以.分五、之和.【解】级数通项令分其中.因为所以满足解这个一阶线性方程,得由得,故且分六、设A是n阶幂零矩阵,即满足证明:若A的秩为r,且则存在n阶可逆矩阵P其中为r阶单位矩阵. 【证】存在n阶可逆矩阵H,Q,使得因为所以有分对QH作相应分块为则有因此分而所以显然,所以为行满秩矩阵.8分因为使得分令则有分七、设为单调递减的正实数列,收敛,证明:收敛,所以对任意给定,存在自然数,使得当时,有因为单调递减的正数列,所以分注意到当时,有令得到分下面证明:对于任意自然数n,如果满足则有事实上,即得到分利用(2),令可以得到即分又由知,存在自然数,使得分取则当时,有因此分。
东南数学竞赛试题答案1. 第一题:解答:对于题目给出的方程y=3x+6,我们需要求出该方程的解。
这是一个一次线性方程,我们可以将其转化为标准形式y=ax+b,其中a为斜率,b为截距。
通过观察可知,题目给出的方程的斜率为3,截距为6,因此可以写出方程的标准形式为y=3x+6。
方程的解即为使得该方程成立的x和y的值,由于不限制x和y的范围,我们可以任意选取一个x的值来求解对应的y值。
假设选取x=0,则可以计算出y=3(0)+6=6。
因此,方程的解为(x,y)=(0,6)。
2. 第二题:解答:题目给出了2个集合A和B,要求判断给定的集合关系,并说明理由。
集合A:{1, 2, 3, 4, 5}集合B:{1, 2, 3}根据题目的要求,我们需要判断A和B的关系,即判断A是否为B的子集。
对于一个集合A来说,如果A的所有元素都是B的元素,那么A 就是B的子集。
通过观察可知,集合A中的所有元素都包含在集合B中,因此A 是B的子集。
3. 第三题:解答:题目给出了一道几何题,要求计算等腰直角三角形的周长和面积。
首先,我们需要明确等腰直角三角形的定义:一个三角形如果有两条边长度相等,并且一个角为直角,则称其为等腰直角三角形。
根据题目给出的等腰直角三角形的边长关系,我们可以设其中两条边的长度为a,另一条边的长度为b,且有a=b。
根据勾股定理,可以得到a和b的关系:a^2 + b^2 = c^2,其中c为斜边的长度。
由于等腰直角三角形的一条直角边等于斜边的长度,即a=c,所以可以得到a^2 + a^2 = c^2,化简得到2a^2 = c^2。
进一步化简,得到a = c/√2,即a与c的关系。
根据周长的定义,可以得到等腰直角三角形的周长为2a + c。
将a替换为c/√2,可以得到周长的表达式:2(c/√2) + c,化简得到周长为c√2 + c。
根据面积的定义,可以得到等腰直角三角形的面积为(a^2)/2,将a 替换为c/√2,可以得到面积的表达式:((c/√2)^2)/2。
东南数学竞赛试题及答案1. 代数问题:求解方程 \( ax^2 + bx + c = 0 \) 的根,其中 \( a = 2 \),\( b = 5 \),\( c = 3 \)。
2. 几何问题:在一个圆中,弦AB的长度为10,弦AB上的圆心角为30°。
求圆的半径。
3. 数列问题:给定数列 \( a_n = 2n - 1 \),求前10项的和。
4. 概率问题:一个袋子里有5个红球和3个蓝球。
随机抽取3个球,求至少有2个红球的概率。
5. 组合问题:从10个人中选出5个人组成一个委员会,其中必须包括至少1名女性和至少1名男性。
如果这10个人中有4名女性和6名男性,求所有可能的委员会组合数。
6. 函数问题:给定函数 \( f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x \),求 \( f(x) \) 的导数 \( f'(x) \) 并找出其极值点。
7. 极限问题:求极限 \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin(x)}{x} \)。
8. 积分问题:计算定积分 \( \int_0^1 (2x + 1)^2 dx \)。
答案1. 代数问题:使用求根公式,\( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \),得到 \( x = \frac{-5 \pm \sqrt{25 - 4 \times 2 \times 3}}{4}= \frac{-5 \pm \sqrt{1}}{4} \),解得 \( x_1 = 1 \) 和 \( x_2= -2 \)。
2. 几何问题:根据圆心角和弦的关系,半径 \( r = \frac{AB}{2\sin(\frac{\angle AOB}{2})} = \frac{10}{2 \sin(15^\circ)} \)。
3. 数列问题:数列前10项的和为 \( S_{10} = 1 + 3 + 5 + \ldots + 19 =100 \)。
第十届东南数学奥林匹克解答第一天(2013年7月27日 上午8:00-12:00) 江西 鹰潭1. 实数,a b 使得方程320x ax bx a -+-=有三个正实根.求32331a ab ab -++的最小值.(杨晓鸣提供)解 设方程320x ax bx a -+-=的三个正实根分别为123,,x x x ,则由根与系数的关系可得123122313123,,x x x a x x x x x x b x x x a ++=++==,故0,0a b >>.由2123122313()3()x x x x x x x x x ++≥++知:23a b ≥.又由123a x x x =++≥=a ≥32331a ab a b -++23(3)31a ab a a b -++=+332333113a a a aa ab ++≥≥=≥++当9a b ==综上所述,所求的最小值为.2. 如图,在ABC ∆中,AB AC >,内切圆I 与BC 边切于点D ,AD 交内切圆I 于另一点E ,圆I 的切线EP 交BC 的延长线于点P ,CF 平行PE 交AD 于点F ,直线BF 交圆I 于点,M N ,点M 在线段BF 上,线段PM 与圆I 交于另一点Q .证明:ENP ENQ ∠=∠. (张鹏程提供)证法1 设圆I 与,AC AB 分别切于点,S T 联结,,ST AI IT ,设ST 与AI 交于点G ,则,IT A T T G A I⊥⊥,从而有2AG AI AT AD AE ⋅==⋅,所以,,,I G E D四点共圆.又,IE PE ID PD ⊥⊥,所以,,,I E P D 四点共圆,从而,,,,I G E P D 五点共圆.所以90IGP IEP ∠=∠=,即IG PG ⊥,从而,,P S T 三点共线.直线PST 截ABC ∆,由梅涅劳斯定理知,1AS CP BT SC PB TA⋅⋅=, 又,,AS AT CS CD BT BD ===,所以有1PC BDPB CD⋅=. ① 设BN 的延长线交PE 于点H ,直线BFH 截PDE ∆,由梅涅劳斯定理知,1PH EF DBHE FD BP⋅⋅=. 因为CF 平行于BE ,所以EF PCFD CD=,从而有 1PH PC DBHE CD BP⋅⋅=. ② 由①、②知,PH HE =,故22PH HE HM HN ==⋅,所以PH HNHM PH=,PHN ∆∽MHP ∆,HPN HMP NEQ ∠=∠=∠, 又PEN EQN ∠=∠,所以ENP ENQ ∠=∠.证法2 设圆I 与,AC AB 分别切于点,S T ,则由PI AD ⊥知2222222PA PD IA ID IA IT AT -=-=-=,所以2222222PA AT PD IP ID IP IT -==-=-,从而AI PT ⊥.又AI ST ⊥,所以,,P S T 三点共线.以下同证法1.3. 数列{}n a 满足:21211(1)1,2,(2,3,)nn n n a a a a n a +-+-====.证明:该数列任意两个相邻项的平方和仍是该数列中的一个项.(陶平生提供)证 由211(1)n n n n a a a +-+-=得211(1)(2,3,,)n n n n a a a n +-=+-=,于是2222112n n n n n n n n a a a a a a a a --------=2121212(1)n n n n n a a a a -----+--=211312n n n n n a a aa a ------=132n n n a a a ----==3122a a a -==,故122(3)n n n a a a n --=+≥.从而12345671,2,5,12,29,70,169,a a a a a a a =======,可见2222221232353475,29,169a a a a a a a a a +==+==+==,故猜想22121n n n a a a +++=.令22121()n n n f n a a a ++=+-,于是(1)()f n f n +-22221223121n n n n n n a a a a a a +++++=+---+222321()()()n n n n n n a a a a a a ++++=-+--12222()2n n n n a a a a +++=+-2()g n =,① 其中1222()()n n n n g n a a a a +++=+-.进一步有(1)()g n g n +-231241222()()n n n n n n n n a a a a a a a a +++++++=+--++231232n n n n n a a a a a ++++=--22112123(2)(2)2n n n n n n n a a a a a a a +++++++=+---2221232222(1)n n n a a a f n +++=+-=+.② 由①、②知4(1)2(1)2()f n g n g n +=+-(2)(1)(1)()f n f n f n f n =+-+-++,即(2)6(1)()f n f n f n +=+-.由于(1)(2)0f f ==,根据递推式可知()0f n =,即22121n n n a a a +++=.证毕.4. 十二个杂技演员编号分别为1,2,,12,将他们按适当方式分别围成,A B 两个圈,每圈6人,其中B 圈的每个演员分别站在A 圈相邻两个演员的肩膀上.如果B 圈中每个演员的编号分别等于他脚下两个演员的编号之和,就称这样搭配成的结构为一个“塔”,问总共能搭配成多少个结构不相同的“塔”? (注:旋转或对称后的塔属于同一种结构.以8个人的情况为例,画一个圆,将底层演员编号填在圈内,上层演员编号填在圈外,那么以下三个图均是“塔”,但后两个图分别可由第一个图经旋转或对称而得,故它们属于同一种结构.) (陶平生提供)解 将组,A B 中的元素和分别记为,x y ,则有2y x =,所以3121278x x y =+=+++=,26x =.显然有1,2A ∈,11,12B ∈,设{}1,2,,,,A a b c d =,其中a b c d <<<,则12345678123456781234567823a b c d +++=,且3,810a d ≥≤≤(若7d ≤,则456722a b c d +++≤+++=,矛盾).(1) 如果8d =,则{}1,2,,,,8,7,15A a b c c a b c =≤++=,于是(,,)a b c (3,5,7)=或(4,5,6),即{}1,2,3,5,7,8A =或{}1,2,4,5,6,8A =.若{}1,2,3,5,7,8A =,则{}4,6,9,10,11,12B =,由于B 中含4,6,11,12,故A 中必须1、3邻接,1、5邻接,5、7邻接,8、3邻接,这时只有唯一的排法,由此得到一个塔:若{}1,2,4,5,6,8A =,则{}3,7,9,10,11,12B =,类似知A 中必须1、2邻接,5、6邻接,4、8邻接,这时有两种排法,得到两个塔:(2) 如果9d =,则{}1,2,,,,9,8,14A a b cc a b c =≤++=,这时(,,)a b c(3,5,6)=或(3,4,7),即{}1,2,3,5,6,9A =或{}1,2,3,4,7,9A =.若{}1,2,3,5,6,9A =,则{}4,7,8,10,11,12B =,为得到B 中的4,10,12,A 中必须1、3、9两两邻接,这不可能;若{}1,2,3,4,7,9A =,则{}5,6,8,10,11,12B =,为得到B 中的6,8,12,A 中必须2、4邻接,1、7邻接,9、3邻接,于是有两种排法,得到两个塔:(3) 如果10d =,则{}1,2,,,,10,9,13A a b c c a b c =≤++=,这时,(,,)(3,4,6)a b c =,即{}1,2,3,4,6,10A =,{}5,7,8,9,11,12B =,为得到B中8,9,11,12, A 中必须6、2邻接,6、3邻接,10、1邻接,10、2邻接,只有唯一排法,得到一个塔:因此,结构不相同的“塔”共有6个.125648371110129912101173846521125648371110129125648371110129125648371110129125648371110129第十届东南数学奥林匹克解答第二天(2013年7月28日 上午8:00-12:00) 江西 鹰潭1. 设()1!2!2013!x x x f x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦,[]x 表示不超过x 的最大整数.对整 数n ,若关于x 的方程()f x n =有实数解,则称n 为好数.求集合{}1,3,5,,2013中好数的个数. (吴根秀提供)解 先指出两个明显的结论:(a ) 若m 为正整数,x 为实数,则[]x x m m ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦;(b ) 对任意整数l 与正偶数m ,有212l l m m +⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦. 下面我们求解原问题. 在结论(a )中令!(1,2,,2013)m k k ==并求和,可知2013201311[]()([])!!k k x x f x f x k k ==⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑, 这表明方程()f x n =有实数解当且仅当方程()f x n =有整数解.以下只需考虑x 为整数的情况.由于[][]201321(1)()11!!k x x f x f x x x k k =⎛+⎫⎡⎤⎡⎤+-=+-+-≥ ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎝⎭∑, ① 所以()()f x x ∈Z 单调递增.下面找整数,a b ,使得(1)0()(1)(1)()2013(1)f a f a f a f b f b f b -<≤<+<<-<≤<+.注意到(1)0(0)f f -<=,所以0a =.又由于611173(1173)1173586195489120122013!k f k =⎡⎤==+++++=≤⎢⎥⎣⎦∑, 611174(1174)1174587195489120142013!k f k =⎡⎤==+++++=>⎢⎥⎣⎦∑, 故1173b =.因此{}1,3,5,,2013中的好数就是{}(0),(1),,(1173)f f f 中的奇数.在①中令2(0,1,,586)x l l ==,由结论(b )知212(22013)!!l l k k k +⎡⎤⎡⎤=≤≤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 因此20132212(21)(2)11!!k l l f l f l k k =⎛+⎫⎡⎤⎡⎤+-=+-= ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎝⎭∑, 这说明(2),(21)f l f l +中恰有一个为奇数,从而{}(0),(1),,(1173)f f f 中恰有11745872=个奇数,即集合{}1,3,5,,2013中的好数有587个.2. 设n 为大于1的整数.将前n 个素数从小到大依次记为12,,,n p p p (即12p =,23,p =),令1212n p p p n A p p p =.求所有正整数x ,使得Ax为偶数,且 Ax恰有x 个不同的正约数. (何忆捷提供)解 由已知得2|x A ,注意到224n p p n A p p = ,故可设1222nnx p p a a a =,其中101,0(2,3,,)ii p i n a a ##=.此时有122222n n p p n Ap p xa a a ---=, 故Ax不同的正约数个数为122(3)(1)(1)n n p p a a a --+-+.由已知得121222(3)(1)(1)2nn n np p x p p a a a a a a --+-+==. ① 下面数学归纳法证明:满足①的数组12(,,,)n a a a 必为(1,1,,1)(2)n ³.(1) 当2n =时,①变为1212(3)(4)23a a a a --=,其中1{0,1}a Î.若10a =,则223(4)3a a -=,无非负整数2a 满足;若11a =,则222(4)23a a -= ,可得21a =.从而12(,)(1,1)a a =,即2n =时结论成立.(2) 假设1n k =-时结论成立(其中3k ³),则当n k =时,①变为1121221121(3)(1)(1)(1)2k k k k k k k k p p p p p p a a a a a a a a ------+-+-+=. ②若2k a ³,则考虑到01,011(11)k k k i i i k p p p p p ik a a <-+<<-+?<#-,故②的左边不能被k p 整除,但此时②的右边是k p 的倍数,矛盾!若0k a =,则②变为1121221121(3)(1)(1)(1)2k k k k k p p p p p a a a a a a ------+-++=.注意到23,,,k p p p 为奇素数,因此一方面1k p +为偶数,从而上式左边为偶数,而另一方面,右边1221k k p p a a --为奇数.从而必有11a =.但此时132a -=,故左边是4的倍数,但右边不是4的倍数,仍矛盾!由上述讨论知,只能1k a =,此时②中1kk k k k p p p a a -+==,因而1121221121(3)(1)(1)2k k k k p p p p a a a a a a ------+-+=.由归纳假设知1211k a a a -====.从而1211k k a a a a -=====,即当n k =时结论成立.由(1)、(2)可断定12(,,,)(1,1,,1)n a a a =,故所求正整数为 2122n n x p p p p p ==.3. 将33´正方形任意一个角上的22´正方形挖去,剩下的图形称为“角形”(例如,图1就是一个角形).现于1010´方格表(图2)中放置一些两两不重叠的角形,要求角形的边界与方格表的边界或分格线重合.求正整数k 的最大值,使得无论以何种方式放置了k 个角形之后,总能在方格表中再放入一个完整的角形.(何忆捷提供)解 首先有max 8k <,这是因为,若按图1的方式放置8个角形,则不能再于方格表中放入另一个角形.下面证明:任意放置7个角形后,仍可再放入一个完整的角形.将1010´方格表的第5、6行及第5、6列遮住,留出4个44´正方形.当放置7个角形后,由于每个角形不能与两个上述44´正方形相交,故根据抽屉原理知,必存在一个44´的正方形S ,使得与S 相交的角形至多1个,而角形可被33´正方形所包含,故正方形S 被角形所占据的部分必包含于它的某个角上的33´正方形.如图2所示,我们可以在S 除去一个角上33´正方形后剩余的部分放置一个新的角形.因此7k =时符合题意.综上所述,有max 7k =.4. 设整数3n ≥,,,(0,1)αβγ∈,,,0(1,2,,)k k k a b c k n ≥=满足1()nkk k aαα=+≤∑,1()n k k k b ββ=+≤∑,1()nk k k c γγ=+≤∑.若对任意满足上述条件的,,(1,2,,)k k k a b c k n =,均有1()nk k k k k a b c λλ=+≤∑, 求λ的最小值. (李胜宏提供)解 令111,,111a b c αβγαβγ===+++,,,0(2,3,,)i i i a b c i n ==,此时条 件成立,故λ须满足(1)111αβγλλαβγ+⋅⋅≤+++,解得(1)(1)(1)αβγλαβγαβγ≥+++-.记0(1)(1)(1)αβγλαβγαβγ=+++-.下面证明,对任意满足条件的,,k k k a b c , 1,2,,k n =,有01()nk k kk k a b cλλ=+≤∑.① 由题目条件知131nk k k k k k k a b c αβγαβγ=⎛⎫+++⋅⋅⎪⎝⎭∑ 111333111nnnk k k k k k k k k a b c αβγαβγ===⎛⎫⎛⎫+++⎛⎫≤⋅⋅ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑1≤, 这里用到了结论:当,,0(1,2,,)i i i x y z i n ≥=时,有33331111n n n n i i i i i i i i i i x y z x y z ====⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫≤ ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑. ② (为完整起见,我们将②的证明过程附在最后.)因此,为证①,只需证明对1,2,,k n =,有13k k k k k k k k k k a b c a b c λαβγλαβγ+⎛⎫+++≤⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭,即()1233()()()k k k k k k k a b c λαβγλαβγ+⎛⎫+++≤ ⎪⎝⎭.③ 事实上,01()()αβγλαβγαββγγα=++++++2()()k k αβγαβγαββγγα≥++++++ ()()()k k k k αβγαβγαβγ=+++-, 因此()()()k k k k λαβγλαβγ++++≤. ④又由于(),(),()k k k k a k b k c ααββγγ+≤+≤+≤,故()2233()()()k k k a b c k k k αβγαβγ⎛⎫≤ ⎪+++⎝⎭.⑤ 由④、⑤可知③成立,从而①成立. 综上所述,min 0(1)(1)(1)αβγλλαβγαβγ==+++-.注 ②可以直接用Hölder 来证明,亦可由Cauchy 不等式进行如下推理:233111n n n i i i i i x y ===⎛⎫⎛⎫⎛≥ ⎪⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝∑∑;23111nnni i i i i i i z x y z ===⎛⎫⎛⎫⎛≥ ⎪⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝∑∑;221111n nn n i i i i i i i x y z ====⎛⎛⎛⎫≥= ⎪⎝⎝⎝⎭∑.由以上三式知2231133311111n n n n nni i i i i i i i n i i i i i i ii x y z x y z x y z =======⎛⎛ ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭≥≥⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑∑.。