湖北省黄冈中学高中数学竞赛(预赛)训练试题(5)
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湖北省黄冈中学高中数学竞赛(预赛)真题训练(五)姓名: 班级 : 分数 :一、填空题(本题满分64分,每小题8分。
直接将答案写在横线上。
)1.数列}{n a 满足:3,121==a a ,且)(||*12N n a a a n n n ∈-=++.记}{n a 前n 项的和为n S ,则=100S .2.在△ABC 中,已知B ∠的平分线交AC 于K .若BC =2,CK =1,223=BK ,则△ABC 的面积为 .3.设100<n ,则使得n b a )(+的展开式中有连续三项的系数成等差数列的最大整数n 为 .4.在小于20的正整数中,每次不重复地取出3个数,使它们的和能被3整除,不同的取法种数为 .5.若z y x ,,均为正实数,且1222=++z y x ,则xyzz S 2)1(2+=的最小值为 .6.设椭圆1422=+y x 的左、右焦点分别为21,F F ,M 为椭圆上异于长轴端点的一点,122F MF θ∠=,△12MF F 的内心为I ,则=θcos ||MI .7.对于一切]21,2[-∈x ,不等式0123≥++-x x ax 恒成立,则实数a 的取值范围为 . 8.将总和为200的10个数放置在给定的一个圆周上,且任意三个相邻的数之和不小于58.所有满足上述要求的10个数中最大数的最大值为 .二、解答题(本大题满分56分,第9题16分,第10题20分,第11题20分) 9.已知数列}{n a 中,41,121==a a ,且),4,3,2()1(1 =--=+n a n a n a nn n .(1)求数列}{n a 的通项公式; (2)求证:对一切*N n ∈,有6712<∑=nk k a .10.设313116234++++=x x x x P ,求使P 为完全平方数的整数x 的值.11.已知直线x y =与椭圆C :1111622=+y x 交于B A ,两点,过椭圆C 的右焦点F 、倾斜角为α的直线l 交弦AB 于点P ,交椭圆C 于点N M ,. (1)用α表示四边形MANB 的面积;(2)求四边形MANB 的面积取到最大值时直线l 的方程.湖北省黄冈中学高中数学竞赛(预赛)真题训练(五)详细解答一、填空题(本题满分64分,每小题8分。
直接将答案写在横线上。
)1.数列}{n a 满足:3,121==a a ,且)(||*12N n a a a n n n ∈-=++.记}{n a 前n 项的和为n S ,则=100S 89 .2.在△ABC 中,已知B ∠的平分线交AC 于K .若BC =2,CK =1,223=BK ,则△ABC 的面积为16715.3.设100<n ,则使得n b a )(+的展开式中有连续三项的系数成等差数列的最大整数n为 98 .4.在小于20的正整数中,每次不重复地取出3个数,使它们的和能被3整除,不同的取法种数为 327 .5.若z y x ,,均为正实数,且1222=++z y x ,则x y zz S 2)1(2+=的最小值为223+.6.设椭圆1422=+y x 的左、右焦点分别为21,F F ,M 为椭圆上异于长轴端点的一点,122F MF θ∠=,△12MF F 的内心为I ,则=θcos ||MI 32-.7.对于一切]21,2[-∈x ,不等式0123≥++-x x ax 恒成立,则实数a 的取值范围为110-≤≤-a .8.将总和为200的10个数放置在给定的一个圆周上,且任意三个相邻的数之和不小于58.所有满足上述要求的10个数中最大数的最大值为 26 .二、解答题(本大题满分56分,第9题16分,第10题20分,第11题20分)9.已知数列}{n a 中,41,121==a a ,且 ),4,3,2()1(1 =--=+n a n a n a nn n .(1)求数列}{n a 的通项公式; (2)求证:对一切*N n ∈,有6712<∑=nk k a . 解 (1)由已知,对2≥n 有11)1()1(11---=--=+n a n n a n a n a n n n n , 两边同除以n ,得)1(1)1(111---=+n n a n na n n , 即)111()1(111nn a n na n n ---=--+, ……………………4分 于是,)111(111)1(1112121---=⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∑∑-=-=+n k k a k ka n k n k k k , 即2),111(1)1(12≥---=--n n a a n n ,所以123)111(1)1(12--=---=-n n n a a n n ,2,231≥-=n n a n . 又1=n 时也成立,故*,231N n n a n ∈-=. ……………………8分 (2)当2≥k ,有)131431(31)13)(43(1)23(122---=--<-=k k k k k a k ,………………12分 所以2≥n 时,有⎥⎦⎤⎢⎣⎡---++-+-+<+=∑∑==)131431()8151()5121(31112212n n a a nk k n k k.6761113121311=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=n又1=n 时,.67121<=a 故对一切*N n ∈,有6712<∑=nk k a . ……………………16分10.设313116234++++=x x x x P ,求使P 为完全平方数的整数x 的值.解 )10(3)13(22--++=x x x P .所以,当10=x 时,2131=P 是完全平方数. ……………………5分下证没有其它整数x 满足要求.(1)当10>x 时,有22)13(++<x x P ,又03132)3(222>++=+-x x x x P ,所以22)3(x x P +>, 从而2222)13()3(++<<+x x P x x .又Z x ∈,所以此时P 不是完全平方数. ……………………10分 (2)当10<x 时,有22)13(++>x x P .令Z y y P ∈=,2, 则|13|||2++>x x y ,即|13|1||2++≥-x x y , 所以 222)13(1||2++≥+-x x y y , 即 01|13|2)10(32≥+++---x x x .解此不等式,得x 的整数值为6,5,4,3,0,1,2----±±,但它们对应的P 均不是完全平方数.综上所述,使P 为完全平方数的整数x 的值为10. ……………………20分11.已知直线x y =与椭圆C :1111622=+y x 交于B A ,两点,过椭圆C 的右焦点F 、倾斜角为α的直线l 交弦AB 于点P ,交椭圆C 于点N M ,.(1)用α表示四边形MANB 的面积;(2)求四边形MANB 的面积取到最大值时直线l 的方程.解 (1)直线MN 的倾斜角为α,记θ=∠MFO ,则πθα=+,θα22222222cos 2cos 2||c a ab c a ab MN -=-=. 而AB 与MN 所成的角为θπ+4,则四边形MANB 面积θθθθπ2222cos cos sin ||2)4sin(||||21c a ab OA MN AB S MANB -+⋅⋅=+⋅=.…………5分 而5,11,16222===c b a ,A 点坐标为⎪⎪⎭⎫⎝⎛9334,9334,且9664||=OA ,从而,αααθθθ22cos 516cos sin 933352cos 516cos sin 933352--⋅=-+⋅=MANB S , 其中59334334arctan0+≤<α或πα<≤+59334334arctan.……………10分(2)记αααα2c o s 516cos sin )(--=f ,而)(αf 只可能在⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡-∈πα,59334334arctan 时才可能取到最大值.对)(αf 求导数得到:222)cos 516()sin cos 10)(cos (sin )cos 516)(sin (cos )(ααααααααα----+='f . 令0)(='αf ,则有0)tan 10)(1(tan )11tan 16)(tan 1(2=--++αααα. ……………………15分化简得到 011tan 21tan 6tan 1623=+++ααα. 所以 0)11tan tan 8)(1tan 2(2=+-+ααα.而 011tan tan 82=+-αα无实根,则21tan -=α. 经检验21tan -=α,符合⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡-∈πα,59334334arctan . 故所求直线l 的方程为:2521+-=x y . ……………………20分。