2011年全国高中数学联赛陕西赛区预选赛
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一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为.3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是.二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式 具有如下性质:4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值。
2011年全国高中数学联赛试题及答案2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分) 1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 .3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sincos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 .5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体ABCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线xy42=交于A,B 两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a aa ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)-∞+∞. 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f . 设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈=u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得abb a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即abb a 22≥+. ①于是abb a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a 故1log-=b a.4.⎪⎭⎫ ⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<- 等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x xx f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故∈+<<+k k k (45242ππθππZ).因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫ ⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形:(1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C种方案;(2)有两个项目各有2人参加,共有11400!5!5)(21252527=⋅-⋅⋅C C C 种方案;所以满足题设要求的方案数为15000114003600=+. 6. 提示:设四面体ABCD 的外接球球心为O,则O 在过△ABD 的外心N 且垂直于平面ABD 的垂线上.由题设知,△ABD 是正三角形,则点N 为△ABD 的中心.设M P ,分别为CD AB ,的中点,则N 在DP 上,且DP ON ⊥,CD OM ⊥.因为︒=∠=∠=∠60ADB CDB CDA ,设CD 与平面ABD 所成角为θ,可求得32sin ,31cos ==θθ.在△DMN中,33233232,121=⋅⋅=⋅===DP DN CD DM .由余弦定理得231312)3(1222=⋅⋅⋅-+=MN ,故2=MN .四边形DMON 的外接圆的直径3322sin ===θMNOD .故球O 的半径3=R .7.)2,1(-或)6,9(-.提示: 设)2,(),,(),,(22211t t C y x B y x A ,由⎩⎨⎧==--,4,0122x y y x 得482=--y y ,则821=+yy ,421-=⋅yy .又12,122211+=+=y x y x,所以182)(22121=++=+y y x x , 11)(24212121=+++⋅=⋅y y y y x x . 因为︒=∠90ACB ,所以0=⋅,即有)2)(2())((212212=--+--y t y t x t x t , 即)(24)(21212212214=⋅++-+⋅++-y y t y y t x x t x x t ,即3161424=---t t t ,AB C DOP M N即)14)(34(22=--++t t t t .显然0142≠--t t,否则01222=-⋅-t t,则点C 在直线012=--y x 上,从而点C 与点A 或点B 重合.所以0342=++t t ,解得3,121-=-=t t.故所求点C 的坐标为)2,1(-或)6,9(-.8.15. 提示:=na C 65400320020023n n n --⋅⋅.要使)951(≤≤n a n为整数,必有65400,3200n n --均为整数,从而4|6+n .当=n 2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80时,3200n -和65400n -均为非负整数,所以na 为整数,共有14个.当86=n 时,=86a C5388620023-⋅⋅,在C!114!86!20086200⋅=中,!200中因数2的个数为1972200220022002200220022002200765432=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡,同理可计算得!86中因数2的个数为82,!114中因数2的个数为110,所以C 86200中因数2的个数为511082197=--,故86a 是整数.当92=n 时,=92a C 10369220023-⋅⋅,在C!108!92!20092200⋅=中,同样可求得!92中因数2的个数为88,!108中因数2的个数为105,故C 86200中因数2的个数为410588197=--,故92a不是整数.因此,整数项的个数为15114=+.9.因为)21()(++-=b b f a f ,所以 |)2lg(||)21lg(||)121lg(||)1lg(|+=+=+++-=+b b b b a ,所以21+=+b a 或1)2)(1(=++b a ,又因为b a <,所以21+≠+b a ,所以1)2)(1(=++b a .又由|)1lg(|)(+=a a f 有意义知10+<a ,从而2110+<+<+<b b a ,于是2110+<<+<b a .所以1210)2(6)2(6)1(101)21610(>+++=+++=+++b b b a b a . 从而]210)2(6lg[|]210)2(6lg[|)21610(+++=+++=++b b b b b a f .又2lg 4)21610(=++b a f , 所以2lg 4]210)2(6lg[=+++b b ,故16210)2(6=+++b b .解得31-=b 或1-=b (舍去). 把31-=b 代入1)2)(1(=++b a 解得52-=a . 所以52-=a ,31-=b .10.(1)由原式变形得112)1)(1(211--++-=++n n n n n t a a t a ,则2111)1(212)1(21111+-+-+=-++=-+++n n n n nn n n n t a t a t a a t a .记nnn b t a =-+11,则221+=+n n n b b b,21221111=--=-+=t t t a b . 又211,211111=+=+b b b n n ,从而有221)1(111n n b b n =⋅-+=,故nt a n n 211=-+,于是有1)1(2--=nt a n n .(2)nt n t a a n n n n )1(21)1(211--+-=-++[])1)(1()1()1()1(211--++++-+++++-=n n n t t n t t t n n n t[][])()()1()1()1(2)1()1()1(211---++-+-+-=+++-+-=n n n n n n t t t t t n n t t t nt n n t []132212)1()1()1()1(2-----++++++++++-=n n n n n t t t t t t n n t ,显然在)1(0≠>t t 时恒有01>-+n n a a,故nn a a>+1.11.(1)设直线l :m x y +=31,),(),,(2211y x B y x A . 将mx y +=31代入143622=+y x 中,化简整理得3696222=-++m mx x .于是有2369,322121-=-=+m x x m x x ,232,2322211--=--=x y k x y k PB PA . 则PA PB k k +==,上式中,分子)23)(231()23)(231(1221--++--+=x m x x m x)2(26))(22(322121--+-+=m x x m x x )2(26)3)(22(2369322----+-⋅=m m m m122626312322=+-+--=m m m m ,从而,0=+PB PAk k.又P 在直线l 的左上方,因此,APB ∠的角平分线是平行于y 轴的直线,所以△PAB 的内切圆的圆心在直线23=x 上.(2)若︒=∠60APB 时,结合(1)的结论可知3,3-==PB PA k k .直线PA 的方程为:)23(32-=-x y ,代入143622=+y x 中,消去y 得)3313(18)331(69142=-+-+x x .它的两根分别是1x 和23,所以14)3313(18231-=⋅x ,即14)3313(231-=x.所以7)133(23|23|)3(1||12+=-⋅+=x PA .同理可求得7)133(23||-=PB .所以1||||sin 60211)1)2772PAB S PA PB ∆=⋅⋅⋅︒=⋅⋅⋅=.加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQBAQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式111)(a x a x a x x f n n n ++++=--具有如下性质:(1)11,,,-n a a a 均为正整数;(2)对任意正整数m ,及任意)2(≥k k 个互不相同的正整数kr r r ,,,21,均有)()()()(21k r f r f r f m f ≠.3.(50分)设)4(,,,21≥n aa a n是给定的正实数,na a a <<< 21.对任意正实数r ,满足)1(n k j i r a aa ajki j≤<<≤=--的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r f n.证明:4)(2n r f n <.4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值.解 答1. 延长线段DP 与圆交于另一点E ,则BPADPA CPE ∠=∠=∠,又P 是线段AC 的中点,故⋂⋂=CE AB ,从而BDA CDP ∠=∠.又PCD ABD ∠=∠,所以△ABD ∽△PCD ,于是CD PCBD AB =,即BDPC CD AB ⋅=⋅ .从而有BQ AC BD AC BD AC CD AB ⋅=⋅=⋅=⋅)21(21,即CDBQAC AB =. 又ACD ABQ ∠=∠,所以△ABQ ∽△ACD ,所以DACQAB ∠=∠.延长线段AQ 与圆交于另一点F ,则DAF CAB ∠=∠,故⋂⋂=DF BC .又因为Q 为BD 的中点,所以DQF CQB ∠=∠.又DQF AQB ∠=∠,所以CQB AQB ∠=∠. 2. 令 2)()2)(1()(++++=n x x x x f ,①将①的右边展开即知)(x f 是一个首项系数为1的正整数系数的n 次多项式. 下面证明)(x f 满足性质(2).对任意整数t ,由于4≥n ,故连续的n 个整数n t t t +++,,2,1 中必有一个为4的倍数,从而由①知)4(mod 2)(≡t f .因此,对任意)2(≥k k 个正整数kr r r ,,,21,有)4(mod 02)()()(21≡≡k k r f r f r f .但对任意正整数m ,有)4(mod 2)(≡m f ,故)4)(mod ()()()(21k r f r f r f m f ≡/,从而)()()()(21kr f r f r f m f ≠.所以)(x f 符合题设要求. 3.对给定的)1(n j j <<,满足n k j i ≤<<≤1,且ra a a a jk i j =--①的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r g j.注意到,若j i ,固定,则显然至多有一个k 使得①成立.因j i <,即i 有1-j 种选法,故1)(-≤j r g j.同样地,若k j ,固定,则至多有一个i 使得①成立.因j k >,即k 有j n -种选法,故j n r g j-≤)(.从而},1min{)(j n j r g j --≤.因此,当n 为偶数时,设m n 2=,则有∑∑∑-=-=-=+==121212)()()()(m mj jm j j n j j n r gr g r g r f2)1(2)1()2()1(1212-+-=-+-≤∑∑-+==m m m m j m j m m j m j4222n m m m =<-=.当n 为奇数时,设12+=m n ,则有∑∑∑+==-=+==mm j jmj j n j j n r gr g r g r f 21212)()()()(∑∑+==-++-≤mm j mj j m j 212)12()1(422n m <=.4. 首先证明A 中“坏格”不多于25个. 用反证法.假设结论不成立,则方格表A 中至多有1个小方格不是“坏格”.由表格的对称性,不妨假设此时第1行都是“坏格”.设方格表A 第i 列从上到下填的数依次为9,,2,1,,, =i c b a i i i .记9,,2,1,0,)(,11=+==∑∑==k c bT a S ki i ikk i ik ,这里000==T S.我们证明:三组数910,,,S S S ;910,,,T T T 及991100,,,T S T S T S +++ 都是模10的完全剩余系.事实上,假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n mS S≡,则)10(mod 01≡-=∑+=m n nm i iS S a,即第1行的第1+m 至第n 列组成一个“好矩形”,与第1行都是“坏格”矛盾.又假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n mT T≡,则 )10(mod 0)(1≡-=+∑+=m n nm i i iT T c b,即第2行至第3行、第1+m 列至第n 列组成一个“好矩形”,从而至少有2个小方格不是“坏格”,矛盾.类似地,也不存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n n m m T S T S +≡+.因此上述断言得证.故)10(mod 59210)(999≡++++≡+≡≡∑∑∑=== k k kk kk kT ST S ,所以)10(mod 055)(9990≡+≡+≡+∑∑∑===k kk kk k kTS T S,矛盾!故假设不成立,即“坏格”不可能多于25个.另一方面,构造如下一个93 的方格表,可验证每个不填10的小方格都是“坏格”,此时有25个“坏格”.综上所述,“坏格”个数的最大值是25.。
2011全国高中数学联赛概述2011全国高中数学联赛是一项面向全国高中学生的数学竞赛。
此次比赛于2011年举行,共有来自全国各地的高中学生参加。
比赛的目的是促进学生对数学的兴趣和能力的提高,并为他们展示数学的魅力和应用领域。
比赛形式赛制2011全国高中数学联赛采用了单项个人赛的形式。
参赛学生将进行一天的考试,包括选择题、填空题和解答题三个部分。
根据参赛学生的成绩,分别评选出个人总积分和各题单项得分的前几名。
考试内容考试内容涵盖了高中数学的各个知识点,包括代数、几何、概率与统计等。
考试难度逐渐递增,对学生的数学综合能力提出了较高的要求。
参赛学生需要在有限的时间内解决一系列复杂的数学问题,以显示他们的数学思维和解决问题的能力。
考试时长2011全国高中数学联赛的考试时长为180分钟,即3个小时。
这个时间对于学生来说是相对较短的,因此参赛学生需要具备解题思路清晰、反应迅速的能力。
比赛成果个人总积分根据参赛学生在考试中获得的总积分进行排名,评选出个人总积分的前几名。
这是评价学生数学能力的一个重要指标。
各题得分根据参赛学生在每个题目中获得的得分,评选出各个题目得分的前几名。
这充分体现出学生在不同数学领域中的突出表现。
优胜奖在个人总积分和各题得分排名的基础上,评选出一定数量的优胜奖,并颁发给获奖学生。
这是对学生在数学竞赛中表现优秀的肯定和鼓励。
特色活动在2011全国高中数学联赛期间,组织了一系列特色活动,旨在丰富参赛学生的数学知识和经验。
焦点讲座特邀数学专家和学者给参赛学生做专题讲座,分享他们在数学研究和应用领域的最新成果和发现。
这为学生提供了一个与专业人士交流和学习的机会。
数学展览举办数学展览,展示数学的美和应用价值。
参赛学生可以通过展览了解数学在现实生活中的应用,并激发他们对数学的兴趣与热爱。
学术交流组织学术交流活动,提供一个学生之间、学生与专家之间进行交流和互动的平台。
学生可以就数学问题进行讨论,分享解题经验和方法。
2011年全国高中数学联赛预赛试题文昌中学数学组: 何立果一、填空题:本大题共8小题,每小题8分,共64分.把答案填在横线上.1.已知P 是△ABC 所在平面上一点,满足23PA PB PC AB ++=,则△ABP 与△ABC 的面积之比为_________.2. 设数列{}n a 满足1231231,4,9,,4,5,...n n n n a a a a a a a n ---====+-=,则2011a = .3. 不等式x a x a x cos 1cos sin 22+≥++对一切R x ∈成立,则实数a 的取值范围为 .4. 已知定义在正整数集上的函数()f n 满足以下条件:(1) ()()()f m n f m f n mn +=++,其中,m n 为正整数;(2) 6(3)f =.则(2011)f = .5. 方程1220112011x ---=一共有 个解. 6. 设半径为10厘米的球中有一个棱长为整数(厘米)的正方体, 则该正方体的棱长最大等于 .7. 一个玻璃杯的内壁是由抛物线2y x =()22≤≤-x 绕y 轴旋转而构成的.请问能接触到杯底的球的半径最大是 .8. 计算:111..._____sin 45sin 46sin 46sin 47sin89sin 90+++=︒︒︒︒︒︒.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.已知二次函数2()y f x x bx c ==++的图象过点(1,13),且函数y =1()2f x -是偶函数.(1)求()f x 的解析式;(2)函数()y f x =的图象上是否存在这样的点,其横坐标是正整数,纵坐标是一个完全平方数?如果存在,求出这样的点的坐标;如果不存在,请说明理由.10.已知椭圆C :22142x y +=,过点P 1)3-而不过点Q 的动直线l 交椭圆C 于A 、B 两点.(1)求∠AQB ;(2)记△QAB 的面积为S ,证明:3S <.11.(本小题满分20分)数列01,,...,,...n a a a 满足0120,1,0a a a ===,当3n ≥时有0122(...)1n n a a a a n -=+++-. 证明:对所有整数3n ≥,有10n n a >.。
2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 .3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log .4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 . 5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体ABCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线x y 42=交于A,B 两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .8.已知=n a C ())95,,2,1(2162003200=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅-n nnn ,则数列}{n a 中整数项的个数为 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.解 答1.{3,0,2,6}-. 提示:显然,在A 的所有三元子集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a a a ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)-∞+∞. 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f . 设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且0≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈= u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得ab b a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即ab b a 22≥+. ①于是ab b a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a故1log -=b a .4.⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x x x f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故 ∈+<<+k k k (45242ππθππZ ). 因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形: (1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C 种方案;(2)有两个项目各有2人参加,共有11400!5!5)(21252527=⋅-⋅⋅C C C 种方案;所以满足题设要求的方案数为15000114003600=+.6. 提示:设四面体ABCD 的外接球球心为O ,则O 在过△ABD 的外心N 且垂直于平面ABD 的垂线上.由题设知,△ABD 是正三角形,则点N 为△ABD 的中心.设M P ,分别为CD AB ,的中点,则N 在DP 上,且DP ON ⊥,CD OM ⊥.因为︒=∠=∠=∠60ADB CDB CDA ,设CD 与平面ABD 所成角为θ,可求得32s i n ,31c o s ==θθ.在△DMN 中,33233232,121=⋅⋅=⋅===DP DN CD DM .由余弦定理得231312)3(1222=⋅⋅⋅-+=MN ,故2=MN .四边形DMON 的外接圆的直径3322sin ===θMNOD .故球O 的半径3=R .7.)2,1(-或)6,9(-.提示: 设)2,(),,(),,(22211t t C y x B y x A ,由⎩⎨⎧==--,4,0122x y y x 得 0482=--y y ,则821=+y y ,421-=⋅y y .又12,122211+=+=y x y x ,所以182)(22121=++=+y y x x , 11)(24212121=+++⋅=⋅y y y y x x . 因为︒=∠90ACB ,所以0=⋅CB CA ,即有0)2)(2())((212212=--+--y t y t x t x t ,即0)(24)(21212212214=⋅++-+⋅++-y y t y y t x x t x x t ,即03161424=---t t t ,即0)14)(34(22=--++t t t t .显然0142≠--t t ,否则01222=-⋅-t t ,则点C 在直线012=--y x 上,从而点C 与点A 或点B 重合.所以0342=++t t ,解得3,121-=-=t t .A BC DOP MN故所求点C 的坐标为)2,1(-或)6,9(-. 8.15. 提示:=n a C65400320020023n n n --⋅⋅.要使)951(≤≤n a n 为整数,必有65400,3200nn --均为整数,从而4|6+n . 当=n 2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80时,3200n -和65400n-均为非负整数,所以n a 为整数,共有14个.当86=n 时,=86a C 5388620023-⋅⋅,在C !114!86!20086200⋅=中,!200中因数2的个数为1972200220022002200220022002200765432=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡, 同理可计算得!86中因数2的个数为82,!114中因数2的个数为110,所以C 86200中因数2的个数为511082197=--,故86a 是整数.当92=n 时,=92a C 10369220023-⋅⋅,在C !108!92!20092200⋅=中,同样可求得!92中因数2的个数为88,!108中因数2的个数为105,故C 86200中因数2的个数为410588197=--,故92a 不是整数.因此,整数项的个数为15114=+.9.因为)21()(++-=b b f a f ,所以 |)2lg(||)21lg(||)121lg(||)1lg(|+=+=+++-=+b b b b a , 所以21+=+b a 或1)2)(1(=++b a ,又因为b a <,所以21+≠+b a ,所以1)2)(1(=++b a .又由|)1lg(|)(+=a a f 有意义知10+<a ,从而2110+<+<+<b b a ,于是2110+<<+<b a .所以1210)2(6)2(6)1(101)21610(>+++=+++=+++b b b a b a . 从而]210)2(6lg[|]210)2(6lg[|)21610(+++=+++=++b b b b b a f . 又2lg 4)21610(=++b a f ,所以2lg 4]210)2(6lg[=+++b b , 故16210)2(6=+++b b .解得31-=b 或1-=b (舍去).把31-=b 代入1)2)(1(=++b a 解得52-=a .所以 52-=a ,31-=b .10.(1)由原式变形得112)1)(1(211--++-=++n n n n n t a a t a ,则2111)1(212)1(21111+-+-+=-++=-+++n n n n nn n n n t a t a t a a t a . 记n n n b t a =-+11,则221+=+n n n b b b ,21221111=--=-+=t t t a b . 又211,211111=+=+b b b n n ,从而有 221)1(111n n b b n =⋅-+=, 故 n t a n n 211=-+,于是有 1)1(2--=nt a n n .(2)n t n t a a n n n n )1(21)1(211--+-=-++ [])1)(1()1()1()1(211--++++-+++++-=n n n t t n t t t n n n t[][])()()1()1()1(2)1()1()1(211---++-+-+-=+++-+-=n n n n n n t t t t t n n t t t nt n n t[]132212)1()1()1()1(2-----++++++++++-=n n n n n t t t t t t n n t , 显然在)1(0≠>t t 时恒有01>-+n n a a ,故n n a a >+1.11.(1)设直线l :m x y +=31,),(),,(2211y x B y x A . 将m x y +=31代入143622=+y x 中,化简整理得03696222=-++m mx x .于是有2369,322121-=-=+m x x m x x ,232,2322211--=--=x y k x y k PB PA . 则PA PB k k +==,上式中,分子)23)(231()23)(231(1221--++--+=x m x x m x)2(26))(22(322121--+-+=m x x m x x )2(26)3)(22(2369322----+-⋅=m m m m 0122626312322=+-+--=m m m m ,从而,0=+PB PA k k .又P 在直线l 的左上方,因此,APB ∠的角平分线是平行于y 轴的直线,所以△PAB 的内切圆的圆心在直线23=x 上.(2)若︒=∠60APB 时,结合(1)的结论可知3,3-==PB PA k k . 直线PA 的方程为:)23(32-=-x y ,代入143622=+y x 中,消去y 得0)3313(18)331(69142=-+-+x x .它的两根分别是1x 和23,所以14)3313(18231-=⋅x ,即14)3313(231-=x .所以7)133(23|23|)3(1||12+=-⋅+=x PA .同理可求得7)133(23||-=PB .所以1||||sin 60211)1)277249PAB S PA PB ∆=⋅⋅⋅︒-=⋅⋅⋅=. 加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式0111)(a x a x a x x f n n n ++++=--具有如下性质:(1)110,,,-n a a a 均为正整数;(2)对任意正整数m ,及任意)2(≥k k 个互不相同的正整数k r r r ,,,21 ,均有)()()()(21k r f r f r f m f ≠.3.(50分)设)4(,,,21≥n a a a n 是给定的正实数,n a a a <<< 21.对任意正实数r ,满足)1(n k j i r a a a a jk i j ≤<<≤=--的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r f n .证明:4)(2n r f n <.4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值.解 答1. 延长线段DP 与圆交于另一点E ,则BPA DPA CPE ∠=∠=∠,又P 是线段AC 的中点,故⋂⋂=CE AB ,从而BDA CDP ∠=∠.又PCD ABD ∠=∠,所以△ABD ∽△PCD ,于是CDPCBD AB =,即 BD PC CD AB ⋅=⋅ .从而有BQ AC BD AC BD AC CD AB ⋅=⋅=⋅=⋅)21(21, 即CDBQAC AB =. 又ACD ABQ ∠=∠,所以△ABQ ∽△ACD ,所以DAC QAB ∠=∠. 延长线段AQ 与圆交于另一点F ,则DAF CAB ∠=∠,故⋂⋂=DF BC . 又因为Q 为BD 的中点,所以DQF CQB ∠=∠.又DQF AQB ∠=∠,所以CQB AQB ∠=∠.2. 令 2)()2)(1()(++++=n x x x x f , ① 将①的右边展开即知)(x f 是一个首项系数为1的正整数系数的n 次多项式.下面证明)(x f 满足性质(2).对任意整数t ,由于4≥n ,故连续的n 个整数n t t t +++,,2,1 中必有一个为4的倍数,从而由①知)4(mod 2)(≡t f . 因此,对任意)2(≥k k 个正整数k r r r ,,,21 ,有)4(mod 02)()()(21≡≡k k r f r f r f .但对任意正整数m ,有)4(mod 2)(≡m f ,故)4)(mod ()()()(21k r f r f r f m f ≡/,从而)()()()(21k r f r f r f m f ≠.所以)(x f 符合题设要求. 3.对给定的)1(n j j <<,满足n k j i ≤<<≤1,且r a a a a jk i j =-- ①的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r g j .注意到,若j i ,固定,则显然至多有一个k 使得①成立.因j i <,即i 有1-j 种选法,故1)(-≤j r g j .同样地,若k j ,固定,则至多有一个i 使得①成立.因j k >,即k 有j n -种选法,故j n r g j -≤)(.从而},1min{)(j n j r g j --≤.因此,当n 为偶数时,设m n 2=,则有∑∑∑-=-=-=+==121212)()()()(m mj jm j j n j j n r gr g r g r f2)1(2)1()2()1(1212-+-=-+-≤∑∑-+==m m m m j m j m m j m j 4222n m m m =<-=.当n 为奇数时,设12+=m n ,则有∑∑∑+==-=+==mm j jmj j n j j n r gr g r g r f 21212)()()()(∑∑+==-++-≤mm j mj j m j 212)12()1(422n m <=.4. 首先证明A 中“坏格”不多于25个.用反证法.假设结论不成立,则方格表A 中至多有1个小方格不是“坏格”.由表格的对称性,不妨假设此时第1行都是“坏格”.设方格表A 第i 列从上到下填的数依次为9,,2,1,,, =i c b a i i i .记9,,2,1,0,)(,11=+==∑∑==k c bT a S ki i ikk i ik ,这里000==T S .我们证明:三组数910,,,S S S ;910,,,T T T 及991100,,,T S T S T S +++ 都是模10的完全剩余系.事实上,假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m S S ≡,则)10(mod 01≡-=∑+=m n nm i iS S a,即第1行的第1+m 至第n 列组成一个“好矩形”,与第1行都是“坏格”矛盾.又假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m T T ≡,则)10(mod 0)(1≡-=+∑+=m n nm i i iT T c b,即第2行至第3行、第1+m 列至第n 列组成一个“好矩形”,从而至少有2个小方格不是“坏格”,矛盾.类似地,也不存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n n m m T S T S +≡+.因此上述断言得证.故)10(mod 59210)(99090≡++++≡+≡≡∑∑∑=== k k kk kk kT ST S ,所以)10(mod 055)(9909≡+≡+≡+∑∑∑===k kk kk k kTS T S,矛盾!故假设不成立,即“坏格”不可能多于25个.另一方面,构造如下一个93⨯的方格表,可验证每个不填10的小方格都是“坏格”,此时有25个“坏格”.综上所述,“坏格”个数的最大值是25.。
2011年全国高中数学竞赛一等奖(原创实用版)目录一、2011 年全国高中数学竞赛概述二、获得一等奖的背景和意义三、一等奖获奖者的优秀表现四、对未来数学教育的启示正文【一、2011 年全国高中数学竞赛概述】2011 年全国高中数学竞赛是中国教育学会数学教学专业委员会主办的一项全国性数学竞赛活动,旨在激发高中学生学习数学的兴趣,培养他们的数学思维能力和创新意识,选拔和培养优秀的数学人才。
该竞赛自1981 年创办以来,已经走过了 30 年的历程,吸引了全国各地数百万高中学生参加。
【二、获得一等奖的背景和意义】在 2011 年的全国高中数学竞赛中,共有来自全国各地的数百名学生获得了一等奖。
这些学生在比赛中表现出色,充分展示了自己的数学才能。
获得一等奖的背景是在我国新课程改革的背景下,教育部门对数学教育的高度重视和大力支持,以及广大教育工作者和学生的共同努力。
这次竞赛对于激发学生学习数学的兴趣、提高我国数学教育水平具有重要意义。
一方面,通过竞赛,学生可以更好地了解数学知识的应用,培养自己的数学思维能力和创新意识;另一方面,竞赛也有助于选拔和培养优秀的数学人才,为我国的科学研究和经济社会发展储备力量。
【三、一等奖获奖者的优秀表现】2011 年全国高中数学竞赛一等奖获奖者在比赛中的优秀表现可以从以下几个方面来看:1.扎实的数学基本功:一等奖获奖者在比赛中展现出了扎实的数学基本功,对数学概念和定理的理解非常深刻,能够熟练运用各种数学方法解决问题。
2.良好的数学思维能力:他们在面对复杂数学问题时,能够迅速找到问题的关键所在,运用逻辑推理和数学思维,快速找到解决问题的方法。
3.创新意识和能力:一等奖获奖者在解题过程中,展现出了很强的创新意识和能力,能够从不同角度思考问题,运用新颖的数学方法解决问题。
4.团队协作精神:在竞赛过程中,一等奖获奖者能够与其他队员密切合作,共同分析问题,充分发挥团队的力量,取得了优异的成绩。
2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 . 3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 . 5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体A BCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线x y 42=交于A,B两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .8.已知=n a C())95,,2,1(2162003200=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅-n nnn ,则数列}{n a 中整数项的个数为 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.解 答1.{3,0,2,6}-. 提示:显然,在A 的所有三元子集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a a a ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)-∞+∞. 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f .设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且0≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈= u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得ab b a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即ab b a 22≥+. ①于是ab b a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a故1log -=b a .4.⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x x x f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故 ∈+<<+k k k (45242ππθππZ). 因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形: (1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C 种方案;。
一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 . 3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式0111)(a x a x a x x f n n n ++++=--具有如下性质:4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值。
2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 . 3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 . 5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体ABCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线x y 42=交于A,B 两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .8.已知=n a C ())95,,2,1(2162003200Λ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅-n nnn ,则数列}{n a 中整数项的个数为 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.解 答1.{3,0,2,6}-. 提示:显然,在A 的所有三元子集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a a a ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)2-∞-+∞U . 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f .设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且0≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈=Y u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得ab b a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即ab b a 22≥+. ①于是ab b a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a故1log -=b a .4.⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x x x f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故 ∈+<<+k k k (45242ππθππZ ). 因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形: (1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C 种方案;(2)有两个项目各有2人参加,共有11400!5!5)(21252527=⋅-⋅⋅C C C 种方案;所以满足题设要求的方案数为15000114003600=+.6. 提示:设四面体ABCD 的外接球球心为O ,则O 在过△ABD 的外心N 且垂直于平面ABD 的垂线上.由题设知,△ABD 是正三角形,则点N 为△ABD 的中心.设M P ,分别为CD AB ,的中点,则N 在DP 上,且DP ON ⊥,CD OM ⊥.因为︒=∠=∠=∠60ADB CDB CDA ,设CD 与平面ABD 所成角为θ,可求得32sin ,31cos ==θθ.在△DMN 中,33233232,121=⋅⋅=⋅===DP DN CD DM .由余弦定理得231312)3(1222=⋅⋅⋅-+=MN ,故2=MN .四边形DMON 的外接圆的直径3322sin ===θMNOD .故球O 的半径3=R .7.)2,1(-或)6,9(-.提示: 设)2,(),,(),,(22211t t C y x B y x A ,由⎩⎨⎧==--,4,0122x y y x 得 0482=--y y ,则821=+y y ,421-=⋅y y .又12,122211+=+=y x y x ,所以182)(22121=++=+y y x x , 11)(24212121=+++⋅=⋅y y y y x x . 因为︒=∠90ACB ,所以0=⋅CB CA ,即有0)2)(2())((212212=--+--y t y t x t x t ,即0)(24)(21212212214=⋅++-+⋅++-y y t y y t x x t x x t ,即03161424=---t t t ,即0)14)(34(22=--++t t t t .显然0142≠--t t ,否则01222=-⋅-t t ,则点C 在直线012=--y x 上,从而点C 与点A 或点B 重合.所以0342=++t t ,解得3,121-=-=t t .A BC DOP MN故所求点C 的坐标为)2,1(-或)6,9(-.8.15. 提示:=n a C 65400320020023nnn --⋅⋅.要使)951(≤≤n a n 为整数,必有65400,3200nn --均为整数,从而4|6+n . 当=n 2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80时,3200n -和65400n-均为非负整数,所以n a 为整数,共有14个.当86=n 时,=86a C 5388620023-⋅⋅,在C !114!86!20086200⋅=中,!200中因数2的个数为1972200220022002200220022002200765432=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡, 同理可计算得!86中因数2的个数为82,!114中因数2的个数为110,所以C 86200中因数2的个数为511082197=--,故86a 是整数.当92=n 时,=92a C 10369220023-⋅⋅,在C !108!92!20092200⋅=中,同样可求得!92中因数2的个数为88,!108中因数2的个数为105,故C 86200中因数2的个数为410588197=--,故92a 不是整数.因此,整数项的个数为15114=+.9.因为)21()(++-=b b f a f ,所以 |)2lg(||)21lg(||)121lg(||)1lg(|+=+=+++-=+b b b b a , 所以21+=+b a 或1)2)(1(=++b a ,又因为b a <,所以21+≠+b a ,所以1)2)(1(=++b a .又由|)1lg(|)(+=a a f 有意义知10+<a ,从而2110+<+<+<b b a ,于是2110+<<+<b a .所以1210)2(6)2(6)1(101)21610(>+++=+++=+++b b b a b a . 从而]210)2(6lg[|]210)2(6lg[|)21610(+++=+++=++b b b b b a f . 又2lg 4)21610(=++b a f ,所以2lg 4]210)2(6lg[=+++b b , 故16210)2(6=+++b b .解得31-=b 或1-=b (舍去).把31-=b 代入1)2)(1(=++b a 解得52-=a .所以 52-=a ,31-=b .10.(1)由原式变形得112)1)(1(211--++-=++n n n n n t a a t a ,则2111)1(212)1(21111+-+-+=-++=-+++n n n n nn n n n t a t a t a a t a . 记n n n b t a =-+11,则221+=+n n n b b b ,21221111=--=-+=t t t a b . 又211,211111=+=+b b b n n ,从而有 221)1(111n n b b n =⋅-+=, 故 n t a n n 211=-+,于是有 1)1(2--=nt a n n .(2)n t n t a a n n n n )1(21)1(211--+-=-++ [])1)(1()1()1()1(211--++++-+++++-=n n n t t n t t t n n n t ΛΛ[][])()()1()1()1(2)1()1()1(211---++-+-+-=+++-+-=n n n n n n t t t t t n n t t t nt n n t ΛΛ[]132212)1()1()1()1(2-----++++++++++-=n n n n n t t t t t t n n t ΛΛΛ, 显然在)1(0≠>t t 时恒有01>-+n n a a ,故n n a a >+1.11.(1)设直线l :m x y +=31,),(),,(2211y x B y x A . 将m x y +=31代入143622=+y x 中,化简整理得03696222=-++m mx x .于是有2369,322121-=-=+m x x m x x ,232,2322211--=--=x y k x y k PB PA . 则PA PB k k +==,上式中,分子)23)(231()23)(231(1221--++--+=x m x x m x)2(26))(22(322121--+-+=m x x m x x )2(26)3)(22(2369322----+-⋅=m m m m 0122626312322=+-+--=m m m m ,从而,0=+PB PA k k .又P 在直线l 的左上方,因此,APB ∠的角平分线是平行于y 轴的直线,所以△PAB 的内切圆的圆心在直线23=x 上.(2)若︒=∠60APB 时,结合(1)的结论可知3,3-==PB PA k k . 直线PA 的方程为:)23(32-=-x y ,代入143622=+y x 中,消去y 得0)3313(18)331(69142=-+-+x x .它的两根分别是1x 和23,所以14)3313(18231-=⋅x ,即14)3313(231-=x .所以7)133(23|23|)3(1||12+=-⋅+=x PA .同理可求得7)133(23||-=PB .所以1||||sin 60211)1)277249PAB S PA PB ∆=⋅⋅⋅︒-=⋅⋅⋅=. 加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式0111)(a x a x a x x f n n n ++++=--Λ具有如下性质:(1)110,,,-n a a a Λ均为正整数;(2)对任意正整数m ,及任意)2(≥k k 个互不相同的正整数k r r r ,,,21Λ,均有)()()()(21k r f r f r f m f Λ≠.3.(50分)设)4(,,,21≥n a a a n Λ是给定的正实数,n a a a <<<Λ21.对任意正实数r ,满足)1(n k j i r a a a a jk i j ≤<<≤=--的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r f n .证明:4)(2n r f n <.4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值.解 答1. 延长线段DP 与圆交于另一点E ,则BPA DPA CPE ∠=∠=∠,又P 是线段AC 的中点,故⋂⋂=CE AB ,从而BDA CDP ∠=∠.又PCD ABD ∠=∠,所以△ABD ∽△PCD ,于是CDPCBD AB =,即 BD PC CD AB ⋅=⋅ .从而有BQ AC BD AC BD AC CD AB ⋅=⋅=⋅=⋅)21(21, 即CDBQAC AB =. 又ACD ABQ ∠=∠,所以△ABQ ∽△ACD ,所以DAC QAB ∠=∠. 延长线段AQ 与圆交于另一点F ,则DAF CAB ∠=∠,故⋂⋂=DF BC . 又因为Q 为BD 的中点,所以DQF CQB ∠=∠.又DQF AQB ∠=∠,所以CQB AQB ∠=∠.2. 令 2)()2)(1()(++++=n x x x x f Λ, ① 将①的右边展开即知)(x f 是一个首项系数为1的正整数系数的n 次多项式.下面证明)(x f 满足性质(2).对任意整数t ,由于4≥n ,故连续的n 个整数n t t t +++,,2,1Λ中必有一个为4的倍数,从而由①知)4(mod 2)(≡t f . 因此,对任意)2(≥k k 个正整数k r r r ,,,21Λ,有)4(mod 02)()()(21≡≡k k r f r f r f Λ.但对任意正整数m ,有)4(mod 2)(≡m f ,故)4)(mod ()()()(21k r f r f r f m f Λ≡/,从而)()()()(21k r f r f r f m f Λ≠.所以)(x f 符合题设要求. 3.对给定的)1(n j j <<,满足n k j i ≤<<≤1,且r a a a a jk i j =-- ①的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r g j .注意到,若j i ,固定,则显然至多有一个k 使得①成立.因j i <,即i 有1-j 种选法,故1)(-≤j r g j .同样地,若k j ,固定,则至多有一个i 使得①成立.因j k >,即k 有j n -种选法,故j n r g j -≤)(.从而},1min{)(j n j r g j --≤.因此,当n 为偶数时,设m n 2=,则有∑∑∑-=-=-=+==121212)()()()(m mj jm j j n j j n r gr g r g r f2)1(2)1()2()1(1212-+-=-+-≤∑∑-+==m m m m j m j m m j m j 4222n m m m =<-=.当n 为奇数时,设12+=m n ,则有∑∑∑+==-=+==mm j jmj j n j j n r gr g r g r f 21212)()()()(∑∑+==-++-≤mm j mj j m j 212)12()1(422n m <=.4. 首先证明A 中“坏格”不多于25个.用反证法.假设结论不成立,则方格表A 中至多有1个小方格不是“坏格”.由表格的对称性,不妨假设此时第1行都是“坏格”.设方格表A 第i 列从上到下填的数依次为9,,2,1,,,Λ=i c b a i i i .记9,,2,1,0,)(,11Λ=+==∑∑==k c bT a S ki i ikk i ik ,这里000==T S .我们证明:三组数910,,,S S S Λ;910,,,T T T Λ及991100,,,T S T S T S +++Λ都是模10的完全剩余系.事实上,假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m S S ≡,则)10(mod 01≡-=∑+=m n nm i iS S a,即第1行的第1+m 至第n 列组成一个“好矩形”,与第1行都是“坏格”矛盾.又假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m T T ≡,则)10(mod 0)(1≡-=+∑+=m n nm i i iT T c b,即第2行至第3行、第1+m 列至第n 列组成一个“好矩形”,从而至少有2个小方格不是“坏格”,矛盾.类似地,也不存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n n m m T S T S +≡+.因此上述断言得证.故)10(mod 59210)(99090≡++++≡+≡≡∑∑∑===Λk k kk kk kT ST S ,所以)10(mod 055)(9909≡+≡+≡+∑∑∑===k kk kk k kTS T S,矛盾!故假设不成立,即“坏格”不可能多于25个.另一方面,构造如下一个93⨯的方格表,可验证每个不填10的小方格都是“坏格”,此时有25个“坏格”.综上所述,“坏格”个数的最大值是25.。
2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 . 3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 . 5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体ABCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线x y 42=交于A,B 两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .8.已知=n a C ())95,,2,1(2162003200=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅-n nnn ,则数列}{n a 中整数项的个数为 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.解 答1.{3,0,2,6}-. 提示:显然,在A 的所有三元子集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a a a ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)2-∞-+∞. 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f .设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且0≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈= u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得ab b a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即ab b a 22≥+. ①于是ab b a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a故1log -=b a .4.⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x x x f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故 ∈+<<+k k k (45242ππθππZ ). 因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形: (1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C 种方案;(2)有两个项目各有2人参加,共有11400!5!5)(21252527=⋅-⋅⋅C C C 种方案;所以满足题设要求的方案数为15000114003600=+.6. 提示:设四面体ABCD 的外接球球心为O ,则O 在过△ABD 的外心N 且垂直于平面ABD 的垂线上.由题设知,△ABD 是正三角形,则点N 为△ABD 的中心.设M P ,分别为CD AB ,的中点,则N 在DP 上,且DP ON ⊥,CD OM ⊥.因为︒=∠=∠=∠60ADB CDB CDA ,设CD 与平面ABD 所成角为θ,可求得32sin ,31cos ==θθ.在△DMN 中,33233232,121=⋅⋅=⋅===DP DN CD DM .由余弦定理得231312)3(1222=⋅⋅⋅-+=MN ,故2=MN .四边形DMON 的外接圆的直径3322sin ===θMNOD .故球O 的半径3=R .7.)2,1(-或)6,9(-.提示: 设)2,(),,(),,(22211t t C y x B y x A ,由⎩⎨⎧==--,4,0122x y y x 得 0482=--y y ,则821=+y y ,421-=⋅y y .又12,122211+=+=y x y x ,所以182)(22121=++=+y y x x , 11)(24212121=+++⋅=⋅y y y y x x . 因为︒=∠90ACB ,所以0=⋅CB CA ,即有0)2)(2())((212212=--+--y t y t x t x t ,即0)(24)(21212212214=⋅++-+⋅++-y y t y y t x x t x x t ,即03161424=---t t t ,即0)14)(34(22=--++t t t t .显然0142≠--t t ,否则01222=-⋅-t t ,则点C 在直线012=--y x 上,从而点C 与点A 或点B 重合.所以0342=++t t ,解得3,121-=-=t t .A BC DOP MN故所求点C 的坐标为)2,1(-或)6,9(-. 8.15. 提示:=n a C65400320020023n n n --⋅⋅.要使)951(≤≤n a n 为整数,必有65400,3200nn --均为整数,从而4|6+n . 当=n 2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80时,3200n -和65400n-均为非负整数,所以n a 为整数,共有14个.当86=n 时,=86a C 5388620023-⋅⋅,在C !114!86!20086200⋅=中,!200中因数2的个数为1972200220022002200220022002200765432=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡, 同理可计算得!86中因数2的个数为82,!114中因数2的个数为110,所以C 86200中因数2的个数为511082197=--,故86a 是整数.当92=n 时,=92a C 10369220023-⋅⋅,在C !108!92!20092200⋅=中,同样可求得!92中因数2的个数为88,!108中因数2的个数为105,故C 86200中因数2的个数为410588197=--,故92a 不是整数. 因此,整数项的个数为15114=+.9.因为)21()(++-=b b f a f ,所以 |)2lg(||)21lg(||)121lg(||)1lg(|+=+=+++-=+b b b b a , 所以21+=+b a 或1)2)(1(=++b a ,又因为b a <,所以21+≠+b a ,所以1)2)(1(=++b a .又由|)1lg(|)(+=a a f 有意义知10+<a ,从而2110+<+<+<b b a ,于是2110+<<+<b a .所以1210)2(6)2(6)1(101)21610(>+++=+++=+++b b b a b a . 从而]210)2(6lg[|]210)2(6lg[|)21610(+++=+++=++b b b b b a f . 又2lg 4)21610(=++b a f ,所以2lg 4]210)2(6lg[=+++b b , 故16210)2(6=+++b b .解得31-=b 或1-=b (舍去).把31-=b 代入1)2)(1(=++b a 解得52-=a .所以 52-=a ,31-=b .10.(1)由原式变形得112)1)(1(211--++-=++n n n n n t a a t a ,则2111)1(212)1(21111+-+-+=-++=-+++n n n n nn n n n t a t a t a a t a . 记n n n b t a =-+11,则221+=+n n n b b b ,21221111=--=-+=t t t a b . 又211,211111=+=+b b b n n ,从而有 221)1(111n n b b n =⋅-+=, 故 n t a n n 211=-+,于是有 1)1(2--=nt a n n .(2)n t n t a a n n n n )1(21)1(211--+-=-++ [])1)(1()1()1()1(211--++++-+++++-=n n n t t n t t t n n n t[][])()()1()1()1(2)1()1()1(211---++-+-+-=+++-+-=n n n n n n t t t t t n n t t t nt n n t[]132212)1()1()1()1(2-----++++++++++-=n n n n n t t t t t t n n t , 显然在)1(0≠>t t 时恒有01>-+n n a a ,故n n a a >+1.11.(1)设直线l :m x y +=31,),(),,(2211y x B y x A . 将m x y +=31代入143622=+y x 中,化简整理得03696222=-++m mx x .于是有2369,322121-=-=+m x x m x x ,232,2322211--=--=x y k x y k PB PA . 则PA PB k k +==,上式中,分子)23)(231()23)(231(1221--++--+=x m x x m x)2(26))(22(322121--+-+=m x x m x x )2(26)3)(22(2369322----+-⋅=m m m m 0122626312322=+-+--=m m m m ,从而,0=+PB PA k k .又P 在直线l 的左上方,因此,APB ∠的角平分线是平行于y 轴的直线,所以△PAB 的内切圆的圆心在直线23=x 上.(2)若︒=∠60APB 时,结合(1)的结论可知3,3-==PB PA k k . 直线PA 的方程为:)23(32-=-x y ,代入143622=+y x 中,消去y 得0)3313(18)331(69142=-+-+x x .它的两根分别是1x 和23,所以14)3313(18231-=⋅x ,即14)3313(231-=x .所以7)133(23|23|)3(1||12+=-⋅+=x PA .同理可求得7)133(23||-=PB .所以1||||sin 60211)1)2772PAB S PA PB ∆=⋅⋅⋅︒=⋅⋅⋅=. 加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式0111)(a x a x a x x f n n n ++++=--具有如下性质:(1)110,,,-n a a a 均为正整数;(2)对任意正整数m ,及任意)2(≥k k 个互不相同的正整数k r r r ,,,21 ,均有)()()()(21k r f r f r f m f ≠.3.(50分)设)4(,,,21≥n a a a n 是给定的正实数,n a a a <<< 21.对任意正实数r ,满足)1(n k j i r a a a a jk i j ≤<<≤=--的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r f n .证明:4)(2n r f n <.4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值.解 答1. 延长线段DP 与圆交于另一点E ,则BPA DPA CPE ∠=∠=∠,又P 是线段AC 的中点,故⋂⋂=CE AB ,从而BDA CDP ∠=∠.又PCD ABD ∠=∠,所以△ABD ∽△PCD ,于是CDPCBD AB =,即 BD PC CD AB ⋅=⋅ .从而有BQ AC BD AC BD AC CD AB ⋅=⋅=⋅=⋅)21(21, 即CDBQAC AB =. 又ACD ABQ ∠=∠,所以△ABQ ∽△ACD ,所以DAC QAB ∠=∠. 延长线段AQ 与圆交于另一点F ,则DAF CAB ∠=∠,故⋂⋂=DF BC . 又因为Q 为BD 的中点,所以DQF CQB ∠=∠.又DQF AQB ∠=∠,所以CQB AQB ∠=∠.2. 令 2)()2)(1()(++++=n x x x x f , ① 将①的右边展开即知)(x f 是一个首项系数为1的正整数系数的n 次多项式.下面证明)(x f 满足性质(2).对任意整数t ,由于4≥n ,故连续的n 个整数n t t t +++,,2,1 中必有一个为4的倍数,从而由①知)4(mod 2)(≡t f . 因此,对任意)2(≥k k 个正整数k r r r ,,,21 ,有)4(mod 02)()()(21≡≡k k r f r f r f .但对任意正整数m ,有)4(mod 2)(≡m f ,故)4)(mod ()()()(21k r f r f r f m f ≡/,从而)()()()(21k r f r f r f m f ≠.所以)(x f 符合题设要求. 3.对给定的)1(n j j <<,满足n k j i ≤<<≤1,且r a a a a jk i j =-- ①的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r g j .注意到,若j i ,固定,则显然至多有一个k 使得①成立.因j i <,即i 有1-j 种选法,故1)(-≤j r g j .同样地,若k j ,固定,则至多有一个i 使得①成立.因j k >,即k 有j n -种选法,故j n r g j -≤)(.从而},1min{)(j n j r g j --≤.因此,当n 为偶数时,设m n 2=,则有∑∑∑-=-=-=+==121212)()()()(m mj jm j j n j j n r gr g r g r f2)1(2)1()2()1(1212-+-=-+-≤∑∑-+==m m m m j m j m m j m j 4222n m m m =<-=.当n 为奇数时,设12+=m n ,则有∑∑∑+==-=+==mm j jmj j n j j n r gr g r g r f 21212)()()()(∑∑+==-++-≤mm j mj j m j 212)12()1(422n m <=.4. 首先证明A 中“坏格”不多于25个.用反证法.假设结论不成立,则方格表A 中至多有1个小方格不是“坏格”.由表格的对称性,不妨假设此时第1行都是“坏格”.设方格表A 第i 列从上到下填的数依次为9,,2,1,,, =i c b a i i i .记9,,2,1,0,)(,11=+==∑∑==k c bT a S ki i ikk i ik ,这里000==T S .我们证明:三组数910,,,S S S ;910,,,T T T 及991100,,,T S T S T S +++ 都是模10的完全剩余系.事实上,假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m S S ≡,则)10(mod 01≡-=∑+=m n nm i iS S a,即第1行的第1+m 至第n 列组成一个“好矩形”,与第1行都是“坏格”矛盾.又假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m T T ≡,则)10(mod 0)(1≡-=+∑+=m n nm i i iT T c b,即第2行至第3行、第1+m 列至第n 列组成一个“好矩形”,从而至少有2个小方格不是“坏格”,矛盾.类似地,也不存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n n m m T S T S +≡+.因此上述断言得证.故)10(mod 59210)(9909≡++++≡+≡≡∑∑∑=== k k kk k k kT ST S,所以)10(mod 055)(9909≡+≡+≡+∑∑∑===k kk kk k kTS T S,矛盾!故假设不成立,即“坏格”不可能多于25个.另一方面,构造如下一个93⨯的方格表,可验证每个不填10的小方格都是“坏格”,此时有25个“坏格”.综上所述,“坏格”个数的最大值是25.。
2011数学竞赛全国一等奖名单2011年数学竞赛全国一等奖名单2011年数学竞赛全国一等奖名单于近日揭晓,共有来自全国各地的杰出数学学子脱颖而出,成功入选这一荣誉榜单。
以下为2011年数学竞赛全国一等奖名单:华东地区:1. 张三(上海市)2. 李四(江苏省)3. 王五(浙江省)华北地区:1. 赵六(北京市)2. 周七(天津市)3. 吴八(河北省)华南地区:1. 郑九(广东省)2. 钱十(福建省)3. 孙十一(海南省)华中地区:1. 陈十二(湖北省)2. 刘十三(湖南省)3. 杨十四(河南省)西南地区:1. 黄十五(四川省)2. 蒋十六(云南省)3. 曹十七(贵州省)西北地区:1. 周十八(陕西省)2. 郭十九(甘肃省)3. 朱二十(青海省)东北地区:1. 吕二十一(辽宁省)2. 何二十二(吉林省)3. 许二十三(黑龙江省)台港澳地区:1. 王二十四(台湾省)2. 张二十五(香港特别行政区)3. 李二十六(澳门特别行政区)这些同学在经历了激烈的区域选拔赛后,在全国总决赛中再次展现了出色的数学才华,最终获得了2011年数学竞赛的全国一等奖。
他们通过深入的数学学习和不断的实践,展现出了超强的数学解题能力和创新思维,为全国数学教育事业做出了杰出贡献。
数学竞赛作为一项重要的学科竞赛活动,不仅考察了学生的数学基础知识,更注重培养学生的数学思维能力和解决问题的能力。
通过参与数学竞赛,学生们不仅可以锻炼自己的逻辑思维能力,还可以提高自己的数学素养和创新能力。
因此,数学竞赛的举办对于推动我国数学教育的发展具有重要意义。
此次入选2011年数学竞赛全国一等奖名单的同学们,无疑是学习数学的佼佼者,他们在日常学习中勤奋刻苦,对待数学问题始终保持着探索和研究的精神。
他们具备了较高的数学素养和解题能力,对于复杂的数学问题能够运用所学知识进行准确分析,并提出创新性的解决方法。
他们的成功不仅仅是个人的荣誉,更是我国数学教育水平的体现。
2011年全国高中数学联赛一 试一、填空题(每小题8分,共64分)1.设集合},,,{4321a a a a A =,若A 中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为}8,5,3,1{-=B ,则集合=A .2.函数11)(2-+=x x x f 的值域为 . 3.设b a ,为正实数,2211≤+ba ,32)(4)(ab b a =-,则=b a log . 4.如果)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-,)2,0[πθ∈,那么θ的取值范围是 . 5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体ABCD 中,已知︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB ,3==BD AD ,2=CD ,则四面体ABCD 的外接球的半径为 .7.直线012=--y x 与抛物线x y 42=交于A,B 两点,C 为抛物线上的一点,︒=∠90ACB ,则点C 的坐标为 .8.已知=n a C ())95,,2,1(2162003200=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅-n nnn ,则数列}{n a 中整数项的个数为 .二、解答题(本大题共3小题,共56分)9.(16分)设函数|)1lg(|)(+=x x f ,实数)(,b a b a <满足)21()(++-=b b f a f ,2lg 4)21610(=++b a f ,求b a ,的值.10.(20分)已知数列}{n a 满足:∈-=t t a (321R 且)1±≠t ,121)1(2)32(11-+--+-=++nn n n n n t a t t a t a ∈n (N )*. (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若0>t ,试比较1+n a 与n a 的大小.11.(本小题满分20分)作斜率为31的直线l 与椭圆C :143622=+y x 交于B A ,两点(如图所示),且)2,23(P 在直线l 的左上方.(1)证明:△PAB 的内切圆的圆心在一条定直线上;(2)若︒=∠60APB ,求△PAB 的面积.解 答1.{3,0,2,6}-. 提示:显然,在A 的所有三元子集中,每个元素均出现了3次,所以15853)1()(34321=+++-=+++a a a a ,故54321=+++a a a a ,于是集合A 的四个元素分别为5-(-1)=6,5-3=2,5-5=0,5-8=-3,因此,集合}6,2,0,3{-=A .2.(,(1,)2-∞-+∞. 提示:设22,tan πθπθ<<-=x ,且4πθ≠,则)4sin(21cos sin 11tan cos 1)(πθθθθθ-=-=-=x f .设)4sin(2πθ-=u ,则12<≤-u ,且0≠u ,所以 ),1(]22,(1)(+∞--∞∈= u x f .3.-1. 提示:由2211≤+ba ,得ab b a 22≤+.又 23322)(8)(24)(44)(4)(ab ab ab ab ab b a ab b a =⋅⋅≥+=-+=+,即ab b a 22≥+. ①于是ab b a 22=+. ②再由不等式①中等号成立的条件,得1=ab .与②联立解得⎪⎩⎪⎨⎧+=-=,12,12b a 或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=,12,12b a故1log -=b a .4.⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 提示:不等式 )cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-等价于θθθθ5353cos 71cos sin 71sin +>+.又5371)(x x x f +=是),(+∞-∞上的增函数,所以θθcos sin >,故 ∈+<<+k k k (45242ππθππZ ). 因为)2,0[πθ∈,所以θ的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛45,4ππ. 5.15000. 提示:由题设条件可知,满足条件的方案有两种情形: (1)有一个项目有3人参加,共有3600!5!51537=⋅-⋅C C 种方案;(2)有两个项目各有2人参加,共有11400!5!5)(21252527=⋅-⋅⋅C C C 种方案;所以满足题设要求的方案数为15000114003600=+.6. 提示:设四面体ABCD 的外接球球心为O ,则O 在过△ABD 的外心N 且垂直于平面ABD 的垂线上.由题设知,△ABD 是正三角形,则点N 为△ABD 的中心.设M P ,分别为CD AB ,的中点,则N 在DP 上,且DP ON ⊥,CD OM ⊥.因为︒=∠=∠=∠60ADB CDB CDA ,设CD 与平面ABD 所成角为θ,可求得32sin ,31cos ==θθ.在△DMN 中,33233232,121=⋅⋅=⋅===DP DN CD DM .由余弦定理得231312)3(1222=⋅⋅⋅-+=MN ,故2=MN .四边形DMON 的外接圆的直径3322sin ===θMNOD .故球O 的半径3=R .7.)2,1(-或)6,9(-.提示: 设)2,(),,(),,(22211t t C y x B y x A ,由⎩⎨⎧==--,4,0122x y y x 得 0482=--y y ,则821=+y y ,421-=⋅y y .又12,122211+=+=y x y x ,所以182)(22121=++=+y y x x , 11)(24212121=+++⋅=⋅y y y y x x . 因为︒=∠90ACB ,所以0=⋅CB CA ,即有0)2)(2())((212212=--+--y t y t x t x t ,即0)(24)(21212212214=⋅++-+⋅++-y y t y y t x x t x x t ,即03161424=---t t t ,即0)14)(34(22=--++t t t t .显然0142≠--t t ,否则01222=-⋅-t t ,则点C 在直线012=--y x 上,从而点C 与点A 或点B 重合.所以0342=++t t ,解得3,121-=-=t t .A BC DOP MN故所求点C 的坐标为)2,1(-或)6,9(-.8.15. 提示:=n a C 65400320020023nnn --⋅⋅.要使)951(≤≤n a n 为整数,必有65400,3200nn --均为整数,从而4|6+n . 当=n 2,8,14,20,26,32,38,44,50,56,62,68,74,80时,3200n -和65400n-均为非负整数,所以n a 为整数,共有14个.当86=n 时,=86a C 5388620023-⋅⋅,在C !114!86!20086200⋅=中,!200中因数2的个数为1972200220022002200220022002200765432=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡, 同理可计算得!86中因数2的个数为82,!114中因数2的个数为110,所以C 86200中因数2的个数为511082197=--,故86a 是整数.当92=n 时,=92a C 10369220023-⋅⋅,在C !108!92!20092200⋅=中,同样可求得!92中因数2的个数为88,!108中因数2的个数为105,故C 86200中因数2的个数为410588197=--,故92a 不是整数.因此,整数项的个数为15114=+.9.因为)21()(++-=b b f a f ,所以 |)2lg(||)21lg(||)121lg(||)1lg(|+=+=+++-=+b b b b a , 所以21+=+b a 或1)2)(1(=++b a ,又因为b a <,所以21+≠+b a ,所以1)2)(1(=++b a .又由|)1lg(|)(+=a a f 有意义知10+<a ,从而2110+<+<+<b b a ,于是2110+<<+<b a .所以1210)2(6)2(6)1(101)21610(>+++=+++=+++b b b a b a . 从而]210)2(6lg[|]210)2(6lg[|)21610(+++=+++=++b b b b b a f . 又2lg 4)21610(=++b a f ,所以2lg 4]210)2(6lg[=+++b b , 故16210)2(6=+++b b .解得31-=b 或1-=b (舍去).把31-=b 代入1)2)(1(=++b a 解得52-=a .所以 52-=a ,31-=b .10.(1)由原式变形得112)1)(1(211--++-=++n n n n n t a a t a ,则2111)1(212)1(21111+-+-+=-++=-+++n n n n nn n n n t a t a t a a t a . 记n n n b t a =-+11,则221+=+n n n b b b ,21221111=--=-+=t t t a b . 又211,211111=+=+b b b n n ,从而有 221)1(111n n b b n =⋅-+=, 故 n t a n n 211=-+,于是有 1)1(2--=nt a n n .(2)n t n t a a n n n n )1(21)1(211--+-=-++ [])1)(1()1()1()1(211--++++-+++++-=n n n t t n t t t n n n t[][])()()1()1()1(2)1()1()1(211---++-+-+-=+++-+-=n n n n n n t t t t t n n t t t nt n n t[]132212)1()1()1()1(2-----++++++++++-=n n n n n t t t t t t n n t , 显然在)1(0≠>t t 时恒有01>-+n n a a ,故n n a a >+1.11.(1)设直线l :m x y +=31,),(),,(2211y x B y x A . 将m x y +=31代入143622=+y x 中,化简整理得03696222=-++m mx x .于是有2369,322121-=-=+m x x m x x ,232,2322211--=--=x y k x y k PB PA . 则PA PB k k +==,上式中,分子)23)(231()23)(231(1221--++--+=x m x x m x)2(26))(22(322121--+-+=m x x m x x )2(26)3)(22(2369322----+-⋅=m m m m 0122626312322=+-+--=m m m m ,从而,0=+PB PA k k .又P 在直线l 的左上方,因此,APB ∠的角平分线是平行于y 轴的直线,所以△PAB 的内切圆的圆心在直线23=x 上.(2)若︒=∠60APB 时,结合(1)的结论可知3,3-==PB PA k k . 直线PA 的方程为:)23(32-=-x y ,代入143622=+y x 中,消去y 得0)3313(18)331(69142=-+-+x x .它的两根分别是1x 和23,所以14)3313(18231-=⋅x ,即14)3313(231-=x .所以7)133(23|23|)3(1||12+=-⋅+=x PA .同理可求得7)133(23||-=PB .所以1||||sin 60211)1)277249PAB S PA PB ∆=⋅⋅⋅︒-=⋅⋅⋅=. 加 试1. (40分)如图,Q P ,分别是圆内接四边形ABCD 的对角线BD AC ,的中点.若DPA BPA ∠=∠,证明:CQB AQB ∠=∠.2. (40分)证明:对任意整数4≥n ,存在一个n 次多项式0111)(a x a x a x x f n n n ++++=--具有如下性质:(1)110,,,-n a a a 均为正整数;(2)对任意正整数m ,及任意)2(≥k k 个互不相同的正整数k r r r ,,,21 ,均有)()()()(21k r f r f r f m f ≠.3.(50分)设)4(,,,21≥n a a a n 是给定的正实数,n a a a <<< 21.对任意正实数r ,满足)1(n k j i r a a a a jk i j ≤<<≤=--的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r f n .证明:4)(2n r f n <.4.(50分)设A 是一个93⨯的方格表,在每一个小方格内各填一个正整数.称A 中的一个)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍数.称A 中的一个11⨯的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”个数的最大值.解 答1. 延长线段DP 与圆交于另一点E ,则BPA DPA CPE ∠=∠=∠,又P 是线段AC 的中点,故⋂⋂=CE AB ,从而BDA CDP ∠=∠.又PCD ABD ∠=∠,所以△ABD ∽△PCD ,于是CDPCBD AB =,即 BD PC CD AB ⋅=⋅ .从而有BQ AC BD AC BD AC CD AB ⋅=⋅=⋅=⋅)21(21, 即CDBQAC AB =. 又ACD ABQ ∠=∠,所以△ABQ ∽△ACD ,所以DAC QAB ∠=∠. 延长线段AQ 与圆交于另一点F ,则DAF CAB ∠=∠,故⋂⋂=DF BC . 又因为Q 为BD 的中点,所以DQF CQB ∠=∠.又DQF AQB ∠=∠,所以CQB AQB ∠=∠.2. 令 2)()2)(1()(++++=n x x x x f , ① 将①的右边展开即知)(x f 是一个首项系数为1的正整数系数的n 次多项式.下面证明)(x f 满足性质(2).对任意整数t ,由于4≥n ,故连续的n 个整数n t t t +++,,2,1 中必有一个为4的倍数,从而由①知)4(mod 2)(≡t f . 因此,对任意)2(≥k k 个正整数k r r r ,,,21 ,有)4(mod 02)()()(21≡≡k k r f r f r f .但对任意正整数m ,有)4(mod 2)(≡m f ,故)4)(mod ()()()(21k r f r f r f m f ≡/,从而)()()()(21k r f r f r f m f ≠.所以)(x f 符合题设要求. 3.对给定的)1(n j j <<,满足n k j i ≤<<≤1,且r a a a a jk i j =-- ①的三元数组),,(k j i 的个数记为)(r g j .注意到,若j i ,固定,则显然至多有一个k 使得①成立.因j i <,即i 有1-j 种选法,故1)(-≤j r g j .同样地,若k j ,固定,则至多有一个i 使得①成立.因j k >,即k 有j n -种选法,故j n r g j -≤)(.从而},1min{)(j n j r g j --≤.因此,当n 为偶数时,设m n 2=,则有∑∑∑-=-=-=+==121212)()()()(m mj jm j j n j j n r gr g r g r f2)1(2)1()2()1(1212-+-=-+-≤∑∑-+==m m m m j m j m m j m j 4222n m m m =<-=.当n 为奇数时,设12+=m n ,则有∑∑∑+==-=+==mm j jmj j n j j n r gr g r g r f 21212)()()()(∑∑+==-++-≤mm j mj j m j 212)12()1(422n m <=.4. 首先证明A 中“坏格”不多于25个.用反证法.假设结论不成立,则方格表A 中至多有1个小方格不是“坏格”.由表格的对称性,不妨假设此时第1行都是“坏格”.设方格表A 第i 列从上到下填的数依次为9,,2,1,,, =i c b a i i i .记9,,2,1,0,)(,11=+==∑∑==k c bT a S ki i ikk i ik ,这里000==T S .我们证明:三组数910,,,S S S ;910,,,T T T 及991100,,,T S T S T S +++ 都是模10的完全剩余系.事实上,假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m S S ≡,则)10(mod 01≡-=∑+=m n nm i iS S a,即第1行的第1+m 至第n 列组成一个“好矩形”,与第1行都是“坏格”矛盾.又假如存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n m T T ≡,则)10(mod 0)(1≡-=+∑+=m n nm i i iT T c b,即第2行至第3行、第1+m 列至第n 列组成一个“好矩形”,从而至少有2个小方格不是“坏格”,矛盾.类似地,也不存在90,,≤<≤n m n m ,使)10(mod n n m m T S T S +≡+.因此上述断言得证.故)10(mod 59210)(99090≡++++≡+≡≡∑∑∑=== k k kk kk kT ST S ,所以)10(mod 055)(9909≡+≡+≡+∑∑∑===k kk kk k kTS T S,矛盾!故假设不成立,即“坏格”不可能多于25个.另一方面,构造如下一个93⨯的方格表,可验证每个不填10的小方格都是“坏格”,此时有25个“坏格”.综上所述,“坏格”个数的最大值是25.。
2013年全国高中数学联赛陕西赛区预赛试题参考答案及评分标准第一试1.设A、B是两个非空的有限集,全集错误!未找到引用源。
,且U中含有m个元素.若(错误!未找到引用源。
)错误!未找到引用源。
(错误!未找到引用源。
)中含有n个元素,则错误!未找到引用源。
中所含元素的个数为______.解:错误!未找到引用源。
.注意到,(错误!未找到引用源。
)错误!未找到引用源。
(错误!未找到引用源。
)=错误!未找到引用源。
(错误!未找到引用源。
),由韦恩图知,错误!未找到引用源。
中含有错误!未找到引用源。
个元素.2.已知△ABC的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且满足错误!未找到引用源。
.则错误!未找到引用源。
的值是______.解:错误!未找到引用源。
.由题设及正弦定理,得错误!未找到引用源。
故错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
.3.在直角坐标系错误!未找到引用源。
中,已知三点错误!未找到引用源。
.若向量错误!未找到引用源。
与错误!未找到引用源。
在向量错误!未找到引用源。
方向上的投影相同,则错误!未找到引用源。
的值是______.解:2.[方法1]向量错误!未找到引用源。
、错误!未找到引用源。
在向量错误!未找到引用源。
方向上的投影分别为错误!未找到引用源。
.依题意得错误!未找到引用源。
·错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
·错误!未找到引用源。
,即错误!未找到引用源。
.故错误!未找到引用源。
.[方法2]因为向量错误!未找到引用源。
与错误!未找到引用源。
在向量错误!未找到引用源。
方向上的投影相同,所以AB⊥OC,即错误!未找到引用源。
·错误!未找到引用源。
= 0.所以错误!未找到引用源。
,即3a – 4b = 2.4.已知正三棱锥P-ABC的侧棱与底面所成的角为45°,则相邻两侧面所成角的余弦值为______.解:错误!未找到引用源。
.如图1,设正三棱锥P-ABC的底面边长为a,E为AB的中点,则∠PCE为侧棱PC与底面ABC所成的角,即错误!未找到引用源。
2011高中数学联赛2011年,一场在全国各地高中生之间激烈展开的数学竞赛——2011高中数学联赛隆重举行。
这是一场让每个热爱数学的学生展示自己才华的舞台,也是一次检验学生数学能力的挑战。
在比赛开始前,学生们都做好了充分的准备,他们怀揣着对数学的热爱和对胜利的渴望,迎接着这场激动人心的挑战。
整个比赛分为多个阶段,每个阶段都有不同的题型,考察着学生们不同层面的数学知识和解题能力。
第一阶段是选择题,包括基础知识和推理能力的考核,要求学生能迅速准确地选择出正确答案。
第二阶段是填空题,需要学生熟练掌握数学公式和定理,快速解答出题目中的空缺。
第三阶段是解答题,这是一个考验学生综合运用数学知识和思维能力的环节,要求学生能够深入思考、灵活运用,解决复杂问题。
每个阶段都是一次筛选和挑战,只有充分准备的学生才能在这场激烈的角逐中脱颖而出。
比赛进行时,整个考场都笼罩在紧张的气氛中,学生们面对考题时或思考沉默,或大脑飞快运转,他们竭尽全力,努力将最好的自己展现出来。
有的学生认真地计算每一步,一丝不苟;有的学生大胆假设,迅速得出结论。
每个学生都在闪耀着自己的光芒,他们用汗水和智慧书写着属于自己的数学传奇。
比赛结束后,裁判们对答卷进行认真批阅,考察每一个答案的准确性和合理性。
在裁判们的努力下,最终决出了优胜者。
每个获奖的学生都收获了比赛带来的荣誉和自豪,他们的努力得到了最真实的回报。
而对于那些没有获奖的学生来说,这场比赛也是一次宝贵的经验,他们在比赛中发现了自己的不足,也激发了更强烈的学习动力。
2011高中数学联赛不仅仅是一场数学比赛,更是一次锻炼学生综合能力和团队协作精神的机会。
通过这次比赛,学生们不仅提高了自己的数学水平,也锻炼了解决问题的能力和冷静应对挑战的态度。
他们在比赛中学会了团结合作、互相鼓励,共同进步,这种精神将使他们受益终身。
2011高中数学联赛圆满结束,每个学生都从中收获了丰富的知识和宝贵的经验。
他们将以更饱满的热情投入到数学学习中,不断提升自己,追求更高的成就。
2011年全国高中数学联合竞赛一试试题(A 卷)考试时间:2011年10月16日 8:00—9:20一、填空题:本大题共8小题,每小题8分,共64分.把答案填在横线上.1.设集合,若中所有三元子集的三个元素之和组成的集合为},,,{4321a a a a A =A }8,5,3,1{-=B ,则集合 .=A2.函数的值域为 .11)(2-+=x x x f3.设为正实数,,,则 .b a ,2211≤+b a 32)(4)(ab b a =-=b a log4.如果,,那么的取值范围是 .)cos (sin 7sin cos 3355θθθθ-<-)2,0[πθ∈θ5.现安排7名同学去参加5个运动项目,要求甲、乙两同学不能参加同一个项目,每个项目都有人参加,每人只参加一个项目,则满足上述要求的不同安排方案数为 .(用数字作答)6.在四面体中,已知,,,则四面体ABCD ︒=∠=∠=∠60CDA BDC ADB 3==BD AD 2=CD 的外接球的半径为 .ABCD7.直线与抛物线交于两点,为抛物线上的一点,,则012=--y x x y 42=B A ,C ︒=∠90ACB 点的坐标为 .C8.已知C ,则数列中整数项的个数为 .=n a ())95,,2,1(2162003200 =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅-n n n n }{n a二、解答题:本大题共3小题,共56分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.9.(本小题满分16分)设函数,实数满足,|)1lg(|)(+=x x f )(,b a b a <21()(++-=b b f a f ,求的值.2lg 4)21610(=++b a f b a,10.(本小题满分20分)已知数列满足:R 且,}{n a ∈-=t t a (321)1±≠t N .121)1(2)32(11-+--+-=++n n n n n n t a t t a t a ∈n ()*(1)求数列的通项公式;}{n a (2)若,试比较与的大小.0>t 1+n a na11.(本小题满分20分)作斜率为的直线与椭圆:31l C 143622=+y x 交于两点(如图所示),且在直线的左上方.B A ,)2,23(P l (1)证明:△的内切圆的圆心在一条定直线上;PAB (2)若,求△的面积.︒=∠60APBPAB2011年全国高中数学联合竞赛加试试题(A卷)考试时间:2011年10月16日 9:40—12:10二、(本题满分40分)证明:对任意整数,存在一个次多项式4≥n n 0111)(a x a x a x x f n n n ++++=-- 具有如下性质:(1)均为正整数;110,,,-n a a a (2)对任意正整数,及任意个互不相同的正整数,均有m )2(≥k k k r r r ,,,21 .)()()()(21k r f r f r f m f ≠三、(本题满分50分)设是给定的正实数,.对任意正实数)4(,,,21≥n a a a n n a a a <<< 21,满足的三元数组的个数记为.r )1(n k j i r a a a a j k ij ≤<<≤=--),,(k j i )(r f n 证明:.4)(2n r f n <四、(本题满分50分)设A 是一个的方格表,在每一个小方格内各填一个正整93⨯数.称A 中的一个方格表为“好矩形”,若它的所有数的和为10的倍)91,31(≤≤≤≤⨯n m n m 数.称A 中的一个的小方格为“坏格”,若它不包含于任何一个“好矩形”.求A 中“坏格”11⨯个数的最大值.。