【精品讲义】2016年竞赛与自主招生专题第一讲:集合与命题(教师版)(数理化网)

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2016年竞赛与自主招生专题第一部分 近年来自主招生数学试卷解读从2015年开始自主招生考试时间推后到咼考后,政策刚出时,很多人认为, 是不是要在咼考出分后再考自主招生,是否咼考考完了,自主招生并不是失去其 意义。

自主招生考察了这么多年,使用的题目的难度其实已经很稳定,这个题目 只有出到高考以上,竞赛以下,才能在这么多省份间拉开差距 .所以,笔试难度基本稳定,维持原自主招生难度,原来自主招生的真题竞赛 真题等,具有参考价值。

函数、方程、数列、不等式、排列组合等内容是高频考点。

1、注重基础:一般说来,自主招生中,中等难度题目分数比例大约 60% 左右。

、联系教材,适度拓宽知识面:注意课本上的自主.探究和阅读材料, 对和大学数学联系紧密的内容进行深度挖掘。

自主招生中,有不少 试题都来源于这些材料。

、掌握竞赛数学的基本知识和解题技巧,着重培养数学思维能力。

、考前进行模拟训练,熟悉每个高校的命题特点,掌握答题技巧。

高频考点一览:试题特点分析:1. 突出对思维能力的考查。

n n n【2014年北约】已知x ^^i =1,2, ...n )叮X =1.求证:□( 72+人)二(血+1).i zt i zt【解析】不等式;柯西不等式或 AM -GM 平均不等式.法一:AM -GM 不等式.调和平均值 H n = —— g =也 (J 2+X i ),送〔止J总的来说, 应试策略:n血+X i ),=■厂斗[y^+X i丿X i'令右(0 + X i )彳耳(Q+X i可得血一n 二料(渥+X i(7^+1 n n 上述两式相加得? -匹料(后X i ) 1 红4〕i W+X i 丿即(近 +1 )<和(72 +X i ),即(72十1 i 兰叮(72+X i)n法二:由n X i =1.及要证的结论分析,由柯西不等式得i 土(72+x)仿+ 丄'(血+1)2,<X i丿1 n n 1从而可设y =—,且n y i =n 一—1.从而本题也即证X 土X n (d + yi )工(72+1)".i 二从而n(72+x)(刁+丄*(72+1),即n(72+x W2 + yi)工(/2+1),i V X i 丿in n假设原式不成立,即n (72+x )<(血+1、,则n (迈+ y)<(v2+o.i ±i ±n_ L —2n从而n (V2十X帖+ yi )<W2 +1),矛盾得证.i2.注重和解题技巧,考查学生应用知识解决问题的能力。

【2014年北约】10、已知实系数二次函数f(x )与g(x) f (x)=g(x )和3f(x)+g(x)=0有两重根,f(X )有两相异实根,求证:g(X )没有实根.【解析】设f(X )=ax2+bx +c, g(X )=dx2+ex+ f,则由f(X )=g(X ),可得(a -d J x2+(b -e )x +(c - f )=0, A = (b -e S -4(a -d 辽-f )= 0.由3f(X )+g(x )=0 可得2 2(3a +d ]x +(3b +e 卜 +(3c + f ) = 0,i =(3b +e ) -4(3a +d x 3c + f )= 0.2 2 O Q 2化简得 3b +e =12ac+4df,即 e -4df =3(4ac-b )又 b —4ac>0.2/.e -4df v O ,". g (x 没有实根.二、 应试和准备策略1.注意知识点的全面数学题目被猜中的可能性很小,一般知识点都是靠平时积累,因此,要求学 生平时要把基础知识打扎实。

剩下的就是个人的现场发挥。

2. 注意适当补充一点超纲内容如上面提及的一些平时不太注意的小章节或高考不一定考的问题,如矩阵, 行列式等也不可忽视。

3. 适当做近几年的自主招生的真题俗话说,知己知彼,百战百胜。

同学们可适当地训练近几年自己所考的高校 自主招生的试题,熟悉一下题型和套路还是有益的。

总之,同学们若是注意一些知识点的延伸和加深,考试时必定会有一种居高 临下的感觉。

2016年竞赛与自主招生专题第一讲一、 知识补充:容斥原理 基本公式:(1)card(A U B) = card(A) + card(B) — card(A n B) ; (2)card(A U BUC)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A n B)-card(A n C)-card(B n C)+card(A n B n C)■lk3-2问题:开运动会时,高一某班共有 28名同学参加比赛,有15人参加游泳比赛, 有8人参加田径比赛,有14人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有 3人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有 3人,没有人同时参加三项比赛,问同时 参加田径比赛和球类比赛的有多少人?只参加游泳一项比赛的有多少人?:集合与命题(教师版)解:设A={参加游泳比赛的同学},B= {参加田径比赛的同学},C={参加球类比赛的同学},贝U card(A)=15 ,card(B)=8 , card(C)=14 ,card(A U BU C)=28,且 card(A n B)=3,card(A n C)=3,card(A n BA C)=0,由公式②得 28= 15+8 + 14-3 — 3- card (B n C)+0,即card(B n C)=3,所以同时参加田径和球类比赛的共有 3人,而只参加游泳比赛的人有15- 3- 3= 9(人)二.抽屉原理抽屉原理的基本形式定理1、如果把n+1个元素分成n个集合,那么不管怎么分,都存在一个集合,其中至少有两个元素。

证明:(用反证法)若不存在至少有两个元素的集合,则每个集合至多1个元素,从而n个集合至多有n个元素,此与共有n+1个元素矛盾,故命题成立。

例1.已知在边长为1的等边三角形内(包括边界)有任意五个点(图1)。

证明: 至少有两个点之间的距离不大于2.分析:5个点的分布是任意的。

如果要证明“在边长为 1的等边三角形内(包括边界)有5个点,那么这5个点中一定有距离不大于2的两点”,则顺次连接三角形三边中点,即三角形的三条中位线,可以分原等边三角形为4个全等的边长为小等边三角形,则5个点中必有2点位于同一个小等边三角形中(包括边界)距离便不大于2。

以上结论要由定理“三角形内(包括边界)任意两点间的距离不大于其最大边长”来保证,下面我们就来证明这个定理。

A■ \如图2,设BC是△ ABC的最大边,P,M是^ABC内(包括边界)任意两点,接PM过P分别作AB BC边的平行线,过M作AC边的平行线,设各平行线交点为 P、Q N,那么/ PQNh C,/ QNPh A 因为 BO AB 所以/ A>/ C,则/ QNP >/ PQN而/ QMR/ QNP^/ PQN(三角形的外角大于不相邻的内角),所以PQ > PM显然BO PQ故BO PM由此我们可以推知,边长为2的等边三角形内(包括边界)两点间的距离不大于2。

三、针对性训练 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,果,例如,集合{124歸}]的“交替和”解:集合{1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7}的子集中,除去{7}外还有尹-〔2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4| 卫丿丄M 吶+⑺这是把4电结合为-组,中,“交替和”之和应为7,共有(2什 7*(27彳2”2+|7-448。

2. n 元集合具有多少个不同的不交子集对?分析:我们一般想法是对于一个子集,求出与它不交的子集个数,然后就可以求 出总的子集对来了。

解:如果子集对是有序的,即在子集对中可以区分第一个子集与第二个子集,则 第一个子集若是k 个元素,第二个子集就由其余n-k 个元素组成,可能的情况是 B种,而这时第一个集合的选取的可能情况应为 种,那么k 从0变到n,总的情。

如果子集对是无序的,即两个子集相同但次序不同的子集对不认为不同,则 歹对有序子集对中有一对是由两个空集组成, 而对其它3"+】个有序对,每一对中交换两个子集的次序,得到的是同一个无序子(3汨1)农 个无序子集对,其中至少有一个子集非空,于是无序子集 对的总数为咄训2*]1-(3卄酗2分析二:我们可以从元素的角度来思考问题。

对一个元素来说,它有三种不同的 选择,在第一个集合中,在第二个集合中,或者不在两个集合中。

解法二:在计算有序对的数目时,对每一个元素来说有三种可能:它或在第一个 子集,或在第二个子集,或不在其中任意一个子集,因此不同的不交有序子集对 的总数歹,以下同解法一。

3. 以某些整数为元素的集合P 具有下列性质:①P 中的元素有正数,有负数;②P 然后交替地减或加后继的数所得的结 是9-6+4-2+1=6. fe 研的“交替和”是6-5=1,⑵的交替和是2。

那么,对于 n=7。

求所有子集的“交替和”的总和。

组.所以,所有“交替和”之和应该为 集对,因此有中的元素有奇数,有偶数;③一K P ;④若x, y € P,则x + y € P。

试判断实数 0和2与集合P的关系。

解:由④若x,y € P ,则x + y € P可知,若x € P,则kx壬P (心N)(1)由①可设x,y € P,且x > 0, y < 0,则一y x = | y | x (| y | € N ) 故x y , — y x € P ,由④,0 = ( — y x)+ x y € P。

(2) 2芒P。

若2€ P,则P中的负数全为偶数,不然的话,当一(2k+1)€ P(k忘N )时,一1=(—2k-1) + 2k € P,与③矛盾。

于是,由②知 P中必有正奇数。

设_2m,2 n—1亡P (m, n^N),我们取适当正整数q,使q q -2m >2n -1,则负奇数-2qm + (2n -1)迂P。

前后矛盾。

4.若S I,S2,S3为非空集合,对于1, 2, 3的任意一个排列i ,j,k,若x忘S i,y忘S j ,(1)证明:三个集合中至少有两个相等。

(2)三个集合中是否可能有两个集无公共元素?证明:(1 )若X亡g,y忘S j,则y-x€S k,(y-x)-y = -x€ S i所以每个集合中均有非负元素。

当三个集合中的元素都为零时,命题显然成立。

否则,设S1, S2,S3中的最小正元素为a,不妨设a亡S1,设b为S2, S3中最小的非负元素,不妨设b壬S2,则b — a € S3。

若b >0,则0W b —a < b,与b的取法矛盾。