2009第6届中国东南数学奥林匹克试题及答案
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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).。
2009届小学数学奥林匹克竞赛预赛试题及答案2009届小学数学奥林匹克竞赛预赛试题及答案时间:2012-12-06 11:18 来源:世奥赛资讯站作者:世奥赛小编阅读:175次2009年小学数学奥林匹克预赛试卷及参考答案(本卷共12个题,每题10分,总分120分)1、23×( +)+13×( -)-15×( +)=( )解:原式=69/11+11+13×15/23-39/11-30/11-15×13/23=112、(1-)(1-)…(1-)=( )解:原式=1/2×2/3×3/4×4/5×……×2007/2008×2008/2009=1/20093、两个整数相除,商数=4,余数=7。
已知被除数比除数大58,那么除数是( )。
解:设除数为x。
则x+58=4x+7 x=174、四位数- =5904,如果是偶数,那么=( 8892 )。
解:8892-2988=59045、右图中的三角形都是等腰直角三角形。
图中阴影部分的面积=( )。
解:5×5÷2÷2-2×2÷2=4.256、下面是一个乘法算式,它的得数是(69104 )。
12□□×5□□□04□□70□□□□□解:1234×56=690147、一个泉水池,每分钟涌出的泉水量不变。
如果用8台抽水机工作,10小时能把水抽干;如果用12台抽水机工作,6小时能把水抽干。
那么,用14台抽水机把水抽干,需要工作( )小时。
解:设1台抽水机1小时抽的水为1份。
则每小时涌出的泉水量为(8×10-12×6)÷(10-6)=2(份)原有的水量为8×10-10×2=60(份)用14台抽水机把水抽干,需要工作60÷(14-2)=5(小时)。
09年全国初中数学联赛试题及答案第一篇:09年全国初中数学联赛试题及答案09年全国初中数学联赛试题及答案时间:2009-6-3 14:33:52 点击:15833 2009年全国初中数学联合竞赛试题参考答案第一试一、选择题(本题满分42分,每小题7分)1.设,则.D.().A.24.B.25.C.2.在△ABC中,最大角∠A是最小角∠C的两倍,且AB=7,AC=8,则BC=()A.3.用表示不大于的最大整数,则方程的解的个数.B..C..D..为()A.1.B.2.C.3.D.4.4.设正方形ABCD的中心为点O,在以五个点A、B、C、D、O为顶点所构成的所有三角形中任意取出两个,它们的面积相等的概率为()A..B..C..D..5.如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=2,以BC为直径在矩形内作半圆,自点A作半圆的切线AE,则CBE=(D)A..B..C..D..16.设是大于1909的正整数,使得A.3.B.4.C.5.D.6.为完全平方数的的个数是()二、填空题(本题满分28分,每小题7分)1.已知是实数,若则是关于的一元二次方程的两个非负实根,的最小值是____________.2.设D是△ABC的边AB上的一点,作DE//BC交AC 于点E,作DF//AC交BC于点F,已知△ADE、△DBF的面积分别为3.如果实数满足条件,和,则四边形DECF的面积为______.,则______.4.已知_____对.是正整数,且满足是整数,则这样的有序数对共有第一试答案: ACCBDB;-3,第二试(A)一.(本题满分20分)已知二次函数别为A、B,与,-1,-7的图象与轴的交点分轴的交点为C.设△ABC的外接圆的圆心为点P.轴的另一个交点为定点.,求和的值.,设,则,.(1)证明:⊙P与(2)如果AB恰好为⊙P的直径且解:(1)易求得点设⊙P与的坐标为轴的另一个交点为D,由于AB、CD是⊙P的两条相交弦,它们的交点为点O,所以OA×OB=OC×OD,则因为,所以点在轴的负半轴上,从而点D在.轴的正半轴上,所以点D为定点,它的坐标为(0,1).(2)因为AB⊥CD,如果AB恰好为⊙P的直径,则C、D关于点O对称,所以点的坐标为即.,又,所以,解得.、分别是二.(本题满分25分)设CD是直角三角形ABC的斜边AD上的高,△ADC、△BDC的内心,AC=3,BC=4,求解作E⊥AB于E,F⊥AB 于F...在直角三角形ABC中,AC=3,BC=4,又CD⊥AB,由射影定理可得,故,.因为连接DDA=∠E为直角三角形ACD的内切圆的半径,所以、D,则D、D=.DC=∠D,分别是∠ADC和∠BDC的平分线,所以∠D=90°,所以DC=∠DB=45°,故∠D⊥.同理,可求得,.所以=.三.(本题满分25分)已知为正数,满足如下两个条件:①②证明:以为三边长可构成一个直角三角形.证法1 将①②两式相乘,得,即,即,即,即,即,即,即,即所以.因此,以或,或,即或或为三边长可构成一个直角三角形.证法2 结合①式,由②式可得,变形,得又由①式得,即③,代入③式,得.,即 4,所以或或或.或.结合①式可得因此,以为三边长可构成一个直角三角形.第二试(B)一.(本题满分20分)题目和解答与(A)卷第一题相同.二.(本题满分25分)已知△ABC中,∠ACB=90°,AB边上的高线CH与△ABC的两条内角平分线AM、BN分别交于P、Q两点.PM、QN的中点分别为E、F.求证:EF∥AB.解因为BN是∠ABC的平分线,所以又因为CH⊥AB,所以,因此.,因此C、F、H、B.又F是QN的中点,所以CF⊥QN,所以四点共圆.又,所以FC =FH,故点F在CH的中垂线上.同理可证,点E在CH的中垂线上.因此EF⊥CH.又AB⊥CH,所以EF∥AB.三.(本题满分25分)题目和解答与(A)卷第三题相同.第二试(C)一.(本题满分20分)题目和解答与(A)卷第一题相同.二.(本题满分25分)题目和解答与(B)卷第二题相同.三.(本题满分25分)已知为正数,满足如下两个条件:①②是否存在以为三边长的三角形?如果存在,求出三角形的最大内角.解法1 将①②两式相乘,得,即,即,即,即,即,即,即,即,所以.因此,以或或,即或或为三边长可构成一个直角三角形,它的最大内角为90°.解法2 结合①式,由②式可得,变形,得又由①式得,即③,代入③式,得.,即所以或或或.或.结合①式可得因此,以下载附件:为三边长可构成一个直角三角形,它的最大内角为90°.中国教育学会中学数学教学专业委员会“《数学周报》杯”2010年全国初中数学竞赛试题参考答案一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分.其中有且只有一个选项是正确的.请将正确选项的代号填入题后的括号里,不填、多填或错填都得0分)1.若,则的值为().(A)(B)(C)(D)解:由题设得.2.若实数a,b满足,则a的取值范围是().(A)a≤(B)a≥4(C)a≤ 或a≥4(D)≤a≤4 解.C 因为b是实数,所以关于b的一元二次方程的判别式≥0,解得a≤ 或a≥4.3.如图,在四边形ABCD中,∠B=135°,∠C=120°,AB=,BC=,CD=,则AD边的长为().(A)(B)(第3题)(C)(D)解:D 如图,过点A,D分别作AE,DF垂直于直线BC,垂足分别为E,F.由已知可得(第3题)BE=AE=,CF=,DF=2,于是 EF=4+.过点A作AG⊥DF,垂足为G.在Rt△ADG中,根据勾股定理得AD =.4.在一列数……中,已知,且当k≥2时,(取整符号表示不超过实数的最大整数,例如,),则等于((A)1(B)2(C)3(D)4 解:B 由和可得,,,,).……因为2010=4×502+2,所以 =2.5.如图,在平面直角坐标系xOy中,等腰梯形ABCD的顶点坐标分别为A(1,1),B(2,-1),C(-2,-1),D(-1,1).y轴上一点P(0,2)绕点A旋转180°得点P1,点P1绕点B 旋转180°得点P2,点P2绕点C旋转180°得点P3,点P3绕点D旋转180°得点P4,……,重复操作依次得到点P1,P2,…,则点P2010的坐标是().(第5题)(A)(2010,2)(B)(2010,)(C)(2012,)(D)(0,2)解:B由已知可以得到,点,的坐标分别为(2,0),(2,).记,其中.根据对称关系,依次可以求得:,,.令,同样可以求得,点的坐标为(),即(),由于2010=4 502+2,所以点的坐标为(2010,).二、填空题6.已知a=-1,则2a3+7a2-2a-12 的值等于.解:0 由已知得(a+1)2=5,所以a2+2a=4,于是2a3+7a2-2a-12=2a3+4a2+3a2-2a-12=3a2+6a-12=0.7.一辆客车、一辆货车和一辆小轿车在一条笔直的公路上朝同一方向匀速行驶.在某一时刻,客车在前,小轿车在后,货车在客车与小轿车的正中间.过了10分钟,小轿车追上了货车;又过了5分钟,小轿车追上了客车;再过t分钟,货车追上了客车,则t=.解:15 设在某一时刻,货车与客车、小轿车的距离均为S千米,小轿车、货车、客车的速度分别为(千米/分),并设货车经x分钟追上客车,由题意得,①,② .③ 由①②,得,所以,x=30.故(分).(第8题8.如图,在平面直角坐标系xOy中,多边形OABCDE的顶点坐标分别是O(0,0),A(0,6),B(4,6),C(4,4),D(6,4),E(6,0).若直线l经过点M(2,3),且将多边形OABCDE 分割成面积相等的两部分,则直线l的函数表达式是.(第8题)解:如图,延长BC交x轴于点F;连接OB,AF CE,DF,且相交于点N.由已知得点M(2,3)是OB,AF的中点,即点M为矩形ABFO 的中心,所以直线把矩形ABFO分成面积相等的两部分.又因为点N (5,2)是矩形CDEF的中心,所以,过点N(5,2)的直线把矩形CDEF分成面积相等的两部分.于是,直线即为所求的直线.设直线的函数表达式为,则解得,故所求直线的函数表达式为.(第9题)9.如图,射线AM,BN都垂直于线段AB,点E为AM上一点,过点A作BE的垂线AC分别交BE,BN于点F,C,过点C作AM的垂线CD,垂足为D.若CD=CF,则.解:见题图,设.因为Rt△AFB∽Rt△ABC,所以.又因为FC=DC=AB,所以即,解得,或(舍去).又Rt△ ∽Rt△,所以,即 = .10.对于i=2,3,…,k,正整数n除以i所得的余数为i-1.若的最小值满足,则正整数的最小值为.解:因为为的倍数,所以的最小值满足,其中表示的最小公倍数.由于,因此满足的正整数的最小值为.三、解答题(共4题,每题20分,共80分)11.如图,△ABC为等腰三角形,AP是底边BC上的高,点D是线段PC上的一点,BE和CF分别是△ABD和△ACD的外接圆直径,连接EF.求证:(第12A题).(第12B题)(第11题)(第12B题)证明:如图,连接ED,FD.因为BE和CF都是直径,所以ED⊥BC,FD⊥BC,因此D,E,F三点共线.…………(5分)连接AE,AF,则(第11题),所以,△ABC∽△AEF.…………(10分)作AH⊥EF,垂足为H,则AH=PD.由△ABC∽△AEF可得,从而,所以.…………(20分)12.如图,抛物线(a 0)与双曲线相交于点A,B.已知点A的坐标为(1,4),点B在第三象限内,且△AOB的面积为3(O为坐标原点).(1)求实数a,b,k的值;(2)过抛物线上点A作直线AC∥x轴,交抛物线于另一点C,求所有满足△EOC∽△AOB的点E的坐标.(第12题)解:(1)因为点A(1,4)在双曲线上,所以k=4.故双曲线的函数表达式为.设点B(t,),AB所在直线的函数表达式为,则有解得,.于是,直线AB与y轴的交点坐标为,故,整理得,解得,或t=(舍去).所以点B的坐标为(,).因为点A,B都在抛物线(a 0)上,所以解得…………(10分)(2)如图,因为AC∥x轴,所以C(,4),于是CO=4.又BO=2,所以.13(第12题)设抛物线(a 0)与x轴负半轴相交于点D,则点D的坐标为(,0).因为∠COD=∠BOD=,所以∠COB=.(i)将△ 绕点O顺时针旋转,得到△.这时,点(,2)是CO的中点,点的坐标为(4,).延长到点,使得=,这时点(8,)是符合条件的点.(ii)作△ 关于x轴的对称图形△,得到点(1,);延长到点,使得=,这时点E2(2,)是符合条件的点.所以,点的坐标是(8,),或(2,).…………(20分)13.求满足的所有素数p和正整数m..解:由题设得,所以,由于p是素数,故,或.……(5分)(1)若,令,k是正整数,于是,故,从而.所以解得…………(10分)(2)若,令,k是正整数.当时,有,故,从而,或2.由于是奇数,所以,从而.于是这不可能.当时,;当,无正整数解;当时,无正整数解.综上所述,所求素数p=5,正整数m=9.…………(20分)14.从1,2,…,2010这2010个正整数中,最多可以取出多少个数,使得所取出的数中任意三个数之和都能被33整除?解:首先,如下61个数:11,,…,(即1991)满足题设条件.…………(5分)另一方面,设是从1,2,…,2010中取出的满足题设条件的数,对于这n个数中的任意4个数,因为,所以.因此,所取的数中任意两数之差都是33的倍数.…………(10分)设,i=1,2,3,…,n.由,得,所以,即≥11.…………(15分)≤,故≤60.所以,n≤61.综上所述,n的最大值为61.…………(20分)第二篇:95-08全国初中数学联赛试题2001年全国初中数学联合竞赛试题及答案2002年全国初中数学联合竞赛试题及答案2003年全国初中数学联合竞赛试题及答案2005年全国初中数学联合竞赛试题及答案2005年全国初中数学联合竞赛决赛试题及答案2006年全国初中数学联合竞赛决赛试题及答案答案:2007年全国初中数学联合竞赛决赛试题及答案答案:2008年全国初中数学联合竞赛一试试题及答案答案:2008年全国初中数学联合竞赛二试试题及答案答案:第三篇:初中数学联赛模拟试题全国初中数学联赛模拟试题(3)(考试时间2小时,满分120分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.已知t>0,则的最大值是()2.的整数部分是a,小数部分是b,则的值为()(A)(B)(C)(D)3.在凸四边形ABCD中,AB=CD,AC为对角线,∠DAC>∠BCA,且∠DAC与∠BCA互补,∠BAC>∠ACD,且么∠BAC与∠ACD互余,则∠B等于()(A)300(B)600(C)450(D)5004.半径为1的圆的外切直角三角形的面积的最小值为()5.某个货场有1997辆车排队等待装货,要求第一辆车必须装9箱货物,每相邻的4辆车装货总数为34箱,为满足上述要求,至少应该有货物的箱数是()(A)966(B)975(C)16984(D)170096.已知⊙O1与⊙O2的半径分别为3和5,O1O2=10,则两圆的两条内公切线与一条外公切线所围成的三角形面积为()二、填空题(每小题5分,共30分)7.100人共有1000元人民币,其中任意10个人共有的钱不超过190元.那么,钱最多的人最多能有____元.8.如图,AB为半圆D的直径,AC、AD都是弦,∠CAD=∠DAB.则AC+AB与2AD的大小关系是____.9.非等腰△ABC中,D、E分别是边AB、AC上的点(不含端点).在△ABC的平面上存在点F,使△DEF与△ABC相似,则满足条件的点F有____个.10.如图,两圆同心,半径为与矩形ABCD的边AB、CD为两圆的弦.当矩形面积取最大值时,它的周长等于____.11.的最小值是.12.已知a为正整数,存在一个以a为首项系数的一元二次整系数的多项式,它有两个小于l的不同的正根.那么,a的最小值是.三、解答题(每小题20分,共60分)13.如图,在大小为4×4正方形方格中,△ABC的顶点A、B、C在单位正方形的顶点上.能否在图中画出△A1B1C1,使△A1B1C1∽△ABC(相似比不为1)且A1、B1、C1都在单位正方形的顶点上;若能,满足以上条件的相似三角形能找出几种,并说明其理由,14.如图,开口向下的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B 的左侧),抛物线上另有一点C在第一象限,且使△OCA∽△OBC.(1)求OC的长及的值;(2)设直线BC与y轴交于P,当C是BP的中点时,求直线BP和抛物线的解析式。
2009中国数学奥林匹克解答一、给定锐角三角形PBC ,PC PB ≠.设A ,D 分别是边PB ,PC 上的点,连接AC ,BD ,相交于点O.过点O 分别作OE ⊥AB ,OF ⊥CD ,垂足分别为E ,F ,线段BC ,AD 的中点分别为M ,N .(1)若A ,B ,C ,D 四点共圆,求证:EM FN EN FM ⋅=⋅;(2)若EM FN EN FM ⋅=⋅,是否一定有A ,B ,C ,D 四点共圆?证明你的结论.解(1)设Q ,R 分别是OB ,OC 的中点,连接EQ ,MQ ,FR ,MR ,则11,22EQ OB RM MQ OC RF ====,又OQMR 是平行四边形,所以OQM ORM ∠=∠,由题设A ,B ,C ,D 四点共圆,所以ABD ACD ∠=∠,于是图122EQO ABD ACD FRO ∠=∠=∠=∠,所以EQM EQO OQM FRO ORM FRM ∠=∠+∠=∠+∠=∠,故EQM MRF Δ≅Δ,所以EM =FM ,同理可得EN =FN ,所以EM FN EN FM ⋅=⋅.(2)答案是否定的.当AD ∥BC 时,由于B C ∠≠∠,所以A ,B ,C ,D 四点不共圆,但此时仍然有EM FN EN FM ⋅=⋅,证明如下:如图2所示,设S ,Q 分别是OA ,OB 的中点,连接ES ,EQ ,MQ ,NS ,则11,22NS OD EQ OB ==,所以NS OD EQ OB=.①CB又11,22ES OA MQ OC==,所以ES OAMQ OC=.②而AD∥BC,所以OA ODOC OB=,③由①,②,③得NS ES EQ MQ=.因为2NSE NSA ASE AOD AOE∠=∠+∠=∠+∠,()(1802) EQM MQO OQE AOE EOB EOB∠=∠+∠=∠+∠+°−∠(180)2AOE EOB AOD AOE=∠+°−∠=∠+∠,即NSE EQM∠=∠,所以NSEΔ~EQMΔ,故EN SE OAEM QM OC==(由②).同理可得,FN OAFM OC=,所以EN FN EM FM=,从而EM FN EN FM⋅=⋅.CB二、求所有的素数对(p ,q ),使得q p pq 55+.解:若pq |2,不妨设2=p ,则q q 55|22+,故255|+q q .由Fermat 小定理,55|−q q ,得30|q ,即5,3,2=q .易验证素数对)2,2(不合要求,)3,2(,)5,2(合乎要求.若pq 为奇数且pq |5,不妨设5=p ,则q q 55|55+,故6255|1+−q q .当5=q 时素数对)5,5(合乎要求,当5≠q 时,由Fermat 小定理有15|1−−q q ,故626|q .由于q 为奇素数,而626的奇素因子只有313,所以313=q .经检验素数对)313,5(合乎要求.若q p ,都不等于2和5,则有1155|−−+q p pq ,故)(mod 05511p q p ≡+−−.①由Fermat 小定理,得)(mod 151p p ≡−,②故由①,②得)(mod 151p q −≡−.③设)12(21−=−r p k ,)12(21−=−s q l ,其中s r l k ,,,为正整数.若l k ≤,则由②,③易知)(mod 1)1()5(5)5(1112121)12)(12(2)12(21)12(2p r r q s r s p s lkl kl −≡−≡==≡=−−−−−−−−−−,这与2≠p 矛盾!所以l k >.同理有l k <,矛盾!即此时不存在合乎要求的),(q p .综上所述,所有满足题目要求的素数对),(q p 为)3,2(,)2,3(,)5,2(,)2,5(,)5,5(,)313,5(及)5,313(.三、设m ,n 是给定的整数,n m <<4,1221+n A A A "是一个正2n +1边形,{}1221,,,+=n A A A P ".求顶点属于P 且恰有两个内角是锐角的凸m 边形的个数.解先证一个引理:顶点在P 中的凸m 边形至多有两个锐角,且有两个锐角时,这两个锐角必相邻.事实上,设这个凸m 边形为m P P P "21,只考虑至少有一个锐角的情况,此时不妨设221π<∠P P P m ,则)13(2122−≤≤>∠−=∠m j P P P P P P m m j ππ,更有)13(211−≤≤>∠+−m j P P P j j j π.而321P P P ∠+11P P P m m −∠>π,故其中至多一个为锐角,这就证明了引理.由引理知,若凸m 边形中恰有两个内角是锐角,则它们对应的顶点相邻.在凸m 边形中,设顶点i A 与j A 为两个相邻顶点,且在这两个顶点处的内角均为锐角.设i A 与j A 的劣弧上包含了P 的r 条边(n r ≤≤1),这样的),(j i 在r 固定时恰有12+n 对.(1)若凸m 边形的其余2−m 个顶点全在劣弧j i A A 上,而j i A A 劣弧上有1−r 个P 中的点,此时这2−m 个顶点的取法数为21−−m r C .(2)若凸m 边形的其余2−m 个顶点全在优弧j i A A 上,取i A ,j A 的对径点i B ,j B ,由于凸m 边形在顶点i A ,j A 处的内角为锐角,所以,其余的2−m 个顶点全在劣弧j i B B 上,而劣弧j i B B 上恰有r 个P 中的点,此时这2−m 个顶点的取法数为2−m r C .所以,满足题设的凸m 边形的个数为))()()(12()12()()12(11111111121211221∑∑∑∑∑==−−+−−−=−=−−=−−−−+−+=⎟⎠⎞⎜⎝⎛++=++nr nr m rm r m r m rn r m r n r m r nr m rm r C C CCn C C n CCn ))(12(111−−+++=m nm n C C n .四、给定整数3≥n ,实数n a a a ,,,21"满足1min 1=−≤<≤j i nj i a a .求∑=nk k a 13的最小值.解不妨设n a a a <<<"21,则对n k ≤≤1,有k n a a a a k k n k n k 2111−+≥−≥++−+−,所以()∑∑=−+=+=n k kn k nk ka a a13131321()()()∑=−+−+−+⎟⎠⎞⎜⎝⎛++−+=n k k n k kn k k n k a a a a a a 121211414321()∑∑==−+−+≥+≥n k nk k n k k n a a 13131218181.当n 为奇数时,222113313)1(412221−=⋅⋅=−+∑∑−==n i k n n i nk .当n 为偶数时,32113)12(221∑∑==−=−+n i nk i kn ⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛−=∑∑==21313)2(2ni nj i j )2(4122−=n n .所以,当n 为奇数时,2213)1(321−≥∑=n a nk k,当n 为偶数时,)2(3212213−≥∑=n n a nk k ,等号均在n i n i a i ,,2,1,21"=+−=时成立.因此,∑=nk k a 13的最小值为22)1(321−n (n 为奇数),或者)2(32122−n n (n 为偶数).五、凸n 边形P 中的每条边和每条对角线都被染为n 种颜色中的一种颜色.问:对怎样的n ,存在一种染色方式,使得对于这n 种颜色中的任何3种不同颜色,都能找到一个三角形,其顶点为多边形P 的顶点,且它的3条边分别被染为这3种颜色?解当n 3≥为奇数时,存在合乎要求的染法;当n 4≥为偶数时,不存在所述的染法。
中国东南地区数学奥林匹克冬令营赛前培训测试题C_年中国东南地区数学奥林匹克冬令营赛前培训测试题C (陶平生供题)学校姓名营员证号一.四面体ABCD,它的内切球O与面ABD切于E,与面BCD切于F,证明:∠AEB=∠CFD.二.如图,⊙O1.⊙O2.⊙O3分别外切⊙O于A1.B1.C1,并且前三个圆还分别与△ABC 的两条边相切.求证:三条直线1相交于一点.三.设实数a≥b≥c≥d>0,求函数的最小值.四.n个白子A与n个黑子B(n≥3),依次不留间隙地排成一行:AA……ABB……B,现作如下操作:每次将相邻的两子取出(并保持此两子的先后次序),放在其它棋子旁的空位上(仍在同一行).证明:经过n次这样的操作,可使它们排成黑白相间的一行,且不留间隙.(附:当n=3时,操作如图所示)初始状态AAABBB第一次操作后ABBBAA第二次操作后ABBABA第三次操作后BABABA_年中国东南地区数学奥林匹克冬令营赛前培训测试题C解答 (陶平生供题)学校姓名营员证号一.四面体ABCD,它的内切球O与面ABD切于E,与面BCD切于F,证明:∠AEB=∠CFD.证明:为叙述方便,将内切球O在面上的切点分别改记为,于是,,设球O的半径为,棱面,设垂足为,则, 因为, 则,故,所以 ,即是说,棱关于两相邻面上切点的张角相等.其它棱的情况与此类似.在中,设,则 1于是,在中,设,因为 ,所以,于是 2在中,,设 ,则 3在中,,则 43+4得,,据此及2得,,所以 5由 1.5得, 故4式化为 (6)由 1.6得,,即 ,也即二.如图,⊙O1.⊙O2.⊙O3分别外切⊙O于A1.B1.C1,并且前三个圆还分别与△ABC 的两条边相切.求证:三条直线1相交于一点.证明:设及分别是四个圆的圆心,其半径分别为与,的内切圆半径为,显然,为的三条内角平分线,故相交于其内心.设(定值).记,,对于,因为⊙O与的切点在连心线上,点在的延长线上,则直线必与线段相交,其交点设为.同理可设,直线 .只须证重合.直线截于,由梅尼劳斯定理,,即1同理有2 ,以及 3易知 ,所以 ,从而,故,所以,,因此共点,即交于一点.三.设实数a≥b≥c≥d>0,求函数的最小值.解:显然没有上界,这是由于,当时,,又注意是一个零次齐次函数,且当时,的值为以下证明,对于满足条件的任何正数均有,即要证 (1)据条件,设则 1式化为: (2)活化一个常量,改记1为,且设则皆为的四次多项式,而为的二次多项式. 记为证2式成立,即要证,于是只要证,,,.易知,..以上用到,,,以及..以上用到,..故.因此,函数的最小值是.四.n个白子A与n个黑子B(n≥3),依次不留间隙地排成一行:AA……ABB……B,现作如下操作:每次将相邻的两子取出(并保持此两子的先后次序),放在其它棋子旁的空位上(仍在同一行).证明:经过n次这样的操作,可使它们排成黑白相间的一行,且不留间隙.(附:当n=3时,操作如图所示)初始状态AAABBB第一次操作后ABBBAA第二次操作后ABBABA第三次操作后BABABA证 :当时,对归纳:时, 初始状态为: AAAABBBB第一次操作后: AABBBBAA第二次操作后: ABBABBAA第三次操作后: ABBABABA第四次操作后:BABABABA为表达方便,用数字表示〝将自左向右数的第枚棋子取出,跨过某些棋子向右平移至最先出现的空位上〞这一操作;而数字表示〝将自右向左数的第枚棋子取出,跨过某些棋子向左平移至最先出现的空位上〞这一操作;于是,施于对棋子的操作步骤便可用一个元有序数组来表示.因此,,,,…….我们注意到,在中,都恰有一次操作〝1〞,即当全部操作完成后,棋子已黑白相间排列(以黑子B开头),且整行向右移动了两子的位置.以下证明,当时,个相连的白子和个相连的黑子排成一行,可经次移动两子的操作,使黑白相间(以黑子B开头),且整行向右移动了两子的位置.对归纳:当时,结论已成立,今设结论对于n成立,考虑n+4对棋子的情形,如有对棋子黑白分段排列于一行(白子在前):AAAAA…AB…BBBBB为此,采用〝杠中开花〞的办法,我们设想,先把中间加方框的对(个)棋子收藏于一条〝竖杠〞中,成为四对棋子的一个排列:AA AA┃BBBB现对这四对棋子进行中的前两步操作:第一次操作后: AA│BBBBAA第二次操作后: ABBA┃BBAA经这两次操作后,中间(竖杠右侧)已出现两子空位,然后,对竖杠所代表对加方框的棋子进行次操作,据归纳假设,可使黑白相间(加方框的棋子中,黑子B在前,且其前面有两子空位):ABBA BABA…BABBAA这次操作算作的第次操作.再把加方框的对棋子收藏于一条竖杠中,又成为四对棋子的排列(竖杠左侧有两子空位):ABBA┃BBAA,对图中的四对棋子进行的后两次操作,成为:ABBABA│B ABABA│BABA即得到黑白间隔排列(黑子在前,竖杠左侧的两子空位已被填充,整行无间隙.)现恢复竖杠所代表对加方框的棋子,于是,上述两次操作就成为的第次操作.且这对棋子已黑白相间(黑子在前,整行无间隙,且右移了两子空位).BABABA…BA BABABA据归纳法,知所证结论成立.。
第六届中国东南地区数学奥林匹克第一天(2009年7月28日 上午8:00-12:00) 江西·南昌1. 试求满足方程2221262009x xy y -+=的所有整数对(,)x y 。
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 。
3. 设,,x y z R +∈,222(),(),()a x y z b y z x c z x y =-=-=-。
求证:2222()a b c ab bc ca ++≥++。
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:以红点为端点的每条弦,都是其中某个三角形的一条边。
第二天(2009年7月29日 上午8:00-12:00) 江西·南昌5. 设1、2、3、…、9的所有排列129(,,,)X x x x = 的集合为A ;X A ∀∈,记1239()239f X x x x x =++++ ,{()}M f X X A =∈;求M 。
(其中M 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 ,都可以作一个三角形DEF ,使得O 、I 分别是DEF ∆的外接圆和内切圆。
7. 设(2)(2)(2)(,,)131313x y z y z x z x y f x y z x y y z z x---=++++++++, 其中,,0x y z ≥ ,且1x y z ++=。
求(,,)f x y z 的最大值和最小值。
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?FEIO BCAD答案1. 设整数对(,)x y 满足方程22212620090(1)x xy y -+-=将其看作关于x 的一元二次方程,其判别式()22441262009y y ∆=-⨯- 22500(4)36y =-+的值应为一完全平方数; 若224y >,则0∆<; 若224y <,则2y 可取2220,1,2,3,相应的∆值分别为8036、7536、6036和3536,它们皆不为平方数;因此,仅当224y =时,()2225004366y ∆=-+=为完全平方数。
若y = 4,方程(1)化为2870x x -+=, 解得x =1或x =7;若4y =-,方程(1)化为 2870x x ++=,解得1x =-或7x =-。
综上可知,满足原方程的全部整数对为:()()()()(),1,4,7,4,1,4,7,4x y =----。
2. 必要性:若A 、B 、C 、D 共圆,则由AB =DE 、BC =EA ,得BAC EDA ∠=∠,ACB DAE ∠=∠,所以ABC DEA ∠=∠,故得AC =AD 。
充分性:记BCDE 所共的圆为O ,若AC =AD ,则圆心O 在CD 的中垂线AH 上,设点B 关于AH 的对称点为F ,则F 在O 上,且因AB EA ≠,即DE DF ≠,所以E 、F 不共点,且AFD ABC ∆∆ ,又由AB =DE 、BC =EA ,知AED CBA ∆∆ ,因此,AED DFA ∆∆ ,故由AED DFA ∠=∠,得AEFD 共圆,即点A 在DEF上,也即点A 在O 上,从而A 、B 、C 、D 共圆。
3. 先证,,a b c 不能构成三角形的三边。
因为()()()()()()()()()b c a y z z x x y c a b z x x y y z a b c x y y z z x +-=-+--+-=-+--+-=-+-- 所以[]2()()()()()()()()()0b c a c a b a b c y z z x x y y z z x x y +-+-+-=-+++---≤于是2222()()()()()()0ab bc ca a b c a b c b c a c a b a b c ++-++=+++-+-+-≤ 故2222()a b c ab bc ca ++≥++。
FH BAC DE4. 设红点集为:{}1212,,,A A A A = ,过点1A 的弦有11条,而任一个含顶点1A 的三角形,恰含两条过点1A 的弦,故这11条过点1A 的弦,至少要分布于6个含顶点1A 的三角形中;同理知,过点(2,3,,12)i A i = 的弦,也各要分布于6个含顶点i A 的三角形中,这样就需要12672⨯=个三角形,而每个三角形有三个顶点,故都被重复计算了三次,因此至少需要72243=个三角形.再说明,下界24可以被取到.不失一般性,考虑周长为12的圆周,其十二等分点为红点,以红点为端点的弦共有21266C =条.若某弦所对的劣弧长为k ,就称该弦的刻度为k ;于是红端点的弦只有6种刻度,其中,刻度为1、2、…、5的弦各12条,刻度为6的弦共6条;如果刻度为a 、b 、c (a b c ≤≤)的弦构成三角形的三条边,则必满足以下两条件之一:或者a +b =c ;或者a +b +c =12;于是红点三角形边长的刻度组(),,a b c 只有如下12种可能:(1, 1, 2)、(2, 2, 4)、(3, 3, 6)、(2, 5, 5)、(1, 2, 3)、(1, 3, 4)、(1, 4, 5)、(1, 5, 6)、(2, 3, 5)、(2, 4, 6)、(3, 4, 5)、(4, 4, 4);下面是刻度组的一种搭配:取(1, 2, 3)、(1, 5, 6)、(2, 3, 5)型各六个,(4, 4, 4)型四个;这时恰好得到66条弦,且其中含刻度为1、2、…、5的弦各12条,刻度为6的弦共6条;今构造如下:先作(1, 2, 3)、(1, 5, 6)、(2, 3, 5)型的三角形各六个,(4, 4, 4)型的三角形三个,再用三个(2, 4, 6)型的三角形来补充.(1, 2, 3)型六个:其顶点标号为:{2, 3, 5}、{4, 5, 7}、{6, 7, 9}、{8, 9, 11}、{10 ,11, 1}、{12, 1, 3};(1, 5, 6)型六个:其顶点标号为:{1, 2, 7}、{3, 4, 9}、{5, 6, 11}、{7, 8, 1}、{9, 10 ,3}、{11, 12, 5};(2, 3, 5)型六个:其顶点标号为:{2, 4, 11}、{4, 6, 1}、{6, 8, 3}、{8, 10, 5}、{10 ,12, 7}、{12, 2, 9};(4, 4, 4)型三个:其顶点标号为:{1, 5, 9}、{2, 6, 10}、{3, 7, 11}; (2, 4, 6)型三个:其顶点标号为:{4, 6, 12}、{8, 10, 4}、{12, 2, 8}。
(每种情况下的其余三角形都可由其中一个三角形绕圆心适当旋转而得)。
这样共得到24个三角形,且满足本题条件,因此,n 的最小值为24。
5. 我们一般地证明,若4n ≥,对于前n 个正整数1、2、…、n 的所有排列12(,,,)n n X x x x = 构成的集合A ,若123()23n n f X x x x nx =++++ ,{()}n M f X X A =∈,则366n n n M -+=。
下面用数学归纳法证明:121110987654321(1)(2)(1)(2)(1)(21),1,,666n n n n n n n n n n M ++++++⎧⎫=+⎨⎬⎩⎭当n=4时,由排序不等式知,集合M 中的最小元素是{}()4,3,2,120f =,最大元素是{}()1,2,3,430f =。
又 {}(){}(){}()3,4,2,121,3,4,1,222,4,2,1,323f f f ===,{}(){}(){}(){}()3,2,4,124,2,4,1,325,1,4,3,226,1,4,2,327ff f f ====, {}(){}()2,1,4,328,1,2,4,329f f ==所以 {}420,21,,30M = 共有11=34466-+个元素。
因此n=4时命题成立。
假设命题在1n -(5n ≥)时成立;考虑命题在n 时的情况.对于1、2、…、1n -的任一排列1121(,,,)n n X x x x --= ,恒取n x n =,得到1、2、…、n 的一个排列121,,,,n x x x n - ,则1211nn k k k k kx n kx -===+∑∑。
由归纳假设知,此时1nk k kx =∑取遍区间222(1)(1)(1)(21)(5)(1)(21),,6666n n n n n n n n n n n n n ⎡⎤-+--+++⎡⎤++=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上所有整数。
再令1n x =,则1111111(1)(1)(1)(1)22n n n n k k k k k k k k n n n n kx n kx n k x k x ---====-+=+=+-+=+-∑∑∑∑ 再由归纳假设知,1nk k kx =∑取遍区间2(1)(1)(1)(1)(1)(21)(1)(2)2(2),,262666n n n n n n n n n n n n n n n ⎡⎤+-++--+++⎡⎤++=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上的所有整数。
因为222(2)(5)66n n n n ++≥,所以,1nk k kx =∑取遍区间(1)(2)(1)(21),66n n n n n n ++++⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的所有整数,即命题对n 也成立.由数学归纳法知,命题成立。
由于3(1)(21)(1)(2)6666n n n n n n n n ++++-+-=,从而,集合n M 的元素个数为366n n -+.特别是,当n =9时,9121M M ==.6. 如图,设OI =d ,R 、r 分别是ABC ∆的外接圆和内切圆半径,延长AI 交O 于K ,则2sin 2AKI KB R ==,sin 2rAI A =,延长OI 交O 于M 、N ;则K PN M F EIOBC AD()()2R d R d IM IN AI KI Rr +-=⨯=⨯=,即222R d Rr -=;过D 分别作I 的切线DE 、DF ,E 、F 在O 上,连EF ,则DI 平分EDF ∠,只要证,EF 也与I 相切;设DI O P = ,则P 是 EF的中点,连PE ,则2sin 2D PE R =,sin 2r DI D =,()()22ID IP IM IN R d R d R d ⋅=⋅=+-=-,所以2222sin 2sin 22R d R d D D PI R PE DI r --==⋅==由于I 在角D 的平分在线,因此点I 是DEF ∆的内心(这是由于,()()0011180180222D EPEI PIE P F +∠=∠=-∠=-∠=,而2D PEF ∠=,所以2EFEI ∠=,点I 是DEF ∆的内心。