2013年中国女子数学奥林匹克(CGMO)试题及其解答

2013中国女子数学奥林匹克试题及其解答1.证明（张云华）1.证明（mavropnevma ）Let , . The region is the triangle ,and , thus the triangles of largest possible area are and . But(equality for is for ,disallowed).(equality foris for ).EDIT. Referring to the next post - it is interesting to figure out the envelope of the linesis the parabola , but in some way it is irrelevant, since the problemfunctions for a fixed , with fixed on the parabola for some , and thetriangular area being delimited by the tangent to that parabola at .1.证明（kunny）, thus theparabola is envelope of the linesWhich touches at .The domain of the family of the lines swept by is shown by the shaded region, excluded twopoints .Edit:I was misreading the context problem, thank you for pointing put it, mavropnevma.I have just attached another figure.Needless to say, mavropnevma's solution is perfect.P.S.I remember that the similar problem original problem has been posed in 1970's in Tokyo University entrance exam/Science.According to my memory, let be the maximum area of any triangle which is involved in theregion in original problem, then draw the graph of to find the extrema of .Here is the similar problem posed in Tokyo University entrance exam/Science, second round, 1978In the -plane, let be the part which is correspond to of the parabola ,that is to say, .Let the tangent Line of at intersects with the line at and intersects withthe line at .Let . We are to consider the questions as below in the range of.(1) Let denote the area of triangles by , respectively. Find the rangeof such that .(2) Let be the domain enclosed by line segments and .Note : contains line segments and .Let be the maximum area of the triangle with a vertex which is contained in .Find the function and draw the graph, then find the exterme value.Note : A function has local minimum (or local maximum) at a point, which means for all points which is closed to ,holds. We call local maximum, local minimum as extreme value.2.证明(Luis González)Let and Let be the incircleof touching at Clearly and are homothethic with incirclesbut since are symmetric about the midpoint of (isthe M-excircle of MAB), it follows that and are homotheticwith corresponding cevians2.证明(Andrew64)As shown in the figure below.is the intersection of and .Therefore , , meet at the same point .Attachments:link17.jpg [ 37.23 KiB | Viewed 52 times ]3.证明(mavropnevma)Since it is irrelevant which persons of the same gender know each other, we may assume there ore none such, and consider the bipartite graph having the left shore made ofthe boys and the right shore made of the girls, with an edge connecting a boy and a girl ifthey know each other. The condition means does not contain any induced cycle of length ,and the requirement is to show the number of edges satisfies .Thus it is an extremal graph theory question, for bipartite graphs with forbidden 's; bysymmetry we should also have .Denote by the set of girls that each knows exactly one boy, and by the set of girls that eachknows more than one boy; take and . We obviously have and.Let us count the number of objects , where is a girl, are distinctboys, and knows both . For each of the doubletons there is at mostone girl knowing them both (by the condition), so . Moreover, by pigeonholewe have .On the other hand, we have, by Jensen's inequality.We thus need , so.Finally, we get .For equality to be reached we obviously need , namely for each pair of boys having exactly one girl knowing both of them; and then we need .3.证明(crazyfehmy)Another solution: Consider the bipartite graph where there are girls andboys and denote the girls by 's and boys by 's as vertices.Let denote the number of edges from the vertex to set . If is connected to some andthen for any the girl must not connected to both and . Now let us count suchpairs. For every girl there are many pair of edges. Since all such edge pairs must bedistinct for all girls, and since there are at most such pairs, we haveor equivalentlyNow assume that are greater than or equal to and areor . Then we haveand we need to show that .Since for we have and hence .Now by Cauchy-Schwarz inequality we haveand if , we haveand we need to show that . Assume . Then we havewhich means that which is a contradiction. So, we are done.4.解（crazyfehmy）Let be called a nice pair if satisfies the conditionsstated in the problem.Firstly, we shall prove a lemma:If is a nice pair then for all integers and .Proof: Let or and divides for some integers and. Then we can find another pair such that and. (The proof is easy) Then consider the systemand . By the Chinese Remainder Theorem this system has a solution and such that both and isan element of which means that is not a nice pair becauseis divisible by .Now, we shall show that if or then has asolution for all integers . For the proof assume there exists an integer such thathas no solution in integers. Then it is easy to see thathas also no solution for all integers which are not divisibleby . Now take and consider the numbers . For all of these numbers,we have no solution and there are such numbers. Since all square residues have solutions(take ) and there are square residues modulo including zero, this means that forall nonsquare residues , the equation must have no solution. However, for the numberis not a square residue but so for we have asolution which is a contradiction. For the number is not a square residue buthas a solution since is a square residue. Hence we again obtain a contradiction so the second lemma is also proved.Now, since can take every value modulo and we must have andand also we must have and if is a nice pair. So, can take only three values. We will consider each case separately:If then we must have which meansIf then we must have whichmeansIf then we must have whichmeansIf we count these possibilities, if i am not wrong, we get.4.解（dinoboy）First, remark that it suffices for to be injective modulo and .For modulo simply note that we require .For modulo or we require for some thatNow, what values can take modulo ? It is a simple exercise to show allvalues modulo can be obtained (just express it as and then aswe can transform the problem to what values modulo can beexpressed as , which is known to be all of them). Therefore the only way this problemsworks out is if and .Therefore we simply require that and . For each value of there are valuesof modulo , 10 modulo and modulo so the answer should simply be.Note: To show takes all values modulo without relying onis not hard, but I'm lazy and felt like reducing it to an already solved problem.4.解（yunxiu），so ，hence satisfies the problem.So the answer should be .6.解（crazyfehmy）If let then satisfiessince is equivalent to whichhas always a solution in the set for all and since is odd.Now we will show that if then the condition does not satisfy. Let be theelements of the set . Consider the sums and let. Since 's are different modulo , the numbers 'sare also different modulo . On the other hand, none of 's can be equivalent to modulobecause otherwise we would have two equivalent terms. Hence is apermutation of and by adding up these equations we getwhich means. Now do the same procedure for all's to get. Let and. Then we have . So, we havemany numbers equivalent to each other modulo . However, we know that there are manynumbers modulo which are all equivalent to each other modulo . Hence in order for 's tobe different modulo, we must have which means that and hence. Soand we are done.Hence all possible values are .7.证明（Luis González ） Let cut again at Since is the exsimilicenter ofthen is midpoint of the arc ofbisects externally is midpoint of the arc ofis external bisector of andNote that is a Thebault circle of the cevian of externally tangent to itscircumcircle By Sawayama's lemma passes through its C-excenter isC-excenter ofis M-isosceles, i.e. Hence iscircumcenter of7.证明（Andrew64）As shown in the figure. Let be the intersection of and .It's fairly obviousSo we have, andare concyclic.So , andThus, Consequently .Namely is the bisector of.Attachments:link18.jpg [ 31.39 KiB | Viewed 93 times ]8.证明（duanby）hint:(a-b)(c-b)(a-d)(c-d)in detail: product (a-b)(c-b)(a-d)(c-d) for everya,c be the number on , b,d be the number onfor point x,y if they are not ajjectent then in the product, it will occur twice, if it's ajjectent it's appears only once, and also chick the point that are on and then we get it.iampengcheng1130 2013中国女子数学奥林匹克第7题的解答。

2013年全国初中数学竞赛试题参考答案一、选择题1．设非零实数a ，b ，c 满足2302340a b c a b c ++=⎧⎨++=⎩，，则222ab bc caa b c ++++的值为（ ）． （A ）12-（B ）0 （C ）12（D ）1【答案】A【解答】由已知得(234)(23)0a b c a b c a b c ++=++-++=，故2()0a b c ++=．于是2221()2ab bc ca a b c ++=-++，所以22212ab bc ca a b c ++=-++． 2．已知a ，b ，c 是实常数，关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个非零实根1x ，2x ，则下列关于x 的一元二次方程中，以211x ，221x 为两个实根的是（ ）． （A ）2222(2)0c x b ac x a +-+= （B ）2222(2)0c x b ac x a --+= （C ）2222(2)0c x b ac x a +--= （D ）2222(2)0c x b ac x a ---=【答案】B【解答】由于20ax bx c ++=是关于x 的一元二次方程，则0a ≠．因为12b x x a +=-，12cx x a=，且120x x ≠，所以0c ≠，且 221212222221212()2112x x x x b a c x x x x c +--+==，22221211a x x c⋅=， 于是根据方程根与系数的关系，以211x ，221x 为两个实根的一元二次方程是222220b ac a x x c c --+=，即2222(2)0c x b ac x a --+=．3．如图，在Rt △ABC 中，已知O 是斜边AB 的中点，CD ⊥AB ，垂足为D ，DE ⊥OC ，垂足为E ．若AD ，DB ，CD 的长度都是有理数，则线段OD ，OE ，DE ，AC 的长度中，不一定．．．是有理数的为（ ）． （A ）OD （B ）OE （C ）DE（D ）AC【答案】D【解答】因AD ，DB ，CD 的长度都是有理数，所以，OA ＝OB ＝OC ＝2AD BD+是有理数．于是，OD ＝OA －AD 是有理数． 由Rt △DOE ∽Rt △COD ，知2OD OE OC=，·DC DO DE OC =都是有理数，而AC4．如图，已知△ABC 的面积为24，点D 在线段AC上，点F 在线段BC 的延长线上，且4BC CF =，DCFE 是平行四边形，则图中阴影部分的面积为（ ）．（第3题答题）（第3题）（第4题）（A ）3 （B ）4 （C ）6（D ）8【答案】C【解答】因为DCFE 是平行四边形，所以DE //CF ，且EF //DC ． 连接CE ，因为DE //CF ，即DE //BF ，所以S △DEB= S △DEC ， 因此原来阴影部分的面积等于△ACE 的面积．连接AF ，因为EF //CD ，即EF //AC ，所以S △ACE = S △ACF ．因为4BC CF =，所以S △ABC = 4S △ACF ．故阴影部分的面积为6．5．对于任意实数x ，y ，z ，定义运算“*”为：()()32233333451160x y x y xy x y x y +++*=+++-，且()x y z x y z **=**，则2013201232**** 的值为（ ）．（A ）607967 （B ）1821967（C ）5463967（D ）16389967【答案】C【解答】设201320124m ***= ，则()20132012433m ****=* 32323339274593316460m m m m m m ⨯+⨯+⨯+==++++-， 于是()201320123292****=* 3223333923929245546310360967⨯⨯+⨯⨯+⨯+==+-．二、填空题6．设a =b 是2a 的小数部分，则3(2)b +的值为 ． 【答案】9【解答】由于2123a a <<<<，故222b a =-=，因此33(2)9b +==． 7．如图，点D ，E 分别是△ABC 的边AC ，AB 上的点，直线BD 与CE 交于点F ，已知△CDF ，△BFE ，△BCF 的面积分别是3，4，5，则四边形AEFD 的面积是 ．【答案】20413【解答】如图，连接AF ，则有：45=3AEF AEF BFE BCF AFD AFD CDF S S S BF S S S FD S ∆∆∆∆∆∆∆++===，354AFD AFD CDF BCF AEF AEF BEF S S S CF S S S FE S ∆∆∆∆∆∆∆++====，解得10813AEF S ∆=，9613AFD S ∆=． 所以，四边形AEFD 的面积是20413．8．已知正整数a ，b ，c 满足2220+--=a b c ，2380-+=a b c ，则abc 的最大值为 ． 【答案】2013（第4题答题）（第7题答题）（第7题）【解答】由已知2220+--=a b c ，2380-+=a b c 消去c ，并整理得()228666b a a -++=．由a 为正整数及26a a +≤66，可得1≤a ≤3．若1a =，则()2859b -=，无正整数解； 若2a =，则()2840b -=，无正整数解；若3a =，则()289b -=，于是可解得11=b ，5b =． （i ）若11b =，则61c =，从而可得311612013abc =⨯⨯=； （ii ）若5b =，则13c =，从而可得3513195abc =⨯⨯=． 综上知abc 的最大值为2013．9．实数a ，b ，c ，d 满足：一元二次方程20x cx d ++=的两根为a ，b ，一元二次方程20x ax b ++=的两根为c，d，则所有满足条件的数组()，，，a b c d 为 ．【答案】(1212)，，，--，(00)，，，-t t （t 为任意实数） 【解答】由韦达定理得，，，．+=-⎧⎪=⎪⎨+=-⎪=⎪⎩a b c ab d c d a cd b由上式，可知b a c d =--=． 若0b d =≠，则1==d a b ，1==bc d，进而2b d a c ==--=-．若0b d ==，则c a =-，有()(00)，，，，，，=-a b c d t t （t 为任意实数）． 经检验，数组(1212)--，，，与(00)，，，-t t （t 为任意实数）满足条件． 10．小明某天在文具店做志愿者卖笔，铅笔每支售4元，圆珠笔每支售7元．开始时他有铅笔和圆珠笔共350支，当天虽然笔没有全部卖完，但是他的销售收入恰好是2013元．则他至少卖出了 支圆珠笔．【答案】207【解答】设x ，y 分别表示已经卖出的铅笔和圆珠笔的支数，则472013350，，+=⎧⎨+<⎩x y x y所以201371(5032)44y y x y -+==-+， 于是14y +是整数．又20134()343503x y y y =++<⨯+，所以204y >，故y 的最小值为207，此时141x =．三、解答题11．如图，抛物线y=23ax bx+-，顶点为E，该抛物线与x轴交于A，B两点，与y轴交于点C，且OB＝OC＝3OA．直线113y x=-+与y轴交于点D．求∠DBC-∠CBE．【解答】将0x=分别代入y=113x-+，23y ax bx=+-知，D(0，1)，C(0，3-)，所以B(3，0)，A(1-，0)．直线y=113x-+过点B．将点C(0，3-)的坐标代入y=(1)(3)a x x+-，得1a=．…………5分抛物线223y x x=--的顶点为E(1，4-)．于是由勾股定理得BC＝CE BE＝因为BC2＋CE2＝BE2，所以，△BCE为直角三角形，90BCE∠=︒．…………10分因此tan CBE∠=CECB=13．又tan∠DBO=13ODOB=，则∠DBO＝CBE∠．…………15分所以，45DBC CBE DBC DBO OBC∠-∠=∠-∠=∠=︒．…………20分12．设△ABC的外心，垂心分别为O H，，若B C H O，，，共圆，对于所有的△ABC，求BAC∠所有可能的度数．【解答】分三种情况讨论．（i）若△ABC为锐角三角形．因为1802BHC A BOC A∠=︒-∠∠=∠，，所以由BHC BOC∠=∠，可得1802A A︒-∠=∠，于是60A∠=︒．…………5分（ii）若△ABC为钝角三角形．当90A∠>︒时，因为（第11题答题）（第12题答题（i））（第12题答题（ii））（第11题）()1802180BHC A BOC A ∠=︒-∠∠=︒-∠，，所以由180BHC BOC ∠+∠=︒，可得()3180180A ︒-∠=︒，于是120A ∠=︒。

2013年小学数学竞赛决赛试卷2013年4月13日上午10:00—11:30（本卷共14个题，每题10分，总分140分。

第1至12题为填空题，只需要将答案填入空内；13题和14题为解答题，需写出解题过程。

）1、计算（0.125×17 +0.75×114 +128 ）÷（12 －17 ）=（ ）=3102、计算14 +14+8 +14+8+12 +…14+8+12+…+96 =（ ） =14 （1+11+2 +11+2+3 +…11+2+3+…+24） =14 ×（1+11+2 +11+2+3 +…11+2+3+…+24 ）×12 ×2 =12253、将数字3,4,5,6,7,8,9填入下列算式的□中，使得等式成立。

（每个数字只能用一次）2×□□=□×□□=1□□2×78=4×39=1564、五边形ABCDE 由边长为8的正方形ACDE 和等腰△ABC 组成，AB=BC 。

ABCDE 的面积是90，那么，阴影部分的面积=（ ）。

90－8×8÷2－8×3÷2=365、已知一个二位数S ，把它的十位上数字与各位上数字交换后得到的二位数比原来的二位数S 大20%，那么S=（ ）设原数为xy ----新数为yx ----，（10x+y ）（1+15 ）=10y+x ，整理后得到：5x=4yX:y=4：5，所以：45另解：个位数字和十位数字交换后大小相差9的倍数。

如果相差一个9，那么那么原数是45，如果相差18，那么原数大于了两位数。

6、A B C D 为四个不同的二位数。

两两配对可以配成六对，这六对数的平均数分别是12,13,15,17,19,20.那么这四个数中，最大的数是（ ），最小的数是（ ）两两之和为：24、26、30、34、38、40令：A <B <C < D ABCD 的和为（12+13+15+17+19+20）×2÷3=64A+B=24,C+D=40, B+D=38 那么：A+C=26, 若 B+C=30那么通过A+B=24,与B+C=30可以知道B=14,那么A=10 B=14. C=16, D=24.若：B+C=34 A+B=24,与B+C=34可以知道B=16 A=8, C=18,D=22 ( 不满足四个两位数这个条件),7、一群人到三亚去旅游。

2015中国女子数学奥林匹克第一天2015年8月12日 上午8:00 ~ 12:00广东深圳 深圳市高级中学1．如图，在锐角△ABC 中，AB > AC ，O 为外心，D 为边BC 的中点．以AD 为直径作圆与边AB 、AC 分别交于点E 、F ．过D 作DM ∥AO 交EF 于点M ．求证：EM = MF ．（郑焕供题）2．设(0,1)a ∈，且3232()(14)(51)(35),()(1)(2)(31).f x ax a x a x ag x a x x a x a =+-+-+-=--+--+求证：对于任意实数x ，()f x 和()g x 中都至少有一个不小于1a +．（李胜宏供题）3．把12×12的方格纸的每个单位方格染成黑色或白色，使得由方格线围成的任意一个3×4或4×3的长方形内都至少有一个黑色单位方格．试求黑色单位方格个数的最小值．（梁应德供题）4．对每个正整数n ，记()g n 为n 与2015的最大公约数，求满足下列条件的有序三元数组(,,)a b c 的个数：1) ,,{1,2,,2015}a b c ∈；2) (),(),(),(),(),(),()g a g b g c g a b g b c g c a g a b c +++++这七个数两两不同．（王彬供题）中国女子数学奥林匹克第二天2015年8月13日 上午8:00 ~ 12:00广东深圳 深圳市高级中学OMFEDCBA5．有多少个不同的三边长为整数的直角三角形，其面积值是周长值的999倍？（全等的两个三角形看作相同的）（林常供题）6．如图，两圆12,ΓΓ外离，它们的一条外公切线与12,ΓΓ分别切于点,A B ，一条内公切线与12,ΓΓ分别切于点,C D ．设E 是直线,AC BD 的交点，F 是1Γ上一点，过F 作1Γ的切线与线段EF 的中垂线交于点M ，过M 作MG 切2Γ于点G ．求证：MF MG =．（付云皓供题）7．设12,,,(0,1)n x x x ∈，2n ≥．求证：1212121111n nnx x x n x x x x x x ----+++<．（王新茂供题）8．给定整数2n ≥．黑板上写着n 个集合，然后进行如下操作：选取黑板上两个互相不包含的集合,A B ，擦掉它们，然后写上A B 和A B ．这称为一次操作．如此操作下去，直到任意两个集合中都有一个包含另一个为止．对所有的初始状态和操作方式，求操作次数的最大可能值．（朱华伟供题）试题解答1．如图，在锐角△ABC 中，AB > AC ，O 为外心，D 为边BC 的中点．以AD 为直径作圆与边AB 、AC 分别交于点E 、F ． 过D 作DM ∥AO 交EF 于点M ． 求证：EM = MF ．Γ2Γ1MG F EDCBAO MFCD BEAN 图1证明 如图，连接DE 、DF ，过O 作ON ⊥AB 交AB 于点N ． 由题意可知，DE ⊥AB ，DF ⊥AC ． 因此，ON ∥DE ． 又因为DM ∥AO ，所以∠EDM =∠AON ．因为O 为△ABC 外心，所以∠AON = ∠ACB ． 从而∠EDM =∠ACB ． 同理可得，∠FDM = ∠ABC ． 在△EDF 中，有sin sin sin sin 1sin sin sin sin EM DE EDM DE ACB DB ABC ACBMF DF FDM DF ABC DC ACB ABC⋅∠⋅∠⋅∠⋅∠====⋅∠⋅∠⋅∠⋅∠， 即EM = MF ．2．设(0,1)a ∈，且3232()(14)(51)(35),()(1)(2)(31).f x ax a x a x ag x a x x a x a =+-+-+-=--+--+求证：对于任意实数x ，()f x 和()g x 中都至少有一个不小于1a +．证明 由于(0,1)a ∈，a 与1a -皆为正数，因此对任意实数x ，{}{}{}max (),()(1)max (),()max (),()(1)()()(1)()()f xg x a f x g x a f x g x a f x a g x a f x a g x =-⋅+⋅≥-+≥-⋅-⋅而222 (1)()()[(1)(14)][(1)(51)(2)][(1)(35)(31)](21)(2)1a f x a g x a a a x a a a a x a a a a a x x a-⋅-⋅=--++----+--++=-⋅-+++又22172()024x x x -+=-+>，故{}max (),()1f x g x a ≥+．问题得证．3．把12×12的方格纸的每个单位方格染成黑色或白色，使得由方格线围成的任何3×4和4×3长方形内都至少有一个黑格．试求黑格个数的最小值．解 所求黑格个数的最小值12n =．先证明12n ≥．由于12×12单位方格纸可划分为12121234⨯=⨯个（除边界外）互不相交的3×4方格长方形．由题设可知这些长方形各至少有一个黑色方格，故至少要涂12个黑色方格．要证明12n =，只需构作一个可行的例子，见下图．4．对每个正整数n ，记()g n 为n 与2015的最大公约数，求满足下列条件的有序三元数组(,,)a b c 的个数：1) ,,{1,2,,2015}a b c ∈；2) (),(),(),(),(),(),()g a g b g c g a b g b c g c a g a b c +++++这七个数两两不同．解 分解质因数123201551331p p p =⨯⨯=⨯⨯．()g n 是2015的约数，只有8种情况．我们把满足()1g n =的n 叫做零型数，把满足()g n 取1p 或2p 或3p 的n 叫做一型数，把满足()g n 取12p p 或13p p 或23p p 的n 叫做二型数．我们使用下面两个简单的事实：对任意整数x ，()()(2015)(2015)g x g x g x g x =-=+=-，因此本题可以看做在模2015意义下讨论，即模2015同余的两个数看成相同．对素数p ，若|p x ,|p y 两者都成立则|p x y ±，若恰有一个成立则|p x y ±/．把满足条件三元组(,,)a b c 对应为七元组(,,,,,,)A a b c a b a c b c a b c =+++++，我们考虑A 的七个位置上的数的g 值的分布．首先这七个g 值不能有2015，否则，若某个位置上的数x 是2015的倍数，则A 中存在另外两个位置上的数,y z 满足x y z =+或x y z =-，这样就有()()g y g z =，矛盾．所以七个g 值必须是1,1p ,2p ,3p ,12p p ,13p p ,23p p 各一个．这样A 的七个位置必须是3个二型数、3个一型数、一个零型数．我们关心三个二型数在哪三个位置上．设123,,p p p 是5,13,31的任意排列，若,,x y z 满足12()g x p p =，13()g y p p =，23()g z p p =，则有111|,||p x p y p x y ⇒±±，222|,||p x p y p x y ⇒±±//，333|,||p x p y p x y ⇒±±//，可得1()g x y p ±±=，同理有2()g x z p ±±=，3()g y z p ±±=，()1g x y z ±±±=．因此当确定A 中的三个二型数,,x y z 的位置后，如果其它四个位置可以分别表示为,,x y z 的3个两两线性组合与,,x y z 三个数的线性组合(要求线性组合系数是1±)，我们就可断定A 中的七个位置的g 值互不相同，我们把这种可以线性组合成功表示的三个二型数的一组位置叫做合理位置．在一组合理位置上，当我们确定,,x y z 的取值(模2015意义下)后，七元组A 也被唯一决定了．在模2015意义下，满足12()g n p p =的n 恰好有31p -个，满足13()g n p p =的n 恰好有21p -个，满足23()g n p p =的n 恰好有11p -个，此外,,x y z 的顺序或者说123,,p p p 的顺序可以调换，因此每组合理位置下，,,x y z 的取值有3213!(1)(1)(1)614408640p p p ⨯---=⨯=种可能，也就恰好对应8640个满足条件的三元组．我们关心哪组位置可能是合理的．对素数5,13,31p =，七元组A 中恰好有3个位置是p 的倍数，若,,a b a c b c +++这三个位置至少有两个p 的倍数，不妨设|,|p a b p a c ++，则在此前提下||||p a p b p c p a b c ⇔⇔⇔++并且||()()()p b c p a b a c b c p a p a +⇒+++-+⇒⇒，这时A 中不能恰有3个位置是p 的倍数．所以()g a b +,()g a c +,()g b c +的素因子个数总共不超过3，,,a b a c b c +++这三个位置上至多有一个二型数，也就是,,,a b c a b c ++这四个位置上有2或3个二型数．若,,,a b c a b c ++中有三个二型数，二型数的位置有4种可能情况：若,,x a y b z c ===是三个二型数，则a b x y +=+,a c x z +=+,b c y z +=+是三个一型数，a b c x y z ++=++是零型数，位置合理．若,,x a y b z a b c ===++是二型数，则,,a b x y b c z x a c z y +=++=-+=-，c x y z =--+，位置合理．同理其他两种位置也是合理的．若,,,a b c a b c ++中恰有两个二型数，我们分两类考虑：第一类考虑两个二型数都在,,a b c 中，不妨设a 和b 是二型数，则a b +不可能是二型数，a c +,b c +之一是二型数，不妨设a c +是二型数．这时,,x a y b z a c ===+是三个二型数，,,a b x y c x z a b c y z +=+=-+++=+，b c x y z +=-++，位置合理．这一类由对称性共有6种情况是合理位置．第二类考虑a b c ++是二型数且,,a b c 之一是二型数，不妨设a 和a b c ++是二型数，则b c +不可能是二型数，a b +,a c +之一是二型数，不妨设a b +是二型数．这时,,x a y a b c z a b ==++=+是二型数，则,,b c x y b x z c y z +=-+=-+=-，a c x y z +=+-，位置合理．这一类由对称性共有6种情况是合理位置．综上，三个二型数的合理位置共有16种，(其他不合理位置都不可能使三元组满足条件)．所以满足条件的三元组共有168640138240⨯=．5．有多少个不同的三边长为整数的直角三角形，其面积值是周长值的999倍？（全等的两个三角形看作相同的）解法一 设内切圆半径为r ，1()()2S r a b c m a b c =++=++．故22a b cr m +-==，4c a b m =+-．代入222a b c +=得24480ab ma mb m --+=，2(4)(4)8a m b m m --=．不同的无序解(,)a b 给出不同的三角形，故所求三角形个数为21(8)2d m ．本题999m =，236282337m =⋅⋅，1(31)(61)(21)422+++=．解法二 由勾股数公式，22222, (), ()a k uv b k u v c k u v =⋅=-=+，其中k （三边长的最大公因数）为任意正整数，u 与v 互素，u v >且u 与v 一奇一偶．22231999()()9992()2()19982337ab a b c k uv u v u u v kv u v =⋅++⇔-=⋅+⇔-==⋅⋅ u v -为奇数，因数2只能分给k 或v ，有两种方式．v 与u v -互素，奇素因子p α分给,,k v u v -只能是(,0,0)α或(,,0)i i α-，(,0,)i i α-（1i α≤≤），有21α+种方式．故由乘法原理，素因子的分配共有2(231)(211)42⋅⋅+⋅+=种方式，每种分配方式给出唯一的三角形．因此共有42个所求三角形．评注 一般地，若倍数为112nn m p p ββα=⋅（1,,n p p 为不同的奇素数），则所求三角形个数为1(2)(21)(21)n αββ+⋅++．6. 如图，两圆12,ΓΓ外离，它们的一条外公切线与12,ΓΓ分别切于点,A B ，一条内公切线与12,ΓΓ分别切于点,C D . 设E 是直线,AC BD 的交点，F 是1Γ上一点，过F 作1Γ的切线与线段EF 的中垂线交于点M ，过M 作MG 切2Γ于点G . 求证：MF MG =.证法一 设12,ΓΓ的圆心分别为12,O O ，直线,AB CD 交于点H ，连12,HO HO . 设,J K 分别是线段,AB CD 的中点，连,JE KE .由于,HA HC 是1Γ的切线，故1HO 平分AHC ∠，且1AC HO ⊥. 同理，2HO 平分BHD ∠，且2BD HO ⊥. 由于12,HO HO 分别是AHC ∠的内角平分线和外角平分线，故它们互相垂直，结合1AC HO ⊥及2BD HO ⊥知AC BD ⊥.由于直角三角形斜边中线等于斜边一半，故,JE JA JB KE KC KD ====. 考虑12,ΓΓ及以E 为圆心，0为半径的圆，由JE JA JB ==知J 到这三个圆的幂相等，由KE KC KD ==知K 到这三个圆的幂也相等. 显然,J K 是两个不同的点，因此这三个圆必然有一条公共的根轴. 由于M 在EF 的中垂线上，所以MF ME =，结合MF 是1Γ的切线知M 在这三个圆的公共根轴上，又MG 是2Γ的切线，故MF MG =，证毕.证法二 同证法一可得AC BD ⊥. 设12,ΓΓ的半径分别为12,r r ，则由勾股定理可知222222111JO JE r JA JE r -=+-=，同理有22211KO KE r -=，22211MO ME r -=. 因此22222111J O J E K OK E M O M E -=-=-，由平方差原理知1JK O P ⊥，1KM O P ⊥. 由于过平面上一点有且仅有一条直线与已知直线垂直，所以,,J K M 三点共线.由于22222222J O J E r J B J E r -=+-=，同理2222KO KE r -=，由此可得22222JO JE KO KE -=-，由平方差原理知2JK O E ⊥，故2J M O E ⊥，因此2222222M O M E J O J E r -=-=，结合22222MO MG r =+得MG ME =，故MG MF =，证毕. 评注 事实上，点E 在直线12O O 上，两个证法均证明了这一点，但这个结论在本题中作用不大.7．设12,,,(0,1)n x x x ∈，2n ≥．求证：Γ2 Γ1 M G F E DC BAKHJ O 2O 1Γ2 Γ1M G FED CBA1212121111n nnx x x n x x x x x x ----+++<．证法一：对n 应用数学归纳法．当2n =时，由Cauchy 不等式可得221221121122121212121111111x x x x x x x x x x x x x x x x x x ---+--+-++=≤< 当3n ≥时，由归纳假设和Cauchy 不等式，得12121212212112112121211112212()11n n n n nn n n n n nn n nx x x x n x x x x x x x n x x x x x n x x x x x n x x x x x x x x x --------+++<+-⋅+--+-+-=≤<证法二：设1111212()n n A x x x x x x ---=+++，12n B x x x =．两边同乘以B ，只需证明1223411211111n n n n x x x x x x x x x x x x n --+-++-<-．由Cauchy 不等式，左边2341121n n n x x x x x x x x x -≤+++⋅122341121(1)(1)(1)()n n n n x x x x x x x x x x x x A A nB --+-++-=-．故只需证明()1A A nB n -<-．我们先证明1(1)A n B <+-．事实上，12312341234512211(1)(1)(1)(1)(1) (1)(1)(1)(1)0n n n n n n n B A x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x --+--=--+--+--++-->（这也可以用调整法或一次函数极值来证明）．故()()()2222()1(1)1(1)1(1)(1)2(2)(1)(2)1(1)12(1)4(1)(2)11(2)14(1)A A nB n B n B nB n B B n n n B n B n B n n n n n n -<+-+--=+--⎛⎫⎛⎫--=--+-+=---++⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭-≤+≤+-=-- 证毕．8．给定整数2n ≥．黑板上写着n 个集合，然后进行如下操作：选取黑板上两个互相不包含的集合,A B ，擦掉它们，然后写上A B 和A B ．这称为一次操作．如此操作下去，直到任意两个集合中都有一个包含另一个为止．对所有的初始状态和操作方式，求操作次数的最大可能值．解 首先我们证明操作次数不可能超过2(1)2n n n C -=．当黑板上写着n 个集合时，考虑成包含关系的集合对的数量，我们证明，每次操作后，这个数量至少增加1．假设我们将,A B 变成A B 和A B ．首先,A B 不是包含关系，而A B 和A B 是包含关系，故这里至少增加了一对成包含关系的集合对．对于另一集合C ，若C 与,A B 之一成包含关系，由对称性不妨设A C ⊆，则A B C ⊆，即C 至少与A B 和A B 之一成包含关系；若C 与,A B 均成包含关系，则由,A B 不成包含关系知或者,A C B C ⊆⊆，或者,A C B C ⊇⊇，若为前者，则,A B C A B C ⊆⊆，若为后者，则,A B C A B C ⊇⊇．因此，在操作之后，其余成包含关系的集合对的数量不会减少，因此每次操作后，这个数量至少增加1．由于此数量最少为0，最多为2(1)2n n n C -=，故操作至多进行(1)2n n -次．另一方面，我们给出操作次数达到(1)2n n -的例子．定义集合{,1,...,2}i A i i i n =++-，1,2,...,i n =，我们证明由12,,...,n A A A 出发，可以进行(1)2n n -次操作．使用数学归纳法，当2n =时，12{1},{2}A A ==，可进行2(21)12⨯-=次操作． 若结论对n 成立，考虑1n +的情况．先将1{1,2,...,}A n =与2{2,3,...,1}A n =+进行一次操作，得到的交集{2,3,...,}n 留下，并集继续与3{3,4,...,2}A n =+进行操作，得到的交集{3,4,...,1}n +留下，并集继续与4A 进行操作，依此类推．进行完n 次操作后，得到原来所有集合的并集{1,2,...,2}n 及另外n 个集合{2,3,...,}n ，{3,4,...,1}n +，……，{1,2,...,21}n n n ++-．下面仅考虑后n 个集合之间的操作．由于将所有元素都减1并不改变集合间的关系，故可考虑集合{1,2,...,n -，{2,3,...,}n ，……，{,1,...,2n n n +-．而由归纳假设，这些集合之间可以操作2(1)2n n n C -=次，故原来的1n +个集合可以操作21(1)(1)22n n n n n n C +-++==次，即此结论对1n +也成立． 综上所述，操作次数的最大可能值为2(1)2n n n C -=．。

第3届女子数学奥林匹克试题第3届女子数学奥林匹克于2004年8月11日至15日在江西省南昌市举行，共有45个代表队的179名选手参加了此次竞赛，他们分别来自北京，上海等数十个城市以及美国，俄罗斯，菲律宾，香港，澳门等国家和地区。

竞赛共安排两天考试，每天四个小时，各考四道题。

通过竞赛，有18名选手获得金牌，39名选手获得银牌，58名选手获得铜牌。

试 题1．如果存在1,2,……n 的一个排列a （1）,a （2）……a （n ），使得k+a k （k=1,2,……n ）都是完全平方数，就称n 为好数。

试问：在集合{11，13，15，17，19}中哪些为好数，那些不是，说明理由。

2．设为a,b,c 正实数，求cb a cc b a b c b a c a 382423++-++++++最小值。

3．已知钝角三角形ABC 的外接圆半径为1，证明：存在一个斜边为12+的等腰直角三角形覆盖三角形ABC4．一副3色牌，共有32张，其中红黄蓝各10张，编号为1，2，，，，10；另有大小王各1张。

从中任取几张，然后按如下规则算分：每张编号为K 的牌记2k 分。

大小王编号为0。

若分值之和为2004，就称这些牌为一个好牌组。

求好牌组的组数。

5．设为u ，v ，w 正实数，满足条件1≥++uv w wu v vw u ，试求u +v +w 的最小值．6．给定锐角三角形ABC ，O 为外心，直线AO 交边BC 于D ，动点E ，F 在AB ，AC 上，使得A ，E ，D ，F 四点共圆。

求证：线段EF 在BC 上的投影长度为定值。

7．设n∈N,且正整数p,q满足（p,q）=1．问有多少个不同的整数可表为ip+jq （其中i,j∈N, i+j≤n）?8．记"十字型"为一个3×3的方格去掉4个角上的1×1方格所形成的图形．问10×11的方格中至多能放入多少个互不重叠的十字形．解：答案：15个首先证明最多可放15个“十字形”。

(第二十八届全国中学生数学冬令营)第一天2013年1月12日8:00∼12:30辽宁沈阳题1.如图1,两个半径不相等的圆K 1与K 2交于A ,B 两点,C ,D 两点分别在K 1,K 2上,且线段CD 以A 为中点;延长DB 交K 1于点E ,延长CB 交K 2于点F .设线段CD ,EF 的中垂线分别为l 1,l 2.证明:(1)l 1与l 2相交;(2)若l 1与l 2的交点为P ,则三条线段CA ,AP ,P E 能构成一个直角三角形.A BC DEF PO 1O 2K 1K 2图1题2.确定所有由整数构成的非空集合S ,满足:若m,n ∈S (m,n 可以相同),则3m −2n ∈S .题3.求一切正实数t ,具有下述性质:存在一个由实数组成的无限集合X ,使得对任意x,y,z ∈X (这里x,y,z 可以相同),以及任意实数a 与正实数d ,均有max { x −(a −d ) , y −a , z −(a +d ) }>td .(第二十八届全国中学生数学冬令营)第二天2012年1月13日8:00∼12:30辽宁沈阳题4.给定整数n ⩾2.设n 个非负有限集A 1,A 2,···,A n 满足:对任意i,j ∈{1,2,···,n },有 A i ∆A j = i −j .求 A 1 + A 2 +···+ A n 的最小值.(这里, X 表示有限集合X 的元素个数;对于集合X,Y ,规定X ∆Y ={a a ∈X,a /∈Y }∪{a a ∈Y,a /∈X }.)题5.对正整数n 及整数i (0⩽i ⩽n ),设C i n ≡c (n,i )(mod 2),其中c (n,i )∈{0,1},并记f (n,q )=n ∑i =0c (n,i )q i .设m,n,q 为正整数且q +1不是2的方幂.证明:若f (m,q ) f (n,q ),则对任意正整数r ,有f (m,r ) f (n,r ).题6.给定正整数m,n ,求具有下述性质的最小整数N (⩾m ):若一个N 元整数集含有模m 的完全剩余系,则它有一个非空子集,其元素和被n 整除.。

2015中国女子数学奥林匹克第一天2015年8月12日 上午8:00 ~ 12:00广东深圳 深圳市高级中学1．如图，在锐角△ABC 中，AB > AC ，O 为外心，D 为边BC 的中点．以AD 为直径作圆与边AB 、AC 分别交于点E 、F ．过D 作DM ∥AO 交EF 于点M ．求证：EM = MF ．（郑焕供题）2．设(0,1)a ∈，且3232()(14)(51)(35),()(1)(2)(31).f x ax a x a x ag x a x x a x a =+-+-+-=--+--+求证：对于任意实数x ，()f x 和()g x 中都至少有一个不小于1a +．（李胜宏供题）3．把12×12的方格纸的每个单位方格染成黑色或白色，使得由方格线围成的任意一个3×4或4×3的长方形内都至少有一个黑色单位方格．试求黑色单位方格个数的最小值．（梁应德供题）4．对每个正整数n ，记()g n 为n 与2015的最大公约数，求满足下列条件的有序三元数组(,,)a b c 的个数：1) ,,{1,2,,2015}a b c ∈；2) (),(),(),(),(),(),()g a g b g c g a b g b c g c a g a b c +++++这七个数两两不同．（王彬供题）中国女子数学奥林匹克第二天2015年8月13日 上午8:00 ~ 12:00广东深圳 深圳市高级中学5．有多少个不同的三边长为整数的直角三角形，其面积值是周长值的999倍？（全等OMFED CB A的两个三角形看作相同的）（林常供题）6．如图，两圆12,ΓΓ外离，它们的一条外公切线与12,ΓΓ分别切于点,A B ，一条内公切线与12,ΓΓ分别切于点,C D ．设E 是直线,AC BD 的交点，F 是1Γ上一点，过F 作1Γ的切线与线段EF 的中垂线交于点M ，过M 作MG 切2Γ于点G ．求证：MF MG =．（付云皓供题）7．设12,,,(0,1)n x x x ∈，2n ≥．求证：121211n n nx n x x --+<．（王新茂供题）8．给定整数2n ≥．黑板上写着n 个集合，然后进行如下操作：选取黑板上两个互相不包含的集合,A B ，擦掉它们，然后写上A B 和A B ．这称为一次操作．如此操作下去，直到任意两个集合中都有一个包含另一个为止．对所有的初始状态和操作方式，求操作次数的最大可能值．（朱华伟供题）试题解答1．如图，在锐角△ABC 中，AB > AC ，O 为外心，D 为边BC 的中点．以AD 为直径作圆与边AB 、AC 分别交于点E 、F ． 过D 作DM ∥AO 交EF 于点M ． 求证：EM = MF ．证明 如图，连接DE 、DF ，过O 作ON ⊥AB 交AB 于点N ． 由题意可知，DE ⊥AB ，DF ⊥AC ． 因此，ON ∥DE ． 又因为DM ∥AO ，所以∠EDM =∠AON ．因为O 为△ABC 外心，所以∠AON = ∠ACB ． 从而∠EDM =∠ACB ．Γ2Γ1MG FEDCBA图1同理可得，∠FDM = ∠ABC ． 在△EDF 中，有sin sin sin sin 1sin sin sin sin EM DE EDM DE ACB DB ABC ACBMF DF FDM DF ABC DC ACB ABC ⋅∠⋅∠⋅∠⋅∠====⋅∠⋅∠⋅∠⋅∠， 即EM = MF ．2．设(0,1)a ∈，且3232()(14)(51)(35),()(1)(2)(31).f x ax a x a x ag x a x x a x a =+-+-+-=--+--+求证：对于任意实数x ，()f x 和()g x 中都至少有一个不小于1a +．证明 由于(0,1)a ∈，a 与1a -皆为正数，因此对任意实数x ，{}{}{}max (),()(1)max (),()max (),()(1)()()(1)()()f xg x a f x g x a f x g x a f x a g x a f x a g x =-⋅+⋅≥-+≥-⋅-⋅而222 (1)()()[(1)(14)][(1)(51)(2)][(1)(35)(31)](21)(2)1a f x a g x a a a x a a a a x a a a a a x x a-⋅-⋅=--++----+--++=-⋅-+++又22172()024x x x -+=-+>，故{}max (),()1f x g x a ≥+．问题得证．3．把12×12的方格纸的每个单位方格染成黑色或白色，使得由方格线围成的任何3×4和4×3长方形内都至少有一个黑格．试求黑格个数的最小值．解 所求黑格个数的最小值12n =．先证明12n ≥．由于12×12单位方格纸可划分为12121234⨯=⨯个（除边界外）互不相交的3×4方格长方形．由题设可知这些长方形各至少有一个黑色方格，故至少要涂12个黑色方格．要证明12n =，只需构作一个可行的例子，见下图．4．对每个正整数n ，记()g n 为n 与2015的最大公约数，求满足下列条件的有序三元数组(,,)a b c 的个数：1) ,,{1,2,,2015}a b c ∈；2) (),(),(),(),(),(),()g a g b g c g a b g b c g c a g a b c +++++这七个数两两不同．解 分解质因数123201551331p p p =⨯⨯=⨯⨯．()g n 是2015的约数，只有8种情况．我们把满足()1g n =的n 叫做零型数，把满足()g n 取1p 或2p 或3p 的n 叫做一型数，把满足()g n 取12p p 或13p p 或23p p 的n 叫做二型数．我们使用下面两个简单的事实：对任意整数x ，()()(2015)(2015)g x g x g x g x =-=+=-，因此本题可以看做在模2015意义下讨论，即模2015同余的两个数看成相同．对素数p ，若|p x ,|p y 两者都成立则|p x y ±，若恰有一个成立则|p x y ±/．把满足条件三元组(,,)a b c 对应为七元组(,,,,,,)A a b c a b a c b c a b c =+++++，我们考虑A 的七个位置上的数的g 值的分布．首先这七个g 值不能有2015，否则，若某个位置上的数x 是2015的倍数，则A 中存在另外两个位置上的数,y z 满足x y z =+或x y z =-，这样就有()()g y g z =，矛盾．所以七个g 值必须是1,1p ,2p ,3p ,12p p ,13p p ,23p p 各一个．这样A 的七个位置必须是3个二型数、3个一型数、一个零型数．我们关心三个二型数在哪三个位置上．设123,,p p p 是5,13,31的任意排列，若,,x y z 满足12()g x p p =，13()g y p p =，23()g z p p =，则有111|,||p x p y p x y ⇒±±，222|,||p x p y p x y ⇒±±//，333|,||p x p y p x y ⇒±±//，可得1()g x y p ±±=，同理有2()g x z p ±±=，3()g y z p ±±=，()1g x y z ±±±=．因此当确定A 中的三个二型数,,x y z 的位置后，如果其它四个位置可以分别表示为,,x y z 的3个两两线性组合与,,x y z 三个数的线性组合(要求线性组合系数是1±)，我们就可断定A 中的七个位置的g 值互不相同，我们把这种可以线性组合成功表示的三个二型数的一组位置叫做合理位置．在一组合理位置上，当我们确定,,x y z 的取值(模2015意义下)后，七元组A 也被唯一决定了．在模2015意义下，满足12()g n p p =的n 恰好有31p -个，满足13()g n p p =的n 恰好有21p -个，满足23()g n p p =的n 恰好有11p -个，此外,,x y z 的顺序或者说123,,p p p 的顺序可以调换，因此每组合理位置下，,,x y z 的取值有3213!(1)(1)(1)614408640p p p ⨯---=⨯=种可能，也就恰好对应8640个满足条件的三元组．我们关心哪组位置可能是合理的．对素数5,13,31p =，七元组A 中恰好有3个位置是p 的倍数，若,,a b a c b c +++这三个位置至少有两个p 的倍数，不妨设|,|p a b p a c ++，则在此前提下||||p a p b p c p a b c⇔⇔⇔++并且||()()()|2|p b c p a b a c b c p a p a +⇒+++-+⇒⇒，这时A 中不能恰有3个位置是p 的倍数．所以()g a b +,()g a c +,()g b c +的素因子个数总共不超过3，,,a b a c b c +++这三个位置上至多有一个二型数，也就是,,,a b c a b c ++这四个位置上有2或3个二型数．若,,,a b c a b c ++中有三个二型数，二型数的位置有4种可能情况：若,,x a y b z c ===是三个二型数，则a b x y +=+,a c x z +=+,b c y z +=+是三个一型数，a b c x y z ++=++是零型数，位置合理．若,,x a y b z a b c ===++是二型数，则,,a b x y b c z x a c z y +=++=-+=-，c x y z =--+，位置合理．同理其他两种位置也是合理的．若,,,a b c a b c ++中恰有两个二型数，我们分两类考虑：第一类考虑两个二型数都在,,a b c 中，不妨设a 和b 是二型数，则a b +不可能是二型数，a c +,b c +之一是二型数，不妨设a c +是二型数．这时,,x a y b z a c ===+是三个二型数，,,a b x y c x z a b c y z +=+=-+++=+，b c x y z +=-++，位置合理．这一类由对称性共有6种情况是合理位置．第二类考虑a b c ++是二型数且,,a b c 之一是二型数，不妨设a 和a b c ++是二型数，则b c +不可能是二型数，a b +,a c +之一是二型数，不妨设a b +是二型数．这时,,x a y a b c z a b ==++=+是二型数，则,,b c x y b x z c y z +=-+=-+=-，a c x y z +=+-，位置合理．这一类由对称性共有6种情况是合理位置．综上，三个二型数的合理位置共有16种，(其他不合理位置都不可能使三元组满足条件)．所以满足条件的三元组共有168640138240⨯=．5．有多少个不同的三边长为整数的直角三角形，其面积值是周长值的999倍？（全等的两个三角形看作相同的）解法一 设内切圆半径为r ，1()()2S r a b c m a b c =++=++．故22a b c r m +-==，4c a b m =+-．代入222a b c +=得24480ab ma mb m --+=，2(4)(4)8a m b m m --=．不同的无序解(,)a b 给出不同的三角形，故所求三角形个数为21(8)2d m ．本题999m =，236282337m =⋅⋅，1(31)(61)(21)422+++=．解法二 由勾股数公式，22222, (), ()a k uv b k u v c k u v =⋅=-=+，其中k （三边长的最大公因数）为任意正整数，u 与v 互素，u v >且u 与v 一奇一偶．22231999()()9992()2()19982337ab a b c k uv u v u u v kv u v =⋅++⇔-=⋅+⇔-==⋅⋅ u v -为奇数，因数2只能分给k 或v ，有两种方式．v 与u v -互素，奇素因子p α分给,,k v u v -只能是(,0,0)α或(,,0)i i α-，(,0,)i i α-（1i α≤≤），有21α+种方式．故由乘法原理，素因子的分配共有2(231)(211)42⋅⋅+⋅+=种方式，每种分配方式给出唯一的三角形．因此共有42个所求三角形．评注 一般地，若倍数为112nn m p p ββα=⋅（1,,n p p 为不同的奇素数），则所求三角形个数为1(2)(21)(21)n αββ+⋅++．6. 如图，两圆12,ΓΓ外离，它们的一条外公切线与12,ΓΓ分别切于点,A B ，一条内公切线与12,ΓΓ分别切于点,C D . 设E 是直线,AC BD 的交点，F 是1Γ上一点，过F 作1Γ的切线与线段EF 的中垂线交于点M ，过M 作MG 切2Γ于点G . 求证：MF MG =.证法一 设12,ΓΓ的圆心分别为12,O O ，直线,AB CD 交于点H ，连12,HO HO . 设,J K 分别是线段,AB CD 的中点，连,JE KE .由于,HA HC 是1Γ的切线，故1HO 平分AHC ∠，且1AC HO ⊥. 同理，2HO 平分BHD ∠，Γ2 Γ1 M G F E D C BA且2BD HO ⊥. 由于12,HO HO 分别是AHC ∠的内角平分线和外角平分线，故它们互相垂直，结合1AC HO ⊥及2BD HO ⊥知AC BD ⊥.由于直角三角形斜边中线等于斜边一半，故,JE JA JB KE KC KD ====. 考虑12,ΓΓ及以E 为圆心，0为半径的圆，由JE JA JB ==知J 到这三个圆的幂相等，由KE KC KD ==知K 到这三个圆的幂也相等. 显然,J K 是两个不同的点，因此这三个圆必然有一条公共的根轴. 由于M 在EF 的中垂线上，所以MF ME =，结合MF 是1Γ的切线知M 在这三个圆的公共根轴上，又MG 是2Γ的切线，故MF MG =，证毕.证法二 同证法一可得AC BD ⊥. 设12,ΓΓ的半径分别为12,r r ，则由勾股定理可知222222111JO JE r JA JE r -=+-=，同理有22211KO KE r -=，22211MO ME r -=. 因此222222111JO JE KO KE MO ME -=-=-，由平方差原理知1JK O P ⊥，1KM O P ⊥. 由于过平面上一点有且仅有一条直线与已知直线垂直，所以,,J K M 三点共线.由于222222222JO JE r JB JE r -=+-=，同理22222KO KE r -=，由此可得222222JO JE KO KE -=-，由平方差原理知2JK O E ⊥，故2JM O E ⊥，因此22222222MO ME JO JE r -=-=，结合22222MO MG r =+得MG ME =，故MG MF =，证毕.评注 事实上，点E 在直线12O O 上，两个证法均证明了这一点，但这个结论在本题中作用不大.7．设12,,,(0,1)n x x x ∈，2n ≥．求证：121211n nx n x x x x --+++<．证法一：对n 应用数学归纳法．当2n =时，由Cauchy 不等式可得121212121x x=≤<当3n ≥时，由归纳假设和Cauchy 不等式，得121212212112112121211212()11n n nn nn n nnnnx n x x x x x n x x x x xn x x x x x x x -----+<+--+-+-=≤<证法二：设1111212()n n A x x x x x x ---=+++，12n B x x x =．两边同乘以B ，只需证明22341121111n n n n x x x x x x x x x x n -+-++-<-．由Cauchy 不等式，左边2341121n n n x x x x x x x x -+++⋅22341121(1)(1)(n n n n x x x x x x x x x x A A nB -+-++-=-．故只需证明()1A A nB n -<-．我们先证明1(1)A n B <+-．事实上，12312341234512211(1)(1)(1)(1)(1) (1)(1)(1)(1)0n n n n n n n B A x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x --+--=--+--+--++-->（这也可以用调整法或一次函数极值来证明）．故()()()2222()1(1)1(1)1(1)(1)2(2)(1)(2)1(1)12(1)4(1)(2)11(2)14(1)A A nB n B n B nB n B B n n n B n B n B n n n n n n -<+-+--=+--⎛⎫⎛⎫--=--+-+=---++⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭-≤+≤+-=-- 证毕．8．给定整数2n ≥．黑板上写着n 个集合，然后进行如下操作：选取黑板上两个互相不包含的集合,A B ，擦掉它们，然后写上A B 和A B ．这称为一次操作．如此操作下去，直到任意两个集合中都有一个包含另一个为止．对所有的初始状态和操作方式，求操作次数的最大可能值．解 首先我们证明操作次数不可能超过2(1)2n n n C -=． 当黑板上写着n 个集合时，考虑成包含关系的集合对的数量，我们证明，每次操作后，这个数量至少增加1．假设我们将,A B 变成A B 和A B ．首先,A B 不是包含关系，而A B 和A B 是包含关系，故这里至少增加了一对成包含关系的集合对．对于另一集合C ，若C 与,A B 之一成包含关系，由对称性不妨设A C ⊆，则A B C ⊆，即C 至少与A B 和A B 之一成包含关系；若C 与,A B 均成包含关系，则由,A B 不成包含关系知或者,A C B C ⊆⊆，或者,A C B C ⊇⊇，若为前者，则,A B C A B C ⊆⊆，若为后者，则,A B C A B C ⊇⊇．因此，在操作之后，其余成包含关系的集合对的数量不会减少，因此每次操作后，这个数量至少增加1．由于此数量最少为0，最多为2(1)2n n n C -=，故操作至多进行(1)2n n -次． 另一方面，我们给出操作次数达到(1)2n n -的例子．定义集合{,1,...,2}i A i i i n =++-，1,2,...,i n =，我们证明由12,,...,n A A A 出发，可以进行(1)2n n -次操作． 使用数学归纳法，当2n =时，12{1},{2}A A ==，可进行2(21)12⨯-=次操作．若结论对n 成立，考虑1n +的情况．先将1{1,2,...,}A n =与2{2,3,...,1}A n =+进行一次操作，得到的交集{2,3,...,}n 留下，并集继续与3{3,4,...,2}A n =+进行操作，得到的交集{3,4,...,1}n +留下，并集继续与4A 进行操作，依此类推．进行完n 次操作后，得到原来所有集合的并集{1,2,...,2}n 及另外n 个集合{2,3,...,}n ，{3,4,...,1}n +，……，{1,2,...,21}n n n ++-．下面仅考虑后n 个集合之间的操作．由于将所有元素都减1并不改变集合间的关系，故可考虑集合{1,2,...,1}n -，{2,3,...,}n ，……，{,1,...,22}n n n +-．而由归纳假设，这些集合之间可以操作2(1)2n n n C -=次，故原来的1n +个集合可以操作21(1)(1)22n n n n n n C +-++==次，即此结论对1n +也成立． 综上所述，操作次数的最大可能值为2(1)2n n n C -=．。

2013年小学数学竞赛决赛试卷2013年4月13日上午10:00—11:30（本卷共14个题，每题10分，总分140分。

第1至12题为填空题，只需要将答案填入空内；13题和14题为解答题，需写出解题过程。

）1、计算[13 (0.75－14 )+(14 －0.125)]÷135 =( )=651922、计算15 +15+10 +15+10+15 +15+10+15+20 +15+10+15+20+25 =( )=133、用○a 表示正整数a 的不同约数的个数。

如4的不同约数有1,2,4共3个，所以○a =3.那么，（○12－○6）÷○5=（ ） 定义新运算=14、有图是9棱长为1米的正方体堆成的一个立体。

那么，这个立体的表面积是（ ）平方米。

上面看：6 前面看6个，左面看：4个，共（6+6+4）×2=32。

5、五个不同的整数，他们两两之和为6,7,8,10,13,14,15,16,17,18.那么，这五个整数中，最大数是（ ），最小数是（ ）。

假设这五个数分别为：a <b <c <d <e （6+7+8+10+13+14+15+16+17+18）÷4=31那么a+b=6 d+e=18 c ：31－18—6=7 a+c=7 所以a=0 ，a+e=10所以e=10.6、取π=3，则右图中阴影部分的面积是（ ）。

347，一群人到三亚去旅游。

首先出发的人数是总人数的12 又3人，第二批出发的人数是第一批走后剩下人数的13 又4人；第三排出发的人数是第二批走后剩下人数的34 又6人，正好全部去完。

那么，这群人总人数是（ ）人。

还原倒推：6÷14 =24人，（24+4）÷23 =42（人）（42+3）÷12 =90（人）8、一个两位数，满足条件：所有两位数这和正好在此两位数的100倍和200倍之间，且此两位数是所有两位数之和的因数。

2013年全国初中数学竞赛试题班级 姓名 成绩 供稿人：李锦扬一、选择题（共5小题，每小题7分，共35分. 每道小题均给出了代号为A ，B ，C ，D 的四个选项，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．设非零实数a ，b ，c 满足2302340a b c a b c ++=⎧⎨++=⎩，，则222ab bc caa b c ++++的值为（ ）． （A ）12-（B ）0 （C ）12（D ）12．已知a ，b ，c 是实常数，关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个非零实根1x ，2x ，则下列关于x 的一元二次方程中，以211x ，221x 为两个实根的是（ ）． （A ）2222(2)0c x b ac x a +-+= （B ）2222(2)0c x b ac x a --+= （C ）2222(2)0c x b ac x a +--=（D ）2222(2)0c x b ac x a ---=3．如图，在Rt △ABC 中，已知O 是斜边AB 的中点，CD ⊥AB ，垂足为D ，DE ⊥OC ，垂足为E ．若AD ，DB ，CD 的长度都是有理数，则线段OD ，OE ，DE ，AC 的长度中，不一定．．．是有理数的为（ ）．（A ）OD （B ）OE （C ）DE（D ）AC4．如图，已知△ABC 的面积为24，点D 在线段AC 上，点F 在线段BC 的延长线上，且4BC CF =，DCFE 是平行四边形，则图中阴影部分的面积为（ ）．（A ）3 （B ）4 （C ）6 （D ）8（第3题）（第4题）5．对于任意实数x ，y ，z ，定义运算“*”为：()()32233333451160x y x y xy x y x y +++*=+++-，且()x y z x y z **=**，则2013201232****L 的值为（ ）．（A ）607967（B ）1821967（C ）5463967 （D ）16389967二、填空题6．设33a =，b 是2a 的小数部分，则3(2)b +的值为 ．7．如图，点D ，E 分别是△ABC 的边AC ，AB 上的点，直线BD 与CE 交于点F ，已知△CDF ，△BFE ，△BCF 的面积分别是3，4，5，则四边形AEFD 的面积是 ．8．已知正整数a ，b ，c 满足2220+--=a b c ，2380-+=a b c ，则abc 的最大值为 ．9．实数a ，b ，c ，d 满足：一元二次方程20x cx d ++=的两根为a ，b ，一元二次方程20x ax b ++=的两根为c ，d ，则所有满足条件的数组()，，，a b c d 为 ．10．小明某天在文具店做志愿者卖笔，铅笔每支售4元，圆珠笔每支售7元．开始时他有铅笔和圆珠笔共350支，当天虽然笔没有全部卖完，但是他的销售收入恰好是2013元．则他至少卖出了 支圆珠笔．（第7题）三、解答题11．如图，抛物线y =23ax bx +-，顶点为E ，该抛物线与x 轴交于A ，B 两点，与y 轴交于点C ，且OB ＝OC ＝3OA ．直线113y x =-+与y 轴交于点D ． 求∠DBC -∠CBE ．12．设△ABC 的外心，垂心分别为O H ，，若B C H O ，，，共圆，对于所有的△ABC ，求BAC ∠所有可能的度数．（第11题）13．设a ，b ，c 是素数，记x b c a y c a b z a b c =+-=+-=+-，，，当2,2z y ==时，a ，b ，c 能否构成三角形的三边长？证明你的结论．14．如果将正整数M 放在正整数m 左侧，所得到的新数可被7整除，那么称M 为m 的“魔术数”（例如，把86放在415的左侧，得到的数86415能被7整除，所以称86为415的魔术数）．求正整数n 的最小值，使得存在互不相同的正整数12n a a a ，，…，，满足对任意一个正整数m ，在12n a a a ，，…，中都至少有一个为m 的魔术数．2013全国数学联赛试题参考答案一、选择题1．设非零实数a ，b ，c 满足2302340a b c a b c ++=⎧⎨++=⎩，，则222ab bc caa b c ++++的值为（ ）． （A ）12-（B ）0 （C ）12（D ）1【答案】A【解答】由已知得(234)(23)0a b c a b c a b c ++=++-++=，故2()0a b c ++=．于是2221()2ab bc ca a b c ++=-++，所以22212ab bc ca a b c ++=-++． 2．已知a ，b ，c 是实常数，关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个非零实根1x ，2x ，则下列关于x 的一元二次方程中，以211x ，221x 为两个实根的是（ ）．（A ）2222(2)0c x b ac x a +-+= （B ）2222(2)0c x b ac x a --+= （C ）2222(2)0c x b ac x a +--= （D ）2222(2)0c x b ac x a ---=【答案】B【解答】由于20ax bx c ++=是关于x 的一元二次方程，则0a ≠．因为12bx x a+=-，12c x x a =，且120x x ≠，所以0c ≠，且 221212222221212()2112x x x x b acx x x x c+--+==，22221211a x x c⋅=， 于是根据方程根与系数的关系，以211x ，221x 为两个实根的一元二次方程是222220b ac a x x c c--+=，即2222(2)0c x b ac x a --+=． 3．如图，在Rt △ABC 中，已知O 是斜边AB 的中点，CD ⊥AB ，垂足为D ，DE ⊥OC ，垂足为E ．若AD ，DB ，CD 的长度都是有理数，则线段OD ，OE ，DE ，AC 的长度中，不一定．．．是有理数的为（ ）． （A ）OD （B ）OE （C ）DE（D ）AC【答案】D【解答】因AD ，DB ，CD 的长度都是有理数，所以，OA ＝OB ＝OC ＝2AD BD+是有理数．于是，OD ＝OA －AD 是有理数． 由Rt △DOE ∽Rt △COD ，知2OD OE OC =，·DC DODE OC=都是有（第3题答题）（第3题）理数，而AC ＝·AD AB 不一定是有理数． 4．如图，已知△ABC 的面积为24，点D 在线段AC 上，点F 在线段BC 的延长线上，且4BC CF =，DCFE 是平行四边形，则图中阴影部分的面积为（ ）．（A ）3 （B ）4 （C ）6（D ）8【答案】C【解答】因为DCFE 是平行四边形，所以DE //CF ，且EF //DC ． 连接CE ，因为DE //CF ，即DE //BF ，所以S △DEB = S △DEC ， 因此原来阴影部分的面积等于△ACE 的面积．连接AF ，因为EF //CD ，即EF //AC ，所以S △ACE = S △ACF ．因为4BC CF =，所以S △ABC = 4S △ACF ．故阴影部分的面积为6． 5．对于任意实数x ，y ，z ，定义运算“*”为：()()32233333451160x y x y xy x y x y +++*=+++-，且()x y z x y z **=**，则2013201232****L 的值为（ ）．（A ）607967（B ）1821967（C ）5463967（D ）16389967【答案】C【解答】设201320124m ***=L ，则()20132012433m ****=*L 32323339274593316460m m m m m m ⨯+⨯+⨯+==++++-， 于是()201320123292****=*L 3223333923929245546310360967⨯⨯+⨯⨯+⨯+==+-．二、填空题6．设33a =，b 是2a 的小数部分，则3(2)b +的值为 ． 【答案】9【解答】由于2123a a <<<<，故32292b a =-=-，因此333(2)(9)9b +==． 7．如图，点D ，E 分别是△ABC 的边AC ，AB 上的点，直线BD 与CE 交于点F ，已知△CDF ，△BFE ，△BCF 的面积分别是3，4，5，则四边形AEFD 的面积是 ．【答案】20413【解答】如图，连接AF ，则有：45=3AEF AEF BFE BCF AFD AFD CDF S S S BF S S S FD S ∆∆∆∆∆∆∆++===，354AFD AFD CDF BCF AEF AEF BEF S S S CF S S S FE S ∆∆∆∆∆∆∆++====，（第4题答题）（第4题）（第7题）解得10813AEF S ∆=，9613AFD S ∆=． 所以，四边形AEFD 的面积是20413．8．已知正整数a ，b ，c 满足2220+--=a b c ，2380-+=a b c ，则abc 的最大值为 ．【答案】2013【解答】由已知2220+--=a b c ，2380-+=a b c 消去c ，并整理得()228666b a a -++=．由a 为正整数及26a a +≤66，可得1≤a ≤3．若1a =，则()2859b -=，无正整数解； 若2a =，则()2840b -=，无正整数解；若3a =，则()289b -=，于是可解得11=b ，5b =． （i ）若11b =，则61c =，从而可得311612013abc =⨯⨯=； （ii ）若5b =，则13c =，从而可得3513195abc =⨯⨯=． 综上知abc 的最大值为2013．9．实数a ，b ，c ，d 满足：一元二次方程20x cx d ++=的两根为a ，b ，一元二次方程20x ax b ++=的两根为c ，d ，则所有满足条件的数组()，，，a b c d 为 ．【答案】(1212)，，，--，(00)，，，-t t （t 为任意实数）【解答】由韦达定理得，，，．+=-⎧⎪=⎪⎨+=-⎪=⎪⎩a b c ab d c d a cd b由上式，可知b a c d =--=．若0b d =≠，则1==d a b ，1==bc d，进而2b d a c ==--=-．若0b d ==，则c a =-，有()(00)，，，，，，=-a b c d t t （t 为任意实数）． 经检验，数组(1212)--，，，与(00)，，，-t t （t 为任意实数）满足条件． 10．小明某天在文具店做志愿者卖笔，铅笔每支售4元，圆珠笔每支售7元．开始时他有铅笔和圆珠笔共350支，当天虽然笔没有全部卖完，但是他的销售收入恰好是2013元．则他至少卖出了 支圆珠笔．【答案】207【解答】设x ，y 分别表示已经卖出的铅笔和圆珠笔的支数，则472013350，，+=⎧⎨+<⎩x y x y所以201371(5032)44y y x y -+==-+， 于是14y +是整数．又20134()343503x y y y =++<⨯+，所以204y >，故y 的最小值为207，此时141x =．三、解答题11．如图，抛物线y =23ax bx +-，顶点为E ，该抛物线与x 轴交于A ，B 两点，与y 轴交于点C ，且OB ＝OC ＝3OA ．直线113y x =-+与y 轴交于点D ． 求∠DBC -∠CBE ．【解答】将0x =分别代入y =113x -+，23y ax bx =+-知，D (0，1)，C (0，3-)，所以B (3，0)，A (1-，0)．直线y =113x -+过点B ． 将点C (0，3-)的坐标代入y =(1)(3)a x x +-，得1a =．…………5分抛物线223y x x =--的顶点为E (1，4-)．于是由勾股定理得BC ＝32，CE ＝2，BE ＝25．因为BC 2＋CE 2＝BE 2，所以，△BCE 为直角三角形，90BCE ∠=︒．…………10分 因此tan CBE ∠=CE CB =13．又tan ∠DBO =13OD OB =，则∠DBO ＝CBE ∠．…………15分所以，45DBC CBE DBC DBO OBC ∠-∠=∠-∠=∠=︒．…………20分12．设△ABC 的外心，垂心分别为O H ，，若B C H O ，，，共圆，对于所有的△ABC ，求BAC ∠所有可能的度数．【解答】分三种情况讨论． （i ）若△ABC 为锐角三角形． 因为1802BHC A BOC A ∠=︒-∠∠=∠，，所以由BHC BOC ∠=∠，可得1802A A ︒-∠=∠，于是60A ∠=︒．…………5分（第11题答题）（第11题）△ABC 为钝角三（ii ）若角形．90A ∠>︒时，因为当()1802180BHC A BOC A ∠=︒-∠∠=︒-∠，，所以由180BHC BOC ∠+∠=︒，可得()3180180A ︒-∠=︒，于是120A ∠=︒。

中国第二届女子数学奥林匹克（CGMO ）试题
第一天
（CGMO2－1）已知D 是△ABC 的边AB 上的任意一点，E 是边AC 上的任意一点，连结DE ，F 是线段DE 上的任意一点，设,,AD AE DF x y z AB AC DE
===．证明: （1）(1);(1)(1)BDF ABC CEF ABC S x yzS S x y z S ∆∆∆∆=-=--；
（2≤
（CGMO2－2）某班有47个学生，所用教室有6排，每排有8个座位，用(),i j 表示位于第i 排第j 列的座位．新学期准备调整座位，设一个学生原来的座位为(),i j ，如果调整后的座位为(),m n ，则称该生作了移动[][],,a b i m j n =--，并称a b +为该生的位置数，将所有学生的位置数之和记为S ，求S 的最大可能值与最小可能值之差．
（CGMO2－3）如图，ABCD 是圆内接四边形，AC 是圆的直径，BD ⊥AC ，AC 与BD 的交点为E ，F 在DA 的延长线上，连结BF ，G 在BA 的延长线上，使得DG ∥BF ，H 在GF 的延长线上，使得CH ⊥GF ． 证明：B 、E 、F 、H 四点共圆．
（CGMO2－4）
（1）证明：存在和为1的五个非负实数a,b,c,d,e ，使得将它们任意放置在一个圆周上，
总有两个相邻的数的乘积不小于19
． （2）证明：对于和为1的任意五个非负实数a,b,c,d,e ，总可以将它们适当放置在一个圆周上，并且任意相邻两数的乘积均不大于
19．。

历届中国女子数学奥林匹克试题集历届中国女子数学奥林匹克试题集国际奥林匹克数学比赛（IMO）已经有50多年的历史，历届考试都激发了学生们的求知欲。

中国的参赛选手在IMO的比赛中拿到了众多的冠军，比赛中的试题也受到广大奥林匹克爱好者的瞩目。

为了让所有人都能探索历届中国女子数学奥林匹克比赛，我们给大家精选了50份试卷，包含以下内容：一、2011年1、函数y = f (x)和f '(x)两个函数满足f (x + y) = f (x) + f (y)，其中的x，y可以取任意的实数值，求f '(x)的表达式。

2、证明n > 1的整数中，永远有存在一个整数，使得n^2-1能因n整除。

3、证明存在这样的正整数m,n,使1 + n + n^2 + n^3 +···+ n^m= m!。

二、2012年1、证明存在正整数k，使得1 + 2^2 + 3^3 +···+ k^k = k^(k+1)/2。

2、已知函数f (x)定义域为[1, 8],且满足f (1 + x) = f (x) + f (8 – x) + 1，求f (4) = ?3、证明若m，n是任意两个自然数，那么2^m – 2^n一定能够被m - n整除。

三、2013年1、证明若n是一个正整数，那么存在一种拼出n的正方形砖块的方案，每个正方形砖块有1~n种可能。

2、证明：若a，b，c, d都是正整数,满足ad + bc＝ ab＋cd，那么a = b= c = d.3、给定一个n，有多少种方案使得1, 2, ... , 2n可以分为n个子集，每个子集大小不超过2？在IMO比赛中，历届中国女子数学奥林匹克试题也出现了很多标志性的题型。

如，2009年的多重折线图题是女子数学奥林匹克史上首次出现，给选手带来巨大的挑战；后来， 2012年出现的交叉面积问题从根本上提升了选手们的数学水平和视野。

2013年全国高中数学联合竞赛一试（A 卷）一、填空题：本大题共8个小题，每小题8分，共64分。

2013A1、设集合{}3,1,0,2=A ,集合{}A x A x xB ∉-∈-=22,|，则集合B 中所有元素的和为◆答案：5-★解析：易得{}0,1,2,3---⊆B ，验证即可得{}2,3--=B ，所以所求为532-=--2013A 2、在平面直角坐标系xOy 中，点B A ,在抛物线x y 42=上，满足4-=⋅OB OA ，F 是抛物线的焦点，则OFA ∆与OFB ∆的面积之比为◆答案：2★解析：由题意得()0,1F ，设⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛121,4y y A ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛222,4y y B ，代入4-=⋅OB OA 得821-=y y ，所以OFA ∆与OFB ∆的面积之比为241212=y y OF 2013A 3、在ABC ∆中，已知C B A sin sin 10sin ⋅=，C B A cos cos 10cos ⋅=，则A tan 的值为◆答案：11★解析：由于()()A C B C B C B A A cos 10cos 10cos cos sin sin 10cos sin =+-=-=-，即11tan =A 2013A 4、已知正三棱锥ABC P -的底面边长为1，高为2，则其内切球半径为◆答案：62★解析：如图，设球心O 在面ABC 和面ABP 内的射影分别是H 和K ，AB 中点为M ，内切球半径为r ，则M K P ,,共线，H O P ,,共线，090=∠=∠PKO PHM ，且r OK OH ==，r OH PH PO -=-=2，6363==AB MH ,635212122=+=+=PH MH PM ,所以51sin 2==∠==-MP MH KPO OP OK rr ,解得62=r 2013A 5、设b a ,为实数，函数b ax x f +=)(满足：对任意]1,0[∈x ，都有1)(≤x f ，则ab 的最大值为◆答案：1★解析：由题意得)0()1(f f a -=，)0(f b =所以()41)1(41)1(41)1(21)0()0()1()0(222≤≤+⎪⎭⎫⎝⎛--=-⋅=f f f f f f f ab ，当且仅当1)1()0(2±==f f ，即21±==b a 时，41=ab ，故所求最大值为41。