2019年全国高中数学联赛模拟试题及答案
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2019年全国高中数学联赛模拟试题一、填空题:本大题共8小题,每小题8分,共64分.1.已知A={x |x 2-4x +3<0,x ∈R },B={x |21-x +a ≤0,x 2-2(a +7)x +5≤0,x ∈R}若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是 .2.已知椭圆221164x y +=的左右焦点分别为1F 与2F ,点P 在直线l:80x ++=上. 当12F PF ∠取最大值时,比12PF PF 的值为 . 3.设x x x x x f 44cos cos sin sin )(+-=,则)(x f 的值域是 。
4.一个球的内接圆锥的最大体积与这个球的体积之比为________. 5.函数232+-+=x x x y 的值域为____________.6.已知正整数n 不超过2000,并且能表示成不少于60个连续正整数之和,那么,这样的n 的个数是___________.7.用[x ]表示不大于实数x 的最大整数, 方程lg 2x -[lg x ]-2=0的实根个数是 .8.各项均为实数的等比数列{a n }前n 项之和记为S n ,若S 10= 10, S 30 = 70, 则S 40等于__________.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.(本题满分16分)如图,有一列曲线P 0, P 1, P 2, ……,已知P 0所围成的图形是面积为1的等边三角形,P k+1是对P k 进行如下操作得到的:将P k 的每条边三等分,以每边中间部分的线段为边,向外作等边三角形,再将中间部分的线段去掉(k=0,1,2,3,…),记S n 为曲线P k 所围成图形面积。
①求数列{S n }的通项公式;②求n n S ∞→lim 。
10.(本题满分20分)如题10图,P 是抛物线22y x =上的动点,点B C ,在y 轴上,圆22(1)1x y -+=内切于PBC ∆,求PBC ∆面积的最小值.11.(本题满分20分)设 2()f x x a =+. 记1()()f x f x =,1()(())n n f x f f x -=2,3,n =,,{}R (0)2n M a n f =∈≤对所有正整数 ,. 证明:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=41,2M .P 0P 1P 2加试一、(本题满分40分)设均为正实数,求的最小值.二、(本题满分40分)已知的内心为,三个内角的角平分线分别为、、,线段的中垂线分别与、交于点、.证明:、、、四点共圆.三、(本题满分50分)组合在座城市之间有两种方式的飞行航线被执行:任意一座城市至少和七座城市有直航;任意两座城市可以通过有限次直航来连接.求最小的整数,使得无论如何安排满足条件的航线,任意一座城市到任意其他城市最多可以经过次直航到达.四、(本题满分50分)求所有的实数,使得、均为完全平方数.参考答案一、填空题:本大题共8小题,每小题8分,共64分. 1、【解】A=(1,3);又,a ≤-21-x∈(-1,-14),当x ∈(1,3)时,a ≥x 2+52x-7∈(5-7,-4).∴ -4≤a ≤-1.2、【解】 由平面几何知,要使12F PF ∠最大,则过12,F F ,P 三点的圆必定和直线l 相切于P 点。
设直线l 交x 轴于A (8--,则12APF AF P ∠=∠,即12APF AF P ∆∆,即122PF APPF AF =(1),又由圆幂定理,212AP AF AF =⋅(2),而1(F -,2F ,A(8--,从而有18AF =,28AF =+。
代入(1),(2)得121PF PF ====。
3、【解】44211()sin sin cos cos 1sin 2sin 222f x x x x x x x =-+=--。
令sin 2t x =,则2211911()()1()22822f x g t t t t ==--=-+。
因此11919min ()(1)0,824t g t g -≤≤==-= 111919max ()()02828t g t g -≤≤=-=-=。
即得90()8f x ≤≤。
4、【解】设球半径为R ,其内接圆锥的底半径为r ,高为h ,作轴截面,则r 2=h (2R -h ).V 锥=13πr 2h=π3h 2(2R -h )=π6h ·h (4R -2h )≤π6⎝ ⎛⎭⎪⎫4R 33=827·43πR 3.rh∴ 所求比为8∶27. 5、【解】 232log 121>+x 等价于232log 121>+x 或232log 121-<+x . 即21log 121->x或27log 121-<x . 此时2log 21-<x 或0log 21>x 或0log 7221<<-x .∴解为x >4或0<x <1 或 1<x <722.6、【解】首项为a 为的连续k 个正整数之和为()()21212+≥-+=k k k k a S k7、 由Sk ≤2000,可得60≤k ≤62.8、 当k=60时,Sk=60a+30×59,由Sk ≤2000,可得a ≤3,故Sk=1830,1890,1950;9、 当k=61时,Sk=61a+30×61,由Sk ≤2000,可得a ≤2,故Sk=1891,1952;10、 当k=62时,Sk=62a+31×61,由Sk ≤2000,可得a ≤1,故Sk=1953.11、 于是,题中的n 有6个.12、【解】令lg x=t ,则得t 2-2=[t ].作图象,知t=-1,t=2,及1<t <2内有一解.当1<t <2时,[t ]=1,t=3.故得:x=110,x=100,x=103,即共有3个实根。
13、【解】首先q ≠1,于是,a 1q -1(q 10-1)=10,a 1q -1(q 30-1)=70,∴q 20+q 10+1=7.⇒q 10=2.(-3舍)∴ S 40=10(q 40-1)=150.二、解答题:本大题共3小题,共56分9、【解】①对P 0进行操作,容易看出P 0的每条边变成P 1的4条边,故P 1的边数为3×4;同样,对P 1进行操作,P 1的每条边变成P 2的4条边,故P 2的边数为3×42,从而不难得到P n 的边数为3×4n …………5分 已知P 0的面积为S 0=1,比较P 1与P 0,容易看出P 1在P 0的每条边上增加了一个小等边三角形,其面积为231,而P 0有3条边,故S 1=S 0+3×231=1+31再比较P 2与P 1,容易看出P 2在P 1的每条边上增加了一个小等边三角形,其面积为231×231,而P 1有3×4条边,故S 2=S 1+3×4×431=1+31+334类似地有:S 3=S 2+3×42×631=1+31+334+5234 …………5分 ∴S n =121523343434311--+++++n n=1+∑=n k k1)94(43=n)94(5358⋅- (※) …………10分 下面用数学归纳法证明(※)式 当n=1时,由上面已知(※)式成立, 假设当n=k 时,有S k =k )94(5358⋅-当n=k+1时,易知第k+1次操作后,比较P k+1与P k ,P k+1在P k 的每条边上增加了一个小等边三角形,其面积为)1(231+k ,而P k 有3×4k 条边。
故S k+1=S k +3×4k ×)1(231+k =1)94(5358+⋅-k 综上所述,对任何n ∈N ,(※)式成立。
②58])94(5358[lim lim =⋅-=∞→∞→n n n n S …………16分10、【解】 设00(,),(0,),(0,)P x y B b C c ,不妨设b c >. 直线PB 的方程:00y by b x x --=, 化简得 000()0y b x x y x b --+=. 又圆心(1,0)到PB 的距离为1,1= , (5)分故22222000000()()2()y b x y b x b y b x b -+=-+-+, 易知02x >,上式化简得2000(2)20x b y b x -+-=, 同理有2000(2)20x c y c x -+-=. …10分所以0022y b c x -+=-,002x bc x -=-,则22200020448()(2)x y x b c x +--=-.因00(,)P x y 是抛物线上的点,有2002y x =,则22204()(2)x b c x -=-,0022x b c x -=-. …15分所以00000014()(2)4222PBC x S b c x x x x x ∆=-⋅=⋅=-++--48≥=. 当20(2)4x -=时,上式取等号,此时004,x y ==±.因此PBC S ∆的最小值为8. …20分11、 【证明】(1)如果2a <-,则1(0)||2f a =>,a M ∉。
………………………(5分)(2)如果124a -≤≤,由题意 1(0)f a =,12(0)((0))n n f f a -=+,2,3,n =. 则① 当 104a ≤≤时,1(0)2n f ≤(1n ∀≥). 事实上,当1n =时,11(0)2f a =≤, 设1n k =-时成立(2k ≥为某整数),则对n k =,221111(0)(0)242k k f f a -⎛⎫≤+≤+= ⎪⎝⎭.② 当 20a -≤<时,(0)n f a ≤(1n ∀≥).事实上,当1n =时,1(0)f a ≤, 设1n k =-时成立(2k ≥为某整数),则对n k =,有()212||(0)(0)kk a a f fa a a --=≤=+≤+.注意到 当20a -≤<时,总有22a a ≤-,即2||a a a a +≤-=. 从而有(0)||k f a ≤.由归纳法,推出12,4M ⎡⎤-⊆⎢⎥⎣⎦。
……………(15分) (3)当14a >时,记(0)n n a f =,则对于任意1n ≥,14n a a >>且121(0)((0))()n n n n n a f f f f a a a++====+。
对于任意1n ≥,221111()244n n n n n a a a a a a a a +-=-+=-+-≥-, 则114n n a a a +-≥-。