2012年全国高中数学联赛试题及解答

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PA  PB  1

x  (x  2

)

0 0

x

0

2 2

PA  PB  PA PB cos 3

4

2 2 2 x

x

A D 0 0

x

0 

0

一、填空题(每小题 8 分,共 64 分) 2012 年全国高中数学联合竞赛

第一试

1. 设 P 是函数

y  x  2

x  0

图像上的任意一点,过 P 分别向直线 y  x 和 y 轴作垂线,垂足分别为

x

A、B.则 PA  PB 󰀀. 答案:

-1.

解法 1 设 P 

x , x  2 

,则l

: y  

x  2 

 

x  x 

,即

y  x  2x  2

 

0 PA 

0

x 

0 0

x

上式与 y  x 联立解得点 A

x  1

, x

 1 

.又点 B 

0, x

 2 

,则

PA  

1

,  1 

PB  

x ,0

0

x 0

x 



0

x 



x x 

󰀀

0

0 0 

故 

x 

 1 .

0 

0 0 

0

0

2  y

解法 2 如图 3,设 P

 x

0 , x

0 



x

0  0

.则点 P 到直线 x  y  0 和 y 轴的距离分别为

x

0 

B P

PA   , PB  x . A

0

0

因为 O、

A、

P、

B 四点共圆,所以,

APB  

 AOB  3

. O x

4

图 3

 1.

2.

△ABC 的内角A 、B 、

C 的对边分别为 a、b、c,且满足

a cos B  b cos A  3

c .则 tan A

 .

5 tan B

答案:4.

c2

 a2

 b2

b2

 c2

 a2

3

2 2 3

2

解法 1 由题设及余弦定理得a   b   c  a  b  c .

tan A

 sin A  cos B

 a 

2ca

c2

 a2

 b2

2ca 2bc 5 5

 c  a  b



tan B sin B  cos A b2

 c2

 a2

b 

2bc c2

 b2

 a2 4

C

解法 2 如图 4,过点 C 作

CD  AB ,垂足为 D.则

a cos B  DB ,

bcos A  AD .

由题设得

DB  AD  3

c .

B

5

CD 图 4

DB  DA  c ,联立解得

AD  1

c ,

DB  4

c .故 tan A

 AD

 DB

 4

5

解法 3 由射影定理得

a cos B  bcos A  c 5 tan B CD

AD

DB

a cos B  b cos A  3

c ,与上式联立解得

a cos B  4

c ,

b cos A  1

c

5 5 5

故 tan A

 sin A  cos B

 a cos B

 4

tan B sin B  cos A b cos A

y  z

z  x

MN AB

y

N A

B M

O

F

l z  y

y  x

2(z  x) AF BF

 2

AB 

AF  BF AB

AF  BF

MN AB

AF  BF

AF  BF

MN

AB 2 3. 设 x、y、z 

0,1

.则 M 

  的最大值是 .

答案:

1.

解:不妨设0  x  y  z  1.则

M  y  x  由  z  y 

  M  ( 2 1)  2 1.

当且仅当

x  0 ,

y  1

, z  1 时,上式等号同时成立.

2

4. 抛物线

y2

 2 px 

p  0

的焦点为 F,准线为 l,A、

B 是抛物线上的两个动点,且满足

AFB  

.

3

设线段 AB 的中点 M 在 l 上的投影为 N.则 的最大值是 .

答案:1.

解法 1 设

ABF  

0  

 2

.则由正弦定理得   .

3 

sin

 

sin



 3  



sin

3

sin

 sin  2

 

3 

 



故  ,即 󰀀 

 2 cos



.

sin

 sin  2

 

sin 

sin 

 3



3 

3 3

 

如图 5,由抛物线的定义及梯形的中位线定理得: MN  ①

2

则  cos 

 

.故当

 

时,

取得最大值 1

3 

3

 

解法 2 同解法 1 得式①

△AFB 中,由余弦定理得

AB 2

AF 2

 BF 2

 2 AF BF cos 

3

 

AF  BF 

2

 3 AF BF x

 2

 

AF  BF 

2

 3

 

 2



2

2  MN .

图 5

 

当且仅当 AF  BF 时,上式等号成立.

故 的最大值为 1. x  y

2

z  x

2

( y  x)  (z  y)

z  x

MN

AB AF BF

AB