1981-2018年全国高中数学联赛真题分类汇编含解析答案11逻辑与不定方程
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1981年~2018年全国高中数学联赛一试试题分类汇编1、逻辑部分2014B 3、对于实数R 的任意子集U ,我们在R 上定义函数U x Ux x f U ∉∈⎩⎨⎧=,,01)(,如果B A ,是实数R的两个子集,则1)()(≡+x f x f B A ,的充分必要条件是 ◆答案:B A ,互为补集★解析:对于任意的R x ∈,1)()(≡+x f x f B A ,这说明)(),(x f x f B A 中至少有一个是1,即B A x ∈,所以R B A = ,另一方面,)(),(x f x f B A 中仅有一个是1,即φ=B A ,从而BA ,互为补集。
2001*15、(本题满分20分)用电阻值分别为654321,,,,,a a a a a a (654321a a a a a a >>>>>) 的电阻组装成一个如图的组件,在组装中应如何选取电阻,才能使该组件总电阻值最小?证明你的结论.★解析:首先,对电路图进行截取分段考虑,如下三个图设6个电阻的组件(如图3)的总电阻为FG R .当i i a R = ,6,5,4,3=i ,1R ,2R 是1a ,2a 的任意排列时,FG R 最小.证明如下:1°设当两个电阻1R ,2R 并联时,所得组件阻值为R :则21111R R R +=.故交换二电阻的位置,不改变R 值,且当1R 或2R 变小时,R 也减小,因此不妨取1R >2R .2°设3个电阻的组件(如图1)的总电阻为R AB :2132********1R R R R R R R R R R R R R R AB +++=++=.显然1R +2R 越大,AB R 越小,所以为使AB R 最小必须取3R 为所取三个电阻中阻值最小的一个. 3°设4个电阻的组件(如图2)的总电阻为CD R :43243142142324131214111R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R AB CD ++++++=+=. 若记∑≤<≤=411j i j i R R S ,∑≤<<≤=412k j i k j i R R R S .则S 1、S 2为定值.于是4313212R R S R R R S R CD --=.只有当43R R 最小,321R R R 最大时,CD R 最小,故应取34R R <,23R R <,13R R <,即得总电阻的阻值最小.4°对于图3,把由321,,R R R 组成的组件用等效电阻AB R 代替.要使FG R 最小,由3°必需使56R R <;且由1°,应使CE R 最小.由2°知要使CE R 最小,必需使45R R <,且应使CD R 最小.而由3°,要使CD R 最小,应使234R R R <<且134R R R <<. 这就说明,要证结论成立1998*4、设命题P :关于x 的不等式01121>++c x b x a 与02222>++c x b x a 的解集相同;命题Q :212121c c b b a a ==。
则命题Q ( ) A.是命题P 的充分必要条件 B.是命题P 的充分条件但不是必要条件C.是命题P 的必要条件但不是充分条件D.既不是命题P 的充分条件也不是命题P 的必要条件 ◆答案:D★解析:若两个不等式的解集都是R ,否定A 、C ,若比值为1-,否定A 、B ,选D1995*3、如果甲的身高数或体重数至少有一项比乙大,则称甲不亚于乙,在100个小伙子中,如果某人不亚于其他99人,就称他为棒小伙子,那么,100个小伙子中的棒小伙子最多可能有( )A.1个B.2个C. 50个D. 100个 ◆答案:D★解析:把身高按从高到矮排为100~1号,而规定二人比较,身高较高者体重较小,则每个人都是棒小伙子.故选D .1994*2、给出下列两个命题:(1)设c b a ,,都是复数,如果222c b a >+,则0222>-+c b a ; (2)设c b a ,,都是复数,如果0222>-+c b a ,则222c b a >+. 那么下述说法正确的是( )A.命题(1)正确,命题(2)也正确B.命题(1)正确,命题(2)错误C.命题(1)错误,命题(2)也错误D.命题(1)错误,命题(2)正确 ◆答案:B★解析:⑴正确,⑵错误;理由:⑴222c b a >+,成立时,22b a +与2c 都是实数,故此时0222>-+c b a 成立;⑵ 当0222>-+c b a 成立时,222c b a -+是实数,但不能保证22b a +与2c 都是实数,故222c b a >+不一定成立.故选B .1988*4.已知三个平面α、β、γ,每两个之间的夹角都是θ,且a =βα ,b =γβ ,c =αγ ,.若有命题甲:3πθ>; 命题乙:a 、b 、c 相交于一点. 则A .甲是乙的充分条件但不必要B .甲是乙的必要条件但不充分C .甲是乙的充分必要条件D .A 、B 、C 都不对 ◆答案:C★解析:a 、b 、c 或平行,或交于一点.但当c b a ////时,3πθ=.当它们交于一点时,πθπ<<3.选C .1985*1、 假定有两个命题:甲:a 是大于0的实数;乙:b a >且11-->b a.那么( )A .甲是乙的充分而不必要条件B .甲是乙的必要而不充分条件C .甲是乙的充分必要条件D .甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件 ◆答案:B★解析:由于b a >且11-->b a成立时,必有0,0<>b a .故由乙可得甲,故选B1985*10、 对任意实数y x ,,定义运算y x *为cxy by ax y x ++=*,其中c b a ,,为常数,等式右端中的运算是通常的实数加法、乘法运算.现已知321=*,432=*,并且有一个非零实数d ,使得对于任意实数都有x d x =*,则=d . ◆答案:4★解析:x cdx bd ax =++.取0=x ,代入得,0=bd ,但0≠d ,故0=b ,322=++c b a ,4632=++c b a .1,5-==c a .取1=x 代入,得4=d .经验算:xy x y x -=*5,对于一切x ,有x x x x =-=*454成立.故4=d .1984*一、(本题满分15分)下列命题是否正确?若正确,请给予证明,否则给出反例。
⑴若Q P ,是直线l 同侧的两不同点,则必存在两个不同的圆,通过Q P ,且与直线l 相切; ⑵若0,0>>b a ,且1≠a ,1≠b ,则2log log ≥+a b b a ;⑶设B A ,是坐标平面上的两个点集,(){}222,r y x y x C r ≤+=,若对任意0≥r ,都有B C A C r r ⊆,则必有B A ⊆。
★解析:⑴若l PQ //,则只能作出一个圆过Q P ,且与直线l 相切; ⑵ 若10,1<<>b a ,则2log log -≤+a b b a ; ⑶ (){}222,r y x y x A ≤+=,(){}2220,ry x y x A ≤+<=,于是()B C A Cr r⊆恒成立,但不满足B A ⊆.1983*1、 设q p ,是自然数,条件甲:33q p -是偶数;条件乙:q p +是偶数.那么( ) A .甲是乙的充分而非必要条件 B .甲是乙的必要而非充分条件C .甲是乙的充要条件D .甲既不是乙的充分条件,也不是乙的必要条件 ◆答案:C★解析:()()2233qpq p q p q p ++-=-.又q q p q p 2+-=+,故q p +与q p -的奇偶性相同.∴ q p +为偶数,得q p -为偶数,33q p -为偶数. q p +为奇数,q p ,一奇一偶,33q p -为奇数.故选C .1982*8、 当b a ,是两个不相等的正数时,下列三个代数式: 甲:⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+b b a a 11,乙:21⎪⎭⎫ ⎝⎛+ab ab , 丙:222⎪⎭⎫ ⎝⎛+++b a ba ,中间,值最大的一个是( ) A .必定是甲 B .必定是乙C .必定是丙D .一般并不确定,而与b a ,的取值有关◆答案:D★解析:甲>乙,但甲、丙大小不确定.故选D .1981*1、条件甲:两个三角形的面积和两条边对应相等.条件乙:两个三角形全等.则下列正确的是( )A .甲是乙的充分必要条件B .甲是乙的必要条件C .甲是乙的充分条件D .甲不是乙的必要条件,也不是乙的充分条件 ◆答案:B★解析:乙⇒甲,但甲⇒/乙,故选B .1981*2、条件甲:a =+θsin 1.条件乙:a =+2cos 2sinθθ.则下列正确的是( ) A .甲是乙的充分必要条件 B .甲是乙的必要条件C .甲是乙的充分条件D .甲不是乙的必要条件,也不是乙的充分条件 ◆答案:D★解析:由a =+θsin 1得a =+2cos2sin θθ;而a =+2c o s2s i nθθ,得a =+θs i n 1.故选D .1981*10、(本题15分) 组装甲、乙、丙三种产品,需用C B A ,,三种零件.每件甲需用B A ,各2个;每件乙需用C B ,各1个;每件丙需用2个A 与1个C .用库存的C B A ,,三种零件,如组装成p 件甲产品、q 件乙产品和r 件丙产品,则剩下2个A 和1个B ,但C 恰好用完.试证:无论怎样改变甲、乙、两产品的件数,也不能把库存的C B A ,,三种零件都恰好用完.★解析:已知即:每个甲用 A 2,B 2,每个乙用B 1,C 1,每个丙用 A 2, C 1. ∴ 共有A 产品222++r p 件;B 产品12++q p 件;C 产品r q +件.设组装m 件甲,n 件乙,k 件丙,则用k m 22+件A ; 用n m +2件B ; 用k n +件C .如全部用完,则有)4()3()2()1(212122222⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=++=+++=+++=++kn r q n m q p km r p k m r p ∴)4()3()2(-+:m p 323=+.这是不可能的.故证.1981*11、(本题20分)一张台球桌形状是正六边形ABCDEF ,一个球从AB 的中点P 击出,击中BC 边上的某点Q ,并且依次碰击CD 、DE 、EF 、FA 各边,最后击中AB 边上的某一点.设θ=∠BPQ ,求θ的范围.提示:利用入射角等于反射角的原理.★解析:只要把这个正六边形经过5次对称变换.则击球时应如图所示,击球方向在∠MPN 内部时即可. 设2=AB ,以P 为原点,PB 为x 轴正方向建立直角 坐标系,点M 坐标为()33,8.点N 坐标为()33,10,即⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈833arctan ,1033arctan θ不定方程2011B 一、(本题满分40分)求所有三元整数组(,,)x y z ,使其满足333320111515x y z xyz x y ⎧++-=⎪≥⎨⎪≥⎩★解析:由20113333=-++xyz z y x ,得()()()()[]4022222=-+-+-++x z z y y x z y x ①因220114022⨯=,且()()()0222≡-+-+-x z z y y x ()2m od,所以①等价于()()()⎩⎨⎧=-+-+-=++40221222x z z y y x z y x ②或()()()⎩⎨⎧=-+-+-=++22011222x z z y y x z y x ③ 对方程组②,消去z 得()()()40221212222=-++-++-y x y x y x ,即67022=--++y x xy y x ④⑴若15=x ,15=y ,则67064522<=--++y x xy y x 与④矛盾;⑵若16≥x ,15≥y ,则670690434256))(1(2>=+≥+-+y x y x 与④矛盾; ⑶若15≥x ,16≥y ,则670690434256))(1(2>=+≥+-+y x x y 与④矛盾; 综上方程组②无解;对方程组③,由()()()2222=-+-+-x z z y y x 可得y x -,z y -,x z -中有两个为1,一个为0。