2011北大自主招生
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2011年北约等十三校联考自主招生数学试卷
1. 已知平行四边形的其中两条边长为3和5,一条对角线长为6,求另一条对角线长.
解一 (引理) 平行四边形的对角线平方和等于四边的平方和. 另一对角线长为
222
2(35)642
.
解二 如图, 设3AB, 5AD, 6BD, 则据余弦定理有
222
2cos2ABADAABADBD
, 于是
222
2cosACDCADDCADCDA
22
352cosABADA
32
, 从而42AC.
2. 求过抛物线2221yxx和2523yxx的交点的直线方程.
解 由上述两方程消去二次项可得6710xy, 此即为过两抛物线交点的直线方程.
3. 在等差数列{}na中,3713,3aa,数列{}na的前n项和为nS,求数列{}nS的最小
项,并指出其值为何?
解 由734aad可得公差4d, 从而121a. 令214(1)0x得6.25x, 故
{}na从第7项开始为正, 所以{}nS的最小项为666S
.
4. 在ABC中,2abc,求证:060C.
证 根据正弦定理有sinsin2sinABC, 从而有
2sincos4sincos2222ABABCC sincos2sincos2222CABCC
,
导出11sincos2222CAB, 注意到C, 则有26C, 从而3C.
5. 是否存在四个正实数,使得他们的两两乘积为2,3,5,6,10,16?
解 设这四个正实数为1234,,,xxxx, 由于两两乘积互不相等, 因此这四个数也互不相等. 不
妨设1234xxxx, 则有
122xx, 13
3xx
2
3
2
3xx
24
10xx
, 3416xx 2358xx.
故这样的正实数不存在
A
B
C
D
6. 设1F和2F是平面上两个不重合的固定圆,C是平面上的一个动圆,C与1F,2F都相切,
则C的圆心的轨迹是何种曲线?说明理由.
解 设圆1F,2F和C的半径分别为1R,2R和r,圆1F和2F圆心间的距离为d. 圆C的圆心到
1F和2F的距离分别为1d和2
d
. 下面分情况讨论:
1) 若12RRR.
a) 当圆1F和2F相离时, 即2dR. 若圆C和两定圆外切, 则12drRd, 若两定
圆内切于圆C, 则12drRd,C的轨迹是12FF中垂线. 若圆C和两定圆一个外切, 一
个内切(必为定圆内切于圆C),则有12||2ddR,C的轨迹是以1F和2F为焦点的双曲线.
b) 当圆1F和2F相切时, 即2dR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有12dd, C的
轨迹是12FF中垂线. 若圆C和两定圆一个外切, 一个内切, 则有12||2ddR或
12
2ddR
, C的轨迹是直线12FF.
c) 当圆1F和2F相交时, 即02dR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有12dd,
C
的轨迹是12FF中垂线. 若圆C和两定圆一个外切, 一个内切, 则有122ddR, C的轨迹
是以1F和2F为焦点的椭圆.
2) 若12RR, 不防21RR.
a) 当圆1F和2F相离时, 即12dRR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有12||dd
21
RR
, C的轨迹是以1F和2F为焦点的双曲线. 若圆C和两定圆一个外切, 一个内切(必
为定圆内切于圆C), 则有1212||ddRR, C的轨迹是以1F和2F为焦点的双曲线.
b) 当圆1F和2F相外切时, 即12dRR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有
12||dd 21RR, C的轨迹是以1F和2
F
为焦点的双曲线. 若圆C和两定圆一个外切,
一个内切, 则有1212||ddRR或1212ddRR, C的轨迹是直线12FF.
c) 当圆1F和2F相交时, 即2112RRdRR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有
12||dd21RR, C的轨迹是以1F和2
F
为焦点的双曲线. 若圆C和两定圆一个外切, 一
个内切, 则有1212ddRR, C的轨迹是以1F和2F为焦点的椭圆.
d) 当圆1F和2F相内切时, 即21dRR. 若圆C和两定圆外切或内切, 则有
12||dd21RR或1221ddRR, C的轨迹是直线12
FF
. 若圆C和两定圆一个外切,
一个内切, 则有1212ddRR, C的轨迹是以1F和2F为焦点的椭圆.
e) 当圆1F内含于2F时, 即210dRR, 则圆C和两定圆一个外切, 一个内切, 此时
1212ddRR或21
RR
, C的轨迹是以1F和2F为焦点的两个椭圆.
f) 当圆1F和2F圆心重合时, 即0d, 则圆C和两定圆一个外切, 一个内切, 此时
12122RRdd或21
2
RR
, C的轨迹是以1F为圆心的两个圆.
7. 求函数()121...20111fxxxx的最小值.
分析 ()fx可表示成分段函数, 其分段点为1xk (1,2,...,2011k). 在每个分段区间内,
显见()fx为x的线性函数, 其最值在区间端点取得, 因此()fx的最值必在1xk处取得.
解 当1,2,...,2011k时,
11212201111...111...1kkkfkkkkkkk
121122011......kkkkkkkkk
1(2011)(2012)20111006201222kkkkkk
由于函数20111006xx在区间(0,20111006)单调下降, 在(20111006,)单调
增加, 且201110061422.3, 故1fk的最小值在1422k或1423取到. 由于
1592043832.690581422711f, 11184919
832.6907914231423f
,
所以min15920431422711ff.