2018年全国高中生数学联赛加试模拟试题

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2018年全国高中生数学联赛模拟卷
加试
(9:40-12:10)

一、(40分)菲尼亚斯·奈杰勒斯·布莱克(1847-1926)是小天狼星布莱克的曾曾祖父,是第一任从斯莱
特林毕业的霍格沃茨校长,同时也被认为是霍格沃茨历史上最不受欢迎的校长。在1832年,高斯第一次
提出了“复数”这个名词,将数轴上的点与实数一一对应拓展为平面上的点与复数一一对应。由此,19
世纪数学的几何、代数、分析各分支出现如雨后春笋般竞相发展,甚至巫师界的魔法大师也尝试寻求数学
与咒语之间的关系。在布莱克担任霍格沃茨的校长阶段,曾经给出这样一个数学问题,让同学们对手中的
鹅毛笔使用“解答咒”写出完整的解答。你不会使用咒语,但你也可以试着证明:
设𝑧∈𝐶,且|𝑧|=1,则
𝑛|1+𝑧|+󰷍|1+𝑧󰯜|󰬶󰯡󰬾󰬵󰯜󰭀󰬶≥2𝑛
二.(40分)霍格沃茨魔法学院将进行一年一度的试胆大会,由海格带领分组前往禁林。规则如下:每次
前往禁林的仅有一个小组,且这个小组的人数总是一个偶数,且为完全平方数。在每个小组内每人都有自
己的编号,且每个人的编号互不相同,N个人的小组的编号数为{1,2,3,4,…,N}。海格将会随机将这个
小组的人两两分组成为搭档。若有一种分组情况,使得每一对搭档的编号之和都为完全平方数,则在禁林
中则不用害怕遭遇蜘蛛阿拉戈克的袭击,否则,则需要使用匿踪咒躲避阿拉戈克的追击。假设霍格沃茨魔
法学院参加试胆大会有无数个小组,每个小组的人数都不相同,试问:是否存在无数个小组可以不使用匿
踪咒却不被阿拉戈克袭击?(忽略使用其他魔法的情况)
三.(50分)在半巫师聚居地中,戈德里克山谷恐怕是最有名的。这个村庄是伟大的巫师格兰芬多学院的
创始人戈德里克·格兰芬多的出生地,也是巫师金匠鲍曼·赖特打造第一个金色飞贼的地方。詹姆·波特
和莉莉·波特就住在戈德里克山谷,1981年10月31日,伏地魔在他们家中杀害了两人,又把黑手伸向
了哈利,却被反弹的阿瓦达索命击中,生不如死,此后魔法界度过了和平的十三年。戈德里克山的剖面示
意图如图△ABC,由于流水堆积,在F和G点延直线EF和EG形成了冲积平原,使得原来的山体剖面形状
从△ABC变成了△EHI。已知D是原山体底部BC正中心,E是山顶与底部中心的连线AD中点,在还未发
生流水堆积前,点F和G分别在山坡AB和AC上,到达底部正中心D的距离是该侧山坡最短的(FD⊥
AB,DG⊥AC)。求证:原左侧山坡(AB)和右侧山坡的长度(AC)比值的平方与发生堆积后左(HE)右
(EI)侧山坡的长度比值相等。

I
G
H

F

E

D

A

B
C
四.(50分)米勒娃·麦格是霍格沃茨学校格兰芬多学院的院长和变形课教授,是一个可以随意变成一只花
斑猫的阿尼玛格斯。麦格教授认为其他形式的魔法似乎没有变形术那样复杂而上乘,以给学生留大量家庭
作业而著名。就算是在暑假,她也要求同学们要勤奋练习。哈利波特在麻瓜德斯礼姨妈家,不方便明目张
胆地练习变形术,所以哈利全部练习时间不超过60小时;但是麦格教授规定:每天至少学习一个小时,
并且每天按整小时练习。
(1)假设哈利用了37天练习变形术,求证:暑假间存在连续的若干天,哈利练习时间总和为13小时。
(2)假设哈利用了k天练习变形术,每天最多练习12小时,求k的最小值,使得哈利在暑假期间一定存
在连续的若干天,练习变形术的时间总和为13小时。