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2020年全国高中数学联赛试题及详细解析(1)

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5+15-1,或<|x|<3. 22∴ 解为(-3,-

5-15-1

)∪(,3). 22

9.已知A={x|x-4x+3<0,x∈R},

B={x|21-x+a≤0,x2-2(a+7)x+5≤0,x∈R}

若A?B,则实数a的取值范围是 .

【答案】-4≤a≤-1.

【解析】A=(1,3);

又,a≤-2

1-x2

1x+5

∈(-1,-),当x∈(1,3)时,a≥ -7∈(5-7,-4).

42x

2

∴ -4≤a≤-1.

35

10.已知a,b,c,d均为正整数,且logab=,logcd=,若a-c=9,则b-d= .

24【答案】93

325423452422

【解析】a=b,c=d,设a=x,b=x;c=y,d=y,x-y=9.(x+y)(x-y)=9.

22235

∴ x+y=9,x-y=1,x=5,y=4.b-d=5-2=125-32=93.

11.将八个半径都为1的球分放两层放置在一个圆柱内,并使得每个球都和其相邻的四个球相切,且与圆柱的一个底面及侧面都相切,则

E此圆柱的高等于 .

FHG【答案】2+8

【解析】如图,ABCD是下层四个球的球心,EFGH是上层的四个球心.每个球心与其相切的球的球心距离=2.EFGH在平面ABCD上的射影是一个正方形.是把正方形ABCD绕其中心旋转45?而得.设E的射影为N,则

4

4

DNAMBCMN=2-1.EM=3,故EN2=3-(2-1)2=22.∴ EN=8.所求圆柱的高=2+8.

12. 设Mn={(十进制)n位纯小数0.-a1a2…an|ai只取0或1(i=1,2,…,n-1),an=1},

4

SnTn 是Mn中元素的个数,Sn是Mn中所有元素的和,则lim= .

n→∞Tn【答案】

1 18n-1

【解析】由于a1,a2,…,an-1中的每一个都可以取0与1两个数,Tn=2.

n-2

在每一位(从第一位到第n-1位)小数上,数字0与1各出现2次.第n位则1出现n-1

2次.

n-2n-2-n∴ Sn=2?0.11…1+2?10.

Sn111

∴ lim=?=. n→∞Tn2918

四、(本题满分20分)

1

14.设A、B、C分别是复数Z0=ai,Z1=+bi,Z2=1+ci(其中a,b,c都是实数)对应的

2不共线的三点.证明:曲线

4224

Z=Z0cost+2Z1costsint+Z2sint (t∈R)

与△ABC中平行于AC的中位线只有一个公共点,并求出此点.

【解析】曲线方程为:Z=aicos4t+(1+2bi)cos2tsin2t+(1+ci)sin4t=(cos2tsin2t+sin4t)+i(acos4t+2bcos2tsin2t+cs4

int)

2242222

∴ x=costsint+sint=sint(cost+sint)=sint.(0≤x≤1) y=acos4t+2bcos2tsin2t+csin4t=a(1-x)2+2b(1-x)x+cx2

2

即 y=(a-2b+c)x+2(b-a)x+a (0≤x≤1). ①

若a-2b+c=0,则Z0、Z1、Z2三点共线,与已知矛盾,故a-2b+c?0.于是此曲线为轴与x轴垂直的抛物线.

AB中点M:+(a+b)i,BC中点N:+(b+c)i.

1131

与AC平行的中位线经过M(,(a+b))及N(,(b+c))两点,其方程为

4242

11

423142

13

4(a-c)x+4y-3a-2b+c=0.(≤x≤). ②

44令 4(a-2b+c)x+8(b-a)x+4a=4(c-a)x+3a+2b-c.

2

即4(a-2b+c)x+4(2b-a-c)x+a-2b+c=0.由a-2b+c?0,得

2

4x+4x+1=0, 131

此方程在[,]内有惟一解: x=.

44211

以x=代入②得, y=(a+2b+c).

2411

∴ 所求公共点坐标为(,(a+2b+c)).

24

2

加试题

(10月12日上午10:00?12:00)

一、(本题50分)

过圆外一点P作圆的两条切线和一条割线,切点为A、B,所作割线交圆于C、D两点,C在P、D之间.在弦CD上取一点Q,使∠DAQ=∠PBC. 求证:∠DBQ=∠PAC.

分析:由∠PBC=∠CDB,若∠DBQ=∠PAC=∠ADQ,则?BDQ∽?DAQ.反之,若?BDQ∽?DAQ.则本题成立.而要证?BDQ∽?DAQ,只要证=BDDQ即可. ADAQ

二、(本题50分)

设三角形的三边长分别是正整数l,m,n.且l>m>n>0.

?3??3??3?

已知?4?=?4?=?4?,其中{x}=x-[x],而[x]表示不超过x的最大整数.求这种三角

?10??10??10?

lmn形周长的最小值.

?3??3??3?

【解析】当3、3、3的末四位数字相同时,?4?=?4?=?4?.

?10??10??10?

lmnlmn即求满足3?3≡3( mod 10)的l、m、n.∴ 3(3-1)≡0 (mod 10).(l-n>0)

n4l-n4m-n4

但 (3,10)=1,故必有3≡1(mod 10);同理3≡1(mod 10).

x4

下面先求满足3≡1(mod 10)的最小正整数x.

4414

∵ ?(10)=10??=4000.故x|4000.用4000的约数试验:

25

lmn4nl-n4

∵ x=1,2,时3≡∕1(mod 10),而3≡1(mod 10),∴ x必须是4的倍数;

x2202

∵ x=4,8,12,16时3≡∕1(mod 10),而3≡1(mod 10),∴ x必须是20的倍数;

x31003

∵ x=20,40,60,80时3∕≡1(mod 10),而3≡1(mod 10),∴ x必须是100的倍数;

x45004

∵ x=100,200,300,400时3∕≡1(mod 10),而3≡1(mod 10).

x4

即,使3≡1(mod 10)成立的最小正整数x=500,从而l-n、m-n都是500的倍数, 设l-n=500k,m-n=500h,(k,h∈N*,k>h).

由m+n>l,即n+500h+n>n+500k,?n>500(k-h)≥500,故n≥501.

x4

取n=501,m=1001,l=1501,即为满足题意的最小三个值. ∴ 所求周长的最小值=3003.

三、(本题50分)

12由n个点和这些点之间的l条连线段组成一个空间图形,其中n=q+q+1,l≥q(q+1)2+1,

2

q≥2,q∈N.已知此图中任四点不共面,每点至少有一条连线段,存在一点至少有q+2条连线段.证明:图中必存在一个空间四边形(即由四点A、B、C、D和四条连线段AB、BC、CD、DA组成的图形).

现设任一点连的线数≤n-2.且设b0=q+2≤n-2.且设图中没有四边形.于是当i≠j时,

Bi与Bj没有公共的点对,即|Bi∩Bj|≤1(0≤i,j≤n-1).记B0=V\\B0,则由|Bi∩B0|≤1,

---

得|Bi∩B0|≥bi-1(i=1,2,…,n-1),且当1≤i,j≤n-1且i≠j时,Bi∩B0与Bj∩B0无公共点对.从而

n-1--

B0中点对个数≥∑(Bi∩B0中点对个数).即

i=1n-12 n-1

-C2 ≥∑C≥C2 n-b0i=1|Bi∩B0|i∑=1bi-1

1n-1211n-12n-1

=∑ (bi-3bi+2)≥[(∑bi)-3∑bi+2(n-1)](由平均不等式)

2i=12n-1i=1i=111122

=[(2l-b0)-3(2l-b0)+2(n-1)]=[(2l-b0)-3(n-1)(2l-

2n-12(n-1)

b0)+2(n-1)2]

12

=(2l-b0-n+1)(2l-b0-2n+2)(2l≥q(q+1)+2=(n-1)(q+1)+2)

2(n-1)1

≥[(n-1)(q+1)+2-b0-n+1][(n-1)(q+1)+2-b0-2n+2]

2(n-1)

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