2023年华约试题解析

发布 2022-03-25 03:36:28 阅读 2797

“华约”包括:清华大学、中国人民大学、中国科技大学、上海交通大学、南京大学、浙江大学、西安交通大学。

一、 选择题。

1) 设复数z满足|z|<1且则|z| =

解:由得,已经转化为一个实数的方程。解得|z| =2(舍去),。

2) 在正四棱锥p-abcd中,m、n分别为pa、pb的中点,且侧面与底面所成二面角的正切为。则异面直线dm与an所成角的余弦为( )

分析]本题有许多条件,可以用“求解法”,即假设题中的一部分要素为已知,利用这些条件来确定其余的要素。本题中可假设底面边长为已知(不妨设为2),利用侧面与底面所成二面角可确定其他要素,如正四棱锥的高等。然后我们用两种方法,一种是建立坐标系,另一种是平移其中一条线段与另一条在一起。

解法一:如图,设底面边长为2,则由侧面与底面所成二面角的正切为得高为。如图建立坐标系,则a(1,-1,0),b(1,1,0),c(-1,1,0),d(-1,-1,0),p(0,0,),则,。

设所成的角为θ,则。

解法二:如图,设底面边长为2,则由侧面与底面所成二面角的正切为得高为。平移dm与an在一起。

即m移到n,d移到cd的中点q。于是qn = dm = an。而pa = pb = ab = 2,所以qn = an =,而aq =,容易算出等腰δaqn的顶角。

解法三:也可以平移an与dm在一起。即a移到m,n移到pn的中点q。以下略。

3)过点(-1, 1)的直线l与曲线相切,且(-1, 1)不是切点,则直线l的斜率为 (

此题有误,原题丢了,待重新找找。

4)若的最小值和最大值分别为 (

分析]首先尽可能化简结论中的表达式,沿着两个方向:①降次:把三角函数的平方去掉;②去角:原来含两个角,去掉一个。

解: 可见答案是b

分析]题目中的条件是通过三个圆来给出的,有点眼花缭乱。我们来转化一下,就可以去掉三个圆,已知条件变为:δo o1 o2边o1 o2上一点c,o o1、o o2延长线上分别一点a、b,使得o1a = o1c,o2b = o2c。

解法一:连接,c在上,则,,,故。

解法二:对于选择填空题,可以用特例法,即可以添加条件或取一些特殊值,在本题中假设两个小圆的半径相等,则,。

6) 已知异面直线a,b成60°角。a为空间一点则过a与a,b都成45°角的平面 (

a有且只有一个 b有且只有两个 c有且只有三个 d有且只有四个。

分析]已知平面过a,再知道它的方向,就可以确定该平面了。因为涉及到平面的方向,我们考虑它的法线,并且假设a,b为相交直线也没关系。于是原题简化为:

已知两条相交直线a,b成60°角,求空间中过交点与a,b都成45°角的直线。答案是4个。

7) 已知向量则的最小值为( )

解:由得。由于,可以用换元法的思想,看成关于x,y + z,y - z三个变量,变形,代入。

答案b8)ab为过抛物线y2 = 4x焦点f的弦,o为坐标原点,且,c为抛物线准线与x轴的交点,则的正切值为 (

解法一:焦点f(1,0),c(-1,0),ab方程y = x – 1,与抛物线方程y2 = 4x联立,解得,于是,答案a

解法二:如图,利用抛物线的定义,将原题转化为:在直角梯形abcd中,∠bad = 45°,ef∥da,ef = 2,af = ad,bf = bc,求∠aeb。

类似的,有,答案a

解:,于是。将,暂时将x看成常数,欲使yz取得最大值必须,于是,解这个一元函数的极值问题,时取极大值。

10) 将一个正11边形用对角线划分为9个三角形,这些对角线在正11边形内两两不相交,则( )

a 存在某种分法,所分出的三角形都不是锐角三角形。

b 存在某种分法,所分出的三角形恰有两个锐角三角形。

c 存在某种分法,所分出的三角形至少有3个锐角三角形。

d 任何一种分法所分出的三角形都恰有1个锐角三角形。

解:我们先证明所分出的三角形中至多只有一个锐角三角形。如图,假设δabc是锐角三角形,我们证明另一个三角形δdef(不妨设在ac的另一边)的(其中的边ef有可能与ac重合)的∠d一定是钝角。

事实上,∠d ≥ adc,而四边形abcd是圆内接四边形,所以∠adc = 180°-∠b,所以∠d为钝角。这样就排除了b,c。

下面证明所分出的三角形中至少有一个锐角三角形。

假设δabc中∠b是钝角,在ac的另一侧一定还有其他顶点,我们就找在ac的另一侧的相邻(指有公共边ac) δacd,则∠d = 180°-∠b是锐角,这时如果或是钝角,我们用同样的方法继续找下去,则最后可以找到一个锐角三角形。所以答案是d。

二、 解答题。

解:(i),整理得。

ii)由已知,与(i)比较知。又,,,而,代入得,,

12)已知圆柱形水杯质量为a克,其重心在圆柱轴的中点处(杯底厚度及重量忽略不计,且水杯直立放置)。质量为b克的水恰好装满水杯,装满水后的水杯的重心还有圆柱轴的中点处。

i)若b = 3a,求装入半杯水的水杯的重心到水杯底面的距离与水杯高的比值;

ii)水杯内装多少克水可以使装入水后的水杯的重心最低?为什么?

解:不妨设水杯高为1。

i)这时,水杯质量 :水的质量 = 2 :3。水杯的重心位置(我们用位置指到水杯底面的距离)为,水的重心位置为,所以装入半杯水的水杯的重心位置为。

ii) 当装入水后的水杯的重心最低时,重心恰好位于水面上。设装x克水。这时,水杯质量 :

水的质量 = a :x。水杯的重心位置为,水的重心位置为,水面位置为,于是,解得。

13)已知函数。令。

i)求数列的通项公式;

ii)证明。

解:由。i)先求出,猜想。用数学归纳法证明。当n = 1显然成立;假设n = k显然成立,即,则,得证。

ii) 我们证明。事实上,我们注意到。

于是。14)已知双曲线分别为c的左右焦点。p为c右支上一点,且使。

i)求c的离心率e ;

ii)设a为c的左顶点,q为第一象限内c上的任意一点,问是否存在常数λ(λ0),使得恒成立。若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由。

解:如图,利用双曲线的定义,将原题转化为:在δp f1 f2中,,e为pf1上一点,pe = pf2,e f1 =2a,f1 f2 = 2c,求。

设pe = pf2 = ef2 = x,f f2 =,

e f1 f2为等腰三角形,,于是,。

ii)15)将一枚均匀的硬币连续抛掷n次,以pn表示未出现连续3次正面的概率。

i)求p1,p2,p3,p4;

ii)**数列的递推公式,并给出证明;

iii)讨论数列的单调性及其极限,并阐述该极限的概率意义。

在数学竞赛吧2011清华自招压轴题的帖子中,路箩筐给出如下证法:

数学石神给出的递推关系是。

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