2023年数学竞赛模拟训练试题 7 详细解答

发布 2022-03-25 11:07:28 阅读 3305

2023年数学竞赛模拟训练试题(7)详细解答。

一、填空题:共64分,每小题8分.

1.已知点p在△abc内,且满足,设△pab,△pbc,△pca的面积依次为,则=__

2.已知:数列{}中,,则=__

3.若为锐角,且,则的最大值为___

4.设正四面体abcd的棱长为1米,有一只蚂蚁从点a开始按以下规则前进,在每一顶点处等可能地选择连接这个顶点的三条棱之一,并且沿着这条棱爬到另一个顶点,则它爬了6米之后恰好回到顶点a的概率为___

5.设函数定义在[-1, 1]上且满足,则=__

6.已知集合a={1,2, 3, 4, 5, 6}, a的三个不同的非空子集a1, a2, a3满足:a2的最小数大于 a1的最大数,且a3的最小数又大于a2的最大数,则这样的子集组(a1, a2, a3)一共有___组.

7.已知椭圆的左右焦点分别为f1, f2,过椭圆的右焦点f2作一条直线l 交该椭圆于a、b两点,则△f1ab的内切圆的面积的最大值为___

8.已知半径为r的球的内接三棱锥s-abc的底面是正三角形,点a在侧面sbc上的射影 h是△sbc 的垂心,则此三棱锥的体积的最大值是___

二、解答题:共56分,第9题16分,第题各20分.

9.已知数列{}满足:,求证:.

10.△abc的顶点c的坐标()满足不等式,边ab在x轴上,如果已知点q (0,1)到直线ac和bc的距离均为1,求△abc的面积的最大值.

11.设正整数不等于2, 5, 13,证明:集合{2, 5, 13,}中可以找到两个不同的元素,使得不是完全平方数.参***。

2.1., 又, ,即。

另一方面, ,又, .1.

3..,同理。

故的最大值为.

4..设蚂蚁爬了米之后恰好回到顶点a的概率为,则.当时,,且,数列{}是以为首项,为公比的等比数列,.

5.1.当时,,即.

当时,即.同理可得. ,即=1.

6.111.(1)从a中选取3个数,从小到大排列,用两个隔板去插中间的两个空,把这3个数字分成三部分,每个部分的数字作为集合的元素,则可组成一个满足题设的子集组,这样,共有(组).

2)从a中选取4个数,从小到大排列,用两个隔板去插中间3个空中的两个空,把这4个数字分成三部分的数字作为集合的元素,这样得到的一个子集组满足题意,此时,共有(组) .

3)从a中选取5个数,从小到大排列,用两个隔板去插中间4个空中的两个空,把这5个数字分成三部分的数字作为集合的元素,这样得到的一个子集组满足题意,此时,共有(组) .

4)从a中选取6个数,从小到大排列,用两个隔板去插中间5个空中的两个空,把这6个数字分成三部分的数字作为集合的元素,这样得到的一个子集组满足题意,此时,共有(组).

所求子集组共有: +111个.

7..设直线l的方程为, a 、 b 两点的坐标分别为。

由得,故.

令,则。函数在上是增函数,故(即)时,有最小值,此时△f1ab的面积最大,最大值为3.

因为△f1ab的周长是定值8,故此时△f1ab的内切圆的半径最大,设此时△f1ab的内切圆半径为,则,即,所以△f1ab的内切圆的面积的最大值.

8..由a在面sbc上的射影是△sbc的垂心,可知sabc,sbac,scab,故s在面abc上的射影o1是△abc的垂心,亦是中心,从而此三棱锥为正三棱锥.

设,则,当时取等号.

9.先证左边的不等式.由,可得。

最后的等式用错位相减法得到.)

再证右边的不等式.

由可知,且.

由,得,…以上各式相加,得,所以,所以.

综合可知.10.设,直线ac的方程为,由点q (0,1)到直线ac的距离为1,可得,所以,故直线ac的方程为.

把点c的坐标代入得,整理得.

设,同理可得.

因此,是一元二次方程的两个根,所以。

所以. ,所以,当时取得等号.

所以△a6c的面积的最大值为.

11.【题说】 第二十七届(2023年)国际数学奥林匹克题1.本题由原联邦德国提供.

证】 证明2ddd-1这三个数中至少有一个不是完全平方数即可.用反证法,设。

5d-1=x2 (1)

5d-1=y2 (2)

13d-1=z2 (3)

其中x、y、z是正整数.

由(1)式知,x是奇数,不妨设x=2n-1.代入有 2d-1=(2n-1)2即。

d=2n2-2n+1 (4)

4)式说明d也是奇数.

于是由(2)、(3)知y、z是偶数,设y=2p,z=2q,代入(2)、(3)相减后除以4有。

2d=q2-p2=(q+p)(q-p).

因2d是偶数,即q2-p2是偶数,所以p、q同为偶数或同为奇数,从而q+p和q-p都是偶数,即2d是4的倍数,因此d是偶数.这与d是奇数相矛盾,故命题正确.

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