高中数学奥林匹克竞赛试题(9月7日上午9：00-11：00)注意事项：本试卷共18题，满分150分一、选择题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分）1.定义在实数集R 上的函数y ＝f(－x)的反函数是y ＝f －1(－x)，则(A)y ＝f(x)是奇函数 (B)y ＝f(x)是偶函数(C)y ＝f(x)既是奇函数，也是偶函数 (D)y ＝f(x)既不是奇函数，也不是偶函数2.二次函数y ＝ax 2＋bx ＋c 的图象如右图所示。

记N ＝|a ＋b ＋c|＋|2a －b|，M ＝|a －b ＋c|＋|2a ＋b|，则(A)M ＞N (B)M ＝N(C)M ＜N(D)M 、N 的大小关系不能确定3.在正方体的一个面所在的平面内，任意画一条直线，则与它异面的正方体的棱的条数是(A) 4或5或6或7 (B) 4或6或7或8(C) 6或7或8 (D) 4或5或64.ΔABC 中，若(sinA ＋sinB)(cosA ＋cosB)＝2sinC ，则(A)ΔABC 是等腰三角形但不一定是直角三角形(B)ΔABC 是直角三角形但不一定是等腰三角形(C)ΔABC 既不是等腰三角形也不是直角三角形(D)ΔABC 既是等腰三角形也是直角三角形5.ΔABC 中，∠C ＝90°。

若sinA 、sinB 是一元二次方程x 2＋px ＋q ＝0的两个根，则下列关系中正确的是(A)p ＝q 21+±且q ＞21- (B)p ＝q 21+且q ＞21- (C)p ＝－q 21+且q ＞21- (D)p ＝－q 21+且0＜q ≤21 6.已知A （－7，0）、B （7，0）、C （2，－12）三点，若椭圆的一个焦点为C ，且过A 、B 两点，此椭圆的另一个焦点的轨迹为(A)双曲线 (B)椭圆(C)椭圆的一部分 (D)双曲线的一部分二、填空题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分）7. 满足条件{1，2，3}⊆ X ⊆{1，2，3，4，5，6}的集合X 的个数为＿＿＿＿。

8. 函数a|a x |x a )x (f 22-+-=为奇函数的充要条件是＿＿＿＿。

9. 在如图所示的六块土地上，种上甲或乙两种蔬菜（可只种其中一种，也可两种都种），要求相邻两块土地上不都种甲种蔬菜，则种蔬菜的方案数共有＿＿＿＿种。

10. 定义在R 上的函数y ＝f(x)，它具有下述性质：(i)对任何x ∈R ，都有f(x 3)＝f 3(x)，(ii)对任何x 1、x 2∈R ，x 1≠x 2，都有f(x 1)≠f(x 2)，则f(0)＋f(1)＋f(－1)的值为＿＿＿＿。

11. 已知复数z 满足3z z z z =--⋅，且3)1z arg(π=-，则z ＝＿＿＿＿。

12. 已知动点P （x ，y ）满足二次方程10x －2xy －2y ＋1＝0，则此二次曲线的离心率为＿＿＿＿。

三、解答题（本大题共6个小题，满分78分）13.（本题满分12分）如图，在棱长为a 的正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 、F 分别是棱AB 与BC 的中点。

(Ⅰ)求二面角B －FB 1－E 的大小；(Ⅱ)求点D 到平面B 1EF 的距离； (Ⅲ)在棱DD 1上能否找到一点M ，使BM ⊥平面EFB 1？ 若能，试确定点M 的位置；若不能，请说明理由。

14.（本题满分13分）关于x 的一元二次方程2x 2―tx ―2＝0的两个根为α、β((Ⅰ)若x 1、x 2为区间[α，β]上的两个不同的点，求证：4x 1x 2－t(x 1＋x 2)－4＜0； (Ⅱ)设1x t x 4)x (f 2+-=，f(x)在区间[α，β]上的最大值和最小值分别为f max 和f min ，g(t)＝f max －f min ，求g(t)的最小值。

15.（本题满分13分）已知a 1＝1，a 2＝3，a n ＋2＝(n ＋3)a n ＋1－(n ＋2)a n ，若当m ≥n 时，a m 的值都能被9整除，求n 的最小值。

16.（本题满分13分）一台计算机装置的示意图如图，其中J 1、J 2表示数据入口，C 是计算结果的出口。

计算过程是由J 1、J 2分别输入自然数m 和n ，经过计算后得自然数K 由C 输出。

若此装置满足以下三个性质：①J 1、J 2分别输入1，则输出结果1；②若J 1输入任何固定自然数不变，J 2输入自然数增大1，则输出结果比原来增大2； ③若J 2输入1，J 1输入自然数增大1，则输出结果为原来的2倍，试问：m n K A B A C 1 D 1E(Ⅰ)若J 1输入1，J 2输入自然数n ，则输出结果为多少？(Ⅱ)若J 2输入1，J 1输入自然数m ，则输出结果为多少？(Ⅲ)若J 1输入自然数2002，J 2输入自然数9，则输出结果为多少？17.（本题满分13分）以A 为圆心，以2cos θ（4π＜θ＜2π）为半径的圆外有一点B ，已知|AB|＝2sin θ。

设过点B 且与圆A 外切于点T 的圆的圆心为M 。

（Ⅰ）当θ取某个值时，说明点M 的轨迹P 是什么曲线；（Ⅱ）点M 是轨迹P 上的动点，点N 是圆A 上的动点，把|MN|的最小值记为f(θ)（不要求证明），求f(θ)的取值范围；（Ⅲ）若将题设条件中的θ的范围改为（0＜θ＜4π＝，点B 的位置改为圆内，其它条件不变，点M 的轨迹记为P 。

试提出一个和具有相同结构的有意义的问题（不要求解答）。

18.（本题满分14分）设长方体的长、宽、高分别为a 、b 、c ，其体对角线长为l ，试证：(l 4－a 4)(l 4－b 4)(l4－c 4)≥512a 4b 4c 4。

湖南省2002年高中数学竞赛试题解答一、选择题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分）1. 解：由y ＝f －1(－x)得f(y)＝－x ，故y ＝－f(x)是y ＝f －1(－x)的反函数，即－f(x)＝f(－x)。

所以y ＝f(x)是奇函数，选（A ）。

注：也可以先求得y ＝f(－x)的反函数为y ＝－f －1(x)，进而知y ＝f －1(x)是奇函数，故y ＝f(x)是奇函数。

2. 解：如图，f(1)＝a ＋b ＋c ＜0，f(－1)＝a －b ＋c ＞0，a ＞0，f(0)＝c ＜0，a 2b -＞1。

从而b ＜0，2a ＋b ＜0，2a －b ＞0，a －c ＜0。

故M －N ＝|a －b ＋c|＋|2a ＋b|－|a ＋b ＋c|－|2a －b|＝(a －b ＋c)＋(a ＋b ＋c)－(2a ＋b)－(2a －b)＝―2(a ―c)＜0，所以选（C ）。

3.解：由图形可知应当选（B ）。

4. 解：因为左边＝sinAcosA ＋sinAcosB ＋sinBcosA ＋sinBcosB ＝21(sin2A ＋sin2B)＋sin(A ＋B)＝sin(A ＋B)cos(A －B)＋sin(A ＋B)，右边＝2sin(A ＋B)。

所以已知等式可变形为sin(A ＋B)[cos(A ＋B)－1]＝0。

又因sin(A ＋B)＞0，所以cos(A －B)＝1，故A ＝B 。

另一方面，A ＝B ＝30°，C ＝120°也符合已知条件。

所以ΔABC 是等腰三角形但不一定是直角三角形，选（A ）。

5. 解：由根与系数的关系可知sinA ＋sinB ＝－p ＞0，sinAsinB ＝q ＞0，即sinA ＋cosA ＝－p ＞0，sinAcosA ＝q ＞0。

再由sin 2A ＋cos 2A ＝1可知p 2－2q ＝1，p 2－4q ≥0且p ＜0，q ＞0。

所以p ＝－q 21+且0＜q ＝sinAcosA ＝21sin2A ≤21。

选（D ）。

6. 解：设椭圆的另一个焦点为F ，则由椭圆的定义知|AC|＋|AF|＝常数＝|BC|＋|BF|，故|BF|－|AF|＝|AC|－|BC|。

又|AC|＝15，|BC|＝13，|AB|＝14，所以|FB|－|FA|＝2＜14＝|AB|。

故点F 的轨迹为双曲线的部分，选（D ）。

二、填空题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分）7.不同的X 共有23＝8个。

8. a ＞0。

9.解： 可得总方案数为21C C C C 34251607=+++。

10.解： f(0)＋f(1)＋f(－1)＝0。

11.解： z ＝i 32+。

12.解：由10x －2xy －2y ＋1＝0可得1x 295y +-=-，所以二次曲线为等轴双曲线，故离心率为2。

另解：由10x －2xy －2y ＋1＝0有x 2＋6x ＋y 2－6y －2xy ＋9＝x 2－4x ＋4＋y 2－4y ＋4。

即|3y x |)2y ()2x (22+-=-+-，所以22|3y x |)2y ()2x (22=+--+-，故e ＝2。

三、解答题（本大题共6个小题，满分78分）13.解：(Ⅰ)作BH ⊥B 1F 于H ，连结EH 。

则由EB ⊥平面BB 1F 可知EH ⊥B 1F （三垂线定理），于是∠EHB 是二面角B －FB 1－E 的平面角。

在Rt ΔBB 1F 中，BH ＝a 55a 41a a 21a FB BB BF 2211=+⋅=⋅，所以tg ∠EHB ＝25BH EB =。

故二面角B －FB 1－E 的大小为arctg 25。

(Ⅱ)容易证明ΔDEF ≌ΔB 1EF ，所以由EF B D DEF B 11V V --=可得点D 到平面B 1EF 的距离等于点B 1到平面DEF 的距离，当然等于a 。

(Ⅲ)设EF 与BD 交于点G ，连结B 1G 。

则由EF ⊥BD 以及EF ⊥B 1B知EF ⊥对角面BB 1D 1D ，于是面B 1EF ⊥面BB 1D 1D 。

在面BB 1D 1D 内过B作BK ⊥B 1G 于K ，延长后交D 1D 所在的直线于点M ，则BM ⊥平面B 1EF 。

再在平面BB 1D 1D 内，由ΔB 1BG ∽ΔBDM 知DMBD BG B B 1=。

又B 1B ＝a ，BG ＝42，BD ＝2，所以DM ＝2a 。

这说明点M 在正方体的棱D 1D 上，且正好为D 1D 的中点。

14.解：(Ⅰ)因为x 1、x 2∈[α，β]，所以由抛物线y ＝2x 2―tx ―2的开口向上可知f(x 1)＜0且f(x 2)＜0。

即2x 12―tx 1―2＜0，2x 22―tx 2―2＜0。

两式相加得2(x 12＋x 22)－t(x 1＋x 2)―4＜0，故由A C 1 D 1平均值不等式可得4x 1x 2－t(x 1＋x 2)－4＜0。

(Ⅱ)依题意，416t t 2+-=α，416t t 2+-=β。

所以t 16t 81616t t 216t t 16t 161416t t t 416t t 4)(f 22222222-+-=++-+++-=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+-⋅=α，t 16t 8)(f 2++=β。