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2015北大自主招生数学试题

一.选择题1.整数x,y,z 满足xy+yz+zx=1,则(1+2x )(1+2y )(1+2z )可能取到的值为( ) A .16900 B .17900 C .18900 D .前三个答案都不对2.在不超过99的正整数中选出50个不同的正整数,已知这50个数中任两个的和都不等于99,也不等于100.这50个数的和可能等于( )A .3524B .3624C .3724D .前三个答案都不对3.已知x ∈[0,2π],对任意实数a ,函数y=2cos x −2a cosx+1的最小值记为g(a ),则当a 取遍所有实数时,g(a )的最大值为( )A .1B .2C .3D .前三个答案都不对4.已知2010−202是2n 的整数倍,则正整数n 的最大值为( )A .21B .22C .23D .前三个答案都不对5.在凸四边形ABCD 中,BC=4,∠ADC=60∘,∠BAD=90∘,四边形ABCD 的面积等于2AB CD BC AD ⋅+⋅,则CD 的长(精确到小数点后1位)为( )A .6.9B .7.1C .7.3D .前三个答案都不对二.填空题6.满足等式12015111+)(1)2015x x +=+(的整数x 的个数是_______. 7.已知a ,b,c,d ∈[2,4],则22222()()()ab cd a d b c +++ 的最大值与最小值的和为___________8.对于任意实数x ∈[1,5],|2x +px+q|≤2,的最大整数是__________9.设x=2222b c a bc +-,y=2222a c b ac +-,z=2222b a c ba+-,且x+y+z=1,则201520152015x y z ++的值为___ 10.设12,,...,n A A A 都是9元集合{1,2,3,…,9}的子集,已知|i A |为奇数,1≤i ≤n,|i j A A ⋂|为偶数,1≤i ≠j ≤n ,则n 的最大值为____________三.解答题11.已知数列{n a }为正项等比数列,且3412a a a a +--=5,求56a a +的最小值12.已知f (x)为二次函数,且a ,f (a ),f (f (a )),f (f (f (a )))成正项等比数列,求证:f (a )=a13.称四个顶点都在三角形边上的正方形为此三角形的内接正方形。

若锐角△ABC 的三边满足a >b>c , 求证:这个三角形内接正方形边长的最小值为sin sin ac B a c B+ 14.从O 出发的两条射线12,l l ,已知直线l 交12,l l 于A 、B 两点,且AOB S ∆=c(c 为定值),记AB 的中点为X , 求证:X 的轨迹为双曲线15.已知i a (i=1,2,3,…,10)满足:1210...a a a +++=30,1210...a a a <21,求证:i a ∃,使得i a <1##Answer##1.1+2x =xy+yz+zx+2x =(x+y)(x+z),同理1+2y =(y+z)(y+x),1+2z =(z+x)(z+y) (1+2x )(1+2y )(1+2z )=2[()(y z)(z x)]x y +++,对照前三个答案,只有A 是一个完全平方数 检验,不妨取x+y=2,y+z=5,z+x=13,有解x=5,y =−3,z=8.选A2.考虑将1,2,⋯,99这99个正整数分成如下50组 (1,99),(2,98),⋯,(47,53),(48,52),(49,51),(50).若选出的50个不同的正整数中没有50,则必有2个数位于 (1,99),(2,98),⋯,(47,53),(48,52),(49,51)中的同一组,不合题意.所以这50个不同的正整数中必有50,而 (1,99),(2,98),⋯,(47,53),(48,52),(49,51)中,每组有且只有一个数被选中.因为50+49=99,所以(49,51)中选51;因为51+48=99,所以(48,52)中选52;以此类推,可得50,51,52,⋯,98,99是唯一可能的选法.经检验,选50,51,52,⋯,98,99满足题意,此时50+51+⋯+98+99=3725。

故选D .3.令t=cosx ,令h(t)=2t −2a t+1,t ∈[0,1],g(a )=2(1)22,1()1,01(0)1,0h a a h a a a h a =-≥⎧⎪=-+<<⎨⎪=≤⎩作图象知最大值为1,选A4. 2010−202=202(205-1)=202(105+1)(105-1)=202(105+1)(55+1)(5-1)(432555+++5+1),432555+++5+1是奇数,5-1=4是22,55+1=54+1()+1被4除余数为2,同理105+1被4除余数也是2,于是n 的最大值为24,选D5.设四边形ABCD 的面积为S ,直线AC,BD 的夹角为θ,则7.设a =(a ,d),b =(b,c),二者夹角为θ,则所求为2||||a b a b ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭=2cos θ,如图0≤θ≤∠AOB ⇒1≥cos θ≥cos ∠AOB=||||OA OB OA OB ⋅=45⇒1625≤2cos θ≤1。

填4125 8.设y=f (x)=2x +px+q,x ∈[1,5],它可以由y=2x ,x ∈[-2,2]平移得到,y=2x 最值之差为4,根据|2x +px+q|≤2,只能平移到顶点在(3,-2)处,有232424p q p ⎧-=⎪⎪⎨-⎪=±⎪⎩⇒67p q =⎧⎨=-⎩;同理67p q =-⎧⎨=⎩不超过它的最大整数为9.填99.x+y+z=1⇔222222222()()()2c a b c b a c b a b c a abc +-++-++-= 32223232()(2)0a b c a b c bc a c bc b b c ⇔-+-+-+-+-=3222()()()(b c)0a b c a b c a b c ⇔-+--+-+=⇔22[()]()()0a a b c b c a b c -+----=⇔(a -b-c)(a -b+c)(a +b-c)=0不妨设a ≤b ≤c ,则c=a +b ,于是x=222()2b c c b bc+--=1,同理y=1,z=-1,于是201520152015x y z ++=1,填1 10.每个元素当做一个子集,就满足要求;填911.设数列{n a }的公比为q,由已知12a a +=251q ->0,则56a a +=(12a a +)4q =4251q q -210q t -=>设25(1)t t +=5(t+1t+2)≥5×,等号成立当且仅当t=1t⇔t=1⇔故56a a +的最小值为20 12.(方法一)设f (x)=m 2x +nx+t(m ≠0), a ,f (a ),f (f (a )),f (f (f (a )))公比为q(q>0)则22222223()(())()()()((()))()(()f a ma na t aq f f a f aq m aq n aq t aq f f f a f aq m aq n aq t aq ⎧=++=⎪==++=⎨⎪==++=⎩①②) ③①-②并化简得到:m a (1-2q )+n(1-q)=q(1-q),②-③并化简得到:m a q(1-2q )+n(1-q)=q(1-q) 从而q=1,f (a )=a(方法二)由已知()f a a =(())()f f a f a =((()))(())f f f a f f a ,假设f (a )≠a 则(())()()f f a f a f a a --=((()))(())(())-()f f f a f f a f f a f a -⇒A(a ,f(a )),B(f (a ),f (f (a )),C(f (f (a)),f (f (f (a )))),AB k =BC k ⇒A,B,C 三点共线⇒一条直线与抛物线交于三个点,矛盾故f (a )=a13.证明:设正方形的边长为x ,△ABC 外接圆半径为R ,当内接正方形如图所示时 ccsinBa x x Q P NM CB A11sin sin c B x x c B a -=⇒1x =sin sin ac Ba c B +=22bac R b a c R+=2abc Ra bc+同理其他情况,内接正方形的边长分别为2x =2abc Rb ac +,3x =2abcRc ba +1x -2x =2abc Ra bc +-2abc Rb ac +=()(2)(2)(2)abca b c R Ra bc Rb ac --++<0⇒1x <2x , 同理1x <1x于是1x 最小,从而这个三角形内接正方形边长的最小值为sin sin ac Ba c B +14.证明:设2θ为12,l l 的夹角,以O 为原点,12,l l 的角平分线为x 轴,建立直角坐标系,如图设X(x,y),|OA|=a ,|OB|=b ,则A(a cos θ,a sin θ),B(bcos θ,-bsin θ)cos 2sin 2a b x a b y θθ+⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩,于是22x y -=a b 因AOB S ∆=12a bsin2θ=c,于是a b=2sin 2c θ,X 的轨迹方程为22x y -=2sin 2c θ,轨迹是双曲线 15.(反证法)假设i ∀,i a ≥1,设i a =1+i b (i b ≥0), 1210...a a a +++=30⇒1210...b b b +++=20 1210...a a a =1210(1)(1)...(1)b b b +++=1+(1210...b b b +++)+1213b b b b ++…≥21与1210...a a a <21矛盾 故i a ∃,使得i a <1。

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