北京大学2018年博雅计划数学试卷选择题共20小题,在每小题的四个项中,只有一项符合题目要求,请把正确选项的代号填在表格中,选对得5分,选错扣1分,不选得0分。
1. 设n 为正整数,)!(!!k n k n C k n-=为组合数,则201820182201812018020184037...53C C C C ++++等于( )A. 201822018⋅B. 2018!C. 20184036C D. 前三个答案都不对【答案】D 解析:111111(21)222nn n nn nnk k k k k k knnnn nn n k k k k k k k k CkC C nCC n CC ----=======+=+=+=+∑∑∑∑∑∑∑, 201820182018122018120182018201820182018201720180135...4037(21)22018k k kk k k CC CCk C CC -===∴++++=+=⨯⨯+∑∑∑ 20172018201840362220192=⨯+=⨯,故选D 。
2. 设a ,b ,c 为非负实数,满足a +b +c =3,则a +ab +abc 的最大值为( )A. 3B. 4C. 23D. 前三个答案都不对 【答案】B解析:22(1)(4)(1(1))1144b c a a ab abc a b c a a ⎛⎫⎛⎫++-++=++≤+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,对其求导得到2a =时取最大值为4。
3. 一个正整数n 称为具有3-因数积性质若n 的所有正因数的乘积等于3n ,则不超过400的正整数中具有3-因数积性质的数的个数为( )A. 55B. 50C. 51D. 前三个答案都不对 【答案】C解析:设n 的所有正因数的乘积为T ,即3T n =。
1n =显然符合题意;下面证明当2n ≥时,正整数n 的质因数的个数最多为2:假设n 的质因数的个数大于或等于3,即n 的全部质因数为12,,...,(3)k p p p k ≥,并设1212...k k n p p p ααα=,则n 的所有正因数的乘积中,(1,2,...)i i p i k α=至少在12112,,,...,,...,,...i i i i i i i i i i i i i i i k i k p p p p p p p p p p p p p p ααααααα-+这些因子中出现,即i i p α出现的次数大于或等于4,这样T 124412(...)k k p p p n ααα≥=,这与题意3T n =矛盾,所以假设不成立,即n 的质因数的个数最多为2。
若n 只有一个质因数,设n p α=,则(1)2332...5T p p p p n p ααααα+=⋅⋅⋅===⇒=,此时只有质数23p =或满足400n ≤;若n 有两个质因数,设(,)n p q p q αβαβ=≠≥,此时(1)(1)(1)(1)33322T pqn p q ααβββααβ++++===,解得2,1αβ==,即2n p q =:p 取2时q 有24个取值,p 取3时q 有13个取值,p 取5时q 有5个取值,p 取7时q 有3个取值,p 取11时q 有2个取值,p 取13时q 有1个取值; 综上,所求总个数=1+2+24+13+5+3+2+1=51个。
4. 已知复数i z 2sin 1+=θ,θcos 12i z +=,则21221-14iz z iz z -+的最小值为( )A. 2B. 22C. 32D. 前三个答案都不对【答案】B解析:21212sin cos 3||10sin 2z iz i z iz θθθ+=-+⇒+=-,1212sin cos ||2sin 2z iz i z iz θθθ-=++⇒-=+,2121214-2sin 2222sin 22sin 22sin 2z iz z iz θθθθ+∴===+≥-+++,取等条件为:2sin 2sin 202sin 2θθθ=+=+。
5. 设A 是不超过2018的正整数组成的集合,对于正整数k ,用k a 表示所有可能的A 中k 个数乘积的倒数之和,则201842...a a a +++的值为( )A. 1B.22019 C. 22017D. 前三个答案都不对【答案】C解析:12320181111232019...(1)(1)(1)...(1)1...120181232018122018a a a a ++++=++++-=⋅⋅⋅-=,123201720181111...(1)(1)(1)...(1)111232018a a a a a -+-+-+=-----=-,两式相加即得242018201812017...22a a a -+++==。
6. 已知实数a ,b ,c 成公差非0的等差数列,在平面直角坐标系中,点P 的坐标为(-3,2),点N 的坐标为(2,3),过点P 作直线ax +by +c =0的垂线,垂足为点M ,则M,N 间的距离的最大值与最小值的乘积是( )A. 10B. 26C. 24D. 前三个答案都不对【答案】A解析:由等差中项性质得2a c b +=,可见直线ax +by +c =0过定点(1,2)Q -,设垂足00(,)M x y ,则22000(1)8PM QM PM QM x y ⊥⇔⋅=⇒++=,即点M 在圆T :22(1)8x y ++=上,点N 到圆心T 的距离||32NT =max min ||||(||22)(||22)10MN MN NT NT ⋅=+-=。
7. 设2018212018,21,...,,...,,b b b a a a 是4036个实数,201821,...,,a a a 互异,满足对任意的i )(20181≤≤i 都有122018()()...()i i i a b a b a b +++=2018,则对任意的j )(20181≤≤j))...()((201821j j j b a b a b a +++的值为( )A. 2018B. -2018C. 不能确定D. 前三个答案都不对【答案】B解析:由12201812018,()()...()2018i i i i a b a b a b ∀≤≤+++=恒成立可得:122018122018()()()...()2018()()...()f x x b x b x b x a x a x a =+++-=---,上式两边令j x b =-即得122018()()...()2018j j j a b a b a b +++=-。
8. 用[x]表示不超过实数x 的最大整数,例如[π]=3,[-π]= -4. 设n 为正整数,用n a 表示当[)n x ,0∈时,函数]][[)(x x x f =的值域中的元素的个数,则使得n a n 2018+最小的n 的取值为( ) A. 63 B. 1009 C. 2018D. 前三个答案都不对【答案】A解析:令(01,01)x k r k Z k n r =+∈≤≤-≤<且,当0k =时[]0x x =;1k ≥时,则22[]()k x x k r k k k ≤=+<+,[]x x 有k 个取值;(1)112 (112)n n n a n -∴=++++-=+, 所以220184038140381(1)(240381)222n a n n n n n n +-+==+-≥-,当[4038][4038]1n =+或时n a n 2018+最小,而[4038]63=,6364201820186364a a ++>,故n =64时最小,选D 。
9. 已知ABC ∆的面积为1,D,E 分别为边BC,CA 上的点,且BC BD 31=,CA CE 31=,AD 和BE 交于点P ,则四边形PDCE 的面积是( )A.92B.72 C. 218 D. 前三个答案都不对【答案】B 解析:12()()(1)33AP AB BP AB BE AB BC CE AB AC AB AC AB AC λλλλλ=+=+=++=+--=-+,又1121()3333AP AD AB AC AB AB AC μμμμ==+-=+。
比较两式得37λ=,所以316612737737PDCE BCE BDP BCE BCE BCE ABC S S S S S S S ∆∆∆∆∆∆=-=-⋅⋅==⋅=。
10. 设实数x ,y 满足14522=+y x ,则12122222+-+++-+x y x y y x 的最小值为( ) A. 52 B. 2-52 C. 2-52 D. 前三个答案都不对【答案】C解析:22222121x y y x y x +-++-+14522=+y x 上动点(,)M x y 到定点(0,1)N 与定点(1,0)F 的距离之和,F 为椭圆右焦点,设左焦点为'(1,0)F -,则22222121||||2|'|||x y y x y x MF MN a MF MN +-++-+=+=-+2|'|252a F N ≥-=11. 设关于x 的方程01222=+---ax a x a x 有3个互不相同的实根,则实数a 的取值范围是( )A. [)∞+,1 B. (]1--,∞ C. [)(]1,00,1⋃- D. 前三个答案都不对 【答案】D解析:222222210()210()21x a x a ax x a a x a a x a a a ---+=⇔---+-=⇔--=-,2221021a x a a a ⎧-≥⎪∴⎨-=-⎪⎩,要使原方程有三个互不相等实根,则222210210210a a a a a ⎧->⎪⎪+->⎨⎪--=⎪⎩或222210210210a a a a a ⎧->⎪⎪+-=⎨⎪->⎪⎩,解得1a =,故选D 。
12. 把正整数中的非完全平方数从小到大排成一个数列{}(1)n a n ≥,例如,21=a ,32=a ,53=a ,64=a ,…,则2018a 的值为( )A. 2061B. 2062C. 2063D. 前三个答案都不对【答案】C解析:222441936,452025,462116===,即小于2018的数中共有44个完全平方数,所以20184419742018a a -==,201820184412063a ∴=++=(2025是完全平方数,不在该数列中)。
13. 15人围坐在圆桌旁,从中选出4人使得其中任意两人都不相邻的选法数为( )A. 1820B. 450C. 360D. 前三个答案都不对【答案】B解析:从15人中任选4人的方法总数为415C :若选出的4个人刚好顺序相邻,情况种数=15;若选出的4人中有3人顺序相邻,其余1人与他们隔开,情况种数=1510150⨯=;若选出的4人可分成两两一组,其中每组内部两人相邻,但整体两组不相邻,情况种数=1015752⨯=;若选出的4人中只有两人相邻,其他两人跟他们彼此不相邻,情况种数=15(987...1)675⨯++++=。