06全国高中数学联合竞赛一试试题及参考答案

12006年全国高中数学联合竞赛一试试题及参考答案一、选择题（本题满分36分，每小题6分）1.已知△ABC，若对任意t∈R，，则△ABC()A.必为锐角三角形B.必为钝角三角形C.必为直角三角形D.答案不确定2.设logx(2x2+x-1)＞logx2-1，则x的取值范围为()A.＜x＜1B.x＞，x≠1C.x＞1D.0＜x＜13.已知集合A={x|5x-a≤0}，B={x|6x-b＞0}，a,b∈N，且A∩B∩N={2,3,4}，则整数对(a,b)的个数为()A.20B.25C.30D.424.在直三棱柱中，，，已知G与E分别为A1B1和CC1的中点，D与F分别为线段AC和AB上的动点(不包括端点).若GD⊥EF，则线段DF长度的取值范围为()A.B.C.[1,)D.5.设，则对任意实数a，b，a+b≥0是f(a)+f(b)≥0的()A.充分必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件6.数码a1,a2,a3,…,a2006中有奇数个9的2007位十进制数的个数为()2A.B.C.102006+82006D.102006-82006二、填空题（本题满分54分，每小题9分）7.设f(x)=sin4x-sinxcosx+cos4x，则f(x)的值域是____.8.若对一切θ∈R，复数z=(a+cosθ)+(2a-sinθ)i的模不超过2，则实数a的取值范围为____.9.已知椭圆的左右焦点分别为F1与F2，点P在直线l：x-y+8+2=0上，当∠F1PF2取最大值时，比的值为____.10.底面半径为1cm的圆柱形容器里放有四个半径为cm的实心铁球，四个球两两相切，其中底层两球与容器底面相切.现往容器里注水，使水面恰好浸没所有铁球，则需要注水____cm3.11.方程(x2006+1)(1+x2+x4+…+x2004)=2006x2005实数解的个数为____.12.袋内有8个白球和2个红球，每次从中随机取出一个球，然后放回1个白球，则第4次恰好取完所有红球的概率为____.三、解答题（本题满分60分，每小题20分）13.给定整数n≥2，设M0(x0，y0)是抛物线y2=nx-1与直线y=x的一个交点.试证明对于任意正整数m，必存在整数k≥2，使(x0m,y0m)为抛物线y2=kx-1与直线y=x的一个交点.14.将2006表示成5个正整数x1,x2,x3,x4,x5之和，记，问：(1)当x1,x2,x3,x4,x5取何值时，S取到最大值；(2)进一步，设对任意1≤i，j≤5有|xi-xj|≤2，问当x1,x2,x3,x4,x5取何值时，S取到最小值.说明理由.315.设f(x)=x2+a，记f1(x)=f(x)，fn(x)=f(fn-1(x))，n=2,3,…，M={a∈R|对所有正整数n，|fn(0)|≤2}.证明：.参考答案一、选择题1.已知△ABC，若对任意t∈R，，则△ABC一定为（C）A.锐角三角形B.钝角三角形C.直角三角形D.答案不确定[解]令∠ABC=α，过A作AD⊥BC于D，由，推出，令，代入上式，得，即，也即.从而有.由此可得.2.设logx(2x2+x-1)＞logx2-1，则x的取值范围为(B)A.＜x＜1B.x＞，且x≠1C.x＞1D.0＜x＜1[解]因为，解得x＞，x≠1，由，解得0＜x＜1；4或，解得x＞1，所以x的取值范围为x＞，且x≠1.3.已知集合A={x|5x-a≤0}，B={x|6x-b＞0}，a,b∈N，且A∩B∩N={2,3,4}，则整数对(a,b)的个数为(C)A.20B.25C.30D.42[解].要使A∩B∩N={2,3,4}，则，即，所以数对(a,b)共有.4.在直三棱柱中，，，已知G与E分别为A1B1和CC1的中点，D与F分别为线段AC和AB上的动点(不包括端点).若GD⊥EF，则线段DF长度的取值范围为(A)A.B.C.[1,)D.[解]建立直角坐标系，以A为坐标原点，AB为x轴，AC为y轴，AA1为z轴，则F(t1,0,0)(0＜t1＜1)，E(0,1,)，G(,0,1)，D(0,t2,0)(0＜t2＜1).所以，.因为GD⊥EF，所以t1+2t2=1，由此推出0＜t2＜.又，，从而有.5.设，则对任意实数a，b，a+b≥0是f(a)+f(b)≥0的(A)A.充分必要条件B.充分不必要条件5C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件[解]显然为奇函数，且单调递增.于是若a+b≥0，则a≥-b，有f(a)≥f(-b)，从而有f(a)+f(b)≥0.反之，若f(a)+f(b)≥0，则f(a)≥-f(b)=f(-b)，推出a≥-b，即a+b≥0.6.数码a1,a2,a3,…,a2006中有奇数个9的2007位十进制数的个数为(B)A.B.C.102006+82006D.102006-82006[解]出现奇数个9的十进制数个数有.又由于以及，从而得.二、填空题7.设f(x)=sin4x-sinxcosx+cos4x，则f(x)的值域是[0,].[解].令t=sin2x，则.因此，，即得.8.若对一切θ∈R，复数z=(a+cosθ)+(2a-sinθ)i的模不超过2，则实数a的取值范围为[-,].6[解]依题意，得(对任意实数θ成立)故a的取值范围为[-,].9.已知椭圆的左右焦点分别为F1与F2，点P在直线l：x-y+8+2=0上，当∠F1PF2取最大值时，比的值为.[解]由平面几何知，要使∠F1PF2最大，则过F1，F2，P三点的圆必定和直线l相切于P点.设直线l交x轴于A(-8-2,0)，则∠APF1=∠AF2P，即△APF1∽△AF2P，即.(1)又由圆幂定理，|AP|2=|AF1|·|AF2|.(2)而从而有.代入(1),(2)得.10.底面半径为1cm的圆柱形容器里放有四个半径为cm的实心铁球，四个球两两相切，其中底层两球与容器底面相切.现往容器里注水，使水面恰好浸没所有铁球，则需要注水（)πcm3.[解]设四个实心球的球心为O1,O2,O3,O4，其中O1,O2为下层两球的球心，A，7B，C，D分别为四个球心在底面的射影.则ABCD是一个边长为的正方形.所以注水高为1+.故应注水.11.方程(x2006+1)(1+x2+x4+…+x2004)=2006x2005实数解的个数为1.[解](x2006+1)(1+x2+x4+…+x2004)=2006x2005.要使等号成立，必须，即x=±1.但是x≤0时，不满足原方程.所以x=1是原方程的全部解.因此原方程的实数解个数为1.12.袋内有8个白球和2个红球，每次从中随机取出一个球，然后放回1个白球，则第4次恰好取完所有红球的概率为0.0434.[解]第4次恰好取完所有红球的概率为.三、解答题13.给定整数n≥2，设M0(x0，y0)是抛物线y2=nx-1与直线y=x的一个交点.试证明对于任意正整数m，必存在整数k≥2，使(x0m,y0m)为抛物线y2=kx-1与直线y=x的一个交点.8[证明]因为y2=nx-1与y=x的交点为，显然有.若(x0m,y0m)为抛物线y2=kx-1与直线y=x的一个交点，则.记，则，(m≥2)(13.1)由于是整数，也是整数，所以根据数学归纳法，通过(13.1)式可证明对于一切正整数m，是正整数.现在对于任意正整数m，取，使得y2=kx-1与y=x的交点为(x0m，y0m).14.将2006表示成5个正整数x1,x2,x3,x4,x5之和，记，问：(1)当x1,x2,x3,x4,x5取何值时，S取到最大值；(2)进一步地，设对任意1≤i，j≤5有|xi-xj|≤2，问当x1,x2,x3,x4,x5取何值时，S取到最小值.说明理由.[解](1)首先这样的S的值是有界集，故必存在最大值与最小值.若x1+x2+x3+x4+x5=2006，且使取到最大值，则必有|xi-xj|≤1，(1≤i，j≤5).(*)事实上，假设(*)不成立，不妨假设x1-x2≥2.则令，有.将S改写成9.同时有.于是有.这与S在x1,x2,x3,x4,x5时取到最大值矛盾.所以必有|xi-xj|≤1，(1≤i,j≤5).因此当x1=402，x2=x3=x4=x5=401取到最大值.(2)当x1+x2+x3+x4+x5=2006且|xi-xj|≤2时，只有(I)402，402，402，400，400；(II)402，402，401，401，400；(III)402，401，401，401，401；三种情形满足要求.而后面两种情形是在第一组情形下作调整下得到的.根据上一小题的证明可以知道，每调整一次，和式变大.所以在x1=x2=x3=402，x4＝x5=400情形取到最小值.15.设f(x)=x2+a，记f1(x)=f(x)，fn(x)=f(fn-1(x))，n=2,3,…，M={a∈R|对所有正整数n，|fn(0)|≤2}.证明：.[证明](1)如果a＜-2，则.(2)如果-2≤a≤，由题意f1(0)=a，fn(0)=(fn-1(0))2+a，n=2,3,…，则①当0≤a≤时，().事实上，当n=1时，，设n=k-1时成立(k≥2为某整数)，则对n=k，10.②当-2≤a＜0时，().事实上，当n=1时，，设n=k-1时成立(k≥2为某整数)，则对n=k，有-|a|=a≤fk(0)=(fk-1(0))2+a≤a2+a，注意到当-2≤a＜0时，总有a2≤-2a，即a2+a≤-a=|a|，从而有|fk(0)|≤|a|，由归纳法，推出.(3)当a＞时，an=fn(0)，则对于任意n≥1，且.对于任意n≥1，，则.所以，.当时，，即fn+1(0)＞2.因此.综合(1)(2)(3)，我们有.