高二“希望杯”全国数学邀请赛

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第二十三届“希望杯”全国数学邀请赛高二第1试试题 Word版含答案

第二十三届“希望杯”全国数学邀请赛高二第1试3月11日上午8：30至10：00 得分一、选择题（每小题4分，共40分.）以下每题的四个选项中，仅有一个是正确的，请1. 集合{|1,},{11,}P x x x R Q x x Z =≤∈=≤∈，则P Q = （）()(0,1).A (){0,1}.B ()[0,1].C()[1,1].D -2. 已知340,log (1log x A B x >==，则A 与B 的大小关系是（）().A A B > ().B A B = ().C A B < ()D 随x 的值而定.3. 有若干个同心圆，其半径是公比为(1)q q >的等比数列，相邻的两个圆组成一个圆环，则这些圆环的面积（）()A 不是等比数列. ()B 是等比数列，公比为.q()C 是等比数列，公比为2.q()D 是等比数列，公比为2 1.q - 4. 设,a b 是两个非零向量，则“a 和b 同向”是“2()()()a b a a b b =”的（） ()A 充分不必要条件 ()B 必要不充分条件()C 充分且必要条件 ()D 既不充分也不必要条件5. 已知,x y R ∈，且3535x y y x --+≤+，则下列关系式中成立的是（）() 1.x y A e -≥ () 1.y x B e -≥ ()ln()0.C x y -≥()ln(1) 1.D y x -+≥6. The range of values for the function y x =is （）()[A ()(B ()[1C - ()(1D -7. 方程2(0x y y +-+-=的正整数解的个数是（）()1.A ()2.B ()5.C ()D 无穷多个.已知正三棱柱111ABC A B C -中，1AA a =，2AB a =，M 、N 、E 分别是AB 、AC 、11A B 的中点，那么平8. 面BCE 与平面MNE 所成的二面角的余弦值是（）(A(B(C(D 9. 椭圆2214y x +=的内接正方形的面积和内接矩形的最大面积的比等于（） 3().4A 4()5B 5()6C 7()8D 10. 定义：过双曲线焦点的直线与双曲线交于A 、B 两点，则线段AB 称为该双曲线的焦点弦。

历届(1-18)希望杯数学邀请赛高二试题(含答案)(1) 全国通用

第一届“希望杯”全国数学邀请赛(高二)第一试1990年3月18日上午8：30—10：00一、选择题1、等差数列的第p 项是1990，第1990项是p ，那么第p + q （q ≥ 1991）项（）（A ）是正数（B ）是负数（C ）是零（D ）符号不能确定2、设S k =11k ++12k ++ (12)，则（）（A ）S k + 1 = S k +122k + （B ）S k + 1 = S k +121k ++122k + （C ）S k + 1 = S k +121k +–122k + （D ）S k + 1 = S k –121k ++122k +3、函数y ）（A ）有最小值没有最大值（B ）有最大值没有最小值（C ）有最小值也有最大值（D ）没有最小值也没有最大值4、a ，b ∈R ，那么| a + b | = | a | – | b |是a b ≤ 0的（）（A ）充要条件（B ）充分不必要条件（C ）必要不充分条件（D ）不充分也不必要条件5、α ≠2k π( k ∈ Z )，那么sec α与sin 2 α tan 2α的符号（指正负号）（）（A ）总是相同（B ）总是相异（C ）在第一、三象限时，它们同号，在第二、四象限时，它们异号（D ）在第一、三象限时，它们异号，在第二、四象限时，它们同号6、正四面体内切球的体积是V ，则它的外接球的体积是（）（A ）8V （B ）27V （C ）64V （D ）4V7、一个平面最多把空间分为两部分，两个平面最多把空间分为四部分，三个平面最多把空间分为八部分，那么，四个平面最多把空间分成（）（A ）16部分（B ）14部分（C ）15部分（D ）20部分8、设a = arcsin ( sin 17)，b = arccos ( –17)，c = arcsin ( –17)，则（）（A ）a > b > c （B ）b > a > c （C ）c > a > b （D ）b > c > a9、方程arccot x + arcsin x = π的实数根的个数是（）（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）310、在四个数12，中，与等的个数是（）（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3二、填空题11、方程arcsin ( sin x ) + arccos ( cos x ) =2π的解集是。

希望杯全国数学邀请赛

希望杯全国数学邀请赛导言数学作为一门智力竞赛的代表科目，一直以来都备受人们的关注。

作为一项重要的形式之一，全国数学邀请赛是中国杯数学竞赛的重要组成部分。

希望杯全国数学邀请赛则是其中的一项具有广泛影响力和参与度的赛事。

本文将向读者介绍希望杯全国数学邀请赛的背景、规则和影响，并探讨对数学教育的积极意义。

一、背景介绍希望杯全国数学邀请赛是由中国希望之星教育基金会主办的一项国家级数学竞赛活动。

自2003年创办以来，该赛事已经成功举办多届，并吸引了来自全国各地的数学爱好者参与。

希望杯全国数学邀请赛不仅是一个展示学生数学才华的舞台，更是中国杯数学竞赛的重要组成部分。

二、竞赛规则希望杯全国数学邀请赛分为初赛和决赛两个阶段。

初赛采用在线方式进行，参赛者需要在规定的时间内完成试题，并提交答案。

而决赛则是通过线下形式举行，选取初赛中表现优异的选手进入决赛环节。

决赛阶段将围绕数学题目进行笔试和口试等环节，以全面检验选手的数学素养和解题能力。

希望杯全国数学邀请赛的题目设置不仅注重考查学科基础知识，还强调思维能力和创新思维的培养。

竞赛试题涵盖了数学的各个领域，包括代数、几何、概率等，旨在激发选手的兴趣，拓宽他们的数学视野。

三、影响与价值希望杯全国数学邀请赛作为一项有着广泛影响力的数学竞赛活动，对参与者起到了积极的推动作用。

首先，该赛事为数学爱好者提供了一个展示自身才华的舞台。

通过参加竞赛，选手可以充分展示自己的数学水平和解题能力，为自己赢得荣誉，并吸引更多人们对数学的关注。

其次，希望杯全国数学邀请赛的竞赛题目设置能够激发选手的学习兴趣和思维能力。

赛题涵盖了数学的各个领域，要求选手拥有扎实的数学知识和灵活的解题思路。

通过参与竞赛，选手能够提高自身的数学素养，并培养创新思维能力。

此外，希望杯全国数学邀请赛还为数学教育提供了宝贵的参考资源。

竞赛中涉及的数学题目和解题思路可以为教师们提供教学案例和教学方法。

通过研究竞赛中的优秀答题方法，教师们能够更好地引导学生，提升数学教学的质量。

历届“希望杯”全国数学邀请赛高二数学精选100题详析(4)

历届“希望杯”全国数学邀请赛高二数学精选题详析(四)题31 Let point M move along the ellipse 18922=+y x ,and point F be its right focus, then for fixed point P(6,2) ,then maximum of 3|MF|-|MP| is ,where the coordinate of Mis .(ellipse 椭圆；focus 焦点；coordinate 坐标)（第十四届高二第二试第18题）译文：点M 是椭圆18922=+y x 上一点，点F 是椭圆的右焦点，点P （6，2），那么3|MF|-|MP|的最大值是，此时点M 的坐标是 .解在椭圆18922=+y x 中，8,922==b a ，则1,12==c c ，所以椭圆的右焦点F 的坐标为（1，0），离心率31==a c e ，右准线9:2==ca x l ，显然点P （6，2）在椭圆18922=+y x 的外部.过点P 、M 分别作PG ⊥l 于G ，MD ⊥l 于D ，过点P 作PQ ⊥MD 于Q ，由椭圆的定义知，3|MF|-|MP|=|MD|-|MP|≤|MD|-|MQ|=|QD|=|PG|=9-6=3，当且仅当点P 位于线段MD 上，即点P 与Q 点重合时取等号.由点P 位于线段MD 上，MD ⊥l 及点P （6，2），知点M 的纵坐标为2，设M 的横坐标为0x ，即M （0x ，2），则有184920=+x ，解得2230±=x ，因此3|MF|-|MP|的最大值是3，此时点M 的坐标是（223±，2）. 评析若设点M 的坐标为(x,y)，则可将3|MF|-|MP|表示成x 、y 的二元无理函数，然后再求其最大值，可想而知，这是一件相当麻烦的事，运用椭圆的定义，将3|MF|-|MP|转化为||MD|-|MP|，就把无理运算转化为有理运算，从而大大简化了解题过程.拓展将此题引伸拓广，可得定理 M 是椭圆E ：)0(12222>>=+b a by a x 上的动点，F 是椭圆E 的一个焦点，c 为椭圆E 的半焦距，P （m,n ）为定点.1、若点P 在椭圆E 内，则当F 是右焦点时，e 1|MF|+|MP|的最小值是m ca -2；当F 是左焦点时，e 1|MF|+|MP|的最小值是m ca +2. 2、若点P 在椭圆E 外，则F 是右焦点，且0≤m≤c a 2，|n|≤b 时，e 1|MF|-|MP|的最大值是m c a -2. F 是右焦点，且m>c a 2，|n|≤b 时，|MP|-e 1|MF|的最小值是c a m 2-.F 是左焦点，且c a 2-≤m≤0，|n|≤b 时，e 1|MF|-|MP|的最大值是m c a +2. F 是左焦点，且m≤c a 2-，|n|≤b 时，|MP|-e 1|MF|的最小值是ca m 2--.简证 1、如图1，作MN ⊥右准线l 于N ，PQ ⊥l 于Q ，由椭圆定义，|MN|=e1|MF|. ∴e 1|MF|+|MP|=|MN|+|MP|≥|PQ|=m c a -2，当且仅当P 、M 、Q 三点共线，且M 在P 、Q 之间时取等号.如图2，同理可证e 1|MF|+|MP||=|MN|+|MP|≥|PQ|=m ca +2，当且仅当P 、M 、Q 三点共线，且M 在P 、Q 之间时取等号.2、如图3，e 1|MF|-|MP|=|MN|-|MP|≤|MN|-|MR|=|RN|=|PQ|=m ca -2，当且仅当P 位于线段MN 上，即P 与R 重合时取等号.m图1图2如图4，|MP|-e 1|MF|=|MP|-|MN|≥|MQ|-|MN|=|NQ|=ca m 2-，当且仅当P 位于直线MN上，即点P 与Q 重合时取等号.如图5，e 1|MF|-|MP|=|MN|-|MP|≤|MN|-|MR|=|RN|=|PQ|=m ca +2，当且仅当P 位于线段MN 上，即P 与R 重合时取等号.如图6，|MP|-e 1|MF|=|MP|-|MN|≥|MQ|-|MN|=|NQ|=ca m 2--，当且仅当P 位于直线MN上，即点P 与Q 重合时取等号.题32 已知双曲线k y x =-22关于直线x-y=1对称的曲线与直线x+2y=1相切，则k 的值等于（）A 、32 B 、34 C 、45 D 54 （第十五届高二培训题第19题）解设点P （x 0,y 0）是双曲线k y x =-22上任意一点，点P 关于直线x-y=1的对称点为图3 图4图5图6P’（x,y ）,则12200=+-+y y x x ①，又10-=--x x y y ②，解①、②联立方程组得 0011x y y x =+⎧⎨=-⎩③.∵P 点在双曲线k y x =-22上，∴k y x =-2020 ④.③代入④，得k x y =--+22)1()1( ⑤，此即对称曲线的方程，由x+2y=1，得x=1-2y`,代入⑤并整理，得01232=-+-k y y .由题意，△=4-12（k-1）=0，解得k=34，故选B. 评析解决此题的关键是求出对称曲线的方程.由于对称曲线与直线相切，故由△=0便可求得k 的值.拓展关于直线的对称，我们应熟知下面的结论 1、点（x 0,y 0）关于x 轴的对称点是（x 0,-y 0）. 2、点（x 0,y 0）关于y 轴的对称点是（-x 0, y 0）. 3、点（x 0,y 0）关于y=x 的对称点是（y 0,x 0）. 4、点（x 0,y 0）关于y=-x 的对称点是（-y 0,-x 0）.5、点（x 0,y 0）关于y=x+m 的对称点是（y 0-m,x 0+m ）.6、点（x 0,y 0）关于y=-x+n 的对称点是（n-y 0,n-x 0）.7、点（x 0,y 0）关于直线Ax+By+C=0的对称点是（x,y ），x,y 是方程组⎪⎩⎪⎨⎧-=-=++⋅++⋅)()(022********x x B y y A c y y B x x A 的解. 根据以上结论，不难得到一曲线关于某直线对称的曲线的方程，比如曲线f(x,y)=0关于直线y=x+m 对称的曲线的方程是f(y-m,x+m)=0.题33 21,F F 是双曲线3322=-y x 的左、右焦点，B A ,两点在右支上，且与2F 在同一条直线上，则11F A F B +的最小值是____________-.（第四届高二第二试第15题）解双曲线3322=-y x ,即1322=-y x ，如图，B A ,在双曲线右支上，3221=-AF AF ,3221=-BF BF ,故当22BF AF +取得最小值时，11BF AF +也取最小值.设l 是双曲线对应于2F 的准线，l BD l AC ⊥⊥,,垂足为D C ,，则由双曲线定义可知BD e BF AC e AF ==22,，而MN BD AC 2=+，其中MN 是梯形ACDB 的中位线，当21F F AB ⊥时，MN取最小值21232=-，这时，22BF AF +取得最小值322=MN e ,从而11BF AF +取最小值33143234=+. 评析解决此题的关键是灵活运用双曲线的第一、第二定义，发现22BF AF +，即)(BD AC e +，亦即MN e 2最小时，B F A F 11+也最小，并能知道21F F AB ⊥时MN最小（这点请读者自己证明）.本题虽然也有其他解法，但都不如此法简单，双曲线定义及平几知识的运用在简化本题解题过程中起了决定性的作用.拓展将本题中的双曲线一般化，便得定理 1F 、2F 是双曲线12222=-b y a x 的左、右焦点，B A ,两点在右支上，且与2F 在同一条直线上，则B F A F 11+的最小值是ab a 224+.仿照本题的解法易证该定理（证明留给读者）. 用此定理可知本题中的最小值为3314312342=⨯+⋅. 题34 方程()()|3|2222+-=-+-y x y x 表示的曲线是( )A 、直线B 、椭圆C 、双曲线D 、抛物线（第十二届高二培训题第23题）解法1 由()()|3|2222+-=-+-y x y x 的两边平方并整理得012102=-+-y x xy .令v u y v u x -=+=,，则()()()()012102=--++--+v u v u v u v u ，整理得91812288222-=---+-v v u u ，即()()9322222-=+--v u ，故已知方程表示双曲线，选C.解法2 已知方程就是()()2|3|22222+-⋅=-+-y x y x ，由双曲线的第二定义，可知动点P ()y x ,到定点（2，2）的距离与到定直线03=+-y x 的距离比为2，因为12>，所以选C.评析根据选择支，可知解决本题的关键是将已知方程化为某二次曲线的标准方程或直线方程.显然，平方可去掉根号与绝对值符号，但却出现了乘积项xy .如何消去乘积项便成了问题的关键.解法1表明对称换元是消去乘积项的有效方法.解法2从已知方程的结构特征联想到两点距离公式与点线距离公式，发现方程表示的曲线是到定点（2，2）的距离与到定直线03=+-y x 的距离之比为2的动点()y x ,的轨迹，根据双曲线定义选C.显示了发现与联想在解题中的作用. 拓展将此题一般化，我们有下面的定理若()()||22C By Ax b y a x ++=-+-（b a C B A 、、、、为常数，且BA 、不全为零），则（1）当1022<+<B A 时，方程表示()b a ,为一个焦点，直线0=++C By Ax 为相应准线的椭圆.（2）当122>+B A 时，方程表示()b a ,为一个焦点，直线0=++C By Ax 为相应准线的双曲线.（3）当122=+B A 且0=++c Bb Aa 时，方程表示过点()b a ,且与直线0=++C By Ax 垂直的直线.（4）当122=+B A 且0≠++c Bb Aa 时，方程表示()b a ,为焦点，直线0=++C By Ax 为准线的抛物线.读者可仿照解法2，运用二次曲线的第二定义自己证明该定理. 题 35 已知1≥x ，则动点A ⎪⎭⎫⎝⎛-+x x x x 1,1与点B（1，0）的距离的最小值是_________-.（第七届高二第一试第23题）解法1 由已知得2222111101AB x x x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+--=+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦214x x ⎡⎤⎛⎫++-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦212x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭2111723222x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-=+-- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦将此式看作以xx 1+为自变量的二次函数，111,22x x x x x≥∴+≥=,这表明该二次函数的定义域是[)+∞,2. 该函数在[)2,+∞上是增函数，∴当21=+xx 时，1,1272122m i n 22mi n=∴=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=AB AB .解法 2 令24,tan πθπθ<≤=x ，则112tan 2csc 22tan sin 2x x θθθθ+=+==≥ 112,x x x ⎛⎫≥⇒+≥ ⎪⎝⎭112tan 2cot 2.tan tan 2x x θθθθ--=-==-AB ∴=== ∴当12csc =θ，即4πθ=时，12741182min=-⎪⎭⎫⎝⎛-=AB .解法 3 设11x t ty t t ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩（t 1≥）,两式平方并相减，得),0,2(422≥≥=-y x y x 即动点A 的轨迹是双曲线422=-y x 的右半支在x 轴上方的部分（含点（2，0）），由图知|AB|min =1.评析所求距离|AB|显然是x 的函数，然而它是一个复杂的分式函数与无理函数的复合函数，在定义域[)+∞,1上的最小值并不好求，解法1根据|AB|≥0，通过平方，先求2min ||AB ，再求|AB|min =2min ||AB ，并将xx 1+看作一个整体，将原问题化为求二次函数在[)+∞,2上的最值问题；解法2通过三角换元，把求|AB|min 的问题转化为求关于θ2csc 的二次函数在[)+∞,2的最小值问题，整体思想、转化思想使得问题化繁为简，化生为熟；解法3则求出点A 的轨迹，从图形上直观地看出答案，简捷得让人拍案叫绝，这应当归功于数形结合思想的确当运用.许多最值问题，一旦转化为图形，往往答案就在眼前.题36 抛物线2x y =上到直线02=++y x 的距离最小的点的坐标是________．（第九届高二培训题第27题）解法1 设抛物线2x y =上的点的坐标是()2,xx ，则它到直线02=++y x 的距离是271()24x d ++==，当12x =-时d 最小，此时14y =.故所求点的坐标是()11,24-. 解法 2 如图，将直线02=++y x 平移至与抛物线2x y =相切，则此时的切点即为所求点.设切线方程为k x y +-=，代入2x y =，得02=-+k x x .由o =∆，即041=+k ，得14k =-.解214y x y x ⎧=⎪⎨=--⎪⎩得1214x y ⎧=-⎪⎨⎪=⎩.故所求点的坐标是()11,24-.解法3 设所求点的坐标为P ()00,y x ，则过点P 的抛物线的切线应与直线02=++y x 平行.而其切线方程为02y y x x +=，故120-=x ，012x =-.20014y x ∴==. 故所求点的坐标为()11,24-. 评析解法1由点线距离公式将抛物线上的任意一点()2,x x 到直线02=++y x 的距离d 表示成x 的二次函数，再通过配方求最值，体现了函数思想在解析几何中的运用.解法2运用数形结合思想发现与直线02=++y x 平行的抛物线2x y =的切线的切点就是所求点，设切线方程为k x y +-=后运用方程思想求出k ，进而求出切点坐标.解法3则设切点为P ()00,y x ，直接写出过二次曲线()0,=y x f 上一点P ()0,0y x 的切线方程，由切线与已知直线平行.两斜率相等，求出切点坐标.解法2、3不仅适用于求抛物线上到直线的距离最小的点的坐标，同样也适用于求椭圆、双曲线上到直线的距离最小的点的坐标，故为通法.解法3涉及到过抛物线上一点的抛物线的切线方程，下面用导数证明一般情形的结论：定理过抛物线c bx ax y ++=2上一点P ()00,y x 的切线方程是00022y y x x ax x b c ++=++. 证明设过点P ()00,y x 的抛物线c bx ax y ++=2的切线的方程为()00x x k y y -=-①. b ax y +=2/，b ax y k x x +===0/20，代入①得()()0002x x b ax y y -+=-，()()000022222ax b x x y y y +-+=+，200000022y y x x ax x b y ax bx ++=++--②. 点()00,y x 在抛物线c bx ax y ++=2上，c bx ax y ++=∴0200，c bx ax y =--0200，代入②，得切线方程为000y y x x ax x b c ++=++. 拓展观察切线方程的特征，就是同时将曲线方程中的22,y x 分别换成x x 0，y y 0，把y x ,分别换成00,22x x y y++便得切线方程.事实上，对于一般二次曲线，有下面的定理. 定理过二次曲线022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 上一点Ρ()00,y x 的该曲线的切线方程是0000000222x y xy x x y yAx x BCy y D E F ++++++++=. 运用该定理必须注意点Ρ()00,y x 在曲线上.例求过点()3,2的曲线2223448300x xy y x y ++---=的切线的方程.解经验证，点()3,2在曲线2223448300x xy y x y ++---=上，根据上面的定理，所求切线方程为23322234348300222y x yx x y +++⋅+⋅+⋅-⋅-⋅-=，即0922213=-+y x .题37 在抛物线x y 42=上恒有两点关于直线3+=kx y 对称,则k 的取值范围是 .(第十五届高二培训题第71题)解法1 设两点B ()11,y x 、C ()22,y x 关于直线3+=kx y 对称，直线BC 的方程为m ky x +-=，将其代入抛物线方程x y 42=，得0442=-+m ky y .若设BC 的中点为M ()00,y x ，则k y y y 22210-=+=.因为M 在直线3+=kx y 上，所以 ()3222++=-m k k k .kk k k k k m 32223232++-=-+-=，因为BC 与抛物线相交于两个不同点，所以016162>+=∆m k .再将m 的式子代入，经化简得0323<++kk k ，即 ()()0312<+-+kk k k ，因为032>+-k k ，所以01<<-k .解法2 由解法1，得k y y 421-=+，k k k m y y 12884321++=-=.因为212212y y y y >⎪⎭⎫ ⎝⎛+，所以k k k k 1288432++>，解得01<<-k . 解法3 设B ()11,y x 、C ()22,y x 是抛物线x y 42=上关于直线3+=kx y 对称的两点，且BC 中点为M ()00,y x .因为2221214,4x y x y ==，所以()1221224x x y y -=-，即()4211212=+⋅--y y x x y y ，所以k y y k 2,42100-==⋅-.又300+=kx y ,所以k k x 320+-=,因为M ()00,y x 在抛物线x y 42=的内部，所以0204x y <，即()⎪⎭⎫⎝⎛+-<-k k k 32422，解得01<<-k .解法4 设B 、C 是抛物线x y 42=上关于直线3+=kx y 对称的两点， M 是BC 中点.设M()00,y x ，B()y x ,，C()y y x x --002,2,则xy 42=①，()()x x y y -=-020242②.①-②，得0220200=-+-x y y y x ③.因为点M ()00,x y 在直线3+=kx y 上，003y kx ∴=+④.④代入③得直线BC的方程为()()023320200=-+++-x kx y kx x ，故直线BC 的方向向量为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32,000kx x x ，同理得直线3+=kx y 的方向向量()00,kx x v =.因为直线BC 与直线3+=kx y 垂直，所以0=⋅，即()0,32,00000=⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛+kx x kx x x ，化简得 ()03320020=+++kx k kx x ，得0320=++k kx 或020=x （舍去）.显然0≠k ，解得k kx y kk x 23,32000-=+=+-=.因为M ()00,y x 在抛物线x y 42=的内部，所以0204x y <，即()⎪⎭⎫⎝⎛+-<-k k k 32422，3223(1)(3)0,0,k k k k k k k +++-+<<又032>+-k k ，所以01<<-k .评析定（动）圆锥曲线上存在关于动（定）直线对称的两点，求直线（圆锥曲线）方程中参数的取值范围.这是解析几何中一类常见的问题.解决这类问题的关键是构造含参数的不等式，通过解不等式求出参数的范围.解法1运用二次方程根的判别式，解法2运用均值不等式，解法3、4运用抛物线弦的中点在抛物线内部，分别成功地构造了关于k 的不等式，这其中，韦达定理、曲线与方程的关系、两垂直直线的方向向量的数量积为零等为构造关于k 的不等式起了积极作用.练习若抛物线12-=ax y 上总存在关于直线0=+y x 对称的两个点，则实数a 的取值范围是（）A 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞,41B 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞,43C 、⎪⎭⎫ ⎝⎛41,0D 、⎪⎭⎫⎝⎛-43,41 答案：B题38 抛物线x y 42=的一条弦的倾斜角是α,弦长是α2csc 4,那么这种弦都经过一定点,该定点是．（第十三届高二培训题第73题）解法1 设弦过点)0,(a M ，则弦所在的直线是)(a x k y -=，αtan =k ，︒≠90α，代入抛物线方程，消去x 得)4(2a y k y -=，即042=--ak y y k ． (弦长)2=)cot 1(2α+()222416161cot 16tan a a k αα⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦()22csc 16cot 16a αα=+ =α4csc 16，即2216cot 1616csc a αα+=21616cot α=+，由此得1=a ．当︒=90α时，弦所在直线方程为)0(>=a a x ，弦长为4．由⎩⎨⎧==x y ax 42，得⎩⎨⎧==a y a x 2或⎩⎨⎧-==ay ax 2．又由弦长44=a ，得1=a ．综上，这些弦都经过点（1，0）．解法2 由题意，对任意α都得同一结论，故运用特殊化思想解．令2πα=，则弦长为42csc42=π，此时弦所在直线方程为)0(>=a a x ，代入x y 42=，得a y 42=，a y 2±=．由题设，44=a ，即1=a ．所以2πα=时，弦所在直线方程为1=x ．再令4πα=，则弦长为84csc42=π，设此时弦所在直线方程为1-=-x b y ，得b y x -+=1，代入x y 42=并整理，得04442=-+-b y y ，弦长⋅+=11212214)(y y y y -+8)44(4162=--⋅=b ，解得0=b ，所以4πα=时，弦所在直线方程为1-=x y ．解⎩⎨⎧-==11x y x ，得定点为（1，0）．评析题目本身反映了对于一条确定的抛物线，若α确定，则以α为其倾斜角的弦的长也确定，α变化，则以α为其倾斜角的弦的长也变化．但不论α怎样变化，这样的弦都过一个定点，这反映了客观世界运动变化中的相对不变因素的存在．由题设可知0≠α，故解法1设弦过点)0,(a ，并分直线的斜率存在与不存在两类情形，根据弦长是α2csc 4，直接求出1=a ．从而说明不论α为何值，弦总过定点（1，0）．这是合情合理的常规思维．然而，根据题意，这些弦过定点肯定是正确的，这就意味着满足题设的任意两弦的交点就是所求定点．这就具备了运用特殊化思想解题的前提．解法2分别令2πα=与4πα=，得到两个相应的弦所在直线的方程，解其联立方程组得其交点为(1,0)，即为所求．这种解法的逻辑依据是“若对一般正确，则对一般中的特殊也正确．”至于解法2中为什么令2πα=与4πα=，而不令713πα=与325πα=，主要是为了计算的方便，这也是用此法解题时应当十分注意的．应当指出，凡解某种一般情形下某确定结论是什么的问题都可用这种方法解．拓展原题中弦长α2csc 4中的4恰好为抛物线方程中的p 2，而答案中的定点(1,0)又恰好为抛物线x y 42=的焦点．这是偶然的巧合，还是普遍规律呢？经研究，这并非巧合，而是一个定理.定理若抛物线)0(22>=p px y 的弦PQ 的倾斜角为θ，则θ2c s c 2p PQ =的充分必要条件是PQ 经过抛物线的焦点)0,2(pF ．证明先证必要性:由已知，可设PQ 的方程为)90,tan ()(︒≠=-=θθk a x k y ，代入px y 22=，得-22x k)(2222=++a k x p a k ①．由已知及弦长公式得[]21221224)()1(x x x x k PQ -+⋅+=②．将①的两根之和与积代入②，得()2242241c s c 2k p p a p k kθ+=+，从而得2442csc tan sec p θθθ=（222tan p ap θ+），解得2p a =，即知PQ 过焦点(,0)2p F ．容易验证当90θ︒=时，结论也成立．再证充分性：由已知可设PQ 的方程为()(tan ,90)2py k x k θθ︒=-=≠，代入2y =2px ，得 22244(2)k x p k x -+22k p +0=③，将③的两根之和与积代入②得22csc PQ p θ=．容易验证当90θ︒=时，结论也成立．应用该定理，可解决下面的问题：1．斜率为1的直线经过抛物线24y x =的焦点，与抛物线相交于A 、B 两点，求线段AB 的长．2．PQ 是经过抛物线24(0)y ax a =>焦点F 的弦，若PQ b =，试求△POQ 的面积（O 是坐标原点）．（91年全国高中联赛题）3．PQ 是经过抛物线24y x =焦点F 的弦，O 是抛物线的顶点，若△POQ 的面积为4，求PQ 的倾斜角α．（98年上海高考题）答案：1. 82. 3.30︒或150︒题39 长为)1(<l l 的线段AB 的两端在抛物线2x y =上滑动，则线段AB 的中点M 到x 轴的最短距离等于 .（第13届高二第二试第20题）解设AB 的中点为M （y x ,），点A 的坐标为（βα++y x ,），由对称性知B 的坐标为(),x y αβ--，于是有以下关系成立：22222()()()2y x y x l βαβααβ⎧+=+⎪⎪-=-⎨⎪⎪+=⎩ ①+②，得22α+=x y ④，-②，得x αβ2= ⑤.将④、⑤代入③，得4)41)((222l x x y =+-，即2222221[(14)1]4(14)4(14)l l y x x x x =+=++-++，因为2(0,0),a u x a x x =+>>当x a =时, u 有最小值,当x a >时, u 是单调增加的.又214(1),x l l y +><关于2x 是单调增加的,所以,当0x =时, y 取得最小值24l .评析点M 到x 轴的最短距离显然就是点M 的纵坐标的最小值.巧妙利用对称性，设出点M 、A 、B 的坐标后，利用曲线与方程的关系及平几知识，可以得到三个关系式，这又有何用处呢？我们要求的是y 的最小值，现在却出现了四个变量βα、、、y x ，能否消去βα、从而得到)(x f y =，再求其最小值呢？果然，可以消去βα、，得到①, ②, ③.222)41(4x x l y ++= ⑥（这里用到了“设而不求”及函数的思想方法）.若变形为2422164164xx x l y +++=，再令2x u =，得到 22416416l u u y u++=⇒+)0(04)164(1622≥=-+-+u y l u y u ⑦，则可由方程⑦有非负实数解求出y 的最小值，但方程⑦有非负实数解的充要条件很复杂.能否用别的什么方法呢？考虑到⑥式中的0412>+x ，故将⑥式变形为]1)41(41[41222-+++=x xl y ⑧，由于2241x l +与241x +的积是定值，故当2241xl +=241x +，即214x l +=时,有y 最小值..然而，因为1<l ，所以l x >+241，即214x +取不到l ，故由函数⑧为2x 的单调增函数，可知当时，0=x 42minl y =. 注：形如)0()(2>+=a xa x x f 的函数，若0,x >则当x a =时, ()f x 取得最小值2a ；若(0)x ab b ≥+>,则()f x 单调递增, min ()()f x f a b =+；若0(0)x a b b a <≤-<<,则()f x单调递减，)()(min b a f x f -=.(请读者自己证明该结论)拓展将此题推广，可得定理1 长为l 的线段AB 的两端在抛物线)0(22>=p py x 上滑动，线段AB 的中点M 到x 轴的距离为d ，则（1）当;8202minpl d p l =≤<时，（2） pl d p l d p l 8,222max min=-=>时，当. 证明由题意，直线AB 的斜率k 存在.设),,(),2,(),2,(00222211y x M px x B p x x A 则22121222ABx x p pk x x -=- 0122x x x p p +==，所以直线AB 的方程为)(000x x p x y y -=-，由20002()x pyx y y x x p ⎧=⎪⎨-=-⎪⎩，消去y ，得22x -2000220x x x py +-=，因为点M 在抛物线的内部，即202x y p>，所以200420py x ∆=->（），又212012002,22x x x x x x py +==-，所以12|l x x =-=.于是,2)(82020220p x x p pl y d ++==对x 求导数，得2'2220001(1)()2282x pl d p x x x p -=-++2202220[1]4()x p l p p x =-+ 22002220[2()]4()x p x pl p p x =+++])(2[202pl x p -+. （1）若02l p <≤（抛物线的通径长），令0'0x d =，得00x =，易知00x =，是d的唯一极小值点，所以当 00x =（即AB y ⊥轴）时，2min8l d p=；（2）若2l p >，令0'0x d =，得00x =或0x =，易知当00x =时，2ma x 8l d p=；当0x =2min p l d -=. 令定理中的21p =，由定理的结论（1）可知本赛题的答案为24l .此定理尽管也可以用均值不等式加以证明，但配凑的技巧性很强.这里，运用高中数学的新增内容导数进行证明，显得较为简洁.用导数研究函数的最值问题，顺理成章，不必考虑特殊技巧，易被大家接受，应当加以重视并大力提倡.此定理还可进一步拓广到椭圆、双曲线的情形，便得如下：定理2 已知A 、B 两点在椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上滑动，|AB| =l ，线段AB 的中点M 到y 轴的距离为d ，则（1）22max 22)2(22b a l a a d a l a b --=≤≤时，当；（2）当bl b a d a b l 24222max 2-=<时，. 定理3 已知A 、B 两点同在双曲线)0,(12222>=-b a by a x 的右（或左）分支上滑动，|AB| =l ，线段AB 的中点M 到y 轴的距离为d ，则（1）22min 22)2(2b a l a a d a b l ++=≥时，当；（2）当bl b a d a b l 24222min 2+=<时， . 为证定理2、3，可以先证引理在圆锥曲线过焦点的弦中，垂直于对称轴的弦最短. 证明设圆锥曲线的极坐标方程为θρcos 1e ep-=，其中e 表示圆锥曲线的离心率，p 表示焦点F 到对应准线l 的距离，设AB 是圆锥曲线过焦点F 的弦，且A ),(),,(21θπρθρ+B ，因为12,1cos 1cos()1cos ep ep epe e e ρρθπθθ===--++，所以12||AB ρρ=+1cos ep e θ=-+θcos 1e ep +=θ22cos 12e ep-.当2πθ=，即当AB 与对称轴x 轴垂直时，ep AB 2||min =，故在圆锥曲线过焦点的弦中，垂直于对称轴的弦最短.下面运用引理证明定理2 .证明（1）不妨设椭圆的右焦点为F （0,c ），A 、M 、B 三点到右准线ca x 2=的距离分别是,22121t t t t t t +=，则、、由椭圆的第二定义知：|AF|=1et ，|BF|=)(2a ce et =，|AF|+|BF|≥|AB|=l ，所以e l t 2≥.又过焦点的弦最小值为时，当ab l a b 222,2≥线段AB 可以过焦点F ，当AB 过焦点F 时，t 有最小值2l e ，因此222max 2)2(2)2(2ba l a a c l a a e l c a d --=-=-=. （2）时，当ab l 22<线段AB 不可能过焦点F ，但点M 总可以在过F 垂直于x 轴的椭圆的弦的右侧，如右图，在△AFM 中，设∠AMF=α，由余弦定理知222||||||2||||cos AF FM AM FM AM α=+-22211||cos 42FM l l α=+-，在△BFM 中，222211||||cos 42BF FM l l α=++，所以22221||||2||2AF BF FM l +=+，所以||FM =22||a b FM t c c c+≥-=，所以cb l BF AF t 2222||||221≥-++）（ ①，无论线段AB 在什么位置，不等式①都成立.又222||||2l BF AF -+）（2221222)(||||l t t e l BF AF -+=-+≥）（,4222l t e -=故c b l t e t 222241≥-+ ②.解此不等式，得bl b a c a t 24222--≥③，当线段AB 垂直于x 轴且在焦点F 的右侧时，不等式①、②、③都取等号，此时b l b a c a t 24222mi n --=，bl b a b l b a c a c a d 24)24(222222max-=---=. 仿此亦可证明定理1、3，不再赘述.题40 动圆M 过定点A 且与定圆O 相切，那么动圆M 的中心的轨迹是（）A 、圆B 、圆，或椭圆C 、圆，或椭圆，或双曲线D 、圆，或椭圆，或双曲线，或直线（第三届高二第二试第10题）解动圆M 、定点A 、定圆O ,这三者的位置关系有5种可能，如图⑴～⑸：在情形⑴：A 在圆O 上，这时动圆M 与定圆O 相切于A ，所以M 点的轨迹是过A O ,的一条直线. 在情形⑵：A 与O 重合，这时动圆M 在定圆O 的内部，与它内切，所以M 点的轨迹是以O 为圆心，以定圆O 的半径的一半为半径的圆.在情形⑶：A 在定圆O 的内部但不重合于O 点，动圆M 过A 且与定圆O 内切，这时动点M 与定点O 、A 的距离的和是R x x R MA MO =+-=+)(（定值），其中的R 、x 分别表示定圆O 、动圆M 的半径.可知点M 的轨迹是以O 、A 为焦点，R 为长轴长的椭圆. 在情形⑷：A 在定圆O 的外部，动圆M 过A 且与定圆O 外切，这时R x x R MA MO =-+=-)(（定值）.可知M 的轨迹是以O 、A 为焦点，R 为实轴长的双曲线的一支.在情形⑸：A 在定圆O 的外部，动圆M 与定圆O 内切，这时R R x x MO MA =--=-)(（定值）.可知M 点的轨迹也是以A O ,为焦点.R 为实轴长的双曲线的一支（和情形4对应的另一支）.综上，可知选D.评析分类讨论是参加高考与竞赛必须掌握的数学思想.分类要注意标准的统一，不可重复，也不能遗漏.此题的关键是要搞清全部情形有5种，然后再分别求动圆中心的轨迹.运用二次曲线的定义大大简化了解题过程.应当指出，当点A 在圆O 上时，动圆M 的中心的轨迹是直线OA ，但应除去点O 、A . 另外，讨论完第一种情形后就可排除,,,C B A 而选D ，这样就更快捷了.O。

第二十四届“希望杯”全国数学邀请赛高二第2试试题

第二十四届希望杯全国数学邀请赛高二㊀第2试试题一㊁选择题(每小题4分,共40分.)1.已知函数y =f (x )是偶函数,且f (4+x )=f (4-x ),则函数f (x )()(A )是周期为2的函数.(B )是周期为4的函数.(C )是周期为8的函数.(D )不是周期函数.2.两个非零向量a 和b 满足|a |=|b |=|a +b |,则向量a 和b 的夹角等于()(A )60ʎ.(B )90ʎ.(C )120ʎ.(D )150ʎ.3.若函数y =x 2+a x +a 2+52a -2有4个单调区间,则实数a 的取值范围是()(A )(-ɕ,-4).(B )(-4,23).(C )(23,+ɕ).(D )[-4,23].4.当0<x <π2时,下列命题中正确的是()(A )s i n (c o s x )>c o s (s i n x ).(B )s i n (c o s x )<c o s (s i n x ).(C )s i n (c o s x )=co s (s i n x ).(D )s i n (c o s x ),c o s (s i n x )的大小不确定.5.直线3a x -2b y -3=0(a >0,b >0)与曲线x 2+y 2-2x +6y +1=0相交于A ㊁B 两点,若A B =6,则1a +1b的最小值是()(A )22.(B )3.(C )32.(D )3+22.6.若关于x 的不等式1<2c o s x -3a2a -c o s x<2有解,则参数a 的取值范围是()(A )(-47,0)ɣ(0,47).(B )(-47,0)ɣ(0,35).(C )(-35,0)ɣ(0,35).(D )(-35,0)ɣ(0,47).7.已知集合A ={(x ,y )|y =-x 2},B ={(x ,y )|(x -5)2+(y -1)2=4},M ɪA ,N ɪB ,则|MN |m i n =()(A )25-2.(B )2.(C )23-2.(D )23+1.8.已知椭圆C 的两个焦点分别是F 1(-1,0)和F 2(1,0),且C 与直线x +y -3=0有公共点,则C 的离心率的最大值是()(A )612.(B )55.(C )66.(D )510.9.L e t A B C D b ea t e t r a h e d r o n w i t he d g e l e n gt h7,13,18,27,36,a n d 41.I f A B =41,t h e n C D =()(A )7.(B )13.(C )18.(D )27.10.在平面直角坐标系中,过点A (2,3)且与单位圆O 相切的圆的圆心轨迹是()(A )圆.(B )椭圆.(C )双曲线.(D )抛物线.二㊁填空题(每小题4分,共40分.)11.已知关于x 的函数y =l g[x 2+2(a +1)x +1]的定义域是R ,则a 的取值范围是.12.已知f (x )=x +2x,则函数y =f (f (x ))的单调递增区间是.13.若关于θ的不等式c o s 22θ-2c o s 2θ+4-m 2<0的解集为{θθʂk π+π2,k ɪZ },则实数m 的值是.14.S u p p o s e f (x )=12x +5+l g 1-x 1+x ,t h e n t h e s o l u t i o n s e t f o r t h e i n e q u a l i t y f [x (x -12)]<15w i l lb e .15.已知直线l :y =k x -1与圆C :x 2+y 2-8x -6y +21=0交于A ㊁B 两点(C 为圆心),若C A ң㊃C B ң=0,则k =.16.已知三棱锥A B C D 的侧棱长都是6,且A B ʅA C ,A B ʅA D ,øC A D =60ʎ,点E ㊁F 分别在A C ㊁A D 上,C E E A =A FF D=2,则V F B D E =.17.若关于x 的方程3c o s 2x -2kc o s x=25有解,则参数k 的取值范围是.18.已知抛物线C :x 2=4y 的焦点是F ,直线l 与C 交于A ㊁B 两点,若A F =2,B F =5,则满足条件的直线l 的条数是.19.有一个正四棱锥V A B C D ,侧面都是边长为1的正三角形,设点P 在侧面V A B 的边A B 的高线上,且点P 到点V 与到边A B 的距离比为1ʒ3,M 是边B C 的中点,则在棱锥表面上从点P 到点M 的最短距离是.20.以棱长为1的正方体的一个顶点,以及与它不共面的三个面的中心组成一个三棱锥,则这个三棱锥的体积是.三㊁解答题每题都要写出推算过程.21.(本题满分10分)已知函数y =f (x )=2-1x,数列{a n }满足:a 1=2,a n +1=f (a n ).(1)证明:存在一个等差数列{b n },使得当n >1时,a n =b nb n -1成立;(2)求{a n }的通项公式.22.(本题满分15分)已知四棱锥P A B C D 的底面是正方形,P D =A D =4,P D 与底面成60ʎ角,点H 在A D 上,且PH ʅ底面A B C D ,点M 是P C 的中点.求:(1)DM 与B C 所成角的余弦值;(2)直线P C 与H B 间的距离.23.(本题满分15分)在平面直角坐标系x O y 中,曲线C 的方程是x 29+(|y |-1)24=1,内接于曲线C 的矩形D 的边都平行于坐标轴.(注:矩形D 的顶点在曲线C 上,且矩形D 的边上的任意一点(x 0,y 0)在曲线C 内,即x 209+(|y 0|-1)24ɤ1.)(1)求矩形D 的周长L 和面积S 关于x 的函数表达式;(2)求周长L 的最大值.高二第2试答案21.（1）略.（2）数列{a n}的通项公式是1 nnan+=.22.（1）4.（2）31.23.（1）.。

“希望杯”全国数学邀请赛简介

“希望杯”全国数学邀请赛简介这⼀邀请赛⾃1990年以来，已经连续举⾏了⼆⼗⼆届。

22年来，主办单位始终坚持⽐赛⾯向多数学校、多数学⽣，从命题、评奖到组织⼯作的每个环节，都围绕着⼀个宗旨：激发⼴⼤中学⽣学习的兴趣，培养他们的⾃信，不断提⾼他们的能⼒和素质。

这⼀活动只涉及初⼀、初⼆、⾼⼀、⾼⼆四个年级，不涉及初三、⾼三，不与奥赛重复，不与中考、⾼考挂钩，不增加师⽣负担，因此受到⼴⼤师⽣的欢迎。

该竞赛⼀直受到原国家教委的肯定，并被列⼊原国家教委批准的全国性竞赛活动的名单中，同时愈来愈多的数学家、数学教育家对邀请赛给予热情的关⼼和⽀持。

到第⼗届为⽌，参赛城市已超过500个，参赛学⽣累计598万。

“希望杯”全国数学邀请赛已经成为中学⽣中规模、影响最⼴的学科课外活动之⼀。

据介绍，该竞赛活动分两试进⾏。

第⼀试（每年三⽉进⾏）以各地（省、市、县、〔区〕、学校）为单位组织参赛学⽣，在全国各参赛学校同时进⾏，各测试点按命题委员会下发的评分标准进⾏阅卷、评分，从中按七分之⼀的⽐例按成绩择优选拔参加第⼆试的选⼿。

第⼆试（每年四⽉进⾏）由当地《数理天地》编委分会或地、市级教研室或教育学院、教科所、教师进修学校统⼀组织，测试结束后，各测试点将试卷密封，向组委会挂号寄出，由命题委员会阅卷，从中按⼋分之⼀的⽐例按成绩评定⼀、⼆、三等奖，分别授予⾦、银、铜奖牌及获奖证书。

对组织⼯作做得出⾊的地区或学校，组委会颁发“希望杯”数学邀请赛组织奖。

⽇本国算数奥林匹克委员会对此项赛事⾮常关注，该委员会事务局局长若杉荣⼆先⽣专程来华同邀请赛组委会洽谈参赛事宜，并从1996年开始，已连续三年组织⽇本部分中学⽣参加了竞赛活动，由此开创了我国社会团体举办同类竞赛⾛出国门的先例。

近年来，美国、德国的有关组织也与组委会联系合作事宜。

希望杯杯徽 ★圆形，表⽰⼴阔的天空。

★英⽂hope（希望）形如⼀只展翅飞翔的鸟。

喻义：“希望杯”全国数学邀请赛为⼴⼤的青少年在科学思维能⼒上的健康发展开辟了⼀个⼴阔的空间，任他们⾃由翱翔。

历届希望杯数学邀请赛高二试题(含答案) 全国通用

第十一届“希望杯”全国数学邀请赛(高二)第二试2000年4月23日上午8：30—10：30一、选择题（每小题6分，共60分）1、函数f ( x ) = log 13( 2 x 2 + 2 + 1 ) x 是（）（A ）偶函数（B ）奇函数（C ）奇且偶函数（D ）非奇非偶函数 2、△ABC 中，BC = 6，BC 上的高为4，则AB ∙ AC 的最小值是（）（A ）24 （B ）25 （C ）（D ）263、If l 1 : x + 3 y – 7 = 0 , l 1 : k x – y – 2 = 0 and positive x – axis and positive y – axis make a quadrilateral , which has a circumcircle , then k =（）（A ）– 6 （B ）– 3 （C ）3 （D ）6 （英汉小字典：positive 正的；quadrilateral 四边形；circumcircle 外接圆）4、直线y = x + 3和曲线 –||4x x +29y= 1的交点的个数是（）（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3 5、若f ( x + y ) = f ( x ) ∙ f ( y )，且f ( 1 ) = 2，则(2)(1)f f +(4)(3)f f +(6)(5)f f + … +(2000)(1999)f f =（）（A ）1999 （B ）2000 （C ）2001 （D ）20026、定义在R 上的偶函数f ( x )在[ 0，+ ∞ )上是增函数，且f (13) = 0，则不等式f ( log 18x ) > 0的解是（）（A ）(12，1 ) （B ）( 2，+ ∞ ) （C ）( 0，12)∪( 2，+ ∞ ) （D ）(12，1 )∪( 2，+ ∞ )7、将圆x 2 + ( y – 1 ) 2 = 1的中心到直线y = k x 的距离记为d = f ( k )，给出以下三个判断：⑴数列{ n f ( n ) }是递增数列；⑵数列{21()f n }的前n 项和是2(237)6n n n ++；⑶ lim n →+∞(1(1)f n +–1()f n ) – 1 = 1其中，正确的个数是（）（A ）3 （B ）2 （C ）1 （D ）08、设计一条隧道，要使高3.5米，宽3米的巨型载重车辆能通过，隧道口的纵断面是抛物线状的拱，拱宽是拱高的4倍，那么拱宽的最小整数值是（）（A ）14 （B ）15 （C ）16 （D ）17 9、已知x 、y 、z ∈R +，且1x +2y +3z = 1，则x +2y +3z 的最小值是（）。

数学希望杯邀请赛题型

数学希望杯邀请赛题型
数学希望杯邀请赛是一项面向青少年的数学竞赛，旨在激发学生对数学的兴趣和热爱，提高他们的数学素养和解题能力。

以下是数学希望杯邀请赛的题型概览：
1. 选择题：这类题目要求学生在四个选项中选择一个正确答案。

选择题通常覆盖基础的数学概念和计算。

2. 填空题：填空题要求学生在题目中的空白处填入正确的数值或表达式。

这类题目考察学生的计算能力和对数学公式的运用。

3. 简答题：简答题要求学生给出简短而准确的答案，通常不要求详细的解题过程。

这类题目测试学生对数学概念的理解和应用。

4. 解答题：解答题需要学生提供详细的解题过程和最终答案。

这类题目考察学生的逻辑推理能力、数学思维和解题技巧。

5. 证明题：证明题要求学生使用数学原理和定理来证明给定的命题。

这类题目测试学生的数学证明能力和对数学理论的理解。

6. 应用题：应用题将数学知识应用于实际问题中，要求学生运用数学工具解决实际问题。

这类题目考察学生的应用能力和创新思维。

7. 探索题：探索题通常没有固定的答案，要求学生探索数学概念或问题的不同方面，鼓励创造性思维和独立思考。

8. 组合题：组合题可能包含上述多种题型的组合，要求学生综合运用不同的数学知识和技能来解决问题。

数学希望杯邀请赛的题型设计旨在全面考察学生的数学能力，包括基础知识掌握、逻辑思维、解题技巧和创新能力。

参赛学生需要具备扎实的数学基础，同时能够灵活运用数学知识解决各种问题。

历届“希望杯”全国数学邀请赛高二数学精选100题详析(三)

历届“希望杯”全国数学邀请赛高二数学精选100题详析（三）题21 若0,>y x ，且12=+y x ，则⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=y y x x u 411的最小值是 . （第一届高二第一试第20题）解法1 比较：当1,0,=+>b a b a 时，42511≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+b b a a ，当且仅当 21==b a 时取等号.可见，82542521212121411=⋅≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+y y x x y y x x ，当且仅当41,21==y x 时取等号.825min =∴u . 解法2 xyxy xy x y y x xy y y x x u 411414411++≥+++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=. 令12,=+=y x xy t 且xy y x y x 222,0,0≥+∴>>，即81≤xy ，即81≤t .可证函数()t t t f 411++=在⎥⎦⎤ ⎝⎛81,0上单调递减，81=∴t 时，()82581min =⎪⎭⎫ ⎝⎛=f t f .即当41,21==y x 时，min 258u =. 解法3 令⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∈==2,0,tan 2,tan πϕθϕθy x ，则tan tan 1,θϕ+= 21112sin 2sin 22.sin 2sin 222sin 2sin 22u x y x y θϕθϕθϕ⎛⎫+⎛⎫⎛⎫=++=≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭（当且仅当ϕθ=时取等号）.又222tan 2tan sin 2sin 21tan 1tan θϕθϕθϕ+=+++()22222221tan tan tan tan 1tan tan tan tan θϕϕθθϕθϕ++=+++()()22222tan tan tan tan 1tan tan 2tan tan tan tan θϕϕθθϕθϕθϕ++=++-+()2tan tan 11tan tan 22ϕθϕθ-++=.由1tan tan =+ϕθ，易得41tan tan ≤ϕθ（当且仅当ϕθ=时取等号）.于是()22191tan tan 1.416θϕ⎛⎫-≥-= ⎪⎝⎭ 12284sin 2sin 295116θϕ+⋅∴+≤=+（ϕθ=时取等号）.故∴=⎪⎭⎫⎝⎛≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥.82558822sin 2sin 222ϕθu 当21arctan ==ϕθ，即212==y x 时，825min =u . 评析解法1的依据就是课本上一道习题的结论.本赛题就是这道课本习题的变题.利用现成的一些重要结论可以简化解题过程，尤其是解选择题、填空题时更可直接利用.由于a 、+∈R b 时，2≥+baa b ，当且仅当b a =时取等号，所以解法2将u 展开成xy xy x y y x 414+++后，只能对x y y x +4使用上述公式（因为12=+y x ，所以必须使212==y x 时取等号）.若也对xy xy 41+使用上述公式就错了，因为由212==y x ，得41,21==y x ，此时xy xy xy ,241,81==与xy 41并不相等.这是同一式子中几处同时使用基本不等式时必须注意的，是一个常见的易错点.x 与()0,0>>x k xk不可能相等时，通常运用函数的单调性求x k x +的最小值（易证函数()0,0>>+=k x xkx y在上单调减，在)+∞上单调增）.解法3运用三角代换法，虽然较繁，但仍可起到开阔视野，活跃思维的作用. 拓展命题“若0,>b a 且1=+b a ，则42511≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+b b a a ”可作如下推广：推广1 若0,,>c b a 且1=++c b a 则271000111≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+c c b b a a . 证明 1111b c c a a b ca b a b c a b c a b c a b c a b c a b b c c a⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++=+++++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭13abc abc ≥++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=33131abc abc abc abc ，当且仅当31===c b a 时取等号.31,271313333≤∴=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤abc c b a abc .又()xx x f 1+=在⎥⎦⎤ ⎝⎛271,0及⎥⎦⎤ ⎝⎛31,0上都是减函数，,2710003113132712713133=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+∴abc abc abc abc 当且仅当271=abc 时取等号.271000111≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∴c c b b a a （当且仅当31===c b a 时取等号）.推广2 若0(1,2,,)i a i n >=，11=∑=ni i a ，则2111nn i i i n a a n =⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∏.推广3 若0(1,2,,)i a i n >=，k a ni i =∑=1，则2211nni i i n k a a nk =⎛⎫⎛⎫++≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∏. 推广2、3的证明，叙述较繁，此处从略. 题22 已知+∈R b a ,，且1=+b a ，则1111a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值是 . (第八届高二培训填空题第6题) 解法111,,1,,224a b a b R a b ab ++∈+=≤=∴≤且. 111111*********a b a b a b ab ab ab ab +⎛⎫⎛⎫∴++=+++=++=+≥+= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.当且仅当21==b a 时取等号.min11119a b ⎡⎤⎛⎫⎛⎫∴++= ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦. 解法21111111111a b a b b a a b a b a b ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=++=++++≥ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ =9，当且仅当1==b a a b ，即21==b a 时取等号. min11119a b ⎡⎤⎛⎫⎛⎫∴++= ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦. 解法31111112252a b a b b a b a a b a b a b a b ++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=++=++=++≥ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭9225=⨯+，当且仅当1==b a a b ，即21==b a 时取等号. min11119a b ⎡⎤⎛⎫⎛⎫∴++= ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦.评析求条件最值离不开利用条件.如何利用条件1=+b a ？解法1把1111a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭展开后将b a +用1代，解法2与3将a 1与b1中的1用b a +代，其目的都是为了能利用均值不等式或基本不等式求最值.拓展此题可作如下推广：推广1 若+∈R n b a ,,，且n b a =+，则1111a b ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值是22n n +⎛⎫ ⎪⎝⎭.证明ab b a n R n b a 2,,,≥+=∴∈+，于是241nab ≥， 2211114(1)211111a b n n n a b ab ab n n +++++⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=+=+≥+= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，当且仅当2n b a ==时取等号，1111a b ⎛⎫⎛⎫∴++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值是22n n +⎛⎫⎪⎝⎭.推广2 若+∈R a a a n ,,,21 ，且121=+++n a a a ，则12111111n a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的最小值是nn )1(+. 证明 +∈R a a a n ,,,21 ，121=+++n a a a ，1121112111)1(11a a a a a n a a a a a a n nn ++≥++++=+∴ . 同理121222(1)111,,1n nn nn na n a a a a a a +++≥+≥.故1212111111(1)n n n n a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++≥=+ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，当且仅当121n a a a n ====时取等号. 12111111n a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴+++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的最小值是nn )1(+. 推广3 若),,2,1(,,n i R a m k i =∈+，且∑==n i i m a 1，则111nk i i a =⎛⎫+ ⎪⎝⎭∏的最小值是 1nk k n m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭.证明由均值不等式得111nnnni ii i nn a m a ==⎛⎫⎪⎛⎫ ⎪≥= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭∏∑，121211(1,2,,)p p pk p p n n n k k kk i i i ni i i n C C C p n a aa m ≤<<<≤⎛⎫≥=≥= ⎪⎝⎭∑,从而1212112121111111111111n n nnnkk k kk k k k i i i i n i i i ni i i i i i i i ia a a a a a a a --==≤<≤≤<<<≤=⎛⎫+=+++++≥ ⎪⎝⎭∏∑∑∑∏2112111n nnkkkkk n n n n n n k k k k k n n n n n C C C C mm m m m --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭，当且仅当),,2,1(n i n ma i ==时取等号.故111n ki i a =⎛⎫+ ⎪⎝⎭∏的最小值是1nk k n m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭.推广4 若),,2,1(,,n i R a m k i =∈+，且)0(1n m m a ni i ≤<=∑=，则11nk i k i i a a =⎛⎫+ ⎪⎝⎭∏的最小值为nk k k k m n nm ⎛⎫+ ⎪⎝⎭.推广4的证明与推广3类似，留给读者.运用这些推广，读者可做练习： 1、已知+∈R b a ,，且1=+b a ，求：（1）221111a b ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的最小值；（2）1111nna b ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的最小值；（3）221111a b ⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭的最小值. 2、已知+∈R c b a ,,，且1=++c b a ，求111111a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的最小值. 3、已知+∈R a a a n ,,,21 ，且121=+++n a a a ，求22212111111n a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的最小值. 4、求ββαα2222sin cos cos 1sin 1+的最小值.(提示：22222sin cos cos cos sin 1ααβαβ++=，原式22222111sin cos cos cos sin ααβαβ=++.)5、已知+∈R a a a a 4321,,,，且14321=+++a a a a ，求3214214314321111a a a a a a a a a a a a +++++++++++的最小值.答案：1、（1）18 （2）n 32⋅ （3）9 2、64 3、2)1(+n n 4、9 5、316题23 设R y x ∈,，且221x y +≤，则xy y x ++的最大值是，最小值是．（第六届高二培训解答题第2题、第八届高二第一试第23题）解法1 122≤+y x ，1,1≤≤-∴y x ，10,10x y ∴+≥+≥．由2)(2)(222≤+≤+y x y x ，有22≤+≤-y x ，22322212)(2)1()1()1)(1(22222+=++≤++++=+++≤++∴y x y x y x y x ．记1)1)(1(-++=++=y x xy y x u ，立得1-≥u 和221+≤u ．故当1-=x 或1-=y 时，1min -=u ，当22==y x 时，221max +=u ．解法2 由题意，设)2,0[,10,sin ,cos πθθθ∈≤≤==r r y r x ．则2211cos sin cos sin sin sin 2422x y xy r r r r πθθθθθθ⎛⎫++=++=++≤⎪⎝⎭，当且仅当1=r 且4πθ=，即22==y x 时取等号．max 1()2x y xy ∴++=．又 ]1)cos [(sin 2)cos (sin cos sin )cos (sin 222-+++=++=++θθθθθθθθr r r r xy y x．令]2,2[,c o ss i n -∈=+t t θθ，则]1)1[(21)1(22222r rt t r rt xy y x --+=-+=++．易知当01=+rt 时，1)(,0])1[(min 2min 2-=-=+r rt ．此时，1,1-==t r ，即1x =-或1-=y 时，1)(m i n -=++xy y x ．关于xy y x ++的最大值，还有下列解法．解法322222222212,1,()2()2,22x y xy x y x y x y x y xy +≤++≤∴+≤+≤≤≤，2122)(22222+≤+++≤++∴y x y x xy y x ，当且仅当22==y x 时取等号．212)(max +=++∴xy y x ．解法4222211111122()112222222x y x y x y ++⋅≤+=++≤+⨯=，2≤+∴y x ．又212,21222+≤++∴≤+≤xy y x y x xy ，当且仅当22==y x 时取等号．故212)(max +=++xy y x . 评析解法2由122≤+y x 考虑到三角换元，这是很自然的事．解法3运用基本不等式)(2)(222y x y x +≤+及222y x xy +≤，再由122≤+y x ，分别求出y x +与xy 的最大值（注意：必须是x 与y 取相同值时y x +与xy 同时取得最大值），从而得到xy y x ++的最大值．解法4与解法3路子不同，实质一样．但解法3、4都只能解决题中的最大值问题，如何求最小值是本题的难点．解法1中将xy y x ++变形为1)1)(1(-++y x ，并由已知得出01,01≥+≥+y x ，是突破这一难点的关键．第九届高二第一试第15题：“实数y x ,适合条件2122≤+≤y x ，则函数22232x xy y ++的值域是．”其形式与实质都与本题一样．以三角代换法求解最为简捷．（答案为]7,21[）拓展由题引伸，可以得到：定理1 设xy y x z y x λλ++=≤+≥,1,022，则（1）当22≥λ时，22212λλλ+≤≤--z ；（2）当02λ≤≤时，2222λλ+≤≤+-z ．证明设b a y b a x -=+=,，则2122≤+b a ．又设θθs i n ,c o s r b r a ==， 220≤≤r ，则2222222()2cos (cos sin )z x y xy a a b r r r λλθλθθ=++=+-=+- λλλθλ22221)21(cos 2r r r --+=．1cos 1,θ-≤≤∴1、当121≤λr ，即122r λ≥≥时，（1）)220(221212≤≤--≥--≥r r z λλλλ，当且仅当λλθ2121cos -=-=r 时取等号．（2）222211212222z r r r r r λλλλλλ⎛⎫≤+--=+≤ ⎪⎝⎭，当且仅当22,1cos ==r θ时取等号．2、当112r λ≥，即1022r λ≤≤≤时（1）当22,1cos ==r θ时，22max +=λz ．（2）当1c os -=θ时，λ22rr z +-≥．又函数22,y x x λλ⎡=-+∈⎢⎣⎦，当0,2x ⎡∈⎢⎣⎦时是减函数，故2222λλ+-≥+-r r ．综上所述，当22≥λ时，22212λλλ+≤≤--z ；当02λ≤≤时，2222λλ+≤≤+-z ．进一步引伸，可得定理2 0,≥n m ，若nxy y x m z y x ++=≤+)(,122，则（1）当22≥m n 时，22222nm z n m n +≤≤--；（2）当0n m ≤≤2222nm z n m +≤≤+-．简证 n z m xy x y m⎛⎫=++ ⎪⎝⎭．令n t x y xy m =++，再由定理1即可得证．再引伸，还可得到定理3 设12,,,n x x x R +∈，且12()m mmn x x x S m N ++++≤∈，则有11212m m n n x x x x x x nS -++++≤证明1212,,,,()m m m n n x x x R x x x S m N ++∈+++≤∈及平均值不等式1121212mm mmnnn x x x x x x x x x n n ⎛⎫++++++≥≥⎪⎝⎭111212,,n n mmm m m n n n S S S x x x n n S x x x n n n -⎛⎫⎛⎫∴+++≤⋅=≤= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11212m m n n x x x x x x nS -∴++++≤题24 若223x xy 3y 20-+=，则228x 23y +的最大值是．（第十三届高二培训题第68题）解法1 引入参数t,22222222y 1y t 1xy tx t x x y t 2t 22t⎛⎫=⋅≤+=+ ⎪⎝⎭，又22xy 3x 3y 20=+-，222222t 1x y 3x 3y 20,22t∴+≥+-2222t 13x 3y 2022t ⎛⎫⎛⎫∴-+-≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭．考虑到待求最值的二元式是228x 23y +，故令22t 38212332t-=-，解得2t 4=或22t 23=-（舍去），故只需令t 2=，即可得()22132x 3y 208⎛⎫-+-≤ ⎪⎝⎭．因此，228x 23y 160+≤，当且仅当y 2x 2=，即y 4x =时取等号.()22max8x 23y160∴+=．解法2 已知条件式即2213520x y y 6363⎛⎫-+=⎪⎝⎭.令1x y ,6,⎧-=α⎪⎪=α⎩即x ,y .⎧=α+α⎪⎪⎨⎪=α⎪⎩代入待求式,并化简, 得()22223211288x 23y sin 22121+=+α-ϕ223211281602121≤+=.故当且仅当y 4x =时，228x 23y +有最大值160．解法3 令2228x 23y t +=.从而有t cos ,t sin ,=α=α即x ,y .=α=α代入已知等式,得222223t 3t cos cos sin 20823α-αα+α=, ()222202036820368t 160.3139347cos 29347cos 2sin 823⨯⨯∴==≤=+α+ϕ-αα+α即228x 23y 160+≤．解法4()22116x y xy 4x y 48+=⋅≤,而22xy 3x 3y 20,=+-222216x y 3x 3y 20,8+∴+-≤即228x 23y 160+≤．解法5 设x m n,y m n,=+=-代入条件得225m 7n 20.+=令m 2cos ,n =α=α,则()()22228x 23y 8m n 23m n +=++- 2231m 30mn 31n =-+()22620162cos 2sin 744376cos 277=α-α+α=+α+ϕ⎡⎤⎣⎦()17443761607≤+=．解法6 设228x 23y s,+=则()()2222s 3x xy 3y 208x 23y ,-+=+即()()223s 160x sxy 3s 460y 0--+-=①.由题设x,y 不同时为0,故不妨设y 0≠,则将①式两边同除以2y ,得()()2x x 3s 160s 3s 4600.y y ⎛⎫⎛⎫--+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当3s 1600-≠时,由()()2s 43s 1603s 4600,∆---≥=解得368s 1607≤≤;当3s 1600-=时,x 45y 8=-．综上, 368s 1607≤≤.故()22max 8x 23y 160+=．解法7()()()22222228x 23y 83x x y3y 16x8xy y 8204x y 160+=-+--+=⋅--≤.故当4x y =时, ()22max8x 23y 160+=．评析破解此题的关键是消去条件式中的xy 项.命题组给出的解法1,通过引入参数t,将xy 变形为ytx t⋅,再运用基本不等式,从而得到2222t 13x 3y 2022t ⎛⎫⎛⎫-+-≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.而要求的是228x 23y +的最大值,故令22t 38212332t-=-,从而使问题获解,极其巧妙.此法还具有普遍性,是解决此类问题的通法．解法2将223x xy 3y 20-+=变为2213520x y y 6363⎛⎫-+=⎪⎝⎭，从而为三角代换创造了条件，进而运用三角函数的有界性求得最值.此法也具一般性,且对于求式中含xy 项时同样适用．解法5通过对称换元消去了已知式中的乘积项.当式中2x 项与2y 项系数相等时这也是一种通法．解法4的技巧性特强.要知道,若2219x y xy (3x y)36+=⋅≤,由22xy 3x 3y 20=+-,得22229x y 3x 3y 206++-≤,即229x 17y 120+≤,则仍然不能解决问题．解法6运用整体思想及方程思想,由二次方程有实根的条件使问题获解,这也是一种常用的方法．解法7巧用配方法,使得问题的解决极其简洁.可能有人要说这是不是碰巧了,换个题目此法就不灵了,其实不然,请看下面的问题:例1 若x,y 22R,2xy y 7∈+-=且x , 则22x y +的最小值是________．（第十届高二培训题第66题）解 2222227x 2x y y 2(xy (21)x y(21)y⎡⎤=+-=+--+⎣⎦22222y )1)x y )⎛⎫=+-≤+ ⎪⎝⎭，即22x y +≥x y=再看一例：例2 实数x,y 适合221x y 2≤+≤,则函数222x 3xy 2y ++的值域是．(第九届高二第一试第15题)解（1）()()2222221x y 22x 3xy 2y3x2xy y ≤+=++-++()()()2222222122x 3xy 2y 3x y 22x 3xy 2y .2x 3xy 2y .2=++-+≤++∴++≥（2）()()()()22222222273732x 3xy 2y x y x 2xy y x y x y 2222++=+--+=+--7207.2≤⨯-=故所求值域为1,72⎡⎤⎢⎥⎣⎦．到底如何配方，读者可从上面的例子中体会.配方法是高考明确要求学生掌握的一种数学方法,在解决一些竞赛问题时也有较广泛的应用.我们必须切实掌握好．请用配方法解决下列问题:1.实数x,y 满足22x 3xy y 2-+=,则22x y +的值域是．（答：4[,5+∞)）(第六届高二第二试第17题) 2.若x,y R ∈,且221x y 22≤+≤,则22x 2xy 4y -+的取值范围是．（答：1,34⎡⎤⎢⎥⎣⎦）3.已知x,y 满足22x xy y 1++=,求22x xy y -+的取值范围．（答：1,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦）4.已知22x xy 2y 1-+=,求表达式22x 2y +的最大值与最小值．（答：2）题25 函数xxx y sin 1cos sin ++=的最大值是＿＿＿＿．（第九届高二培训题第43题）解法1 由xxx y sin 1cos sin ++=，得y x x y =+-cos sin )1(，即⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+--=+-==+⋅+-1)1(1cos 1)1(1sin )sin(1)1(222y y y y x y ααα，1)1()sin(2+-=+∴y y x α.1)sin(≤+αx ，11)1(2≤+-∴y y ，解得1≤y .故1max =y .解法2 令2tan x t =，则22222221121121211t t t t t t y t t t t -++-++==++++，化为0)1()22()1(2=-+-++y t y t y ，R x ∈ ，0≥∆∴t ，即0)1(4)22(22≥---y y ，解得1≤y .故1max =y .解法3 由1cos ≤x ，得1sin cos sin +≤+x x x （1cos =x 时取等号），0sin 1≠+x ，0sin 1>+∴x ，1sin 1cos sin ≤++∴xxx ，故1max =y .解法4 xx x x x y sin 11cos 1sin 11cos sin 1+-+=+-++= .1cos 1≤≤-x ，1sin 1x -<≤，01cos 2≤-≤-∴x ，21sin 0≤+<x .∴当cos 1x =时，max 1y =.解法5 由xxx y sin 1cos sin ++=，得y x x y =+-cos sin )1(，[][])cos (sin 1)1(cos sin )1(222222x x y x x y y ++-≤+-=∴，2221)1(+-≤∴y y ，解得1≤y .1max =∴y .解法6 1sin 1cos 1sin 1cos sin +-+=++=x x x x x y .令1sin 1cos +-=x x u ，它表示动点)cos ,(sin x x 与定点)1,1(-的连线的斜率，即u 表示单位圆上的点与点)1,1(-的连线的斜率，由图易知0max =u ，1max =∴y .解法7 显然，1sin -≠x .由xxx y sin 1cos sin ++=得0cos sin )1(=-+-y x x y ①，又1cos sin 22=+x x ②.由①、②可知点)cos ,(sin x x 是uov 坐标系中的直线0)1(=-+-y v u y 与圆122=+v u 的公共点，圆心)0,0(到直线①的距离不大于圆的半径1，即1d =≤，解之得1≤y ，1max =∴y .评析类似本题分子、分母中含有x sin 、x cos 的一次式的函数的最值问题，总可以通过去分母、移项变为c x b x a =+cos sin 的形式，进而变为c x b a =++)sin(22ϕ（其中ab=ϕtan ）的形式，再由1)sin(≤+ϕx 求得最值，解法1正是这样做的，也是解决这类问题的通法.万能公式可将角x 的各种三角函数表示成2x的正切，这在实质上起到了消元的作用.故解法2令2tanxt =后，便将原函数转化成t 的二次分式函数，进而运用判别式法解决了问题. 解法3直接利用分子x x cos sin +不大于分母1sin +x ，从而分式之值不大于1，简捷之至.解法4则是将已知函数变为xx y sin 11cos 1+-+=后，分别求出分子、分母的范围，进而确定y 的范围.解法5将已知函数式变为y x x y =+-cos sin )1(，考虑到左边x x y cos 1sin )1(⋅+-的形式，联想到柯西不等式，巧妙地利用1cos sin 22=+x x 而建立了关于y 的不等式，进而求出最大值，可说是匠心独具.解法7将已知函数式变为0cos sin )1(=-+-y x x y 后，将)cos ,(sin x x 看作坐标系uov 中直线0)1(=-+-y v u y 上的点，而点)cos ,(sin x x 又在单位圆122=+v u 上，故直线与圆应有公共点，从而圆心到直线的距离不大于圆的半径，由此求出了y 的最大值.综合运用了方程思想，转化思想，数形结合思想，充分揭示了数学不同内容之间的内在联系.解法6则是把已知函数式变形为1sin 1cos 1+-+=x x y 后，将1sin 1cos +-x x 看作单位圆上的点)cos ,(sin x x 与定点)1,1(-的连线的斜率，故将求y 的最大值问题转化为求此斜率的最大值问题，本题中此斜率的最大值可由图象直观地得到，若不能直观地看出，则可设斜率为k ，写出过点)1,1(-且斜率为k 的直线方程.由圆心到直线的距离不大于圆的半径便可求出k 的最大值.解法6也是求函数)0(sin cos ≠++=ac d x c b x a y 或)0(cos sin ≠++=ac dx c b x a y 的最值的通法.例求函数9cos 34sin 2+--=x x y 的最值解 2s i n 42s i n 23c o s 93c o s 3x x y x x --==-⋅-+-.令3cos 2sin --=x x u ，则u 是单位圆122=+y x 上的点(cos ,sin )x x 与点)2,3(的连线的斜率.设此斜率为k ，则连线的方程为)3(2-=-x k y ，即032=-+-k y kx ①.由单位圆圆心)0,0(到直线①的距离应当不大于单位圆半径1，即11322≤+-k k ，解得433433+≤≤-k ，即k 的最小值与最大值分别为433-，433+，从而y 的最大值与最小值分别为43332-⋅-、43332+⋅-,即633-，633+-. 题26 函数1212y sin x cos x =+的值域是 .（第十一届高二培训题第46题）解法1 由均值定理，知()()332332334444111111sin 3sin ,cos 3cos .444444x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++≥⋅++≥⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭两式相加，得()()121244223131sin cos sin cos 12sin cos 16161616x x x x x x +≥+-=--= 2311sin 232832x -+≥.当4x π=时以上不等式同时取等号.故min 132y =. 又[]121222max sin ,cos 1,1,sin cos sin cos 1.1x x y x x x x y ∈-∴=+≤+=∴=.故所求值域为1,132⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 解法2 由柯西不等式，知()()()2121212126644111sin cos 11sin cos sin cos (sin cos 222x x x x x x x x +=++≥+=+-22222131sin cos )1sin 22432x x x ⎛⎫-=-≥ ⎪⎝⎭.又由[]sin ,cos 1,1x x ∈-，知121222sin cos sin cos 1x x x x +≤+=.故所求值域为1,132⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 解法3121212*********sin x cos x sin x cos x 64646464646464⎛⎫⎛+=+++++++++ ⎪ ⎝⎭⎝()225111105156sin cos 6464646432232x x ⎫++-≥=⋅+-⎪⎭651323232=-=，又()61212221sin cos sin cos 1,,1.32x x x x y ⎡⎤+≤+=∴∈⎢⎥⎣⎦解法422sin x cos x 1+=，且22sin 0,cos 0,x x ≥≥∴可设21sin 2x t =+， 663322211111111cos ,,222222444x t t y t t t t t t ⎡⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛=--≤≤∴=++-=++++-=+⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎢⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎣)3222134tt t ⎛⎫⎤++ ⎪⎦⎝⎭，由所设2104t ≤≤，故当20t =时，3min 112432y ⎛⎫== ⎪⎝⎭；当214t =时， max 1.y =∴所求值域为1,132⎡⎤⎢⎥⎣⎦.评析因为[]sin ,cos 1,1x x ∈-，所以[]22sin ,cos 0,1x x ∈ ，由指数函数单调性，易知121222sin cos sin cos 1x x x x +≤+=，故求得了y 的最大值1.如何求y 的最小值是本题的难点，破解的关键在于如何将1212sin cos x x +降次，最好直接与22sin cos x x +建立联系.解法1运用均值定理，解法2运用柯西不等式，都达到了目的，解法3与解法1为同一解法，但显得格外简捷，运用均值定理一步到位地解决了问题.解法4通过对称换元将三角函数的值域问题转化为整式函数的值域问题加以解决，起到了化难为易的作用.解法3显得特别优美，但运用均值定理，必须注意配凑技巧的运用.为什么将12sin x +12cos x配凑成1212111111111110sin cos 6464646464646464646464x x ⎛⎫⎛⎫+++++++++++-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭呢？这里有两个问题：一是为什么各凑成6项的和？二是为什么都加5个164？原因就在于只有凑成6项的和，运用均值定理时才会出现六次根号内()1212sin cos x x 与5个数的积，从而才会出现22sin cos 1x x +=（常数）.至于为什么各加5个164，是因为运用均值定理时要使两处的“≥”中都取等号，必须221sin cos 2x x ==，而只有12121sin cos 64x x ==时才会有2sin x 21cos 2x ==.拓展仿照解法3，我们可以证明下面的定理函数()22sin cos n n y x x n N +=+∈的值域是12,1n-⎡⎤⎣⎦.证明 222112111s i n c o s s i n 222nn nn n n n n y x x x -⎛⎫⎪⎪=+=+++⋅⋅⋅++⎪⎪ ⎪⎝⎭个211211122cos 2222n n n n n n n n x n n -⎛⎫⎪- ⎪+++⋅⋅⋅+-≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭个 ()12211min 222222222sin cos 2,222222n n nn n n n nn n n n n x x y -------=⋅+-=-==∴=. 又()2222sin cos sin cos 1nn n x x x x +≤+=，即m a 1y =.故函数()22sin cos n n y x x n N +=+∈的值域为12,1n -⎡⎤⎣⎦.据此定理，我们易知函数100100sincos y x x =+的值域为492,1-⎡⎤⎣⎦.题27 设+∈N n ，则|201||1950||1949|-+⋯+-+-n n n 的最小值是．（第九届高二培训题第53题）解可从绝对值的几何意义上去想，以|4||3||2||1|-+-+-+-n n n n 为例，如图：1 2 3 4B A所给的式子的几何意义是数轴上坐标为n 的点N 与坐标为1、2、3、4的4个点的距离的和．显然，当N 在线段AB 之外时，和大于N 在线段AB 上时的和；当N 在线段AB 上时，N 接近AB 的中点，和就逐渐变小，N 重合于AB 的中点时，和达到最小．因为+∈N n ，所以当n 取2或3时，|4||3||2||1|-+-+-+-n n n n 最小．对于和式S=|2001||1950||1949|-+⋯+-+-n n n ，设数轴上的点A 、B 分别表示1949、2001，则线段AB的中点的坐标是,1975220011949=+|197519S ∴=-+-最小 |19752001|(26251)(1226)+⋯+-=+++++++(261)2627022+⋅=⨯=．评析本题运用了数形结合的思想方法，根据两数差的绝对值的几何意义，很直观地解决了问题．拓展运用同样的思想方法，可以得到下面的定理1 对于函数)(||)(211n ni ia a a ax x f <⋯<<-=∑=，若n 是奇数，则当21+=n a x 时，)(x f 取得最小值∑∑-=+=-21123n t tnn j jaa ；若n 是偶数，则当],[122+∈n n a a x 时，)(x f 取得最小值∑∑=+=-2112n t tnn j jaa ．例1 求函数|10||7||3||4|-+-+-++=x x x x y 的最小值．解 4=n 为偶数，-4<3<7<10,∴当]7,3[∈x 时，y 取得最小值（7+10）-（-4+3）=18. 例2 求函数|10||5||3||6||7|y x x x x x =++++-+-+-的最小值．解 5=n 为奇数，-10<-5<3<6<7,∴当3=x 时，y 取得最小值（6+7）-（-10-5）=28. 例3 已知,,x y R ∈且{1,3},y ∉求函数|16123||74||2||3||7|),(22+-++-+-+-++++=y y x y y x x x x y x f 的最小值．解 2(,)|(7)||(3)||2||(47)|f x y x x x x yy =--+--+-+--+ 2|(31216)|x y y +--+-，2247(2)33,y y y -+=-+≥ 161232-+-y y =}3,1{.44)2(32∉-≤---y y ， 2222312167.(247)(731216)41632y y y y y y y y ∴-+-≠-∴+-+---+-=-+ 1616)2(42≥+-=y ．故当且仅当x =-3且y =2时，),(y x f 取得最小值16．若定理1中的“12,,,n a a a ⋯”中有一组或几组相同的值，则定理仍然成立．但当n 为偶数且122+=n n a a 时，定理中的“122,n n x a a +⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦”应该改为“2n a x =”．例4 求函数|3|2|2|2|1|-+-++=x x x y 的最小值．解已知函数就是|3||3||2||2||1|-+-+-+-++=x x x x x y ，n =5为奇数，12233-<=<=，y x 时，当2=∴取得最小值(33)(12)5+--+=.例5 求函数|5|4|3|3|1||2||10|-+-++++++=x x x x x y 的最小值．解 n =10为偶数，10213335555-<-<-<==<===．故当3x =时，y 取得最小值(354)(102133)30+⨯----++=．更一般地，还有下面的定理2 设函数1()||(,,1,2,,,)niiiii f x a x b a b R i n x R ==-∈=∈∑，则（1）当01>∑=ni ia时，)(x f 有最小值min{12(),(),,()n f b f b f b },但无最大值．（2）当01=∑=ni ia时，)(x f 有最大值max{12(),(),,()n f b f b f b },最小值min{12(),(),,()n f b f b f b }．（3）当01<∑=ni ia时，)(x f 有最大值max{)(),(),(21n b f b f b f ⋯},但无最小值．证明不失一般性，设n b b b ≤⋯≤≤21，则 -)(111b x b a x a n i ni ii i≤+∑∑==,)(x f = )1,,2,1,)(()(11111-⋯=≤≤---++==+==∑∑∑∑n i b x bb a b a x aai ini j jj ij j j ni j jij j,)(11nn i ni ii ib x b a x a ≥-∑∑==,由此可见，函数)(x f 的图象是左右两侧两射线和中间的（n-1）条线段依次连结而成的“折线形”．(1)若01>∑=ni ia，则函数)(x f 的图象中的左右两射线分别由点（)(,1,1b f b ）和点（,()n n b f b ）向上无限延伸，中间是（n-1）条线段依次连结的折线，因此)(x f 有最小值min{12(),(),,()n f b f b f b },但无最大值．（2）若01=∑=ni ia，则函数)(x f 的图象中的左右两射线分别由点（)(,1,1b f b ）和点（,()n n b f b ）向左右沿平行于x 轴方向无限延伸，中间是（n-1）条线段依次连结的折线，因此)(x f 有最大值max{)(),(),(21n b f b f b f ⋯},最小值min{)(),(),(21n b f b f b f ⋯}．（3）若01<∑=ni ia，则函数)(x f 的图象中的左右两射线分别由点()1,1,()b f b 和点(),,()n n bf b 向下无限延伸，中间是（n-1）条线段依次连结的折线，因此)(x f 有最大值{}12max (),(),,()n f b f b f b ,但无最小值．根据定理1，不难知道本赛题所求最小值为（1976+1977+…+2001）-（1949+1950+…+1974）=702（当n=1975时取得）．想一想下面的问题：假设有一座大楼，从第1949层到第2001层，每层指定1人集中到该楼第k 层（20011949≤≤k ）的会议室开会，为使参会人员上、下楼梯所走的路程总和最小，求k 及最短路程（假定每相邻两层楼之间的楼梯长均为1）．这一问题与本赛题实质是否是同一问题？下面的问题供读者练习：1、求)(|1|2|1|2||)(R x x x x x f ∈-++-=的最小值．2、求()|6||3||16|f x =+-的最大值． 3、求()|1||2||3||4||1998||1999|()f x x x x x x x x R =---+---+--+-∈的最小值．答案：1、-3 2、5 3、999 题286110s =+++，则s 的整数部分是（）A 、１９９７Ｂ、１９９８ C 、１９９９ D 、２０００（第八届高二第二试第１０题）解若}{n a 是等差数列, n a >0,则da a a a a a a a n n n n n n n n 11111-----=--=+(d N n n ,,2+∈≥是公差).由此，得66611122332101010s =++=++++<+++++ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++++++=-+++++110101231121211101022326666 )((6121101211999⎡⎤=++++=+-+=⎢⎥⎣⎦.又知110102232122110131211666-++++++>-++++> s =()199810126=+-.19991998<<∴s ，[]1998=s ，∴选B.评析 s 显然是数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧n 1的前610项的和，直接求和，无法可依.能否用裂项相消法将每一项拆成异号的两项之和呢？考虑到111--=-+n n n n，于是将n1变为nn +2，再放大为12-+n n.这是一道用“放缩法”求解不等式问题的好题目。

高二“希望杯”全国数学邀请赛

绝密★启用前高二“希望杯”全国数学邀请赛试卷副标题考试范围：xxx ；考试时间：135分钟；命题人：xxx学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项．1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题（题型注释）1、已知X y且bx.,lnx 成等比列，则xy 的A ．最大值是B ．最大值是C ．最小值是D ．最小值是2、已知函数则函数的反函数是A ．y=B ．y=C ．y="2X+5"D ．y=2X+23、设０，则a 和b 的大小关系是A ．aB ．C ．aD ．不确定的。

4、如图1、一个正方体的容器ABCD-中盛满了油后，在相邻两侧面的中心处出现了两个小孔，若恰当地将容器放置。

可使流出的油量达到最小，这个最小值是正方体容器容量的。

A ．B ．C ．D ．5、函数y=的最小值是 A ．B ．C ．D ．6、Ahyperbola(双曲线)wjthvertices(顶点)（-2，5）and(-2,-3),has an asynptote(渐近线)that passes the point(2.5) Then an equarionk of the hyperbola isA ．B ．C ．D ．7、等差数列中有两项和，满足、，则该数列前mk 项之和是A ．B ．C ．D ．8、当x.yi 满足条件时，变量U=的取值范围是A ．B ．C ．D ．9、设为椭圆上一点，且,，其中为椭圆的两个焦点，则椭圆的离心率e 的值等于A ．B ．C ．D ．10、Suppose the least distance fron poinrs of the xurve(曲线)tothe y-axis isthen the velue of a isA ．B ．C ．orD ．or第II 卷（非选择题）二、填空题（题型注释）11、延长平行四边形ABCD 的边BC 到F ，AF 依次交DB 、DC 于E 、G ，AE 比EG 大2，GF=5，则EG=________________。

历届(1-18)希望杯数学邀请赛高二试题(含答案) 全国通用

高中竞赛必备资料第一届“希望杯”全国数学邀请赛(高二)第二试一、选择题1、直线A x + B y + C = 0（A ，B 不全为零）的倾斜角是（）（A ）B = 0时，倾斜角是2π，B ≠ 0时，倾斜角是arctan ( –A B )（B ）A = 0时，倾斜角是2π，A ≠ 0时，倾斜角是arctan ( –BA )（C ）A = 0时，倾斜角是0，A ≠ 0时，倾斜角是arctan ( –B A ) （D ）B = 0时，倾斜角是0，B ≠ 0时，倾斜角是arctan ( –AB)2、数列{ a n }：a 1 = p ，a n + 1 = q a n + r （p ，q ，r 是常数），则r = 0是数列{ a n }成等比数列的（）（A ）充分不必要条件（B ）必要不充分条件（C ）充要条件（D ）不充分也不必要条件 3、f 是R → R 上的一一映射，函数y = f ( x )严格递增，方程x = f ( x )的解集为P ，方程x = f [ f ( x )]的解集为Q ，则（）（A ）P ⊂ Q （B ）P = Q （C ）P ⊃ Q （D ）以上都不对4、点( x ，y )的坐标x ，y 都是有理数时，该点称为有理点，在半径为r ，圆心为( a ，b )的圆中，若a ∈Q ，b ∈Q ，则这个圆上的有理点的数目（）（A ）最多有一个（B ）最多有两个（C ）最多有三个（D ）可以有无穷多个5、以某些整数为元素的集合P 具有以下性质：（1）P 中元素有正数也有负数；（2）P 中元素有奇数也有偶数；（3）– 1 P ；（4）若x ，y ∈P ，则x + y ∈P 。

对于集合P ，可以断定（）（A ）0∈P ，2 P （B ）0 P ，2∈P （C ）0∈P ，2∈P （D ）0 P ，2 P 二、填空题6、方程arcsin ( sin x 的实根个数是。

7、使不等式| ( x – 1 ) ( x + 1 ) | + | ( x – 2 ) ( x + 2 ) | + | ( x – 3 ) ( x + 3 ) | < ( t – x ) ( t + x )的解集为空集的实数t 形成一个集合，把这个集合用区间形式写出来，就是。

第20届高二数学希望杯2试

第20届全国希望杯高二数学邀请赛第二试一、选择题（每题4分，40分）1、设的定义域为D ，又()()().h x f x g x =+若(),()f x g x 的最大值分别是M ，N ，最小值分别是m ，n ，则下面的结论中正确的是（）A ．()h x 的最大值是M+NB ．()h x 的最小值是m ＋nC ．()h x 的值域为{|}x m n x M N +≤≤+D ．()h x 的值域为{|}x m n x M N +≤≤+的一个子集2、方程log (0,1)x a a x a a -=>≠的实数根的个数为（）A ．0B ．1C ．2D ．33、已知函数32()1(0)f x ax bx cx a =++-<，且(5)3f =，那么使()0f x =成立的x 的个数为（）A ．1B ．2C ．3D ．不确定的4、设22{(,)|S x y x y =-是奇数，,}x y R ∈,22{(,)|sin(2)sin(2)T x y x y ππ=-＝ 22cos(2)cos(2),,}x y x y R ππ-∈，则S ，T 的关系是（）A ．S ≠⊂TB ．T ≠⊂S C ．S=T D ．S T =Φ 5、定义集合M,N 的一种运算*，：1212*{|,,}M N x x x x x Mx N ==∈∈，若{1,2,3}M =，N={0,1,2}，则M*N 中的所有元素的和为（）A ．9B ．6C ．18D ．166、关于x 的整系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠中，若a b +是偶数，c 是奇数，则（）A ．方程没有整数根B ．方程有两个相等的整数根C ．方程有两个不相等的整数根D ．不能判定方程整数根的情况7、设x 是某个三角形的最小内角，则cos cos sin 22x y x x =-的值域是（） A．( B．( C． D． 8、已知etan ）A．<< B．sin << C．sin < D ．<<9、()f x 是定义在R 上的奇函数，且(2)f x -是偶函数，则下列命题中错误的是（）A ．()f x 的图像关于x ＝2对称B ．()f x 的图像关于点(4,0)-对称C ．()f x 的周期为4D ．()f x 的周期为810、某航空公司经营A,B,C,D 四个城市之间的客运业务，其中部分单程机票的价格如下： A,B 区间：2000元；A,C 区间：1600元；A,D 区间：2500元；B,C 之间：1200元；C,D 区间：900元。

B02第十三届“希望杯”全国数学邀请赛高二第一试

第十三届“希望杯”全国数学邀请赛高二第一试一、选择题（以下每题的四个选项中，仅有一个是正确的，请将表示正确答案的英文字母填在每题后面的圆括号内）一、已知关于x 的方程x 2-4x+a=0和x 2-4x+b=0 (a,b ∈R,a ≠b)的四个根组成首项为–1的等差数列，那么a+b 的值等于( )C. 4D. – 4二、函数y=g(x)的图象与y=f(x)=arccos(x-1)图象关于原点对称，那么y=g(x)解析式是（）(x+1)-π (x+1)+π π(x+1) (x+1)3.在以下关于向量的命题中，不正确的命题是（） A.假设向量()y x a ,= ，向量()x y b ,-= ，那么b a ⊥B.四边形ABCD 是菱形的充要条件是==C.假设点G 是△ABC 的重心，那么0=++CG GB GAD. △ABC 中，和的夹角等于180°-A4.某个命题与自然数n 有关.若是当n=k(k ∈N)时,该命题成立,m 那么可推出n=k+1时该命题也成立。

现已知当n ＝10时该命题不成立，那么可推得( ) A. 当n=11时,该命题不成立. B.当n=11时,该命题成立 C. 当n=9时,该命题不成立 D.当n=9时, 该命题成立5.如图1,设ABC-A 1B 1C 1是直三棱柱,AB=AC,∠BAC=90°,M,Q 别离是CC 1、BC 的中点，P 点在A 1B 1上且A 1P:PB 1=1:2. 若是AA 1=AB ,那么AM 与PQ 所成的角等于( ) ° B.31arccos C. 60° D. 30°6．Let functions xx x g and q px x x f 12)( )(2-=++= attain the equal minimum at the same point of the interval [1,2],Then minimum of p 2-6q is ( ) A. -9 B. -8 C. not existing D. undetermined.7.函数2sin sin sin 2++=x x x y 的值域是 ( ) A.⎥⎦⎤⎢⎣⎡-41,41 B. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-41,21 C. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,21 D. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-21,41 8.等差数列{}n a 中，已知3a 5=7a 10,且a 1<0,那么前几项和S n (n ∈N)中最小的是( ) A. S 7或S 8 B. S 12 C. S 13 D. S 1519．在直角坐标平面内，A 点在(4，0)，B 点在圆(x-2)2+y 2=1上，以AB 为边作正三角形ABC(A 、B 、C 按顺时针排列)，那么极点C 的轨迹是 ( )A. 圆B. 椭圆C. 抛物线D. 双曲线的一支10．过椭圆的一个核心F 作与椭圆长轴的夹角为43arccos 的直线，交椭圆于A 、B 两点。

第二十四届“希望杯”全国数学邀请赛高二第1试试题

第二十四届希望杯全国数学邀请赛高二㊀第1试试题一㊁选择题(每小题4分,共40分.)1.将函数y =x +2的图象沿向量(2,1)平移,得到的图象所对应的函数的解析式是()(A )y =x +3.(B )y =x +1.(C )y =2x +2.(D )y =-x -2.2.设x ,y ,z >0,x y z +y +z =12,则l o g 4x +l o g 2y +lo g 2z 的最大值是()(A )3.(B )4.(C )5.(D )6.3.已知集合A ={x ɪR |x 2-2a x +2a 2+2=0},B ={x ɪR |l o g 2(x 2-2x +5)ȡa },若A ɘ∁R B 不是A ɣ∁R B 的真子集,则实数a 的取值范围是()(A )(-2,2).(B )(-2,2].(C )(-ɕ,2).(D )(-ɕ,2].4.若不等式|a x +b |<3的解集是-1<x <2,则a b =()(A )-2.(B )-1.(C )1.(D )2.5.当a ,b ,c 均为正实数时,给出以下三个不等式:(1)a 2-a b +b 2<b 2-b c +c 2+c 2-ca +a 2;(2)a 2-ab +b 2<b 2-bc +c 2+c 2+a 2;(3)a 2-a b +b 2<b 2+c 2+c 2+a 2.其中,一定成立的不等式的个数是()(A )0.(B )1.(C )2.(D )3.6.若s i n 2θ和c o s 4θ是函数f (x )=x 2-2a 2-4a -3的两个零点,则θ的值是()(A )12k π+π4(k ɪZ ).(B )2k π+3π4(k ɪZ ).(C )14k π+3π8(k ɪZ ).(D )k π+π4(k ɪZ ).7.G i v e n t h e s e q u e n c e {a n }s a t i s f i e s a n +a m =a n +m (n a n d m a r e p o s i t i v e i n t e g e r s ),a n d a 1=12013,t h e n t h e s u mo f t h e f i r s t 2013t e r m s i s ()(A )12013.(B )1.(C )1007.(D )2013.8.已知平面直角坐标系内的点A (1,2)和B (-2,4),及坐标原点O ,若点P 满足O P ң=mO A ң+nO B ң,其中m ,n ɪR ,并且m 2-4n 2=1,则点P 的轨迹方程是()(A )x -2y =1.(B )2x -y =0.(C )x 2-4y 2=1.(D )x y =2.9.方程x 2+2x +2y 2=2的整数解(x ,y )的个数是()(A )1.(B )2.(C )3.(D )4.10.三棱锥S A B C 的底面A B C 是正三角形,侧棱长都是1,则此棱锥的体积的最大值是()(A )13.(B )14.(C )15.(D )16.二㊁A 组填空题(每小题4分,共40分.)11.函数y =x 2+24-x 2的值域是.12.若2ɤ2x +y ɤ4,则函数f (x ,y )=x 2-y 2+x y -2y 的最大值是.13.非零向量a 和b 满足条件|a |=|b |=|a +b |,则向量a 和b 的夹角等于度.14.已知不等式组x ȡ0x +3y ȡ33x +2y ɤ6ìîí所表示的平面区域被直线y =k x +2分成面积比是1ʒ3的两部分,则k 的值是.15.已知函数f (x )=l o g a (2x 2+x )(a >0,a ʂ1),且x ɪ(0,12)时,f (x )>0恒成立,则函数f (x )的单调递增区间是.16.I f t h e s t r a i g h t l i n e l :m x +n y -2=0t a n g e n t s t o c i r c l e C :x 2+y 2-4x -4y -8=0,t h e n t h em i n i m u mv a l u e o f m +n +m n i s.17.记数列{a n }的前n 项和为S n ,若4S n =a n +1-3n +1-3,a 1=0,则用n 表示数列通项a n ,是.18.方程8s i n 3x -6s i n x +1=0(0<x <π2)的解是.19.如图,四棱锥V A B C D 中,底面A B C D 是正方形,V D ʅ面A B C D ,如果A D =D V =2,那么面V A C 与面V C D 的夹角的正弦值等于.20.已知椭圆:x29+y 24=1的左焦点为F 1,右焦点为F 2,点P 在椭圆周上,则P F 1ң㊃P F 2ң的取值范围是.三、B 组填空题(每小题8分,共40分.)21.函数y =1x -1+2x -x 2的定义域是,值域是.22.当-π2ɤθɤ0,t ɪR 时,函数f (t ,θ)=(t -c o s θ)2+(t -s i n θ)2的最大值是,最小值是.23.若将数列1,1+3,3+5+7,5+7+9+11,7+9+11+13+15, ,记为{a n },则数列{a n }的通项公式a n =,数列{a n }的前n 项的和S n =.24.将边长为1的正方形A B C D 沿对角线A C 折起,使D 点变到D ᶄ点,得到三棱锥D ᶄA B C .若D ᶄA =D ᶄB ,则三棱锥D ᶄA B C 的体积是,侧面A B D ᶄ与B C D ᶄ的夹角的余弦值是.25.双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a ,b >0)的左㊁右焦点分别是F 1㊁F 2,过F 2的直线交双曲线的右支于点M 和N .又点A ㊁B 分别是әM F 1F 2㊁әN F 1F 2的内心.当离心率e =2,|A B |=92,直线MN 倾斜角的正弦值为89时,a =,双曲线的方程是.附加题(每小题10分,共20分.)1.已知矩形A B C D 中,A B =2,A D =1,E 点在A B 上,A E =a (0<a <1).小明从E 点出发在矩形内行进,依次经过矩形三边A D ,D C ,C B 上的一点(不含顶点)后,回到E 点,则小明行进的路程最短是.2.曲线C :x 29+(|y |-1)24=1所围成的图形的面积是.高二第1试答案。

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绝密★启用前
【卷号5390】高二“希望杯”全国数学邀请赛试卷副标题
考试范围：xxx ；考试时间：100分钟；命题人：xxx 注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
第I 卷（选择题）
请点击修改第I 卷的文字说明
一、选择题（题型注释）
1．已知函数()23,f
x x =+则函数1
(1)f x -+的反函数是
（A ）y=
52x - （B ）y=5
2
x + （C ）y=2X+5
（D ）y=2X+2
2．设０1,cos(arcsin ),arcsin(cos )x a x b x <<==，则a
和b 的大小关系是 (A)a
.b < （B ）a b >
（C ）a b ≤
（D ）不确定的。

3．已知X 1.>y 1.>且
12bx. 1
2
,lnx 成等比列，则xy 的 (A) （B
）最大值是C （D ）最小值是4．
如图1、一个正方体的容器ABCD-''''A B C D 中盛满了油后，在相邻两侧面的中心处出现了两个小孔，若恰当地将容器放置。

可使流出的油量达到最小，这个最小值是正方体容器容量的。

(A)1.2
（B ）
14
（C ）
18
（D ）
38
5．函数y=
（A ）
（B ）（C
（D 6．
Ahyperbola(双曲线)wjthvertices(顶点)（-2，5）and(-2,-3),has an asynptote(渐近线)that passes the point(2.5) Then an equarionk of the hyperbola is
(A)2
2(2)(2)1254x x -+-=
(B) 2
2(2)(2)
1916
y x ---=
(C) 2
2(2)(2)1254
x x +--=
(D)2
2(2)(2)1916
x x -+-=
7．
等差数列{}n a 中有两项n a 和k a ，满足1n a k =、1
k a m =，则该数列前mk 项之和是（A ）12
mk
- （B ）
2
mk
（C ）1
2mk + （D ）12
mk +
8．
当x.yi 满足条件111x y
-++<时，变量U=
1
2
x y --的取值范围是
（A ）
1122⎛⎫
-
⋅ ⎪⎝⎭
（B ）1122⎛⎫
-
⋅ ⎪⎝
⎭ （C ）1123⎛⎫
-⋅ ⎪⎝⎭ （D ）1132⎛⎫
-⋅ ⎪⎝⎭
9．
设P 为椭圆上一点，且∠1230pF F =︒,∠1245pF F =︒，其中12,F F 为椭圆的两个焦点，则椭圆的离心率e 的值等于（A
（B
（C ）(21)
2
+
（D ）
(21)
2
10．
Suppose the least distance fron poinrs of the xurve(曲线)2
20()y xy x a a R +++=∉to the y-axis is
1
,4
then the velue of a is (A)316- (B)516
-
(C)5
16-
or 316
(D)3
16-
or 516
第3页共4页◎第4页共4页
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题（题型注释）
11．
arccos
3
5
⎛⎫
- ⎪
⎝⎭
-arctan7=________。

12．
不等式Log
1
2
(1)-Log
1
2
1)<-
1
2
的解集是_______。

13．
图2是正方体的展开图，其中直线AB与CD在原正方体中的成角的大小是_______。

14．
正四面体ABCD的棱长为1，E在BC上，F在AD上，BE=2EC，DF=2FA，则EF的
长度是_________。

15．
Let a and be the length of two sides of a rectangle (矩形)，rotate(旋转)the rectangle about its
diagonal(对角线)，then the volume(体积) of the revolution(旋转休) obtained is equal to________。

16．
方程1
=表示的曲线是___________________。

17．
曲线x2+y20
y m
++=和它关于直线210
x y
+-=的对称曲线总有交点，那么m的取值范围是
__________。

18．
等比数行{
n
a}的首项为
1
a=.a公比为q,则
12
1
a a
+
23
1
a a
+…
1
1
n n
a a
+
+=__________。

19．
在平面四边形ABCD内，占E和F分别在AD和BC上，且,(,1)
DE EA CF FB R
λλλλ
==∈≠-
，
用,,
DC AB
λ
表示EF
=_______________。

20．
延长平行四边形ABCD的边BC到F，AF依次交DB、DC于E、G，AE比EG大2，GF=5，则
EG=________________。

21．
Given BC=1,Aα
∠
=in a triangle（三角形）ABC, then the range of length of the side AB (or AC)
is_____________________。

22．
方程x
=的实数解最多有__________个，若方程有实数解，则a的取
值范围是
_____________________。

23．
圆221
x y
+=和22
44168110
x y x y
+--+=的公切线的斜率是_____________________。

24．
数列{2}n和{32}
n+的公共项由小到大排列成数列{}
n
c，则{}
n
c的通项公式
n
c=____________前n项
和
n
S=_______________。

25．
函数sin cos
y x x
=+的最大值等于__________，最小值等于_____________。

三、解答题（题型注释）
参考答案
1．D 【解析】 2．A 【解析】 3．D 【解析】 4．C 【解析】 5．D 【解析】 6．D 【解析】 7．C 【解析】 8．B 【解析】 9．B 【解析】 10．D 【解析】 11．
4
π 【解析】
12．)21217,1(+ 【解析】 13．60度【解析】 14．
3
5 【解析】 15．
3
72
33a π 【解析】 16．圆【解析】 17．)20
21,(-∞ 【解析】
18．2
12)(1a
q q q n
----
【解析】
19．
λ
λ++→
→
1AB
DC
【解析】 20．4 【解析】 21．
【解析】 22．
【解析】 23．
【解析】 24．
【解析】 25．
【解析】。

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