2020年全国高中数学联合竞赛湖北省预赛

2020年全国高中数学联合竞赛湖北省预赛

试题参考答案及评分标准

讲明：评阅试卷时，请依据本评分标准。填空题只设7分和0分两档；解答题的评阅，只要思路合理、步骤正确，在评卷时可参考本评分标准适当划分档次评分。

一、填空题〔此题总分值56分，每题7分。〕

1．复数m 满足11=+m m ，那么=+200920081m

m 0 ． 2．设2cos sin 23cos 21)(2++=x x x x f ，]4

,6[ππ-∈x ，那么)(x f 的值域为3[2,2]4． 3．设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，假设0,01615<>S S ，那么15152211,,,a S a S a S 中最大的是88

S a ． 4．O 是锐角△ABC 的外心，10,6==AC AB ，假设AC y AB x AO +=，且5102=+y x ，那么=∠BAC cos 13

． 5．正方体1111D C B A ABCD -的棱长为1，O 为底面ABCD 的中心，M ，N 分不是棱A 1D 1和CC 1的中点．那么四面体1MNB O -的体积为748

． 6．设}6,5,4,3,2,1{=C B A ，且}2,1{=B A ，C B ⊆}4,3,2,1{，那么符合条件的),,(C B A 共有 1600 组．〔注：C B A ,,顺序不同视为不同组．〕

7．设x x x x x x y csc sec cot tan cos sin +++++=，那么||y

的最小值为

1． 8．设p 是给定的正偶数，集合},3,22|{1N ∈=<<=+m m x x x A p p p 的所有元素的和是21122p p ---．

二、解答题〔此题总分值64分，第9题14分，第10题15分，第11题15分，第12题20分。〕

9．设数列)0}({≥n a n 满足21=a ，)(2122n m n m n m a a n m a a +=

+-+-+，其中n m n m ≥∈,,N ． 〔1〕证明：对一切N ∈n ，有2212+-=++n n n a a a ；

〔2〕证明：11112009

21<+++a a a ． 证明 〔1〕在关系式)(2

122n m n m n m a a n m a a +=+-+-+中，令n m =，可得00=a ；

令0=n ，可得

m a a m m 242-= ①

令2+=n m ，可得

)(2

12242222n n n a a a a +=-+++ ② 由①得)1(24122+-=++n a a n n ，62412=-=a a ，)2(24242+-=++n a a n n ，n a a n n 242-=， 代入②，化简得2212+-=++n n n a a a ． ------------------------------------------7分 〔2〕由2212+-=++n n n a a a ，得2)()(112+-=-+++n n n n a a a a ，故数列}{1n n a a -+是首项为201=-a a ，公差为2的等差数列，因此221+=-+n a a n n ．

因此∑∑==-+=+=+-=n

k n k k k n n n k a a a

a 1101)1(0)2()(． 因为)1(1

11)1(11≥+-=+=n n n n n a n ，因此 12010

11)2010120091()3121()211(111200921<-=-++-+-=+++ a a a ． ------------------------------------------14分

10．求不定方程21533654321=+++++x x x x x x 的正整数解的组数．

解 令x x x x =++321，y x x =+54，z x =6，那么1,2,3≥≥≥z y x ．

先考虑不定方程2153=++z y x 满足1,2,3≥≥≥z y x 的正整数解．

1,2,3≥≥≥z y x ，123215≤--=∴y x z ，21≤≤∴z ．----------------------------------5分

当1=z 时，有163=+y x ，此方程满足2,3≥≥y x 的正整数解为)4,4(),3,7(),2,10(),(=y x ． 当2=z 时，有113=+y x ，此方程满足2,3≥≥y x 的正整数解为)2,5(),(=y x ．

因此不定方程2153=++z y x 满足1,2,3≥≥≥z y x 的正整数解为

)2,2,5(),1,4,4(),1,3,7(),1,2,10(),,(=z y x ． ------------------------------------------10分

又方程)3,(321≥∈=++x N x x x x x 的正整数解的组数为21x C -，方程y x x =+54)2,(≥∈x N y 的

正整数解的组数为1

1C -y ，故由分步计数原理知，原不定方程的正整数解的组数为

81693036C C C C C C C C 112

4132312261129=+++=+++． ------------------------------------------15分

11．抛物线C ：22

1x y =与直线l ：1-=kx y 没有公共点，设点P 为直线l 上的动点，过P 作抛物线C 的两条切线，A ，B 为切点．

(1)证明：直线AB 恒过定点Q ；

(2)假设点P 与〔1〕中的定点Q 的连线交抛物线C 于M ，N 两点，证明：QN QM

PN PM

=．

证明 (1)设11(,)A x y ，那么21121x y =

． 由22

1x y =得x y ='，因此11|x y x x ='=． 因此抛物线C 在A 点处的切线方程为)(111x x x y y -=-，即11y x x y -=．

设)1,(00-kx x P ，那么有11001y x x kx -=-．

设22(,)B x y ，同理有22001y x x kx -=-．

因此AB 的方程为y x x kx -=-001，即0)1()(0=---y k x x ，

因此直线AB 恒过定点)1,(k Q ． ------------------------------------------7分

(2)PQ 的方程为002()1kx y x k x k -=-+-，与抛物线方程22

1x y =联立，消去y ，得 02)22(42002002

=---+---k x k x k x k x kx x ． 设),(33y x M ，),(44y x N ，那么

k

x k x k x x k x kx x x ---=--=+0024300432)22(,42 ① 要证QN QM

PN PM

=，只需证明k

x x k x x x x --=--430403，即 02))((2043043=+++-kx x x x k x x ②

由①知，

②式左边=0000002242)(4)22(2kx k

x kx x k k x k x k +--+---- 0)(2)42)((4)22(20000002=--+-+---=k

x k x kx kx x k k x k ． 故②式成立，从而结论成立． ------------------------------------------15分