美国高中数学邀请赛(AIMEⅡ2014)试题与解答

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(等;)熹口南+(1Bn-+1)而1
6南≥A+B.
根据以上不等式,可以用归纳法得到一个更有 用的不等式。

塾一行
nLl
\一

flLn
(2)若m1,m2…m。一1,则(m1)”1+(m2)一1+
(m。)H≥上+土+…+上.
m2
证明:{(m1)一1+(m2)一1+…(m。)”1}・ {(m 2)”+(优3)”+…+(m1)”}…{(m。)一1+
.。.当q+1一行时,q—n--1,
下面使用赫尔德不等式证明:
证法1:因为茅苦+矛备一1,
目(丛≠)…12_(m)者≥A+B
∞f%笋)”1(A”1+B”ln”)而l≥A+B
则原式甘f令≥+号≥)南(盘+6)南≥A+B
妻鲁≥望≥些.
J一1^i
(1)堕垫d旦±生≥沤瓦丽,由
Holder不等式:
( m +吼 +丑 一
(s一3)+(r+S+])(一,J—S一]).
万方数据
上海中学数学・2014年第5期
47
化简得5一半
(‘r—S)(.r+r+S)+240,
(1)
2 ̄/1一r.在Rt△DEF中,由勾股定理得(2—3r+
.,ii
.)
,.
又P(Lr)一(,r—r)(.r—S)(T+r+s),q(T)一 (z—r一4)(.r—s+3)(.£’+r+5+1),
丽 匀骰子的概率为1一而1一而16,所以第三次还是6的
概率为詈一南x百1十,而16×号一盖,则p+q=167.
7.当.r是奇数时,COS(Tr.z’)一一1,所以厂(T)一
(T2+3x
q-2)_1一石可可赢,当-r是偶数时,
2(+2)~”。台。…7’
, r‘p J
cos(丌Lr)一1,所以fCr)一.r2+3_+2一(.r+1)(.r+2).
19丽%1一192(卅2)一1,
L一。(胛≥4),求得: T6—44,丁,一81,丁9—274,所以A。。一274+81 +88—443.又10把椅子选出若干把的选法总数为 210种,所以满足题意的选法数为21。一443=581种.
ZT叫

lg半l—l,所以
10.由÷一』+』得÷一塑,肌榭一

ZT叫2柚
上海中学数学・2014年第5期
美国高中数学邀请赛(AIMEⅡ2014)试题与解答
20000l
上海市格致中学
殷琦涛
朱兆和
1.亚伯粉刷房子需要15小时,贝亚粉刷房子 的速度比亚伯快50%,科埃粉刷房子的速度是亚伯 的两倍.开始粉刷时,亚伯先单独工作了1.5小时, 然后贝亚加入进来,两人一起工作;当房子的一半粉 刷完时,科埃也加入进来,三人一起工作,直至房子 粉刷完.问:粉刷完这问房子共用了多少分钟时间? 2.阿诺德研究三种健康风险因子A,B,C在男 性人口中的流行性.在男性中随机选一人,他仅有一 种健康风险因子(但没有其他两种)的概率是0.1 5 他仅有其中两种健康风险因子(但没有第三种)的概 率是0.14.在同时有A,B两种健康风险因子的男

√3…,又lzI一2014,即此正三角形边长为2014√3,所

 ̄/CE2一EF2一 ̄/(2一r)2一r2
—2 ̄/1一r.DF一2—3r+
图3
以面积S一咩(20144§-)2一州3,则,z一3×(1007)2,
2 ̄/F了)z+rz一16r:,解得r一尘坐掣,所以oD
的半径3r一4 ̄/15—14.由 ̄/m一九一4 ̄/15—14,且 m、行是正整数,所以m一240,n一14,即m+行一
254.
则(.r—r一4)(_一s+3)(丁+r+5+1)一(z—r) 令。z1一r,则有(r—s+3)(2r+5+1)+60—0,将 (1)代入有(3r+7)(3rq-5)=80,解得r一1或r一一5.
当r一1时,S一9,b—rs(,J+S)一90,当r一一5 时,s一一6,6一rs(,J+S)一一330.
9.先考虑一般情况下的线性排列问题:将行把 椅子从1到行进行编号,排成l,2,3…72一排.从这 行把椅子中取出若干把椅子,没有三把(或以上)椅 子相邻的选取方法为T。种(可以一把都不选),则 有T1—2,丁2—4,丁3—7. 当n)4时,考虑编号为1的椅子: 若1号椅子没选,则在剩下的行一1把椅子中无 三把相邻即可,所以有丁。一。种情况. 若1号椅子被选,分两种情况: (1)2号没选,则剩下的咒一2把椅子中无三把 相邻即可,所以有丁。一。种情况; (2)2号被选,则3号不能选,所以在剩下的咒 一3把椅子中无三把相邻即可,所以有丁。。种情况. 综上知:当n≥4时,T。一丁。,+丁。一2+丁。一。. 现将这以把椅子排成一圈(1号与九号相邻), 从中选出若干把椅子,无三把相邻的选法为A。种, 对1号椅子进行分类: (1)1号没选,则只需在2到72号这r/一1把椅 子中选出若干把,无三把相邻即可,有丁。一。种选法. (2)1号被选,再对2号与胛号分类: ①2号与竹号有一把被选,如2号被选,则只需 在剩下的4到咒一1号这祝一4把椅子中选取若干 把,无三把相邻即可,所以有丁。一。种选法;同样若72 号被选也有丁。一。种选法,故有2T。一;种选法; ②2号与九号都没选,则只需在3到7z一1这 起一3把椅子中选出若干把无三把相邻即可,有T。。 种选法. 综上知:A。一T。。+T。一。4-2丁,,. 当行一10时,从10把环排列的椅子中选出若干 把,无三把相邻的选法为A,。一T。+丁,+2瓦.
992,因为O≤c≤9,所以992~99≤221 n6≤992,得 ab=44,则11C一77,c一7,所以abc一447. 5.由题意:r,S,一r—S是方程P(‘,r)一0的三 根,r+4,s一3,一1一r—s是方程q(.r)一0的三个 根.根据韦达定理:a—Ks4-(r+5)(一r—s)一(r+4)
万方数据
上海中学数学・2014年第5期 边形的面积与原来的矩形面积相等,求n2的值 脚的鞋与右脚的鞋配成一双,在配对过程中,不考虑 这两只鞋是否是原来的一双.从小孩配对的10双鞋 中,对小于5的一切正整数k,不存在k双鞋恰好是 其中k个人的鞋,这种情况发生的概率是竺,其中
,£
m,订是互质的正整数,求m+以的值. 14.在△ABC中,AB一10,么A一30。,么C一
予一南一丽21卿夕+q=76.
lxq-y=1--3×0.14--3×0.1
…、,所以 lJ…1

的半径是 ̄/m一咒,其中m,行是正整数,求m+扎的值.
9.将10把椅子排成一圈,从中选出若干把椅子, 若选出的椅子中至少有三把相邻,求不同选法的种数. 10.复数z满足I
1 1
2l一2014,复数,CO满足÷一
由111—2,T2—4,T。一7及丁。一丁。一,+丁。一2+
所以所有满足条件的b的绝对值之和为330+
90—420.
6.均匀的骰子抛两次都是6的概率为去,不均 Jb
匀的骰子抛两次都是6的概率为妻一再16,所以前两
了 JO
次都是6的概率为鬈.因为他前两次抛掷都为6,所

以他选中均匀骰子的概率为曹一南,选中的是不均
之理2妻私掣。‰叫m
一…。
(m。一,)一一,)≥(上+上+…+土)”,.・.(m。)”,+
f)L、
}yt2
}yL“
k E N+)
证明:同样,只需将筹看作筹无
‘蚤A矿
(讹)州+…+(%)川≥土+土+…+土.证明完毕.
1ftI
Hk
nh
柯西不等式在初等数学中起到了无可替代的作 用,较为可惜的是,它较多的时候仅对于平方项有 用.而将赫尔德不等式推论变形,将会起到事半功倍 的效果.
24a+14“5—36a,所以a—lZE,则a2—720.
AR,若AE=堑型,其中n,c是互质的正整数,b是

4.因为0.三古一需,0.hbc=丽abc,所以碧+纛
一磊00,即111
ab+11 abc i 99 2.即:221口64-11c一
正整数,求a4-6+C的值. 12.△ABC的三个内角A,B,C满足cos3A+ cos3B+cos3C一1,三角形有两边长分别为10与 13,设第三边的最大值为 ̄/m,其中m是正整数,求 m的值. 13.有10个大人进入一个房间,脱下他们的 鞋,扔成一堆.过了一会儿,进来一个小孩,随机把左
性中,有三种健康风险因子的男性的比例是÷.在没

有健康风险因子A的男性中,没有这三种健康风险

因子的男性的比例是上,其中声,q是互质的正整

数,求P+o的值. 3.如图1(1),一个矩形边长分别为a与36.在矩 形的每个顶点与长为36的边的中点处各装了一个铰 链,将长为n的边向下压,在压的过程中保持长为a‘的 边互相平行,得到一个如图1(2)所示的凸六边形.当这 个六边形的长为a的边互相平行,且距离为24时,六


IⅢ
土+土,以z,叫在复平面上的对应点为顶点构成多
Z 60
边形P,多边形P的面积是n,fi,其中竹为正整数,
求Y/被1000除的余数. 11.在△RED中,RD一1,么DRE一75。, 么RED一45。.设点M是线段RD的中点,点C在边 ED上,且RCj_EM,延长DE到点A,使得CA一

图2
3.六边形的面积s一24a+24×叫5,由条件知
…一丽音而一而r/b,则毒刑)I
●… (,2+1)(行+2)
当行为奇数时,;H一,f(k)一F是。3×4’r忐
一1
19Ⅱ心)1一l
所以72—3;
・…・志・(咒+1)(以+2)一竺#,则
l∑厂(志)l—I lg[17厂(志){一l
行一18.
当n是偶数时,鱼厂(是)一丁南・3×4・r毛
●一.¨¨l
CF一
综上知,所有满足条件的正整数理的和为3+
1 R一≯1



锄,所以有∥+黝+?一0,则∞一(一÷±等i)2,所以
厶 。
8.如图3,设oE切AB于 F,oE半径为r,则oD半径为 3,.,那么DE一4r,DC一2—3r,.
CE一2一r.则有
多边形P是正三角形.则1叫一21—1(一百o±等i)zl一
厶 厶
图1
45。,点H,D,M都在直线BC上,满足AH上BC,
么BAD=/CAD,且BM=CM.点N是线段HM 的中点,点P在射线AD上,且PN上BC.若AP2一 竺,其中m,咒是互质的正整数,求m+行的值.

4.已知无限循环小数0.去6与0.hbc满足0.矗6
00
+o.矗&一篙,其中n,6,c(有可能相同)是o~9的数
2.用文氏图,如图2,设三种健康风险因子都有 的概率为T,三种健康因子都没有的概率为y,则有 ,解得、
的正整数,求户+q的值. 7.设厂(T)一(.r2+3_+2)。“”’,正整数玎满足

l芝:lg厂(走)l一1,求所有满足条件的正整数咒的和.
。‘k—=—。l
8.已知AB是半径为2的oC的直径.OD内切 于④C,切点为A OE内切于④C,外切于OD,且与 线段AB相切.OD的半径是OE半径的三倍,OD
定理1
R十,押E N+)
等+等≥箐(A,Bm6∈
行1_l ,z 1.1
推论均值(AM—GM)不等式的又一种证明:
(口j+n{+…+口:)”≥(起口?・乜i・口;…日i)”,
...(IPn:)≥n”(n,.Ⅱ。…a。)。,这iT_是均值不等式. ...(2:n:)≥n”(n,・Ⅱ。…a。)。,这是均值不等式.

(∑A,)7r1
(∑A,)”I
∞{[c去,南]”+[c吉,南]”}{A”1
+B㈣[(口)南]川}责

E(b,南]”1


+n
、,
≥ —. . . L

(口
●一,

,一,

、,
1l●j

旧 . ̄ Ⅵ 一
≥(土)南(日)尚B+({)南(b)。-SiA—A+B.

证法2:令s一(等+等)南(日+6)南≥
t),
字.求三位数abc的值. 5.若r,5是函数P(.,r)一Ir3+盘.T4-b的零点,且 r+4,s一3是函数q(Lr)一.r3 4-ad’+6+240的零点. 求所有满足条件的b的绝对值之和. 6.查尔斯有两颗六面骰子,其中一个骰子是质 地均匀的,另一个骰子不均匀,质地不均匀的骰子抛
r)
15.对于正整数k,设P(k)表示不能整除k的 最小质数.当声(是)>2时,整值函数X(k)是所有小 于p(k)的质数的乘积;当p(k)一2时,X(是)一1.设 数列{z。}满足zo一1,且z。+1X(L)一T。P(T。)(行≥ o),若丑一2090,求正整数t的最小值. 参考答案
一次,出现6的概率是÷,出现其他5个数的概率均
o 1
是去.查尔斯先从两颗骰子中随机选出一颗,然后
上J
连抛三次.如果前两次抛出的数字都是6,那么第三

彳赢一支撕解得1x刚:O.0,70
j丁+.Leabharlann Baidu
14 3

‘)


15。10
次抛出的数字还是6的概率是尝,其中P,q是互质

一等小时,所以粉刷完这问房子共用了334分钟.
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