2005年全国高中数学联赛(吉林赛区)预赛参考答案
一、选择题
1.D; 2.C ; 3.A; 4.B; 5.D; 6.A
二、填空题
1. ; 2.
; 3.
; 4.
; 5.
6. 当
≥
时,
;当
<
<
时,
三、1.在直角坐标平面中,的两个顶点
的坐标分别为
,
,平面内两点
同时满足下列条件:①
;②
;③
∥
(1)求的顶点
的轨迹方程;
(2)过点的直线
与(1)中轨迹交于
两点,求
的取值范围
解:(1)设
点在线段
的中垂线上
由已知
又∥
又
顶点
的轨迹方程为
(2)设直线方程为:
,
,
由 消去
得:
①
,
而
由方程①知 >
<
<
<
四、若为复数集1≤
≤
,且对
≤
≤
都有
求证:对一切正整数都有
证明:设
易知
即:
……
则
由已知≤
≤
都有
,可得
即
故有零根,不妨设为
,
反复上述方法可得:
故对一切正整数都有
五、求满足的最小正整数
解:设,
,
则
易知,故
由,故可设
由,下证
当时, 上式显然成立
假定时,有
,
则 当时
易知 , 以及
则 ≥
≥
从而使的最小正整数
为
六、一个正方形被剖分为4个正方形,剖分图的边数为12,若一个正方形被剖分为2005个凸多边形,试求剖分图中边数的最大值。
解:由欧拉定理可知,简单多面体的顶点数,面数
,棱数
有关系:
由欧拉定理容易看出,若一个凸多边形被剖分为个凸多边形,则剖分图中的顶点数
,多边形数
,边数
有关系:
(1)
下面在一般的情况下,即正方形被剖分为个凸多边形时,求剖分图中边数的最大值,设剖分图中的顶点数为
,多边形数为
,边数为
(一)先求边数的上界
设原正方形的4个顶点是,若凸多边形的顶点V
则易知
≥
(这里用
表示通过顶点
的边数),于是有
≤
这样的顶点有
个,于是有
个上面的不等式,将它们相加求和,并注意到除去正方形四边的每条边恰是两个凸多边形的边,有
≤
即有 ≥
因为 ≥
,
≥
,
≥
,
≥
,
所以 ≥
(2)
由公式(1),有
,
(3)
将(2)式代入(3)式,并整理有
≤
≤
(4)
(二)构造例子,使边数
过正方形的一边相继作条邻边的平行线,正方形被剖分为
个矩形,
易知,边数
综合两方面,剖分图中边数的最大值为
,所以正方形剖分为
个凸多边形的边数最大值为