2014年全国高中数学联赛试题及答案

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2014年全国高中数学联赛(B 卷)

一、填空题(每小题8分,共64分,)

1.

函数

x

x x f 3245)(---=的值域是 .

2. 已知函数x x a y sin )3cos (2-=的最小值为3-,则实数a 的取值范围是 .

3.

双曲线122

=-y x

的右半支与直线100=x 围成的区域内部(不含边界)整点(纵横坐标均为整数的点)

的个数是 .

4.

已知}{n a 是公差不为0的等差数列,}{n b 是等比数列,其中352211

3,,1,3b a b a b a ====,且

存在常数βα,使得对每一个正整数n 都有βα+=n n b a log ,则=+βα .

5. 函数

)1,0(23)(2≠>-+=a a a a x f x x 在区间]1,1[-∈x 上的最大值为8,则它在这个区间上的

最小值是 .

6.

两人轮流投掷骰子,每人每次投掷两颗,第一个使两颗骰子点数和大于6者为胜,否则轮由另一人投掷.先投掷

人的获胜概率是 .

7.

正三棱柱

111C B A ABC -的

9条棱长都相等,

P 是1CC 的中点,二面角α

=--11B P A B ,则

=αsin .

8.

方程

2010=++z y x 满足z y x ≤≤的正整数解(x ,y ,z )的个数是 .

二、解答题(本题满分56分) 9. (16分)已知函数

)0()(23≠+++=a d cx bx ax x f ,当10≤≤x 时,1)(≤'x f ,试求a 的最大值.

10.(20分)已知抛物线

x y 62=上的两个动点1122(,)(,)A x y B x y 和,其中21x x ≠且421=+x x .线段AB

的垂直平分线与x 轴交于点C ,求ABC ?面积的最大值.

11.(20分)证明:方程

02523=-+x x 恰有一个实数根r ,且存在唯一的严格递增正整数数列}{n a ,使得

+++=3215

2

a a a r r r .

5. 4

1- 提示:令,y a x

=则原函数化为23)(2-+=y y y g ,)(y g 在3(,+)2-∞上是递增的.

当10

<

211max 1

()32822

g y a a a a ---=+-=?=?=

, 所以

4

1

2213)21()(2min -=-?+=y g ;

1>a 时,],[1a a y -∈,

2823)(2max =?=-+=a a a y g ,

所以

4

1

2232)(12min -

=-?+=--y g . 综上

)(x f 在]1,1[-∈x 上的最小值为4

1-

. 6.

1217 提示:同时投掷两颗骰子点数和大于6的概率为12

73621=,从而先投掷人的获胜概率为 +?+?+127)125(127)125(127421712

144

251112

7=

-?=.

7.

4

提示:解法一:如图,以

AB 所在直线为x 轴,线段AB 中点O 为原点,OC 所在直线为y 轴,建立空间

直角坐标系.设正三棱柱的棱长为2,则)1,3,0(),2,0,1(),

2,0,1(),0,0,1(11P A B B -,从而,

)1,3,1(),0,0,2(),1,3,1(),2,0,2(1111--=-=-=-=B A B .

设分别与平面

P

BA 1、平面

P

A B 11垂直的向量是

),,(111z y x m =、),,(222z y x =,则

????

?=++-=?=+-=?,03,

022111111z y x z x BA m ????

?=-+-=?=-=?,

03,

022221211z y x P B n x A B 由此可设

)

3,1,0(),1,0,1(==,所以

cos m n m n α

?=?,即

2cos cos

4

αα

=?=.

所以

4

10

sin=

α.

解法二:如图,PB

PA

PC

PC=

=

1

1

, .

设B

A

1

与1

AB交于点,O则

1111

,,

OA OB OA OB A B AB

==⊥ .

11

,,

PA PB PO AB

=⊥

因为所以从而⊥

1

AB平面B

PA

1

.

过O在平面B

PA

1

上作P

A

OE

1

⊥,垂足为E.

连结E

B

1

,则EO

B

1

∠为二面角

1

1

B

P

A

B-

-的平面角.设2

1

=

AA,则易求得

3

,2

,5

1

1

1

=

=

=

=

=PO

O

B

O

A

PA

PB.

在直角O

PA

1

?中,OE

P

A

PO

O

A?

=

?

1

1

,即

5

6

,

5

3

2=

?

=

?OE

OE.

5

5

4

5

6

2

,22

2

1

1

1

=

+

=

+

=

=OE

O

B

E

B

O

B.

4

10

5

5

4

2

sin

sin

1

1

1

=

=

=

=

E

B

O

B

EO

B

α.

8. 336675 提示:首先易知2010

=

+

+z

y

x的正整数解的个数为1004

2009

2

2009

?

=

C.

把2010

=

+

+z

y

x满足z

y

x≤

≤的正整数解分为三类:

(1)z

y

x,

,均相等的正整数解的个数显然为1;

(2)z

y

x,

,中有且仅有2个相等的正整数解的个数,易知为1003;

(3)设z

y

x,

,两两均不相等的正整数解为k.

易知

1004

2009

6

1003

3

1?

=

+

?

+k,

所以

O

E

P

C1

B1

A1

C

B

A

110033*********-?-?=k

200410052006123200910052006-?=-?+-?=,

3356713343351003=-?=k .

从而满足

z y x ≤≤的正整数解的个数为

33667533567110031=++.

9. 解法一:

,23)(2

c bx ax x f ++='由 ??????

?++='++='='c

b a f

c b a f c f 23)1(,43)2

1(,)0( 得 )2

1(4)1(2)0(23f f f a '-'+'=.

所以

)2

1

(4)1(2)0(23f f f a '-'+'=

)2

1

(4)1(2)0(2f f f '+'+'≤

8≤,

所以38≤

a . 又易知当m x x x x f ++-=23438)((m 为常数)满足题设条件,所以a 最大值为3

8. 解法二:c bx ax x f ++='23)(2. 设1)()(+'=x f x g ,则当10≤≤x 时,2)(0≤≤x g .

设 12-=x z

,则11,2

1

≤≤-+=

z z x . 14

322343)21()(2++++++=+=c b a

z b a z a z g z h .

容易知道当

11≤≤-z 时,

2

)(0,2)(0≤-≤≤≤z h z h . 从而当

1

1≤≤-z 时,

22

)

()(0≤-+≤

z h z h , 即

214

34302≤++++≤

c b a z a , 从而 0143≥+++c b a ,2432≤z a ,由 102≤≤z 知3

8

≤a . 又易知当m x x x x f ++-=23438)((m 为常数)满足题设条件,所以a 最大值为3

8. 10. 解法一:设线段

AB 的中点为),(00y x M ,则 2

,222

1

0210y y y x x x +==+=

0122

1221212123

66

6y y y y y y y x x y y k AB =

+=--=--=

.

线段

AB 的垂直平分线的方程是

)2(3

0--

=-x y y y . (1) 易知0,5==y x 是(1)的一个解,所以线段AB 的垂直平分线与x 轴的交点C 为定点,且点C 坐标为)0,5(.

由(1)知直线

AB 的方程为)2(3

0-=

-x y y y ,即 2)(3

00

+-=

y y y x . (2) (2)代入

x y 62=得12)(2002+-=y y y y ,即

012222

002=-+-y y y y . (3)

依题意,

21,y y 是方程(3)的两个实根,且21y y ≠,所以

22200044(212)4480y y y ?=--=-+>,

32320<<-y .

2

21221)()(y y x x AB -+-=

2212

0))()3

(

1(y y y -+=

]4))[(91(2122120

y y y y y -++=

))122(44)(9

1(2

02020--+=y y y

)12)(9(3

22

020y y -+=

. 定点)0,5(C 到线段AB 的距离

2

2029)0()25(y y CM h

+=-+-==.

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