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第4届世界数学团体锦标赛少年组试题

2022-05-30

数理天地(初中版) 2022年11期
关键词:绕点对角线木块

(2013.11北京)

团体赛

1.下面的公式可以计算某日是星期几:

S=(x-1)+[x-14]-[x-1100]+[x-1400]+y,

其中,x是年份,y是该年中从元旦起到这一天为止的天数,[x]表示不超过x的最大整数.

若S÷7得到的余数是几,则该天就是星期几.如:余数是0表示星期日,余数是1表示星期一……余数是6表示星期六.

问:2011年11月25日是星期几?(用数字0~6作答)

2.若t=5-14,求16t5-20t3+5t的值.

3.计算:

412013412013+2+422013422013+2+…+420122013420122013+2.

4.在平面直角坐标系xOy中,已知点P和四边形ABCD的顶点坐标如图1所示,若点P绕点A旋转180°得点P1,点P1绕点B旋转180°得点P2,点P2绕点C旋转180°得点P3,点P3绕点D旋转180°得点P4,点P4绕点A旋转180°得点P5……如此继续下去,求点P2013的坐标.

5.若关于x的不等式组3x-a≥05x-b<0的整数解仅有1和2,求满足这个不等式组的有序整数对(a,b)的个数.

6.连接2×3×4的长方体的各顶点,可以组成多少种周长不同的三角形?

7.如图2,⊙O1和⊙O2交于A,B两点,⊙O1的弦AC切⊙O2于A点,⊙O2的弦AD切⊙O1于A点,若△ABC与△ABD的面积之比是3∶4,求⊙O1与⊙O2的半径之比.

8.如图3,O是坐标原点,图3

A是反比例函数y=1x(x>0)的图象上的一点,B是反比例函数y=-4x(x<0)的图象上的一点,求△AOB面积的最小值.

9.将自然数1~10000放在下面的数表中,从中任意选1个数,然后删掉该数所在的行和列中所有的数,称为第1次操作,再从余下的数中任意选1个数,又删掉此数所在的行和列中所有的数,称为第2次操作……如此继续下去,当进行完第100次操作时,求选出的100个数的和.

123…99100

101102103…199200

201202203…299300

………………

980198029803…98999900

990199029903…999910000

10.如图4,△OAB和△BCD都是等边三角形,并且点A(3,3)和点C都在函数y=kx(x>0)的图象上,点B和点D都在x轴上,求点D的坐标.

11.若六位数的数字和为23,并且每个数字都是质数,求满足题意的六位数的个数.

12.如图5,两个相同的扇形内各有一个正方形A和B,若扇形的圆心角是60°,求B和A的面积比.(结果要求最简)

13.如图6,正方形ABCD的边长为4,将它的左下方折起,使D点与AB的中点E重合,得到折痕MN,C点落在F点,EF交BC于点P.求PN的长.

14.点O是图7中的坐标原点,折线ADC将△AOB的面积二等分.已知点A(3,8),D(8,2),C(2,0),求点B的坐标.

15.已知a+b+c=0,a2+b2+c2=3,求a4+b4+c4的值.

16.已知在直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是正整数)与x轴有两个不同的交点A(x1,0),B(x2,0).若|x1|与|x2|都大于1,求abc的最小值.

17.如图8,在梯形ABCD中,∠B=∠C=90°,∠D=60°,AB=1,DC=3,点P在梯形内,求PA>AB且PD>DC的概率.(π取3)

18.如图9,在梯形ABCD中,DA∥CB,∠A=90°,BD平分∠ABC,∠DCB的平分线CE交AB于点E,若AE∶EB=1∶7,BC=7,求梯形ABCD的面积.

19.已知⊙O的半径为7,弦AB的长为10,长为4的弦MN在圆上移动,求四边形AMNB的最大面积.

20.从长为1,2,3,4,5,6的线段中选出不同长度的4条线段,可以组成多少种不同的梯形?(能够完全重合的两个梯形视为同一种梯形)

接力赛

1A.小明和小虎从A地同时出发前往B地,小明的速度比小虎的速度快10%,小明比小虎早10 min到达B地.求小虎从A地到B地用多少分钟.

1B.设前面队友传来的答案是T.

关于x的一元二次方程x2+3nx+2n2=n+1的两个根分别记为an,bn(n是大于1的自然数).

求1(a2-1)(b2-1)+1(a3-1)(b3-1)+…+1(aT-1)(bT-1)的值.

2A.乘积539×422的结果是几位数?

2B.设前面队友传来的答案是T.

0

如图10,已知△ABC的三条边长都是小于T的整数,CD是边AB上的高,并且

AC·CB=AB·CD,

AB+AC=2BC,

求這样的三角形的个数.

3A.定义:横、纵坐标都是整数的点称为整点.

求以原点为圆心,2为半径的圆的内接正方形所覆盖的整点个数的最大值.

3B.设前面队友传来的答案是T.

1

如图11所示的△ABD,△BCD和△ACD的面积分别为9,17和T,求△DEC的面积.

个人赛

1.周长是15,边长是自然数的三角形有几个?(能够完全重合的两个三角形视为同一种三角形)

2.若2x+3y-2z=0,2x-3y+4z=0,求分式(3x-2y)2-(3y-5z)2(3x-2y)(3y-5z)的值.

3.在△ABC中,AB=AC=5+1,∠B=72°,求BC的长.

2

4.如图12,在△ABC中,∠A=30°,∠B=90°,AC=20,P是AC上的动点,PE⊥BC于点E,PF⊥AB于点F, 求矩形BEPF面积的最大值.

3

5.如图13,点E,F在正方形ABCD的边上,并且AE=2ED,DF=2FC,AF交BE于点G.求AG∶GF.(结果化简成最简分数)

6.求方程x2-y2-x-5y+6=0的正整数解(x,y).

7.如图14,有8个木块:2个木块的每个面上写着“”, 2个木块的每个面上写着“”, 2个木块的每个面上写着“”, 2个木块的每个面上写着“”.从这8个木块中取出4个,求组成“”的概率.(结果化简成最简分数)

4

8.关于x的方程|x2-mx|=1恰有3个不同的实数根,求m的值.

5

9.如图15,已知正九边形的边长为1,求两条对角线的长度的差的最大值.

10.将从1开始的100个自然数分成A,B两组,其中30在A组,现将30移入B组,两组数的平均数都比原来大05.问:A组现有多少个数?

11.已知非零实数x和y满足|x|+y=2和|x|y+x3=0,求y的值.

12.已知实数x,y,z满足

2x3=3y3=4z3

32x2+3y2+4z2=2+312+316.

xyz>0①②③

求1x+1y+1z的值.

13.在△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边的长分别是a,b,c,若ab=a+ba+b+c,并且∠A=30°,求∠B的度数.

14.已知a1,a2,…,a30这30个数只能从-2,0,1中取值,如果

a1+a2+…+a30=-18,

(a1-1)2+(a2-1)2+…+(a30-1)2=126.

求:在a1,a2,…,a30中,取值为-2的数有多少个?

15.能表示为两个不同正整数的平方和的数称为“希望数”,如:5和34都是“希望数”,因为5=12+22,34=32+52.

问:在1到100的自然数中,有多少个“希望数”?

16.已知点P在抛物线y=14x2上,且此抛物线与直线y=-12x+6交于A,B两点,若△ABP为直角三角形,求点P的坐标.

参考答案

团体赛

1.答案:星期5.

解:依题意,知道

S=2010+[20104]-[2010100]+[2010400]+329

=2010+502-20+5+329

=2826,

S7=28267=403……5.

所以2011年11月25日是星期5.

2.答案:1.

解法1:16t5-20t3+5t

=t(16t4-20t2+5)

=t[(2t)4-5(2t)2+5]

=5-14·[(2·5-14)4-5(2·5-14)2+5]

=5-14(5+1)=1.

解法2:用公式:

sin 5θ=16sin5θ-20sin3θ+5sin θ.

当θ=18°时,

sin 5θ=sin 90°=1,

sin θ=sin 18°=5-14,

所以,待求式的值=1.

这里,sin18°的值可用以下方法求出:

因为cos 54°=sin 36°,

即4cos318°-3cos 18°=2sin 18°cos 18°,

4sin218°+2sin 18°-1=0,

得sin 18°=5-14.

3.答案:1006.

解:观察原式,每个分数都可以表示成4x4x+2的形式.

考虑由左向右第一项和由右向左第一项的和,由左向右第二项和由右向左第二项的和,一般地,也就是由左向右第k项与由右向左第k项的和,注意到

4x4x+2+41-x41-x+2

=4+2·4x+4+2·41-x4+2·4x+2·41-x+4=1,

所以 原式

=(412013412013+2+420122013420122013+2)+(422013422013+2+420112013420112013+2)

+…+(410062013410062013+2+410072013410072013+2)

=1+1+…+11006个=1006.

4.答案:(4,1).

解:由圖16可知,点A,B,C,D,P的坐标依次是(2,2),(4,0),(1,-2),(-1,0),(0,3).

6

由点P绕点A旋转180°,得点P1,其坐标为(4,1);

由点P1绕点B旋转180°,得点P2,其坐标为(4,-1);

由点P2绕点C旋转180°,得点P3,其坐标为(-2,-3);

由点P3绕点D旋转180°,得点P4,其坐标为(0,3),

显然点P4与点P重合,

于是有点P5与点P1重合,

点P6与点P2重合,

点P7与点P3重合,

点P8与点P重合,

……

又2013÷4=503……1,

所以点P2013的坐标与点P1的坐标相同,即为(4,1).

5.答案:15.

7

解:由不等式组

3x-a≥05x-b<0,

得a3≤x

又不等式组3x-a≥05x-b<0的整数解仅有1和2,可在数轴上表示出这个不等式组的解,如图17.

由图不难看出0

2

由①,得0

所以a=1,2,3.

由②,得10

所以b=11,12,13,14,15.

由上可知,满足题意的a的整数值有3个, b的整数值有5个,所以满足这个不等式组的有序整数对(a,b)的个数是

3×5=15.

6.答案:7.

解:用字母标注长方体的各顶点,如图18.图18

因为长方体的长、宽、高分别为2,3,4, 根据勾股定理可求得

三条面对角线的长分别为

22+32=13,

32+42=5,

22+42=25,

体对角线的长为

22+32+42=29.

可分以下三种情况分析:

(1)由长方体的两条棱和一条面对角线可组成3种周长不同的三角形,如:

△ABE的周长 L=3+4+5=12,

△ADE的周长L=2+4+25=6+25,

△ABC的周长L=2+3+13=5+13.

(2)由长方体的一条棱、一条面对角线和一条体对角线也可组成3种周长不同的三角形,如:

△ACE的周长 L=4+13+29,

△AFD的周长L=2+5+29=7+29,

△ABG的周长L=3+25+29.

(3)由长方体的三条面对角线只能组成1种三角形,如:

△ACF的周长 L=5+25+13.

综上,一共可组成7种周长不同的三角形.

7.答案:32.

9

解:设⊙O1与⊙O2的半径分别为R1和R2,从A点分别作两圆的直径AE和AF,连接CE和DF,如图19.

因为AD和AC分别切⊙O1和⊙O2于点A,

所以AE⊥AD,AF⊥AC,

则∠EAD=∠FAC=90°,

由弦切角定理知

∠1=∠ACB,∠2=∠ADB,

所以△ABC∽△DBA.

因为AE,AF分别是⊙O1与⊙O2的直径,

所以∠ACE=∠ADF=90°,

又∠EAC=90°-∠CAD=∠FAD,

所以△ACE∽ △ADF,

于是AC∶AD=AE∶AF

=(2R1)∶(2R2)

=R1∶R2,

又S△ABC∶S△ABD=AC2∶AD2,

所以S△ABC∶S△ABD=R21 ∶R22 .

又因為S△ABC∶S△ABD=3∶4,

故R1∶R2=32.

0

8.答案:2.

解:从点A作AA1⊥x轴于点A1,从点B作BB1⊥x轴于点B1,如图20.

用S1,S2,S3,S4依次表示△OAA1,△OBB1,△OAB和梯形AA1B1B的面积.

由反比例函数的性质,可知

S1=12xA·yA=12,

S2=12xB·yB=2,

则S3=S4-S1-S2.

设OA1=a(a>0),OB1=b(b>0),则

AA1=1a,BB1=|-4b|=4b.

所以S3=12(1a+4b)(a+b)-12-2

=12(1+4+ba+4ab)-52

=12(ba+4ab)

=12·(b2+4a2-4ab)+4abab

=12·(b-2a)2ab+2.

因为a>0,b>0,

所以,当(b-2a)2=0,即b=2a时,△OAB的面积最小,最小值是2.

9.答案:500050.

解:观察题设数表中数的特点,可将题设数表中的数表示成以下两个数表中在同一位置的两数之和,即

123…99100

123…99100

123…99100

………………

123…99100

123…99100

000…00

100100100…100100

200200200…200200

………………

980098009800…98009800

990099009900…99009900

因为选出的100个数既不在同一行,也不在同一列,所以它们的和是

(1+2+…+100)+(0+100+…+9900)

=500050.

10.答案:(26,0).

1

解:因为点A(3,3)在函数y=kx(x>0)的图象上,所以点A的坐标满足函数式,

于是3=k3,

解得k=33.

分别从点A,C作x轴的垂线,垂足分别为E,F,如图21.

易知OE=3,AE=3.

设BF=a, 则CF=3a,

所以点C的坐标为(23+a,3a).

由点C在函数y=33x(x>0)的图象上,知点C的坐标满足函数式,即

3a(23+a)=33,

解得a1=6-3,

a2=-3-6(舍去),

所以点D的横坐标为

23+2a=23+2(6-3)=26.

故点D的坐标为(26,0).

11.答案:300.

解:因为小于10的质数有2,3,5,7,并且6个质数的和是23,所以6个质数中至少有一个是2,则另外5个质数的数字和是21.

以下分两种情况:

(1)如果5个数字中含有7,因为不可能有3个7,所以可能的情形是:

7,7,3,2,2,2,这时一共有6!3!·2!=60(种);

7,5,5,2,2,2,这时一共有6!3!·2!=60(种);

7,5,3,3,3,2,这时一共有6!3!=120(种).

(2)如果5个数字中不含7, 则可能的情形只能是:

5,5,5,3,3,2,这时一共有6!3!·2!=60(种).

故这样的六位数一共有

60+60+60+120=300(个).

12.答案:8-333.

解:设正方形A和B的边长分别是a和b,扇形的半径是r.

2

如图22,在Rt△OMN中,

MN=a,∠MON=60°,

所以ON=MN÷tan 60°=33a.

由勾股定理,得

r2=a2+(a+33a)2=7+233a2.

3

如图23,在等边三角形△OPQ中,PQ=b,∠POQ=60°,所以

OK=OQ·sin 60°=32b.

由勾股定理,得

r2=(12b)2+(b+32b)2

=(2+3)b2.

故正方形B和A的面积比是

b2a2=7+2332+3=8-333.

13.答案:56.

解:设AM=m,MD=4-m.参照原题图6,在Rt△AME中,由勾股定理得

ME2=AE2+AM2,

又MD=ME,

所以(4-m)2=22+m2,

解得m=32.

由折叠条件知

∠MEP=∠D=90°,

于是∠AEM+∠BEP=90°.

又∠BEP+∠BPE=90°,

所以∠AEM=∠BPE.

又∠A=∠B=90°,

所以Rt△AEM∽Rt△BPE,

于是AEAM=BPBE,①

由①,得2m=BP2,

從而BP=4m=83.

在Rt△EBP中,

EP2=BE2+BP2=22+(83)2

=1009,

所以EP=103,

于是PF=EF-EP

=DC-EP

=4-103

=23.

因为∠BPE=∠FPN,

∠B=∠PFN=90°,

所以Rt△BPE∽Rt△FPN,

于是BPPE=FPPN,②

由②,得83103=23PN,

故PN=2×53×4=56.

4

14.答案:(312,0).

解法1:连接AC,作DE∥AC,DE交x轴于点E,如图24.

由DE∥AC,

得S△ADE=S△CDE.

设直线AC的方程为

y=kACx+b,

则kAC=8-03-2=8,

因为DE∥AC,

所以kDE=kAC=8,

于是直线DE的方程为

y=8x-62.

令y=0,得

E点的横坐标是314,

由题设条件知点E是OB的中点,所以

xB=2xE=2×314=312.

故点B的坐标是(312,0).

解法2:分别从点A和点D作OB的垂线,垂足分别为点A′和D′,如图25.可知

S四边形OADC=S△OAA′+S梯形ADD′A′-S△CDD′

=12×3×8+12×(2+8)×(8-3)

-12×(8-2)×2

=12+25-6

5

=31.

设点B的坐标为(b,0),由

S四边形OADC=12S△AOB

知S△AOB=2×31=62.

又因为S△AOB=12·b·8,

所以12·b·8=62.

解得b=312.

故点B的坐标是(312,0).

15.答案:92.

解:由a+b+c=0,a2+b2+c2=3,得

a+b=-c,(a+b)2=(-c)2=c2,

于是2ab=c2-(a2+b2)

=c2-(3-c2)

=2c2-3,

所以ab=c2-32.

a2b2=(c2-32)2=c4-3c2+94,①

同理,得b2c2=a4-3a2+94,②

c2a2=b4-3b2+94,③

又a4+b4+c4

=(a2+b2+b2)2-2(a2b2+b2c2+c2a2),④

将①、②、③及a2+b2+c2=3一起代入到④中,则得

a4+b4+c4

=32-2[a4+b4+c4-3(a2+b2+c2)+274]

=9-2(a4+b4+c4)+2×3×3-272

=272-2(a4+b4+c4),

解得a4+b4+c4=92.

16.答案:25.

解:由题意知,x1,x2是方程ax2+bx+c=0的两个根,根据韦达定理,有

x1+x2=-ba<0

x1x2=ca>0,

所以x1<0,x2<0.

因为抛物线与x轴有两个不同的交点,

所以Δ=b2-4ac>0.

又因为b是正整数,所以

b>2ac.①

因为|x1|与|x2|都大于1,

所以x1<-1,x2<-1.

于是ca=x1x2>1,

得c>a.②

因为a≥1>0,故抛物线开口向上,且当x=-1时,y=a-b+c>0,即

a+c>b.

又因为a,b,c是正整数,所以

a+c≥b+1,

由①,得a+c>2ac+1,

(a-c)2>1.

由②,得c-a>1.

即c>a+1.

所以c>(a+1)2≥4.

于是c≥5.

又b>2ac≥21×5>4,

所以b≥5.

当a=1,b=c=5时,abc取得最小值,故

abcmin=25.图26

17.答案:24-11324.

解:从点A作AE⊥DC于点E,如图26.

易知EC=AB=1,

于是DE=DC-EC

=3-1

=2.

已知∠D=60°,

∠E=90°,

所以∠DAE=30°,

AD=2DE=4.

在AD上截取AF=AB=1,则DF=3.

以A为圆心,1为半径画FB,又以D为圆心,3为半径画FC,则在已知的梯形内,扇形ABF和扇形DFC以外的部分的点可以满足PA>AB及PD>DC,所以待求的概率是

S阴影S梯形ABCD=S梯形ABCD-S扇形BAF-S扇形FDCS梯形ABCD

=1-1S梯形ABCD(13·π·12+16·π·32)

=1-116π·112(1+3)·23

=72-113π72

=24-11324.

18.答案:22.

解法1:延长DA,CE,交于点F,如图27.

7

因为DA∥CB,

可得AFCB=AEEB=17,

因为BC=7,

所以AF=AEEB·CB=1.

因为DA∥CB,

所以∠F=∠2,

因为CE平分∠DCB,

所以∠1=∠2,

于是∠F=∠1,

所以DC=DF=DA+AF.①

又作DG⊥CB于點G.因为DB平分∠ABC,由角平分线的性质,得

AD=DG.

又因为∠DAB=∠ABC=∠DGB=90°,

所以,四边形ABGD是正方形.

设AD=DG=x,则由①,得

DC=DA+AF=1+x,

CG=CB-GB=7-x.

在Rt△CDG中,

CD2=CG2+DG2,

即(1+x)2=(7-x)2+x2.

整理,得x2-16x+48=0

解得x=4或x=12(12>7,舍去)

所以梯形ABCD的面积为

12(7+x)·x=22.

8

解法2:从点D作DG⊥BC于点G.如图28.因为∠A=90°,BD平分∠ABC,由角平分线的性质,得

DA=DG,

又因为DA∥CB,

所以,四边形ABGD是正方形.

延长BA,CD交于点F.设AE=x,则

EB=7x,AB=AD=BG=DG=8x.

由AD∥BC,得

△FAD∽△DGC,

所以FADG=DACG,

于是FA=DACG·DG=DA·DGCB-GB

=8x·8x7-8x=64x27-8x.

因为CE平分∠BCD,由角平分线的性质定理,得

CFCB=EFBE,

则CF=EFBE·BC=7(x+64x27-8x)7x

=56x+77-8x.

在Rt△FBC中,由勾股定理,得

BC2+BF2=CF2,

即49+(64x27-8x+8x)2=(56x+77-8x)2,

整理,得4x2-8x+3=0,

解得x=12或x=32

(此时FA=64x27-8x<0,舍去).

所以梯形ABCD的面积为

12(7+8x)·8x=22.

19.答案:215+146.图29

解:在优弧上取点P,分别连接OA,OP,OM,ON,OB,并作弦PA=MN,再连接PN和PB,如图29.

因为S四边形AMNB=S△AOM+S△MON+S△NOB+S△BOA,

由弦AB和MN是定长,可知S△MON和S△BOA是定值,所以要使S四边形AMNB最大,只需使

S△AOM+S△NOB①

最大.

由PA=MN,可知

∠MON=∠POA,

∠MOA=∠NOP,

S△AOM=S△NOP,

于是,①可以写成

S△NOP+S△NOB,②

所以,要使①最大,就是使②最大.注意到S△POB是定值,并且

②+S△POB=S△PNB,

所以,使②最大,就是要使S△PNB最大,此时,点N应当是弦PB的中垂线与⊙O的交点,于是必有

∠BON=∠NOP=∠MOA,

由①的对称性可知,必有MN∥AB,

此时,S四边形AMNB最大,这个值是

S=12(MN+AB)hMN与AB之距

=12(4+10)(72-22+72-52)

=215+146.

20.答案:28.

解:設梯形上底长为a,下底长为b,两腰的长分别是c和d,过上底的右顶点作左腰的平行线,则长为c,d,(b-a)的三条线段能构成三角形,如图30.

0

不妨设a

(1)当a=6时,长为6的线段最长,它不能作为梯形的上底,所以没有满足条件的梯形.

(2)当a=5时,因为b>a,所以若b=6,则b-a=1,其他4条线段是1,2,3,4.易知1和这4条线段中的任意2条都不能构成三角形,所以没有满足条件的梯形.

(3)当a=4时,因为b>a,所以

若b=5,则b-a=1,其他4条线段是1,2,3,6.易知1和这4条线段中的任意2条都不能构成三角形.

若b=6,则b-a=2,其他4条线段是1,2,3,5,于是c和d可以选1和2,或2和3.

满足条件的梯形有2种.

(4)当a=3时,因为b>a,所以

若b=4,则b-a=1,其他4条线段是1,2,5,6.易知1和这4条线段中的任意2条都不能构成三角形.

若b=5,则b-a=2,其他4条线段是1,2,4,6,于是c和d可以选1和2.

若b=6,则b-a=3,其他4条线段是1,2,4,5,于是c和d可以选2和4,或4和5.

满足条件的梯形有3种.

(5)当a=2时,因为b>a,所以

若b=3,则b-a=1,其他4条线段是1,4,5,6.易知1和这4条线段中的任意2条都不能构成三角形.

若b=4,则b-a=2,其他4条线段是1,3,5,6,于是c和d可以选5和6.

若b=5,则b-a=3,其他4条线段是1,3,4,6,于是c和d可以选1和3,或3和4,或4和6.

若b=6,则b-a=4,其他4条线段是1,3,4,5,于是c和d可以选1和4,或3和4,或3和5,或4和5.

满足条件的梯形有8种.

(6)当a=1时,因为b>a,所以

若b=2,则b-a=1,其他4条线段是3,4,5,6.易知1和这4条线段中的任意2条都不能构成三角形.

若b=3,则b-a=2,其他4条线段是2,4,5,6,于是c和d可以选4和5,或5和6.

若b=4,则b-a=3,其他4条线段是2,3,5,6,于是c和d可以选2和3,或3和5,或5和6.

若b=5,则b-a=4,其他4条线段是2,3,4,6,于是c和d可以选2和3,或2和4,或3和4,或3和6,或4和6.

若b=6,则b-a=5,其他4条线段是2,3,4,5,于是c和d可以选2和4,或2和5,或3和4,或3和5,或4和5.

满足条件的梯形有15种.

综上,满足条件的梯形有

2+3+8+15=28(种).

接力赛

1A.答案:110.

解:设小虎的速度为v m/min,他从A地到B地用t min,则小明的速度为v(1+10%)m/min,他从A地到B地用(t-10)min.

根据两人所走过的路程相等,列方程得

v(1+10%)·(t-10)=vt,

整理,得v(1.1t-11)=vt,

由于v≠0,所以上式两边同除以v,得

1.1t-11=t,解得t=110,

因此,小虎从A地到B地用110 min.

1B.答案:109444.

解:将方程x2+3nx+2n2=n+1化为标准形式,得

x2+3nx+(2n2-n-1)=0,

由根与系数的关系,得

an+bn=-3n,

an·bn=2n2-n-1,

所以  (an-1)(bn-1)

=anbn-(an+bn)+1

=(2n2-n-1)-(-3n)+1

=2n2+2n

=2n(n+1),

于是1(an-1)(bn-1)

=12n(n+1)=12(1n-1n+1),

所以  1(a2-1)(b2-1)+1(a3-1)(b3-1)+…+1(aT-1)(bT-1)

=12[(12-13)+(13-14)+…+(1T-1T+1)]

=12(12-13+13-14+…+1T-1T+1)

=12(12-1T+1).

由前一位队友传来的答案T=110,得

1(a2-1)(b2-1)+1(a3-1)(b3-1)

+…+1(aT-1)(bT-1)

=12(12-1T+1)

=12(12-1111)

=109444.

2A.答案:41.

解:539×422=539×244

=(539×239)×25

=1039×32.

因为1039是39位数(1后面,有39个0),所以,乘积539×422的位数是39+2=41.

2B.答案:8.

解:参照原题图1,因为

S△ABC=12AC·BC·sin∠ACB

=12AB·CD,①

已知AC·BC=AB·CD,②

由①、②,得sin∠ACB=1,

所以∠ACB=90°.

在Rt△ABC中,

BC2=AB2-AC2

=(AB+AC)(AB-AC),③

由題设知AB+AC=2BC,④

由③、④,得BC2=2BC·(AB-AC),

所以BC=2(AB-AC).⑤

联立④、⑤,解得

AB=54BC, AC=34BC,

所以AB∶BC∶AC=5∶4∶3.

设AB=5k,则

BC=4k,AC=3k,

由△ABC的三条边长都是小于T的整数,知3k,4k,5k都是正整数,又因为3,4,5互质,所以

k是正整数,

由△ABC的三条边长都是小于T的整数,得

1≤5k

又由前一位队友传来的答案,知T=41,

所以15≤k<415,

故正整数k的取值是1,2,3,4,5,6,7,8,共8个,

于是△ABC的三条边长的取值有8种,

因此,满足题意的三角形共有8个.

3A.答案:13.

解:以原点为圆心,2为半径的圆的内部(含圆上的点)共有13个整点,如图31.

在图4中,以原点为圆心,2为半径的圆的内接正方形所覆盖的整点个数是13,

所以以原点为圆心,2为半径的圆的内接正方形所覆盖的整点个数的最大值是13.

1

3B.答案:8.5.

解:设S△DEC=x,则

S△BCE=S△BCD-S△DEC=17-x,①

S△AED=S△ACD-S△DEC=T-x,②

于是S△ABE=S△ABD-S△AED

=9-(T-x)

=9-T+x,③

由等高三角形的面积比等于底边的比,知

S△ABES△BCE=AEEC=S△AEDS△DEC,④

将①、②、③代入④,得

9-T+x17-x=T-xx,

化简,得26x=17T,

由前一位队友传来的答案,知T=13,

所以26x=17×13,

解得x=8.5,

即S△DEC=8.5.

个人赛

1.答案:7.

解:设m,n,p是三角形的三边长,且m≤n≤p,则

m+n+p=15.

m5341234

n5657654

p5667777

故以m,n,p为边长的三角形有7个.

2.答案:3328.

解法1:由2x+3y-2z=02x-3y+4z=0,可用x表示y和z,得

y=z=-2x,

于是  (3x-2y)2-(3y-5z)2(3x-2y)(3y-5z)

=3x-2y3y-5z-3y-5z3x-2y

=3x-2(-2x)3(-2x)-5(-2x)-3(-2x)-5(-2x)3x-2(-2x)

=7x4x-4x7x

=3328.

解法2:由 2x+3y-2z=02x-3y+4z=0,①②

①+②,得4x+2z=0,

即x=-12z,

①-②,得6y-6z=0,

即y=z,

于是3x-2y=-32z-2z=-72z,

3y-5z=3z-5z=-2z,

从而(3x-2y)2-(3y-5z)2(3x-2y)(3y-5z)

=(-72z)2-(-2z)2(-72z)(-2z)=3328.

3.答案:2.

2

解:如图32,作BP平分∠ABC,交AC于点P,则

∠1=∠2=12∠ABC=36°.

又由AB=AC,∠ABC=72°,

知∠A=180°-2∠ABC=36°,

所以△ABC∽△BPC,

则ACBC=BCPC,

即BC2=AC·PC,

所以BC2=AC(AC-AP).①

注意到由∠1=∠A,知

AP=PB=BC.

设BC为x,则由①得

x2=(5+1)(5+1)-x,

即x2-(5+1)x-(5+1)2=0,

解得x=2或x=-3-5(舍去).

4.答案:253.

解:参照原题图1,因为

∠B=90°,∠A=30°,AC=20,

所以BC=12AC=10,

AB=AC2-BC2=202-102=103.

设BE=FP=x.因为∠B=90°,PF⊥AB,所以

△AFP∽△ABC,

所以AFFP=ABBC=10310=3,

则AF=3x,

BF=103-3x,

于是 S矩形BEPF=BE·BF

=x·(103-3x)

=-3x2+103x

=-3(x-5)2+253

≤253,(当x=5时,取等号)

故矩形BEPF的面积最大为253.

5.答案:67.

3

解:如图33,分别延长BE和CD,交于点P.

设正方形ABCD的边长为3,则

AE=DF=2,DE=1.

由∠EDP=∠C=90°,知

Rt△PED∽Rt△PBC,

于是PDPC=EDBC,

即PDPD+DC=13,

亦即PDPD+3=13,

解得PD=1.5.

由AB∥PC,∠AGB=∠FGP,知

△ABG∽△FPG,

于是AGFG=ABFP

=ABPD+DF

=31.5+2

=67.

6.答案:(6,4)或(1,1).

解:经过配方,原方程即

(x-12)2-(y+52)2+12=0,

亦即(x+y+2)(x-y-3)=-12.

因为x,y都是正整数,

所以x+y+2≥4.

又因为-12=12×(-1)

=6×(-2)

=4×(-3),

于是可得下表:

x+y+21264

x-y-3-1-2-3

x62.51

y41.51

由上表知方程x2-y2-x-5y+6=0的正整数解是(6,4)或(1,1).

7.答案:835.

解:因为从8个木块中取出1个,有8种取法;从剩下的7个中取1个,有7种方法;从剩下的6个中取1个,有6种取法;从剩下的5个中取1个,有5种取法,所以从8个木块中取4个,取法共有

8×7×6×5=1680(种).

因为从8个木块中任意取出1个,有8种取法;从剩下的7个中取出1个不同于第一次的,有6种方法;从剩下的6个中取1个不同于前两次的,有4种取法;从剩下的5个中取1个不同于前三次的,有2种取法,所以从8个木块中取出4个,可组成的情形,共

8×6×4×2=384(种).

故从8个木块中取出4个木块,可组成的概率是

3841680=1670=835.

8.答案:±2.

解:方程x2-mx=1

即x2-mx=1,①

或x2-mx=-1.②

显然,不存在同时满足①和②的x,所以①和②没有相同的根.

对于①,有Δ1=m2+4>0,

所以①有2个不等的实数根.

又因为方程x2-mx=1有3个不同的实数根,所以②只能有2个相等的实数根,于是

Δ2=m2-4=0,

所以m=±2.

9.答案:1.

4

解:如图34,AE是最长的对角线,BD是最短的对角线.

作BM⊥AE于M,DN⊥AE于N.

因为正九边形的一个内角

∠BCD=180°-360°÷9

= 140°,

所以  ∠CBD=∠CDB=(180°-140°)÷2

=20°.

由轴对称性知BD∥AE,

则∠ABM=140°-90°-20°=30°,

在Rt△ABM中AM=12,

同理,在Rt△DNE中

NE=12DE=12,

故正九边形的对角线的差的最大值是

AE-BD=AM+NE=1.

10.答案:70.

解:设原来A組中有m(m>1)个数,平均数是a;则原来B组中有(100-m)个数,平均数是b.这100个数的和是

am+b(100-m)=1+2+3+…+100

=5050.①

将30从A组移入B组,则此时A组数的平均数是am-30m-1,B组数的平均数是

b(100-m)+30100-m+1.

因为两组数的平均数都比原来大05,

所以am-30m-1-a=0.5

b(100-m)+30100-m+1-b=0.5,

化简得a=0.5m+29.5b=0.5m-20.5,②③

将②和③代入①,解得

m=71,

所以,现在A组中的数有

71-1=70(个).

11.答案:1.

解法1:由|x|+y=2,得

y=2-|x|,①

将①代入到|x|y+x3=0,得

x3-x2+2|x|=0.②

(1)当x>0时,②式即

x3-x2+2x=0,

亦即x(x2-x+2)=0,

因為x>0,

所以x2-x+2=0,

因为Δ=(-1)2-4×2=-7<0,

所以此方程无实根.

(2)当x<0时,②式即

x3-x2-2x=0,

亦即x(x2-x-2)=0,

于是x2-x-2=0,

解得x=-1或x=2(舍),

于是y=2-|x|=2-1=1.

解法2:由|x|+y=2,得

y=2-|x|,①

由|x|y+x3=0,得

y=-x3|x|.②

5

分别作出这两个函数的图象,如图35,于是两个函数的图象的交点的纵坐标就是所求的y的值.

解得y=1.

12.答案:12.

解:设2x3=3y3=4z3=m,则

②式的等号左侧

32x2+3y2+4z2=3mx+my+mz,

②式的等号右侧

2+312+316=34(3mx3+3my3+3mz3),

所以3mx+my+mz

=34(3mx3+3my3+3mz3),

即3m·31x+1y+1z

=3m[34(1x+1y+1z)],

31x+1y+1z=34(1x+1y+1z).

于是1x+1y+1z=4(1x+1y+1z)3,

得(1x+1y+1z)[4(1x+1y+1z)2-1]=0,

因为xyz>0,

所以1x+1y+1z≠0

故得1x+1y+1z=12.

13.答案:60°.

解:因为ab=a+ba+b+c,

所以由合比定理得

ab=-a-b=a+b-aa+b+c-b=ba+c.(*)

延长CB至D,使BD=AB,连接AD,如图36,于是有

CD=CB+BD图36

=a+c.

所以(*)式即

BCAC=ACDC,

又因为在△ABC与△DAC中,∠C为公共角,所以

△ABC∽△DAC,

于是∠BAC=∠D.

因为∠BAD=∠D,

所以∠ABC=∠D+∠BAD

=2∠D

=2∠BAC.

由题设∠BAC=30°,得

∠ABC=2×∠BAC=60°.

14.答案:13.

解:设有x个-2,y个0,z个1,则由题设可得

x+y+z=30-2x+0·y+1·z=-18(a21+a22+…+a230)-2(a1+a2+…+a30)+30=126,①②③

其中②即2x-z=18,④

③即x·(-2)2+y·02+z·12-2·(-18)=96,

亦即4x+z=60,⑤

解x+y+z=302x-z=184x+z=60,①④⑤

得x=13y=9z=8.

所以在a1,a2,…,a30中,取值为-2的有13个.

15.答案:29.

解法1:不超过100的正整数的平方数有:1,4,9,16,25,36,49,64,81,100.所以“希望数”应当是从这10个数中取2个的和,且这个和不大于100,有以下情形:

从1,4,…,36,49中任取两个数,它们的和都小于100,有7×6÷2=21个满足条件的数.

64与1,4,…,36分别相加,得到6个满足条件的数.

81与1,4,9,16分别相加,得到4个满足条件的数.

其中,有65和85都被多算了一次:

65=12+82,且65=42+72,

85=22+92,且85=62+72,

所以满足条件的数共有:

21+6+4-2=29(个).

解法2:分别列出1,2,3,…,9的平方,再将不同的平方数分别相加:

序数

平方

平方

序数

123456789

149162536496481

11

245

391013

416172025

52526293441

6363740455261

749505358657485

8646568738089100

98182859097

如上表,知符合条件的数有

8+7+6+4+3+1=29(个).

16.答案:(-2,1)或(14,49).

解:由y=14x2

y=-12x+6,

解得x=4y=4 或x=-6y=9.

不妨令A点、B点的坐标分别是(4,4),(-6,9).设点P的坐标为(x,y).

由△ABP是直角三角形,知点A,B,P都可能是直角顶点.下面分类讨论:

(1)若∠BPA=90°,则

AP2+BP2=AB2,

即 (x-4)2+(y-4)2+(x+6)2+(y-9)2

=(4+6)2+(4-9)2,

将之与y=14x2联立方程组,解得

x=-2y=1.

(2)若∠ABP=90°,则

AB2+BP2=AP2,

即 (4+6)2+(4-9)2+(-6-x)2+(9-y)2

=(4-x)2+(4-y)2,

将之与y=14x2联立方程组,解得

x=14y=49.

(3)若∠PAB=90°,则

PA2+AB2=PB2,

即(x-4)2+(y-4)2+(4+6)2+(4-9)2

=(x+6)2+(y-9)2,

将之与y=14x2联立方程组,解得

x=4y=4(舍去).

故点P的坐标是(-2,1)或(14,49).

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