全国初中数学竞赛 - 1998~2012 - 试题集锦(附解答)(7)

2019-08-31 16:55

所以a≥2. 又因为b+c=-3a+2≤-4,且当a=2,b=-3,c=-1时,满足 题意,故b+c的最大值为-4.

三、解答题(共4题,每小题15分,满分60分) 11.如图所示,已知AB是⊙O的直径,BC是⊙O

A 的切线,OC平行于弦AD,过点D作DE⊥AB于点

E,连结AC,与DE交于点P. 问EP与PD是否相

D 等?证明你的结论.

E P 解:DP=PE. 证明如下:

因为AB是⊙O的直径,BC是切线,

O 所以AB⊥BC.

由Rt△AEP∽Rt△ABC,得

EPAE? . ① ??(6分) BCAB又AD∥OC,所以∠DAE=∠COB,于是Rt△AED∽Rt△OBC.

B (第11题图) C EDAEAE2AE ② ??(12分) ???BCOB1ABAB2由①,②得 ED=2EP.

所以 DP=PE. ??(15分)

12.某人租用一辆汽车由A城前往B城,沿途可能经过的城市以及通过两城市之间所需的时间(单位:小时)如图所示. 若汽车行驶的平均速度为80千米/小时,而汽车每行驶1千米需要的平均费用为1.2元. 试指出此人从A城出发到B城的最短路线(要有推理过程),并求出所需费用最少为多少元?

解:从A城出发到达B城的路线分成如下两类:

(1)从A城出发到达B城,经过O城. 因为从A城到O城所需最短时间为26小时,从O城到B城所需最短时间为22小时. 所以,此类路线所需 最短时间为26+22=48(小时). ??(5分)

(2)从A城出发到达B城,不经过O城. 这时从A城到达B城,必定经过C,D,E城或F,G,H城,所需时间至少为49小

时. ??(10分)

6 综上,从A城到达B城所需的最短时D 17 间为48 小时,所走的路线为:

14 A→F→O→E→B. ??(12分) 13 所需的费用最少为:

10 80×48×1.2=4608(元)?(14分) 12 答:此人从A城到B城最短路线是A→

15 11 F→O→E→B,所需的费用最少为4608

元 ??(15分)

) (第12题图5 7 13B.如图所示,在△ABC中,∠ACB=90°.

18 CEAOFB9 第31页 G H

CD2?BD2AD?BD?(1)当点D在斜边AB内部时,求证:. 2BCAB(2)当点D与点A重合时,第(1)小题中的等式是否存在?请说明理由.

(3)当点D在BA的延长线上时,第(1)小题中的等式是否存在?请说明理由. 解:(1)作DE⊥BC,垂足为E. 由勾股定理得

222222C CD?BD?(CE?DE)?(BE?DE)

22E ?CE?BE?(CE?BE)BC.CD2?BD2CE?BECEBE???所以 .

BCBCBCBC2因为DE∥AC,所以

B D A CEADBEBD?,?. BCABBCABCD2?BD2ADBDAD?BD???故 . ??(10分) 2ABABABBC(2)当点D与点A重合时,第(1)小题中的等式仍然成立。此时有

AD=0,CD=AC,BD=AB.

CD2?BD2AC2?AB2?BC2????1, 所以 222BCBCBCAD?BD?AB???1.

ABAB从而第(1)小题中的等式成立. ??(13分)

(3)当点D在BA的延长线上时,第(1)小题中的等式不成立. 作DE⊥BC,交BC的延长线于点E,则

2222E CD?BDCE?BE?BC2BC2

CE?BE2CE????1?,BCBCC AD?BD?AB???1, 而

ABABB A D CD2?BD2AD?BD?所以 . ??(15分) 2ABBC〖说明〗第(3)小题只要回答等式不成立即可(不成立的理由表述不甚清

者不扣分).

14B.已知实数a,b,c满足:a+b+c=2,abc=4.

(1)求a,b,c中的最大者的最小值;

第32页

(2)求a?b?c的最小值.

解:(1)不妨设a是a,b,c中的最大者,即a≥b,a≥c,由题设知a>0, 且b+c=2-a,bc?4. a2于是b,c是一元二次方程x?(2?a)x?4?0的两实根, a4??(2?a)2?4?≥0,

aa3?4a2?4a?16≥0,(a2?4)(a?4)≥0. 所以a≥4. ??(8分)

又当a=4,b=c=-1时,满足题意.

故a,b,c中最大者的最小值为4. ??(10分) (2)因为abc>0,所以a,b,c为全大于0或一正二负.

1) 若a,b,c均大于0,则由(1)知,a,b,c中的最大者不小于4,这与a+b+c=2矛

盾.

2)若a,b,c为或一正二负,设a>0,b<0,c<0,则

a?b?c?a?b?c?a?(2?a)?2a?2,

由(1)知a≥4,故2a-2≥6,当a=4,b=c=-1时,满足题设条件且使得不等式等号成立。故a?b?c的最小值为6. ??(15分)

13A.如图所示,⊙O的直径的长是关于x的二次方程x?2(k?2)x?k?0(k是整数)的最大整数根. P是⊙O外一点,过点P作⊙O的切线PA和割线PBC,其中A为切点,点B,C是直线PBC与⊙O的交点. 若PA,PB,PC的长都是正整数,且PB的长不是合数,求

2PA2?PB2?PC2的值.

解:设方程x?2(k?2)x?k?0的两个根 为x1,x2,x1≤x2.由根与系数的关系得

2 A x1?x2?4?2k, ①

P B O C x1x2?k. ②

由题设及①知,x1,x2都是整数. 从①,②消去k,得

(第13A图) 2x1x2?x1?x2?4,

第33页

(2x1?1)(2x2?1)?9.

由上式知,x2?4,且当k=0时,x2?4,故最大的整数根为4. 于是⊙O的直径为4,所以BC≤4.

因为BC=PC-PB为正整数,所以BC=1,2,3或4. ??(6分) 连结AB,AC,因为∠PAB=∠PCA,所以PAB∽△PCA,

PAPC?。 PBPA故 PA2?PB(PB?BC) ③ ??(10分) (1)当BC=1时,由③得,PA?PB?PB,于是

22PB2?PA2?(PB?1)2,矛盾!

(2)当BC=2时,由③得,PA?PB?2PB,于是

22PB2?PA2?(PB?1)2,矛盾!

22(3)当BC=3时,由③得,PA?PB?3PB,于是

(PA?PB)(PA?PB)?3PB,

由于PB不是合数,结合PA?PB?PA?PB,故只可能

?PA?PB?1,??PA?PB?3PB,?PA?PB?3,?PA?PB?PB, ???PA?PB?PB,?PA?PB?3,?PA?2,解得 ?

PB?1.?222此时 PA?PB?PC?21.

(4)当BC=4,由③得,PA?PB?4PB,于是

22(PB?1)2?PB2?4PB?PA2?(PB?2)2,矛盾.

综上所述

PA2?PB2?PC2?21. ??(15分)

14A.沿着圆周放着一些数,如果有依次相连的4个数a,b,c,d满足不等式(a?d)(b?c)>0,

第34页

那么就可以交换b,c的位置,这称为一次操作.

(1)若圆周上依次放着数1,2,3,4,5,6,问:是否能经过有限次操作后,对圆周上任意依次相连的4个数a,b,c,d,都有(a?d)(b?c)≤0?请说明理由.

(2)若圆周上从小到大按顺时针方向依次放着2003个正整数1,2,?,2003,问:是否能经过有限次操作后,对圆周上任意依次相连的4个数a,b,c,d,都有(a?d)(b?c)≤0?请说明理由.

解:(1)答案是肯定的. 具体操作如下: 1 1 1 6 2 6 3 6 (3-5)(2-4)>0 (1-4)(2-3)>0 交换2,4 交换2,3 5 3 5 5 2 4 4 2

1 1 4 4

6 6

(3-6)(2-5)>0 (1-2)(3-4)>0

交换2,5 交换3,4 ??(5分)

5 2P . ??(7分)3 (2)答案是肯定的. 考虑这2003个数的相邻两数乘积之和为3 2 5 3 4 开始时,P0=1×2+2×3+3×4+?+2002×2003+2003×1,经过k(k≥0)次操作后,这2003个数的相邻两数乘积之和为Pk,此时若圆周上依次相连的4个数a,b,c,d满足不等式(a?d)(b?c)>0,即ab+cd>ac+bd,交换b,c的位置后,这2003个数的相邻两数乘积之和为Pk?1,有

Pk?1?Pk?(ac?cb?bd)?(ab?bc?cd)?ac?bd?ab?cd?0.

所以Pk?1?Pk??1,即每一次操作,相邻两数乘积的和至少减少1,由于相邻两数乘积总大于0,故经过有限次操作后,对任意依次相连的4个数a,b,c,d,一定有

(a?d)(b?c)≤0. ?

第35页


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