3-2-11校本课程数学竞赛讲义1- 副本(3)

2019-05-18 19:02

8. 设M={1,2,3,…,1995},A是M的子集且满足条件: 当x∈A时,15x?A,则A中元素的个数最多是_______________.

9. (2006年集训试题)设n是正整数,集合M={1,2,…,2n}.求最小的正整数k,使得对于M的任何一个k元子集,其中必有4个互不相同的元素之和等于 10. 设A={a|a=x?y,x,y?Z},

求证:⑴2k?1∈A(k?Z); ⑵4k?2?A (k?Z). 11.(2006年江苏)设集合A??xlog1?3?x???2?,B??x22?????????22a??1?.若A?B??,

?x?a?求实数a的取值范围.

12. 以某些整数为元素的集合P具有下列性质:①P中的元素有正数,有负数;②P中的元素有奇数,有偶数;③-1?P;④若x,y∈P,则x+y∈P试判断实数0和2与集合P的关系.

(B 组)

1. 设S为满足下列条件的有理数的集合:①若a∈S,b∈S,则a+b∈S,

ab?S;②对任一个有理数r,三个关系r∈S,-r∈S,r=0有且仅有一个成立.证明:S是由全体正有理数组成的集合.

S1,S2,S3为非空集合,2.对于1,2,3的任意一个排列i,j,k,若x?Si,y?Sj,则x?y?Sk

(1)证明:三个集合中至少有两个相等.

(2)三个集合中是否可能有两个集无公共元素?

3.已知集合:A?{(x,y)|ax?y?1},B?{(x,y)|x?ay?1},C?{(x,y)|x?y?1}问 (1)当a取何值时,(A?B)?C为含有两个元素的集合? (2)当a取何值时,(A?B)?C为含有三个元素的集合?

224.已知A?(x,y)x?y?4x?4y?7?0,x,y?R,

22??B??(x,y)xy??10,x,y?R?.

⑴请根据自己对点到直线的距离,两条异面直线的距离中 “距离”的认识,给集合A与B的距离定义;

⑵依据⑴中的定义求出A与B的距离.

5.设集合P?{不小于3的正整数},定义P上的函数如下:若n?P,定义f(n)为不是n的约数的最小正整数,例如f(7)?2,f(12)?5.记函数f的值域为M.证明:

19?M,99?M.

6.为了搞好学校的工作,全校各班级一共提了P(P?N?)条建议.已知有些班级提出了相同

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的建议,且任何两个班级都至少有一条建议相同,但没有两个班提出全部相同的建议.求证该校的班级数不多于2P?1个.

【参考答案】

A组

1.解: M?N在xOy平面上的图形关于x轴与y轴均对称,由此M?N的图形面积只要算出在第一象限的图形面积乘以4即得.为此,只要考虑在第一象限的面积就可以了.由题意可得,M?N的图形在第一象限的面积为A=所以选B. 2.解:由M=P,从而

1112??.因此M?N的图形面积为. 2363b?0,a?1,即a?1,b?0,故a?b?1.从而选C. a223. 解:M?N??相当于点(0,b)在椭圆x?2y?3上或它的内部

2b266??1,???b?.故选A.

3224.解: 用[a1a2?ak]p表示k位p进制数,将集合M中的每个数乘以7,得

4M??{a1?73?a2?72?a3?7?a4|ai?T,i?1,2,3,4}?{[a1a2a3a4]7|ai?T,i?1,2,3,4}.

M? 中的最大数为[6666]7?[2400]10.在十进制数中,从2400起从大到小顺序排列的第

2005个数是2400-2004=396.而[396]10?[1104]7将此数除以7,便得M中的数

41104?2?3?4.故选C. 77775.解:A=φ时,有1种可能;A为一元集时,B必须含有其余2元,共有6种可能;A为二元集时,B必须含有另一元.共有12种可能;A为三元集时,B可为其任一子集.共8种可能.故共有1+6+12+8=27个.从而选A.

6.解:被7除余2的数可写为7k+2. 由100≤7k+2≤600.知14≤k≤85. 又若某个k使7k+2能被57整除,则可设7k+2=57n. 即k?57n?27?56n?n?272?8n?n?7.

即n-2应为7的倍数. 设n=7m+2代入,得k=57m+16. ∴14≤57m+16≤85. ∴m=0,1.于是

所求的个数为85-(14-1)-2=70.

7.解:依题意可得A?{x1?x?3},设f(x)?21?x?a,g(x)?x2?2(a?7)x?5

要使A?B,只需f(x),g(x)在(1,3)上的图象均在x轴的下方,则f(1)≤0,f(3)≤0,

g(1)≤0,g(3)≤0,由此可解得结果.

8.解:由于1995=15?133,所以,只要n>133,就有15n>1995.故取出所有大于133而不超过1995的整数. 由于这时己取出了15?9=135, ? 15?133=1995. 故9至133的整数都不能再取,还可取1至8这8个数,即共取出1995—133+8=1870个数, 这说明所求数≥1870.

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另一方面,把k与15k配对,(k不是15的倍数,且1≤k≤133)共得133—8=125对,每对数中至多能取1个数为A的元素,这说明所求数≤1870,综上可知应填1870.

9.解:考虑M的n+2元子集P={n-l,n,n+1,…,2n}.P中任何4个不同元素之和不小于(n-1)+n+( n +1)+( n +2)=4 n +2,所以k≥n +3.将M的元配为n对,Bi=(i,2 n +1-i),1≤i≤n. 对M的任一n+3元子集A,必有三对Bi1,Bi2,Bi3同属于A(i1、I 2、I 3两两不同).又将M的元配为n-1对,C I (i,2n-i),1≤i≤n-1.对M的任一n+3元子集A,必有一对Ci4同属于A,这一对Ci4必与Bi1,Bi2,Bi3中至少一个无公共元素,这4个元素互不相同,且和为2 n +1+2 n =4 n +1,最小的正整数k= n +310.

10.解: ⑴∵k,k?1∈Z且2k?1=k?(k?1),∴2k?1∈A;

⑵假设4k?2?A (k?Z),则存在x,y?Z,使4k?2=x?y即(x?y)(x?y)?2(2k?1) (*) 由于x?y与x?y具有相同的奇偶性,所以(*)式左边有且仅有两种可能:奇数或4的倍数,另一方面,(*)式右边只能被4除余2的数,故(*)式不能成立.由此,

22224k?2?A(k?Z).

11.解:A?x?1?x?3,B?x?x?a??x?3a??0.

??????当a?0时,B??x3a?x?a?0?,由A?B??得a??1;

当a?0时,B?xx?0??,与A?B??不符. 综上所述,a???1,0???0,3?.

当a?0时,B?x0?a?x?3a,由A?B??得0?a?3;

?2?12.解:由④若x,y∈P,则x+y∈P可知,若x∈P,则kx?P (k?N) (1)由①可设x,y∈P,且x>0,y<0,则-yx=|y|x (|y|∈N) 故xy,-yx∈P,由④,0=(-yx)+xy∈P.

(2)2?P.若2∈P,则P中的负数全为偶数,不然的话,当-(2k?1)∈P(k?N)时,-1=(-2k?1)+2k∈P,与③矛盾.于是,由②知P中必有正奇数.设

?2m,2n?1?P (m,n?N),我们取适当正整数q,使 q?|?2m|?2n?1,则负奇数?2qm?(2n?1)?P.前后矛盾

B组

1.证明:设任意的r∈Q,r≠0,由②知r∈S,或-r∈S之一成立.再由①,若∈S,则r?S;若-r∈S,则r?(?r)?(?r)?S.总之,r?S.

取r=1,则1∈S.再由①,2=1+1∈S,3=1+2∈S,?,可知全体正整数都属于S.

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22r2设p,q?S,由①pq?S,又由前证知

p11?pq?,所以∈S.因此,S含有全?S22qqq体正有理数.再由①知,0及全体负有理数不属于S.即S是由全体正有理数组成的集合. 2.证明:(1)若x?Si,y?Sj,则y?x?Sk,(y?x)?y??x?Si,所以每个集合中均有非负元素.

当三个集合中的元素都为零时,命题显然成立.

否则,设S1,S2,S3中的最小正元素为a,不妨设a?S1,设b为S2,S3中最小的非负元素,不妨设b?S2,则b-a∈S3.

若b>0,则0≤b-a<b,与b的取法矛盾.所以b=0.

任取x?S1,因0∈S2,故x-0=x∈S3.所以S1?S3,同理S3?S1. 所以S1=S3.

(2)可能.例如S1=S2={奇数},S3={偶数}显然满足条件,S1和S2与S3都无公共元素. 3.解:(A?B)?C=(A?C)?(B?C).A?C与B?C分别为方程组

(Ⅰ)??ax?y?1?x?ay?1 (Ⅱ)?x2?y2?1 22x?y?1??1?a22a的解集.由(Ⅰ)解得(x,y)=(0,1)=(,);由(Ⅱ)解得 221?a1?a1?a22a(x,y)=(1,0),(,) 221?a1?a(1)使(A?B)?C恰有两个元素的情况只有两种可能:

?2a?2a?0?1???1?a2?1?a2①? ②? 221?a1?a???1?022???1?a?1?a由①解得a=0;由②解得a=1.

故a=0或1时,(A?B)?C恰有两个元素.

2a1?a2(2)使(A?B)?C恰有三个元素的情况是:= 221?a1?a解得a??1?2,故当a??1?2时,(A?B)?C恰有三个元素.

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4.解: (1)设d?P1?A,P2?BminP1P2(即集合A中的点与集合B中的点的距离的最小值),

则称d为A与B的距离.

⑵解法一:∵A中点的集合为圆(x?2)?(y?2)?1,圆心为M(?2,?2),令P(x,y)是双曲线上的任一点,则MP2222?(x?2)2?(y?2)2=x2?y2?4(x?y)?8

2=(x?y)?2xy?4(x?y)+8=(x?y)?4(x?y)?28

22令t?x?y,则MP=t?4t?28?(t?2)?24

2当t??2时,即??xy??10有解,∴MPmin?26∴d?26?1

x?y??2?22解法二:如图,P是双曲线上的任一点, Q为圆(x?2)?(y?2)?1上任一点,圆心为M.显然,PQ?MQ≥MP(当P、Q、M三点共线时取等号)∴d?MPmin?1.

5.解:记n?18!时,由于1,2,??18都是n的约数,故此时f(n)?19.从而19?M. 若存在n?P,使f(n)?99,则对于小于99的正整数k,均有k|n,从而9|n,11|n,但是(9,11)?1,由整数理论中的性质9×11=99是n的一个约数,这是一个矛盾!从而99?M. 6.证明:假设该校共有m个班级,他们的建议分别组成集合A1,A2,?,Am。这些集合中没有两个相同(因为没有两个班级提出全部相同的建议),而任何两个集合都有相同的元素,因此任何一个集合都不是另外一个集合的补集。这样在A1,A2,?,Am中至多有A(所有P条建议所组成的集合)的

第14页

1P?2?2P?1个子集,所以m?2P?1. 2


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