2023年全國高中數學聯賽河北省預賽試題及答案

2022-10-17 18:45:07 字數 2395 閱讀 5912

一、填空題(每小題8分,共64分)

1.已知函式,則

答案:提示: 2.設、兩點分別在拋物線和圓上,則的取值範圍是

答案:提示:由於,則只需要考慮的範圍.而

又,故,故的取值範圍為

3.若,則的最大值為

答案:.

提示:因為,所以

所以,即的最大值為

4.已知△為等腰直角三角形,其中為直角,,過點作平面的垂線,使得,在、上分別取點、,則△周長的最小值為 .

答案;.

提示:由題意可知,且與之和為如圖,將側面和側面

分別折起至面和,且與側面位於同乙個平面上.則△周長的最小值即面上兩點、之間的線段長.

由前面的分析可知,

由餘弦定理可得,

所以,△周長的最小值為

5.已知函式,對任意的恆成立,則正實數的取值範圍為 .

答案:提示:由於為奇函式且為增函式,所以等價於

,即 即對任意恆成立.

即所以即

6.已知向量、、滿足,且,若為、的夾角,則的值為 .

答案:提示:由得,所以

又,所以

又,所以,所以的值為

7.現有乙個能容納10個半徑為1的小球的封閉正四面體容器,則該容器稜長最小值為 .

答案:提示:這10個小球成稜錐形來放,第一層1個,第2層3個,第3層6個,即每一條稜是3的小球,於是正四面體的一條稜長就應該是4倍的小球的半徑加上2倍的球心到四面體頂點的距離到稜長上射影的長度,又球心到頂點的距離為3,正四面體的高和稜所成角的余弦值為,故容器稜長的最小值為

8.將10個小球(5個黑球和5個白球)排成一行,從左邊第乙個小球開始向右數小球.無論數幾個小球,黑球的個數總不少於白球個數的概率為 .

答案:提示:方法一如果只有2個小球(1黑1白),那麼黑球的個數總不少於白球個數的概率為;如果只有4個小球(2黑2白),那麼黑球的個數總不少於白球個數的概率為;如果只有6個小球(3黑3白),那麼黑球的個數總數不少於白球個數的概率為;以此類推,可知將10個小球(5黑5白)排成一行,從左邊乙個小球開始向右數小球,無論數幾個小球,黑球的個數不少於白球個數的概率為

方法二直接從10個小球入手分類討論.

二、解答題(第9、10、11、12題各14分,第13、14題各15分)

9.在△中,內角、、對邊的邊長分別是、、,向量

,且滿足.

(1)求△的內角的值;

(2)若,求△的面積.

解 (1)由題意,所以

由正弦定理,可得

整理得.

由餘弦定理可得,又,所以

(2)由可得,

整理得,

當時,,此時,,所以△的面積

當時,上式即為,由正弦定理可得又,解之得,所以△的面積

綜上所述,△的面積

10.已知數列滿足:

(1)求證:數列是等比數列,並求的通項公式;

(2)若,且數列的前項和為,求證:

證 (1)由已知得

因為,所以,兩邊取對數得即

,故為以為首項,為公比的等比數列,即

即(2)方法一由,兩邊取倒數得,所以

,即,故故

方法二由於

則11.設

(1)若對一切恆成立,求的取值範圍;

(2)求證:

解 (1)由得,即.

令,則由得

所以在上單調遞增,在單調遞減.

所以由此得

又時,即為,此時取任意值都成立.

綜上可得

(2)等價於等價於

由(1)知,當時對一切恆成立,即(時取等號).

取,得即證得:

12. 已知:如圖,兩圓交於、兩點,為一條外公切線,切點分別為、.過任意作一條直線分別交兩圓於、,交於點.

求證:平分

證如圖,鏈結、、延長.由、、、共圓有,同理,

又,所以

故、、、四點共圓.

則(弦切角等於圓周角).

同理所以

此即為平分

13.設正數、滿足,求使恆成立的實數的最大值.

解由正數、滿足,知

令不等式等價於

等價於等價於

等價於因為

等號僅當,即時成立,所以實數的最大值為

14.已知橢圓及點,過點作直線與橢圓交於、兩點,過、兩點分別作的切線交於.

(1)求的軌跡方程:

(2)求△的面積的最小值.

解 (1)設、、,則過,有

過,有故直線為,由於直線過點,則有,即

故的軌跡方程為

(2)當直線斜率不存在時,即直線的方程為,此時、、所以

當直線的斜率存在時,設直線,即

聯立消去得

於是有又①②,得到與③聯立,可解得,則

可得 令,則

故在區間上單調遞減,上單調遞增,上單調遞減,又所以

於是,當時,△面積的最小值為

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