2015年全国数学竞赛试题及答案

温柔似野鬼°
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2020年12月23日 08:41
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2020年12月23日发(作者:薛茂松)


漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
2015年福建省初中数学竞赛
考试时间 2015年3月15日 9∶00-11∶00 满分150分

一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分)。每道小题均给出了代号为A ,B,C,
D的四个选项,其中有且只有一个选项是正确的。请将正确选项的代号填入题后的括号里,< br>不填、多填或错填都得0分)
2a
3
6a
2
a
31

( ) 1.已知
a
,则
8.若
1x3
时,二次函数
y 2x
2
3ax4
的最小值为
23
,则
a
。
q)
的个数是 。 9.已知正整数
p
,
q
满足
p3q2016
,则整数对
(p,


x



2x



x
2

,


10.

x

表示不超过< br>x
的最大整数,则满足条件

的
x
的取值范围
5
x
2
为 。
2
2a
2
1
A.
3
B.
3
C.
32
D.
32

2.将编号为1,2,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子内 ,每个盒子放2个球。
则编号为1,2的小球放入同一个盒子内的概率为( )
A.
2
15
B.
123
5
C.
5
D.
5

3.已知圆
O
是边长 为
63
的正三角形
ABC
的内切圆,圆
O
1
圆O
外切,且与
△ABC
的
CA
边、
CB
边相切 ,则圆
O
1
的面积为( )
A.

B.
2

C.
3

D.
4


4.如图,
P
为等腰三角形
ABC内一点,过
P
分别作三条边
BC
、
CA
、
AB
的垂线,垂足
分别为
D
、
E
、
F
。已知< br>ABAC10
,
BC12
,且
PD∶PE∶PF1∶∶33< br>。则四边形
PDCE
的面积为( )
A.10 B.15 C.
4050
3
D.
3

5.记
S(n )
为非负整数
n
的各个数位上的数字之和,如
S(0)0
,
S(1)1
,
S(1995)199524
。则
S(1)S (2)S(3)LS(2015)
( )
A.
28097
B.
28098
C.
28077
D.
28087

二、填空题(共5小题,每小题7分,共35分)
6.已 知直线
y2x3
与抛物线
y2x
2
3x1
交于< br>A(x
1
,y
1
)
、
B(x
2
,y
2
)
两点,则
1
x1

1
x1

。
1

2

7.如图 ,已知正方形
ABCD
的边长为1,点
E
、
F
分别在边BC
、
CD
上,
且
EAF45
。则
△C EF
的周长为 。


1
三、解答题(共4题,每小题20分,共80分)
11.如图,二次函数
ymx< br>2
nxp
的图像过
A
、
B
、
C
三点,其中
C(1,1)
,点
A
、
B
在
x轴上(
A
在点
O
左侧,
B
在点
O
右侧 ),且
sinBAC
25
5
,
sinABC
55
。
(1)求二次函数的解析式;
(2)求
△ABC
外接圆的半径。












12.已知关 于
x
的方程
x
2
44xn
2
n200< br>有有理数根,求正整数
n
的值。










漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
△ABC
是等腰直角三角形,
CACB
,点
N
在线段
AB
上(与< br>A
、
B
不重合),点
在射线
BA
上,且
N CM45
。求证:
MN
2
AM
2
BN
2< br>。






































1 4.在0与21之间插入
n
个正整数
a
1
,
a
2< br>,…,
a
n
,使其满足
0a
1
a
2La
n
21
。若1,
2,3,…,21这21个正整数都可以表示 为0,
a
1
,
a
2
,…,
a
n
, 21这
n2
个数中某两个数
的差。求
n
的最小值。



































2
13.如图,
M


漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
2015年福建省初中数学竞赛试题参考答案
考试时间 2015年3月15日 9∶00-11∶00 满分150分

一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分)。每 道小题均给出了代号为A,B,C,
D的四个选项,其中有且只有一个选项是正确的。请将正确选项的代 号填入题后的括号里,
不填、多填或错填都得0分)
1.已知
a
31< br>2a
3
6a
2
2
,则
a
2a
2
1

( )
A.
3
B.
3
C.
32
D.
32

【答案】 A
【解答】 由
a
31< br>2
,知
2a31
,
2a13
,
4a
2
4a13
,
2a
2
12a
。
∴
2a
3
6a
2
a
2a
2
1

2a
3
6a
2
a
2a
a
2< br>3a
1
2

12a
2
3a
1< br>2

2a1(31)13
。
2.将编号为1,2 ,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子内,每个盒子放2个球。
则编号为1,2的小球放入同 一个盒子内的概率为( )
A.
2
15
B.
1
5
C.
2
5
D.
3
5

【答案】 B
【解答】 将6个小球分成3堆,每堆 2球,共有下列15种不同的分堆方法(堆与堆之
间不考虑顺序):
(1,2)
,(3,4)
,
(5,6)
;
(1,2)
,
(3,5)< br>,
(4,6)
;
(1,2)
,
(3,6)
,
(4,5)
;
(1,3)
,
(2,4)
,
(5,6);
(1,3)
,
(2,5)
,
(4,6)
;
( 1,3)
,
(2,6)
,
(4,5)
;
(1,4)
,
(2,3)
,
(5,6)
;
(1,4)
,
(2 ,5)
,
(3,6)
;
(1,4)
,
(2,6)
,
(3,5)
;
(1,5)
,
(2,3)
,
(4, 6)
;
(1,5)
,
(2,4)
,
(3,6)
;< br>(1,5)
,
(2,6)
,
(3,4)
;
(1,6 )
,
(2,3)
,
(4,5)
;
(1,6)
,(2,4)
,
(3,5)
;
(1,6)
,
(2,5)< br>,
(3,4)
。
其中,编号为1,2的小球分在同一堆的情形有3种。
∴ 编号为1,2的小球放在同一个盒子内的概率为
31
15

5
。

3.已知圆
O
是边长为
63
的正三角形
ABC< br>的内切圆,圆
O
1
圆
O
外切,且与
△ABC
的
CA
边、
CB
边相切,则圆
O
1
的面积为( )
A.

B.
2

C.
3

D.
4


【答案】 A
【解答】 如图,设圆
O
切
CB
边于
D
,圆
O
1
切
CB
边于
E
,且圆
O
的半径为< br>R
,圆
O
1
的
半径为
r
。
由
△ABC
是边长为
63
的正三角形,知
OC
2
3

3
2
636
,
ROD
13
3

2
633
,
∵ 圆
O
1圆
O
外切,且与
△ABC
的
CA
边、
CB边相切,
∴
O
、
O
1
、
C
三点 共线,
OCD30
,
OC
1
2O
1
E2 r
。
∴
OCOO
1
OC
1
Rr2 r33r6
,
r1
。
(第3题答题图)
∴ 圆
O
1
的面积为

1
2


。
4.如图,
P
为等腰三角形
ABC
内一点,过
P
分 别作三条边
BC
、
CA
、
AB
的垂线,垂足
分别为
D
、
E
、
F
。已知
ABAC10
,< br>BC12
,且
PD∶P∶EP1∶∶F3
。则四边形
3
P DCE
的面积为( )
A.10 B.15 C.
4050
3
D.
3

【答案】 C
【解答】如图,连结
PA
,
PB
,
PC
。
(第4题 图)
易知
S
1
△ABC

2
12848
。又
S
111
△ABC
S
△PBC< br>S
△PCA
S
△PAB

2
BCPD
2
CAPE
2
ABPF

6PD5PE5PF48
,
PD∶PE∶PF1∶∶33
。
∴
PD
4
3
,
PEPF4
。
由
PEPF
,知点
P
在
BAC
的平分线上,
A
、
P
、
D
三点共线。
(第4题答题图)
∴
PC
2
PD
2
DC
2
,
EC
2
PC
2
PE
2
PD
2
DC
2< br>PE
2
(
4
)
2
196
3
6
2
4
2

9
。
3


漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
∴
EC
14
3
。
∴
S
1
四边形PD CE
S
△PDC
S
△PEC

2
PDDC
1
2
PEEC
1
2

4
3
 6
1
2
4
14
3

40
3
。
5.记
S(n)
为非负整数
n
的各个数位上的数字之和,如S(0)0
,
S(1)1
,
S(1995)199524
。则
S(1)S(2)S(3)LS(2015)
( )
A.
28097
B.
28098
C.
28077
D.
28087

【答案】 B
【解答】设
SS(0)S(1)S(2)LS(1999)
。
则
2S(1999)2000
,
S28000
。 又
S(2000)S(2001)S(2002)LS(2009)210(01 2L9)65
,
S(2010)S(2011)S(2012)S(2013 )S(2014)S(2015)34567833
,
∴
S (1)S(2)S(3)LS(2015)28000653328098
。
二、填空题(共5小题,每小题7分,共35分)
6.已知直线
y2x3
与抛物线
y2x
2
3x1
交于
A(x
1
, y
1
)
、
B(x
2
,y
2
)
两点 ,则
1
x1

1
x

。
1

2
1
【答案】
9
5

【解答】由


y2x3
2x3x1
,得
< br>y
2
2x
2
5x20
。 …………… ①
依题意,
x
5
1
,
x
2
为方程①的两根,
x
1
x
2

2
,
x
1
x
2
1
。
5
∴
1
(x)x(
22
1
1
1)x
1
(x
1
)2
2
x

1
x

9
。
1
 1
2
1x(
1
1x)(
2
1)xx
1

2
x(x
1

2
)
1
1

5
5
2
1
7.如图,已知正方形
ABCD
的边 长为1,点
E
、
F
分别在边
BC
、
CD
上 ,且
EAF45
。则
△CEF
的周长为 。
【答案】 2
【解答】如图,在
CD
的延长线上取点
G
,使得
DGBE
,连结
GA
。
则由
ABCD
为正方形,易得
△ABE≌△ADG
。
∴
BAEDA
,
GAEAG
。
∵
EAF45
,
(第7题 图)
∴
GAFGADDAFBAEDAF

90EAF45EAF
。
于是,在
△EAF
与< br>△GAF
中,
AEAG
,
EAFGAF
,
A FAF
。
∴
△EAF≌△GAF
,
EFGF
。
△CEF
的周长
lECEFFC1BEGFFC1GDGDDFFC2
。
(第7题答题图)
8.若
1x3
时,二次函数
y2x
2
3ax4
的最小值为
23
,则
a
。
【答案】 5
【解答】∵
y2x
2
3ax42(x 
3
a)
2
9
4

8
a
2
4
,
1x3
,
∴ 若
3
4
a1,即
a
4
3
时,则当
x1
时,
y
取最小值
63a
。
由
63a23
知,
a
29
3

4
3
,不符合要求。
若
1
34399
4
a3
,即
3
a4
时,则当
x
4
a
时,
y
取最小值

8
a
2< br>4
。由

8
a
2
423
知,
a
2
24
,得
a26
,均不符合要求。
若
3
4
a3
,即
a4
时,则当
x3
时,y
取最小值
229a
。由
229a23
知,
a 5
,
符合要求。
∴
a5
。
9.已知正整数p
,
q
满足
p3q2016
,则整数对
(p,q)
的个数是 。
【答案】 3
【解答】由
p3q 2016
,知
p20163q
,
p201662016q9q。
由
p
,
q
为正整数知,
2016q1214p< br>为整数。
∴
p14x
2
(其中
x
为正整数) 。同理,
q14y
2
(
y
为正整数)。
于是,
x3y12
(
x
,
y
为正整数)。
∴


x9
,

x6

x3

y1

,

y2

。

y3
∴ 满足条件的整数对
(p,q)(1481,141)< br>,或
(1436,144)
,或
(149,149)
。
4


漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
∴ 满足条件的整数对
(p,q)
的个数为3。


x


2x



x
10.

x

表示不超过
x
的最大整数,则满足条件


2


,

的
x


x
5
的取值范围
2
为 。
【答 案】
0x
1
2
或
6x
5
2
【解答】(1)当
x0
时,

x

1
,

2x

1
,


x
2

0
。
∴
x0
时,方程

x



2x




x2


无解。
(2)当
0x
1
2
时,

x



2x

0
,


x
2


0
,等式
x



2x




x< br>2


成立。
(3)当
1
2
2
2
x1
时,

x



2x

1
,


x


0
,等式< br>
x



2x




x


不成立。
(4)当
1x
3
2
时,

x



2x

3。
1x
2

9
4
,


x
2


1
或


x
2


2
。
等式

x


< br>2x




x
2


不 成立。
(5)当
3
2
x2
时,

x



2x

4
。
9
4
x< br>2
4
,


x
2


 2
或


x
2


3
。 等式

x



2x




x
2


不成立。
(6)当
2x
5
2
时,

x



2x

6
,由


x
2


6
知,
6x7
。于是,
6x
5
2
。
综合得,满足条件的
x
的取值范围为
0x
15
2
或< br>6x
2
。
三、解答题(共4题,每小题20分,共80分)
1 1.如图,二次函数
ymx
2
nxp
的图像过
A
、< br>B
、
C
三点,其中
C(1,1)
,点
A
、
B
在
x
轴上(
A
在点
O
左侧,
B
在点
O
右侧),且
sinBAC
25
5
,< br>sinABC
5
5
。
(1)求二次函数的解析式;
(2)求
△ABC
外接圆的半径。

【解答】(1)作
CEx
轴于
E
,则
CE1
。

由
sinBAC
25
5
,
sinABC
55
5
知,
CA
2
,
CB5
。
∴
EA
1
2
,
EB2
。
∴点< br>A
坐标为
(
3
2
,0)
,点
B
坐 标为
(1,0)
。 ……… 5分
设所求二次函数的解析式为
ym( x
3
2
)(x1)
。
将点
C(1,1)
的坐标代入二次函数解析式,得
1m(1
3
2
)(11)
。
∴
m1
,二次函数得解析式为
y(x
3
2
)(x1)
,即
yx
2

13
2
x
2
。 ……… 10分
(2)由(1)知,
AB
5
,< br>AB
2
CA
2
CB
2
2
。
∴
CACB
。 ………………………………… 15分
∴
△ABC
外接圆的半径
R
1
2
AB2
。 ………………………………… 20分
12.已知关于
x
的方程
x
2
44xn
2
n200
有有理数根,求正整数
n
的值。
【解答】∵ 关于
x
的方程
x
2
44xn
2
n200
有有理数根,且
n
为正整数,
∴ < br>△44
2
4(n
2
n20)4n
2
4 n2016
为完全平方数 …………… 5分
设
4n
2
4n2016k
2
(
k
为正整数),
则
(2n 1)
2
2015k
2
,
k
2
(2n1)< br>2
201551331
。
∴
(k2n1)(k2n1)201551331
。 …………… 10分
∵
k2n1
为正整数,
k2n1
为整数,且
k2n1k2n1
,
∴


k 2n12015

k2n1403

k2n1155
k2n165

k2n11
,或

< br>k2n15
,或


k2n113
,或


k2n131
。
……………………… 15分
解得,


k1008
n503
,或

k204

k84

k48
99
,或

n

,或

n35

。

n8
∴ 正整数
n
的值为503或99或35或8。 ………………… 20分
注:
n503
时,方程化为
x
2
44x2535320
,即
(x482)(x526)0
。
5


漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题 漳州正兴学校第一届清北班全国历年竞赛试卷——2015年全国竞赛试题
n99
时,方程化为
x
2
44x99200
,即
(x80)(x 124)0
。
n35
时,方程化为
x
2
44x1 2800
,即
(x20)(x64)0
。
∴
MAM D
,
CDMCAM135
,
MDNCDMNDC90 
。
22
DN
∴
MN
2
DM
2
AM
2
BN
。 …………………… 20分
14.在0与21之间插入
n
个正整数
a1
,
a
2
,…,
a
n
,使其满足
0 a
1
a
2
La
n
21
。
n8< br>时,方程化为
x
2
44x920
,即
(x2)(x 46)0
。

13.如图,
△ABC
是等腰直角三角形,
CACB
,点
N
在线段
AB
上(与
A
、
B
不重合),
若1,2,3,…,21这21个正整数都可以表示为0,
a
1
,
a
2
,…,
a
n
,21这
n2个数中某
两个数的差。求
n
的最小值。
点
M
在射线< br>BA
上,且
NCM45
。求证:
MN
2
AM
2
BN
2
。

【答案】如图,作点
A
关于直线
MC
的对称点
D
,连结
DA
、
DM
、
DC
,
DN
,则
△MDC≌△MAC
。
∵
△ABC
是等腰直角三角形,
CACB
,且
NCM45,

∴
DCNDCMMCAACNDCM45
,
BCNBC ANCA90(45MCA)45MCA45DCM
。
∴
DCNBC
。
N
……………………………… 5分
又
CDCACB
,
CNCN
。
∴
△DCN≌△BC
。
N
…………………… 10分
∴
NDNB
,
CDNCBN45
。
又由
△MDC≌△MAC
,知
CDMCAM180CAB18045135
。
∴
MDNMDCND1C35459
。
0


…………………… 15分
∴
MDDN
。
又
MDMA
,
∴
MN
2
DM
2
DN
2
A
2
M
。
B
2
N< br> …………………… 20分
另解:如图,
△CBN< br>沿
CN
翻折得
△CDN
,则
△DCN≌△BCN
。
∴
CDCBC
,
ADNBN
,
CDNCB N45
,
DCNBCN
。 …… 5分
∵
NCM45
,
∴
DCMDCNMCNB4C5N90AC4

5N
45ACNACM
。 ………………… 10分
又
CDCA
,
CMCM
。
∴
△DCM≌△AC
。
M
…………………… 15分

6
【解答】 ∵
n2
个数至 多可以表示
(n1)n(n1)L21
(n1)(n2)
2个不同的
且为正数的差。
∴ 依题意有,
(n1)(n2)
2< br>21
,即
(n5)(n8)0
。
∴
n5
。 …………… 5分
下面证明
n5
不符合要求。
若
n5
符合要求,则由
n5
时,
(n1)(n2)
2
21
知,由0,
a
1
,
a
2
,
a
3
,
a
4
,
a
5
,21
这7个数两两之差(大数减去 小数)所得的下列21个数:
a
1
,
a
2
,
a3
,
a
4
,
a
5
,21,
a
2
a
1
,
a
3
a
1
,
a4
a
1
,
a
5
a
1
,
2 1a
1
,
a
3
a
2
,
a
4< br>a
2
,
a
5
a
2
,
21a< br>2
,
a
4
a
3
,
a
5
 a
3
,
21a
3
,
a
5
a
4
,
21a
4
,
21a
5
互不相同。于是它们是 1,2,3,…,21的一个排列。……… 10分
记这21个数的和为
S
,则 < br>S(a
1
5a
1
)(2a
2
4a
2
)(3a
3
3a
3
)(4a
4
2a
4
)(5a
5
a
5
)621

4a
1
2a
2
2a
4
4a
5
621
。可见
S
为偶数。
另一方面,
S123L21
2122
2
231
为奇数,与
S
为偶数矛盾。
∴
n5
不符合要求。 …………………… 15分
n6
符合要求。如插入2,5,8,12,19,20。(不唯一)
可以验证:用 0,2,5,8,12,19,20,21这8个数中某两个数的差可以表示1,2,3,…,
21中任 意一个数。
(
12120
,
22119
,
38 5
,
4128
,
550
,
682
,
71912
,
82012
,
92112
,10122
,
11198
,
12208
,
13218
,
14195
,
15205
,
16 215
,
17192
,
18202
,
191 90
,
20200
,
21210
。)
可见
n
的最小值为6。 …………………… 20分

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