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题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
D
D
A
A
B
题号
7
8
9
10
答案
4 4 4
全部为零
10 10 10
每行仍严格递增
逐题解析
第 1 题
题目
以 2 \sqrt2 2 和 1 − 2 3 1-\sqrt[3]{2} 1 − 3 2 为两根的有理系数多项式的次数最小为( )
A. 2 2 2
B. 3 3 3
C. 5 5 5
D. 6 6 6
解答
2 \sqrt2 2 的有理数域最小多项式为 x 2 − 2 x^2-2 x 2 − 2 ;1 − 2 3 1-\sqrt[3]2 1 − 3 2 的最小多项式为 ( 1 − x ) 3 − 2 (1-x)^3-2 ( 1 − x ) 3 − 2 ,后者经平移与不可约的 x 3 − 2 x^3-2 x 3 − 2 等价。两个不可约多项式次数不同,互素,所以所求多项式必须被它们的乘积整除,次数至少为 5 5 5 ;取乘积即可,选 C。
第 2 题
题目
在 6 × 6 6\times6 6 × 6 的表中停放 3 3 3 辆完全相同的红色车和 3 3 3 辆完全相同的黑色车,每一行每一列只有一辆车,每辆车只占一格,共有( )种停放方法。
A. 720 720 720
B. 20 20 20
C. 518400 518400 518400
D. 14400 14400 14400
解答
先选每行车辆所在列,即一个 6 6 6 元排列,共 6 ! 6! 6 ! 种;再从六辆车中选三辆标红,共 ( 6 3 ) \binom63 ( 3 6 ) 种。乘积为 14400 14400 14400 ,选 D。
第 3 题
题目
已知 x 2 = 2 y + 5 x^2=2y+5 x 2 = 2 y + 5 ,y 2 = 2 x + 5 y^2=2x+5 y 2 = 2 x + 5 (x ≠ y x\ne y x = y ),则 x 3 − 2 x 2 y 2 + y 3 x^3-2x^2y^2+y^3 x 3 − 2 x 2 y 2 + y 3 的值为( )
A. − 10 -10 − 10
B. − 12 -12 − 12
C. − 14 -14 − 14
D. − 16 -16 − 16
解答
两方程相减并利用 x ≠ y x\ne y x = y ,得到 x + y = − 2 x+y=-2 x + y = − 2 。两式相加得 x 2 + y 2 = 6 x^2+y^2=6 x 2 + y 2 = 6 ,从而 x y = − 1 xy=-1 x y = − 1 。故 x 3 + y 3 = ( x + y ) 3 − 3 x y ( x + y ) = − 14 x^3+y^3=(x+y)^3-3xy(x+y)=-14 x 3 + y 3 = ( x + y ) 3 − 3 x y ( x + y ) = − 14 ,再减去 2 x 2 y 2 = 2 2x^2y^2=2 2 x 2 y 2 = 2 ,答案是 − 16 -16 − 16 ,选 D。
第 4 题
题目
在数列 { a n } \{a_n\} { a n } 中,a 1 = 1 a_1=1 a 1 = 1 ,S n + 1 = 4 a n + 2 S_{n+1}=4a_n+2 S n + 1 = 4 a n + 2 (n ≥ 1 n\geq1 n ≥ 1 ),则 a 2013 a_{2013} a 2013 值为( )
A. 3019 × 2 2012 3019\times2^{2012} 3019 × 2 2012
B. 3019 × 2 2013 3019\times2^{2013} 3019 × 2 2013
C. 3018 × 2 2012 3018\times2^{2012} 3018 × 2 2012
D. 无法确定
解答
由 S 2 = 6 S_2=6 S 2 = 6 得 a 2 = 5 a_2=5 a 2 = 5 。相邻条件相减给出 a n + 1 = 4 a n − 4 a n − 1 a_{n+1}=4a_n-4a_{n-1} a n + 1 = 4 a n − 4 a n − 1 (n ≥ 2 n\ge2 n ≥ 2 )。令 b n = a n / 2 n − 1 b_n=a_n/2^{n-1} b n = a n / 2 n − 1 ,则 b n + 1 − b n = b n − b n − 1 b_{n+1}-b_n=b_n-b_{n-1} b n + 1 − b n = b n − b n − 1 ,而 b 1 = 1 , b 2 = 5 / 2 b_1=1,b_2=5/2 b 1 = 1 , b 2 = 5/2 。所以
a n = ( 1 + 3 2 ( n − 1 ) ) 2 n − 1 , a 2013 = 3019 ⋅ 2 2012 . a_n=\left(1+\frac32(n-1)\right)2^{n-1},\qquad
a_{2013}=3019\cdot2^{2012}. a n = ( 1 + 2 3 ( n − 1 ) ) 2 n − 1 , a 2013 = 3019 ⋅ 2 2012 .
选 A。
第 5 题
题目
在 △ A B C \triangle ABC △ A B C 中,D D D 为 B C BC B C 中点,D M DM D M 平分 ∠ A D B \angle ADB ∠ A D B 交 A B AB A B 于点 M M M ,D N DN D N 平分 ∠ A D C \angle ADC ∠ A D C 交 A C AC A C 于点 N N N ,则 B M + C N BM+CN B M + C N 与 M N MN M N 的关系为( )
A. B M + C N > M N BM+CN>MN B M + C N > M N
B. B M + C N < M N BM+CN<MN B M + C N < M N
C. B M + C N = M N BM+CN=MN B M + C N = M N
D. 无法确定
解答
角平分线定理给出 A M / M B = A D / D B AM/MB=AD/DB A M / M B = A D / D B 、A N / N C = A D / D C AN/NC=AD/DC A N / N C = A D / D C 。因 D B = D C DB=DC D B = D C ,两比相等,故 M N ∥ B C MN\parallel BC M N ∥ B C 。设 t = D B / A D > 0 t=DB/AD>0 t = D B / A D > 0 ,则 B M = t A B / ( 1 + t ) BM=tAB/(1+t) B M = t A B / ( 1 + t ) 、C N = t A C / ( 1 + t ) CN=tAC/(1+t) C N = t A C / ( 1 + t ) 、M N = B C / ( 1 + t ) MN=BC/(1+t) M N = B C / ( 1 + t ) 。又 B C = 2 D B = 2 t A D BC=2DB=2tAD B C = 2 D B = 2 t A D ,由向量恒等式 A B → + A C → = 2 A D → \overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}=2\overrightarrow{AD} A B + A C = 2 A D 及严格三角不等式得 A B + A C > 2 A D AB+AC>2AD A B + A C > 2 A D 。因此 B M + C N > M N BM+CN>MN B M + C N > M N ,选 A。
第 6 题
题目
模长都为 1 1 1 的复数 A , B , C A,B,C A , B , C 满足 A + B + C ≠ 0 A+B+C\ne0 A + B + C = 0 ,则 B C + A C + A B A + B + C \dfrac{BC+AC+AB}{A+B+C} A + B + C B C + A C + A B 的模长为( )
A. − 1 2 -\dfrac12 − 2 1
B. 1 1 1
C. 2 2 2
D. 无法确定
解答
因为 ∣ A ∣ = ∣ B ∣ = ∣ C ∣ = 1 |A|=|B|=|C|=1 ∣ A ∣ = ∣ B ∣ = ∣ C ∣ = 1 ,有 A B + B C + C A = A B C ( A ˉ + B ˉ + C ˉ ) AB+BC+CA=ABC(\bar A+\bar B+\bar C) A B + B C + C A = A B C ( A ˉ + B ˉ + C ˉ ) 。故该比值的模为 ∣ A B C ∣ ⋅ ∣ A + B + C ‾ ∣ / ∣ A + B + C ∣ = 1 |ABC|\cdot|\overline{A+B+C}|/|A+B+C|=1 ∣ A B C ∣ ⋅ ∣ A + B + C ∣/∣ A + B + C ∣ = 1 ,选 B。
第 7 题
题目
最多能找多少个两两不相等的正整数,使其中任意三个数之和为质数?并证明你的结论。
解答
若有五个或更多数,按模 3 3 3 分类:若某一类至少有三个,它们之和为大于 3 3 3 的 3 3 3 的倍数;若每类至多两个,五个数必涉及全部三类,各取一个仍得到大于 3 3 3 的 3 3 3 的倍数。两种情形都违反要求。因此至多四个。
集合 { 1 , 3 , 7 , 9 } \{1,3,7,9\} { 1 , 3 , 7 , 9 } 的四个三元和分别为 11 , 13 , 17 , 19 11,13,17,19 11 , 13 , 17 , 19 ,全为质数,故最大数目为 4 4 4 。
第 8 题
题目
已知 a 1 + a 2 + a 3 + ⋯ + a 2013 = 0 a_1+a_2+a_3+\cdots+a_{2013}=0 a 1 + a 2 + a 3 + ⋯ + a 2013 = 0 ,且
∣ a 1 − 2 a 2 ∣ = ∣ a 2 − 2 a 3 ∣ = ⋯ = ∣ a 2013 − 2 a 1 ∣ . \lvert a_1-2a_2\rvert=\lvert a_2-2a_3\rvert=\cdots=\lvert a_{2013}-2a_1\rvert. ∣ a 1 − 2 a 2 ∣ = ∣ a 2 − 2 a 3 ∣ = ⋯ = ∣ a 2013 − 2 a 1 ∣ .
证明:a 1 = a 2 = a 3 = ⋯ = a 2013 = 0 a_1=a_2=a_3=\cdots=a_{2013}=0 a 1 = a 2 = a 3 = ⋯ = a 2013 = 0 。
解答
设各绝对值的共同值为 t ≥ 0 t\ge0 t ≥ 0 。若 t > 0 t>0 t > 0 ,每个 a i − 2 a i + 1 a_i-2a_{i+1} a i − 2 a i + 1 都等于 t t t 或 − t -t − t 。它们的和为 − ∑ a i = 0 -\sum a_i=0 − ∑ a i = 0 ,但奇数 2013 2013 2013 个 ± t \pm t ± t 不可能和为零,矛盾。故 t = 0 t=0 t = 0 ,于是 a i = 2 a i + 1 a_i=2a_{i+1} a i = 2 a i + 1 循环相乘或反复代入得 a 1 = 2 2013 a 1 a_1=2^{2013}a_1 a 1 = 2 2013 a 1 ,从而全部为零。
第 9 题
题目
对于任意 θ \theta θ ,求 32 cos 6 θ − cos 6 θ − 6 cos 4 θ − 15 cos 2 θ 32\cos^6\theta-\cos6\theta-6\cos4\theta-15\cos2\theta 32 cos 6 θ − cos 6 θ − 6 cos 4 θ − 15 cos 2 θ 的值。
解答
将 cos 2 θ = ( 1 + cos 2 θ ) / 2 \cos^2\theta=(1+\cos2\theta)/2 cos 2 θ = ( 1 + cos 2 θ ) /2 连续使用,或展开 ( e i θ + e − i θ ) 6 (e^{i\theta}+e^{-i\theta})^6 ( e i θ + e − i θ ) 6 的实部,可得
32 cos 6 θ = 10 + 15 cos 2 θ + 6 cos 4 θ + cos 6 θ . 32\cos^6\theta=10+15\cos2\theta+6\cos4\theta+\cos6\theta. 32 cos 6 θ = 10 + 15 cos 2 θ + 6 cos 4 θ + cos 6 θ .
代入后所求恒为 10 10 10 。
第 10 题
题目
已知有 m ⋅ n m\cdot n m ⋅ n 个实数,排列成 m × n m\times n m × n 阶数阵,记作 { a i j } m × n \{a_{ij}\}_{m\times n} { a ij } m × n ,使得数阵中的每一行从左到右都是严格递增的,即当 j 1 < j 2 j_1<j_2 j 1 < j 2 时,都有 a i j 1 < a i j 2 a_{ij_1}<a_{ij_2} a i j 1 < a i j 2 。现将每一列原有的各数按从上到下非降序排列,得到新数阵 { a i j ′ } m × n \{a'_{ij}\}_{m\times n} { a ij ′ } m × n ,即当 i 1 < i 2 i_1<i_2 i 1 < i 2 时,都有 a i 1 j ′ ≤ a i 2 j ′ a'_{i_1j}\le a'_{i_2j} a i 1 j ′ ≤ a i 2 j ′ 。试判断新数阵中每一行的 n n n 个数的大小关系,并说明理由。
解答
题面校注:不同列中允许重复数,所以“每列递增排列”须理解为非降序排列;调整后各行仍然严格递增。
只比较任意两列 j < k j<k j < k 。原阵每行满足 a i k > a i j a_{ik}>a_{ij} a ik > a ij ,令 δ = min i ( a i k − a i j ) > 0 \delta=\min_i(a_{ik}-a_{ij})>0 δ = min i ( a ik − a ij ) > 0 。将这两列分别排序,任意第 r r r 小的右列数至少是第 r r r 小的左列数加 δ \delta δ :否则右列至少有 r r r 个数小于左列第 r r r 小值加 δ \delta δ ,其各自同行左列数均小于左列第 r r r 小值,产生至少 r r r 个这样的左列数,矛盾。因此 a r k ′ ≥ a r j ′ + δ > a r j ′ a'_{rk}\ge a'_{rj}+\delta>a'_{rj} a r k ′ ≥ a r j ′ + δ > a r j ′ ,逐行严格递增。