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101建國中學二招

101建國中學二招

想問填充1、3、4及全部計算題

101.7.5版主補充
將題目轉正,方便網友閱讀

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101建國中學二招.pdf (766.67 KB)

2012-7-5 19:34, 下載次數: 11346

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回復 1# larson 的帖子

填充 3
若\(x\)的101次方程式\(x^{101}-202x^{101}+a_{99}x^{99}+\ldots+a_1x+a_0=0\)有101個正實根,對於所有可能的方程式,試求\(\displaystyle \sum_{k=0}^{99}|\;a_k|\;\)的最大值為   
[解答]
紙老虎,看起來嚇人的題目而已

令 \( x_{k}, k=1,2,3,\ldots,101 \) 是 101 個正根

多項式 \( \prod(x-x_{i}) \) 展開的係數正負相間。\( x=-1 \) 代入,每項皆負,取絕對值得

\(\displaystyle \prod(x_{i}+1)=\sum_{k=0}^{101}|a_{k}|\Rightarrow\sum_{k=0}^{99}|a_{k}|=\prod(x_{i}+1)-203 \)

由算幾不等式得 \(\displaystyle \sqrt[101]{\prod(x_{i}+1)}\leq\frac{\sum x_{i}}{101}+1=3 \)

所以當 \( x_{i}=2 \) 時,\(\displaystyle \sum_{k=0}^{99}|a_{k}| 有最大值 3^{101}-203 \)

填充 4. 考慮 \( n \) 個數的情況,反正 \( 96 \) 和  \( n \) 沒什麼差別

令 \( c_{n} \) 是 \( n \)  個數的情況排法數

如果 \( n \) 在 \( a_{n} \) 的位置,就有 \( c_{n-1} \) 種排列

如果 \( n \) 在楚河漢界 \( a_{i} \),那其它任選邊站,再按大小序排好即可,但不可全部在前,否則 \( i=n \) 不合

所以 \( c_n=c_{n-1}+2^{n-1}-1 \)

又 \( c_{2}=1 \), \( c_{3}=4 \Rightarrow c_{n}=1+(2^{2}-1)+(2^3-1)+\ldots+(2^{n-1}-)=2^{n}-(n+1) \)

故所求為 \( 2^{96} -97 \)
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"cn
n  的排法數

如果 n 在 a_{n} 的位置,就有 c_{n-1} 種排列"
前面這兩句話看不懂!

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回復 1# larson 的帖子

前幾天正好在寫,給點計算題的提示好了

計算 1.
已知銳角\(\triangle ABC\)的外接圓半徑為\(R\),且\(\overline{AB}=c=1\),\(\overline{BC}=a\),\(\overline{CA}=b\),\(\angle BAC=\theta\),則:
(1)證明正弦定理:\(\displaystyle \frac{a}{sin\theta}=2R\)。
(2)若\(b\le cos\theta+\sqrt{3}sin\theta\),證明:以\(A\)、\(B\)、\(C\)為圓心,1為半徑的3個圓能覆蓋\(\triangle ABC\)。
[解答]
\( P \in \triangle ABC \), 且 \( \triangle ABC \) 為銳角三形,則 \( \min\{\overline{PA},\overline{PB},\overline{PC}\} \) 在外心的位置在最大值 \( R \)

所以只要證 \( R\leq 1\)

計算 2.
已知四面體\(ABCD\),\(H_a,H_b,H_c,H_d\)分別是\(\triangle BCD,\triangle ACD,\triangle ABD,\triangle ABC\)的垂心,試問:\(\overline{AH_a}\)、\(\overline{BH_b}\)、\(\overline{CH_c}\)、\(\overline{DH_d}\)四直線相交於一點的充分必要條件是什麼?並證明之。
[解答]
充要條件為 \( \overleftrightarrow{AH_{a}}\perp E_{BCD} \), \( \overleftrightarrow{BH_{b}}\perp E_{ACD} \), \( \overleftrightarrow{CH_{c}}\perp E_{ABD} \), \( \overleftrightarrow{DH_{d}}\perp E_{ABC} \)

三垂線定理及其逆定理

計算 3.
已知正數\(a,b,c\)滿足:\(5c-3a\le b\le 4c-a\),\(clnb\ge a+clnc\),求\(\displaystyle \frac{b}{a}\)的範圍。
[解答]
\(\displaystyle x=\frac{a}{c} \), \( y=\frac{b}{c} \), \( \frac{b}{a}=\frac{y}{x} \) 是 \( (x,y) \) 和 原點 \( (0,0) \) 連線的斜率
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自己解的填充5和6
有錯請不吝指正

另想請教填充1,2,7,8

5.
設函數\(f(x)=-x^3+3x+2\)分別在\(x_1\)、\(x_2\)處取得極小值、極大值。在\(xy\)平面上點\(A\)、\(B\)的座標分別為\((x_1,f(x_1))\)、\((x_2,f(x_2))\),該平面上動點\(P\)滿足\(\vec{PA}\cdot \vec{PB}=4\),點\(Q\)是點\(P\)關於直線\(y=2(x-4)\)的對稱點,求動點\(Q\)的軌跡方程為   
[解答]
∵\( f(x)=-x^3+3x+2 \Rightarrow f'(x)=-3x^2+3=0 \Rightarrow x=\pm 1 \)
令\( A(-1,0) \),\( B(1,4) \),\( P(x,y) \)
∴\( \vec{PA} \cdot \vec{PB}=0 \Rightarrow (x+1,y)(x-1,y-4)=0 \Rightarrow x^2+(y-2)^2=5 \),為一圓
因為點\( Q \)是點\( P \)對\( y=2(x-4) \)的對稱點
考慮圓心\( (0,2) \)對\( y=2(x-4) \)的對稱點為\( (8,-2) \)
∴\( (x-8)^2+(y+2)^2=5 \)

6.
已知複數\(\displaystyle a=\frac{1}{4}+\frac{\sqrt{3}}{4}i\),若\(z_n=1024a^n\),其中\(n\)為正整數,則絕對值\(|\;z_9-z_{11}|\;=\)   
[解答]
\( \displaystyle |\; z_9-z_{11} |\;=|\; 1024a^9-1024a^{11} |\;=1024 \cdot |\; a |\;^9 \cdot |\; 1-a^2 |\;=\frac{\sqrt{21}}{2} \)

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回復 5# ilikemath 的帖子

以下都是之前寫的,沒有仔細再看一次,如有錯誤,還請告知。

填充1.
球\(S_1\)外接於四面體\(ABCD\),另一個半徑為1的球面\(S_2\)與平面\(ABC\)相切,並且\(S_1\)、\(S_2\)內切於\(D\)點,已知\(\overline{AD}=3\),\(\displaystyle cos\angle BAC=\frac{4}{5}\),\(\angle BAD=\angle CAD=45^{\circ}\),試問四面體\(ABCD\)的體積為   
[解答]
不高明的方法如下
令 \( H , H_{1} , H_{2} \)  分別為 D  對 \( ABC \) , \( \overline{AB} \), \( \overline{AC}\) 之投影點。可得 \( \triangle AHH_{1}\cong\triangle AHH_{2} \)   (RHS)。
(紅字修正原筆誤,三垂線定理 \( \Rightarrow H_1, H_2 \) 處直角)

因此 \( \overline{AH} \) 平分 \( \angle BAC\Rightarrow\cos\angle BAH=\sqrt{\frac{1+\frac{4}{5}}{2}}=\frac{3}{\sqrt{10}}\Rightarrow \) \( \overline{AH}=\frac{\cos\angle BAD}{\cos \angle BAH}\overline{AD} \) \(=\sqrt{5}\Rightarrow\overline{DH}=2 \) 。
(紅字修正原筆誤 \( \overline{AH} = .. \) )

令 \( Q \) 為 \( S_2 \) 的球心,\( R \) 為 \( S_2 \) 和平面 ABC 切點。則 \( 2 = \overline{DQ}+\overline{QR} \geq \overline{DR} \geq \overline{DH} =2 \)。等號成立條件為 \( R = H \) 且 \( D, Q, H \) 共線。
(補上三角不等式之論證)

又 \( D \) 為兩球之切點,因此 \( D, Q, S_{1} \) 之球心亦共線,因此 \( \overleftrightarrow{DH} \) 通過 \( D, Q, H \) 和 \( S_1 \) 的球心。

又 \( \overleftrightarrow{DH} \perp ABC \) 平面於 \( H \),故 \( H \) 為 \( \triangle ABC \) 之外心。

因此 \( \overleftrightarrow{HH_{1}}
, \overleftrightarrow{HH_{2}} \)  為 \( \overline{AB}, \overline{AC} \)之中垂線,\( \Rightarrow \overline{AB} = \overline{AC} = 2\cdot \overline{AD} \cos45^\circ \)。

\( \triangle ABC=\frac{1}{2}\cdot(3\sqrt{2})^{2}\cdot\frac{3}{5}=\frac{27}{5}\Rightarrow V_{ABCD}=\frac{1}{3}\cdot\frac{27}{5}\cdot2=\frac{18}{5} \) 。

填充2.
已知拋物線的頂點在原點,焦點在\(x\)軸上,\(\triangle ABC\)三個頂點都在拋物線上,且\(\triangle ABC\)的重心為拋物線的焦點\(F\),若\(\overline{BC}\)邊所在的直線為\(4x+y-20=0\),試求拋物線的方程式為   
[解答]
設所求方程式為 \( y^{2}=4cx \) ,則 \( F(c,0) \) 。與直線方程式聯立可得

\( 4x^{2}-(40+c)x+100=0\Rightarrow x_{1}+x_{2}=\frac{40+c}{4}\Rightarrow y_{1}+y_{2}=-c \) 。

由重心可得三頂點之坐標和 \( \begin{cases}
x_{1}+x_{2}+x_{3} & =3c\\
y_{1}+y_{2}+y_{3} & =0
\end{cases}\Rightarrow x_{3}=\frac{11}{4}c-10
, y_{3}=c\Rightarrow c^{2}=11c^{2}-40c\Rightarrow c=4 \)  或 0  (不合)。

故所求 \( y^{2}=16x \) 。

填充 7.
已知\(\cases{tan\alpha+log_3(3tna\alpha+6)=2\cr tan\beta+3^{tna\beta-1}=4}\),求\(tan\alpha+tan\beta=\)   
[解答]
這題很常見,只是要稍微平移一下

令 \( x=\tan\alpha+2 \) ,則 \( x+\log_{3}x=3\Rightarrow3-x=\log_{3}x \) ;

令 \( y=\tan\beta-1 \) ,則 \( y+1+3^{y}=4\Rightarrow3^{y}=3-y \) 。

由反函數圖形之對稱性得 \( x+y=3\Rightarrow\tan\alpha+\tan\beta=2 \) 。

填充 8.
將268個數放在一個圓周上,任意連續的20個數字之和都等於75,且放在第17號位置的數為3,第83號位置的數為4,第144號位置的數為9,則第210號位置的數為   
[解答]
連續 21  個數,頭尾必相等,因此間隔為 \( \{20m+268n\mid m,\, n\in\mathbb{Z}\} \)  之數必相等。而 \( \gcd(268,20)=4\Rightarrow\{20m+268n\mid m,\, n\in\mathbb{Z}\}=4\mathbb{Z} \)。

\( 17\equiv1   (mod 4), 210\equiv2  (mod 4 ), 83\equiv3  (mod 4 ), 144\equiv0  (mod 4 ) \),所以 \( (3+4+9+x)\cdot5=75\Rightarrow x=-1 \) 。
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引用:
原帖由 tsusy 於 2012-8-5 11:45 PM 發表
前幾天正好在寫,給點計算題的提示好了

計算 1. \( P \in \triangle ABC \), 且 \( \triangle ABC \) 為銳角三形,則 \( \min\{\overline{PA},\overline{PB},\overline{PC}\} \) 在外心的位置在最大值 \( R \)

所以只 ...
想請教第三題...我照了您的提示作...
從第一個條件得到
X+Y<=4
3X+Y>=5
圖形是開放的區域..請問這樣要怎麼算斜率呢?

從第二個條件得到
X<=lnY

想請教後續如何解??感謝~

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回復 6# tsusy 的帖子

填充第一題~

題目給的四面體沒說是"正"四面體,可您的解法卻將之視為正四面體在解,感覺不算對耶!
第二行最後那求AH線段,如果ABC不是正三角形等號就不成立了吧!

阿~分子部分是角BAD 這樣就說的通了~

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回復 8# fredslong 的帖子

不好意思,寫得有得糊...可能有些地方沒交待清楚

再加上有一點筆誤,自己看了一下,花點時間才看懂才做什麼

做法中,沒有用到"正四面體",,第二行有個筆誤是 \( \overline{AH}=\frac{\cos\angle BAD}{\cos\angle BAH} \)
(這裡用到三垂線定理)

還有第一行  \( H_2 \) 是 D 對 \( \overline{AC} \) 的投影點。

另外,論證球心在直線 DH 的地方是用到三角不等式等號成立。

第四行後方,應為 \( \angle BAH=\angle CAH\Rightarrow\triangle ABC \) 等腰,\( \overline{AB} = \overline{AC} = 2\cdot \overline{AD} \cos45^\circ \)
(稍後再編輯一些上面那篇)
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回復 6# tsusy 的帖子

想請問一下填充7

如何根據反函數圖形對稱性得到   x+y=3  這個關係?
兩個反函數不是對稱於  x=y  的直線?
感恩~~~

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