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1981年~2019年全国高中数学联赛试题分类汇编(6)不等式与线性规划

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1981年~2019年全国高中数学联赛试题分类汇编

不等式部分

2019B一、(本题满分40分)设正实数a1,a2,,a100满足ai?a101?i(i?1,2,99x99?1。

,50).

记xk?kak?1(k?1,2,a1?a2??ak2,99),证明:x1x2★证明:注意到a1,a2,,a100?0.对k?1,2,k,99,由平均值不等式知

?k 0???a1?a2?2从而有x1x2?1?, ……………10 分 ??ak?a1a2akk99k?x99??ak?1?k?1?a1?a2?99k99?ak?1. ① ………………20 ????ak?k?1a1a2akk分

记①的右端为T ,则对任意i?1,2,分母中的次数为100?i.从而

?a101?i?2?101?i??101T??ai2i?101??ai2i?101a101?????ii?1i?1i?1?ai?1005050101?2i在T 的,100,ai在T的分子中的次数为i?1,

。……30 分

99x99?T?1…………40

又0?a101?i?ai(i?1,2,分

2,50) ,故T?1,结合①得x1x22018B一、(本题满分40分)设a,b是实数,函数f(x)?ax?b?使得f(x0)?2。

★证明:用反证法.假设对任意的x??1,9?,均有f(x)?2,则

9。证明:存在x0??1,9?,xf(1)?2,f(3)?2,f(9)?2

即a?b?9?2,3a?b?3?2,9a?b?1?2 注意到f(3)?4f(2)?3f(1)?16

又f(3)?4f(2)?3f(1)?16?f(1)?4f(3)?3f(9)?16矛盾! 所以原命题得证。

2017A 9、(本题满分16分)

2设k,m为实数,不等式x?kx?m?1对所有x??a,b?成立,证明:b?a?22。

★证明:记 f(x)?x?kx?m,x??a,b?,则f(x)???1,1?。于是

2f(a)?a2?ka?m?1①;

f(b)?b2?kb?m?1② a?ba?b2a?bf()?()?k()?m??1③

2222?a?b?a?b?f(a)?f(b)?2f()?4, ①+②-2?③知

22即b?a?22。

2017A 10、(本题满分20分)设x1,x2,x3是非负实数,满足x1?x2?x3?1,求

x?x1?3x2?5x3???x1?2?3★解析:由柯西不等式

?x3??的最小值和最大值。 5?2x??x?xx?x1?3x2?5x3??x1?x1?3x2?2?5x3?3??1 ?x1?2?3???35??35????当x1?1,x2?0,x3?0时取等号,故所求的最小值为1;

又?x1?3x2?5x3??x1???x2x3?15x??????x1?3x2?5x3??5x1?2?x3? 35?53??225x14x211?1?????????x1?3x2?5x3???5x1?2?x3???6x??6x3? ?154?3203?????1191?18x29?x?0,当,,时取等号,故所求的最小值为; x?x??6x??6x?21313??22520?35?

2017B 9、(本题满分16分)

设为实数,不等式2x?a?5?2x对所有x??1,2?成立,求实数a的取值范围。

★解析:设t?2,则t?[2,4],于是|t?a|?|5?t|对所有t?[2,4]成立,由于

x2|t?a|?|5?t|?(t?a)2?(5?t)2,?(2t?a?5)(5?a)?0,

对给定实数a,设f(t)?(2t?a?5)(5?a),则f(t)是关于t的一次函数或常值函数,注意

?f(2)?(?1?a)(5?a)?0,因此等价于,解得3?a?5 t?[2,4]f(t)?0??f(4)?(3?a)(5?a)?0所以实数a的取值范围是3?a?5.

2017B一、(本题满分40分)设实数a,b,c满足a?b?c?0,令d?maxa,b,c,证明:

??(1?a)(1?b)(1?c)?1?d2

★证明:当d?1时,不等式显然成立

以下设0?d?1,不妨设a,b不异号,即ab?0,那么有 (1?a)(1?b)?1?a?b?ab?1?a?b?1?c?1?d?0

因此(1?a)(1?b)(1?c)?(1?c)(1?c)?1?c?1?c?1?d

2016A1、设实数a满足a?9a?11a?a,则实数a的取值范围为 ◆答案:a?(?

32222310,?) 33

9a3?11a|a|???1 ★解析:由a?|a|可得a?0,原不等式可变形为1?aa231010422,?). 即?1?9a?11?1,所以a?(,).又a?0,故a?(?3393

22016A一、(本题满分40分)设实数a1,a2,a3,?,a2016满足9ai?11ai?1(i?1,2,?,2015). 2222求(a1?a2)(a2?a3)?(a2015?a2016)(a2016?a1)的最大值。 2222★解析:令P?(a1?a2)(a2?a3)?(a2015?a2016)(a2016?a1)

由已知得,对i?1,2,?,2015,均有ai?ai?1?2若a2016?a1?0,则P?0;下面考虑a20162112ai?1?ai2?1?0。 9?a12?0的情况.不妨记a2017?a1,由平均不等

式得

P1201620162016120161?20161?20161?2016?22?2????a?a?a?a?a?a?a1?a???????????ii?1ii?1iiii?2016i?12016?i?1i?1i?1?2016?i?1?2016?i?1???12016?ai?(1?ai)?111,当且仅当???2016?????2016i?1?2201644?112又9ai?11ai?1(i?1,2,?,2015),此时P?2016,a1?a2?a3???a2016?时取等号。

241即所求最大值为2016。

4

2016B 2、设A??a|?1?a?2?,则平面点集B??(x,y)|x,y?A,x?y?0?的面积为

◆答案:7

★解析:点集B如图中阴影部分所示,其面积为

1S正方形MNPQ?SMRS?3?3??2?2?7.

2

2015A6、在平面直角坐标系xOy中,点集

2K??(x,y)|(x?3y?6)(3x?y?6)?0?所对应的平面

区域(如图所示)的面积为

◆答案:24

★解析:设K1?{(x,y)||x|?|3y|?6?0}.

先考虑K1在第一象限中的部分,此时有x?3y?6,故这些点对应于图中的△OCD及其内部.由对称性知,K1对应的区域是图中以原点O 为中心的菱形ABCD及其内部.

同理,设K2?{(x,y)||3x|?|y|?6?0},则K2对应的区域是图中以O为中心的菱形EFGH及其内部.

由点集K的定义知,K所对应的平面区域是被K1、K2中恰好一个所覆盖的部分,因此本题所要求的即为图中阴影区域的面积S.

由于直线CD的方程为x?3y?6,直线GH的方程为

1981年~2019年全国高中数学联赛试题分类汇编(6)不等式与线性规划

1981年~2019年全国高中数学联赛试题分类汇编不等式部分2019B一、(本题满分40分)设正实数a1,a2,,a100满足ai?a101?i(i?1,2,99x99?1。,50).记xk?kak?1(k?1,2,a1?a2??ak2,99),证明:x1x2★证明:注意到a1,a2,,a100
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