2023年清华自主招生数学试题

发布 2022-06-13 09:06:28 阅读 9929

1、已知a、b、c都是有理数, +也是有理数,证明:、、都是有理数。

解答:由题意知,1)当至少有一个为零时,如,则是有理数。

设是有理数,则,平方得,即,所以是有理数,既而也是有理数,故命题成立;

2)当全不为零时,不妨设是无理数。

设是有理数,则,平方得,移项得,平方得,因为,所以,且,所以,且,又,将上两式代入并化简得。

又,是有理数,这与是无理数矛盾,故是有理数,同理可得、都是有理数,故命题也成立。

2、(1)任意给定一个四面体,证明:至少存在一个顶点,从其出发的三条棱可以构成一个三角形。

2)四面体一个顶点的三个角分别是,,.求由的面和的面所成的二面角。

1)证明:如图所示四面体,不妨设,若时,则过顶点的三条棱可以组成一个三角形,所以命题成立;

若时,因为,,所以,所以。

故过顶点的三条棱可以组成一个三角形,所以命题也成立。

解答:如图所示,四面体中,

取,过点作面,设,则是的面与的面所成的二面角的平面角。

则,所以,又。

作差化简得,所以,这就是的面与的面所成的二面角的余弦值。

在此例中,代入上述公式得,所以由的面和的面所成的二面角是。

3、求正整数区间中,不能被3整除的数之和。

解1:在区间中,3的正倍数有个。故区间中不能被3整除的数之和为,在区间中,3的正倍数有个,故区间中不能被3整队的数之和为。

综上,在区间中,不能被3整除的数之和为。

解2:记不小于的最小的3的倍数为,则;记不大于的最大的3的倍数为,则。

若在区间中没有3的倍数,则所求和为,若在区间中含有3的倍数,则所求和为。

事实上,在区间中没有3的倍数时,综上,在区间中不能被3整除的数之和为。

4、已知,求的取值范围。

解答:即,由,解得,即的取值范围是。

5、已知,,求。

解答:由已知得:,…

以上各式叠加: 即。令,

6、证明:以原点为对称中心、面积大于4的矩形至少覆盖除原点外的另外两个格点。

证明:假设面积大于4的矩形不覆盖原点外任何格点,则矩形面积范围在(1,1),(1,-1),(1,-1),(1,1),(1,0),(0,-1),(1,0),(0,1)这8个点范围内,不满足面积大于4,如果只是覆盖这其中一点,则与“以原点为对称中心”矛盾,故原命题成立。

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