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第十五届全国华罗庚金杯少年数学邀请赛
总决赛试题解答 少年一组一试
一、填空题
1 b 1
1. 化简1(a1(b )) = .
c ab1 b(abcac)
【答案】1.
【解答】
1 b 1
原式 =
c ab1 b abcac
a
bc1
bc1 ab1 1
=
abcac b b(abcac)
ab2cbcab11
=
b(abcac)
= 1.
2. 小兔和小龟同时从A地出发到森林游乐园, 小兔 1 分钟向前跳36 米, 每
跳3 分钟就原地玩耍, 第 1 次玩耍0.5 分钟, 第 2次玩耍 1 分钟, 第 3 次玩耍1.5
分钟, , 第 k 次玩耍0.5k分钟, 小龟途中从不休息和玩耍. 已知小龟比小兔早
到森林游乐园3 分 20秒, A地到森林游乐园有2640 米, 则小龟1 分钟爬行
米.
【答案】12 米.
【解答】小兔到达森林游乐园需要跳动
1
26403673 (分钟).
3
既然
1 4
73 324 ,
3 3
小兔在到达森林游乐园签在途中就要共玩耍0.511.5120.51225150(分钟).
设小龟1分钟爬行m 米, 则可以列出方程:
1 2640 1
73 150 3 .
3 m 3
解此方程, m=12(米).
1
3. A、B、C、D用10、20、30、40四个数的一个排列代入, 使得式
1
A
1
B
1
C
D
的值最大, 则A2B3C4D的值为 .
【答案】290
【解答】
解答 1:由于 10、20、30、40 四个数都是大于1 的数, 故有下面的关系式:
1 1
1C1C C, 1 B B B1
D 1
C
D
1 1 1 1
A1 A A, .
1 A 1 A1
B A
1 1
C B
D 1
C
D
比较
1 1 1 1 1 1 1 1
, , , , , , , ,
101 10 201 20 301 30 401 40
得到, 要使得算式的值最大,A10. 同样, 要使得算式的值最大,
1
1
B
1
C
D应该尽量大, 由
1
1 B B B1,
1
C
D
比较
1 1 1 1 1 1
, , , , , ,
201 20 301 30 401 40
1
得B20. 同样要使算式尽量大, 要尽量小,
1
C
D
1 1 1
,
C 1 C1
C
D
比较
1 1 1 1
, , , ,
30 301 40 401
故C 40, D30. 所以A2B3C4D的值为290.
解答 2:令
1
q ,
1
A
1
B
1
C
D
则
1 1 BCD BD
q
1 CD1 ABCD AB ADCD1
A A
D BCD BD
B
CD1
1 ABCD AB ADCD1CD1
A ABCD AB ADCD1
1 CD1
(1 )
A ABCD AB AD AD1
1 1 1 1
(1 ) (1 ).
A AD A ABCD AD
AB 1 1
CD1 CD CD1当 A变小, q值变大. 所以 A10, 乘积CD变大, q值变大, 所以CD3040,
AD10D, D取 30, q最大. 因此C 40, D30.
注意
1 24020 1 24010
, ,
1 239001 1 238901
10 10
1 1
20 20
1 1
30 40
40 30
所以 A2B3C4D290.
二、解答题
4. 长方形OO BA的宽AO 1厘米, 分别以O 与O 为
1 2 1 1 2
圆心, 1 厘米为半径画圆O 和圆O , 交线段O O 于点 C 和
1 2 1 2
D, 如图 A-45 所示. 则四边形ABCD的面积等于多少平方厘
米? 图 A-45
【答案】1 平方厘米.
【解答】四边形ABCD是个梯形, AB=O O 是大底, CD是小底.
1 2
ABCDOO CD(OCO DCD)CD11CDCD2.
1 2 1 2
所以
(ABCD)AO 21
S 1 1(平方厘米).
ABCD 2 2
5. 对于十进制自然数n, S(n)表示 n的数码和, 三位数中满足S(a)S(2a)
的数a有多少个?
【答案】80.
【解答】以下用a 表示满足题设条件的三位数.
0S(2a)S(a)S(2aa)S(a)(mod9).所以a是 9的倍数. 是9 的倍数的三位数有129,139,,1119. 共计 100 个.
( 1 ) 数 码 5 x y z0 , 且 其 和 为 9 的 数 组
{x,y,z}{4,4,1},{4,3,2},{3,3,3}. 数组{4,4,1}可以组成 3 个三位数;数组
{4,3,2}可以组成6 个三位数;数组{3,3,3}可以组成1 个三位数, 这10 个数不满
足条件.
(2)设a100x10yz, x,y,z为数码. 则2a1002x102y2z, 若
x,y,z中有一个不小于5 时, 例如y5, 则2y10m, 0m8.
2a100(2x1)10m2z,
S(2a)2x1m2z2x1(2y10)2z2(x yz)92S(a)9
.
完 全 一 样 可 以 证 明 , 当 x,y,z 中 有 k (0k 3) 个 数 码 大 于 5 时 ,
S(2a)S(a)9k. 因此数码x5 y z0, 且其和为9 的数组{x,y,z}所组成的
三位数是满足条件的数. 数码和为 9的三位数不可能有2 个大于4 的数码.
(3)三个数码和为18 的三位数, 至少有2 个数码大于4. 由上面的说明, 三
个数码和为18的三位数, 恰有 2个数码大于4 时, 这样的三位数满足条件. 三个
数码和为18, 恰有 3个数码大于4 的数组
{x,y,z}, x y z.{x,y,z}={5, 5, 8}; {5, 6, 7}; {6, 6, 6}.
用数码{5, 5, 8}可组成3 个三位数;用数码{5, 6, 7}可组成6个三位数;用数码{6,
6, 6}可组成一个三位数, 共计 10, 这 10 个三位数不满足条件.
(4)三个数码和为27 的三位数只有999, 满足条件.
综上所述, 100个9的倍数的三位数中, 有20个数不满足条件, 所以, 满足条
件的三位数由80 个.
6. n 张纸片, 每张都写有不大于n 的3 个不同正整数, 任意2 张纸片恰有一
个数是相同的. 求纸片上所有写的数的和.【答案】84.
【解答】 设a是出现最多的数字. 一共有k 张, 则这k张纸片一共写有2k+1
个不同的数字, 因为每个数都不大于 n, 所以2k1n. 因此, k n, 所以, 至
少还有一张纸片没写上 a. 这张没写 a 的纸片与前面k 张纸片中任一张纸片都恰
有一个数相同, 这些数字彼此不同, 而且这个数不是 a. 但是这张纸片上只有三
个不同的数字, 所以, k=3. 因此, n2k17. 另外, n张纸片写有3n个数, 同
一个数最多写3 次, 所以, 1,2,,n每个数都写了3 次.
如果n7, 三张写有1 的纸片上有7个不同的数, 由于n7, 所以, 还有一
个数不出现在这三张纸片上, 记为b. 写有b的纸片上有 3 个数, 这张纸片与写
有a的三张纸片的每一张恰有一个相同的数字, 这个数字不是1, 也不是b. 但是
写有b的纸片上,除了b 外, 还只有2个数字, 不可能与写有1 的三张纸片每张都
有一个相同的数字. 所以n=7.
每 个 数 恰 在 三 张 纸 片 上 出 现 , 所 有 写 的 数 的 和 为
3(127)32884.
下面是一个实例:
1, 2, 3 1, 4, 5 1, 6, 7 2, 4, 6 2, 5, 7 3, 4, 7 3, 5, 6