2026 年全国高中数学联赛江西省预赛
试题参考答案
(
第1页,共9页
6 月21日上午 9 : 3 0 − − 1 2 : 0 0 )
一、填空题(每小题 7分,共56分)
1 .若 c o s
3
2 c o s
6
−
=
+
,则 c o s 2
3
+
= .
答案: −
1
3
解:由题 c o s
3
2 s i n
3
−
=
−
,得 c o s
3
2
3
−
= .从而
2
2 1
cos 2+ =cos −2 − =1−2 =− .
3 3 3 3
2 .实数 a , b 满足集合 { a ,
b
a
, 2 0 2 5 } = { a 2 , a + 2 0 2 6 b , 0 } ,则 a 2 0 2 6 + ( b − 1 ) 2 0 2 7 末尾
的两位数是 .
答案: 2 4
解:由题 b = 0 , 所以 { a , 2 0 2 5 } = { a 2 , a } ,得 a 2 = 2 0 2 5 , a = 4 5 .所以
a 2 0 2 6 = 4 5 2 0 2 6 = ( 4 5 1 0 1 3 ) 2 的末尾两位数为25,从而所求的两位数为 2 4 .
3.已知函数 f ( x ) = s in 2 x + a c o s x + b 有零点,则 a 2 + ( b − 2 ) 2 的最小值为 .
答案:2
解:原问题等价于点 ( 0 , 2 ) 到动直线 c o s x a + b + s in 2 x = 0 上的点 ( a , b ) 的距离
平方的最小值,记为 d 2 .由点到线的距离公式可知
d 2 =
(s in
c o
2
s
x
2
+
x +
2
1
) 2
=
( c o
c
s
o
2
s 2
x
x
−
+
3
1
) 2
.
令t =cos2 x+1 1,2 ,有 d 2 =
( t −
t
4 ) 2
= t +
1 6
t
− 8 2 ,9 ,故所求的最小值为2,且当
cosx=1,sin2x=0,a=−1,b=1时可取到.
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}第2页,共9页
4 .点 C , D 是直线 y = 2 x + 1 与曲线 2 x 2 − 3 y 2 = y 交点的两个三等分点,点 P 在
y 轴上,则|PC|+|PD|的最小值为 .
答案:
5
5
3
解: 设 A(x ,y ),B(x ,y ) 是直线和曲线的两交点,则C,D 对应的坐标为
1 1 2 2
x
1
+
3
2 x
2 ,
y
1
+
3
2 y
2
,
2 x
1
+
3
x
2 ,
2 y
1
+
3
y
2
.由题,联立直线方程和曲线方程化简得,
2 1
5x2+7x+2=0,解得 x =− ,x =−1,y = ,y =−1,所以
1 5 2 1 5 2
A
−
2
5
,
1
5
, B ( − 1 , − 1 ) ,
A,B,C,D 均在 y 轴左侧,故所求最小值 d 为点
−
x
1
+
3
2 x
2 ,
y
1
+
3
2 y
2
与点
2 x
1
+
3
x
2 ,
2 y
1
+
3
y
2
的距离,所以
d 2 = ( x
1
+ x
2
) 2 +
( y
1
−
9
y
2
) 2
=
7
5
2
+
2
5
2
=
5
2
3
5
,
故所求最小值为
5
5
3
.
5.正方体的顶点和它的中心构成的9个点中取3点能构成锐角三角形顶点的
概率为 .
答案:
5
2 1
解: 不妨设正方体边长为1,则构成正方体的8个顶点能连出 C 28 = 2 8 条线段,
其中长度为 1 , 2 , 3 的线段分别有 1 2 ,1 2 , 4 条.
当选取的 3 点均为正方体的顶点时,若其中有两点连线长度为1或 3时,只能
形成直角三角形.所以要使得 3 点能构成锐角三角形,须得 3 点间两两连线长度
为 2 ,易得此时有 8 种选择.
当选取的 3 点之一为正方体中心,则其余 2 点是正方体顶点,它们和中心的距
离均为
2
3
,注意到 1 2 2
2
3
2
=
3
2
(
2
) 2
,故此时要构成锐角三角形,当且仅当
不是中心的 2 个顶点距离为 1 ,有 1 2 种选择.
8+12 206 5
综上,所求概率为 = = .
C3 987 21
9
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}第3页,共9页
6 . 已 知 数 列 a 满 足
n
a
1
= 2 , a
n + 1
= a 2n −
a
n
( a
n
n
− 1 )
( n 1 ) , 则
2 0 2 6
i=
1
a
i
i
2
= .
答案:5
解:由题得 n a 2n
+ 1
= ( n − 1 ) a 2n + a
n
, a
n
= n a 2n
+ 1
− ( n − 1 ) a 2n , a
2
= 2 , a
3
2 =
2 +
2
2
.
注意到 a
1
= 2 1 ,若 a
k
1 ( k 1 ) , 则 a 2k a
k
1 ,所以
ka2 =(k−1)a2+a (k−1)a +a =ka k ,
k+1 k k k k k
得 a
k + 1
1 .由数学归纳法知,对任意 n 1 , a
n
1 .
又 a
n + 1
= a 2n −
a
n
(
a
n
n
− 1
)
a 2n = a
n
,故a 递减,所以当
n
n 2 时, a
n
a
1
= 2 .
注意到 n 2 时, a
n
= n a 2n
+ 1
− ( n − 1 ) a 2n , 所以
n
i=
2
a
i
=
n
i=
2
[ i a 2i+
1
− ( i − 1 ) a 2i ] = n a 2n
+ 1
− 2 ,
进一步可知, n − 1
n
i=
2
a
i
= n a 2n
+ 1
− 2 2 ( n − 1 ) ,所以n+1na2 2n,从而对
n+1
n 3
n
有 a2 2,所以
n−1 n n
1
− 1
−
1
n
=
( n
1
− 1 ) n
a
n
2n2
2
n 2
2
n
1
− 1
−
1
n
.至此得
2026a2 2 2026a2 1 1 1
i =4+ + i 4+ +2 − 6,
i2 22 i2 2 2 2026
i=1 i=3
2026a2 a2 a2 2026a2 1 2+ 2 1 1
另一方面, i =a2 + 2 + 3 + i 4+ + + − 5.
i2 1 4 9 i2 2 18 3 2026
i=1 i=4
2026a
2
综上,所以
i
=5.
i=1
i
7
3m2 +20m+26
.使得 的值为整数的所有有理数
m−1
m 的和为 .
答案:12
3m2 +20m+26 49
解:由题, =3m+23+ M.
m−1 m−1
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}(1)当
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m Z 时,注意到 4 9 有 3 个正因数 1 , 7 , 4 9 ,此时 m { 5 0 , 8 , 2 , 0 , − 6 , − 4 8 } .
(2)当 m Z 时,设 m =
p
q
( p , q Z , q 2 , ( p , q ) = 1 ) ,此时
M = 2 3 +
3
q
p
+
4
p
9
−
q
q
= − 2 6 +
p ( 3
q (
p
p
+
−
4
q
6
)
q )
,
所以 q | ( 3 p 2 + 4 6 p q ) ,从而 q | 3 ,故有 q = 3 .此时有 ( p , 3 ) = ( p , p − 3 ) = 1 ,且
M = − 2 6 +
3 p 2
3 (
+
p
4
−
6
3
p
)
3
= − 2 6 + p +
4
p
9
−
p
3
,
所以 ( p − 3 ) | 4 9 ,得 p { 5 2 ,1 0 , 4 , 2 , − 4 , − 4 6 } .
综上易得,所求的和为6+6=12.
8 .已知复数z满足 z = 2 ,则 ( z + 2 ) 2 ( z − 1 ) ( z − 4 ) 2 的最大值为 .
答案:
1 1
1
6
2
6
5
4
1 5
解:原问题等价于如图所示的几何问题:求 P A 2 P B P C 2 的最大值.由阿氏圆
知 P C = 2 P B ,即求 4 P A 2 P B 3 的最大值.
在PAB中,由斯特瓦尔特定理得 P A 2 + 2 P B 2 = 1 8 ,故有
27 4 4 4
4PA2PB3 =4 PA2PA2 PB2 PB2 PB2
64 3 3 3
1 2PA2 +4PB2 5 1 36 5 11664
27 = 27 = 15,
2 5 2 5 125
在 P A 2 =
3 6
5
, P B 2 =
2 7
5
,即 P
−
1
5
,
3
5
1 1
, z = −
1
5
+
3
5
1 1
i 时可以取等.
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}二、解答题 (14+15+15+20=64分)
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9 . 关于 x 的方程 x 4 − 4 x 3 + a x 2 + b x + c = 0 的四正根 , , , , 使得不等式
( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) k 0 + + + + + + −
恒成立,求 k 的最大值.
解:由已知条件易知 + + + = 4 . 记 A ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) = + + + + + + ,
B= .注意到
1
1
1
(
1
1
1
1
( 1
1
)
1
( 1
1
) ( 1
1
1
)
1
1
( 1
1
)
)
1
( 1
1
5
1
,
1
1
1
)
=
=
+
+
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
−
−
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
−
+
+
+
+
+
+
+
+
所以
4
= + +
5 1+ (1+)(1++) (1++)(1+++)
+
(1+++)(1++++)
1
B2 4
4 .
5A2
化简得 A − 5 5 B 0 ,即k =5 5,可验证当
max
=
1
4
, =
1
5
2
, =
5
6
, =
5
2
时取等.
10.正实数 a 、 b 、 c 满足:
a+b= 36+ab,a+c= 16+2ac,b+ 3c= 50−b2 +c2 ,
求 ( a − b − 3 c ) 2 + 3 b 2 的值.
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}解:已知条件可化为
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b
a
2
2
+
+
a
c
b
2
2
2
+
+
+
c 2
a b
=
3 b
=
1 6
c =
3 6
2 5
,由余弦定理知,正实数 a 、 b 、 c 等价
于如图所示的线段 O A , O B , O C 长,其中 A O B = 1 2 0 , A O C = 9 0 , B O C = 1 5 0 .
62 +52 −42 3 7
由cosABC = = ,得sinABC = .所以
60 4 4
S
A B C
=
1
2
4
7
3 0 =
1
2
a c +
1
2
a b
2
3
+
1
2
b c
1
2
,
整理得 3 a b + 2 a c + b c = 1 5 7 .
又以 A B 为直角边作直角 A B D , 满足 A D B = 6 0 ,则 A , O , B , D 四点共圆且
D , O , C 三点共线.所以 B D = 2 3 , A D = 4 3 , c o s C B D = − s i n A B C = −
4
7
,由余
弦定理得 C D 2 = 3 7 + 5 2 1 .再由托勒密定理得 a B D + b A D = A B O D ,所以
a+2b= 3OD 故有 a + 2 b + 3 c = 3 ( O D + c ) = 3 C D ,即
(a+2b+ 3c)2 =3CD2 =111+15 21.
综上, ( a − b − 3 c ) 2 + 3 b 2 = ( a + 2 b + 3 c ) 2 − 2 3 ( 3 a b + 2 a c + b c ) = 1 1 1 − 1 5 2 1 .
11.ABC的内切圆 I 与边 AC,AB分别切于点 E , F ,分别连接EI,FI 并延长
交 I 于点J,K.若AE =BC,求证: I,J,B,C,K 五点共圆.
证明:如下图,以A为中心将点I,E伸长2倍到点I',E',点O为II'的中点,
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}如图连接线段.由题
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A E = A F = B C ,线段 I ' J , I ' E 分别平行且等于线段 A E , A F ,
所以 I ' J , I ' K 与 I 切于点 J , K , I ' K = B C = I J , ,点 I , J , I ', K 四点共圆. 又I'E'//IE,
且 I ' E ' = 2 I E = K F , I ' E 'C = K E B = 9 0 .
又 注 意 到 B C = B F + C E = A E = E C + C E ' , 所 以 E 'C = F B , 从 而
C E ' I ' ≌ B F K ,进一步有 C I ' = B K K C I ' ≌ C K B ,所以 K I 'C = C B K ,
得点 C , K , B , I ' 四点共圆,同理,点 C , J , B , I ' 四点共圆,至此有点 C , K , I , J , B , I ' 六
点共圆,结论得证.
1 2 .
A
E
F I
K
J
B C
O
E'
I'
对给定的奇素数 p,试说明满足下述条件的正整数N 是否存在.若存在,求出
其中最小的.
(1)( p−1 )p N pp;
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}(2)其标准分解
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N p p p
n
n =
1
1
2
2 满足
n
i=
1
p
i
i
1 −
p
1
ln p
.
解:事实上, N = ( p − 1 ) p + 1 即为所求.
p = 3 时, N = 9 = 3 2 ,
2
3
1 −
3
1
ln 3
显然成立.下证 p3时依然成立.
一方面 ( p − 1 ) p + 1 4 p + 1 = ( 2 p ) 2 + 1 ( p + 1 ) 2 + 1 p 2 ,另一方面
( p − 1 ) p + 1 C 2p p 2 ( − 1 ) p − 2 + C 1p p 1 ( − 1 ) p − 1 + ( − 1 ) p + 1 p 2 ( m o d p 3 ) ,
即 p 3 不能整除 ( p − 1 ) p + 1 ,故 ( p − 1 ) p + 1 必有不同于 p 的素因子,不妨设为 q ,此
时有 ( p − 1 ) p − 1 ( m o d q ) , 即 ( p − 1 ) 2 p 1 ( m o d q ) .
记
m
( n ) 为 n 对 模 m 的 阶 .此时有
q
( p − 1 ) ∤ p,
q
( p − 1 ) | 2 p ,故
q
( p 1 ) 2 − = 或
2 p .若
q
( p − 1 ) = 2 ,则有 ( p − 1 ) 2 1 ( m o d q ), 必 有 p − 1 − 1 ( m o d q ) ,即 p=q,矛盾.
故 ( p−1 ) =2p ,又由费马小定理有 ( p−1 )q−1 1 ( mod q ) ,由阶的性质可知
q
2 p | q − 1 ,即 q 1 ( m o d 2 p ) ,有 q p ,从而 N = ( p − 1 ) p + 1 =
n
i=
1
p
i
i 的所有素因子均
满足 p p.
i
又由函数 f (x)=xlnx在x(1,+)上单调递增知 p
i
l n p
i
p l n p ( i = 1 , 2 , , n ) ,
故 ln N =
n
i=
1
i
ln p
i
p ln p
n
i=
1
p
i
i
,即有
n
i=
1
p
i
i
ln
p ln
N
p
.故只需证:
pp
ln p
lnN 1 pp pp 1 1 1
1− =
e
N
(p−1)p
+1 1− + .
pln p pln p pln p e e p pp e
x2
一方面,注意到:0 x1时,ln ( 1−x ) −x− ,故有
2
p 1
1 1 1 1 1 1 1 −
ln 1− − − pln 1− −1− 1− e 2p.
p p 2p2 p 2p p e
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}又
第9页,共9页
x 0 时 , e − x
1
1
+ x
,故有
1 −
1
p
p
1
e
e
−
12
p
1
e
1 +
1
2
1
p
=
e ( 2
2
p
p
+ 1 )
.
另一方面,易证 p p = p p p − 1 e p 2 e ( 2 p + 1 ) ,故有
1
p p
e ( 2
1
p + 1 )
.
综上,即有
1 −
1
p
p
+
1
p p
e ( 2
2
p
p
+ 1 )
+
e ( 2
1
p + 1 )
=
1
e
,得证.
{#{QQABJYAhwwKwgARACb7bEUEUC0mYkpMTLKgGAQCcqAQDCAFAFAA=}#}