2016年中国科学技术大学自主招生数学试题及解答

甘志国

一、填空题（每小题6分，共48分）

1.32016除以100的余数是.

2.复数z1，z2满足z1=2，z2=3，z1+z2=4，则z1z2=.

3.用S（A）表示集合A的所有元素之和，且A{1，2，3，4，5，6，7，8}，S（A）能被3整除，但不能被5整除，则符合条件的非空集合A的个数是.

4.已知△ABC中，sinA+2sinBcosC=0，则

tanA的最大值是.

5.若对任意实数x都有2x-a+3x-2a≥a2，则a的取值范围是.

6.若a∈π4，π2，b∈（0，1），

x=（sina）logbsina，y=（cosa）logbcosa，则x y（填>，=，或<）.

7.在梯形ABCD中AB∥CD，对角线AC，BD交于P1，过P1作AB的平行线交BC于点Q1，AQ1交BD于P2，过P2作AB的平行线交BC于点Q2，….若AB=a，CD=b，则PnQn= （用a，b，n表示）.

8.在数列{an}中，an是与n最接近的整数，则∑2016n=11an=.

二、解答题（第9小题满分16分，第10、11小题满分18分）

9.已知a，b，c>0，a+b+c=3，求证：a2a+bc+b2b+ca+c2c+ab≥32.

10.求所有函数f：N*→N*，使得对任意正整数x≠y，0<|f（x）-f（y）|<2|x-y|.

11.求方程2x-5y·7z=1的所有非负整数解（x，y，z）.

参考答案

1.21.由32016=91008=（-1+10）1008≡（-1）1008+C11008（-1）1007·10≡-79≡21（mod100）可得答案.

2.16±156i.复数z1z2的模z1z2=z1z2=23，接下来求其幅角.

图1如图1所示，设复数z1，z2，z1+z2在复平面内对应的点分别是A，B，C，得OACB.

在△OAC中应用余弦定理，可求得cosA=22+32-422·2·3=-14.

所以cos∠AOB=14，进而可得

z1z2=2314±154i=16±156i

3.70.将集合{1，2，3，4，5，6，7，8}划分为A1={1，4，7}，A2={2，5，8}，A3={3，6}.

于是，使得S（A）能被3整除的非空集合A的个数是[（C03+C33）2+（C13）2+（C23）2]·22-1=87.

接下来，考虑S（A）能被15整除的非空集合A的个数，此时S（A）=15或30.

当S（A）=15时，按集合A的最大元素分别为8，7，6，5分类，可得分别有5，4，3，1个，此时共计13个.

当S（A）=30时，共有4个.

综上所述，可得答案是87-13-4=70.

4.33.由sinA=sin（B+C）=sinBcosC+cosBsinC及题设可得tanC=-3tanB，所以由均值不等式，可得

tanA=-tan（B+C）=tanB+tanCtanBtanC-1=2tanB3tan2B+1=23tanB+1tanB≤33

进而可得：当且仅当tanB=13即（A，B，C）=π6，π6，2π3时，（tanA）max=33.

5.-13，13.由零点讨论法可得，当且仅当x=2a3时，（2x-a+3x-2a）min=a3.

所以题设即a3≥a2，进而可得答案.

6.>.可得lnx=ln2sinalnb，lny=ln2cosalnb.

由a∈π4，π2，可得0

又由b∈（0，1），可得lnb<0，所以lnx>lny，x>y.

图27.aba+bn.如图2所示，设PnQn=xn（n∈N），其中P0Q0=x0=CD=b.

由平行线分线段成比例定理，可证得

1xn+1=1xn+1a.

所以1xn=1x0+na.

PnQn=xn=aba+bn.

8.888.设k是与n最接近的整数，得k=n+12，得k≤n+12

k2-k+14≤n

所以数列a1，a2，…，a2016

即1，12个，2，2，2，24个，…，k，k，…，k2k个，44，44，…，4488个，45，45，…，4536个

进而可得

∑2016n=11an=∑44k=11k·2k+145·36=88.8

9.由三元柯西不等式，可得

2a22a+b+c+2b2a+2b+c+2c2a+b+2c·4（a+b+c）=（2a）22a+b+c+（2b）2a+2b+c+（2c）2a+b+2c[（2a+b+c）+（a+2b+c）+（a+b+2c）]≥（2a+2b+2c）2=2（a+b+c）2.

所以2a22a+b+c+2b2a+2b+c+2c2a+b+2c≥a+b+c2=32.

再由二元均值不等式，可得

a2a+bc+b2b+ca+c2c+ab≥2a22a+b+c+2b2a+2b+c+2c2a+b+2c≥32.

10.在题设所给的不等式中，可令y=x+1（x∈N*），得0

即f（x+1）-f（x）=1.

由对任意正整数x≠y，0

因为象的集合为N*，所以f（x+1）-f（x）≡1.进而可得，f（n）=n+f（1）-1，其中f（1）∈N*.

11.由题设，可得

（-1）x-（-1）y≡1（mod3），

所以x为奇数，y为为偶数.

可设x=2m+1，y=2n（m，n∈N），得原方程即2·4m-25n·7z=1.

若n∈N*，可得2（-1）m=-2≡1（mod5），这不可能！所以n=0，y=0.

又得原方程即2·4m-7z=1.

（1）当z=0时，得m=0，此时的解为（x，y，z）=（1，0，0）.

（2）当z∈N*时，得-（-1）z≡1（mod4），所以z为正奇数，设z=2p+1（p∈N）.

再得原方程即2·4m-7·49p=1.

①当p=0时，得m=1，此时的解为（x，y，z）=（3，0，1）.

②当p∈N*时，得m≥4，所以-7·1p≡1（mod16），这不可能！

综上所述，可得原方程的所有非负整数解（x，y，z）=（1，0，0），或（3，0，1）.