二次函数复习一

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E1-071 n(>3)名乒乓球选手单打比赛若干场后,任意两个选手已赛过的对手恰好都不完全相同,试证明,总可以从中去掉一名选手,而使在余下的选手中,任意两个选手已赛过的对手仍然都不完全相同.

【题说】  1987年全国联赛二试题3.

【证】 用英文字母表示选手,用MA表示A的对手集,并假定A是赛过场次最多(若有并列的可任选一名)的选手.若命题不成立,则存在B、C,使得去掉A后B、C的对手集相同.由于MB≠MC,所以A恰与B、C中一个赛过,不妨设B∈MA、C MA

同样存在D、E,D∈MC、E MC,去掉C后,D、E的对手集相同.因为A MC,所以D不是A;又D∈MC,所以D∈MB,即B∈MD=ME∪{C},从而B∈ME.C ME,而去掉A后,B、C的对手集相同,因此E=A.

于是MA=ME=MD\{C},即MA比MD少一个元素C,与A为赛过场次最多的假设矛盾.命题得证.

E1-072 一个俱乐部中有3n+1个人,每两个人可以玩网球、象棋或乒乓球,如果每个人都有n个人与他打网球,n个人与他下棋,n个人与他打乒乓球,证明俱乐部中有3个人,他们之间玩的游戏是三种俱全.

【题说】  1987年匈牙利数学奥林匹克题3.

【证】 将人看作平面上的点,得到一个有3n+1个点的图(假定任意三点都不在一直线上),当两个人玩网球或象棋或乒乓球时,我们就在相应的两点之间连一条红线或黄线或蓝线,需要证明的是,一定存在一个三条边的颜色互不相同的三角形.

自一点引出的3n条线段中,如果某两条线段的颜色不同,就称它们构成一个“异色角”.考虑异色角的个数.由于自每一点引出n条红线,

角形中有3个异色角.这个三角形的三条边颜色互不相同,即相应的三个人之间玩的游戏是三种俱全.

E1-073  在一块平地上有n个人,对每个人,他到其他人的距离均不相同,每人都有一把水枪,当发出火警信号时,每人用枪击中距他最近的人,当n为奇数时,证明至少有一个人身上是干的.当n为偶数时,此结论是否正确?

【题说】 第十九届(1987年)加拿大数学奥林匹克题4.

【证】 设n=2m-1,对m进行归纳,

m=1,结论显然正确.

假设n=2k-1时结论正确,对于2k+1个人,其中距离最近的两人设为A、B.剩下的2k-1人中,依归纳假设,有一个人C身上是干的.因AC>AB,BC>AB.故把A、B考虑进去时,C身上仍是干的.

若n是偶数,则结论不成立.例如n=2m个人站成两排,同排两两相距均大于1米,前后两人相距1米.那么当火警信号发出后,前后两人互射,谁也免不了挨水枪.

E1-075 在第一行中写有19个不超过88的自然数,第二行写有88个不超过19的自然数,我们将一行中的一个或数个相连的数称为一段.证明:可以从上述两行数中各选出一段来,使得这两段数的和相等.

【题说】 第二十二届(1988年)全苏数学奥林匹克八年级题4.

【证】 设a1,a2,…,a19为第一行数;b1,b2,…,b88是第二行数.

记                    A(i)=a1+…+ai

B(i)=b1+…+bi

假定                     A(19)≥B(88)

(对于A(19)<B(88)的情形可类似处理)对于每个i,记

ni=min{n;A(n)≥B(i),1≤n≤19}

根据假设,这样的ni是存在的.我们来考察88个差数A(ni)-B(i).显然它们的值为整数,且都在0至87之间,这是因为

如果这88个差数互不相同,则它们之中必有一个为0,于是我们的命题获证.

否则,这88个差数中至少有某两个相等,不妨设

i1=l,i2=k,l<k

使得

A(nl)-B(l)=A(nk)-B(k)

于是就有

A(nl)-A(nk)=B(l)-B(k)

显然,题意中的19、88可以换成任意自然数.

E1-076  将8×8方格纸板的一角剪去一个2×2正方形,问余下的60个方格能否剪成15块形如 的小纸片?

【题说】 第四届(1989年)东北三省数学邀请赛二试题3.

【解】 如图a,在余下的60个方格中填上1与-1,从左到右每列正负相间.显然任一块剪下的纸片中,四个数的和为2或-2.

若能剪成15块,设其中和为2的有x块,和为一2的有y块,则

这方程组的唯一解x=y=15/2不是整数,这就表明不可能剪成15块所述形状的纸片.

【别解】 若将小方格如图b填上1和-1,则任一块剪下的纸片中数字之和为1或-1.于是15块数字总和不为0,但整个图b数字之和为0.矛盾.

E1-077  有五只猴子和五个梯子.每个梯子的顶端各放一根香蕉.梯子之间有若干绳子相连.每条绳子连接两个梯子,任一梯子的同一级上没有两条绳子,开始时五只猴子位于不同梯子底端.它们沿梯子向上爬,遇到绳子就沿它爬到另一端,然后继续上爬.求证:无论有多少绳子,最后每只猴子都各拿到一根香蕉.

【题说】 第二十一届(1989年)加拿大数学奥林匹克题4.

【证】 甲数学归纳法.当绳子根数为0时,结论显然成立.设有n根绳子,其中一根绳子连结第一个梯子的A与第二个梯子的B,而A以下不再有绳子.我们将第一个梯子从A、第二个梯子从B锯下来,并将第一个梯子下段接于第二梯子上段,作为第一个梯子;第二个梯子下段接于第一个梯子上段,作为第二个梯子.这样便归结于(n-1)根绳子的情况.

E1-078 某地区网球俱乐部的20名成员举行14场单打比赛,每人至少上场一次.求证:必有6场比赛,其12个参赛者各不相同.

【题说】 第十八届(1989年)美国数学奥林匹克题2.

【证】 作一个图G:20个顶点A1,…A20,表示20个选手,14条边表示14场比赛,顶点Ai的次数(由它出发的边数)为di(i=1,2,…,20).则

从顶点Ai抹去(di-1)条边(同一条边可以同时被其二端点抹去),最多抹去

条边,所余子图G′中至少还有6条边,而各顶点度皆≤1.这表明至少有6场比赛的参赛者各不相同.

E1-079  100个运动员参加赛跑,已知其中任意12个人中总有两个彼此熟悉的,证明:运动员的号码不论如何编排(未必是从1到100),总可以找到两个彼此熟悉的运动员,他们的号码是以相同的数字开头的(即最高数位的数字相同).

【题说】 第十六届(1990年第三阶段)全俄数学奥林匹克十年级题7.

【解】 用Ni(i=1,2,…,9)表示以数字i开头的号码的数目.只须证明:对于某个k,有Nk≥12即可.事实上,若对所有的i=1,

题得证.

E1-080  一条马路上有六个车站(如图),今有一辆汽车由a1驶向a6,沿途各站可自由上下乘客,但此辆汽车在任何时候至多可载乘客5人,试证:在此六站中必有两对(四个不同的)车站A1、B1;A2、B2,使得没有乘客在A1站上而且在B1站下(A1在B1之前),也没有乘客在A2站上而且在B2站下(A2在B2之前).

【题说】  1957年北京市赛高三二试题8.

【证】 设在站ai(i=1,2,3)上车、站aj(j=4,5,6)下车的人数为bij.在车从a3开往a4的途中,这些人全在车上.由于车上至多载客5人,bij(i=1,2,3;j=4,5,6)中至少有4个为0.其中有两个具有相同的i,不失一般性,可以假定b14=b15=0.在b2j,b3j(j=4,5,6)中至少有一个为0.不妨设b24=0,则站a1,a5;a2,a4即为所求的两对车站.