数学竞赛讲座20讲

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当且仅当1984x是完全平方数时,y是整数.而1984=26

231,故当且仅当x具有31t2

形式时,1984x是完全平方数.

∵x<1984,∵1?t?7.当t=1,2,3时,得整数对分别为(31,1519)、(124,1116)和(279,775).当t>3时y?x不合题意,因此不同的整数对的个数是3,故应选(C).

解法2 ∵1984=∴由此可知:x必须具有31t2形式,y必须具有31k2

形式,

并且t+k=8(t,k均为正整数).因为0<x<y,所以t<k.当t=1,k=7时得(31,1519);t=2,k=6时得(124,1116);当t=3,k=5时得(279,775).因此不同整数对的个数为3. 练习二十 1. 选择题

(1)方程x2

-y2

=105的正整数解有( ).

(A) 一组 (B)二组 (C)三组 (D)四组

(2)在0,1,2,?,50这51个整数中,能同时被2,3,4整除的有( ). (A) 3个 (B)4个 (C)5个 (D)6个 2.填空题

(1)的个位数分别为_________及_________.

(2)满足不等式104

?A?105

的整数A的个数是x3104

+1,则x的值________.

(3) 已知整数y被7除余数为5,那么y3

被7除时余数为________.

(4) (全俄第14届中学生数学竞赛试题)求出任何一组满足方程x2

-51y2

=1的自然数解x和y_________.

3.(第26届国际数学竞赛预选题)求三个正整数x、y、z满足

.

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4.(1985年上海数学竞赛题)在数列4,8,17,77,97,106,125,238中相邻若干个数之和是3的倍数,而不是9的倍数的数组共有多少组?

5.求

的整数解.

6.求证可被37整除.

7.(全俄1986年数学竞赛题)求满足条件

的整数x,y的所有可能的值.

8.(1985年上海初中数学竞赛题)已知直角三角形的两直角边长分别为l厘米、m厘米,斜边长为n厘米,且l,m,n均为正整数,l为质数.证明:2(l+m+n)是完全平方数.

9.(1988年全国初中数学竞赛题)如果p、q、

、都是整数,并且p>1,q>1,试求

p+q的值. 练习二十 1.D.C.

2.(1)9及1. (2)9. (3)4.

(4)原方程可变形为x2

=(7y+1)2

+2y(y-7),令y=7可得x=50.

3.不妨设x?y?z,则

,故x?3.又有故x?2.若x=2,则,故y?6.又有

,故y?4.若y=4,则z=20.若y=5,则z=10.若y=6,则z无整数解.若x=3,类似可以确定

3?y?4,y=3或4,z都不能是整数. 4.可仿例2解.

5.先求出,然后将方程变形为y=5+x-2要使y为整数,5x-1应是完全平方数,?,

解得

6.8888≡8(mod37),∴8888

2222

≡82

(mod37).

7777≡7(mod37),77773333

≡73

(mod37),88882222

+7777

3333

≡(82+73

)(mod37),而

82+73

=407,37|407,∴37|N.

7.简解:原方程变形为3x2

-(3y+7)x+3y2

-7y=0由关于x的二次方程有解的条件△?0及y为整数可得0?y?5,即y=0,1,2,3,4,5.逐一代入原方程可知,原方程仅有两组解(4,5)、(5,4). 8.∵l2

+m2

=n2

,∴l2

=(n+m)(n-m).∵l为质数,且n+m>n-m>0,∴n+m=l2

,n-m=1.于是l2=n+m=(m+1)+m=2m+1,2m=l2-1,2(l+m+1)=2l+2+2m=l2+2l+1=(l+1)2

.即2(l+m+1)是完全平方数.

9.易知p≠q,不妨设p>q.令=n,则m>n由此可得不定方程(4-mn)p=m+2,解此方

程可得p、q之值.

竞赛专题讲座04

-平面几何证明

[竞赛知识点拨]

1. 线段或角相等的证明

(1) 利用全等△或相似多边形; (2) 利用等腰△;

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(3) 利用平行四边形;

(4) 利用等量代换;

(5) 利用平行线的性质或利用比例关系 (6) 利用圆中的等量关系等。

2. 线段或角的和差倍分的证明

(1) 转化为相等问题。如要证明a=b±c,可以先作出线段p=b±c,再去证明a=p,即所谓“截长补短”,角的问题仿此进行。

(2) 直接用已知的定理。例如:中位线定理,Rt△斜边上的中线等于斜边的一半;△的外角等于不相邻的内角之和;圆周角等于同弧所对圆心角的一半等等。 3. 两线平行与垂直的证明

(1) 利用两线平行与垂直的判定定理。

(2) 利用平行四边形的性质可证明平行;利用等腰△的“三线合一”可证明垂直。

(3) 利用比例关系可证明平行;利用勾股定理的逆定理可证明垂直等。

【竞赛例题剖析】

【例1】从⊙O外一点P向圆引两条切线PA、PB和割线PCD。从A点作弦AE平行于CD,连结BE交CD于F。求证:BE平分CD。

【分析1】构造两个全等△。 连结ED、AC、AF。

CF=DF←△ACF≌△EDF←

←∠PAB=∠AEB=∠PFB

【分析2】利用圆中的等量关系。连结OF、OP、OB。

←∠PFB=∠POB←

注:连结OP、OA、OF,证明A、O、F、P四点共圆亦可。

【例2】△ABC内接于⊙O,P是弧 AB上的一点,过P作OA、OB的垂线,与AC、BC分别交于S、T,AB交于M、N。求证:PM=MS充要条件是PN=NT。

【分析】只需证, PM2PN=MS2NT。

(∠1=∠2,∠3=∠4)→△APM∽△PBN

→→PM2PN=AM2BN

(∠BNT=∠AMS,∠BTN=∠MAS)→△BNT∽△SMA

→MS2NT=AM2BN

【例3】已知A为平面上两半径不等的圆O1和O2的一个交点,两外公切线P1P2、Q1Q2分别切两圆于P1、P2、Q1、Q2,M1、M2分别为P1Q1、P2Q2的中点。求证:∠O1AO2=∠M1AM2。

【分析】设B为两圆的另一交点,连结并延长BA交P1P2于C,交O1O2于M,则C为P1P2

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的中点,且P1M1∥CM∥P2M2,故CM为M1M2的中垂线。 在O1M上截取MO3=MO2,则∠M1AO3=∠M2AO2。

故只需证∠O1AM1=∠O3AM1,即证

由△P1O1M1∽P2O2M2,M1O3=M2O2,O1P1=O1A,O2P2=O2A可得。

【例4】在△ABC中,AB>AC,∠A的外角平分线交△ABC的外接圆于D,DE⊥AB于E,求证:

AE=。

【分析】方法1、

2AE=AB-AC ← 在BE上截取EF=AE,只需证BF=AC,连结DC、DB、DF,从而只需证

△DBF≌△DCA ← DF=DA,

∠DBF=∠DCA,∠DFB=∠DAC ←∠DFA=∠DAF=∠DAG。

方法2、延长CA至G,使AG=AE,则只需证BE=CG

← 连结DG、DC、DB,则只需证△DBE≌△DCG ← DE=DG,∠DBE=∠DCG,∠DEB=∠DGC=Rt∠。

【例5】∠ABC的顶点B在⊙O外,BA、BC均与⊙O相交,过BA与圆的交点K引∠ABC平分线的垂

线,交⊙O于P,交BC于M。

求证:线段PM为圆心到∠ABC平分线距离的2倍。

【分析】若角平分线过O,则P、M重合,PM=0,结论显然成立。

若角平分线不过O,则延长DO至D‘,使OD’=OD,则只需证DD‘=PM。连结D’P、DM,则只需证DMPD‘为平行四边形。

过O作m⊥PK,则DD’,K

P,∴∠D‘PK=∠DKP

BL平分∠ABC,MK⊥BL→BL为MK的中

垂线→∠DKB=∠DMK

∴∠D’PK=∠DMK,∴D‘P∥DM。而D’ D∥PM,

∴DMPD‘为平行四边形。

【例6】在△ABC中,AP为∠A的平分线,AM为BC边上的中线,过B作BH⊥AP于H,AM的延长线交BH于Q,求证:PQ∥AB。

【分析】方法1、结合中线和角平分线的性质,考虑用比例证明平行。 倍长中线:延长AM至M’,使AM=MA‘,连结BA’,如图6-1。

PQ∥AB←

←←

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∠A‘BQ=180°-(∠HBA+∠BAH+∠CAP)= 180°-90°-∠CAP=90°-∠BAP=∠ABQ 方法2、结合角平分线和BH⊥AH联想对称知识。

延长BH交AC的延长线于B’,如图6-2。则H为BB‘的中点,因为M为BC的中点,连结HM,则

HM∥B/

C。延长HM交AB于O,则O为AB的中点。延长MO至M’,使OM‘=OM,连结M’A、M‘B,则AM’BM是平行四边形,

∴MP∥AM‘,QM∥BM’。于是,,所以PQ∥AB。

【例7】菱形ABCD的内切圆O与各边分别切于E、F、G、H,在EF与GH上分别作⊙O的切线交AB于M,交BC于N,交CD于P,交DA于Q。 求证:MQ∥NP。(95年全国联赛二试3)

【分析】由AB∥CD知:要证MQ∥NP,只需证∠AMQ=∠CPN,

结合∠A=∠C知,只需证△AMQ∽△CPN←

,AM2CN=AQ2CP。

连结AC、BD,其交点为内切圆心O。设MN与⊙O切于K,连结OE、OM、OK、ON、OF。记∠ABO=φ,

∠MOK=α,∠KON=β,则

∠EOM=α,∠FON=β,∠EOF=2α+2β=180°-2φ。 ∴∠BON=90°-∠NOF-∠COF=90°-β-φ=α ∴∠CNO=∠NBO+∠NOB=φ+α=∠AOE+∠MOE=∠AOM

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