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西电 2026 开学考Blur image

一、填空题#

第 1 题#

题目: 圆上均匀分布的 12 个点中任取 3 点能构成的钝角三角形个数为 120‾\underline{120}

圆内接三角形为钝角三角形   ⟺  \iff 三点落在同一个开半圆弧内(即三点跨度不超过 55 个等分弧长)。

设首个顶点为 AA(有 1212 种选法),顺时针方向的跨度 k∈{2,3,4,5}k \in \{2, 3, 4, 5\}(对应最远端点 CC)。

中间点 BB 在 A,CA, C 之间有 k−1k - 1 种选法。

求和:

12×∑k=25(k−1)=12×(1+2+3+4)=12×10=12012 \times \sum_{k=2}^5 (k - 1) = 12 \times (1 + 2 + 3 + 4) = 12 \times 10 = \mathbf{120}

(亦可用补集法:总数 (123)=220\binom{12}{3} = 220,直角 6×10=606 \times 10 = 60,锐角 4040,钝角 220−60−40=120220 - 60 - 40 = 120)


第 2 题#

题目: 已知集合 A={1,2,3,4}A = \{1, 2, 3, 4\},B={5,6,7}B = \{5, 6, 7\},设函数 f:A→Bf: A \to B,则 ff 单调不增的概率为 527‾\underline{\dfrac{5}{27}}

函数总个数:从 AA 到 BB 的映射总数为 ∣B∣∣A∣=34=81|B|^{|A|} = 3^4 = 81。

ff 单调不增要求:f(1)≥f(2)≥f(3)≥f(4)f(1) \ge f(2) \ge f(3) \ge f(4)。

这等价于从集合 B={5,6,7}B = \{5, 6, 7\}(33 个元素)中可重复地任取 44 个元素,按降序排列:

满足条件的序列数=(4+3−14)=(64)=15\text{满足条件的序列数} = \binom{4 + 3 - 1}{4} = \binom{6}{4} = 15

概率为:

P=1581=527P = \dfrac{15}{81} = \mathbf{\dfrac{5}{27}}

第 3 题#

题目: 已知函数 f(x)=ex+4xf(x) = \mathrm{e}^x + 4x,g(x)=ln⁡x+2xg(x) = \ln x + 2x,则与曲线 y=f(x)y = f(x) 和 y=g(x)y = g(x) 均相切的直线条数为 1‾\underline{1}

设切点分别为 (x1,f(x1))(x_1, f(x_1)) 与 (x2,g(x2))(x_2, g(x_2)) (x2>0x_2 > 0)。

斜率相等:

f′(x1)=g′(x2)  ⟹  ex1+4=1x2+2  ⟹  x2=1ex1+2f'(x_1) = g'(x_2) \implies \mathrm{e}^{x_1} + 4 = \dfrac{1}{x_2} + 2 \implies x_2 = \dfrac{1}{\mathrm{e}^{x_1} + 2}

截距相等:

f(x1)−x1f′(x1)=g(x2)−x2g′(x2)f(x_1) - x_1 f'(x_1) = g(x_2) - x_2 g'(x_2)

化简整理得关于 x1x_1 的方程:

h(x1)=ex1(1−x1)+ln⁡(ex1+2)+1=0h(x_1) = \mathrm{e}^{x_1}(1 - x_1) + \ln(\mathrm{e}^{x_1} + 2) + 1 = 0

求导:

h′(x)=ex(1ex+2−x)h'(x) = \mathrm{e}^x\left(\dfrac{1}{\mathrm{e}^x + 2} - x\right)

易知导数在 (0,1)(0, 1) 内有且仅有一个零点 x0x_0,函数先增后减;

当 x→−∞x \to -\infty 时,h(x)→ln⁡2+1>0h(x) \to \ln 2 + 1 > 0;极大值 h(x0)>0h(x_0) > 0;当 x→+∞x \to +\infty 时,h(x)→−∞h(x) \to -\infty。

故方程在 (−∞,x0)(-\infty, x_0) 无解,在 (x0,+∞)(x_0, +\infty) 上单调递减且有且仅有 1 个实根,公切线有 11 条。


第 4 题#

题目: 设 ana_n 为最接近 n\sqrt{n} 的整数,则数列 {an}\{a_n\} 的前 2026 项和为 60810‾\underline{60810}

an=k  ⟺  k−12<n<k+12  ⟺  k2−k+1≤n≤k2+ka_n = k \iff k - \dfrac{1}{2} < \sqrt{n} < k + \dfrac{1}{2} \iff k^2 - k + 1 \le n \le k^2 + k

取值为 kk 的项数恰为 (k2+k)−(k2−k)=2k(k^2 + k) - (k^2 - k) = 2k 项。

前 mm 组的总项数为 ∑k=1m2k=m(m+1)\sum_{k=1}^m 2k = m(m+1)。

令 m=44m = 44,项数为 44×45=198044 \times 45 = 1980。

前 4444 组的总和为:

∑k=144k⋅2k=2∑k=144k2=2×44×45×896=58740\sum_{k=1}^{44} k \cdot 2k = 2\sum_{k=1}^{44} k^2 = 2 \times \frac{44 \times 45 \times 89}{6} = 58740

剩余项数:2026−1980=462026 - 1980 = 46 项,这 4646 项的取值均为 4545:

S2026=58740+46×45=58740+2070=60810S_{2026} = 58740 + 46 \times 45 = 58740 + 2070 = \mathbf{60810}

第 5 题#

题目: 设 (x2−x+1)2026=a0+a1x+a2x2+⋯+a2026x2026(x^2 - x + 1)^{2026} = a_0 + a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_{2026}x^{2026},则 2a0+3a1+4a2+⋯+2028a2026=‾2a_0 + 3a_1 + 4a_2 + \cdots + 2028a_{2026} = \underline{\qquad}

设:

P(x)=(x2−x+1)2026=a0+a1x+a2x2+⋯+anxnP(x)=(x^2 - x + 1)^{2026} = a_0 + a_1 x + a_2 x^2 + \cdots + a_{n} x^{n}

对于所求式子:

S=2a0+3a1+4a2+⋯+(n+2)anS=2a_0 + 3a_1 + 4a_2 + \cdots + (n+2)a_{n}

拆项

即:

S=∑k=0nkak+2∑k=0nakS=\sum\limits_{k=0}^nka_{k}+2\sum\limits_{k=0}^na_{k}

令 x=1x=1:

P(1)=a0+a1+a2+⋯+an=1P(1)=a_{0}+a_{1}+a_{2}+\dots+a_{n}=1

对 P(x)P(x) 求导:

P′(x)=a1+2a2x+3a3x2+⋯+nanxn−1P'(x)=a_{1}+2a_{2}x+3a_{3}x^2+\dots+na_{n}x^{n-1}

代入 x=1x=1:

P′(1)=a1+2a2+3a3+⋯+nan=∑k=0nkakP'(1)=a_{1}+2a_{2}+3a_{3}+\dots+na_{n}=\sum\limits_{k=0}^nka_{k}

而 P′(x)=2026(x2−x+1)2025⋅(2x−1)P'(x)=2026(x^2-x+1)^{2025}\cdot(2x-1),代入 x=1  ⟹  P′(1)=2026x=1 \implies P'(1)=2026。

所以:

S=P′(1)+2P(1)=2026+2=2028S=P'(1)+2P(1)=2026+2=2028

构造

由于次数和系数差 2,直接升幂,两边同乘以 x2x^2:

x2P(x)=a0x2+a1x3+a2x4+⋯+anxn+1x^2P(x)=a_{0}x^2+a_{1}x^3+a_{2}x^4+\dots+a_{n}x^{n+1}

对左边求导:

d[x2P(x)]dx=2xP(x)+x2P′(x)\frac{\mathrm{d}[x^2P(x)]}{\mathrm{d}x}=2xP(x)+x^2P'(x)

令 x=1  ⟹  S=2P(1)+P′(1)=2×1+2026=2028x=1 \implies S=2P(1)+P'(1)=2\times 1+2026=2028。


第 6 题#

题目: 已知矩形的长为 12,宽为 8,某半圆能完全放置于该矩形中,则该半圆面积的最大值为 (296−1603)π‾\underline{(296 - 160\sqrt{3})\pi}

倾斜放置:

将半圆倾斜,使圆弧同时与矩形的一条长边和一条短边相切,而直径的两端点分别落在另外两条边上。

设圆心在 (r,r)(r, r),直径两端点落在 x=mx = m 与 y=ny = n 上,可严格导出半径满足:

(m−r)2+(n−r)2=r2  ⟹  r2−2(m+n)r+(m2+n2)=0(m - r)^2 + (n - r)^2 = r^2 \implies r^2 - 2(m+n)r + (m^2+n^2) = 0

解得最大半径:

r=m+n−2mn=12+8−192=20−83≈6.1436>6r = m + n - \sqrt{2mn} = 12 + 8 - \sqrt{192} = 20 - 8\sqrt{3} \approx 6.1436 > 6

最大面积:

S=12πr2=(296−1603)π≈18.87π≈59.29S = \dfrac{1}{2}\pi r^2 = \mathbf{(296 - 160\sqrt{3})\pi} \approx 18.87\pi \approx 59.29

第 7 题#

题目: 已知定义在 R\mathbf{R} 上的函数 f(x)f(x) 满足 f(0)=0f(0) = 0,f(x)+f(1−x)=1f(x) + f(1 - x) = 1,f(x)=2f(x5)f(x) = 2f\left(\dfrac{x}{5}\right),且当 0≤x1≤x2≤10 \le x_1 \le x_2 \le 1 时,f(x1)≤f(x2)f(x_1) \le f(x_2),则 f(12026)=132‾f\left(\dfrac{1}{2026}\right) = \underline{\frac{1}{32}}

f(0)=0  ⟹  f(1)=1−f(0)=1f(0) = 0 \implies f(1) = 1 - f(0) = 1。

f(1)=2f(1/5)  ⟹  f(1/5)=1/2f(1) = 2f(1/5) \implies f(1/5) = 1/2。

由对称性 f(4/5)=1−f(1/5)=1/2f(4/5) = 1 - f(1/5) = 1/2。

结合单调不减性质,f(x)f(x) 在 [15,45]\left[\dfrac{1}{5}, \dfrac{4}{5}\right] 上恒等于 12\dfrac{1}{2}(类 Cantor 五进制阶梯函数)。

递推性质:当 x∈[15k+1,45k+1]x \in \left[\dfrac{1}{5^{k+1}}, \dfrac{4}{5^{k+1}}\right] 时,5kx∈[15,45]5^k x \in \left[\dfrac{1}{5}, \dfrac{4}{5}\right],此时:

f(x)=12kf(5kx)=12k+1f(x) = \frac{1}{2^k} f(5^k x) = \frac{1}{2^{k+1}}

取 k=4k = 4,区间为 [13125,43125]=[13125,1781.25]\left[\dfrac{1}{3125}, \dfrac{4}{3125}\right] = \left[\dfrac{1}{3125}, \dfrac{1}{781.25}\right]。

因为 781.25<2026<3125781.25 < 2026 < 3125,故 12026\dfrac{1}{2026} 恰好落在此区间内!

f(12026)=124+1=132f\left(\frac{1}{2026}\right) = \frac{1}{2^{4+1}} = \mathbf{\frac{1}{32}}

第 9 题#

题目: 已知集合 S={1,2,⋯ ,2026}S = \{1, 2, \cdots, 2026\},则满足 A,B⊆SA, B \subseteq S 且 A∩B=∅A \cap B = \emptyset 的二元集 {A,B}\{A, B\} 的个数为 32026−12‾\underline{\dfrac{3^{2026} - 1}{2}}

考虑有序子集对 (A,B)(A, B) 满足 A∩B=∅A \cap B = \emptyset:SS 中每个元素有 3 种归属(属于 AA、属于 BB、两者都不属于),共有 320263^{2026} 对。

题目要求 {A,B}\{A, B\} 为二元集,即无序集合且两元素互异(A≠BA \ne B)。

A=BA = B 且 A∩B=∅  ⟹  A=B=∅A \cap B = \emptyset \implies A = B = \emptyset,只有 (∅,∅)(\emptyset, \emptyset) 这一种情况。

去除相同情况后无序化除以 2:

32026−12\dfrac{3^{2026} - 1}{2}

第 10 题#

题目: 已知 {sin⁡θ,sin⁡2θ,sin⁡3θ}={cos⁡θ,cos⁡2θ,cos⁡3θ}\{\sin\theta, \sin 2\theta, \sin 3\theta\} = \{\cos\theta, \cos 2\theta, \cos 3\theta\},则 θ=π8+kπ2,k∈Z‾\theta = \underline{\dfrac{\pi}{8} + \dfrac{k\pi}{2},k \in \mathbb{Z}}

集合元素和相等:

(sin⁡θ+sin⁡3θ)+sin⁡2θ=(cos⁡θ+cos⁡3θ)+cos⁡2θ(\sin\theta + \sin 3\theta) + \sin 2\theta = (\cos\theta + \cos 3\theta) + \cos 2\theta 2sin⁡2θcos⁡θ+sin⁡2θ=2cos⁡2θcos⁡θ+cos⁡2θ2\sin 2\theta\cos\theta + \sin 2\theta = 2\cos 2\theta\cos\theta + \cos 2\theta (2cos⁡θ+1)(sin⁡2θ−cos⁡2θ)=0(2\cos\theta + 1)(\sin 2\theta - \cos 2\theta) = 0

若 2cos⁡θ+1=0  ⟹  cos⁡θ=−1/22\cos\theta + 1 = 0 \implies \cos\theta = -1/2,此时求得的集合出现重复元素(不满足互异性集合定义),舍去。

若 sin⁡2θ=cos⁡2θ  ⟹  tan⁡2θ=1  ⟹  2θ=π4+kπ  ⟹  θ=π8+kπ2\sin 2\theta = \cos 2\theta \implies \tan 2\theta = 1 \implies 2\theta = \dfrac{\pi}{4} + k\pi \implies \theta = \dfrac{\pi}{8} + \dfrac{k\pi}{2}。

代入验证:当 θ=π/8\theta = \pi/8 时,两集合均为 {sin⁡π8,22,cos⁡π8}\left\{\sin\dfrac{\pi}{8}, \dfrac{\sqrt{2}}{2}, \cos\dfrac{\pi}{8}\right\},元素互异且两集合完全相等。


二、解答题#

题目: 解不等式 1x+1≤13xx−1\dfrac{1}{\sqrt{x+1}} \le \dfrac{1}{3}\sqrt{\dfrac{x}{x - 1}}

定义域:

  • x+1>0  ⟹  x>−1x + 1 > 0 \implies x > -1;
  • xx−1≥0  ⟹  x≤0\dfrac{x}{x-1} \ge 0 \implies x \le 0 或 x>1x > 1;
  • 综上定义域为 (−1,0]∪(1,+∞)(-1, 0] \cup (1, +\infty)。

当 x=0x = 0 时,左边 =1= 1,右边 =0= 0,1≤01 \le 0 不成立,排除。

当 x∈(−1,0)x \in (-1, 0) 时,两边均为正,两端平方得:

1x+1≤x9(x−1)\dfrac{1}{x+1} \le \dfrac{x}{9(x-1)}

因 x−1<0x-1 < 0,去分母变号得:

9(x−1)≥x(x+1)  ⟹  x2−8x+9≤09(x-1) \ge x(x+1) \implies x^2 - 8x + 9 \le 0

此时判别式 Δ=28\Delta = 28,两根为 4±7>14 \pm \sqrt{7} > 1,在 (−1,0)(-1, 0) 内无解。

当 x∈(1,+∞)x \in (1, +\infty) 时,去分母保持不等号方向:

9(x−1)≤x(x+1)  ⟹  x2−8x+9≥09(x-1) \le x(x+1) \implies x^2 - 8x + 9 \ge 0

解得 x≤4−7x \le 4 - \sqrt{7} 或 x≥4+7x \ge 4 + \sqrt{7}。

因为 4−7≈1.354>14 - \sqrt{7} \approx 1.354 > 1,结合定义域得到解集:

x∈(1,4−7]∪[4+7,+∞)x \in (1, 4 - \sqrt{7}] \cup [4 + \sqrt{7}, +\infty)

三、解答题#

题目: 求单位圆上正 2026 边形上一顶点到另外 2025 个顶点的距离之积

对于大一开学考而言知识点超纲了,出的不好,不过列几个示例答案很好猜出来,但是解答题嘛,可能可以混个答案分…

将正 nn 边形放在复平面单位圆上,顶点为方程 zn−1=0z^n - 1 = 0 的根:

ωk=ei2kπn(k=0,1,…,n−1)\omega_k = \mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{2k\pi}{n}} \quad (k = 0, 1, \dots, n-1)

取基准点为 z=1z = 1(对应 k=0k = 0),到其余顶点的距离为 ∣1−ωk∣|1 - \omega_k|。

利用代数恒等式:

zn−1=(z−1)(zn−1+zn−2+⋯+z+1)=(z−1)∏k=1n−1(z−ωk)z^n - 1 = (z - 1)(z^{n-1} + z^{n-2} + \cdots + z + 1) = (z - 1)\prod_{k=1}^{n-1}(z - \omega_k)

当 z≠1z \ne 1 时两边除以 z−1z - 1:

∏k=1n−1(z−ωk)=zn−1+zn−2+⋯+z+1\prod_{k=1}^{n-1}(z - \omega_k) = z^{n-1} + z^{n-2} + \cdots + z + 1

取 z→1z \to 1 的极限并在两端取模:

∏k=1n−1∣1−ωk∣=∣1+1+⋯+1∣=n\prod_{k=1}^{n-1}|1 - \omega_k| = |1 + 1 + \cdots + 1| = n

本题中 n=2026n = 2026,所求距离之积即为 2026\mathbf{2026}。


五、解答题#

题目: 已知数列 {xn}\{x_n\} 满足 ∣xn−xn+12∣≤1\left|x_n - \dfrac{x_{n+1}}{2}\right| \le 1,且 ∣xn∣≤(32)n|x_n| \le \left(\dfrac{3}{2}\right)^n,证明:∣xn∣≤2|x_n| \le 2

由三角不等式:

∣xn∣≤1+12∣xn+1∣|x_n| \le 1 + \dfrac{1}{2}|x_{n+1}|

将此不等式连续向后迭代 kk 次:

∣xn∣≤1+12+14+⋯+12k−1+12k∣xn+k∣=2(1−12k)+12k∣xn+k∣|x_n| \le 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \cdots + \frac{1}{2^{k-1}} + \frac{1}{2^k}|x_{n+k}| = 2\left(1 - \frac{1}{2^k}\right) + \frac{1}{2^k}|x_{n+k}|

代入已知增长条件 ∣xn+k∣≤(32)n+k|x_{n+k}| \le \left(\dfrac{3}{2}\right)^{n+k}:

12k∣xn+k∣≤12k(32)n+k=(32)n⋅(34)k\frac{1}{2^k}|x_{n+k}| \le \frac{1}{2^k}\left(\frac{3}{2}\right)^{n+k} = \left(\frac{3}{2}\right)^n \cdot \left(\frac{3}{4}\right)^k

因为公比 34<1\dfrac{3}{4} < 1,当 k→∞k \to \infty 时,余项:

lim⁡k→∞(32)n(34)k=0\lim_{k \to \infty} \left(\dfrac{3}{2}\right)^n \left(\dfrac{3}{4}\right)^k = 0

对任意固定的 nn,令 k→∞k \to \infty,即证得:

∣xn∣≤2|x_n| \le 2

六、解答题#

题目: 设函数 f(x)=∣x2−a∣f(x) = |x^2 - a| 在 [0,1][0, 1] 上的最大值为 M(a)M(a),求 M(a)M(a) 的最小值

设 g(x)=x2−ag(x) = x^2 - a,当 x∈[0,1]x \in [0, 1] 时,x2∈[0,1]x^2 \in [0, 1],故 g(x)g(x) 的值域为 [−a,1−a][-a, 1 - a]。

函数 f(x)=∣g(x)∣f(x) = |g(x)| 的最大值必在其边界取得:

M(a)=max⁡x∈[0,1]∣x2−a∣=max⁡{∣a∣,∣1−a∣}M(a) = \max_{x \in [0, 1]} |x^2 - a| = \max\{|a|, |1 - a|\}

由绝对值三角不等式:

M(a)=max⁡{∣a∣,∣1−a∣}≥∣a∣+∣1−a∣2≥∣a+(1−a)∣2=12M(a) = \max\{|a|, |1 - a|\} \ge \frac{|a| + |1 - a|}{2} \ge \frac{|a + (1 - a)|}{2} = \frac{1}{2}

当且仅当 ∣a∣=∣1−a∣|a| = |1 - a|(即 a=12a = \dfrac{1}{2})时取等号,故 M(a)M(a) 的最小值为 12\mathbf{\dfrac{1}{2}}。


七、解答题#

题目: 设点 A,B,CA, B, C 在曲线 xy=1xy = 1 上,且 △ABC\triangle ABC 为等腰直角三角形,求 △ABC\triangle ABC 面积的最小值

设直角顶点为 A(u,1/u)A(u, 1/u),点 B(v,1/v)B(v, 1/v)。

向量 AB→=(v−u,1v−1u)\overrightarrow{AB} = \left(v - u, \dfrac{1}{v} - \dfrac{1}{u}\right),将 AB→\overrightarrow{AB} 旋转 90∘90^\circ 得到点 CC:

xC=u−(1v−1u),yC=1u+(v−u)x_C = u - \left(\frac{1}{v} - \frac{1}{u}\right), \quad y_C = \frac{1}{u} + (v - u)

因为点 CC 在双曲线 xy=1xy = 1 上,代入 xCyC=1x_C y_C = 1,展开后可因式分解出根 v=uv = u(重合退化),得到另一非退化实根:

v=u2−1u(u2+1)v = \frac{u^2 - 1}{u(u^2 + 1)}

直角边长的平方为:

∣AB→∣2=(v−u)2+(1v−1u)2=2(u4+1)3u2(u4−1)2|\overrightarrow{AB}|^2 = (v - u)^2 + \left(\frac{1}{v} - \frac{1}{u}\right)^2 = \frac{2(u^4 + 1)^3}{u^2(u^4 - 1)^2}

面积公式:S=12∣AB→∣2S = \dfrac{1}{2}|\overrightarrow{AB}|^2。

令 t=u2t = u^2,w=t+1t>2w = t + \dfrac{1}{t} > 2,化简面积函数得:

S(w)=w3w2−4(w>2)S(w) = \frac{w^3}{w^2 - 4} \quad (w > 2)

求导求极值:

S′(w)=w2(w2−12)(w2−4)2=0  ⟹  w=12=23S'(w) = \frac{w^2(w^2 - 12)}{(w^2 - 4)^2} = 0 \implies w = \sqrt{12} = 2\sqrt{3}

代入得面积最小值:

Smin⁡=(23)3(23)2−4=2438=33S_{\min} = \frac{(2\sqrt{3})^3}{(2\sqrt{3})^2 - 4} = \frac{24\sqrt{3}}{8} = \mathbf{3\sqrt{3}}
西电 2026 开学考
https://fxj.wiki/blog/xidian-2026-entrance-exam
Author 玛卡巴卡
Published at 2026年9月16日
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