清华大学2020年强基计划数学试题及详细解析
清华 大学 2020 年 强 基 计划 数学 试题 解析 Penny 阿不 1 . 已知 实数 x , y 满足 x2 y 21 , 则 x2 xyy 2 的 最大 值 为 ( ) A . 1 B . 5D . 22 C . 103 答案 . B . 简析 1 . 由 AM - GM 不等式 , 得 xx 2 x2 - y 25252 yx 2 - y 225 x + y 25 . y 2222252521 时 取 等号 . 上 式 当 x1 , y 10451045 即 原 式 的 最大 值 为 5 . 2 简析 2 . 设 xrcos , yrsin , 其中 r1 , R , 则 222 r 215 . xxyy = rcos 2 sin 2 cos 2 sin 22221 时 取 等号 . , sin 1 上 式 当 r = 1 , cos 10451045 即 原 式 的 最大 值 为 5 . 22 . 设 a , b , c 为 正 实数 , 若 一元 二 次 方程 ax 2 bxc 0 有 实 根 , 则 ( ) A . maxa , b , c ( abc ) B . maxa , b , c ( abc ) 1249 C . maxa , b , c ( abc ) 14 D . maxa , b , c1 ( abc ) 3 答案 . BCD . 简析 . 依 题意 , 有 b 24 ac . 由 齐 次 性 不妨 设 abc 1 . 首先 证明 : maxa , b , c ( abc ) . 14 由 对称 性 不妨 设 ac . 则 b 24 ac 4 c 2 b2c . 故 1 ab + cc 2cc 4 cc . 14 当 ac , b 时 , 符合 题意 . 1412 即 命题 得 证 . 又 注意 到 , 则 选项 CD 均 成立 . 1413 其次 证明 : maxa , b , c ( abc ) . 49 若 b , 则 命题 得 证 . 49 当 b = c , a 时 , 符合 题意 . 4919 若 b , 则 ac 1 b . 4959 又 注意 到 b 24 ac , 则 16145144 ac 4 aaaa 0 a0 8199999 若 a , , 则 命题 得 证 . 49154 若 a0 , , 此时 ca , 则 命题 得 证 . 999 又 注意 到 , 则 选项 A 不 成立 . 12493 . 已知 平面 向量 a , b , c 满足 a2 , b1 , a2 bca 2b , 则 对 所有 可能 的 c , c 的 ( ) A . 最大 值 为 42B . 最大 值 为 26 C . 最小 值 为 0 D . 最小 值 为 2 答案 . AC . 简析 . 当 ab 时 , 有 a2 ba 2b . 令 c 0 , 得 c = 0 . 由 三角 不等式 , 得 a2 ba 2 bcca 2 bca 2 ba 2b . 再 由 Cauchy 不等式 , 得 ca 2 ba 2 b2 a2 ba 2b 22224 a 216 b 32c 422 当 ab , a2 b2 , 且 c = a + 2b 时 取 等号 . 综 上 , c 的 最小 值 为 0 , 最大 值 为 42 . 4 . 在 ABC 中 , AC = 1 , BC = 3 , AB = 2 , 设 M 为 AB 中点 , 现 将 ABC 沿 CM 折 起 , 使 2 , 则 折 起 后 AB 的 长度 可能 为 ( ) 得 四面体 B - ACM 的 体积 为 12A . 1 B . 2C . 3D . 2 答案 . BC . 简析 . 设 点 B 在 底面 的 射影 为 点 D , 则 11326 . VBACMSACM · BDBDBD 334123 注意 到 BD 3 , 因此 满足 题意 的 点 B 有 两 个 . 2 二面角 B - MC - A 的 平面 角 为 钝角 . 由 勾股 定理 , 得 DMBM 2 BD 2321 , CDBC 2 BD 2 . 33 在 DMC 中 , 由 余弦 定理 , 得 DM 2 MC 2 CD 23 cosDMCDMC 150 . 2 DM ? MC 2 则 AMD = 180 ° - AMC - DMC = 150 ° . 在 DMA 中 , 由 余弦 定理 , 得 7 AD 2 MA 2 MD 2 - 2 ? MA · MD · cos 150 = . 3 再 由 勾股 定理 , 得 ABAD 2 BD 23 . 二面角 B - MC - A 的 平面 角 为 锐角 . 同理 , 得 AB 2 . 综 上 , AB 可以 等于 2 或 3 . x2 y5 . 已知 Р 为 椭圆 1 上 的 动 点 , 且 A ( 1 , 1 ) , Q ( 1 , 0 ) , 则 | PA | + | PQ | 的 ( ) 43 A . 最大 值 为 43 B . 最大 值 为 45 C . 最小 值 为 43 D . 最小 值 为 45 答案 . BD . 简析 .