内容正文:
2026年北京大学强基计划数学试题
1. 在圆内接四边形中,,,则的长为________.
2. 设复数满足,则所有满足条件的复数的乘积为________.
3. 同余方程解的个数为________.
4. 已知实数满足,则的最小值为________.
5. 单位圆上正2026边形的一个顶点到另外2025个顶点的距离的乘积为________.
6. 若,则的最大值为________.
7. 在中,已知,则的取值范围为________.
8. 定义域为的函数的图像绕原点逆时针旋转后与自身重合,则不动点的个数为________.
9. 已知实数x,y满足,则的最大值是________.
10. 已知椭圆,过点作椭圆的两条切线互相垂直,则的值为________.
11. 已知函数,实数的绝对值均不小于1,若,则的最小值为________.
12. 棱长为1的正四面体对棱中点的距离为________.
13. 已知正实数列的前项和为,若,,则的整数部分为________.
14. 已知复数满足,则满足该方程的复数的个数为________.
15. 已知集合,从中选取四个数构成公差不为0的等差数列,则这样的等差数列的个数为________.
16. 满足且为素数的有序素数三元组的个数为________.
17. 已知为非负实数,函数存在零点,若正整数满足,则最小值的整数部分为________.
18. 已知关于的方程的四个实根均为正数,则的取值范围为________.
19. 已知椭圆,为椭圆的右焦点,为椭圆上的动点,为坐标原点,则的最大值为________.
20. 已知数列满足,且对任意正整数,存在,使得是这项的算术平均数,则的最小值为________.
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2026年北京大学强基计划数学试题
1. 在圆内接四边形中,,,则的长为________.
【答案】
【解析】
【分析】连接辅助线,先在中用余弦定理求,再结合圆内接四边形性质、正弦定理及等弦对等圆周角的性质求解的长.
【详解】
连接,在中,,,
由余弦定理,
代入数值计算得,
因为,
设四边形外接圆半径为,
由正弦定理,
又因为,
所以,
所以,
在中,,
故为外接圆的直径,所以.
2. 设复数满足,则所有满足条件的复数的乘积为________.
【答案】
【解析】
【分析】设,结合已知条件转化为方程组,联立方程组得出交点对应的参数关系,再结合韦达定理计算两个复数的乘积.
【详解】设,由得①,
由得②,
联立①②得③,
设满足条件的两个复数,,
联立①③得,由韦达定理,
则,
实部:,
虚部:,
故所有满足条件的复数的乘积为:.
3. 同余方程解的个数为________.
【答案】16
【解析】
【分析】利用中国剩余定理可知,原方程的解数等于各素因子幂下解数之积,因此分别考虑模的解数最后乘积即可.
【详解】注意到,分别讨论模的解数.
若为奇素数,则等价于,
又,而,故只能整除中的一个,
即,所以模与模下各有2解.
再求模的解,由知为奇数,
设,则,
因为,要使,必须全部整除或,
故,
从而在模下得四类,
因此模下有4解.
综上,由中国剩余定理可得,原方程的解数为个.
4. 已知实数满足,则的最小值为________.
【答案】4
【解析】
【分析】本题可以利用函数的对称性分析,y,三者符号的正负情况,然后再利用轮换对称式设其中两个数相等,将三个变量转化成一个变量,借助均值不等式求解即可。
【详解】因为,,只有七种情况;三正,三负,一正两负,两正一负,仅有一零,恰有两个零,三个都为零。若三正或者三负,则一定是正值:若两个零或者三个零显然不成立:所以只有一正两负,两正一负,恰有一零三种情况。下面分情况计算:
当一正两负时,设,即,代入可得,变形可得,观察可知,地位对称,又因为中的位置对称,因此根据多元函数求最值时,对称变量相等,因而可设,代入中可得,解.同样,因为
由基本不等式可知,当,解得,此时,即取等号。
当两正一负时,设,即,代入可得,变形可得,观察可知, 地位对称,解法同上述一正两负的情况.
当一零时,假设则有,.
综上可得的最小值为.
5. 单位圆上正2026边形的一个顶点到另外2025个顶点的距离的乘积为________.
【答案】
【解析】
【分析】由复数的几何意义结合复数的运算性质计算求解即可.
【详解】设圆内接正2026边形的顶点对应的复平面上的点为,
由于为单位圆,故内接正2026边形的顶点为的个根,且必有一个根为1,
不妨设,则,
即,
所以,
由复数的几何意义可知表示两点的距离,
且由复数的运算性质可得
,
令,可得,
所以单位圆上正2026边形的一个顶点到另外2025个顶点的距离的乘积为.
6. 若,则的最大值为________.
【答案】
【解析】
【分析】等式两边平方,结合基本不等式可求答案.
【详解】由,可得,
,当且仅当时,等号成立;
即,解得,故的最大值为.
7. 在中,已知,则的取值范围为________.
【答案】
【解析】
【分析】先求出角A,再运用三角形的内角和转化目标式,最后将转化后的目标式化成二次函数进行求解.
【详解】由题目可得,
因,则得,解得,则,
则
,
令,则,上式化为,
故,
因,,
故的范围为.
8. 定义域为的函数的图像绕原点逆时针旋转后与自身重合,则不动点的个数为________.
【答案】
【解析】
【分析】先由函数的不动点的定义可知不动点为,分和两种情况讨论,并结合函数的旋转性质可得.
【详解】因为函数的不动点是满足的点,即函数图象与直线的交点称为函数的不动点.
若点在函数的图像上,绕原点逆时针旋转后的点也一定在原图像上,即.
①对原点处的点,逆时针旋转两次后得到点,该点仍在图像上,
由函数定义(一个对应唯一一个)得:,故,
因此一定是函数的不动点(满足).
②设是函数的非零不动点,即.
将点逆时针旋转得点,故;
再逆时针旋转得点,故.
由函数的定义知,同一个只能对应唯一一个,因此,得,与矛盾,
所以函数不存在非零不动点.
综上所述,函数的不动点只有原点,个数为.
9. 已知实数x,y满足,则的最大值是________.
【答案】2
【解析】
【分析】由重要不等式知,再由题意得,解出不等式即可求出答案.
【详解】解:由得,
又由重要不等式知(当且仅当时取等号),
∴,化简得,得,
∴的最大值为2,
故答案为:2.
【点睛】本题主要考查重要不等式的应用,考查一元二次不等式的解法,属于基础题.
10. 已知椭圆,过点作椭圆的两条切线互相垂直,则的值为________.
【答案】
【解析】
【详解】设过点的椭圆切线方程为,联立椭圆得:
,
则,化简整理得,
方程的两根对应切线的两条斜率,由韦达定理得,
已知两条切线互相垂直,故,
故,解得.
11. 已知函数,实数的绝对值均不小于1,若,则的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可得只能两负一正或两正一负,再分情况讨论的最小值即可.
【详解】由于当时,,当时,,
又,所以中只能两负一正或两正一负.
若中两负一正,不妨设,则,
又,
故,
故,即.
若中两正一负,不妨设,
由于,故,故,
因此,
令,则,
故.
由于在上单调递增,
不妨设(否则,得),
则,
故,解得,
故,
当时等号成立,
综上所述,的最小值为.
12. 棱长为1的正四面体对棱中点的距离为________.
【答案】
【解析】
【分析】利用等腰三角形的性质可求答案.
【详解】如图,分别为的中点,因为正四面体的棱长为1,所以,即为等腰三角形;
在中,,为的中点,所以,
又,所以.
13. 已知正实数列的前项和为,若,,则的整数部分为________.
【答案】
【解析】
【分析】由结合题意可得数列单调递增,根据计算即可求解.
【详解】当时,由题意可得,
所以,所以数列单调递增,
因为,解得,所以,
所以,所以,
则的整数部分为.
14. 已知复数满足,则满足该方程的复数的个数为________.
【答案】7
【解析】
【详解】当时,,,满足;
当时,则,因为,所以,所以,,
当时,有,则得,即,
而方程在复数范围内有6个不同的根,
综上所述,满足条件的复数的个数为7个.
15. 已知集合,从中选取四个数构成公差不为0的等差数列,则这样的等差数列的个数为________.
【答案】1366200
【解析】
【分析】把集合中的数按被3整除的余数分成三类,通过计算得出数列的首项和末项是从其中一类中任选两个数的排列,利用排列数定义计算可得.
【详解】设数列的四项为,公差为,则,
所以,
按被3整除的余数将集合中的数分成三类:
,,,
易知集合含有个数,集合和均含有个数,
确定四项等差数列的关键是确定数列的首末两项,
数列的首项和末项,可以是从集合B或C或D中任取两个元素的排列,
故得到个等差数列.
16. 满足且为素数的有序素数三元组的个数为________.
【答案】
【解析】
【分析】首先确定素数的四次方的模运算性质,再以三个素数中含的个数分四种情况讨论:①三个素数都是奇素数(个)、②三个素数中恰有一个、③三个素数中恰有两个及④三个素数均为四种情况,其中①③④可结合模运算性质及合数性质判断排除,对②三个素数中恰有一个的情况,再以含的个数分三类情况讨论:(i)素数均不等于;(ii)素数恰有一个等于;(iii)素数都等于并结合模运算性质及合数性质一一枚举判断可得.
【详解】因为素数中只有是偶数,其余均为奇数,奇数的四次方为奇数,偶数的四次方为偶数.
且素数的四次方有如下模运算性质:
偶素数,对任意不等于的素数的四次方满足;
素数,对任意不等于的素数的四次方满足;
素数,对任意不等于的素数的四次方满足
按三元组中偶素数的个数分四类讨论:
①三个素数都是奇素数(个):此时,因此,
所以,又因为最小的奇素数为,
因此,即是大于的的倍数,必为合数,不符合题意;
②三个素数中恰有一个:不妨设,为奇素数,再以两个素数中素数的个数分类讨论:
(i)素数均不等于,因为,
所以,因此,此时三元组最小为,
,即是大于的的倍数,必为合数,不符合题意;
(ii)素数恰有一个等于,不妨设,为不等于的奇素数,再分两类:
(1)若,则,
因此,故,
此时,,即是大于的的倍数,必为合数,不符合题意;
(2)若,三元组为,则,
验证素性:,检验所有小于的素数均不能整除,故为素数,符合题意;
(iii)素数都等于,即,三元组为,
则,所以为合数,不符合题意.
③三个素数中恰有两个:不妨设,为奇素数,
则,即是大于的偶数,也必为合数,不符合题意;
④三个素数均为,三元组为,
则,所以为合数,不符合题意.
综上所述,满足条件的无序素数集合仅为,其全排列对应有序三元组共组:
,共个.
17. 已知为非负实数,函数存在零点,若正整数满足,则最小值的整数部分为________.
【答案】4001
【解析】
【分析】根据的单调性可得当时最小,再根据已知条件列出不等式求得的最小值,最后估计其整数部分即可.
【详解】由于,故二次函数在上单调递增,
从而对正整数有.
要使最小,则取,
设,
则由,即,
得,即,
由有零点知,故,
从而,
因此,即,
解得,
当时等号成立,
因此的最小值约为4001.99975,整数部分为4001.
18. 已知关于的方程的四个实根均为正数,则的取值范围为________.
【答案】
【解析】
【分析】关于的方程的四有正实根,两边同除以,等价变形为,然后利用分离变量法转化成值域问题即可解决.
【详解】由题意知:,
关于的方程有正实根,,
等价变形为,(1)
设,则,(1)可变形为:有根,
分离变量得:,
原方程有四个正根,所以,
所以,
所以,当且仅当时取等,
所以,
19. 已知椭圆,为椭圆的右焦点,为椭圆上的动点,为坐标原点,则的最大值为________.
【答案】
【解析】
【详解】由题意得,,,则,即,,
设,则,
,
因为,所以,即,,
所以的最大值为.
20. 已知数列满足,且对任意正整数,存在,使得是这项的算术平均数,则的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】要最小化,就要让尽可能大,尽可能小,再结合已知计算求解.
【详解】要最小化,就要让尽可能大,尽可能小,
取,此时,所以,
因此,
取最长区间,,
所以的最小值为.
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