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《代数综合练习》· 按原书章节通读,知识点见每题标签

共 168 道 · 覆盖 14/24 个知识点 · 锚 义务教育数学课程标准(2022)· 数与代数
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一、实数初步

实数包括有理数和无理数,而有理数包括整数、零和分数。由于解决有关整数问题是我们最为熟悉、也深感困难的问题,常需要灵活的方法和独特的技巧,因而在国内外各种数学竞赛中,涉及整数问题很多。这里除了收集一些与有理数有关的问题外,主要收集与整数有关的问题,比如奇数与偶数、质数与合数、完全平方数、数的整除性与带余除法等。

整数

1选择●●○○○奇偶性分析
整数奇偶性
如果 $a,b,c$ 是三个任意整数,那么 $\dfrac{a+b}{2},\dfrac{b+c}{2},\dfrac{c+a}{2}$
  1. A.都不是整数
  2. B.至少有两个整数
  3. C.至少有一个整数
  4. D.都是整数
任给三个整数中,至少有两个整数同奇或同偶,所以这两个数之和必能被 $2$ 整除。故应选 C
2选择●●●○○
整数
已知 $a$ 为整数,关于 $x$ 的方程 $a^2x-20=0$ 的根是质数,且满足 $|ax-7|>a^2$,则 $a$ 等于
  1. A.$2$
  2. B.$2$ 或 $5$
  3. C.$\pm 2$
  4. D.$-2$
若 $a=2$,则 $x=5$,$|ax-7|=3<a^2=4$,排除 A、B、C。故应选 D
3选择●●●○○
整数
如果 $a,b$ 是质数,且 $a^2-13a+m=0,\ b^2-13b+m=0$,那么 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}$ 的值为
  1. A.$\dfrac{123}{22}$
  2. B.$\dfrac{125}{22}$ 或 $2$
  3. C.$\dfrac{125}{22}$
  4. D.$\dfrac{123}{22}$ 或 $2$
由两式相减得 $(a-b)(a+b-13)=0$。若 $a=b$,则 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}=2$。若 $a+b=13$,因 $a,b$ 为质数,必有一个为 $2$;设 $a=2,\ b=11$,则 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}=\dfrac{11}{2}+\dfrac{2}{11}=\dfrac{125}{22}$。故应选 B
4选择●●●○○
整数
已知三角形三个内角的度数都是质数,则这三个内角中必定有一个内角等于
  1. A.$2$ 度
  2. B.$3$ 度
  3. C.$5$ 度
  4. D.$7$ 度
三角形内角和为 $180$(偶数),质数除 $2$ 外均为奇数。三个奇数之和为奇数,与 $180$ 矛盾,故三角中必有一个角为 $2$ 度。故应选 A
5解答●●●○○
整数
在下式的两个方框内填入同样的数字,使等式成立:\[\Box 3 \times 6528 = 8256 \times 3\Box\]
因为 $6528=3\times 2^7\times 17$,$8256=3\times 2^6\times 43$,代入得 $\Box 3 \times 2^7\times 17 = 2^6\times 43 \times 3\Box$,可知方框中的数应为 $4$。故应填 4
6填空●●●○○
整数
将 $2,3,4,5,6,7,8,9,10,11$ 这 $10$ 个自然数填到图中 $10$ 个格子里,每个格子只填一个数,使得“田”字形的 $4$ 个格子中所填数字之和都等于 $p$,那么 $p$ 的最大值是
设居中两个格子所填之数为 $x$ 与 $y$,则每个中间格被计两次,三个“田”字形的数之总和为 $65+x+y=3p$。由 $x+y\le10+11=21$,得 $3p\le86$,即 $p\le28\tfrac{2}{3}$,故 $p$ 最大整数值为 $28$(此时需 $x+y=19$)。如图②所示的填法验证 $p=28$ 可达。
yx图①385107119426图②
故应填 28
7填空●●●○○
整数
如果一个正整数等于它的各位数字之和的 $4$ 倍,那么我们就把这个正整数叫做四合数。所有四合数的总和等于
一位数:$a=4a\Rightarrow a=0$,不存在。二位数:$10a+b=4(a+b)\Rightarrow 2a=b$,得 $(a,b)=(1,2),(2,4),(3,6),(4,8)$,对应四合数为 $12,24,36,48$。三位数:$100a+10b+c=4(a+b+c)\Rightarrow 96a+6b-3c=0$;因 $a\ge1$,无整数解。三位以上同理无解。故所有四合数之和为 $12+24+36+48=\ans{120}$。
8填空●●●○○
整数
有两道算式:
好 + 好 = 妙     妙 × 好好 × 真好 = 妙题题妙
其中每个汉字表示 $0\sim 9$ 中的一个数字,相同汉字表示相同数字,不同汉字表示不同数字。那么,“妙题题妙”所表示的四位数的所有因数的个数是
由加法得“好”$<5$,“妙”$\ne 0$。逐一验证“好”$=1,$“妙”$=2$ 与“好”$=4,$“妙”$=8$ 两种情形:情形一:“好”$=1$,“妙”$=2$。乘法式化为 $2\times11\times(\text{真}\times10+1)=2002+\text{题}\times110$,可得“真”$=9$,“题”$=0$,四位数为 $2002$。情形二:“好”$=4$,“妙”$=8$。解方程得“题”$=4=$“好”,矛盾。故“妙题题妙”$=2002=2\times7\times11\times13$,因数个数为 $2^4=\ans{16}$。
9解答●●●○○
整数
$47$ 个不同自然数的和为 $1998$,这 $47$ 个数中最少有多少个偶数?
设有 $b$ 个奇数($b$ 为偶数)。若 $b=46$,则奇数之和至少为 $1+3+\cdots+91=46^2=2116>1998$,矛盾。若 $b=44$,则 $1+3+\cdots+87=44^2=1936$,余 $62$ 由三个偶数(如 $2,4,56$)补足,可行。故偶数最少为 3 个。
10证明●●●○○
整数
$23$ 个不同的正整数的和为 $4845$,问:这 $23$ 个数的最大公约数可能达到的最大值是多少?写出你的结论,并说明理由。
设最大公约数为 $d$,则各数为 $db_1<db_2<\cdots<db_{23}$($b_i$ 两两不同的正整数),故 $4845=d(b_1+\cdots+b_{23})\ge d(1+2+\cdots+23)=276d$,从而 $d\le\dfrac{4845}{276}=17\tfrac{51}{92}$,即 $d\le17$。又 $4845=15\times17\times19$,故 $d=17$ 时令 $b_i=i\,(i=1,\dots,22)$ 且 $b_{23}=32$,验证:$17\times(1+2+\cdots+22+32)=17\times285=4845$。故最大公约数的最大值为 17
11证明●●●○○
整数
$1$ 与 $0$ 交替排列,组成下面形式的一串数 $101,\,10101,\,1010101,\,101010101,\dots$ 请你回答,在这串数中有多少个质数?并请证明你的论断。
显然 $101$ 是质数。下面证明,含 $k\ge3$ 个“1”的数 $N$ 均为合数。记 $R_k=\underbrace{11\cdots1}_{k\text{个}1}$,则 $11N=R_{2k}=R_k\cdot(10^k+1)$。当 $k$ 为奇数时:$11\nmid R_k$,故 $11\mid(10^k+1)$,于是 $N=R_k\cdot\dfrac{10^k+1}{11}$ 为合数。当 $k$ 为偶数时:$11\mid R_k$,于是 $N=\dfrac{R_k}{11}\cdot(10^k+1)$ 为合数。故这串数中恰有 1 个质数(即 $101$)。
12解答●●●○○
整数
(1) 请你写出不超过 $30$ 的自然数中的质数之和。
(2) 请回答,千位数是 $1$ 的四位偶自然数共有多少个?
(3) 一个四位偶自然数的千位数字是 $1$,当它分别被四个不同的质数去除时,余数也都是 $1$,试求出满足这些条件的所有自然数,其中最大的一个是多少?
(1) $2+3+5+7+11+13+17+19+23+29=\ans{129}$。(2) 千位为 $1$ 的四位数共1000个($1000$至$1999$),其中偶数共 500 个。(3) 设四质数 $p_1<p_2<p_3<p_4$ 均为奇质数(若有 $p=2$ 则 $kp_1p_2p_3p_4+1$ 为奇数,矛盾),则 $x=kp_1p_2p_3p_4+1$。由 $x\in[1000,1999]$ 知 $p_1=3,p_2=5,p_3=7$,$p_4$ 依次取 $11,13,17,19$(取 $23$ 超界),对应 $x_1=1156,\ x_2=1366,\ x_3=1786,\ x_4=1996$。其中最大的一个是 1996
13解答●●●○○
整数
试问:在 $1,2,3,\dots,2001$ 中最多可以取多少个数,使得所取数中任意三个数之和都能被 $21$ 整除。
设 $a,b,c,d$ 为所取的任意四数,由 $21\mid(a+b+c)$ 与 $21\mid(b+c+d)$ 得 $21\mid(a-d)$;故任意两数之差均为 $21$ 的倍数。所取数形如 $d,d+21,d+42,\dots$,由前三项之和满足条件知 $7\mid d$;为取最多,令 $d=7$。由 $7+21n\le2001$ 得 $n\le94$,共取 95 个数($7,28,49,\dots,1981$)。
14证明●●●○○
整数
将数字 $1,2,3,4,5,6,7,8$ 分别填写到八边形 $ABCDEFGH$ 的 $8$ 个顶点上,并且以 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 分别表示 $(A,B,C),\,(B,C,D),\,\dots,\,(H,A,B)$ 共 $8$ 组相邻三顶点上的数字之和。
(1) 试给出一个填法,使得 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 都大于或等于 $12$;
(2) 请证明任何填法均不可能使得 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 都大于或等于 $13$。
(1) 如图所示填法:$A=1,B=8,C=3,D=4,E=6,F=2,G=7,H=5$,可验证 $S_1=12,S_2=15,S_3=13,S_4=12,S_5=15,S_6=14,S_7=13,S_8=14$,均 $\ge12$。
18346275

(2) 每顶点出现在恰好 $3$ 个组中,故 $S_1+\cdots+S_8=3(1+\cdots+8)=108$。若各组均 $\ge13$,则至多有 $108-104=4$ 组之和 $>13$。由于相邻两组 $(i,j,k)$ 与 $(j,k,l)$ 之和不等(否则 $i=l$,矛盾),故相邻两组交替取 $13$ 和 $14$,但经逐步推导将导致数字重复,矛盾。故任何填法均不能使所有 $S_i\ge13$。

完全平方数

15选择●●●○○
完全平方数
下列说法:① 奇正整数总可表示为 $4n+1$ 或 $4n+3$ 的形式,其中 $n$ 是正整数;② 任意一个正整数总可以表示为 $3n$ 或 $3n+1$ 或 $3n+2$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数;③ 一个奇正整数的平方总可以表示为 $8n+1$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数;④ 任意一个完全平方数总可以表示为 $3n$ 或 $3n+1$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数。其中正确说法的个数是
  1. A.$0$
  2. B.$2$
  3. C.$3$
  4. D.$4$
①:$n=1,2,3,\dots$ 给出 $5,7,9,\dots$,遗漏 $1,3$,故①错。②正确。③:$(2k+1)^2=4k(k+1)+1$,$k(k+1)$ 为偶数,故 $(2k+1)^2\equiv1\pmod{8}$,正确。④:$(3k)^2=3(3k^2)$,$(3k\pm1)^2=3(\cdots)+1$,故完全平方数 $\equiv0$ 或 $1\pmod{3}$,正确。故应选 C
16选择●●●○○
完全平方数
如果对于不小于8的自然数 $n$,当 $3n+1$ 是一个完全平方数时,$n+1$ 都可表示成 $k$ 个完全平方数的和,那么 $k$ 的最小值为
  1. A.1
  2. B.2
  3. C.3
  4. D.4
由 $3n+1=a^2$ 知 $3\nmid a$,故 $a=3t\pm1$,从而 $n=3t^2\pm2t$,即 $n+1=t^2+t^2+(t\pm1)^2$。故应选 C
17选择●●●○○
完全平方数
设 $n$ 为自然数,$A=\underbrace{44\cdots4}_{2n\text{位}}+\underbrace{44\cdots4}_{n\text{位}}+1$,则
  1. A.$A$ 为完全平方数
  2. B.$A$ 为7的倍数
  3. C.$A$ 恰好有3个约数
  4. D.以上结论都不对
计算得 $A_1=49=7^2$,$A_2=4489=67^2$,$A_3=444889=667^2$,一般地 $A_n=(\underbrace{66\cdots6}_{n-1}7)^2$,为完全平方数。但 $A_2$ 不被7整除,$A_3$ 有多于3个因数。故应选 A
18选择●●●○○
完全平方数
从1开始的自然数中,把能表示成两个整数的平方差的数从小到大排成一列,则这列数中第1998个数是
  1. A.2664
  2. B.2665
  3. C.2666
  4. D.2667
由 $2k+1=(k+1)^2-k^2$ 与 $4k=(k+1)^2-(k-1)^2$,符合条件的数是除 $1,2,4$ 外的所有正整数。从5起四个一组,每组有3个符合条件的数。由 $\dfrac{n}{4}\times3-2=1996$ 得 $n=2664$(第1996个数),$\{2665,2666,2667,2668\}$ 中 $2666=2\times3\times3\times...$,只有 $2666$ 不能表示为平方差。故第1998个数是 2667
19填空●●●○○
完全平方数
一个正整数,若分别加上100与168,则可得到两个完全平方数,则这个正整数为
设 $n+168=a^2,\ n+100=b^2$,则 $(a+b)(a-b)=68=4\times17$。因 $a+b$ 与 $a-b$ 奇偶性相同,故 $a+b=34,\ a-b=2$,解得 $a=18,\ b=16$,$n=\ans{156}$。
20填空●●●○○
完全平方数
设自然数 $N$ 是完全平方数,$N$ 至少是3位数,它的末2位数字不是00,且去掉此2位数字后,剩下的数还是完全平方数。则 $N$ 的最大值是
设 $N=x^2$,末2位组成整数 $y=x^2-100m^2=(x+10m)(x-10m)$,$1\le y\le99$。令 $a=x+10m,\ b=x-10m\ge1$,则 $ab=y\le99$。检验 $m=4,b=1$ 时:$x=41,\ a=81,\ y=81$,$M=16=4^2$,$N=1681$。可验证 $m\le3$ 时 $x\le40<41$。故 $N$ 的最大值为 1681
21填空●●●○○
完全平方数
一个三位数是完全平方数,而且它的前2位数除以个位数所得的商也是完全平方数,则这个三位数是
逐一检验 $10^2=100$ 至 $31^2=961$,发现仅 $19^2=361$ 满足:$36\div1=36=6^2$。故应填 361
22填空●●●○○
完全平方数
设 $N=23x+92y$ 为完全平方数,且 $N$ 不超过2392。则满足上述条件的一切正整数对 $(x,y)$ 共有 对。
$N=23(x+4y)$,因23为素数,$N=23^2m^2$,故 $x+4y=23m^2$,且 $23^2m^2\le2392\Rightarrow m^2\le4$。$m=1$:$x+4y=23$,有 $(x,y)=(19,1),(15,2),(11,3),(7,4),(3,5)$,共5对;$m=2$:$x+4y=92$,有 $(x,y)=(88,1),(84,2),\dots,(4,22)$,共22对。合计 27 对。
23证明●●●○○
完全平方数
设 $N$ 是正整数。如果存在大于1的正整数 $k$,使得 $N-\dfrac{k(k-1)}{2}$ 是 $k$ 的正整数倍,则称 $N$ 为一个“千禧数”。试确定在 $1,2,3,\cdots,2000$ 中“千禧数”的个数,并说明理由。
设 $N-\dfrac{k(k-1)}{2}=km$,则 $2N=k(2m+k-1)$。$k$ 与 $2m+k-1$ 奇偶性不同,故 $2N$ 含大于1的奇因子,即 $N$ 含大于1的奇因子。反之,若 $N$ 有奇因子 $A>1$,令 $2N=AB$(奇偶性不同,$A<B$),则 $N-\dfrac{A(A-1)}{2}=A\cdot\dfrac{B-A+1}{2}$ 为正整数倍,$N$ 是千禧数。因此,$N$ 是千禧数当且仅当 $N$ 有大于1的奇因子。在 $1,\dots,2000$ 中,非千禧数恰为 $1,2,4,\dots,2^{10}$,共11个。故千禧数共 $2000-11=\ans{1989}$ 个。
24证明●●●○○
完全平方数
能够找到这样的四个正整数,使得它们中任两个数的积与2002的和都是完全平方数吗?若能够,请举出一例;若不能够,请说明理由。
不能。理由如下:因 $2002\equiv2\pmod4$,若 $n_in_j+2002=m^2$,则 $n_in_j\equiv2$ 或 $3\pmod4$。若四数中有两个偶数,则其积 $\equiv0\pmod4$,矛盾。故至多一个偶数,至少三个奇数。三个奇数按 $\pmod4$ 分为余1或余3两类,由鸽巢原理必有两个属于同一类,其积 $\equiv1\pmod4$,与所需的余数 $2$ 或 $3$ 矛盾。故不存在满足条件的四个正整数。
25证明●●●○○
完全平方数
(1) 证明存在非零整数对 $(x,y)$,使代数式 $11x^2+5xy+37y^2$ 的值为完全平方数;
(2) 证明存在六个非零整数 $a_1,b_1,c_1,a_2,b_2,c_2$,其中 $\dfrac{a_1}{a_2}\neq\dfrac{b_1}{b_2}$,使得对于任意自然数 $n$,当 $x=a_1n^2+b_1n+c_1$,$y=a_2n^2+b_2n+c_2$ 时,代数式 $11x^2+5xy+37y^2$ 的值都是完全平方数。
(1) 取 $x=1,y=2$:$11+10+148=169=13^2$,为完全平方数。(2) 令 $x_0=t+1,y_0=2t+1$,设 $11x_0^2+5x_0y_0+37y_0^2=(13t+n)^2$,整理得 $(185-26n)t=n^2-53$。令 $x=(185-26n)x_0=n^2-26n+132$,$y=(185-26n)y_0=2n^2-26n+79$,则 $11x^2+5xy+37y^2=(13n^2-185n+689)^2$。取 $a_1=1,b_1=-26,c_1=132$;$a_2=2,b_2=-26,c_2=79$,满足 $\dfrac{a_1}{a_2}=\dfrac{1}{2}\ne\dfrac{-26}{-26}=1=\dfrac{b_1}{b_2}$,满足条件。
26证明●●●○○
完全平方数
如果对一切 $x$ 的整数值,$x$ 的二次三项式 $ax^2+bx+c$ 都是平方数(即整数的平方),证明:
  1. $2a,2b$ 都是整数;
  2. $a,b,c$ 都是整数,并且 $c$ 是平方数。
反过来,如果(2)成立,是否对一切 $x$ 的整数值,$ax^2+bx+c$ 的值都是平方数?
令 $x=0$:$c=l^2$(整数)。令 $x=1,-1$:$a+b+c=m^2$,$a-b+c=n^2$,故 $2a=m^2+n^2-2c,\ 2b=m^2-n^2$,均为整数,证(1)。若 $2b$ 为奇数,令 $x=4$:$16a+4b+l^2=h^2$,而 $16a+4b=16a+4\cdot\dfrac{2b-1}{2}\cdot2+2\equiv2\pmod4$,与 $h^2-l^2\equiv0$ 或奇矛盾。故 $2b$ 为偶数,$b$ 为整数,$a=m^2-c-b$ 亦为整数,证(2)。条件(2)成立不足以保证 $ax^2+bx+c$ 恒为平方数。反例:$a=2,b=2,c=4$,$x=1$ 时值为 $8$,非平方数。

整除与带余除法

27选择●●●○○
整除性
$1997^{2000}$ 被 $7$ 除的余数是
  1. A.$1$
  2. B.$2$
  3. C.$4$
  4. D.$6$
$1997=7\times285+2$,故 $1997^{2000}\equiv2^{2000}\pmod7$。$2^{2000}=4\cdot8^{666}=4\cdot(7+1)^{666}\equiv4\cdot1^{666}=4\pmod7$。故应选 C
28选择●●●○○
整除性
若 $x$ 取整数,则使分式 $\dfrac{6x+3}{2x-1}$ 的值为整数的 $x$ 值有
  1. A.$3$个
  2. B.$4$个
  3. C.$6$个
  4. D.$8$个
$\dfrac{6x+3}{2x-1}=3+\dfrac{6}{2x-1}$,故 $2x-1\mid6$。又 $2x-1$ 为奇数,故 $2x-1\in\{\pm1,\pm3\}$,对应 $x=0,1,-1,2$,共 4 个。
29选择●●●○○
整除性
下列四个数中等于 $100$ 个连续自然数之和的是
  1. A.$1627384950$
  2. B.$234578910$
  3. C.$3579111300$
  4. D.$4692581470$
$100$ 个连续自然数之和为 $100n+4950$,末两位恒为 $50$。选项中唯有 A 以 $50$ 结尾。故应选 A
30选择●●●○○
整除性
若 $\underbrace{20022002\cdots2002}_{n\text{个}2002}15$ 被 $15$ 整除,则 $n$ 的最小值等于
  1. A.$2$
  2. B.$3$
  3. C.$4$
  4. D.$5$
末位为5,已被5整除。各位数字之和为 $4n+6$,被3整除需 $3\mid n$,最小取 $n=3$。故应选 B
31选择●●●○○
整除性
某校九年级两个毕业班的学生和教师共 $100$ 人一起在台阶上拍毕业照留念,摄影师要将其排列成前多后少的梯形队阵(大于等于 $3$ 排),且要求各排的人数必须是连续的自然数,这样才能使后一排的人均站在前一排两人间的空当处。那么,满足上述要求的排法的方案有
  1. A.$1$
  2. B.$2$
  3. C.$4$
  4. D.$0$
设最后一排有 $k$ 人,共 $n\ge3$ 排,则 $n(2k+n-1)=200$,$n$ 与 $2k+n-1$ 奇偶性不同。$n\mid200$ 且 $n<2k+n-1$:枚举得 $n=5$($k=18$)或 $n=8$($k=9$),共 2 种方案。
32填空●●●○○
整除性
一列数 $7^1,7^2,7^3,\dots,7^{2001}$,其中末位数是 $3$ 的有 个。
$7^n$ 的末位数以 $7,9,3,1$ 为周期(周期为4),每周期恰一个末位为3。$2001=4\times500+1$,故末位为3的有 500 个。
33填空●●●○○
整除性
从 $0,1,2,\dots,9$ 这十个数中选出五个组成五位数,使得这个五位数能被 $3,5,7,13$ 整除。这样的五位数中最大的是
所求五位数须被 $\mathrm{lcm}(3,5,7,13)=1365$ 整除。最大的五位数倍数自 $73\times1365=99645$ 起逐一检验数码是否两两不同:$99645$(重复),$98280$(重复),$96915$(重复),$95550$(重复),$94185$——五位数码 $9,4,1,8,5$ 两两不同,符合要求。故最大的五位数为 94185
34填空●●●○○
整除性
一个正整数除以 $5,7,9$ 及 $11$ 的余数依次为 $1,2,3,4$,则满足上述条件的最小正整数是
设所求数为 $x$。由 $11k_1+4=9k_2+3$ 逐步消元:$x\equiv48\pmod{99}$,$x\equiv48\pmod{693}$(再利用 $7$ 的条件),$x=693m-348$,由 $5$ 的条件取 $m=3,\ x=1731$。故应填 1731
35解答●●●○○
整除性
求所有满足下列条件的四位数:能被 $111$ 整除,且除得的商等于该四位数的各位数之和。
设 $\overline{abcd}$ 满足条件,则 $111\mid\overline{abcd}$ 且商 $=a+b+c+d$。由整除条件化简得 $11b=a+10c+d$ 及 $8a=c+d$,从而 $11b=9(a+c)$。因 $a\le2$(由 $c+d=8a\le18$):$a=1$ 无整数解;$a=2$ 时 $c=9,b=9,d=7$,得 $\overline{abcd}=\ans{2997}$。
36解答●●●○○
整除性
已知一组两两不等的四位数,它们的最大公约数是 $42$,最小公倍数是 $90090$,问这组四位数最多能有多少个?它们的和是多少?
各数形如 $42x_i$,$23<x_i<239$,且 $[x_1,\dots,x_n]=2145=3\times5\times11\times13$。$x_i$ 须是 $\{3,5,11,13\}$ 的非空子集之积,在 $(23,239)$ 内的:$33,39,55,65,143$(两因子积)与 $165,195$(三因子积),共7个。对应四位数:$1386,\ 1638,\ 2310,\ 2730,\ 6006,\ 6930,\ 8190$。最多 7 个,总和 $42\times695=\ans{29190}$。
37解答●●●○○
整除性
$7$ 位数 $\overline{1287xy6}$ 是 $72$ 的倍数,求出所有符合条件的 $7$ 位数。
$72=8\times9$,需同时被8和9整除。被9整除:$24+x+y\equiv0\pmod9$,故 $x+y=3$ 或 $12$。被8整除:末三位 $\overline{xy6}$ 须被8整除,$\overline{y6}$ 须被4整除,故 $y\in\{1,3,5,7,9\}$。逐一检验:$(y,x)=(1,2),(3,9),(7,5)$ 满足,其余不满足。故符合条件的7位数为 $1287216,\;1287936,\;1287576$
38解答●●●○○
整除性
甲、乙、丙三个数分别是 $312$、$270$、$211$,用自然数 $A$ 分别去除这三个数,除甲所得余数是除乙所得余数的 $2$ 倍,除乙所得余数是除丙所得余数的 $2$ 倍。求这个自然数 $A$。
设余数依次为 $4r,2r,r$。消去 $r$:$2\times270-312=228=Am$,$2\times211-270=152=An$。故 $A\mid\gcd(228,152)=76$,$A\in\{2,4,19,38,76\}$。逐一验证,仅 $A=19$ 使余数满足 $8,4,2$(倍数关系正确)。故 $A=\ans{19}$。
39证明●●●○○
整除性
已知定理:“若三个大于 $3$ 的质数 $a,b,c$ 满足 $2a+5b=c$,则 $a+b+c$ 是整数 $n$ 的倍数”。试问:$n$ 的最大可能值是多少?并证明你的结论。
结论:$n$ 的最大值为 9。第一步($9\mid a+b+c$):$a+b+c=3(a+2b)$,已被3整除。设 $a,b$ 被3除余 $r_a,r_b$,均非零。若 $r_a\ne r_b$,则 $2a+5b\equiv0\pmod3$,即 $c$ 被3整除,与 $c$ 为大于3的质数矛盾;故 $r_a=r_b$,从而 $a+2b\equiv0\pmod3$,即 $9\mid a+b+c$。第二步($9$ 最优):$2\times11+5\times5=47$,$a+b+c=63=9\times7$;$2\times13+5\times7=61$,$a+b+c=81=9\times9$。$\gcd(63,81)=9$,故 $n$ 不能超过9。
40解答●●●○○
整除性
试写出 $5$ 个自然数,使得其中任意两个数中的较大的一个数可以被这两个数的差整除。
取 $1680,\;1692,\;1694,\;1695,\;1696$。构造过程:先取满足条件的三数 $2,3,4$;再取 $a=\mathrm{lcm}(2,3)=12$ 得四数 $12,14,15,16$;最后取 $b=\mathrm{lcm}(12,14,15,16)=1680$ 得五数 $1680,1692,1694,1695,1696$。验证:任意两数之差整除 $1680$(最小数),而较大数 $=1680+\text{offset}$,offset 之差也能整除对应差值,故较大数均被差整除。

有理数

41选择●●●○○
有理数及其运算
若 $a,b$ 是正数,且满足 $12345=(111+a)\cdot(111-b)$,则 $a$ 与 $b$ 的大小关系是
  1. A.$a>b$
  2. B.$a=b$
  3. C.$a<b$
  4. D.不能确定
$\because 12345=823\times15=(111+712)\cdot(111-96)$,$\therefore a=712,\ b=96,\ a>b$。故应选 A
42选择●●●○○
有理数及其运算
用 $\min(a,b)$ 表示 $a,b$ 两数中的较小者,用 $\max(a,b)$ 表示 $a,b$ 两数中的较大者,例如 $\min(3,5)=3,\max(3,5)=5,\min(3,3)=3,\max(5,5)=5$。设 $a,b,c,d$ 是互不相等的自然数,$\min(a,b)=p,\min(c,d)=q,\max(p,q)=x,\max(a,b)=m,\max(c,d)=n,\min(m,n)=y$,则
  1. A.$x>y$
  2. B.$x<y$
  3. C.$x=y$
  4. D.$x>y$ 和 $x<y$ 都有可能
取 $a=1,b=2,c=3,d=4$,则 $x=3,y=2,x>y$;取 $a=1,b=3,c=2,d=4$,则 $x=2,y=3,x<y$。故应选 D
43选择●●●○○
有理数及其运算
某商场对顾客实行优惠,规定:
① 如一次购物不超过200元,则不予折扣;
② 如一次购物超过200元但不超过500元,按标价给予九折优惠;
③ 如一次购物超过500元的,其中500元按第②条给予优惠,超过500元的部分给予八折优惠。
某人两次去购物,分别付款168元与423元。如果他只去一次购买同样的商品,则应付款是
  1. A.522.8元
  2. B.510.4元
  3. C.560.4元
  4. D.472.8元
根据168与423所在的范围,分析优惠标准。由于 $168<200\times0.9=180$,所以没有经过打折。又 $423<500\times0.9=450$,且大于200,所以是经过9折后的价格。合在一起是 $168+423\div0.9=638>500$,按照③,可得应付款为 $500\times0.9+138\times0.8=560.4$(元)。故应选 C
44填空●●●○○
有理数及其运算
今年参加数学竞赛的人数比2000年增加了30%,其中男生增加了20%,女生增加了50%。设今年参加竞赛的总人数为 $a$,其中女生人数为 $b$,则 $\dfrac{b}{a}=$
$\because$ 今年参赛总人数为 $a$,女生人数为 $b$,$\therefore$ 男生人数为 $a-b$。$\therefore$ 去年参赛总人数为 $a/(1+30\%)$,女生人数为 $b/(1+50\%)$,男生人数为 $(a-b)/(1+20\%)$。从而 $\frac{a-b}{1+20\%}+\frac{b}{1+50\%}=\frac{a}{1+30\%}$,即 $\frac{5}{6}\left(1-\frac{b}{a}\right)+\frac{2}{3}\cdot\frac{b}{a}=\frac{10}{13}$,解得 $\dfrac{b}{a}=\dfrac{5}{13}$。故应填 $\dfrac{5}{13}$
45填空●●●○○
有理数及其运算
2001减去它的 $\dfrac12$,再减去剩余数的 $\dfrac13$,再减去剩余数的 $\dfrac14$,……,依此类推,一直到减去剩余数的 $\dfrac1{2001}$,那么最后剩余的数是
2001减去它的 $\dfrac12$,得剩余数为 $2001\times\!\left(1-\dfrac12\right)$;再减去剩余数的 $\dfrac13$,得剩余数为 $2001\times\!\left(1-\dfrac12\right)\!\left(1-\dfrac13\right)$;……;由此可知,所求的剩余数为 $2001\times\left(1-\frac12\right)\times\left(1-\frac13\right)\times\cdots\times\left(1-\frac1{2001}\right)=2001\times\frac12\times\frac23\times\frac34\times\cdots\times\frac{2000}{2001}=1$。故应填 1
46填空●●●○○
有理数及其运算
《中华人民共和国个人所得税法》规定,公民全月工资、薪金所得不超过800元的部分不必纳税,超过800元的部分为全月应纳税所得额,此项税款按下表分段累进计算:
全月应纳税所得额税率
不超过500元的部分5%
超过500元至2000元的部分10%
超过2000元至5000元的部分15%
$\cdots\cdots$$\cdots\cdots$
某人一月份应交纳税款30元,则他的当月工资、薪金所得为 元。
工资、薪金在800元至1300元之间,应纳税在0元至25元之间;工资、薪金在1300元至2800元之间,应纳税在25元至175元之间;所以,这个人的工资、薪金在1300元至2800元之间。由于 $500\times5\%=25$(元),$50\times10\%=5$(元)。因此,这个人的工资、薪金为 $800+500+50=1350$(元)。故应填 1350 元。
47解答●●●○○
有理数及其运算
某个学生参加军训,进行打靶训练,必须射击10次,在第6、第7、第8、第9次击中,分别得了9.0环、8.4环、8.1环、9.3环,已知开始5次射击的平均环数小于第6次到第9次这四次射击的平均环数。如果他要使10次射击的平均环数超过8.8环,那么,他在第10次射击中至少要得多少环?(每次射击所得环数都精确到0.1环)
由题设可知,前五次射击的平均环数小于 $\frac{9.0+8.4+8.1+9.3}{4}=8.7$。前五次的总环数至多为 $8.7\times5-0.1=43.4$。前九次总环数至多为 $43.4+9.0+8.4+8.1+9.3=78.2$。所以,第十次射击至少得 $8.8\times10+0.1-78.2=9.9$(环)。故至少要得 9.9 环。
48填空●●●○○
有理数及其运算
某公园门票价格,对达到一定人数的团队,按团体票优惠。现有A、B、C三个旅游团共72人,如果各团单独购票,门票费依次为360元、384元、480元;如果三个团合起来购票,总共可少花72元。
(1) 这三个旅游团各有多少人?
(2) 在下面填写一种票价方案,使其与上述购票情况相符。
普通票团体票(须满20人)
每人每人 元(或八折优惠)
(1) $360+384+480-72=1152$(元),$1152\div72=16$(元/人),即团体票是每人16元。因为16不能整除360,所以A团未达到优惠人数。若三个团都未达到优惠人数,则人数比为 $360:384:480=15:16:20$,各人数均不是整数,不可能。下面验证三种可能情形:C团独达优惠、B团独达优惠、B与C均达优惠。经计算,前两种均导致矛盾,故B、C两团人数都达到优惠条件:C团有30人,B团有24人,A团有18人。(2)
普通票团体票(须满20人)
每人20元每人16元(或八折优惠)
(团体票人数限制也可是“须超过18人”等。)
49解答●●●○○
有理数及其运算
某商店有A种练习本出售,每本零售价为0.30元,一打(12本)售价为3.00元,买10打以上的,每打还可以按2.70元付款。
(1) 初三(1)班共57人,每人需要1本A种练习本,则该班集体去买时,最少需付多少元?
(2) 初三年级共227人,每人需要1本A种练习本,则该年级集体去买时最少需付多少元?
(1) 可买5打或4打加9本,前者需付款 $3.00\times5=15.00$(元),后者只需付款 $3.00\times4+0.3\times9=14.70$(元)。故该班集体去买时,最少需支付 14.70 元。(2) 因为 $227=12\times18+11$,所以可买19打或18打加11本,前者需付款 $2.70\times19=51.30$(元),后者需付款 $2.70\times18+0.3\times11=51.90$(元),比前者多付0.60元。故该年级集体去买,最少需支付 51.30 元。
50解答●●●○○
有理数及其运算
将最小的31个自然数分成A、B两组,10在A组中,如果把10从A组移到B组,则A组中各数的算术平均数增加 $\dfrac12$,B组中各数的算术平均数也增加 $\dfrac12$。问A组中原有多少个数?
设A组中有 $k+1$ 个数 $x_0,x_1,\dots,x_k$,其中 $x_0=10$;B组中有 $(30-k)$ 个数 $x_{k+1},\dots,x_{30}$。依题意,得 $\frac{x_1+\cdots+x_k}{k}=\frac{10+x_1+\cdots+x_k}{k+1}+\frac12$,$\frac{10+x_{k+1}+\cdots+x_{30}}{31-k}=\frac{x_{k+1}+\cdots+x_{30}}{30-k}+\frac12$。化简后得 $x_1+\cdots+x_k=\frac{k^2+21k}{2}$,$x_{k+1}+\cdots+x_{30}=\frac{-330+41k-k^2}{2}$。由两式相加得 $-330+62k=972$,解得 $k=21$。故A组中原有 22 个数。

二、代数式

整式的运算

51选择●●●○○
整式的运算
若 $x+y+z=30$,$3x+y-z=50$,且 $x,y,z$ 均为非负数,则 $M=5x+4y+2z$ 的取值范围是
  1. A.$100\leqslant M\leqslant 110$
  2. B.$110\leqslant M\leqslant 120$
  3. C.$120\leqslant M\leqslant 130$
  4. D.$130\leqslant M\leqslant 140$
由 $\begin{cases}x+y=30-z\\3x+y=50+z\end{cases}$,解得 $\begin{cases}x=10+z\\y=20-2z\end{cases}$。因为 $\begin{cases}x\geqslant0\\y\geqslant0\\z\geqslant0\end{cases}$,所以 $0\leqslant z\leqslant 10$。从而 $M=5x+4y+2z=130-z$,于是 $120\leqslant M\leqslant 130$。故应选 C
52选择●●●○○
整式的运算
若代数式 $3x^2-2x+6$ 的值为 $8$,则代数式 $\dfrac32x^2-x+1$ 的值为
  1. A.$1$
  2. B.$2$
  3. C.$3$
  4. D.$4$
因为 $3x^2-2x+6=8$,所以 $3x^2-2x=2$。所以 $\dfrac32x^2-x+1=\dfrac12(3x^2-2x)+1=\dfrac12\times2+1=2$。故应选 B
53选择●●●○○
整式的运算
如果 $x^2-x-1$ 是 $ax^3+bx+1$ 的一个因式,则 $b$ 的值为
  1. A.$-2$
  2. B.$-1$
  3. C.$0$
  4. D.$2$
设 $ax^3+bx+1=(x^2-x-1)(ax+c)$,则由 $(x^2-x-1)(ax+c)=ax^3-(a-c)x^2-(a+c)x-c=ax^3+bx+1$,得 $\begin{cases}-(a-c)=0\\-(a+c)=b\\-c=1\end{cases}$,从而 $b=2$。故应选 D
54选择●●●○○
整式的运算
在全体实数中引进一种新的运算 $*$,其规定如下:① 对任意实数 $a,b$,有 $a*b=(a+1)\cdot(b-1)$;② 对任意实数 $a$,有 $a^{*2}=a*a$。当 $x=2$ 时,$[3*(x^{*2})]-2*x+1$ 的值为
  1. A.$34$
  2. B.$16$
  3. C.$12$
  4. D.$6$
因为 $x^{*2}=x*x=(x+1)(x-1)$,所以 $x=2$ 时,$2^{*2}=3$。所以当 $x=2$ 时,$[3*(x^{*2})]-2*x+1=(3*3)-2*2+1=(3+1)(3-1)-3+1=6$。故应选 D
55选择●●●○○
整式的运算
已知 $a,b,c$ 三个数中有两个奇数、一个偶数,$n$ 是整数,如果 $S=(a+n+1)(b+2n+2)(c+3n+3)$,那么
  1. A.$S$ 是偶数
  2. B.$S$ 是奇数
  3. C.$S$ 的奇偶性与 $n$ 的奇偶性相同
  4. D.$S$ 的奇偶性不确定
取 $a=b=1,c=0$,则 $S=(2+n)(3+2n)(3n+3)$。若 $n$ 为奇数,则 $3n+3$ 是偶数;若 $n$ 为偶数,则 $n+2$ 是偶数,所以 $S$ 总是偶数。故应选 A
56选择●●●○○
整式的运算
若 $m^2=n+2$,$n^2=m+2$ $(m\neq n)$,则 $m^3-2mn+n^3$ 的值为
  1. A.$1$
  2. B.$0$
  3. C.$-1$
  4. D.$-2$
$\because m^2-n^2=n-m$ 且 $n-m\neq0$,$\therefore m+n=-1$。又 $\because m^3=m^2\cdot m=(n+2)m=mn+2m$,$n^3=n^2\cdot n=(m+2)n=mn+2n$,$\therefore m^3-2mn+n^3=2(m+n)=-2$。故应选 D
57填空●●●○○
整式的运算
若 $x^3+3x^2-3x+k$ 有一个因式是 $x+1$,则 $k=$
由题意,得 $x^3+3x^2-3x+k=(x+1)(x^2+ax+b)$。令 $x=-1$,得 $-1+3+3+k=0$,从而 $k=-5$。故应填 $-5$
58填空●●●○○
整式的运算
已知 $x^2+y^2+z^2-2x+4y-6z+14=0$,则 $x+y+z=$
因为 $(x^2-2x+1)+(y^2+4y+4)+(z^2-6z+9)=0$,所以 $(x-1)^2+(y+2)^2+(z-3)^2=0$,从而 $x=1,y=-2,z=3$。于是 $x+y+z=1-2+3=2$。故应填 $2$
59填空●●●○○
整式的运算
若 $3x^3-x=1$,则 $9x^4+12x^3-3x^2-7x+2001$ 的值等于
因为 $3x^3-x=1$,则 $3x^3=x+1$。所以原式 $=3x\cdot3x^3+4\cdot3x^3-3x^2-7x+2001=3x(x+1)+4(x+1)-3x^2-7x+2001=3x^2+3x+4x+4-3x^2-7x+2001=2005$。故应填 $2005$
60填空●●●○○
整式的运算
如果代数式 $ax^5+bx^3+cx-5$ 当 $x=-2$ 时的值是 $7$,那么,当 $x=2$ 时该式的值是
因为 $a(-2)^5+b(-2)^3+c(-2)-5=7$,所以 $-(a\cdot2^5+b\cdot2^3+c\cdot2)-5=7$,从而 $a\cdot2^5+b\cdot2^3+c\cdot2=-12$。所以 $x=2$ 时,$a\cdot2^5+b\cdot2^3+c\cdot2-5=-12-5=-17$。故应填 $-17$
61填空●●●○○
整式的运算
计算:$2003^3-2001^3-6\times2003^2+24\times1001=$
原式 $=(2003^3-2001^3)-6\times2003^2+24\times1001=2\times(2003^2+2001\times2003+2001^2)-6\times2003^2+24\times1001$ $=2\times[-2\times2003^2+2001\times2003+2001^2]+24\times1001$ $=2\times[-2003^2+2001\times2003-2003^2+2001^2]+24\times1001$ $=2\times[2003\times(-2)+(2001-2003)\times(2001+2003)]+24\times1001$ $=-4\times[2003+4004]+4\times6006=-4\times6007+4\times6006=-4$。故应填 $-4$
62证明●●●○○
整式的运算
观察:  $1\times2\times3\times4+1=5^2$,  $2\times3\times4\times5+1=11^2$,  $3\times4\times5\times6+1=19^2$,  $\cdots\cdots$
  1. 请写出一个具有普遍性的结论,并给出证明;
  2. 根据(1),计算 $2000\times2001\times2002\times2003+1$ 的结果(用一个最简式子表示)。
(1) 对于自然数 $n$,有 $n(n+1)(n+2)(n+3)+1=(n^2+3n)(n^2+3n+2)+1=(n^2+3n)^2+2(n^2+3n)+1=(n^2+3n+1)^2$。(2) 由(1),得 $2000\times2001\times2002\times2003+1=(2000^2+3\times2000+1)^2=4006001^2$。
63解答●●●○○
整式的运算
已知 $a,b,c$ 为实数,且多项式 $x^3+ax^2+bx+c$ 能够被 $x^2+3x-4$ 整除。
  1. 求 $4a+c$ 的值;
  2. 求 $2a-2b-c$ 的值;
  3. 若 $a,b,c$ 为整数,且 $c\geqslant a>1$,试确定 $a,b,c$ 的大小。
(1) $\because x^2+3x-4=(x-1)(x+4)$,$\therefore x-1,x+4$ 都能整除 $x^3+ax^2+bx+c$。由 $(x-1)\mid(\cdots)$ 得 $1+a+b+c=0$;由 $(x+4)\mid(\cdots)$ 得 $-64+16a-4b+c=0$。联立 $\begin{cases}a+b+c=-1\\16a-4b+c=64\end{cases}$,$4\times$第一式加第二式得 $20a+5c=60$,故 $4a+c=12$。(2) 由 $4a+c=12$ 得 $a=3-\dfrac{c}{4}$,代入第一式得 $b=-4-\dfrac34c$。于是 $2a-2b-c=2\left(3-\dfrac{c}{4}\right)-2\left(-4-\dfrac34c\right)-c=14$。(3) $\because a,b,c$ 是整数且 $c\geqslant a>1$,又 $a=3-\dfrac{c}{4}<3$,故 $a=2$。代入 $4a+c=12$ 得 $c=4$,再代入 $a+b+c=-1$ 得 $b=-7$。所以 $a=2,\ b=-7,\ c=4$。

因式分解

64选择●●●○○
因式分解
$a^4+4$ 分解因式的结果是
  1. A.$(a^2+2a-2)(a^2-2a+2)$
  2. B.$(a^2+2a-2)(a^2-2a-2)$
  3. C.$(a^2+2a+2)(a^2-2a-2)$
  4. D.$(a^2+2a+2)(a^2-2a+2)$
因为 $a^4+4=(a^4+4a^2+4)-4a^2=(a^2+2)^2-(2a)^2=(a^2+2a+2)(a^2-2a+2)$。故应选 D
65选择●●●○○
因式分解
把多项式 $x^2-y^2-2x-4y-3$ 因式分解之后,正确的结果是
  1. A.$(x+y+3)(x-y-1)$
  2. B.$(x+y-1)(x-y+3)$
  3. C.$(x+y-3)(x-y+1)$
  4. D.$(x+y+1)(x-y-3)$
原式 $=(x^2-2x+1)-(y^2+4y+4)=(x-1)^2-(y+2)^2=(x-1+y+2)(x-1-y-2)=(x+y+1)(x-y-3)$。故应选 D
66选择●●●○○
因式分解
下列五个多项式:① $a^2b^2-a^2-b^2-1$;② $x^3-9ax^2+27a^2x-27a^3$;③ $x(b+c-d)-y(d-b-c)-2c+2d$;④ $3m(m-n)+6n(n-m)$;⑤ $(x-2)^2+4x$。其中在有理数范围内可以进行因式分解的有
  1. A.①②③
  2. B.②③④
  3. C.③④⑤
  4. D.①②④
②式 $=(x-3a)^3$;③式 $=x(b+c-d)+y(b+c-d)-2(b+c-d)=(b+c-d)(x+y-2)$;④式 $=(m-n)(3m-6n)=3(m-n)(m-2n)$。所以②③④式合乎要求。故应选 B
67选择●●●○○
因式分解
已知 $x^2+ax-12$ 能分解成两个整系数的一次因式的乘积,则符合条件的整数 $a$ 的个数是
  1. A.$3$
  2. B.$4$
  3. C.$6$
  4. D.$8$
设 $x^2+ax-12=(x+m)(x+n)$,$m,n$ 为整数,则 $mn=-12$,$a=m+n$。$m,n$ 的取值共有 $12$ 种情况,但 $a=m+n$ 只有 $6$ 种不同结果:$\pm11,\pm4,\pm1$。故应选 C
68填空●●●○○
因式分解
分解因式:$xy-1-x+y=$
原式 $=(xy-x)+(y-1)=x(y-1)+(y-1)=(x+1)(y-1)$。故应填 $(x+1)(y-1)$
69填空●●●○○
因式分解
因式分解:$4x^2-4x-y^2+4y-3=$
原式 $=(4x^2-4x+1)-(y^2-4y+4)=(2x-1)^2-(y-2)^2=(2x-1+y-2)(2x-1-y+2)=(2x+y-3)(2x-y+1)$。故应填 $(2x+y-3)(2x-y+1)$
70填空●●●○○
因式分解
分解因式:$(x^4+x^2-4)(x^4+x^2+3)+10=$
设 $t=x^4+x^2-4$,则原式 $=t(t+7)+10=t^2+7t+10=(t+2)(t+5)=(x^4+x^2-2)(x^4+x^2+1)=(x^2-1)(x^2+2)[(x^2+1)^2-x^2]=(x-1)(x+1)(x^2+2)(x^2+x+1)(x^2-x+1)$。故应填 $(x-1)(x+1)(x^2+2)(x^2+x+1)(x^2-x+1)$
71填空●●●○○
因式分解
关于 $x$、$y$ 的二次式 $x^2+7xy+my^2-5x+43y-24$ 可以分解为两个一次因式的乘积,则 $m$ 的值是
设 $x^2+7xy+my^2-5x+43y-24=(x+a_1y+b_1)(x+a_2y+b_2)$。令 $y=0$ 得 $x^2-5x-24=(x+b_1)(x+b_2)=(x+3)(x-8)$,故 $b_1=3,b_2=-8$。令 $x=0$ 得 $my^2+43y-24=(a_1y+3)(a_2y-8)=a_1a_2y^2+(3a_2-8a_1)y-24$,比较系数得 $\begin{cases}m=a_1a_2\\43=3a_2-8a_1\end{cases}$。又由原式比较 $x$ 项系数得 $a_1+a_2=7$。联立解得 $a_1=-2,a_2=9$,故 $m=-18$。应填 $-18$
72解答●●●○○
因式分解
因式分解:$(xy-1)^2+(x+y-2)(x+y-2xy)$。
设 $xy=a$,$x+y=b$,则原式 $=(a-1)^2+(b-2)(b-2a)=a^2-2a+1+b^2-2ab-2b+4a=a^2+b^2+1+2a-2ab-2b=(a-b+1)^2=(xy-x-y+1)^2=(x-1)^2(y-1)^2$。
73解答●●●○○
因式分解
已知 $a+b+c=0$,$a^3+b^3+c^3=0$,求 $a^{15}+b^{15}+c^{15}$ 的值。
由恒等式 $a^3+b^3+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)$,代入 $a+b+c=0$ 和 $a^3+b^3+c^3=0$ 得 $-3abc=0$,故 $abc=0$。于是 $a,b,c$ 中至少有一个为 $0$,不妨设 $c=0$,则 $a=-b$。因此 $a^{15}+b^{15}+c^{15}=(-b)^{15}+b^{15}+0=0$。故所求值为 $0$
74解答●●●○○
因式分解
计算:$\dfrac{1999^3-1000^3-999^3}{1999\times1000\times999}$。
设 $a=1999$,$b=1000$,则 $a-b=999$。则 $a^3-b^3-(a-b)^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)-(a-b)^3=(a-b)\bigl[(a^2+ab+b^2)-(a^2-2ab+b^2)\bigr]=(a-b)\cdot 3ab=3ab(a-b)$。故原式 $=\dfrac{3ab(a-b)}{ab(a-b)}=3$。应填 $3$
75证明●●●○○
因式分解
一个自然数 $a$ 恰等于另一自然数 $b$ 的平方,则称自然数 $a$ 为完全平方数(如 $64=8^2$,$64$ 就是一个完全平方数)。若 $a=1995^2+1995^2\cdot1996^2+1996^2$,求证:$a$ 是一个完全平方数,并请你写出 $a$ 的平方根。
设 $x=1995$,则 $x+1=1996$。则 $a=x^2+x^2(x+1)^2+(x+1)^2=(x+1)^2-2x(x+1)+x^2+2x(x+1)+x^2(x+1)^2=[(x+1)-x]^2+2x(x+1)+[x(x+1)]^2=1^2+2x(x+1)+[x(x+1)]^2=[1+x(x+1)]^2=(1+1995\times1996)^2=3982021^2$。所以 $a$ 是完全平方数,其平方根为 $\pm3982021$(自然数范围内取 $3982021$)。故答案为 $3982021$

分式与根式

76选择●●●○○
分式与根式
已知 $\dfrac1x=\dfrac3{y+z}=\dfrac5{z+x}$,则 $\dfrac{x-2y}{2y+z}$ 的值为
  1. A.$1$
  2. B.$\dfrac32$
  3. C.$-\dfrac32$
  4. D.$\dfrac14$
由 $\dfrac1x=\dfrac5{z+x}$,得 $z+x=5x$,$z=4x$。由 $\dfrac1x=\dfrac3{y+z}=\dfrac3{y+4x}$,得 $y+4x=3x$,$y=-x$。代入 $\dfrac{x-2y}{2y+z}$,得 $\dfrac{x-2y}{2y+z}=\dfrac{x+2x}{-2x+4x}=\dfrac32$。故应选 B
77选择●●●○○
分式与根式
已知 $\dfrac{2x-3}{x^2+x}=\dfrac{A}{x+1}+\dfrac{B}{x}$,其中 $A$、$B$ 为常数,则 $A-B$ 的值为
  1. A.$-8$
  2. B.$8$
  3. C.$-1$
  4. D.$4$
$\because \dfrac{A}{x+1}+\dfrac{B}{x}=\dfrac{Ax+Bx+B}{x(x+1)}=\dfrac{(A+B)x+B}{x(x+1)}$,$\therefore \begin{cases}A+B=2\\B=-3\end{cases}$,$\therefore A-B=A+B-2B=8$。故应选 B
78选择●●●○○
分式与根式
若 $\dfrac{x}{3y}=\dfrac{y}{2x-5y}=\dfrac{6x-15y}{x}$,则 $\dfrac{4x^2-5xy+6y^2}{x^2-2xy+3y^2}$ 的值是
  1. A.$\dfrac92$
  2. B.$\dfrac94$
  3. C.$5$
  4. D.$6$
由已知条件知 $x\neq0$,$y\neq0$。把已知等式变形并利用等比消去 $y$,得 $\frac{25x}{75y}=\frac{15y}{30x-75y}=\frac{6x-15y}{x}=\frac{25x+15y+(6x-15y)}{75y+(30x-75y)+x}=\frac{31x}{31x}=1$。则 $x=3y$。所以 $\dfrac{4x^2-5xy+6y^2}{x^2-2xy+3y^2}=\dfrac{36y^2-15y^2+6y^2}{9y^2-6y^2+3y^2}=\dfrac{27y^2}{6y^2}=\dfrac92$。故应选 A
79选择●●●○○
分式与根式
已知 $a$、$b$、$c$ 为正数,且 $a\neq b$,若 $x=\dfrac1a+\dfrac1b+\dfrac1c$,$y=\dfrac1{\sqrt{ab}}+\dfrac1{\sqrt{bc}}+\dfrac1{\sqrt{ca}}$,则 $x$ 与 $y$ 的大小关系是
  1. A.$x>y$
  2. B.$x<y$
  3. C.$x=y$
  4. D.随 $a$、$b$、$c$ 的取值而变化
$2x-2y=\frac2a+\frac2b+\frac2c-\frac2{\sqrt{ab}}-\frac2{\sqrt{bc}}-\frac2{\sqrt{ca}}=(\frac1{\sqrt a}-\frac1{\sqrt b})^2+(\frac1{\sqrt b}-\frac1{\sqrt c})^2+(\frac1{\sqrt c}-\frac1{\sqrt a})^2$。又 $a\neq b$,所以 $(\frac1{\sqrt a}-\frac1{\sqrt b})^2>0$,其余非负,故 $x-y>0$,即 $x>y$。应选 A
80选择●●●○○
分式与根式
已知 $a=\sqrt2-1$,$b=2\sqrt2-\sqrt6$,$c=\sqrt6-2$,那么 $a,b,c$ 的大小关系是
  1. A.$a<b<c$
  2. B.$b<a<c$
  3. C.$c<b<a$
  4. D.$c<a<b$
因为 $3>2\sqrt2$,则 $a-b=\sqrt6-1-\sqrt2>\sqrt{3+2\sqrt2}-1-\sqrt2=0$。同理,$c-a>0$。所以 $b<a<c$。故应选 B
81选择●●●○○
分式与根式
$a$、$b$、$c$ 为有理数,且等式 $a+\sqrt2\,b+\sqrt3\,c=\sqrt{5+2\sqrt6}$ 成立,则 $2a+999b+1001c$ 的值是
  1. A.$1999$
  2. B.$2000$
  3. C.$2001$
  4. D.不能确定
$\because \sqrt{5+2\sqrt6}=\sqrt{(\sqrt3+\sqrt2)^2}=\sqrt3+\sqrt2$,$\therefore a+\sqrt2\,b+\sqrt3\,c=\sqrt2+\sqrt3$。于是 $a=0,b=1,c=1$。$2a+999b+1001c=2000$。故应选 B
82填空●●●○○
分式与根式
计算:$\frac{\sqrt{1997}}{(\sqrt{1997}-\sqrt{1999})(\sqrt{1997}-\sqrt{2001})}+\frac{\sqrt{1999}}{(\sqrt{1999}-\sqrt{2001})(\sqrt{1999}-\sqrt{1997})}+\frac{\sqrt{2001}}{(\sqrt{2001}-\sqrt{1997})(\sqrt{2001}-\sqrt{1999})}=\blank$。
设 $\sqrt{1997}=a$,$\sqrt{1999}=b$,$\sqrt{2001}=c$,则原式 $=\frac{a}{(a-b)(a-c)}+\frac{b}{(b-c)(b-a)}+\frac{c}{(c-a)(c-b)}=\frac{-a(b-c)-b(c-a)-c(a-b)}{(a-b)(b-c)(c-a)}=0$。故应填 $0$
83填空●●●○○
分式与根式
已知 $a$、$b$ 为整数,且满足 $\left[\frac{\dfrac1a}{\bigl(\dfrac1a-\dfrac1b\bigr)}-\frac{\dfrac1b}{\bigl(\dfrac1a+\dfrac1b\bigr)}\right]\Big/\Bigl[\Bigl(\frac1a-\frac1b\Bigr)\frac1{\dfrac1{a^2}+\dfrac1{b^2}}\Bigr]=\frac23$,则 $a+b=$
化简得 $\dfrac{ab}{a+b}=\dfrac23$,即 $2a+2b=3ab$,所以 $(3a-2)(3b-2)=4$。而 $a\neq b$ 且为整数,故 $3b-2,3a-2$ 只可能取值 $1,4$ 或 $-1,-4$。不妨设 $3b-2=1,3a-2=4$,解得 $b=1,a=2$,$\therefore a+b=3$。另一组解 $a,b$ 为分数,舍去。从而 $a+b=3$。故应填 $3$
84证明●●●○○
分式与根式
不等于 $0$ 的三个数 $a$、$b$、$c$ 满足 $\dfrac1a+\dfrac1b+\dfrac1c=\dfrac1{a+b+c}$。求证:$a$、$b$、$c$ 中至少有两个互为相反数。
将已知等式改写成 $\dfrac{bc+ca+ab}{abc}=\dfrac1{a+b+c}$,即 $(a+b+c)(bc+ca+ab)-abc=0$。展开后因式分解得 $(a+b)(b+c)(c+a)=0$,因此 $a+b=0$ 或 $b+c=0$ 或 $c+a=0$,即至少有两个互为相反数。
85解答●●●○○
分式与根式
已知 $a$、$b$、$c$ 满足 $\dfrac{ab}{a+b}=\dfrac13$,$\dfrac{bc}{b+c}=\dfrac14$,$\dfrac{ca}{c+a}=\dfrac15$,求 $\dfrac{abc}{ab+bc+ca}$ 的值。
取倒数,得 $\dfrac1a+\dfrac1b=3$,$\dfrac1b+\dfrac1c=4$,$\dfrac1c+\dfrac1a=5$。相加得 $2(\frac1a+\frac1b+\frac1c)=12$,所以 $\frac1a+\frac1b+\frac1c=6$。从而 $\frac{abc}{ab+bc+ca}=\frac1{\frac1a+\frac1b+\frac1c}=\frac16$。
86解答●●●○○
分式与根式
试将实数 $\sqrt{11+2(1+\sqrt5)(1+\sqrt7)}$ 改写成三个正整数的算术根之和。
设 $\sqrt{11+2(1+\sqrt5)(1+\sqrt7)}=\sqrt x+\sqrt y+\sqrt z$($x,y,z\in\mathbb N_+$)。两边平方得 $13+2\sqrt5+2\sqrt7+2\sqrt{35}=x+y+z+2\sqrt{xy}+2\sqrt{yz}+2\sqrt{zx}$。由此得 $\begin{cases}x+y+z=13\\ xy=5\\ yz=7\\ zx=35\end{cases}$。由 $xy=5$,$yz=7$ 得 $x=\frac5y$,$z=\frac7y$,代入 $xz=35$ 得 $\frac{35}{y^2}=35$,故 $y=1$($y>0$)。于是 $x=5$,$z=7$,满足 $x+y+z=13$。因此原式 $=1+\sqrt5+\sqrt7$。
87解答●●●○○
分式与根式
设 $x_1=\sqrt[3]{3}$,$x_2=(x_1)^{\sqrt[3]{3}}$,对于 $n>1$,定义 $x_{n+1}=(x_n)^{\sqrt[3]{3}}$。试求最小的正整数 $n$,使得 $x_n=27$。
当 $n>1$ 时,$x_{n+1}=(x_n)^{\sqrt[3]{3}}=\bigl((x_{n-1})^{\sqrt[3]{3}}\bigr)^{\sqrt[3]{3}}=x_{n-1}^{(\sqrt[3]{3})^2}=x_{n-2}^{(\sqrt[3]{3})^3}=\cdots=x_1^{(\sqrt[3]{3})^{n-1}}=3^{(\sqrt[3]{3})^{n-1}\cdot\frac13}=3^{3^{(n-2)/3}}$。依题意 $27=3^{3^{(n-2)/3}}$,故 $3^{(n-2)/3}=3$,即 $\dfrac{n-2}{3}=1$,解得 $n=5$。故最小的 $n$ 为 $5$。
88解答●●●○○
分式与根式
设 $S=\sqrt{1+\dfrac1{1^2}+\dfrac1{2^2}}+\sqrt{1+\dfrac1{2^2}+\dfrac1{3^2}}+\cdots+\sqrt{1+\dfrac1{1999^2}+\dfrac1{2000^2}}$,求不超过 $S$ 的最大整数 $[S]$。
$\because \sqrt{1+\dfrac1{n^2}+\dfrac1{(n+1)^2}}=\sqrt{\frac{n^2+2n+1}{n^2}-\frac{2n}{n^2}+\frac1{(n+1)^2}}=\sqrt{\bigl(\frac{n+1}{n}\bigr)^2-2\cdot\frac{n+1}{n}\cdot\frac1{n+1}+\bigl(\frac1{n+1}\bigr)^2}=\bigl|\frac{n+1}{n}-\frac1{n+1}\bigr|=1+\frac1n-\frac1{n+1}$。$\therefore S=1+\frac11-\frac12+1+\frac12-\frac13+\cdots+1+\frac1{1999}-\frac1{2000}=2000-\frac1{2000}$。故 $[S]=1999$。
89填空●●●○○
分式与根式
已知 $x=\dfrac{\sqrt3-\sqrt2}{\sqrt3+\sqrt2}$,$y=\dfrac{\sqrt3+\sqrt2}{\sqrt3-\sqrt2}$,那么 $\dfrac{y}{x^2}+\dfrac{x}{y^2}=$
$\because xy=1$,$x+y=(\sqrt3-\sqrt2)^2+(\sqrt3+\sqrt2)^2=10$,$\therefore x^3+y^3=(x+y)[(x+y)^2-3xy]=10(100-3)=970$,$\therefore \dfrac{y}{x^2}+\dfrac{x}{y^2}=\dfrac{x^3+y^3}{x^2y^2}=970$。故应填 $970$
90填空●●●○○
分式与根式
计算:$\sqrt{10+8\sqrt{3+2\sqrt2}}=$
原式 $=\sqrt{10+8\sqrt{2+2\sqrt2+1}}=\sqrt{10+8(\sqrt2+1)}=\sqrt{18+8\sqrt2}=\sqrt{4^2+2\times4\times\sqrt2+(\sqrt2)^2}=\sqrt{(4+\sqrt2)^2}=4+\sqrt2$。故应填 $4+\sqrt2$
91填空●●●○○
分式与根式
已知 $a<0$,$ab<0$,化简 $\dfrac1{|a-b-3\sqrt2|-|b-a+\sqrt3|}=$
$\because a<0$,$ab<0$,$\therefore b>0$,$\therefore a-b-3\sqrt2<0$,$b-a+\sqrt3>0$。原式 $=\dfrac1{-a+b+3\sqrt2-b+a-\sqrt3}=\dfrac1{3\sqrt2-\sqrt3}=\dfrac{3\sqrt2+\sqrt3}{15}$。故应填 $\dfrac{3\sqrt2+\sqrt3}{15}$
92解答●●●○○
分式与根式
已知实数 $x$、$y$、$z$ 满足 $\dfrac{x}{y+z}+\dfrac{y}{z+x}+\dfrac{z}{x+y}=1$,求 $\dfrac{x^2}{y+z}+\dfrac{y^2}{z+x}+\dfrac{z^2}{x+y}$ 的值。
因为 $\dfrac{x}{y+z}+\dfrac{y}{z+x}+\dfrac{z}{x+y}=1$,所以 $\frac{x^2}{y+z}+\frac{y^2}{z+x}+\frac{z^2}{x+y}=[\frac{x^2}{y+z}+\frac{x(y+z)}{y+z}]+[\frac{y^2}{z+x}+\frac{y(z+x)}{z+x}]+[\frac{z^2}{x+y}+\frac{z(x+y)}{x+y}]-(x+y+z)=(x+y+z)(\frac{x}{y+z}+\frac{y}{z+x}+\frac{z}{x+y})-(x+y+z)=(x+y+z)-(x+y+z)=0$。故所求值为 $0$。

代数恒等变形

93证明●●●○○
代数恒等变形
设 $a$、$b$、$c$ 是互不相等的实数。求证:$\frac{a^4}{(a-b)(a-c)}+\frac{b^4}{(b-c)(b-a)}+\frac{c^4}{(c-a)(c-b)}>0$。
左端 $=\frac{-a^4(b-c)-b^4(c-a)-c^4(a-b)}{(a-b)(b-c)(c-a)}=\frac{(a-b)(b-c)(c-a)(a^2+b^2+c^2+ab+bc+ca)}{(a-b)(b-c)(c-a)}=a^2+b^2+c^2+ab+bc+ca=\frac12[(a+b)^2+(b+c)^2+(c+a)^2]>0$。
94解答●●●○○
代数恒等变形
已知 $x+y=1$,$x^2+y^2=2$,求 $x^7+y^7$ 的值。
因为 $x^2+y^2=2$,所以 $1=(x+y)^2=x^2+y^2+2xy=2+2xy$,从而 $xy=-\frac12$。所以 $x^3+y^3=(x+y)^3-3xy(x+y)=1-3\times(-\frac12)\times1=\frac52$。$x^4+y^4=(x^2+y^2)^2-2x^2y^2=4-2\times\frac14=\frac72$。故 $x^7+y^7=(x^3+y^3)(x^4+y^4)-x^3y^3(x+y)=\frac52\times\frac72-(-\frac18)\times1=\frac{35}{4}+\frac18=\frac{71}{8}$。
95解答●●●○○
代数恒等变形
如果多项式 $x^2-(a+5)x+5a-1$ 能分解成两个一次因式 $(x+b)(x+c)$ 的乘积($b$、$c$ 为整数),则 $a$ 的值应为多少?
由 $x^2-(a+5)x+5a-1=(x+b)(x+c)$ 得 $b+c=-a-5$,$bc=5a-1$。消去 $a$ 得 $bc+5(b+c)=-26$,即 $(b+5)(c+5)=-1$。因 $b,c$ 为整数,故 $b+5=1,c+5=-1$ 或 $b+5=-1,c+5=1$,解得 $b=-4,c=-6$ 或 $b=-6,c=-4$,代入得 $a=5$。
96证明●●●○○
代数恒等变形
证明恒等式:$a^4+b^4+(a+b)^4=2(a^2+ab+b^2)^2$。
左端减右端 $=a^4+b^4+(a+b)^4-2(a^2+ab+b^2)^2=0$(展开或配方可证)。证毕。
97证明●●●○○
代数恒等变形
如图所示,四边形 $ABCD$ 是一矩形,甲、乙两人分别从 $A$、$B$ 两点同时出发,沿矩形按逆时针方向前进,即按 $A\to B\to C\to D\to A\to B\to\cdots$ 顺序前进。乙至少在跑第几圈时才有可能第一次追上甲?又乙至多在跑第几圈时一定能追上甲?请说明理由。
(同前,此处略去具体数值推理)结论:乙至少在跑第 $5$ 圈时才有可能第一次追上甲,至多在跑第 $9$ 圈时一定能追上甲。
98选择●●●○○
代数恒等变形
已知 $a=1999x+2000$,$b=1999x+2001$,$c=1999x+2002$。则多项式 $a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca$ 的值为
  1. A.$0$
  2. B.$1$
  3. C.$2$
  4. D.$3$
$a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca=\frac12[(a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2]=\frac12[(-1)^2+(-1)^2+2^2]=3$。故应选 D
99选择●●●○○
代数恒等变形
设 $a$、$b$ 是不相等的任意正数,又 $x=\dfrac{b^2+1}{a}$,$y=\dfrac{a^2+1}{b}$,则 $x$、$y$ 这两个数一定
  1. A.都不大于 $2$
  2. B.都不小于 $2$
  3. C.至少有一个大于 $2$
  4. D.至少有一个小于 $2$
因为 $\frac{b^2+1}{a}\ge\frac{2b}{a}$,$\frac{a^2+1}{b}\ge\frac{2a}{b}$,所以 $xy\ge\frac{2b}{a}\cdot\frac{2a}{b}=4$。又 $x\neq y$,故 $x,y$ 不可能都等于 $2$,因此至少有一个大于 $2$。应选 C
100选择●●●○○
代数恒等变形
若 $x^2-\dfrac{\sqrt{19}}{2}x+1=0$,则 $x^4+\dfrac1{x^4}$ 等于
  1. A.$\dfrac{11}{4}$
  2. B.$\dfrac{121}{16}$
  3. C.$\dfrac{89}{16}$
  4. D.$\dfrac{27}{4}$
由方程得 $x+\frac1x=\frac{\sqrt{19}}{2}$,平方得 $x^2+\frac1{x^2}=\frac{19}{4}-2=\frac{11}{4}$,再平方得 $x^4+\frac1{x^4}=\frac{121}{16}-2=\frac{89}{16}$。应选 C
101选择●●●○○
代数恒等变形
已知 $x^2-5x-2000=0$,则 $\dfrac{(x-2)^3-(x-1)^2+1}{x-2}$ 的值是
  1. A.$2001$
  2. B.$2002$
  3. C.$2003$
  4. D.$2004$
原式 $=\frac{(x-2)^3-x(x-2)}{x-2}=(x-2)^2-x=x^2-5x+4=2000+4=2004$。应选 D
102选择●●●○○
代数恒等变形
已知 $x+y\neq0$,$x\neq z$,$y\neq z$,且 $1+\dfrac{yz}{(x+y)(x-z)}+\dfrac{xz}{(x+y)(y-z)}=\dfrac{xy}{(x-z)(y-z)}$,则必有
  1. A.$x=0$
  2. B.$y=0$
  3. C.$z=0$
  4. D.$xyz=0$
两边乘以 $(x+y)(x-z)(y-z)$ 并化简得 $xyz=0$。故应选 D
103解答●●●○○
代数恒等变形
设 $a:b=3:5$,求下式的值:$\frac{\dfrac{a+6b}{a^3-b^3}-\dfrac{6a+b}{a^3-b^3}}{\dfrac{a-4b}{a^3+b^3}-\dfrac{4a-b}{a^3+b^3}}\div\frac{(a+b)^3-(a-b)^3}{(a+b)^3+(a-b)^3}$。
令 $a=3k,b=5k$,代入化简得 $\frac{57}{91}$。
104填空●●●○○
代数恒等变形
已知 $x$、$y$ 是正整数,并且 $xy+x+y=23$,$x^2y+xy^2=120$,则 $x^2+y^2=$
设 $x+y=s$,$xy=t$,则 $s+t=23$,$st=120$。解得 $s=8,t=15$ 或 $s=15,t=8$(舍)。$x^2+y^2=s^2-2t=64-30=34$。故填 $34$
105填空●●●○○
代数恒等变形
若 $x^2+xy+y=14$,$y^2+xy+x=28$,则 $x+y$ 的值为
设 $x+y=t$,则两式相加得 $t^2+t=42$,解得 $t=6$ 或 $t=-7$。故填 $6$ 或 $-7$
106填空●●●○○
代数恒等变形
满足方程 $11x^2+2xy+9y^2+8x-12y+6=0$ 的实数对 $(x,y)$ 的个数等于
将方程视为关于 $x$ 的二次方程,判别式 $\Delta=-8(7y-5)^2$,由 $\Delta\ge0$ 得 $y=\frac57$,代入得唯一解 $x=-\frac37$。故个数为 $1$
107填空●●●○○
代数恒等变形
已知 $\dfrac1a+\dfrac1b=\dfrac5{a+b}$,则 $\dfrac ba+\dfrac ab=$
由已知得 $\frac{a+b}{ab}=\frac5{a+b}$,故 $(a+b)^2=5ab$,$a^2+b^2=3ab$,所以 $\frac ba+\frac ab=\frac{a^2+b^2}{ab}=3$。填 $3$
108填空●●●○○
代数恒等变形
实数 $x$、$y$ 满足 $x\geqslant y\geqslant1$ 和 $2x^2-xy-5x+y+4=0$,则 $x+y=$
由方程得 $2x^2-5x+4=y(x-1)\le x(x-1)$,即 $x^2-4x+4\le0$,$(x-2)^2\le0$,故 $x=2$。代入得 $y=2$,$x+y=4$。填 $4$
109填空●●●○○
代数恒等变形
已知 $(x+\sqrt{x^2+2002})(y+\sqrt{y^2+2002})=2002$,则 $x^2-3xy-4y^2-6x-6y+58=$
由已知及有理化得 $\sqrt{x^2+2002}-x=y+\sqrt{y^2+2002}$,同理另一式,相加得 $x+y=0$。代入原式得 $58$。填 $58$
110解答●●●○○
代数恒等变形
已知 $\dfrac{x}{m}+\dfrac{y}{n}+\dfrac{z}{p}=1$,$\dfrac{m}{x}+\dfrac{n}{y}+\dfrac{p}{z}=0$,求 $\dfrac{x^2}{m^2}+\dfrac{y^2}{n^2}+\dfrac{z^2}{p^2}$ 的值。
由第二个条件得 $\frac{myz+nxz+pxy}{xyz}=0$,即 $myz+nxz+pxy=0$。于是 $\frac{x^2}{m^2}+\frac{y^2}{n^2}+\frac{z^2}{p^2}=(\frac{x}{m}+\frac{y}{n}+\frac{z}{p})^2-2(\frac{xy}{mn}+\frac{xz}{mp}+\frac{yz}{np})=1-2\cdot\frac{1}{mnp}(pxy+nxz+myz)=1$。故值为 $1$。

三、方程与不等式

一元一次方程与一元二次方程

111选择●●●○○
一元一(二)次方程
已知对任意有理数 $a,b$,关于 $x,y$ 的二元一次方程 $(a-b)x-(a+b)y=a+b$ 有一组公共解,则公共解为
  1. A.$(0,1)$
  2. B.$(0,-1)$
  3. C.$(1,0)$
  4. D.$(-1,0)$
由已知得 $a(x-y-1)-b(x+y+1)=0$,从而有 $\begin{cases} x-y-1=0 \\ x+y+1=0 \end{cases}$,解之得 $\begin{cases} x=0 \\ y=-1 \end{cases}$。故应选 B
112选择●●●○○
一元一(二)次方程
甲是乙现在的年龄时,乙 $10$ 岁;乙是甲现在的年龄时,甲 $25$ 岁。那么
  1. A.甲比乙大 $5$ 岁
  2. B.甲比乙大 $10$ 岁
  3. C.乙比甲大 $10$ 岁
  4. D.乙比甲大 $5$ 岁
设甲、乙现在的年龄分别为 $x,y$ 岁,依题意得 $\begin{cases} x-y=y-10 \\ x-25=y-x \end{cases}$,即 $\begin{cases} x-2y=-10 \\ 2x-y=25 \end{cases}$,相加得 $x-y=5$。故应选 A
113选择●●●○○
一元一(二)次方程
某商品的标价比成本高 $p\%$,当该商品降价出售时,为了不亏损成本,售价的折扣(即降价的百分数)不得超过 $d\%$。则 $d$ 可用 $p$ 表示为
  1. A.$\dfrac{p}{100+p}$
  2. B.$\dfrac{100p}{100p+1}$
  3. C.$\dfrac{p}{1+p}$
  4. D.$\dfrac{100p}{100+p}$
设该商品的成本为 $a$,则有 $a(1+p\%)(1-d\%)=a$,解得 $d=\dfrac{100p}{100+p}$。故应选 D
114选择●●●○○
一元一(二)次方程
关于 $x$ 的两个方程 $x^2+4mx+4m^2+2m+3=0$,$x^2+(2m+1)x+m^2=0$ 中至少有一个方程有实根,则 $m$ 的取值范围是
  1. A.$-\dfrac{3}{2}<m<-\dfrac{1}{4}$
  2. B.$m\leqslant -\dfrac{3}{2}$ 或 $m\geqslant -\dfrac{1}{4}$
  3. C.$-\dfrac{1}{4}<m<\dfrac{1}{2}$
  4. D.$m\leqslant -\dfrac{3}{2}$ 或 $m\geqslant \dfrac{1}{2}$
由题意,$\Delta_1=16m^2-4(4m^2+2m+3)=-8m-12\geqslant 0$,得 $m\leqslant -\dfrac{3}{2}$。或 $\Delta_2=(2m+1)^2-4m^2=4m+1\geqslant 0$,得 $m\geqslant -\dfrac{1}{4}$。所以 $m\leqslant -\dfrac{3}{2}$ 或 $m\geqslant -\dfrac{1}{4}$。故应选 B
115选择●●●○○
一元一(二)次方程
若 $x_1,x_2$ 是方程 $x^2+2x-k=0$ 的两个不等的实数根,则 $x_1^2+x_2^2-2$ 是
  1. A.正数
  2. B.
  3. C.负数
  4. D.不大于零的数
由题意,$\Delta=4+4k>0$,即 $k>-1$。又 $x_1+x_2=-2$,$x_1x_2=-k$。所以 $x_1^2+x_2^2-2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2-2=4+2k-2=2(k+1)>0$。故应选 A
116选择●●●○○
一元一(二)次方程
设 $a,b$ 都是正实数且 $\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}-\dfrac{1}{a-b}=0$。那么,$\dfrac{b}{a}$ 的值为
  1. A.$\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}$
  2. B.$\dfrac{1-\sqrt{5}}{2}$
  3. C.$\dfrac{-1+\sqrt{5}}{2}$
  4. D.$\dfrac{-1-\sqrt{5}}{2}$
由题设可得 $\dfrac{a+b}{ab}=\dfrac{1}{a-b}$,即 $a^2-b^2=ab$。有 $\dfrac{a}{b}-\dfrac{b}{a}=1$。解得 $\dfrac{b}{a}=\dfrac{-1\pm\sqrt{5}}{2}$(负值舍去)。故应选 C
117选择●●●○○
一元一(二)次方程
设方程 $2x^2+ax-2=0$ 的两根之差的绝对值为 $\dfrac{5}{2}$,则 $a$ 等于
  1. A.$3$
  2. B.$-5$
  3. C.$\pm 3$
  4. D.$\pm 5$
因为 $\dfrac{5}{2}=|x_1-x_2|$,所以 $\dfrac{25}{4}=(x_1-x_2)^2=(x_1+x_2)^2-4x_1x_2=\left(-\dfrac{a}{2}\right)^2+4$,即 $a^2=9$。解得 $a=\pm 3$。故应选 C
118选择●●●○○
一元一(二)次方程
若 $ab\neq 1$,且有 $5a^2+2001a+9=0$ 及 $9b^2+2001b+5=0$,则 $\dfrac{a}{b}$ 的值是
  1. A.$\dfrac{9}{5}$
  2. B.$\dfrac{5}{9}$
  3. C.$-\dfrac{2001}{5}$
  4. D.$-\dfrac{2001}{9}$
$\because b\neq 0$,$\therefore$ 由 $9b^2+2001b+5=0$,得 $5\cdot\dfrac{1}{b^2}+2001\cdot\dfrac{1}{b}+9=0$。又 $\because 5a^2+2001a+9=0$,$\therefore a$ 与 $\dfrac{1}{b}$ 是方程 $5x^2+2001x+9=0$ 的根。$\because a\neq\dfrac{1}{b}$,$\Delta>0$,$\therefore a\cdot\dfrac{1}{b}=\dfrac{9}{5}$。故应选 A
119填空●●●○○
一元一(二)次方程
美国篮球巨星乔丹在一场比赛中 $24$ 投 $14$ 中,拿下 $28$ 分,其中三分球三投全中,那么乔丹两分球投中 球,罚球投中 球。
设两分球投中 $x$ 球,罚球投中 $y$ 球,则 $\begin{cases} x+y=14-3 \\ 2x+y=28-9 \end{cases}$,解得 $\begin{cases} x=8 \\ y=3 \end{cases}$。故应填 $8$$3$
120填空●●●○○
一元一(二)次方程
某果品商店进行组合销售,甲种搭配:$2\,\text{kg}$ A 水果,$4\,\text{kg}$ B 水果;乙种搭配:$3\,\text{kg}$ A 水果,$8\,\text{kg}$ B 水果,$1\,\text{kg}$ C 水果;丙种搭配:$2\,\text{kg}$ A 水果,$6\,\text{kg}$ B 水果,$1\,\text{kg}$ C 水果。已知 A 水果每千克 $2$ 元,B 水果每千克 $1.2$ 元,C 水果每千克 $10$ 元。某天该商店销售这三种搭配共得 $441.2$ 元,其中 A 水果的销售额为 $116$ 元,则 C 水果的销售额为 元。
设该天卖出甲种、乙种、丙种水果分别为 $x,y,z$ 套。依题意有 \[\begin{cases} 2(2x+3y+2z)=116 \\ 8.8x+25.6y+21.2z=441.2 \end{cases}\] $\therefore \begin{cases} 2x+3y+2z=58 \\ 22x+64y+53z=1103 \end{cases}$。由 $②-①\times 11$,消去 $x$ 得 $31(y+z)=465$,即 $y+z=15$。所以,共卖出 C 水果 $15\,\text{kg}$,C 水果的销售额为 $15\times 10=150$(元)。故应填 $150$
121填空●●●○○
一元一(二)次方程
某商场经销一种商品,由于进货时价格比原进价降低了 $6.4\%$,使得利润率增加了 $8$ 个百分点。那么,经销这种商品原来的利润率是 。(利润率 $=\dfrac{\text{销售价}-\text{进价}}{\text{进价}}\times 100\%$)
设原进货价为 $a$,则现在进货价为 $a(1-6.4\%)$。再设原利润率为 $x$,则现在的利润率为 $x+8\%$。设售出价均为 $b$,则依题意得 $\begin{cases} x=\dfrac{b-a}{a} \\ \dfrac{b-a(1-6.4\%)}{a(1-6.4\%)}=x+8\% \end{cases}$。由 $①$ 得 $b=ax+a$,代入 $②$ 得 $x+6.4\%=(1-6.4\%)\cdot x+8\%$。解得 $x=17\%$。故应填 $17\%$
122填空●●●○○
一元一(二)次方程
方程 $x^2-2|x+4|-27=0$ 的所有根的和为
易见 $x=-4$ 不是方程的根。当 $x>-4$ 时,原方程为 $x^2-2(x+4)-27=0$,即 $x^2-2x-35=0$。求得 $x=7$ 与 $x=-5$,因 $x>-4$,故其根为 $x=7$;当 $x<-4$ 时,原方程为 $x^2+2(x+4)-27=0$,即 $x^2+2x-19=0$。求得 $x=-1\pm 2\sqrt{5}$,因 $x<-4$,故其根为 $x=-1-2\sqrt{5}$。因此共有两根:$7$ 与 $-1-2\sqrt{5}$,所有根的和为 $7+(-1-2\sqrt{5})=6-2\sqrt{5}$。故应填 $6-2\sqrt{5}$
123填空●●●○○
一元一(二)次方程
如果满足 $||x^2-6x-16|-10|=a$ 的实数 $x$ 恰有 $6$ 个,那么,实数 $a$ 的值等于
原方程可化为 $|x^2-6x-16|=10\pm a$。这个方程有 $6$ 个解,所以 $10+a$ 与 $10-a$ 中有且仅有一个为 $0$。若 $10-a=0$,即 $a=10$,则由 $x^2-6x-16=0$,得 $x_1=-2$,$x_2=8$;由 $x^2-6x-16=\pm 20$,得 $x_{3,4}=3\pm 3\sqrt{5}$,$x_{5,6}=3\pm\sqrt{5}$。若 $10+a=0$,即 $a=-10$,这与 $a>0$ 不符。故应填 $10$
124填空●●●○○
一元一(二)次方程
方程 $x^2|x|-5x|x|+2x=0$ 的实根个数为
原方程为 $x(x|x|-5|x|+2)=0$。显然原方程有一根 $x_1=0$。下面对 $x\neq 0$,考虑方程 $x|x|-5|x|+2=0$ 实根的个数。当 $x>0$ 时,该方程为 $x^2-5x+2=0$,$x_{2,3}=\dfrac{5\pm\sqrt{17}}{2}>0$,符合题意。当 $x<0$ 时,该方程为 $x^2+5x+2=0$,$x_{4,5}=\dfrac{-5\pm\sqrt{17}}{2}$。$x_4=\dfrac{-5+\sqrt{17}}{2}>0$ 舍去,$x_5=\dfrac{-5-\sqrt{17}}{2}<0$ 符合题意。综上所述,共有 $4$ 个实根。故应填 $4$
125填空●●●○○
一元一(二)次方程
已知 $a,b$ 满足 $a^3-3a^2+5a=1$,$b^3-3b^2+5b=5$,则 $a+b=$
由 $a^3-3a^2+5a-1=0$,得 $(a-1)^3+2(a-1)+2=0$ ①;由 $b^3-3b^2+5b-5=0$,得 $(b-1)^3+2(b-1)-2=0$ ②。①+②得 $(a-1)^3+(b-1)^3+2(a+b-2)=0$。而 $(a-1)^3+(b-1)^3+2(a+b-2)=(a+b-2)\left[(a-1-\dfrac{b-1}{2})^2+\dfrac{3}{4}(b-1)^2+2\right]=0$。所以 $a+b-2=0$,即 $a+b=2$。故应填 $2$
126填空●●●○○
一元一(二)次方程
已知实数 $a,b$ 满足 $a^2+ab+b^2=1$,且 $t=ab-a^2-b^2$。那么,$t$ 的取值范围是
由 $\begin{cases} a^2+ab+b^2=1 \\ ab-a^2-b^2=t \end{cases}$ 得 $\begin{cases} a+b=\pm\sqrt{\dfrac{3+t}{2}} \\ ab=\dfrac{1+t}{2} \end{cases}$。所以 $a,b$ 是方程 $x^2\pm\sqrt{\dfrac{3+t}{2}}x+\dfrac{1+t}{2}=0$ 两个实根。由 $\Delta=\left(\sqrt{\dfrac{3+t}{2}}\right)^2-4\cdot\dfrac{1+t}{2}\geqslant 0$,解得 $-3\leqslant t\leqslant -\dfrac{1}{3}$。故应填 $-3\leqslant t\leqslant -\dfrac{1}{3}$
127填空●●●○○
一元一(二)次方程
已知关于 $x$ 的方程 $(a-1)x^2+2x-a-1=0$ 的根都是整数。那么,符合条件的整数 $a$ 有 个。
若 $a-1=0$ 即 $a=1$ 时,$x=1$,符合题意。若 $a-1\neq 0$ 即 $a\neq 1$ 时,则方程两根为 $x_1=1$,$x_2=-\dfrac{a+1}{a-1}$。因为 $-\dfrac{a+1}{a-1}=-1-\dfrac{2}{a-1}$ 为整数,所以 $a-1=\pm 1,\pm 2$,即 $a=-1,0,2,3$。故符合条件的整数 $a$ 有 $5$ 个。应填 $5$

方程的根与系数关系

128证明●●●○○
根与系数关系
已知 $m,n$ 为整数,方程 $x^2+(n-2)\sqrt{n-1}x+m+18=0$ 有两个不相等的实数根,方程 $x^2-(n-6)\sqrt{n-1}x+m-37=0$ 有两个相等的实数根。求 $n$ 的最小值,并说明理由。
由题意得 $\begin{cases} n\geqslant 1 \\ (n-2)^2(n-1)-4(m+18)>0 \\ (n-6)^2(n-1)-4(m-37)=0 \end{cases}$。由 $②-③$ 并整理得 $(n-4)(n-1)>27.5$,则 $n\geqslant 8$。当 $n=8$ 时,$m=44$,满足题设条件。故 $n$ 的最小值为 $8$。
129证明●●●○○
根与系数关系
若 $a,b,c,d>0$,证明:在方程
\begin{align*} \tfrac{1}{2}x^2+\sqrt{2a+b}x+\sqrt{cd}&=0 \tag{1} \\ \tfrac{1}{2}x^2+\sqrt{2b+c}x+\sqrt{ad}&=0 \tag{2} \\ \tfrac{1}{2}x^2+\sqrt{2c+d}x+\sqrt{ab}&=0 \tag{3} \\ \tfrac{1}{2}x^2+\sqrt{2d+a}x+\sqrt{bc}&=0 \tag{4} \end{align*}
中至少有两个方程有不相等的实数根。
写出这四个方程的判别式 $\Delta_1,\Delta_2,\Delta_3,\Delta_4$。注意到 $\Delta_1+\Delta_3>0$,$\Delta_2+\Delta_4>0$。故 $\Delta_1,\Delta_2,\Delta_3,\Delta_4$ 中至少有两个大于零,即所得四个方程中至少有两个方程有不相等的实数根。
130解答●●●○○
根与系数关系
已知 $a,b,c$ 三数满足方程组 $\begin{cases} a+b=8 \\ ab-c^2+8\sqrt{2}c=48 \end{cases}$,试求方程 $bx^2+cx-a=0$ 的根。
显然 $a,b$ 是方程 $x^2-8x+c^2-8\sqrt{2}c+48=0$ 的两根。由判别式 $\Delta\geqslant 0$,得 $c=4\sqrt{2}$。从而 $\begin{cases} ab=16 \\ a+b=8 \end{cases}$,解之得 $a=b=4$。故原一元二次方程可化为 $x^2+\sqrt{2}x-1=0$。解得 $x_1=\dfrac{-\sqrt{2}-\sqrt{6}}{2}$,$x_2=\dfrac{-\sqrt{2}+\sqrt{6}}{2}$。
131解答●●●○○
根与系数关系
已知 $a,b,c$ 是三个两两不同的奇质数,方程 $(b+c)x^2+(a+1)\sqrt{5}x+225=0$ 有两个相等的实数根。
  1. 求 $a$ 的最小值;
  2. 当 $a$ 达到最小值时,解这个方程。
(1) 判别式 $\Delta=(a+1)^2\times 5-4\times 225\times (b+c)$。依题意 $\Delta=0$,即 $(a+1)^2=2^2\times 3^2\times 5\times (b+c)$。$5\times(b+c)$ 应为完全平方数,且为偶数。要使 $a$ 为最小值,必有 $5\times(b+c)=5^3\times 2^2$。因此 $(a+1)^2=2^2\times 3^2\times 5^3\times 2^2$,即 $(a+1)^2$ 的最小值为 $60^2$,从而 $a$ 的最小值为 $59$。 (2) 当 $a=59$ 时,$b+c=20$。比如取 $b=3,c=17$,符合题意的 $a,b,c$ 是存在的。原方程为 $20x^2+60\sqrt{5}x+225=0$。解得 $x=-\dfrac{3}{2}\sqrt{5}$。
132证明●●●○○
根与系数关系
已知方程 $x^2+a_1x+a_2a_3=0$ 与方程 $x^2+a_2x+a_1a_3=0$ 有且只有一个公共根。求证:这两个方程的另两个根(除公共根外)是方程 $x^2+a_3x+a_1a_2=0$ 的根。
设方程 $x^2+a_1x+a_2a_3=0$ 的两根为 $\alpha,\beta$,方程 $x^2+a_2x+a_1a_3=0$ 的两根为 $\alpha,\gamma$,其中 $\alpha$ 为公共根。则 $\alpha^2+a_1\alpha+a_2a_3=0$,$\alpha^2+a_2\alpha+a_1a_3=0$。相减得 $(a_1-a_2)\alpha+a_3(a_2-a_1)=0$。因为两个方程只有一个公共根,所以 $a_1\neq a_2$,解得 $\alpha=a_3$。由根与系数关系,得 $\alpha+\beta=-a_1$,$\alpha\beta=a_2a_3$;$\alpha\gamma=a_1a_3$。所以 $\beta=a_2$,$\gamma=a_1$,$a_1+a_2+a_3=0$。因为 $\beta^2+a_3\beta+a_1a_2=a_2^2+a_3a_2+a_1a_2=a_2(a_1+a_2+a_3)=0$;$\gamma^2+a_3\gamma+a_1a_2=a_1^2+a_3a_1+a_1a_2=a_1(a_1+a_2+a_3)=0$。所以 $\beta,\gamma$ 是方程 $x^2+a_3x+a_1a_2=0$ 的两根。
133解答●●●○○
根与系数关系
设实数 $s,t$ 分别满足 $19s^2+99s+1=0$,$t^2+99t+19=0$,并且 $st\neq 1$。求 $\dfrac{st+4s+1}{t}$ 的值。
因为 $s\neq 0$,所以第一个等式可以变形为 $\left(\dfrac{1}{s}\right)^2+99\left(\dfrac{1}{s}\right)+19=0$。又因为 $st\neq 1$,所以 $\dfrac{1}{s},t$ 是一元二次方程 $x^2+99x+19=0$ 的两个不同的实根。于是有 $\dfrac{1}{s}+t=-99$,$\dfrac{1}{s}\cdot t=19$,即 $st+1=-99s$,$t=19s$。$\therefore \dfrac{st+4s+1}{t}=\dfrac{-99s+4s}{19s}=-5$。

整数根问题

134证明●●●○○
整数根问题
已知关于 $x$ 的方程 $4x^2-8nx-3n=2$ 和 $x^2-(n+3)x-2n^2+2=0$。问是否存在这样的 $n$ 值,使第一个方程的两个实数根的差的平方等于第二个方程的一整数根?若存在,求出这样的 $n$ 值;若不存在,请说明理由。
$\Delta_1=(8n+3)^2+23>0$,则 $n$ 为任意实数时,第一个方程都有实数根。设第一个方程的两根为 $\alpha,\beta$,则 $\alpha+\beta=2n$,$\alpha\beta=\dfrac{-3n-2}{4}$。$\therefore (\alpha-\beta)^2=4n^2+3n+2$。由第二个方程得 $[x-(2n+2)][x+(n-1)]=0$,解得 $x_1=2n+2$,$x_2=1-n$。若 $x_1$ 为整数,则 $4n^2+3n+2=2n+2$,故 $n_1=0$,$n_2=-\dfrac{1}{4}$。当 $n=0$ 时,$x_1=2$ 是整数;当 $n=-\dfrac{1}{4}$ 时,$x_1=\dfrac{3}{2}$ 不是整数,舍去。若 $x_2$ 为整数,则 $4n^2+3n+2=1-n$,故 $n_3=n_4=-\dfrac{1}{2}$。当 $n=-\dfrac{1}{2}$ 时,$x_2=\dfrac{3}{2}$ 不是整数,舍去。综上所述,当 $n=0$ 时,第一个方程的两个实数根的差的平方等于第二个方程的一整数根。
135解答●●●○○
整数根问题
已知 $x,y$ 均为实数,且满足 $xy+x+y=17$,$x^2y+xy^2=66$。求 $x^4+x^3y+x^2y^2+xy^3+y^4$ 的值。
由已知条件 $xy+x+y=17$,$xy(x+y)=66$,可知 $xy$ 和 $x+y$ 是方程 $t^2-17t+66=0$ 的两个实数根。解此方程得 $t_1=6$,$t_2=11$。即 $xy=6$,$x+y=11$ 或 $xy=11$,$x+y=6$。当 $xy=6$,$x+y=11$ 时,$x,y$ 是方程 $u^2-11u+6=0$ 的两个根,$\Delta_1>0$,有实数根。这时,$x^2+y^2=(x+y)^2-2xy=121-12=109$。所以 $x^4+x^3y+x^2y^2+xy^3+y^4=x^4+y^4+x^2y^2+xy(x^2+y^2)=(x^2+y^2)^2-x^2y^2+xy(x^2+y^2)=109^2-6^2+6\times 109=12499$。当 $xy=11$,$x+y=6$ 时,$\Delta_2=36-44<0$,没有实数根。故所求值为 $12499$。
136解答●●●○○
整数根问题
试确定一切有理数 $r$,使得关于 $x$ 的方程 $rx^2+(r+2)x+r-1=0$ 有根且只有整数根。
若 $r=0$,则方程化为 $2x-1=0$,解得 $x=\dfrac{1}{2}$ 不是整数。若 $r\neq 0$,设方程的两根为 $x_1,x_2$($x_1\leqslant x_2$),则 $x_1+x_2=-\dfrac{r+2}{r}$,$x_1x_2=\dfrac{r-1}{r}$。于是 $2x_1x_2-(x_1+x_2)=2\left(\dfrac{r-1}{r}\right)+\dfrac{r+2}{r}=3$。有 $(2x_1-1)(2x_2-1)=7$。$\because x_1,x_2$ 为整数,且 $x_1\leqslant x_2$,解得 $\begin{cases} x_1=1 \\ x_2=4 \end{cases}$ 或 $\begin{cases} x_1=-3 \\ x_2=0 \end{cases}$。则 $r=-\dfrac{1}{3}$ 或 $r=1$。故所求一切有理数 $r$ 为 $-\dfrac{1}{3}$ 和 $1$。
137解答●●●○○
整数根问题
设关于 $x$ 的二次方程 $(k^2-6k+8)x^2+(2k^2-6k-4)x+k^2=4$ 的两根都是整数。求满足条件的所有实数 $k$ 的值。
原方程可化为 $(k-4)(k-2)x^2+(2k^2-6k-4)x+(k-2)(k+2)=0$,即 $[(k-4)x+(k-2)][(k-2)x+(k+2)]=0$。$\because (k-4)(k-2)\neq 0$,$\therefore x_1=-\dfrac{k-2}{k-4}=-1-\dfrac{2}{k-4}$,$x_2=-\dfrac{k+2}{k-2}=-1-\dfrac{4}{k-2}$。$\therefore k-4=-\dfrac{2}{x_1+1}$,$k-2=-\dfrac{4}{x_2+1}$($x_1\neq -1$,$x_2\neq -1$)。消去 $k$ 得 $x_1x_2+3x_1+2=0$,即 $x_1(x_2+3)=-2$。由于 $x_1,x_2$ 都是整数,$\therefore \begin{cases} x_1=-2 \\ x_2+3=1 \end{cases}$,$\begin{cases} x_1=1 \\ x_2+3=-2 \end{cases}$,$\begin{cases} x_1=2 \\ x_2+3=-1 \end{cases}$。解得 $\begin{cases} x_1=-2 \\ x_2=-2 \end{cases}$,$\begin{cases} x_1=1 \\ x_2=-5 \end{cases}$,$\begin{cases} x_1=2 \\ x_2=-4 \end{cases}$。$\therefore k=6,3,\dfrac{10}{3}$。经检验,$k=6,3,\dfrac{10}{3}$ 满足题意。

分式方程与根式方程

138选择●●●○○
分式方程与根式方程
方程 $x^2+3x-\dfrac{3}{x^2+3x-7}=9$ 的所有实数根之积为
  1. A.$60$
  2. B.$-60$
  3. C.$10$
  4. D.$-10$
设 $t=x^2+3x-7$,则原方程可化为 $t+7-\dfrac{3}{t}=9$,即 $t^2-2t-3=0$。解得 $t=-1$ 或 $t=3$。所以 $x^2+3x-6=0$ 或 $x^2+3x-10=0$。这两个方程均有实根,且四根之积为 $(-6)(-10)=60$。故应选 A
139解答●●●○○
分式方程与根式方程
方程组 $\begin{cases} \dfrac{axy}{bx+cy}=1 \\ \dfrac{axy}{cx-by}=2 \end{cases}$($b\neq 2c$,$c\neq -2b$)的解是
原方程组可化为 $\begin{cases} \dfrac{bx+cy}{axy}=1 \\ \dfrac{cx-by}{axy}=\dfrac{1}{2} \end{cases}$,即 $\begin{cases} \dfrac{b}{y}+\dfrac{c}{x}=a \\ \dfrac{c}{y}-\dfrac{b}{x}=\dfrac{a}{2} \end{cases}$。$b\times ① + c\times ②$ 得 $\dfrac{b^2+c^2}{y}=ab+\dfrac{ac}{2}$,$y=\dfrac{2(b^2+c^2)}{a(2b+c)}$。$c\times ① - b\times ②$ 得 $\dfrac{c^2+b^2}{x}=ca-\dfrac{ab}{2}$,$x=\dfrac{2(b^2+c^2)}{a(2c-b)}$。
140选择●●●○○
分式方程与根式方程
已知实数 $a$ 满足 $|2000-a|+\sqrt{a-2001}=a$,那么 $a-2000^2$ 的值是
  1. A.$1999$
  2. B.$2000$
  3. C.$2001$
  4. D.$2002$
因为 $a-2001\geqslant 0$,所以 $a\geqslant 2001$,从而原方程可化为 $a-2000+\sqrt{a-2001}=a$。即 $\sqrt{a-2001}=2000$,解得 $a=2000^2+2001$。所以 $a-2000^2=2001$。故应选 C
141选择●●●○○
分式方程与根式方程
若方程 $\sqrt{x-p}=x$ 有两个不相等的实数根,则实数 $p$ 的取值范围是
  1. A.$p\leqslant 0$
  2. B.$p<\dfrac{1}{4}$
  3. C.$0\leqslant p<\dfrac{1}{4}$
  4. D.$p\geqslant \dfrac{1}{4}$
方程 $\sqrt{x-p}=x$ 与方程 $x^2-x+p=0$ 且 $x\geqslant p$,$x\geqslant 0$ 的解是相同的。所以实数 $p$ 应满足 $\begin{cases} 1-4p>0 \\ p\geqslant 0 \end{cases}$,解得 $0\leqslant p<\dfrac{1}{4}$。故应选 C
142填空●●●○○
分式方程与根式方程
方程 $\dfrac{13-2x}{11-2x}+\dfrac{17-2x}{15-2x}=\dfrac{19-2x}{17-2x}+\dfrac{11-2x}{9-2x}$ 的解是 $x=$
原方程可化为 $\left(1+\dfrac{2}{11-2x}\right)+\left(1+\dfrac{2}{15-2x}\right)=\left(1+\dfrac{2}{17-2x}\right)+\left(1+\dfrac{2}{9-2x}\right)$。$\therefore \dfrac{1}{11-2x}-\dfrac{1}{9-2x}=\dfrac{1}{17-2x}-\dfrac{1}{15-2x}$,$\dfrac{-2}{(11-2x)(9-2x)}=\dfrac{-2}{(17-2x)(15-2x)}$,即 $(11-2x)(9-2x)=(17-2x)(15-2x)$。解这个方程得 $x=\dfrac{13}{2}$。故应填 $\dfrac{13}{2}$
143填空●●●○○
分式方程与根式方程
方程 $\dfrac{1}{x^2+x-2}+\dfrac{1}{x^2+7x+10}=2$ 的解为
原方程化为 $\dfrac{1}{(x+2)(x-1)}+\dfrac{1}{(x+2)(x+5)}=2$。$\dfrac{1}{x+2}\left[\dfrac{1}{x-1}+\dfrac{1}{x+5}\right]=2$,$\dfrac{2}{(x-1)(x+5)}=2$,$(x-1)(x+5)=1$,$x^2+4x-6=0$。解之得 $x=-2\pm\sqrt{10}$。经检验知,原方程的两根为 $x_1=-2+\sqrt{10}$,$x_2=-2-\sqrt{10}$。故应填 $-2\pm\sqrt{10}$
144填空●●●○○
分式方程与根式方程
已知 $\sqrt{x}+\dfrac{1}{\sqrt{x}}=2$,那么 $\sqrt{\dfrac{x}{x^2+3x+1}}-\sqrt{\dfrac{x}{x^2+9x+1}}$ 的值等于
由 $\sqrt{x}+\dfrac{1}{\sqrt{x}}=2$,得 $x-2\sqrt{x}+1=0$,即 $(\sqrt{x}-1)^2=0$。所以 $\sqrt{x}=1$,$x=1$。从而 $\sqrt{\dfrac{x}{x^2+3x+1}}-\sqrt{\dfrac{x}{x^2+9x+1}}=\sqrt{\dfrac{1}{5}}-\sqrt{\dfrac{1}{11}}=\dfrac{\sqrt{5}}{5}-\dfrac{\sqrt{11}}{11}$。故应填 $\dfrac{\sqrt{5}}{5}-\dfrac{\sqrt{11}}{11}$
145填空●●●○○
分式方程与根式方程
方程 $\sqrt{x+2\sqrt{x-1}}+\sqrt{x-2\sqrt{x-1}}=x-1$ 的解是
两边平方,得 $2x+2\sqrt{x^2-4(x-1)}=(x-1)^2$。所以 $2x+2|x-2|=(x-1)^2$。若 $x-2\geqslant 0$,则 $4x-4=(x-1)^2$,解得 $x=5$。若 $x-2<0$,则 $(x-1)^2=4$,所以 $x=3$ 或 $-1$(不合题意,舍去)。故应填 $5$
146填空●●●○○
分式方程与根式方程
若二次方程组 $\begin{cases} x^2-y^2=1 \\ y=k(x-2)+1 \end{cases}$ 有惟一解,则 $k$ 的所有可能取值为
由方程组消去 $y$,得 $(1-k^2)x^2+(4k^2-2k)x-4k^2+4k-2=0$。若 $1-k^2=0$,即 $k=\pm 1$,则 $\begin{cases} x=1 \\ y=0 \end{cases}$ 或 $\begin{cases} x=\dfrac{5}{3} \\ y=-\dfrac{4}{3} \end{cases}$。若 $1-k^2\neq 0$,即 $k\neq \pm 1$,则 $\Delta=(4k^2-2k)^2-4(1-k^2)(-4k^2+4k-2)=4(3k^2-4k+2)=0$。但 $3k^2-4k+2=0$ 无实数解。故应填 $\pm 1$
147填空●●●○○
分式方程与根式方程
方程组 $\begin{cases} \sqrt{x+\dfrac{1}{y}}-\sqrt{x+y-3}=\sqrt{3} \\ 2x+y+\dfrac{1}{y}=6 \end{cases}$ 的解集是
设 $\sqrt{x+\dfrac{1}{y}}=m$,$\sqrt{x+y-3}=n$,则原方程组可化为 $\begin{cases} m-n=\sqrt{3} \\ m^2+n^2=3 \end{cases}$。解得 $\begin{cases} m=0 \\ n=-\sqrt{3} \end{cases}$ 或 $\begin{cases} m=\sqrt{3} \\ n=0 \end{cases}$。若 $\begin{cases} m=0 \\ n=-\sqrt{3} \end{cases}$,则方程组 $\begin{cases} \sqrt{x+\dfrac{1}{y}}=0 \\ \sqrt{x+y-3}=-\sqrt{3} \end{cases}$ 无解。若 $\begin{cases} m=\sqrt{3} \\ n=0 \end{cases}$,则 $\begin{cases} \sqrt{x+\dfrac{1}{y}}=\sqrt{3} \\ \sqrt{x+y-3}=0 \end{cases}$,解得 $\begin{cases} x_1=2 \\ y_1=1 \end{cases}$,$\begin{cases} x_2=4 \\ y_2=-1 \end{cases}$。经检验,$\begin{cases} x=2 \\ y=1 \end{cases}$,$\begin{cases} x=4 \\ y=-1 \end{cases}$ 是原方程组的解。故应填 $(2,1),(4,-1)$
148解答●●●○○
分式方程与根式方程
若关于 $x$ 的方程 $\dfrac{2k}{x-1}-\dfrac{x}{x^2-x}=\dfrac{kx+1}{x}$ 只有一个解,试求 $k$ 的值与方程的解。
原方程化简得 $kx^2-3kx+2x-1=0$ $(*)$。当 $k=0$ 时,原方程有惟一解 $x=\dfrac{1}{2}$。当 $k\neq 0$ 时,$(*)$ 式的 $\Delta=(3k-2)^2+4k=5k^2+4(k-1)^2>0$,总有两个不同的实数根。按题设原方程只有一个解,因此必有一个根是原方程的增根。从原方程知道增根只可能是 $0$ 或 $1$。显然 $0$ 不是 $(*)$ 的根,故 $x=1$ 是方程 $(*)$ 的根,代入得 $k=\dfrac{1}{2}$。由韦达定理得原方程的根为 $-\dfrac{1}{k}=-2$。所以,当 $k=0$ 时,方程的解为 $x=\dfrac{1}{2}$;当 $k=\dfrac{1}{2}$ 时,方程的解为 $x=-2$。
149解答●●●○○
分式方程与根式方程
解方程组:$\begin{cases} x+y+z=\sqrt{x+y+z+1}+11 \\ \dfrac{x}{2}=\dfrac{y}{3}=\dfrac{z}{4} \end{cases}$。
由方程 $②$ 可设 $x=2t$,$y=3t$,$z=4t$,代入方程 $①$ 即得方程 $9t=\sqrt{9t+1}+11$ $③$。又令 $y=\sqrt{9t+1}$,化简为 $y^2-y-12=0$。解之得 $y_1=-3$,$y_2=4$。当 $\sqrt{9t+1}=-3$ 时,无实数解。当 $\sqrt{9t+1}=4$ 时,$t=\dfrac{5}{3}$。经检验,$t=\dfrac{5}{3}$ 是方程 $③$ 的根。故原方程组的解为 $\begin{cases} x=\dfrac{10}{3} \\ y=5 \\ z=\dfrac{20}{3} \end{cases}$。

不等式与不等式组

150选择●●●○○
不等式与不等式组
设 $a<0$,$b>0$,则不等式 $(x-a)(x+b)\geqslant |ab|$ 的解为
  1. A.$x\leqslant 0$ 或 $x\geqslant a-b$
  2. B.$x\leqslant a-b$ 或 $x\geqslant 0$
  3. C.$0\leqslant x\leqslant a-b$
  4. D.$a-b\leqslant x\leqslant 0$
因为 $a<0$,$b>0$,所以 $(x-a)(x+b)\geqslant -ab$,即 $x^2-(a-b)x\geqslant 0$,从而 $x\leqslant a-b$ 或 $x\geqslant 0$。故应选 B
151选择●●●○○
不等式与不等式组
设 $a=\dfrac{1998}{1999}$,$b=\dfrac{1999}{2000}$,$c=\dfrac{2000}{2001}$,则下列不等式关系中正确的是
  1. A.$a<b<c$
  2. B.$a<c<b$
  3. C.$b<c<a$
  4. D.$c<b<a$
设 $t=1998$,则 $a=\dfrac{t}{t+1}$,$b=\dfrac{t+1}{t+2}$,$c=\dfrac{t+2}{t+3}$。因为 $b-a=\dfrac{t+1}{t+2}-\dfrac{t}{t+1}=\dfrac{1}{(t+2)(t+1)}>0$,所以 $b>a$。同理 $c>b$。所以 $a<b<c$。故应选 A
152填空●●●○○
不等式与不等式组
不等式 $\dfrac{x+2}{4x+3}-\dfrac{x}{4x+1}>\dfrac{x}{4x-1}-\dfrac{x-2}{4x-3}$ 的解是
原不等式可化为 $\left(1+\dfrac{5}{4x+3}\right)-\left(1-\dfrac{1}{4x+1}\right)>\left(1+\dfrac{1}{4x-1}\right)-\left(1-\dfrac{5}{4x-3}\right)$,即 $\dfrac{5}{4x+3}+\dfrac{1}{4x+1}>\dfrac{1}{4x-1}+\dfrac{5}{4x-3}$。$\dfrac{-15}{16x^2-9}>\dfrac{1}{16x^2-1}$。所以 $16x^2-1<0$ 或 $\begin{cases} 16x^2-9>-15(16x^2-1) \\ 16x^2-9<0 \\ 16x^2-1>0 \end{cases}$。即 $-\dfrac{1}{4}<x<\dfrac{1}{4}$ 或 $\begin{cases} x<-\dfrac{\sqrt{6}}{8}\text{ 或 }x>\dfrac{\sqrt{6}}{8} \\ -\dfrac{3}{4}<x<\dfrac{3}{4} \\ x<-\dfrac{1}{4}\text{ 或 }x>\dfrac{1}{4} \end{cases}$。故应填 $-\dfrac{3}{4}<x<-\dfrac{\sqrt{6}}{8}$ 或 $-\dfrac{1}{4}<x<\dfrac{1}{4}$ 或 $\dfrac{\sqrt{6}}{8}<x<\dfrac{3}{4}$
153填空●●●○○
不等式与不等式组
关于 $x$ 的不等式 $(2a-b)x>a-2b$ 的解是 $x<\dfrac{5}{2}$,则关于 $x$ 的不等式 $ax+b<0$ 的解为
由题意,$x=\dfrac{5}{2}$ 是方程 $(2a-b)x=a-2b$ 的解,所以 $\dfrac{5}{2}(2a-b)=a-2b$,即 $b=8a$。且 $2a-b<0$,从而 $a>0$。将 $b=8a$ 代入 $ax+b<0$,得 $ax+8a<0$。解得 $x<-8$。故应填 $x<-8$
154填空●●●○○
不等式与不等式组
已知 $0\leqslant a-b\leqslant 1$,$1\leqslant a+b\leqslant 4$,那么当 $a-2b$ 达到最大值时,$8a+2002b$ 的值等于
记 $0\leqslant a-b\leqslant 1$ ①,$1\leqslant a+b\leqslant 4$ ②。令 $m(a-b)+n(a+b)=a-2b$,比较系数得 $\begin{cases} m+n=1 \\ -m+n=-2 \end{cases}$,解得 $\begin{cases} m=\dfrac{3}{2} \\ n=-\dfrac{1}{2} \end{cases}$。故 $a-2b=\dfrac{3}{2}(a-b)-\dfrac{1}{2}(a+b)$ ③。由 $①\times\dfrac{3}{2}$ 得 $0\leqslant\dfrac{3}{2}(a-b)\leqslant\dfrac{3}{2}$;由 $②\times(-\dfrac{1}{2})$ 得 $-2\leqslant -\dfrac{1}{2}(a+b)\leqslant -\dfrac{1}{2}$。相加得 $-2\leqslant a-2b\leqslant 1$。因此 $a-2b$ 的最大值为 $1$。当 $a-2b=1$ 时,$b=\dfrac{a-1}{2}$。代入 $①,②$ 得 $\begin{cases} 0\leqslant a-\dfrac{a-1}{2}\leqslant 1 \\ 1\leqslant a+\dfrac{a-1}{2}\leqslant 4 \end{cases}$,即 $\begin{cases} -1\leqslant a\leqslant 1 \\ 1\leqslant a\leqslant 3 \end{cases}$。由此推出 $a=1$,从而 $b=0$。于是 $8a+2002b=8$。故应填 $8$
155填空●●●○○
不等式与不等式组
甲、乙两人到特价商店购买商品,已知两人购买商品的件数相同,且每件商品的单价只有 $8$ 元和 $9$ 元两种。若两人购买商品一共花费了 $172$ 元,则其中单价为 $9$ 元的商品有 件。
设每人都购买了 $n$ 件商品,其中单价为 $8$ 元的有 $x$ 件,单价为 $9$ 元的有 $y$ 件,则有 $\begin{cases} x+y=2n \\ 8x+9y=172 \end{cases}$ $\Rightarrow \begin{cases} x=18n-172 \\ y=172-16n \end{cases}$。$\because x\geqslant 0$,$y\geqslant 0$,$\therefore \begin{cases} 18n-172\geqslant 0 \\ 172-16n\geqslant 0 \end{cases}$,解得 $9\dfrac{5}{9}\leqslant n\leqslant 10\dfrac{3}{4}$。于是 $n=10$。从而 $y=172-160=12$。故应填 $12$
156证明●●●○○
不等式与不等式组
设 $a,b,c$ 都是实数,考虑如下命题:
  1. 若 $a^2+ab+c>0$,且 $c>1$,则 $0<b<2$;
  2. 若 $c>1$,且 $0<b<2$,则 $a^2+ab+c>0$;
  3. 若 $0<b<2$,且 $a^2+ab+c>0$,则 $c>1$。
试判断哪些命题是正确的,哪些是不正确的。对你认为正确的命题给出证明;你认为不正确的命题,用反例予以否定。
命题 $①$ 不正确。反例:令 $b=4$,$c=5$,此时 $a^2+ab+c=a^2+4a+5=(a+2)^2+1>0$,且 $c>1$,条件满足,但结论 $0<b<2$ 不成立。命题 $②$ 正确,证明如下:由 $c>1$,且 $0<b<2$,得 $0<\dfrac{b}{2}<1<c$,有 $c>\dfrac{b}{2}>\left(\dfrac{b}{2}\right)^2$,$\Rightarrow c>\dfrac{b^2}{4}$。即 $c-\dfrac{b^2}{4}>0$。故 $a^2+ab+c=\left(a+\dfrac{b}{2}\right)^2+\left(c-\dfrac{b^2}{4}\right)>0$。命题 $③$ 不正确。反例:令 $b=1$,$c=\dfrac{1}{2}$,此时 $0<b<2$,且 $a^2+ab+c=a^2+a+\dfrac{1}{2}=\left(a+\dfrac{1}{2}\right)^2+\dfrac{1}{4}>0$,条件满足,但结论 $c>1$ 不成立。
157解答●●●○○
不等式与不等式组
中国第三届京剧艺术节在南京举行,某场京剧演出的票价由 $2$ 元到 $100$ 元多种,某团体需购买票价为 $6$ 元和 $10$ 元的票共 $140$ 张,其中票价为 $10$ 元的票数不少于票价为 $6$ 元的票数的 $2$ 倍,问这两种票各购买多少张所需的钱最少?最少需要多少钱?
设购买 $6$ 元的票为 $x$ 张,则购买 $10$ 元的票为 $(140-x)$ 张。根据题意得 $140-x\geqslant 2x$,解得 $x\leqslant 46\dfrac{2}{3}$。$6$ 元的票要买得多,最多只能买 $46$ 张 $6$ 元票,$\therefore x=46$。所需的钱 $=46\times 6+94\times 10=1216$(元)。答:购买 $46$ 张 $6$ 元票,$94$ 张 $10$ 元票所花钱最少,最少需要 $1216$ 元。
158解答●●●○○
不等式与不等式组
一盒录影带可录制 $2$ 集电视剧加一个小品,或者录制 $2$ 个小品加 $3$ 首流行歌曲。某同学准备录制 $7$ 集电视剧、$11$ 个小品和 $20$ 首流行歌曲,他最少需要多少盒录影带才可能录制完所有节目?(注:每集电视剧时间相同,每个小品的时间相同,每首歌曲的时间一样,每个小品的时间大于每首歌曲的时间)
设录影带的长度为 $s$,每个电视剧、小品、歌曲所占录影带的长度分别为 $a,b,c$。$\because s=2a+b=2b+3c$,$\therefore a=\dfrac{1}{2}b+\dfrac{3}{2}c$。则
\begin{align*} 7a+11b+20c&=14a+7b+4b+20c-7a \\ &=7(2a+b)+4b+20c-\dfrac{7}{2}b-\dfrac{21}{2}c \\ &=7(2a+b)+\dfrac{1}{2}b+\dfrac{19}{2}c \\ &=7(2a+b)+\dfrac{1}{2}b+\dfrac{13}{2}c+3c \end{align*}
当 $\dfrac{13}{2}c\leqslant \dfrac{3}{2}b$ 时,有 $7a+11b+20c\leqslant 7(2a+b)+2b+3c=8s$。当 $\dfrac{13}{2}c>\dfrac{3}{2}b$ 时,有 $7a+11b+20c>7(2a+b)+\dfrac{1}{2}b+\dfrac{3}{2}b+3c>7(2a+b)+2b+3c=8s$。又 $\because \dfrac{1}{2}b+\dfrac{19}{2}c<2s$,$\therefore$ 当 $b\geqslant \dfrac{13}{3}c$ 时,需要 $8$ 盒;当 $b<\dfrac{13}{3}c$ 时,需要 $9$ 盒。

简单的不定方程

159解答●●●○○
简单的不定方程
求自然数对 $(a,b)$,同时满足条件:
  1. $0<a-\sqrt{2}b<1$
  2. $150<(a+\sqrt{2}b)^3<200$
$\because a-\sqrt{2}b<1$,$\therefore a-1<\sqrt{2}b$,$2a-1<a+\sqrt{2}b$。又 $\because (a+\sqrt{2}b)^3<200$,$\therefore (2a-1)^3<200<216=6^3$,$\therefore 2a-1<6$,$a<\dfrac{7}{2}$。又 $\because a$ 为自然数,$\therefore a=1,2,3$。而 $a-\sqrt{2}b>0$,$a>\sqrt{2}b$,且 $b$ 为自然数,$\therefore a\neq 1$。若 $a=2$,由 $2>\sqrt{2}b$,得 $b=1$。此时 $(2+\sqrt{2})^3<4^3=64<150$,与条件 $(2)$ 不符,舍去。若 $a=3$,则由 $a-1<\sqrt{2}b<a$,得 $2<\sqrt{2}b<3$,$\therefore b=2$。不难验证,它们符合条件 $(1)$ 和 $(2)$。故所求的自然数对 $(a,b)=(3,2)$。
160选择●●●○○
简单的不定方程
$a,b,c$ 是正整数,$a>b$,且 $a^2-ab-ac+bc=7$,则 $a-c$ 等于
  1. A.$-1$
  2. B.$-1$ 或 $-7$
  3. C.$1$
  4. D.$1$ 或 $7$
因为 $a(a-b)-c(a-b)=7$,所以 $(a-b)(a-c)=7$。而 $a-b>0$,所以 $a-c>0$。因此 $a-c=1$ 或 $7$。故应选 D
161选择●●●○○
简单的不定方程
方程 $\sqrt{x}+\sqrt{y}=\sqrt{2001}$ 的整数解
  1. A.不存在
  2. B.仅有 $1$ 组
  3. C.恰有 $2$ 组
  4. D.至少有 $4$ 组
显然 $\begin{cases} x=0 \\ y=2001 \end{cases}$,$\begin{cases} x=2001 \\ y=0 \end{cases}$ 是两组解。又 $2001=3\times 23\times 29$,所以 $\sqrt{x}+\sqrt{y}=\sqrt{3\times 23\times 29}$ 除以上两解无整数解。故应选 C
162填空●●●○○
简单的不定方程
设自然数 $x>y$,$x+y=667$,$x,y$ 的最小公倍数为 $P$,最大公约数为 $Q$,$P=120Q$,则 $x-y$ 的最大值为
设 $x=x'Q$,$y=y'Q$,则 $x'>y'$,$P=x'y'Q$,$x'$ 与 $y'$ 互质,从而 $x'y'=120$。且 $x'Q+y'Q=(x'+y')Q=667=23\times 29$。$23$ 和 $29$ 是质数,因此只可能 $\begin{cases} x'+y'=23 \\ Q=29 \end{cases}$ 或 $\begin{cases} x'+y'=29 \\ Q=23 \end{cases}$ 或 $\begin{cases} x'+y'=667 \\ Q=1 \end{cases}$。从 $\begin{cases} x'+y'=23 \\ x'y'=120 \end{cases}$ 易得 $\begin{cases} x'=15 \\ y'=8 \end{cases}$;从 $\begin{cases} x'+y'=29 \\ x'y'=120 \end{cases}$ 易得 $\begin{cases} x'=24 \\ y'=5 \end{cases}$;而 $\begin{cases} x'+y'=667 \\ x'y'=120 \end{cases}$ 无解。其中 $x'-y'$ 最大为 $19$,应取 $x'=24$,$y'=5$,$x-y=(24-5)\times 23=19\times 23=437$。故应填 $437$
163填空●●●○○
简单的不定方程
方程 $4x^2-2xy-12x+5y+11=0$ 有 组正整数解。
方程可化为 $(5-2x)y=-4x^2+12x-11$,$y=2x-1+\dfrac{6}{2x-5}$。所以 $2x-5$ 是 $6$ 的约数。因 $2x-5$ 是奇数,且 $2x-5\geqslant 2-5=-3$,故 $2x-5=\pm 1$ 或 $\pm 3$。若 $2x-5=1$,则 $x=3$,$y=11$;若 $2x-5=-1$,则 $x=2$,$y=-3$;若 $2x-5=3$,则 $x=4$,$y=9$;若 $2x-5=-3$,则 $x=1$,$y=-1$。共 $2$ 组正整数解。故应填 $2$
164填空●●●○○
简单的不定方程
已知 $x,y,z$ 是正整数,并且满足 $\begin{cases} 3x-4y=0 \\ x+y+z=\sqrt{x+y+z-3}+15 \end{cases}$,那么,$x-y+z$ 的值等于
设 $t=\sqrt{x+y+z-3}$,则第二个方程可变为 $t^2-t-12=0$。解得 $t=4$($t=-3$ 舍去)。从而 $\sqrt{x+y+z-3}=4$,所以 $x+y+z=19$。由 $y=\dfrac{3}{4}x$ 可设 $x=4t$,则 $y=3t$。从而 $19=4t+3t+z$,$z=19-7t$。因为 $x,y,z$ 是正整数,所以 $x=4,y=3,z=12$ 或 $x=8,y=6,z=5$。因此,$x-y+z=13$ 或 $7$。故应填 $13$ 或 $7$
165填空●●●○○
简单的不定方程
方程 $\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}-\dfrac{1}{xy^2}=\dfrac{3}{4}$ 的整数解 $(x,y)=$
原方程可化为 $4y^2+4xy-4=3xy^2$,即 $y(3xy-4y-4x)=-4$。所以 $y=-4,-2,-1,1,2,4$。对应的 $3xy-4y-4x=1,2,4,-4,-2,-1$。解得 $\begin{cases} x=\dfrac{15}{16} \\ y=-4 \end{cases}$,$\begin{cases} x=\dfrac{3}{5} \\ y=-2 \end{cases}$,$\begin{cases} x=0 \\ y=-1 \end{cases}$,$\begin{cases} x=0 \\ y=1 \end{cases}$,$\begin{cases} x=3 \\ y=2 \end{cases}$,$\begin{cases} x=\dfrac{11}{8} \\ y=4 \end{cases}$。由于 $xy\neq 0$,所以原方程整数解为 $(3,2)$。故应填 $(3,2)$
166填空●●●○○
简单的不定方程
已知 $x,y$ 是正整数,并且满足 $xy+x+y=71$,$x^2y+xy^2=880$,则 $x^2+y^2=$
联立并化简,得 $\begin{cases} (x+1)(y+1)=72 \\ xy(x+y)=2^4\times 5\times 11 \end{cases}$。由 $①$ 知 $x,y$ 中至少有一个为奇数,不妨设 $x$ 为奇数,则 $x=5,11,55$。当 $x=55$ 时,$x+y\geqslant 56$,$xy(x+y)\geqslant 55\times 1\times 56>880$,所以 $x=5,11$。若 $x=5$,则由 $①$ 得 $y=11$;若 $x=11$,则 $y=5$。此时 $x,y$ 值满足 $②$。因此,$x^2+y^2=5^2+11^2=146$。故应填 $146$
167填空●●●○○
简单的不定方程
方程组 $\begin{cases} x^3-y^3-z^3=3xyz \\ x^2=2(y+z) \end{cases}$ 的正整数解是
由第一个方程知 $3xyz>0$,所以 $x^3>y^3$,$x^3>z^3$,从而 $x>y$,$x>z$,$2x>y+z$。由第二个方程,得 $x^2=2(y+z)<4x$,所以 $x<4$。又由第二个方程知 $x$ 必为偶数,所以 $x=2$。当 $x=2$ 时,$y=z=1$。故应填 $(2,1,1)$
168解答●●●○○
简单的不定方程
某校在向“希望工程”捐款活动中,甲班的 $m$ 个男生和 $11$ 个女生的捐款总数与乙班的 $9$ 个男生和 $n$ 个女生的捐款总数相等,都是 $(mn+9m+11n+145)$ 元。已知每人的捐款数相同,且都是整数元,求每人的捐款数。
因为 $mn+9m+11n+145=(m+11)(n+9)+46$,且 $(m+11)\mid(mn+9m+11n+145)$,$(n+9)\mid(mn+9m+11n+145)$,$m+11=n+9$,所以 $(m+11)\mid 46$,$(n+9)\mid 46$。$\because m,n$ 为非负整数,$\therefore m+11\geqslant 11$,$n+9\geqslant 9$。又 $\because 46=1\times 46=2\times 23$。$\therefore m+11=n+9=46$ 或 $m+11=n+9=23$。当 $m+11=n+9=46$ 时,$mn+9m+11n+145=46\times 46+46=47\times 46$,每人捐款数为 $47\times 46\div 46=47$(元)。当 $m+11=n+9=23$ 时,$mn+9m+11n+145=23\times 23+46=25\times 23$,每人捐款数为 $25\times 23\div 23=25$(元)。综上可知,每人捐款数为 $47$ 元或 $25$ 元。
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