傲天居士

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2022/07/08阅读:15主题:默认主题

强基计划数学物理专题四

1. 强基计划数学物理模拟卷

本人出了一套强基计划数学物理模拟试题,适合有一定基础的高考生。由于本人水平有限,若存在疏漏还请诸位大佬批评指正!

2. 极坐标与欧拉公式

2.1 极坐标

题目:

椭圆 .记椭圆右焦点坐标为 ,从点 条射线,分别交椭圆于点 逆时针排列。且 ,探讨 是否为定值?

解答: 以椭圆右焦点为极坐标原点,以直角坐标系中的 轴右半轴为极坐标系中的极轴,写出椭圆的极坐标方程:

其中 为半通径, 为离心率。即 . 且 表示椭圆上一点到右焦点的距离, 表示该点与极轴的夹角。

不妨设 与极轴的夹角为 ,则 与极轴夹角为

则有:

下面来求解 .记 .

则:

因此可得:

2.2 欧拉公式

事实上,如果了解过复数及单位根,求解 的过程会很轻松。首先展开:

则由复数运算法则知:

因此, 是方程 在复数域上的 个根。则由代数基本定理可得:

即有:

因此不难得出:

同理,我们也可以得出:

3. 清华大学强基计划2021年数学真题选讲

从清华大学2021年强基计划数学真题中选择有代表性的6道题目进行讲解。

3.1 逻辑推理

题目:

甲乙丙丁四人共同参加4项体育比赛,每项比赛第一名到第四名的分数依次为4、3、2、 1分。比赛结束甲获得14分第一名,乙获得13分第二名,则()

A.第三名不超过9分

B.第三名可能获得其中一场比赛的第一名

C.最后一名不超过6分

D.第四名可能一项比赛拿到3分

分析: 每场比赛前两名的四场比赛总得分为28,而甲乙两人四场比赛共得分27分,因此甲乙两人有三场比赛包揽前2名,只有一场比赛包揽第一名和第三名。故而选项B排除。 由于甲乙两人包揽了三场比赛前2名,一场比赛第一名和第三名,因此第三名最好成绩是在三场比赛拿到第三名,一场比赛拿到第二名,共得分9分。故而选项A正确。由于前四名四场比赛的总得分为40分,而甲乙两人总得分27分,因此第三名和第四名总得分为13分,故而第四名总得分一定不超过6分,因此C选项正确。D选项可以通过举例说明。假设总分第四名的选手有三场比赛拿到第四名,一场比赛拿到第二名,则总得分为6分,而第三名对应三场比赛是第三名,一场比赛第四名,得分7分,符合题意。故而选项D正确。因此正确选项为A、C、D

3.2 单位根

题目:

已知 ,则

A.

B.

C.

D.

分析: 由复数运算可知:

则容易知道, 是方程 在复数域上的10个根,且 是方程 在复数域上的5个根。故而有:

因此有:

代入可得:

又由因式分解:

因此可得:

故而选项B正确

3.3 高斯函数

题目:

已知 为高斯函数,则方程 解的组数为?

A. 30

B. 40

C. 50

D. 60

分析:

已知 ,则 . 将方程转化为:

因此有:

其中 表示 的小数部分。由前面分析已知 是整数,

可能取值集合为 .

可能取值集合为 .

可能取值集合为 .

则方程解的组数有 ,选项A正确。

有同学可能会质问, , , 不同取值组合会不会使得 取值重复?我们便通过简单分析排除这种可能。

其中 的取值集合为 , 的取值集合为 , 的取值集合为 .假设有两组不同的组合 使得 成立,即:

其中 的取值集合为 .

的取值集合为 .

的取值集合为

首先假设 ,则对于 的任何可能取值 均是偶数,而 为奇数,因此 不可能为0,排除此情形。

接着假设 ,则对于 的任何可能取值 均是3的倍数,而 则不能被3整除,因此 不可能为0,排除此情形。

最后假设 ,则对于 的任何可能取值 均是5的倍数,而 不能被5整除,因此 不可能为0,排除此情形。

综上,若要使得 成立,一定有 . 即,不同组合的 取值得到的 取值一定不相同,因此 取值的组合数目即 的个数。

3.4 质因数分解

题目: 已知 的最大公约数为 ,最小公倍数为 ,则数对 的组数为?

A.