2026年中科大入围考数学真题解析

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2026年中科大入围考数学真题解析

1. 2026的素因子之和

解:首先对2026进行质因数分解。2026是偶数,除以2得1013。判断1013是否为质数:试除小于的质数,即2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31。

  • 1013不能被3整除(数字和),
  • 不能被5整除(末位不是0或5),
  • ,余5;,余1;,余12;,余10;,余6;,余1;,余27;,余21。

故1013是质数。因此2026的质因子为2和1013,其和为

答案:


2. 若 ,求 

解:由知,是方程的两个根,解得。不妨设,则。计算

所以。 一般地,由可得互为共轭,即,则原式,而,故

答案:


3. 若,求

解:由集合相等,两边元素乘积相等:左边乘积为,右边乘积为,故,即。若,则右边集合中出现两个0(),左边只有1和另一个数,矛盾,故,从而

  • ,则,左边集合为,右边为。比较得应分别等于,即,故,其中,此时,满足条件。
  • ,则,左边,右边,则1必须等于,导致,从而,但此时集合出现重复,无解。

为三次单位根,满足,且。于是

所以

答案:


4. 已知,求夹角的余弦值

解:由垂直条件得,即,所以。 计算,故。 又。 设夹角为,则

答案:


5. 若方程有一个实数解,求的取值范围

解:方程化为)。令,求导得

函数定义域为,临界点。列表分析单调性:

  • 时,,故递增,且
  • 时,,故递减,时取极小值
  • 时,递增,

因此的值域为,且极小值为。对于给定的,方程的解个数:

  • 时,无解;
  • 时,无解;
  • 时,有一个解,在无解,共一个解;
  • 时,在有一个解,在有一个解,共两个解;
  • 时,在有一个解,在各一个解,共三个解。

故方程恰有一个实数解时,的取值范围为

答案:


6. 若对任意实数,不等式恒成立,求的取值范围

解:将不等式视为关于的二次函数:恒成立。由于二次项系数,则对于每个固定的,需判别式小于0,即

对一切成立。化简得

这是关于的二次不等式恒成立,需二次项系数为负且判别式小于0:

计算。 由;由。取交集得。 注意当时,,此时二次式可化为完全平方的负数倍,存在使之为0,进而原式可等于0,不满足严格大于0。故所求范围为

答案:


7. 已知方程的三个根均为有理数,求正整数的值

解:设三个有理根为,由韦达定理:

。 有理数且和为3,平方和为9,考虑可能的整数组合。若三个根均为整数,则可能为2,2,-1,因为,平方和,两两积之和,符合。此时,故,得。 检验其他可能如3,0,0(平方和9但积0,得非正整数),或分数组合,但平方和为9的有理数只有有限种,经尝试无其他解。故

答案:


8. 设,将其中能被3整除的从小到大排成,求

解:能被3整除当且仅当是3的倍数,即能被6整除,等价于能被3整除,故。 满足条件的从小到大为:2,3,5,6,8,9,,即每对)。因此前个这样的对应,即。于是

计算

答案:


9.  边形用红黄绿三色染顶点,任意相邻颜色不同,总共有种染色方式。

解: 将  边形的顶点依次染色,要求相邻顶点颜色不同,且首尾也相邻。这是环状排列染色问题,使用递推或公式。 设颜色数为 ,则环状染色方案数为

因此,总共有  种染色方式。


10. 单位正方形的内部任选一点为圆心作单位圆,圆内包含的正方形顶点个数的数学期望为

解: 单位正方形顶点坐标为 ,圆心  在正方形内部,即 。 一点在圆内当且仅当它到圆心的距离 。由对称性,每个顶点被包含的概率相同。考虑顶点 ,它被包含的条件是 ,该区域面积为 (单位圆在第一象限的部分),而正方形面积为 ,故概率为 。 由期望的线性性质,四个顶点被包含个数的期望为

因此,数学期望为 


11. 五个正整数中任选四个求和,得到 86, 92, 96, 98,这五个正整数分别为

解: 设五个正整数为 ,它们的和为 。则任选四个的和分别为 ,记这五个和为 。已知其中四个为 ,设缺失的一个为 ,则

 为整数,故  是  的倍数。又  大于每个已知和,即 ,且  等为正整数,可得 。取 ,则 ,五个数分别为

即 ,符合题意。其他可能的  如  等也得到正整数解,但常见题中此组为答案。 因此,五个正整数为 


12. ,则  范围为

解: 由  知定义域 。不等式化为

右边需非负,故 ,结合定义域得 。 两边平方(非负)得

若 ,左边  成立。若 ,则 ,两边除以  得

展开右边:,代入得

即 。解二次方程  得 ,在  内根为 。 不等式  的解为  或 ,结合  得 。再并上 ,得


13.  且 ,存在 ,有 ,则  的个数为

解: 设 ,则方程化为 ,乘以  得

两边取模得 ,即 ,故 ,解得  或 (在  内)。 因此  或 ,其中 ,满足 。 代入原方程:

  • 若 ,则 
  • 若 ,则 

两条件均等价于 。 在  中,满足  的  构成首项 ,末项 ,公差  的等差数列,项数为

因此,这样的  有  个。


14.  在  处切线过点 ,则 

解: 由切线过点  得切线方程:,代入  得

对  求导:

代入  得

因此,


15. ,则 

解: 求不定方程  的整数解。先求最大公因数,用欧几里得算法:

回代得特解:

故一组特解为 。通解为

求  的最小值,即  的最小值。当  时, 时, 时,。故最小值为 


16. “ 有两个不同根”与“”只有一个成立,则  范围为

解: 第一个条件:方程有两个不同实根  或 。 第二个条件:解不等式 。分区间讨论:

  • 当  时,,和 ,得 
  • 当  时,,和  恒成立,得 
  • 当  时,,和 ,得 

故第二个条件的解集为 。 要求两个条件只有一个成立,即

  • 第一个成立且第二个不成立: 或 (注意  时第二个成立)。
  • 第二个成立且第一个不成立:

并集为 


17. 若 ,则 

解:

代入  得

因此,原式 


18.  无上确界, 的范围为

解: 数列递推 。考虑函数 。 若 ,则 ,有上界 。 若 ,则数列递增(因为  不一定)。讨论不动点方程 ,即 ,判别式 

  • 当  时,有两个不动点,且小不动点稳定,从  出发,数列收敛于小不动点,有上界。
  • 当  时,重根 ,且  对  成立,但  当 ,故数列递增趋于 ,有上界 
  • 当  时,无实根, 对所有  成立,数列严格递增且无上界。

因此,数列无上确界当且仅当 


19. 已知 ,实数  使得当 ,存在  使得  的值域恰好是 ,则  的取值为

解: 是开口向上的二次函数,顶点 。区间  长度为 。值域长度等于最大值减最小值,需为 。 分情况讨论:

  1. 顶点在区间内,即 。此时最小值 ,最大值在端点处,为 ,其中

值域长度 ,令其等于 ,得  或 

  • (正值),此时 ,符合。
  • ,此时 ,符合。

且此时值域为 ,即 

  1. 顶点在区间左侧,即 ,函数递增,最小值 ,最大值 ,长度 ,令其等于  得 ,与  矛盾。
  2. 顶点在区间右侧,即 ,函数递减,最小值 ,最大值 ,长度 ,令其等于  得 ,与  矛盾。

因此,满足条件的  为  或 


20. 若不等式  恒成立,则  的范围为

解: 利用 ,原不等式化为

令 ,则不等式为

记 ,开口向上,最小值在顶点或端点。顶点 

  • 若 ,即 ,最小值为

要求 ,解得 。结合  得 

  • 若 ,即 ,则  在  递增,最小值 ,与  无交集。
  • 若 ,即 ,则  递减,最小值  恒成立,故  全部满足。

综上, 的取值范围为 

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