2018年北京市大兴区高考数学一模试卷(理科)
一、选择题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知复数z=i(1+i),则|z|等于( ) A.0 B.1 C. D.2 2.在方程
(θ为参数)所表示的曲线上的点是( )
A.(2,﹣7) B.(,) C.(,) D.(1,0)
3.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,若a4=2(a2+a3),则A.
B.
C.7
D.14
=( )
4.将函数y=sin2x的图象向左平移的一个增区间是( ) A.(﹣
,
)
B.(
,π)
个单位后得到函数y=g(x)的图象.则函数g(x)
C.(,) D.(0,)
5.使“a>b”成立的一个充分不必要条件是( ) A.a>b+1
B.>1
C.a2>b2
D.a3>b3
6.下列函数:①y=﹣
;②y=(x﹣1)3;y=log2x﹣1;④y=﹣()|x|中,在(0,+∞)
上是增函数且不存在零点的函数的序号是( ) A.①④ B.②③ C.②④ D.①③④
7.某三棱锥的正视图和侧视图如图所示,则该三棱锥的俯视图的面积为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
8.远古时期,人们通过在绳子上打结来记录数量,即“结绳计数”,如图所示的是一位母亲记录的孩子自出生后的天数,在从右向左依次排列的不同绳子上打结,满七进一,根据图示可知,孩子已经出生的天数是( )
A.336 B.510 C.1326 D.3618
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分
9.在(1﹣x)5的展开式中,x2的系数为______(用数字作答) 10.己知向量=(l,2),=(x,﹣2),且丄(﹣),则实数x=______. 11.若双曲线
﹣
=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为x﹣2y=0,则它的离心率
e=______.
12.为了普及环保知识,增强环保意识,随机抽取某大学30民学生参加环保知识测试,得分(10分制)如图所示,假设得分的中位数为me,众数为mσ,平均数为,则me,mσ,之间的大小关系是______.
13.已知AB是圆O的直径,AB=1,延长AB到C,使得BC=1,CD是圆O的切线,D是切点,则CD等于______,△ABD的面积等于______.
,若在其定义域内存在n(n≥2,n∈N*)
14.已知函数f(x)=
个不同的数x1,x2,…,xn,使得
==…=,则n的最大值是______;
若n=2,则的最大值等于______.
三、解答题题共6小题,共80分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 15.如图,在四边形ABCD中,AB=4,AC=2(Ⅰ)求sin∠B;
(Ⅱ)若AB=4AD,求CD的长.
,cos∠ACB=,∠D=2∠B.
16.2018年,中国社科院发布《中国城市竞争力报告》,公布了中国十佳宜居城市和十佳最美丽城市,如表: 中国十佳宜居城市 中国十佳最美丽城市 排名 城市 得分 排名 城市 得分 1 90.2 1 93.7 深圳 杭州 2 89.8 2 93.5 珠海 拉萨 3 88.3 3 93.3 烟台 深圳 4 86.5 4 92.2 惠州 青岛 5 83.1 5 92.0 信阳 大连 6 81.4 6 91.9 厦门 银川 7 79.2 7 90.6 金华 惠州 8 77.8 8 90.3 柳州 哈尔滨 9 75.9 9 89.3 扬州 信阳 10 74.6 10 88.8 九江 烟台 (I)记“中国十佳宜居城市”和“中国十佳最美丽城市”得分的平均数分别为别为S12,S22,试比较
与
,S12,S22的大小;(只需要写出结论)
与
,方差分
(Ⅱ)某人计划从“中国十佳最美丽城市”中随机选取3个游览,求选到的城市至多有一个是“中国十佳宜居城市”的概率. (Ⅲ)旅游部门从“中国十佳宜居城市”和“中国十佳最美丽城市”中各随机选取1个进行调研,用X表示选到的城市既是“中国十佳宜居城市”又是“中国十佳最美丽城市”的个数(注:同一城市不重复计数),求X的分布列和数学期望. 17.PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AD⊥CD,BC=2,AD=CD=1,如图,在四棱锥P﹣ABCD中,M是PB的中点.
(Ⅰ)求证:AM∥平面PCD;
(Ⅱ)求证:平面ACM⊥平面PAB;
(Ⅲ)若PC与平面ACM所成角为30°,求PA的长.
18.已知函数f(x)=lnx+ax2﹣(2a+1)x,其中a≠0. (Ⅰ)当a=2时,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当a>0时,判断函数f(x)零点的个数.(只需写出结论) 19.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的长轴长为2
,右焦点F(1,0),过F作两
条互相垂直的直线分别交椭圆G于点A,B和C,D,设AB,CD的中点分别为P,Q. (Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)若直线AB,CD的斜率均存在,求•的最大值,并证明直线PQ与x轴交于定点.
20.数列{an}是由1,2,3,…2018的一个排列构成的数列,设任意m个相邻的和构成集合B,即B={x|x=
an+i,n=0,1,2,…,2018﹣m}.
(Ⅰ)若m=8,求B中元素的最大值;
(Ⅱ)下列情况下,集合B能否为单元素集,若能,写出一个对应的数列{an},若不能,说明理由.
①m=8,n=8k,k=0,1,2,…,251; ②m=3,n=3k,k=0,1,2,…,671.
(Ⅲ)对于数列{an},若m=8,记B红元素的最大值为D,试求S的最小值.
2018年北京市大兴区高考数学一模试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知复数z=i(1+i),则|z|等于( ) A.0 B.1 C. D.2 【考点】复数求模.
【分析】化简复数z,求出它的模长即可. 【解答】解:∵复数z=i(1+i)=﹣1+i, ∴|z|=故选:C. 2.在方程
(θ为参数)所表示的曲线上的点是( ) =
.
A.(2,﹣7) B.C.D.(,) (,) (1,0)
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】先利用二倍角公式将参数方程化成普通方程,再将选项中点逐一代入验证即可. 【解答】解:cos2θ=1﹣2sin2θ=1﹣2x2=y ∴方程
(θ为参数且θ∈R)表示x2=(1﹣y)
将点代入验证得B适合方程, 故选:C.
3.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,若a4=2(a2+a3),则A.
B.
C.7
D.14
=( )
【考点】等差数列的通项公式.
【分析】利用等差数列的通项公式及其前n项和公式即可得出. 【解答】解:∵a4=2(a2+a3),∴a4=2(a1+a4),
则===7.
故选:C.
4.将函数y=sin2x的图象向左平移的一个增区间是( ) A.(﹣
,
)
B.(
,π)
C.(
,
)
D.(0,
)
个单位后得到函数y=g(x)的图象.则函数g(x)
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律、诱导公式,求得g(x)的解析式,再利用余弦函数的单调性,得出结论. 【解答】解:将函数y=sin2x的图象向左平移=cos2x的图象.
令2kπ﹣π≤2x≤2kπ,求得kπ﹣∈Z,
可得函数g(x)得一个增区间为(
,π),
≤x≤kπ,∴函数g(x)的增区间是[kπ﹣
,kπ],k
个单位后得到函数y=g(x)=sin2(x+
)
故选:B.
5.使“a>b”成立的一个充分不必要条件是( ) A.a>b+1
B.>1
C.a2>b2
D.a3>b3
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】根据充分条件和必要条件的定义进行判断即可. 【解答】解:A.若a>b+1,则a>b成立,即充分性成立, 反之若a>b,则a>b+1不一定成立,
即a>b+1是“a>b”成立的一个充分不必要条件,
B.当b<0时,由>1得a<b,则a>b不成立,即>1不是充分条件,不满足条件. C.由a2>b2得a>b或a<﹣b,则a2>b2不是充分条件,不满足条件. D.由a3>b3得a>b,则a3>b3是a>b成立的充要条件,不满足条件. 故选:A.
6.下列函数:①y=﹣
;②y=(x﹣1)3;y=log2x﹣1;④y=﹣()|x|中,在(0,+∞)
上是增函数且不存在零点的函数的序号是( ) A.①④ B.②③ C.②④ D.①③④ 【考点】函数单调性的判断与证明.
【分析】根据反比例函数的单调性,指数函数的单调性,单调性定义,以及函数零点的定义便可判断每个函数是否满足条件,从而找出正确选项. 【解答】解:①反比例函数∵x>0时,
;
在(0,+∞)上是增函数;
∴该函数不存在零点;
②y=(x﹣1)3,x=1时,y=0;即该函数在(0,+∞)上存在零点; ③y=log2x﹣1,x=2时,y=0;
即该函数在(0,+∞)上存在零点; ④x∈(0,+∞)时,
为减函数,∴
∵x>0; ∴
; ;
∴函数
在(0,+∞)上无零点;
;
在(0,+∞)上为增函数;
∴在(0,+∞)上是增函数且不存在零点的函数的序号是①④. 故选A.
7.某三棱锥的正视图和侧视图如图所示,则该三棱锥的俯视图的面积为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由三视图和三视图之间的关系求出俯视图的长、宽,由三角形的面积公式求解即可.
【解答】解:根据正视图和侧视图,画出俯视图如图所示: 其中虚线是边长为4的正方形,两个顶点是边的中点, 所以俯视图的面积S==6,
故选:A.
8.远古时期,人们通过在绳子上打结来记录数量,即“结绳计数”,如图所示的是一位母亲记录的孩子自出生后的天数,在从右向左依次排列的不同绳子上打结,满七进一,根据图示可知,孩子已经出生的天数是( )
A.336 B.510 C.1326 D.3618 【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】由题意可得,该表示为七进制,运用进制转换,即可得到所求的十进制数. 【解答】解:由题意满七进一,可得该图示为七进制数, 化为十进制数为1×73+3×72+2×7+6=510. 故选:B.
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分
9.在(1﹣x)5的展开式中,x2的系数为 10 (用数字作答) 【考点】二项式定理.
【分析】求出通项,化简,取r值,得到所求. 【解答】解:(1﹣x)5的展开式的通项为零r=2,得到x2的系数为(﹣1)2
=10;
,
故答案为:10.
10.己知向量=(l,2),=(x,﹣2),且丄(﹣),则实数x= 9 . 【考点】平面向量数量积的运算;平面向量的坐标运算. 【分析】利用向量的垂直关系,通过数量积求解即可. 【解答】解:向量=(l,2),=(x,﹣2),且丄(﹣), 可得(1,2)•(1﹣x,4)=0.即9﹣x=0,解得x=9. 故答案为:9.
11.若双曲线
﹣
=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为x﹣2y=0,则它的离心率e= .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求得双曲线的渐近线方程,由条件可得b=2a,由a,b,c的关系和离心率公式计算即可得到所求值. 【解答】解:双曲线
﹣
=1(a>0,b>0)的渐近线方程为:
y=±x,
由一条渐近线方程为x﹣2y=0,可得=,即b=2a, 即有c=可得e==
=.
a,
故答案为:.
12.为了普及环保知识,增强环保意识,随机抽取某大学30民学生参加环保知识测试,得分(10分制)如图所示,假设得分的中位数为me,众数为mσ,平均数为,则me,mσ,之间的大小关系是 mσ<me< .
【考点】频率分布直方图.
【分析】据众数的定义是出现次数最多的数据结合图求出众数;据中位数的定义:是将数据从小到大排中间的数,若中间是两个数,则中位数是这两个数的平均值;据平均值的定义求出平均值,比较它们的大小. 【解答】解:由图知众数mσ=5
由中位数的定义知,得分的中位数为me,是第15个数与第16个数的平均值, 由图知将数据从大到小排第15 个数是5,第16个数是6, ∴me=5.5, =
(2×3+3×4+10×5+6×3+3×7+2×8+2×9+2×10)=5.97,
∴mσ<me<,
故答案为:mσ<me<.
13.已知AB是圆O的直径,AB=1,延长AB到C,使得BC=1,CD是圆O的切线,D是切点,则CD等于
,△ABD的面积等于
.
【考点】圆的切线方程.
【分析】直接利用已知结合切割弦定理求得CD;求解直角三角形求得sin∠DOB,然后代入三角形面积公式求得△ABD的面积. 【解答】解:如图, ∵AB=1,BC=1, ∴AC=2,
由切割弦定理可得:CD2=BC•AC=1×2=2, ∴.
连接OD,则OD⊥CD,
在Rt△ODC中,由CD=,OC=,得sin∠DOC=,
∴=
故答案为:
,
.
.
,若在其定义域内存在n(n≥2,n∈N*)
14.已知函数f(x)=
个不同的数x1,x2,…,xn,使得
==…=,则n的最大值是 3 ;
若n=2,则的最大值等于 4﹣ .
【考点】分段函数的应用. 【分析】作出f(x)的图象,利用
=
=…=
=k的几何意义是过原点的
直线与f(x)相交点的斜率.利用数形结合进行求解即可. 【解答】解:作出函数f(x)的图象如图:
=
=…=
=k的几何意义是
过原点的直线与f(x)相交点的斜率,
由图象知过原点的直线和f(x)最多有3个交点,即n的最大值是3, 若n=2,则直线与f(x)有两个交点,
则当过原点的直线y=kx的斜率k=0,或者y=kx与f(x)在1≤x≤3相切时的斜率, 其中
的最大值为y=kxf(x)在1≤x≤3相切时的斜率,
将y=kx代入y=﹣x2+4x﹣3,得kx=﹣x2+4x﹣3,即x2+(k﹣4)x+3=0, 由判别式△=(k﹣4)2﹣12=0得k﹣4=±,即k=4±,
∵方程的根x=∴0<k<2,则k=4﹣故
∈(1,2), ,
,
的最大值等于4﹣
故答案为:3,4﹣
三、解答题题共6小题,共80分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 15.如图,在四边形ABCD中,AB=4,AC=2(Ⅰ)求sin∠B;
(Ⅱ)若AB=4AD,求CD的长.
,cos∠ACB=,∠D=2∠B.
【考点】余弦定理的应用;正弦定理.
【分析】(Ⅰ)运用同角的平方关系,可得sin∠ACB=sin∠B;
(Ⅱ)求得AD=1,由∠D=2∠B,可得cos∠D=cos2∠B=1﹣2sin2∠B=﹣,再由余弦定理,计算即可得到所求值.
【解答】解:(Ⅰ)由cos∠ACB=,∠ACB∈(0,π), 可得sin∠ACB=由正弦定理可得,
= =
,
,
,再由正弦定理,计算即可得到
即=,解得sin∠B=;
(Ⅱ)由AB=4,AB=4AD,可得AD=1,
由∠D=2∠B,可得cos∠D=cos2∠B=1﹣2sin2∠B =1﹣2×=﹣,
由余弦定理可得,cos∠D=,
即有=﹣,
即为3CD2+2CD﹣33=0, 解得CD=3或﹣
舍去.
16.2018年,中国社科院发布《中国城市竞争力报告》,公布了中国十佳宜居城市和十佳最美丽城市,如表: 中国十佳宜居城市 中国十佳最美丽城市 排名 城市 得分 排名 城市 得分 1 90.2 1 93.7 深圳 杭州 2 89.8 2 93.5 珠海 拉萨 3 88.3 3 93.3 烟台 深圳 4 86.5 4 92.2 惠州 青岛 5 83.1 5 92.0 信阳 大连 6 81.4 6 91.9 厦门 银川 7 79.2 7 90.6 金华 惠州 8 77.8 8 90.3 柳州 哈尔滨 9 75.9 9 89.3 扬州 信阳 10 74.6 10 88.8 九江 烟台 (I)记“中国十佳宜居城市”和“中国十佳最美丽城市”得分的平均数分别为别为S12,S22,试比较
与
,S12,S22的大小;(只需要写出结论)
与
,方差分
(Ⅱ)某人计划从“中国十佳最美丽城市”中随机选取3个游览,求选到的城市至多有一个是“中国十佳宜居城市”的概率. (Ⅲ)旅游部门从“中国十佳宜居城市”和“中国十佳最美丽城市”中各随机选取1个进行调研,用X表示选到的城市既是“中国十佳宜居城市”又是“中国十佳最美丽城市”的个数(注:同一城市不重复计数),求X的分布列和数学期望.
【考点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差. 【分析】(Ⅰ)由题意利用表格能比较
与
,S12,S22的大小.
(Ⅱ)记选到的城市至多是一个“中国十佳宜居城市”为事件A,由已知既是“中国十佳宜居城市”又是“中国十佳最美丽城市”的城市有4个,由此能求出选到的城市至多有一个是“中国十佳宜居城市”的概率.
(Ⅲ)由题意X的可能取值为0,1,2,分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列和期望.
【解答】解:(Ⅰ)由题意
<
,
>
.
(Ⅱ)记选到的城市至多是一个“中国十佳宜居城市”为事件A,
由已知既是“中国十佳宜居城市”又是“中国十佳最美丽城市”的城市有4个: 深圳,惠州,信阳,烟台,
∴选到的城市至多有一个是“中国十佳宜居城市”的概率P(A)=(Ⅲ)由题意X的可能取值为0,1,2, P(X=0)=
=
,
=.
P(X=1)==,
P(X=2)=∴X的分布列为: X P ∴EX=
=,
0 =
.
1 2 17.PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AD⊥CD,BC=2,AD=CD=1,如图,在四棱锥P﹣ABCD中,M是PB的中点.
(Ⅰ)求证:AM∥平面PCD;
(Ⅱ)求证:平面ACM⊥平面PAB;
(Ⅲ)若PC与平面ACM所成角为30°,求PA的长.
【考点】直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定;平面与平面垂直的判定. 【分析】(I)取PC的中点N,连接MN,CN,则可证四边形ADNM是平行四边形,于是AM∥DN,从而有AM∥平面PCD;
(II)利用勾股定理及余弦定理计算AC,AB可得出AC2+AB2=BC2,于是AC⊥AB,由PA⊥平面ABCD得出PA⊥AC,于是AC⊥平面PAB,从而得出平面MAC⊥平面PAB;
(III)以A为原点建立空间坐标系,设P(0,0,a),求出|cos<
>|=sin30°解出a,得出|PA|.
和平面ACM的法向量,令
【解答】证明:(I)取PC的中点N,连接MN,DN. ∵M,N是PB,PC的中点, ∴MN
BC,又AD
BC,
∴MNAD,
∴四边形ADNM是平行四边形,
∴AM∥DN,又AM⊄平面PCD,CD⊂平面PCD, ∴AM∥平面PCD.
(II)∵PA⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD, ∴PA⊥AC.
∵AD=CD=1,AD⊥CD,AD∥BC, ∴AC=,∠DCA=∠BCA=45°, 又BC=2,∴AB=
=
.
∴AC2+AB2=BC2,∴AC⊥AB.
又PA⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,PA∩AB=A, ∴AC⊥平面PAB,又AC⊂平面ACM, ∴平面ACM⊥平面PAB.
(III)取BC的中点E,连接AE,则AE⊥AD.
以A为原点,以AD,AE,AP为坐标轴建立空间直角坐标系A﹣xyz,
则A(0,0,0),C(1,1,0),设P(0,0,a),则M(﹣,,)(a>0). ∴
=(1,1,0),
=(﹣,,),
=(1,1,﹣a).
设平面ACM的法向量为=(x,y,z),则.
∴.令x=1得=(1,﹣1,).
∴cos<>==.
∵PC与平面ACM所成角为30°, ∴∴|PA|=
.
=.解得a=
.
18.已知函数f(x)=lnx+ax2﹣(2a+1)x,其中a≠0. (Ⅰ)当a=2时,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当a>0时,判断函数f(x)零点的个数.(只需写出结论)
【考点】利用导数研究函数的单调性;根的存在性及根的个数判断;利用导数研究曲线上某点切线方程. 【分析】(Ⅰ)求出a=2时的函数f(x)的导数,求出切线的斜率和切点坐标,再由点斜式方程即可得到切线方程;
(Ⅱ)求出函数的导数,求出f(x)的定义域,讨论①当a>0时,②当a=,③当0<a<时及④当a>时,通过解方程求出两根,讨论导数大于0,小于0,求出函数的单调区间;
(Ⅲ)根据(Ⅱ)求得单调性即可判断f(x)零点的个数. 【解答】解:当a=2时,f(x)=lnx+2x2﹣5x,f′(x)=+4x2﹣5, 则:f(1)=﹣3,f′(1)=0, ∴切线方程为:y+3=0,
(Ⅱ)f(x)的定义域为:{x丨x>0}, f′(x)=+2ax﹣(2a+1)=
=
,
令f′(x)=0,x1=1,x2=
,
①当a<0时,令f′(x)>0,得0<x<1,令f′(x)<0,得x>1, ∴f(x)的增区间为(0,1),f(x)的减区间为(1,+∞); ②当a=,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)单调递增; ③当0<a<时,f′(x)<0,解得0<x<1或x>∴f(x)的增区间为(0,1),(
;f′(x)<0,得
);
<x<1, <x<1,
,+∞),f(x)减区间为(1,
④当a>时,f′(x)>0,解得:x>1或0<x<,f′(x)<0,解得:
∴f(x)的增区间为(0,),(1,+∞),f(x)减区间为(,1);
(Ⅲ)当a>0时,函数f(x)零点为1.
19.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的长轴长为2
,右焦点F(1,0),过F作两条
互相垂直的直线分别交椭圆G于点A,B和C,D,设AB,CD的中点分别为P,Q.
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)若直线AB,CD的斜率均存在,求•的最大值,并证明直线PQ与x轴交于定点.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程. 【分析】(Ⅰ)由椭圆的长轴长为2,右焦点F(1,0),列出方程组求出a,b,由此能求出椭圆G的方程.
,得(3k2+2)
F0)k≠0,(Ⅱ)(1,,由题意设直线AB的方程为y=k(x﹣1),由
x2﹣6k2x+3k2﹣6=0,由此利用韦达定理、中点坐标公式分别求出AB的中点P,CD的中点Q,从而求出k=±1时,
有最大值.当k=±1时,直线PQ的方程为x=,恒过定
).
0)点(,,当直线有斜率时,求出直线PQ的方程,由此能求出直线PQ恒过定点(
【解答】解:(Ⅰ)∵椭圆C: +=1(a>b>0)的长轴长为2 ,右焦点F(1,0),
∴,解得a=,b=,
∴椭圆G的方程为=1.
(Ⅱ)F(1,0),由题意设直线AB的方程为y=k(x﹣1),k≠0,
,得(3k2+2)x2﹣6k2x+3k2﹣6=0,
由
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,y1+y2=k(x1+x2)﹣2k=
,
∴AB的中点P(
,),
又由题意得直线CD的方程为y=﹣同理,得CD的中点Q(
, ),
∴==
=≤=,
当且仅当,即k=±1时,有最大值.
又当直线PQ⊥x轴时, =,
即k=±1时,直线PQ的方程为x=,恒过定点(,0),
当直线有斜率时,kPQ=
=,
∴直线PQ的方程为y﹣,
令y=0,得x===,恒过定点(),
综上,直线PQ恒过定点().
20.数列{an}是由1,2,3,…2018的一个排列构成的数列,设任意m个相邻的和构成集合B,即B={x|x=
an+i,n=0,1,2,…,2018﹣m}.
(Ⅰ)若m=8,求B中元素的最大值;
(Ⅱ)下列情况下,集合B能否为单元素集,若能,写出一个对应的数列{an},若不能,说明理由.
①m=8,n=8k,k=0,1,2,…,251; ②m=3,n=3k,k=0,1,2,…,671.
(Ⅲ)对于数列{an},若m=8,记B红元素的最大值为D,试求S的最小值. 【考点】数列的应用;数列的求和. 【分析】(Ⅰ)x=
an+i,m=8,代入即可求得x的值,即可求得B中元素的最大值;
(Ⅱ)①由题意构造数列a2n=n,(n=1,2,…,1018),a2n﹣1=2018﹣n,(n=1,2,…,1018),由x=
a4n+i,求得x的值,因此B={8188};
②采用反正法,假设存在一个数列{an}使集合B只有一个元素,由题意数列{an}中的2018个数分为672,每段和相等,设和为T,T=
,与T是整数矛盾,假设不成立,因
此不存在数列{an}使集合B只有一个元素,
(Ⅲ)求得数列的前n项S≥8188,设a2n﹣1=2018﹣n,(n=0,1,2,…1018),a2n=n,(n=0,1,2,…1018),求得任意相邻的8项和为T=8184,即求得S的最小值. 【解答】解(Ⅰ)x=
an+i,m=8,
x=2018+2018+2018+2018+2018+2018+2018+2018=16100, ∴B中元素的最大值16100;
(Ⅱ)①数列:2018,1,2018,2,2018,3,…1018,1018能使集合B中只有一个元素,
这时,a2n=n,(n=1,2,…,1018),a2n﹣1=2018﹣n,(n=1,2,…,1018), x=
a4n+i=[2018﹣(4k+1)+2018﹣(4k+2)+2018﹣(4k+3)+2018﹣(4k+4)]+[(4k+1)
+(4k+2)+(4k+3)+(4k+4)], =2018×4=8188, 所以B={8188},
②当m=3,n=3k,k=0,1,2,…,671时,没有这样的数列{an},使集合B只有一个元素,
证明:假设存在一个数列{an}使集合B只有一个元素,由题意数列{an}中的2018个数分为672,每段和相等,设和为T,则有: 672T=1+2+3+…+2018=所以T=
=
,
,与T是整数矛盾,假设不成立,
当m=3,n=3k,k=0,1,2,…,671,没有这样的数列{an}使得集合B只有一个一个元素,
(Ⅲ)S的最小值为8188, 由题意S=max(
an+i),n=0,1,2,…2018,
,即S≥8188,
所以S≥
要求所以S中的最小值,构造这样的数列{an},
a2n﹣1=2018﹣n,(n=0,1,2,…1018),a2n=n,(n=0,1,2,…1018), 设任意相邻的8项和为T,则:
T=a2n+a2n+1+…+a2n+7=[n+(n+1)+(n+2)+(n+3)]+[++﹣], =2018×4, =8184,(n=0,1,2,…1018),
∴T≤8188,即对这样的数列{an},S=8188,
∵S≥8188, ∴S=8188.
2018年10月4日
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