2022-2023学年北京市丰台区高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析)
展开1.在等差数列{an}中,a1=1,an−an−1=2(n≥2),则a6=( )
A. 10B. 11C. 12D. 13
2.已知P(A)=12,P(AB)=13,那么P(B|A)=( )
A. 16B. 13C. 23D. 56
3.如图所示的三角形图案是谢尔宾斯基三角形.已知第n个图案中黑色与白色三角形的个数之和为an,数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1(n≥1),那么下面各数中是数列{an}中的项的是( )
A. 121B. 122C. 123D. 124
4.已知某生物技术公司研制出一种新药,并进行了临床试验,该临床试验的成功概率是失败概率的2倍.若记一次试验中成功的次数为X,则随机变量X的数学期望为( )
A. 23B. 12C. 13D. 16
5.用充气筒吹气球,气球会鼓起来,假设此时气球是一个标准的球体,且气球的体积V(r)随着气球半径r的增大而增大.当半径r=1时,气球的体积V(r)=43πr3相对于r的瞬时变化率为( )
A. 43πB. 2πC. 4πD. 8π
6.某人需要先从A地到B地,再同站转车赶到C地,他能够选择的高铁车次的列车时刻表如下表所示,那么此人这天乘坐高铁列车从A地到C地不同的乘车方案总数为( )
A地至B地高铁列车时刻表
B地至C地高铁列车时刻表
A. 9B. 6C. 4D. 3
7.正态分布在概率和统计中占有重要地位,它广泛存在于自然现象、生产和生活实践之中.在现实生活中,很多随机变量都服从或近似服从正态分布.假设随机变量X∼N(μ,σ2),可以证明,对给定的k∈N*,P(μ−kσ≤X≤μ+kσ)是一个只与k有关的定值,部分结果如图所示:
通过对某次数学考试成绩进行统计分析,发现考生的成绩ξ基本服从正态分布ξ∼N(105,102).若共有1000名考生参加这次考试,则考试成绩在(105,125)的考生人数大约为( )
A. 341B. 477C. 498D. 683
8.设等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn.若S3=7,S6=63,则q=( )
A. 18B. 12C. 2D. 8
9.2023年5月18日至19日,首届中国-中亚峰会在陕西西安成功举行.峰会期间,甲、乙、丙、丁、戊5名同学承担A,B,C,D共4项翻译工作,每名同学需承担1项翻译工作,每项翻译工作至少需要1名同学,则不同的安排方法有( )
A. 480种B. 240种C. 120种D. 45种
10.设函数f(x)=x2−(a+1)x+2a,x<1,a|x−2|,x≥1.给出下列四个结论:
①当a<0时,函数f(x)有三个极值点;
②当0③∀a∈R,x=2是函数f(x)的极小值点;
④∀a∈R,x=a+12不是函数f(x)的极大值点.
其中,所有正确结论的序号是( )
A. ①②B. ②③C. ①④D. ②④
二、填空题:本题共5小题,每小题5分,共25分。
11.(x−1x)6的展开式中的常数项是:______.(请用数字作答)
12.某电子设备厂所用的元件由甲、乙两家元件厂提供,根据以往的记录,这两个厂家的次品率分别为0.01,0.03,提供元件的份额分别为0.80,0.20.设这两个厂家的产品在仓库里是均匀混合的,且无任何区分的标志,现从仓库中随机取出一个元件,取到的元件是次品的概率为______.
13.已知函数f(x)=xe−x+1在区间[0,m]上单调递增,则m的最大值为______.
14.投掷一枚质地并不均匀的硬币,结果只有正面和反面两种情况,记每次投掷结果是正面的概率为p(0
15.设n是正整数,且n≥2,数列{ak},{bk}满足:a1=a(a>0),ak+1=ak+ak2n(k=1,2,⋅⋅⋅,n−1),bk=1ak+n(k=1,2,⋅⋅⋅,n),数列{bk}的前k项和为Sk.给出下列四个结论:①数列{ak}为单调递增数列,且各项均为正数;②数列{bk}为单调递增数列,且各项均为正数;③对任意正整数,k∈{1,2,⋅⋅⋅,n−1},Sk=1a−1ak+1;④对任意正整数k∈{1,2,⋅⋅⋅,n},Sk<1.其中,所有正确结论的序号是__________.
三、解答题:本题共6小题,共85分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(本小题14分)
已知函数f(x)=x3+ax2+b在x=−2时取得极大值4.
(1)求实数a,b的值;
(2)求函数f(x)在区间[−3,1]上的最值.
17.(本小题13分)
如图是我国2014年至2022年65岁及以上老人人口数(单位:亿)的折线图.
注:年份代码1−9分别对应年份2014−2022.
(1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y与t的关系,请用相关系数(结果精确到0.01)加以说明;
(2)建立y关于t的回归方程(系数精确到0.01),并预测2023年我国65岁及以上老人人口数(单位:亿).
参考数据:i=19yi=15.41,i=19tiyi=82.57, i=19(yi−y−)2=0.72, 15≈3.873.
参考公式:相关系数r=i=1n(ti−t−)(yi−y−) i=1n(ti−t−)2 i=1n(yi−y−)2=i=1ntiyi−nt−y− i=1n(ti−t−)2 i=1n(yi−y−)2.
回归方程y =a +b t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:b =i=1n(ti−t−)(yi−y−)i=1n(ti−t−)2,a =y−−b t−.
18.(本小题14分)
数列{an}的前n项和为Sn,其中n∈N*,a1=1.从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使得数列唯一确定,并解答以下问题:
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=an+2n,求b1+b2+b3+⋯+bn.
条件①:an+1=an+2;条件②:2an+1=an+an+2;条件③:Sn=n2+c(c∈R).
注:如果选择条件①、条件②、条件③分别作答,按第一个解答计分.
19.(本小题14分)
2023年4月18日至27日,第二十届上海国际汽车工业展览会在上海国家会展中心举行,本次展会以“拥抱汽车行业新时代”为主题在今年的展会中,社会各界不仅能看到中国市场的强大活力,也能近距离了解各国产汽车自主品牌在推动“智电化”和可持续发展进程中取得的最新成果,为了解参观者对参展的某款国产新能源汽车的满意度,调研组从这款新能源汽车的参观者中随机抽取了50名参观者作为样本进行问卷测评,记录他们的评分,问卷满分100分.问卷结束后,将数据分成6组:[40,50),[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100],并整理得到如图频率分布直方图.
(1)求图中的a的值;
(2)在样本中,从分数在60分以下的参观者中随机抽取3人,用X表示分数在[50,60)中的人数,求X的分布列及数学期望;
(3)在频率分布直方图中,用每一个小矩形底边中点的横坐标作为该组参观者评分的平均数,估计本次车展所有参观者对这款新能源汽车评分的平均数为m,若中位数的估计值为n,写出m与n的大小关系.(直接写出结果)
20.(本小题15分)
已知函数f(x)=ex−ax−1(a∈R).
(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性;
(3)判断e0.01与1.01的大小关系,并说明理由.
21.(本小题15分)
正实数构成的集合A={a1,a2,⋯,an}(n≥2),定义A⊗A={ai⋅aj|ai,aj∈A,且i≠j}.当集合A⊗A中的元素恰有n(n−1)2个数时,称集合A具有性质Ω.
(Ⅰ)判断集合A1={1,2,4},A2={1,2,4,8}是否具有性质Ω;
(Ⅱ)若集合A具有性质Ω,且A中所有元素能构成等比数列,A⊗A中所有元素也能构成等比数列,求集合A中的元素个数的最大值;
(Ⅲ)若集合A具有性质Ω,且A⊗A中的所有元素能构成等比数列.问:集合A中的元素个数是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:由题意可知:数列{an}是以首项为1,公差为2的等差数列,
所以a6=1+(6−1)×2=11.
故选:B.
根据等差数列的通项公式运算求解.
本题主要考查等差数列的性质,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】解:因为P(A)=12,P(AB)=13,
所以P(B|A)=P(BA)P(A)=1312=23,故A,B,D错误.
故选:C.
利用条件概率的计算公式求解即可.
本题主要考查条件概率公式,属于基础题.
3.【答案】A
【解析】解:因为a1=1,an+1=3an+1(n≥1),所以an+1+12=3(an+12),
所以数列{an+12}是以32为首项,3为公比的等比数列,
所以an+12=32×3n−1,所以an=3n−12,
对于A,当an=3n−12=121时,3n=243,解得n=5,故A正确;
对于B,当an=3n−12=122时,3n=245,此时n∉N+,故B错误;
对于C,当an=3n−12=123时,3n=247,此时n∉N+,故C错误;
对于D,当an=3n−12=124时,3n=249,此时n∉N+,故D错误.
故选:A.
根据已知,利用构造法以及等比数列求数列{an}的通项,再根据选项进行计算求解.
本题主要考查数列的递推式,考查转化能力,属于中档题.
4.【答案】A
【解析】解:试验成功的概率为p+p2=1,解得:p=23;
记一次试验中成功的次数为X,则X的取值有0,1,
P(X=0)=13,P(X=1)=23,
则随机变量X的数学期望E(X)=0×13+1×23=23.
故选:A.
求出试验成功的概率,然后一次试验中成功的次数为X概率,最后求出随机变量X的数学期望即可;
本题主要考查离散型随机变量期望的求解,考查转化能力,属于中档题.
5.【答案】C
【解析】解:由球的体积公式可得V=43πr3,得V′=4πr2,
所以r=1时,体积关于半径的瞬时变化率为V′=4π×12=4π.
故选:C.
球的体积公式为V=43πr3,对其求导并代入r=1计算即可
本题主要考查导数的几何意义,属于基础题.
6.【答案】B
【解析】解:若乘G87车次,到站8:01,则B到C的3辆高铁都可以乘坐,
若乘G91车次,到站8:56,则B到C的3辆高铁只有G653和G501两个车次能乘坐,
若乘G93车次,到站10:01,则B到C的3辆高铁只有G501可以乘坐,
则此人这天乘坐高铁列车从A地到C地不同的乘车方案总数为3+2+1=6.
故选:B.
分别讨论A到B车次到站时间,然后判断从B到C地高铁能乘坐的车次进行计算即可.
本题主要考查简单的计数问题,利用分类计数原理进行计算是解决本题的关键,是基础题.
7.【答案】B
【解析】解:ξ基本服从正态分布ξ∼N(105,102),则μ=105,σ=10,
则125=105+20,符合2σ原则,
则P(105<ξ<125)=12P(μ−2σ<ξ<μ+2σ)=12×0.9545,
则1000名考生成绩在(105,125)的考生人数大约为:1000×12×0.9545≈477.
故选:B.
根据已知,成绩在(105,125)的概率符合2σ原则,直接可得.
本题考查正态分布,属于基础题.
8.【答案】C
【解析】解:当q=1时,因为S3=7,S6=63,所以{3a1=76a1=63,不成立.
当q≠1时,因为S3=7,S6=63,所以{a1(1−q3)1−q=7a1(1−q6)1−q=63,
两式相除得1−q61−q3=1+q3=9,
所以q=2.
故选:C.
根据等比数列求和公式,然后相比即可求答案.
本题主要考查等比数列求和公式,属于基础题.
9.【答案】B
【解析】解:首先把5名同学转化成4组,然后分给4项翻译工作,
第一步:从5名同学中任意取出2名捆绑成1组,有C52种方法,
第二步:再把4组分给4项翻译工作,有A44种方法,
由乘法原理,共有C52A44=240(种)方法.
故选:B.
先用捆绑法分组,再排列求解即可;
本题主要考查了排列组合知识,考查了分步乘法计数原理的应用,属于基础题.
10.【答案】D
【解析】解:对于①,不妨取a=−1,此时f(x)=x2−2,x<1−|x−2|,x≥1,作出函数f(x)图像如图:
此时函数有2个极值点x=0,x=2,故①错误;
对于②,当0f(x)在(−∞,a+12)单调递减,在(a+12,1)单调递增,
在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)单调递增,
此时函数f(x)有3个极值点:x1=a+12,x2=1,x3=2,②正确;
对于③,由①的分析可知,a=−1时,x=2是函数f(x)的极大值点,③错误;
对于④,由以上分析可知当a<1时,a+12<1,
且x=a+12为y=x2−(a+1)x+2a的对称轴,
此时x=a+12为函数f(x)的极小值点,
当a≥1时,a+12≥1,此时f(x)在(−∞,1)上单调递减,在[1,2]上也单调递减,
在(2,+∞)上单调递增,x=a+12不是函数f(x)的极大值点,
故∀a∈R,x=a+12不是函数f(x)的极大值点,④正确,
故选:D.
取特殊值a=−1,结合函数图象可判断①③;作出函数图象,数形结合可判断②;讨论a的取值范围,结合函数图象,可判断④.
本题考查导数的综合应用,考查极值点,属于中档题.
11.【答案】−20
【解析】解:(x−1x)6展开式的通项公式为Tr+1=C6rx6−r(−x−1)r=(−1)rC6rx6−2r,
令6−2r=0,解得r=3,
故(x−1x)6的展开式中的常数项是(−1)3C63=−20.
故答案为:−20.
先求出(x−1x)6展开式的通项公式,令6−2r=3,即可求解.
本题主要考查二项式定理,属于基础题.
12.【答案】0.014
【解析】解:设事件A表示“取到的是一只次品”,事件Bi(i=1,2)表示“所取到的产品是由第i家工厂提供的”,
则P(B1)=0.8,P(B2)=0.2,P(A|B1)=0.01,P(A|B2)=0.03,
由全概率公式可得:P(A)=P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)
=0.01×0.8+0.03×0.2=0.014,
即在仓库中随机取一只元件,则它是次品的概率为0.014.
故答案为:0.014.
记事件A表示“取到的是一只次品”,事件Bi(i=1,2)表示“所取到的产品是由第i家工厂提供的”,利用全概率公式可求得结果;
本题主要考查全概率公式,属于基础题.
13.【答案】1
【解析】解:由于函数f(x)=xe−x+1,故f′(x)=(1−x)e−x+1,
令f′(x)=(1−x)e−x+1≥0,等号仅在x=1时取得,
而e−x+1>0,故x≤1,
即f(x)=xe−x+1在(−∞,1]上单调递增,
故函数f(x)=xe−x+1在区间[0,m]上单调递增,则m的最大值为1,
故答案为:1.
求出函数的导数,令f′(x)>0可求得函数的单调增区间,结合题意即可求得答案.
本题主要考查利用导数研究函数的单调性与最值,考查运算求解能力,属于基础题.
14.【答案】C102p2(1−p)8 0.2
【解析】解:10次的结果恰有2次是正面的概率为f(p)=C102p2(1−p)8,
因此f′(p)=C102[2p(1−p)8−8p2(1−p)7]=2C102p(1−p)7(1−5p),
令f′(p)=0,得p=0.2,
当p∈(0,0.2)时,f′(p)>0;当p∈(0.2,1)时,f′(p)<0,
所以f(p)在(0,0.2)上单调递增,在(0.2,1)上单调递减,
当p=0.2时,函数f(p)取最大值.
故答案为:C102p2(1−p)8;0.2.
利用独立重复实验成功次数对应的概率,求得f(p)=C102p2(1−p)8,之后对其求导,利用导数在相应区间上的符号,确定其单调性,从而得到其最大值点.
本题主要考查函数的实际应用,考查转化能力,属于中档题.
15.【答案】①③④
【解析】【分析】
本题主要考查数列的单调性和递推关系及求和,考查转化能力,属于较难题.
由ak+1−ak=ak2n>0和a1>0可确定①正确;由bk+1−bk<0知②错误;根据已知等式可得1n⋅akak+1=1ak−1ak+1及ak+1ak=ak+nn,推导得到bk=1ak−1ak+1,加和可得③正确;由已知等式可推导得到1ak+1−1ak>−1n,累加得到1ak+1>1a−1,进而得到Sk<1,知④正确.
【解答】
解:对于①,,∵a1=a(a>0),∴ak+1−ak=ak2n>0,∴数列{ak}为单调递增数列,
∵a1>0,∴ak>0,即数列{ak}各项均为正数,①正确;
对于②,bk+1−bk=1ak+1+n−1ak+n=ak−ak+1(ak+1+n)(ak+n),
由①知:ak+1+n>0,ak+n>0,ak−ak+1<0,∴数列{bk}单调递减数列,②错误;
对于③,由ak+1=ak+ak2n得:ak2n=ak+1−ak,∴1n⋅akak+1=1ak−1ak+1
又ak+1ak=1+akn=ak+nn,∴bk=1ak+n=aknak+1=1ak−1ak+1,
∴Sk=1a1−1a2+1a2−1a3+⋅⋅⋅+1ak−1ak+1=1a1−1ak+1=1a−1ak+1,③正确;
对于④,由ak+1=ak+ak2n得:1ak+1=nak(ak+n)=1ak−1ak+n,
∴1ak+1−1ak=−1ak+n>−1n,
∴1ak+1=(1ak+1−1ak)+(1ak−1ak−1)+⋅⋅⋅+(1a2−1a1)+1a1>1a−1,
∴−1ak+1<1−1a,∴1a−1ak+1<1a+1−1a=1,即Sk<1,④正确.
故答案为:①③④.
16.【答案】解:(1)f′(x)=3x2+2ax,由题意得f′(−2)=3×4−4a=0f(−2)=−8+4a+b=4,解得a=3,b=0,
此时f(x)=x3+3x2,f′(x)=3x2+6x=3x(x+2),
当x∈(−∞,−2)时,f′(x)>0,所以f(x)在(−∞,−2)单调递增,
当x∈(−2,0)时,f′(x)<0,所以f(x)在(−2,0)单调递减,
当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)单调递增,
所以f(x)在x=−2时取得极大值.
所以a=3,b=0.
(2)由(1)可知,f(x)在[−3,−2)单调递增,在(−2,0)单调递减,在(0,1]单调递增.
又因为f(−3)=0,f(−2)=4,f(0)=0,f(1)=4,
所以函数f(x)在区间[−3,1]上的最大值为4,最小值为0.
【解析】(1)先求导,根据f′(−2)=0f(−2)=4,解方程组求出a,b的值;
(2)根据函数f(x)在区间[−3,1]上的单调性,分别求出极值和端点值,再比较得出最大值和最小值.
本题主要考查利用导数研究函数的极值与最值,考查运算求解能力,属于中档题.
17.【答案】解:(1)由折线图看出,y与t之间存在较强的正相关关系,理由如下:
因为i=19yi=15.41,i=19tiyi=82.57, i=19(yi−y−)2=0.72,所以y−=i=19yi9=15.419,
t−=1+2+3+4+5+6+7+8+99=5,i=19(ti−t−)2=(1−5)2+(2−5)2+⋯⋯+(9−5)2=60,
所以i=19(ti−t−)(yi−y−)=i=19tiyi−9t−y−=82.57−9×5×15.419=5.52,
r≈5.522×3.873×0.72≈0.99,
∵0.99>0.75,故y与t之间存在较强的正相关关系.
(2)由(1),结合题中数据可得,
b =i=19(ti−t−)(yi−y−)i=19(ti−t−)2=i=19tiyi−9t−y−i=19(ti−t−)2=5.5260=0.092,
y−=i=19yi9=15.419≈1.712,
a =y−−b t−=1.712−0.092×5≈1.25,
∴y关于t的回归方程y =0.09t+1.25,
2023年对应的t值为10,故y =0.09×10+1.25=2.15,
预测2023年我国65岁及以上老人人口数2.15亿.
【解析】(1)结合参考数据,求出相关系数,进而可以得出结论;
(2)根据参考公式求出回归直线方程,进而可以根据回归直线方程进行数据估计.
本题主要考查线性回归方程,考查运算求解能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)若选择①,an+1=an+2,则an+1−an=2,
即数列{an}是公差为2的等差数列,且a1=1,
所以an=1+2(n−1)=2n−1;
若选择②,2an+1=an+an+2,
则数列{an}是公差为2的等差数列,且a1=1,
所以an=1+2(n−1)=2n−1;
若选择③,Sn=n2+c(c∈R),由a1=S1=1+c=1,得c=0,
即Sn=n2,
n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−(n−1)2=2n−1,
且当n=1时,a1=2×1−1=1,成立,
所以an=2n−1,n∈N*.
(2)由(1)可知,an=2n−1,
bn=2n−1+2n,
b1+b2+⋯+bn=(1+3+5+⋯+2n−1)+(2+4+⋯+2n),
=n(1+2n−1)2+2(1−2n)1−2=n2+2n+1−2.
【解析】(1)若选择①②,可判断数列{an}是公差为2的等差数列,即可求解通项公式,若选择③,根据a1=S1,求c后,再根据数列an与Sn的关系,即可求通项公式;
(2)利用等差和等比数列的前n项和公式,即可求和.
本题主要考查数列的求和,考查转化能力,属于中档题.
19.【答案】解:(1)由题意可得,(0.004+0.012+0.014+0.024+0.028+a)×10=1,
解得a=0.018;
(2)由题意可得,分数在60(分)以下的参观者人数为(0.004+0.012)×10×50=8人,
因为0.004:0.012=1:3,所以在[40,50)中人数有2人,在[50,60)中人数有6人,
故随机变量X的所有可能取值为1,2,3,
P(X=1)=C22C61C83=328,
P(X=2)=C21C62C83=1528,
P(X=3)=C63C83=514,
所以X的分布列为:
故E(X)=1×328+2×1528+3×514=94;
(3)平均数m=45×0.04+55×0.12+65×0.14+75×0.24+85×0.28+95×0.18=76.4,
因为0.04+0.12+0.14=0.3<0.5,0.04+0.12+0.14+0.24=0.54>0.5,
所以中位数n∈[70,80),所以(n−70)×0.024=0.5−0.04−0.12−0.14=0.2,
解得n=78.33,故n>m.
【解析】(1)利用频率分布直方图中各个小矩形的面积之和为1,即可求出a的值;
(2)首先求出60(分)以下的参观者人数,[40,50)和[50,60)的参观者人数,得到X的取值,写出变量各个取值对应的概率,进而得出X的分布列及数学期望;
(3)利用平均数的计算公式和中位数的定义,求出平均数和中位数即可比较大小.
本题主要考查离散型随机变量期望的求解,考查转化能力,属于中档题.
20.【答案】解:(1)f′(x)=ex−a,所以k=f′(0)=1−a,
f(0)=0,所以切点为(0,0),
所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=(1−a)x.
(2)定义域为(−∞,+∞),f′(x)=ex−a
当a≤0时,f′(x)=ex−a>0对x∈R恒成立,
f(x)在(−∞,+∞)上为增函数;
当a>0时,令f′(x)=0,所以ex=a,x=lna,
x∈(−∞,lna),f′(x)<0,函数单调递减,
x∈(lna,+∞),f′(x)>0,函数单调递增,
综上所述:当a≤0时,f(x)在(−∞,+∞)上为增函数;
当a>0时,x∈(−∞,lna),函数单调递减;x∈(lna,+∞),函数单调递增;
(3)记g(x)=ex−x−1,则g′(x)=ex−1,
当x>0时,g′(x)>0,故g(x)在(0,+∞)上单调递增,
g(0.01)>g(0),即e0.01−0.01−1>e0−0−1=0,e0.01>1.01,
故有:e0.01>1.01.
【解析】(1)求出导函数,利用导数的几何意义求出切线斜率,进而求出切线方程;
(2)求出定义域,求导后,分a≤0与a>0两种情况进行讨论得到函数单调性情况;
(3)构造函数f(x)=ex−x−1,比较判断e0.01与1.01的大小关系.
本题主要考查利用导数研究曲线上某点的切线方程,利用导数研究函数的单调性,考查运算求解能力,属于中档题.
21.【答案】解:(Ⅰ)A1⊗A1={2,4,8},A2⊗A2={2,4,8,16,32},
则A1具有性质Ω;A2不具有性质Ω.
(Ⅱ)当A中的元素个数n≥4时,
不妨设元素依次为a1,a2,⋯,an构成等比数列,则a1an=a2an−1,
其中a1,a2,an−1,an互不相同.
这与A具有性质Ω,A⊗A中恰有Cn2=n(n−1)2个元素矛盾,
即任取A中两个不同元素组成组合的两个数其积的结果互不相同矛盾.
当A中的元素个数恰有3个时,取A={1,2,4}时满足条件,
所以集合A中的元素个数最大值为3.
(Ⅲ)ai>0(i=1,2,⋯,n),不妨设a1
所以a1a3a1a2=⋯=an−1anan−2an,即a2an−1=a3an−2,其中a2,an−1,a3,an−2互不相同.
这与A⊗A中恰有Cn2=n(n−1)2个元素,
即任取A中两个不同元素组成组合的两个数其积的结果互不相同相矛盾.
(2)当n=5时,a1a2,a1a3,⋯,a3a5,a4a5构成等比数列,第3项是a2a3或a1a4.
①若第3项是a2a3,则a1a3a1a2=a2a3a1a3=⋯=a4a5a3a5,即a3a2=a2a1=⋯=a4a3,
即a2a1=a4a3,所以a2a3=a1a4,与题意矛盾.
②若第3项是a1a4,则a1a3a1a2=a1a4a1a3=⋯=a4a5a3a5,即a3a2=a4a3=⋯=a4a3,
即a3a2=a4a3,所以a2,a3,a4成等比数列,设公比为q,
则A⊗A中等比数列的前三项为:
a1a2,a1a3,a1a4,其公比为q,第四项为a1a2q3,第十项为a1a2q9.
(ⅰ)若第四项为a2a3,则a2a3=a1a2q3,即a2⋅a3a2=a1⋅q3,得a2=a1q2,
又a4a5=a1a2q9,即a5⋅a4a2=a1⋅q9,得a5=a1q7,
此时A中依次为a1,a1q2,a1q3,a1q4,a1q7,显然a1a5=a3a4,不合题意.
(ⅱ)若第四项为a1a5,则a1a5=a1a2q3,得a5=a2q3,又a4a5=a1a2q9,得a2=a1q4,
此时A中依次为a1,a1q4,a1q5,a1q6,a1q7,显然a2a5=a3a4,不合题意.
因此,n≤4.取A={1,2,4,16}满足条件.
所以A中的元素个数最大值是4.
【解析】(Ⅰ)按照定义A⊗A判断即可;(Ⅱ)当n≥4时,判断A⊗A中元素个数即可;(Ⅲ)因为ai>0(i=1,2,⋯,n),不妨设a1
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