2022年上海市浦东新区高考数学二模试卷
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一、填空题(本大题满分54分)本大题共有12题,1-6题每题4分,7-12题每题5分.考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对得4分或5分,否则一律得零分.
1.(4分)已知集合A={1,3,5},B=(2,+∞),则A∩B= .
2.(4分)复数z满足z(2+i)=5(i为虚数单位),则|z|= .
3.(4分)若函数f(x)=loga(x+1)(a>0,a≠1)的反函数图像经过点(1,3),则a= .
4.(4分)直线(t为参数,t∈R)的斜率为 .
5.(4分)首项为1,公比为的无穷等比数列{an}的各项和为 .
6.(4分)的二项展开式中的常数项为 .
7.(5分)已知x、y满足,则z=y﹣4x的最小值为 .
8.(5分)甲乙两射手独立地射击同一目标,他们的命中率分别为0.8和0.9,则在一次射击中,目标被击中的概率为 .
9.(5分)如果一个圆锥的底面积和侧面积分别为9π和15π,则该圆锥母线与底面所成角的大小为 .(用反三角函数值表示)
10.(5分)已知双曲线的右焦点为F,若双曲线上存在关于原点O对称的两点P、Q使,则b的取值范围为 .
11.(5分)若各项均为正数的有穷数列{yn}满足yi+1≥yi+1,(n≥3,1≤i≤n﹣1,i∈N*,n∈N*),y1+y2+y3+⋯+yn=2022,则满足不等式yn+n≥M的正整数M的最大值为 .
12.(5分)若函数的最大值为2,则由满足条件的实数a的值组成的集合是 .
二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题有且只有一个正确答案.考生必须在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
13.(5分)“log2a>log2b”是“a>b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
14.(5分)甲乙两工厂生产某种产品,抽取连续5个月的产品生产产量(单位:件)情况如下:甲:80、70、100、50、90;乙:60、70、80、55、95,则下列说法中正确的是( )
A.甲平均产量高,甲产量稳定
B.甲平均产量高,乙产量稳定
C.乙平均产量高,甲产量稳定
D.乙平均产量高,乙产量稳定
15.(5分)将函数f(x)=sin2x的图像向左平移个单位后,得到函数g(x)的图像,设A,B,C为以上两个函数图像不共线的三个交点,则△ABC的面积不可能为( )
A. B. C. D.
16.(5分)已知f(x)=|x|,g(x)=x2﹣ax,(a∈R),实数x1、x2满足x1<x2,设,,现有如下两个结论:
①对于任意的实数a,存在实数x1、x2,使得p=q;
②存在实数a>0,对于任意的x1、x2∈(﹣∞,a+1],都有p>q;则( )
A.①②均正确 B.①②均不正确
C.①正确,②不正确 D.①不正确,②正确
三、解答题(本大题满分76分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
17.(14分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,CA=CB=CC1=2,点D是线段A1B1的中点.
(1)求三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积;
(2)已知P为侧棱BB1的中点,求点P到平面BCD的距离.
18.(14分)已知函数f(x)=tsinx﹣cosx(t∈R).
(1)若函数f(x)为偶函数,求实数t的值;
(2)当时,在△ABC中(角A、B、C所对的边分别为a、b、c),若f(2A)=2,c=3,且△ABC的面积为,求a的值.
19.(14分)某研究所开发了一种抗病毒新药,用小白鼠进行抗病毒实验.已知小白鼠服用1粒药后,每毫升血液含药量y(微克)随着时间x(小时)变化的函数关系式近似为.当每毫升血液含药量不低于4微克时,该药能起到有效抗病毒的效果.
(1)若小白鼠服用1粒药,多长时间后该药能起到有效抗病毒的效果?
(2)某次实验:先给小白鼠服用1粒药,6小时后再服用1粒,请问这次实验该药能够有效抗病毒的时间为多少小时?
20.(16分)已知F1、F2分别为椭圆E:的左、右焦点,过F1的直线l交椭圆E于A、B两点.
(1)当直线l垂直于x轴时,求弦长|AB|;
(2)当时,求直线l的方程;
(3)记椭圆的右顶点为T,直线AT、BT分别交直线x=6于C、D两点,求证:以CD为直径的圆恒过定点,并求出定点坐标.
21.(18分)已知数列{xn}.若存在B∈R,使得{|xn﹣B|}为递减数列,则{xn}称为“B型数列”.
(1)是否存在B∈R使得有穷数列为B型数列?若是,写出B的一个值;否则,说明理由;
(2)已知2022项的数列{un}中,(n∈N*,1≤n≤2022).求使得{un}为B型数列的实数B的取值范围;
(3)已知存在唯一的B∈R,使得无穷数列{an}是B型数列.证明:存在递增的无穷正整数列n1<n2<...<nk<...,使得为递增数列,为递减数列.
2022年上海市浦东新区高考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题满分54分)本大题共有12题,1-6题每题4分,7-12题每题5分.考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对得4分或5分,否则一律得零分.
1.(4分)已知集合A={1,3,5},B=(2,+∞),则A∩B= {3,5} .
【分析】直接由交集运算得答案.
【解答】解:∵A={1,3,5},B=(2,+∞),
∴A∩B={1,3,5}∩(2,+∞)={3,5},
故答案为:{3,5}.
【点评】本题考查交集及其运算,是基础题.
2.(4分)复数z满足z(2+i)=5(i为虚数单位),则|z|= .
【分析】利用复数的运算法则直接求解.
【解答】解:∵复数z满足z(2+i)=5(i为虚数单位),
∴z===2﹣i,
则|z|==.
故答案为:.
【点评】本题考查复数的运算法则、复数的模等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
3.(4分)若函数f(x)=loga(x+1)(a>0,a≠1)的反函数图像经过点(1,3),则a= 4 .
【分析】根据反函数的定义得到关于a的方程,解出即可.
【解答】解:若函数f(x)=loga(x+1)(a>0,a≠1)的反函数图像经过点(1,3),
则(3,1)在f(x)=loga(x+1)上,
则loga4=1,解得a=4,
故答案为:4.
【点评】本题考查了反函数的定义,理解反函数的定义是解题的关键,是基础题.
4.(4分)直线(t为参数,t∈R)的斜率为 ﹣1 .
【分析】消去参数t,求得直线l的一般方程,再结合斜率的定义,即可求解.
【解答】解:直线(t为参数,t∈R),
则消去t可得,x+y=2,即y=2﹣x,
故直线l的斜率为﹣1.
故答案为:﹣1.
【点评】本题主要考查直线的参数方程,属于基础题.
5.(4分)首项为1,公比为的无穷等比数列{an}的各项和为 .
【分析】结合等比数列的求和公式及性质即可直接求解.
【解答】解:首项为1,公比为的无穷等比数列{an}的各项和为==.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了等比数列的各项和的求解,属于基础题.
6.(4分)的二项展开式中的常数项为 ﹣160 .
【分析】写出二项展开式的通项,令x的指数为0求解r值,进一步得答案.
【解答】解:的二项展开式的通项为=,
令6﹣2r=0,解得r=3,
∴的二项展开式中的常数项为.
故答案为:﹣160.
【点评】本题考查二项式定理的应用,熟记二项展开式的通项是关键,是基础题.
7.(5分)已知x、y满足,则z=y﹣4x的最小值为 ﹣12 .
【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入目标函数得答案.
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
由图可知,A(3,0),
由z=y﹣4x,得y=4x+z,由图可知,当直线y=4x+z过A时,
直线在y轴上的截距最小,z有最小值为﹣12.
故答案为:﹣12.
【点评】本题考查简单的线性规划,考查数形结合思想,是基础题.
8.(5分)甲乙两射手独立地射击同一目标,他们的命中率分别为0.8和0.9,则在一次射击中,目标被击中的概率为 0.98 .
【分析】利用相互独立事件概率乘法公式直接求解.
【解答】解:甲乙两射手独立地射击同一目标,他们的命中率分别为0.8和0.9,
则在一次射击中,目标被击中的概率为:
P=1﹣(1﹣0.8)(1﹣0.9)=0.98.
故答案为:0.98.
【点评】本题考查概率的运算,考查相互独立事件概率乘法公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
9.(5分)如果一个圆锥的底面积和侧面积分别为9π和15π,则该圆锥母线与底面所成角的大小为 .(用反三角函数值表示)
【分析】圆锥的底面积和侧面积分别为9π和15π,由此求出底面半径与母线的比值,从而能求出该圆锥的母线与底面所成角的大小.
【解答】解:∵圆锥的底面积和侧面积分别为9π和15π,
设底面圆的半径为r,母线长为l,
该圆锥母线与底面所成角为α,
∴===,
∴该圆锥母线与底面所成角的余弦值为cos=,
∴该圆锥母线与底面所成角的大小为arccos.
故答案为:arccos.
【点评】本题考查圆锥的底面积、侧面积公式、圆锥的结构特征等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
10.(5分)已知双曲线的右焦点为F,若双曲线上存在关于原点O对称的两点P、Q使,则b的取值范围为 [2,+∞) .
【分析】设P(x0,y0),利用,可得b2=x02+y02,可求b的取值范围.
【解答】解:设P(x0,y0),则Q(﹣x0,﹣y0),F(c,0),
∴=(x0﹣c,y0),=(﹣x0﹣c,﹣y0),
∵,∴(x0﹣c,y0)•(﹣x0﹣c,﹣y0)=c2﹣x02﹣y02=4,
又4+b2=c2,∴4+b2﹣x02﹣y02=4,∴b2=x02+y02≥4,
∴b≥2.
故答案为:[2,+∞).
【点评】本题考查双曲线的几何性质,考查向量的数积的计算,属中档题.
11.(5分)若各项均为正数的有穷数列{yn}满足yi+1≥yi+1,(n≥3,1≤i≤n﹣1,i∈N*,n∈N*),y1+y2+y3+⋯+yn=2022,则满足不等式yn+n≥M的正整数M的最大值为 109 .
【分析】根据yi+1≥yi+1,可得yn≥y1+(n﹣1),则有y1+y2+y3+⋯+yn≥y1+(y1+1)+(y1+2)+⋯+[y1+(n﹣1)],要使不等式vn+n≥M,只要M≤(yn+n)min即可,而yn+n≥y1+(n﹣1)+n,再结合基本不等式即可得出答案.
【解答】解:因为yi+1≥yi+1,
所以v2≥y1+1,
y3≥y2+1≥y1+2,
y4≥y3+1≥y2+2≥y1+3,
⋮
yn≥y1+(n﹣1),
故,
因为v1+y2+y3+⋯+yn=2022,
所以,
则,
要使不等式yn+n≥M,
只要M≤(yn+n)min即可,
而yn+n≥y1+(n﹣1)+n,
,
因为,
当且仅当,即时,取等号,
又因,
当n=36时,,
当n=37时,,
所以,
所以vn+n≥y1+(n﹣1)+n≥109.64,
所以正整数M≤109,
即正整数M的最大值为109.
故答案为:109.
【点评】本题考查数列的应用,考查学生的运算能力,属于中档题.
12.(5分)若函数的最大值为2,则由满足条件的实数a的值组成的集合是 {2,﹣2} .
【分析】设=(x,),=(,x),由f(x)=•≤||||,可得|a|=2,由此可得结果.
【解答】解:设=(x,),=(,x),
所以f(x)=•=||||cos<,>≤||||,
因为||==1,||==|a|,
所以f(x)≤|a|,又f(x)的最大值 为2,
所以|a|=2,解得a=±2,
所以实数a的值组成的集合为{2,﹣2}.
故答案为:{2,﹣2}.
【点评】本题主要考查根据函数的最值求参数问题,考查转化思想与运算求解能力,属于中档题.
二、选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题有且只有一个正确答案.考生必须在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
13.(5分)“log2a>log2b”是“a>b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据对数的定义和对数函数的单调性,结合充分性、必要性的定义进行判断即可.
【解答】解:当log2a>log2b时,由于函数y=log2x是正实数集上的增函数,故可得a>b,
若a=0,b=﹣1,显然a>b,但是log2a,log2b没有意义,所以log2a>log2b是a>b的充分不必要条件.
故选:A.
【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,是基础题.
14.(5分)甲乙两工厂生产某种产品,抽取连续5个月的产品生产产量(单位:件)情况如下:甲:80、70、100、50、90;乙:60、70、80、55、95,则下列说法中正确的是( )
A.甲平均产量高,甲产量稳定
B.甲平均产量高,乙产量稳定
C.乙平均产量高,甲产量稳定
D.乙平均产量高,乙产量稳定
【分析】根据已知条件,结合平均数和方差公式,即可求解.
【解答】解:甲的平均数,
方差=+(100﹣78)2+(50﹣78)2+(90﹣78)2]=296,
同理可得,乙的平均数,方差,
∵78>72,296>206,
∴甲平均产量高,乙产量稳定.
故选:B.
【点评】本题主要考查平均数和方差公式的应用,属于基础题.
15.(5分)将函数f(x)=sin2x的图像向左平移个单位后,得到函数g(x)的图像,设A,B,C为以上两个函数图像不共线的三个交点,则△ABC的面积不可能为( )
A. B. C. D.
【分析】先求得g(x)的解析式,在同一坐标系内作出f(x)、g(x)图像,不妨取x轴正半轴第一个交点为A,第二个交点为B,分别求得当C位于不同位置时△ABC的面积,根据规律分析即可得答案.
【解答】解:由题意得g(x)=sin[2(x+)]=sin(2x+)=cos2x,
在同一坐标系内作出f(x)、g(x)图像,如下图所示:
令sin2x=cos2x,解得x=+,k∈Z,
不妨取x轴正半轴第一个交点为A,第二个交点为B,
所以A(,),B(,﹣),
若C点位于C1(,)时,△ABC的面积S=(﹣)×=π,故C正确,
当C点位于C2(,﹣)时,△ABC的面积S=(﹣)×=π,
当C点位于C3(,)时,△ABC的面积S=(﹣)×=,故B正确,
因为|AC3|=2|AC1|,此时△ABC3为△ABC1面积的2倍,
以此类推,当C位于不同位置时,△ABC的面积应为π的整数倍,故A正确,D错误,
故选:D.
【点评】本题考查了函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换,考查了正弦函数及余弦函数的性质,考查了函数思想,属于中档题.
16.(5分)已知f(x)=|x|,g(x)=x2﹣ax,(a∈R),实数x1、x2满足x1<x2,设,,现有如下两个结论:
①对于任意的实数a,存在实数x1、x2,使得p=q;
②存在实数a>0,对于任意的x1、x2∈(﹣∞,a+1],都有p>q;则( )
A.①②均正确 B.①②均不正确
C.①正确,②不正确 D.①不正确,②正确
【分析】对①,根据的几何意义,判断得出f(x)=|x|与g(x)=x2﹣ax一定有两个交点分析即可;
对②,通过化简p>q,将题意转换为:存在实数a>0,使得h(x)=x2﹣ax﹣|x|在(﹣∞,a+1]上为减函数,再分析出当x≥0时函数有增区间,推出矛盾即可.
【解答】解:对①,的几何意义为(x1,f(x1))与(x2,f(x2))两点间的斜率,
同理的几何意义为(x1,g(x1))与(x2,g(x2))两点间的斜率,
数形结合可得,当a<0时,存在x1<x2=0,
当a≥0时,存在0=x1<x2,使得f(x1)=g(x1),f(x2)=g(x2),即p=q成立,
即对于任意的实数a,存在实数x1,x2,使得p=q,故①正确;
对②,若存在实数a>0,对于任意的x1、x2∈(﹣∞,a+1],都有p>q,
即,即f(x1)﹣f(x2)<g(x1)﹣g(x2),即g(x2)﹣f(x2)<g(x1)﹣f(x1),
即存在实数a>0,对于任意的x1,x2∈(﹣∞,a+1],g(x2)﹣f(x2)<g(x1)﹣f(x1)恒成立,
设h(x)=g(x)﹣f(x),则h(x2)<h(x1),
即h(x)=g(x)﹣f(x)=x2﹣ax﹣|x|为减函数,
故原题意可转化为:存在实数a>0,使得h(x)=x2﹣ax﹣|x|在(﹣∞,a+1]上为减函数,
因为当x≥0时,h(x)=x2﹣(a+1)x,h(x)对称轴为,
故当时h(x)一定为增函数,
故不存在实数a>0,使得h(x)=x2﹣ax﹣|x|在(﹣∞,a+1]上为减函数,故②错误.
故选:C.
【点评】本题考查了函数的综合应用,属于中档题.
三、解答题(本大题满分76分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
17.(14分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,CA=CB=CC1=2,点D是线段A1B1的中点.
(1)求三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积;
(2)已知P为侧棱BB1的中点,求点P到平面BCD的距离.
【分析】(1)由直三棱柱体积计算公式能求出三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积.
(2)法一:设点P到平面BCD的距离为d,A1到平面BCB1C1的距离为2,由,由此能求出点P到平面BCD的距离.
法二:以C为坐标原点,分别以CB、CA、CC1所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出点P到平面BCD的距离.
【解答】解:(1)∵直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,CA=CB=CC1=2,
∴三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积.
(2)解法一:设点P到平面BCD的距离为d,
由题知A1C1⊥平面BCB1C1,即A1到平面BCB1C1的距离为2,
∵点D是线段A1B1的中点,
∴D到平面BCB1C1的距离为1.
在△BB1D中,,
在△CC1D中,,
∴,
又S△BCP=,
又由,
∴点P到平面BCD的距离.
解法二:以C为坐标原点,分别以CB、CA、CC1所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
由已知得B(2,0,0),P(2,0,1),D(1,1,2),
则,,,
设平面BCD的一个法向量是,
由,得,
令,
设点P到平面BCD的距离为d,
∴点P到平面BCD的距离.
【点评】本题考查直三棱锥的体积、线面垂直的判断、点到平面的距离、等体积法、向量法等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
18.(14分)已知函数f(x)=tsinx﹣cosx(t∈R).
(1)若函数f(x)为偶函数,求实数t的值;
(2)当时,在△ABC中(角A、B、C所对的边分别为a、b、c),若f(2A)=2,c=3,且△ABC的面积为,求a的值.
【分析】(1)由题意利用偶函数的定义,任取x∈R,f(﹣x)=f(x),进而可求t=0,即可得解.
(2)由题意利用两角差的正弦公式可求,可解得A=kπ+,k∈Z,结合范围A∈(0,π),可求A的值,利用三角形的面积公式可求b,进而在△ABC中利用余弦定理即可求解a的值.
【解答】解:(1)由题意,D=R,f(x)=tsinx﹣cosx,
任取x∈R,f(﹣x)=﹣tsinx﹣cosx,
由于f(﹣x)=f(x),可得:t=0,
所以,函数f(x)为偶函数时t=0.
(2),
因为f(2A)=2,
所以则有,可得2A﹣=2kπ+,k∈Z,解得A=kπ+,k∈Z,
又A∈(0,π),
所以k=0时,可得,
由题意==3×,可得,
在△ABC中,可得,
则.
【点评】本题考查了两角差的正弦公式,三角形的面积公式,余弦定理在解三角形中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.
19.(14分)某研究所开发了一种抗病毒新药,用小白鼠进行抗病毒实验.已知小白鼠服用1粒药后,每毫升血液含药量y(微克)随着时间x(小时)变化的函数关系式近似为.当每毫升血液含药量不低于4微克时,该药能起到有效抗病毒的效果.
(1)若小白鼠服用1粒药,多长时间后该药能起到有效抗病毒的效果?
(2)某次实验:先给小白鼠服用1粒药,6小时后再服用1粒,请问这次实验该药能够有效抗病毒的时间为多少小时?
【分析】(1)设服用1粒,经过x小时能有效抗病毒,联立,求解即可;
(2)设经过x小时能有效抗病毒,即血液含药量须不低于4微克,分3种情况0<x≤6,6<x≤12,12<x≤18讨论即可.
【解答】解:(1)设服用1粒,经过x小时能有效抗病毒,即血液含药量须不低于4微克,可得,解得,
所以小时后该药能起到有效抗病毒的效果.
(2)设经过x小时能有效抗病毒,即血液含药量须不低于4微克;
若0<x≤6,药物浓度,解得,
若6<x≤12,药物浓度,解得x2﹣20x+100≥0,所以6<x≤12;
若12<x≤18,药物浓度12﹣(x﹣6)≥4,解得x≤14,所以12<x≤14;
综上,
所以这次实验该药能够有效抗病毒的时间为小时.
【点评】本题考查函数模型的运用,考查学生的计算能力,比较基础.
20.(16分)已知F1、F2分别为椭圆E:的左、右焦点,过F1的直线l交椭圆E于A、B两点.
(1)当直线l垂直于x轴时,求弦长|AB|;
(2)当时,求直线l的方程;
(3)记椭圆的右顶点为T,直线AT、BT分别交直线x=6于C、D两点,求证:以CD为直径的圆恒过定点,并求出定点坐标.
【分析】(1)将x=﹣1代入椭圆方程得,所以|AB|=3;
(2)当直线l的斜率存在,设直线l的方程y=k(x+1),代入椭圆方程,利用韦达定理及向量的坐标运算,由,即可求得k的值,求得直线l的方程;
(3)当直线l的斜率不存在时,求得直线AT,BT的方程,求得C,D坐标,求得以CD为直径的圆,令y=0,得x=4,x=8.即圆过点(4,0),(8,0),当直线l的斜率存在时,同理,求得直线AT,BT的方程,求得C,D坐标,求得以CD为直径的圆,令y=0,化简,整理可得x=4,x=8,即以CD为直径的圆恒过定点.
【解答】解:(1)由题知F1(﹣1,0),将x=﹣1代入椭圆方程得,所以|AB|=3;
(2)由(1)知当直线l的斜率不存在时,,
此时,不符合题意,舍去,
所以直线l的斜率存在,设直线l的方程为:y=k(x+1),
联立,消去y,整理,得(3+4k2)x2+8k2x+4k2﹣12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
由
=,
解得,
所以,直线l的方程为;
(3)证明:①当直线l的斜率不存在时,,
直线AT的方程为,C点坐标为(6,﹣2),直线BT的方程为,D点坐标为(6,2),
以CD为直径的圆方程为(x﹣6)2+y2=4,
由椭圆的对称性知若以CD为直径的圆恒过定点则定点在x轴上,
令y=0,得x=4,x=8.即圆过点(4,0),(8,0),
②当直线l的斜率存在时,同(2)联立,直线AT的方程为,
C点坐标为,同理D点坐标为,
以CD为直径的圆的方程为,
令y=0,得,
由,
得x2﹣12x+32=0,解得x=4,x=8,即圆过点(4,0),(8,0),
综上可得,以CD为直径的圆恒过定点(4,0),(8,0).
【点评】本题考查椭圆的性质,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,向量的坐标运算,圆恒过定点问题,考查转化思想,分类讨论思想,计算能力,属于难题.
21.(18分)已知数列{xn}.若存在B∈R,使得{|xn﹣B|}为递减数列,则{xn}称为“B型数列”.
(1)是否存在B∈R使得有穷数列为B型数列?若是,写出B的一个值;否则,说明理由;
(2)已知2022项的数列{un}中,(n∈N*,1≤n≤2022).求使得{un}为B型数列的实数B的取值范围;
(3)已知存在唯一的B∈R,使得无穷数列{an}是B型数列.证明:存在递增的无穷正整数列n1<n2<...<nk<...,使得为递增数列,为递减数列.
【分析】(1)取的数即可;
(2)分n=2k(k∈N*,1≤k≤1010)与n=2k﹣1(k∈N*,1≤k≤1011)讨论即可;
(3)用反证法证明即可.
【解答】解:(1)是.
如:取B=3,则为递减数列. (时均可).
(2)当n=2k(k∈N*,1≤k≤1010)时,
,
解得.
同理,当n=2k﹣1(k∈N*,1≤k≤1011)时,解得.
而此时{un}确为B型数列,故为所求.
(3)首先证明:对任意N∈N*,①存在p>N,使得ap>B;②存在q>N,使得aq<B.
用反证法证明①,②可同理得到.
若存在m∈N*,使得当p>m时,均有ap<B,则由B型数列定义,am+1<am+2<…<,
设.由题意,d>0.
当p>m时,|ap﹣(B+d)|>|ap+1﹣(B+d)|.
而当1≤n≤m时,3d<|an﹣B|﹣|an+1﹣B|,
故|an﹣(B+d)|≥|an﹣B|﹣d>|an+1﹣B|+d≥|an+1﹣(B+d)|.
因此,{an}也是(B+d)型数列,与B的唯一性矛盾.证毕.
根据①、②可知,存在n1>1,使得,存在n2>n1,使得.
由此,若,则存在n2k+1>n2k,使得,
又存在n2k+2>n2k+1,使得.
由①的证明知,如此递归选择的n1<n2<⃯<nk<⃯使得递增且递减,即为所求.
【点评】本题考查了数列的新定义问题,考查推理能力,属于难题.
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