文档内容
2024 年高考仿真模拟数试题(二) 试卷+答案
(题型同九省联考,共 19个题)
注意事项:
].答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、考点学校、考场号及座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需要改动,用橡皮
擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共8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.从小到大排列的数据1,2,3,x,4,5,6,7,8,y,9,10的第三四分位数为( )
3+x 8+y
A.3 B. C.8 D.
2 2
x2 y2
2.若椭圆C: + =1(m>0)上一点到C的两个焦点的距离之和为2m,则m=( )
m 9
A.1 B.3 C.6 D.1或3
3.设等差数列{a }的前n项和为S ,若a +a =−10,S =−42,则S =( )
n n 3 5 6 10
A.12 B.10 C.16 D.20
4.同一个宿舍的8名同学被邀请去看电影,其中甲和乙两名同学要么都去,要么都不去,丙同学不去,
其他人根据个人情况可选择去,也可选择不去,则不同的去法有( )
A.32种 B.128种 C.64种 D.256种
5.在某次数学探究活动中,小明先将一副三角板按照图1的方式进行拼接,然后他又将三角板ABC折
起,使得二面角A−BC−D为直二面角,得图2所示四面体ABCD.小明对四面体ABCD中的直线、平面
的位置关系作出了如下的判断:①CD⊥平面ABC;②AB⊥平面ACD;③平面ABD⊥平面ACD;④平
面ABD⊥平面BCD.其中判断正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
( )
6.已知点P在圆(x−1)2+y2 =1上,点A的坐标为 −1, 3 ,O为原点,则AO⋅AP的取值范围是( )
1
学科网(北京)股份有限公司A.[−3,3 ] B.[ 3,5 ] C.[ 1,9 ] D.[3,7]
( )
7.若 f(x)=2sinx 3cosx−sinx ,且 f (x ) f (x )=−3,则 x −x 的最小值为( )
1 2 1 2
π π
A.π B. C.2π D.
2 4
x2 y2
8.如图,已知F,F 是双曲线C − =1的左、右焦点,P,Q为双曲线C
1 2 : a2 b2
上两点,满足FP∥FQ,且 FQ = F P =3 FP ,则双曲线C的离心率为
1 2 2 2 1
( )
A. 10 B. 5 C. 15 D. 10
5 2 3 2
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部
选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
1
9.设复数z= (a,b∈R且b≠0),则下列结论正确的是( )
a+bi
A.z可能是实数 B. z = z 恒成立
1
C.若z2∈R,则a=0 D.若z+ ∈R,则 z =1
z
A+B
10.在ABC中,若tan =sinC,则下列结论正确的是( )
2
tanA
A. =1 B.00 ) }= { x −1≤x≤3 } ,则3a+b+2c的取值范围是 .
13.已知直三棱柱ABC−ABC,AB⊥BC,AC =2AB,AC =2,则三棱柱ABCABC 的体积的最大值
1 1 1 1 1 1 1
2
学科网(北京)股份有限公司为 ;此时棱柱的高为 .
14.已知正实数a,b,c,d满足a2−ab+1=0,c2+d2=1,则当(a−c)2+(b−d)2取得最小值时,ab= .
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
1
15.(13分)已知函数 f (x)=2lnx+ ax2−(2a+1)x.
2
(1)若曲线y= f (x)在( 1, f (1))处切线与x轴平行,求a;
(2)若 f (x)在x=2处取得极大值,求a的取值范围.
16.(15分)盒子中装有红球、白球等多种不同颜色的小球,现从盒子中一次摸一个球.不放回.
(1)若盒子中有8个球,其中有3个红球,从中任意摸两次.记摸出的红球个数为X .求随机变量X 的分
布列和数学期望E(X).
(2)若A盒中有4个红球和4个白球,B盒中在2个红球和2个白球.现甲、乙、丙三人依次从A号盒中摸
出一个球并放入B号盒,然后丁从B号盒中任取一球.已知丁取到红球,求甲、乙、丙三人中至少有一人
取出白球的概率.
π
17.(15分)在梯形ABCD中,ABCD,∠BAD= ,AB=2AD=2CD=4,P为AB的中点,线段AC
3
与DP交于O点(如图1).将ACD沿AC折起到△ACD′位置,使得平面D′AC ⊥平面BAC(如图2).
(1)求二面角A−BD′−C的余弦值;
6 PQ
(2)线段PD′上是否存在点Q,使得CQ与平面BCD′所成角的正弦值为 ?若存在,求出 的值;若不
8 PD′
存在,请说明理由.
18.(17分)已知抛物线y2 =4x,顶点为O,过焦点的直线交抛物线于A,B两点.
3
学科网(北京)股份有限公司(1)如图1所示,已知 AB =8|,求线段AB中点到y轴的距离;
(2)设点P是线段AB上的动点,顶点O关于点P的对称点为C,求四边形OACB面积的最小值;
(3)如图2所示,设D为抛物线上的一点,过D作直线DM ,DN 交抛物线于M ,N 两点,过D作直线
DP,DQ交抛物线于P,Q两点,且DM ⊥DN,DP⊥DQ,设线段MN与线段PQ的交点为T,求直线
OT斜率的取值范围.
19.(17分)已知无穷数列{a }满足a =max{a ,a }−min{a ,a }(n=1,2,3,),其中max{x,y}表示
n n n+1 n+2 n+1 n+2
x,y中最大的数,min{x,y}表示x,y中最小的数.
(1)当a =1,a =2时,写出a 的所有可能值;
1 2 4
(2)若数列{a }中的项存在最大值,证明:0为数列{a }中的项;
n n
(3)若a >0(n=1,2,3,),是否存在正实数M,使得对任意的正整数n,都有a ≤M ?如果存在,写出一个
n n
满足条件的M;如果不存在,说明理由.
2024 年高考仿真模拟数试题(二) 试卷+答案
(题型同九省联考,共 19个题)
注意事项:
].答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、考点学校、考场号及座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需要改动,用橡皮
擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
4
学科网(北京)股份有限公司3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共8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.从小到大排列的数据1,2,3,x,4,5,6,7,8,y,9,10的第三四分位数为( )
3+x 8+y
A.3 B. C.8 D.
2 2
答案 D
8+y
解析 12×75%=9,∴该组数据的第三四分位数为 .故选D.
2
x2 y2
2.若椭圆C: + =1(m>0)上一点到C的两个焦点的距离之和为2m,则m=( )
m 9
A.1 B.3 C.6 D.1或3
答案B
解析 若m>9,则由2 m =2m得m=1(舍去);若00 ) }= { x −1≤x≤3 } ,则3a+b+2c的取值范围是 .
3
答案
,4
2
解析 由题意不等式0≤ax2+bx+c≤2(a>0)的解集为 { x −1≤x≤3 } ,
所以二次函数 f (x)=ax2+bx+c的对称轴为直线x=1,
f (−1)=2 a−b+c=2
b=−2a
且需满足f (3)=2 ,即9a+3b+c=2,解得 ,
f (1)≥0 a+b+c≥0
c=−3a+2
1 1
所以a+b+c=a−2a−3a+2≥0⇒a≤ ,所以a∈0,
,
2 2
3 3
所以3a+b+2c=3a−2a−6a+4=4−5a∈
,4.故答案为
,4.
2 2
13.已知直三棱柱ABC−ABC,AB⊥BC,AC =2AB,AC =2,则三棱柱ABCABC 的体积的最大值
1 1 1 1 1 1 1
为 ;此时棱柱的高为 .
10
学科网(北京)股份有限公司2 2 3 2
答案 / 3
3 3 3
解析 如图所示,不妨设 AB =x,由题意则
AC =2x,BC = 3x,AA = 4−4x2 ( x∈(0,1)),
1
则V = 4−4x2 × 1 x× 3x= 3 ( 1−x2) x4 ,
2
令 f (t)=(1−t)×t2( t=x2∈(0,1)) ⇒ f′(t)=2t−3t2,
2 2
则1>t> 时, f′(t)<0, >t >0时, f′(t)>0,
3 3
即 f (t)在 0, 2 上单调递增,在 2 ,1 上单调递减,则 f (t) = f 2 = 4 ⇒V = 3× 4 = 2 ,
3 3 max 3 27 max 27 3
2 4 2 3 2 2 3
此时t =x2 = ⇒ 4−4x2 = AA = = .故答案为 ; .
3 1 3 3 3 3
14.已知正实数a,b,c,d满足a2−ab+1=0,c2+d2=1,则当(a−c)2+(b−d)2取得最小值时,ab= .
2
答案 +1
2
解析 可将(a−c)2+(b−d)2转化为(a,b)与(c,d)两点间距离的平方,
1
由a2−ab+1=0,得b=a+ ,
a
而c2 +d2 =1表示以(0,0)为圆心,1为半径的圆,(c,d)为圆上一点,
2
则(a,b)与圆心(0,0)的距离为: a2+b2 = a2+ a+ 1 = 2a2+ 1 +2≥ 2 2a2⋅ 1 +2 = 2 2+2,
a a2 a2
1 1
当且仅当2a2 = ,即a=±4 时等号成立,
a2 2
此时(a,b)与圆心(0,0)的距离最小,即(a,b)与(c,d)两点间距离的平方最小,
1 2 2
即(a−c)2+(b−d)2取得最小值.当a= 4 时,ab=a2+1= +1,故答案为 +1.
2 2 2
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
1
15.(13分)已知函数 f (x)=2lnx+ ax2−(2a+1)x.
2
(1)若曲线y= f (x)在( 1, f (1))处切线与x轴平行,求a;
(2)若 f (x)在x=2处取得极大值,求a的取值范围.
1
解析 (1)因为 f (x)=2lnx+ ax2−(2a+1)x(x>0),
2
11
学科网(北京)股份有限公司2
ax2−(2a+1)x+2 (ax−1)(x−2)
所以 f′(x)= +ax−(2a+1)= = ,……………2分
x x x
因为曲线y= f (x)在( 1, f (1))处切线与x轴平行,
(a−1)(1−2)
所以 f′(1)= =0,解得a=1,……………4分
1
1 5
又 f (1)= −3=− ≠0,所以a=1. ……………5分
2 2
(ax−1)(x−2)
(2) f (x)的定义域为(0,+∞), f′(x)= ,
x
①当a=0时,令 fx0,得02,
f x在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减.
f x在x=2处取得极大值,满足题意;……………7分
②当a<0时,令 fx0,得02,
f x在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减.
f x在x=2处取得极大值,满足题意;……………9分
③当a>0时,
1 1
(i)当a= 时, =2, f′(x)≥0
2 a
所以 f (x)在(0,+∞)上单调递增, f (x)无极值,不满足题意;
1 1
(ii)当a> 时, <2,
2 a
1 1
令 f′(x)<0,得 2.
a a
1 1
f x在0, 上单调递增,在 ,2上单调递减,在(2,+∞)上单调递增.
a a
f x在x=2处取得极小值,不满足题意;
1 1
(iii)当02,
2 a
1 1
令 f′(x)<0,得2 .
a a
1 1
f x在(0,2)上单调递增,在2, 上单调递减,在 ,+∞上单调递增.
a a
1
f x在x=2处取得极大值,满足题意;综上所述,a的取值范围为−∞, .……………13分
2
12
学科网(北京)股份有限公司16.(15分)盒子中装有红球、白球等多种不同颜色的小球,现从盒子中一次摸一个球.不放回.
(1)若盒子中有8个球,其中有3个红球,从中任意摸两次.记摸出的红球个数为X .求随机变量X 的分
布列和数学期望E(X).
(2)若A盒中有4个红球和4个白球,B盒中在2个红球和2个白球.现甲、乙、丙三人依次从A号盒中摸
出一个球并放入B号盒,然后丁从B号盒中任取一球.已知丁取到红球,求甲、乙、丙三人中至少有一人
取出白球的概率.
C1C1 5 C1C1A2 15
解析 (1)X 可取0,1,2.且:P(X =0)= 5 4 = ,P(X =1)= 3 5 2 = ,
C1C1 14 C1C1 28
8 7 8 7
C1C1 3
P(X =2)= 3 2 = .……………3分
C1C1 28
8 7
所以X 的分布列为:
X 0 1 2
5 15 3
P
14 28 28
15 3 3
则E(X)=1× +2× = .……………6分
28 28 4
(2)设事件D=“丁取到红球”,事件E=“甲、乙、丙三人中至少有1人取出白球”.
3C1C1C1 4
当甲、乙、丙三人取得1个白球,则丁取到红球的概率为 4 3 4 × ;……………8分
C1C1C1 7
8 7 6
3C1C1C1 3
当甲、乙、丙三人取得2个白球,则丁取到红球的概率为 4 4 3× ;……………10分
C1C1C1 7
8 7 6
C1C1C1 2
当甲、乙、丙三人取得3个白球,则丁取到红球的概率为 4 3 2 × ;……………12分
C1C1C1 7
8 7 6
C1C1C1 5
当甲、乙、丙三人取得3个红球,则丁取到红球的概率为 4 3 2 × ;……………14分
C1C1C1 7
8 7 6
3C1C1C1 4 3C1C1C1 3 C1C1C1 2
则所求概率为P(E|D)=
P(DE)
= C1 8
4
C1 7
3
C1 6
4×
7
+
C1 8
4
C1 7
4
C1 6
3×
7
+
C1 8
4
C1 7
3
C1 6
2×
7 = 44 .……………15分
P(D) 3C1C1C1 5 3C1C1C1 4 3C1C1C1 3 3C1C1C1 2 49
4 3 4× + 4 3 3× + 4 3 2× + 4 3 2×
C1C1C1 7 C1C1C1 7 C1C1C1 7 C1C1C1 7
8 7 6 8 7 6 8 7 6 8 7 6
π
17.(15分)在梯形ABCD中,ABCD,∠BAD= ,AB=2AD=2CD=4,P为AB的中点,线段AC
3
与DP交于O点(如图1).将ACD沿AC折起到△ACD′位置,使得平面D′AC ⊥平面BAC(如图2).
13
学科网(北京)股份有限公司(1)求二面角A−BD′−C的余弦值;
6 PQ
(2)线段PD′上是否存在点Q,使得CQ与平面BCD′所成角的正弦值为 ?若存在,求出 的值;若不
8 PD′
存在,请说明理由.
π
解析 (1)因为在梯形ABCD中,AB//CD,AB=2AD=2CD=4,∠BAD= ,P为AB的中点,所
3
以,CD//PB,CD=PB,
所以△ADP是正三角形,四边形DPBC为菱形,
可得AC⊥BC,AC ⊥DP,
而平面D'AC⊥平面BAC,平面D'AC∩平面BAC = AC,
D'O⊂平面D'AC,D'O⊥ AC,
∴D'O⊥平面BAC,所以OA,OP,OD'两两互相垂直,……………3分
如图,以点O为坐标原点,OA,OP,OD'分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则A ( 3,0,0 ) ,C ( − 3,0,0 ) ,B ( − 3,2,0 ) ,D'(0,0,1),P(0,1,0),
( ) ( ) ( ) ( )
∴AD' = − 3,0,1 ,AB= −2 3,2,0 ,BD' = 3,−2,1 ,CD' = 3,0,1 ,
设平面ABD'的一个法向量为m=(x,y,z ),则
1 1 1
m⋅AD′=0 − 3x +z =0
,即 1 1 ,令x =1,则y =z = 3,
m⋅AB=0 −2 3x +2y =0 1 1 1
1 1
( )
∴m= 1, 3, 3 ,……………5分
设平面CBD'的一个法向量为n=(x ,y ,z ),则
2 2 2
n⋅BD′=0 3x −2y +z =0
,即 2 2 2 ,令x =1,则y =0,z =− 3,
n⋅CD′=0 3x +z =0 2 2 2
2 2
( )
∴n= 1,0,− 3 ,……………7分
14
学科网(北京)股份有限公司 ( )
m⋅n 1×1+ 3×0+ 3× − 3 7
∴cos m,n = = =− ,
m n 1+3+3× 1+3 7
7
所以二面角A−BD'−C的余弦值为− .……………9分
7
6
(2)线段PD'上存在点Q,使得CQ与平面BCD'所成角的正弦值为 .……………10分
8
( )
设PQ=λPD'(0≤λ≤1),因为CP= 3,1,0 ,PD' =(0,−1,1),所以
( )
CQ=CP+PQ=CP+λPD' = 3,1−λ,λ ,……………12分
CQ⋅n 3(1−λ)
6
设CQ与平面BCD'所成角为θ,则sinθ= cos CQ,n = = = ,……………13分
CQ n 2 2λ2−2λ+4 8
1
即3λ2−7λ+2=0,0≤λ≤1,解得λ= ,……………14分
3
PQ 1
所以线段PD'上存在点Q,且 = ,
PD' 3
6
使得CQ与平面BCD'所成角的正弦值为 .……………15分
8
18.(17分)已知抛物线y2 =4x,顶点为O,过焦点的直线交抛物线于A,B两点.
(1)如图1所示,已知 AB =8|,求线段AB中点到y轴的距离;
(2)设点P是线段AB上的动点,顶点O关于点P的对称点为C,求四边形OACB面积的最小值;
(3)如图2所示,设D为抛物线上的一点,过D作直线DM ,DN 交抛物线于M ,N 两点,过D作直线
DP,DQ交抛物线于P,Q两点,且DM ⊥DN,DP⊥DQ,设线段MN与线段PQ的交点为T,求直线
OT斜率的取值范围.
解析 (1)因为过焦点的直线交抛物线于A,B两点,且 AB =8,
设A(x,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
由抛物线的性质可得x +x +2= AB =8,
1 2
所以x +x =6,
1 2
15
学科网(北京)股份有限公司x +x
所以线段AB中点的横坐标,即为线段AB中点到y轴的距离为 1 2 =3.……………3分
2
(2)由点C与原点O关于点P对称,可知P是线段OC的中点,
所以点O与点C到直线l的距离相等,所以四边形OABC的面积等于2S ,
△AOB
x=my+1
设直线l的方程为x=my+1,联立 ,消去x可得y2−4my−4=0,……………5分
y2 =4x
设A(x ,y ),B(x ,y ),由韦达定理可得y +y =4m,y y =−4,
3 3 4 4 3 4 3 4
1
所以2S 2 OF y y y y 24y y 4 m21,
AOB 2 3 4 3 4 3 4
当m=0时,四边形OABC的面积取最小值为4.……………7分
(3)设D点坐标为a2,2a,M 点坐标为(x ,y ),N 点坐标为x ,y ,
M M N N
由题意可知直线DM 的斜率k存在,且不为0,
4 8a
则直线DM 的方程为y2akxa2,与抛物线y2 =4x联立,消去x得y2− y+ −4a2 =0,
k k
4 4
由韦达定理可得2a+y = ,解得y = −2a,……………9分
M k M k
1
直线DN 的方程为y2a xa2与抛物线y2 =4x联立,消去x得y24ky8ka4a20,
k
由韦达定理可得2a+y =−4k,解得y =−4k−2a,……………10分
N N
显然直线MN斜率不为零,
yy xx 4xx 4xx
当直线MN斜率存在时,直线MN的方程为 M M M M ,
y y x x y2 y2 y y y y
N M N M N M N M N M
4x+y y
整理得:y= N M ,
y +y
N M
16
学科网(北京)股份有限公司4
将y = −2a,y =−4k−2a代入l 得:
M k N MN
4
4x k 2a 4k2a kx4k2a2ak2a2k kxa24
y 2a ,
4 1akk2 1akk2
2a4k2a
k
所以直线l 过定点4a2,2a,即T点坐标为4a2,2a,……………12分
MN
当直线MN的斜率不存在时,设M 点坐标为t2,2t,N 点的坐标为t2,2t,
则DM t2a2,2t2a,DN t2a2,2t2a,且根据题意t2−a2 ≠0,
所以DMDN t2a22 4t2a20,解得t2 =4+a2,
所以直线MN的方程为x4a2过点4a2,2a,……………13分
2a
所以直线OT的斜率为k =− ,……………14分
OT 4+a2
2 2 1
0 4
当a>0时, 4 4 2,当且仅当 =a,即a=2时,等号成立,
a 2 a a
a a
2 2 1
0< ≤ =
4
当a<0时, − 4 −a 2 − 4 ⋅(−a) 2,当且仅当− a =−a,即a=−2时,等号成立,
a
a
当a=0时,k =0,……………16分
OT
1 1
综上所述,直线OT斜率的取值范围为
− , .……………17分
2 2
19.(17分)已知无穷数列{a }满足a =max{a ,a }−min{a ,a }(n=1,2,3,),其中max{x,y}表示
n n n+1 n+2 n+1 n+2
x,y中最大的数,min{x,y}表示x,y中最小的数.
(1)当a =1,a =2时,写出a 的所有可能值;
1 2 4
(2)若数列{a }中的项存在最大值,证明:0为数列{a }中的项;
n n
(3)若a >0(n=1,2,3,),是否存在正实数M,使得对任意的正整数n,都有a ≤M ?如果存在,写出一个
n n
满足条件的M;如果不存在,说明理由.
解析 (1)由a =max{a ,a }−min{a ,a }≥0,a =max{2,a }−min{2,a }=1,
n n+1 n+2 n+1 n+2 1 3 3
若a >2,则a −2=1,即a =3,此时a =max{3,a }−min{3,a }=2,
3 3 3 2 4 4
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学科网(北京)股份有限公司当a >3,则a −3=2,即a =5;
4 4 4
当a <3,则3−a =2,即a =1;
4 4 4
若a <2,则2−a =1,即a =1,此时a =max{1,a }−min{1,a }=2,
3 3 3 2 4 4
当a >1,则a −1=2,即a =3;
4 4 4
当a <1,则1−a =2,即a =−1(舍);
4 4 4
综上,a 的所有可能值为{1,3,5}.……………5分
4
(2)由(1)知:a ≥0,则min{a ,a }≥0,
n n+1 n+2
数列{a }中的项存在最大值,故存在n ∈N*使a ≤a ,(n=1,2,3,),
n 0 n n0
由a =max{a ,a }−min{a ,a }≤max{a ,a }≤a ,
n0 n0 +1 n0 +2 n0 +1 n0 +2 n0 +1 n0 +2 n0
所以min{a ,a }=0,故存在k∈{n +1,n +2}使a =0,
n0 +1 n0 +2 0 0 k
所以0为数列{a }中的项;……………10分
n
(3)不存在,理由如下:由a >0(n=1,2,3,),则a ≠a (n=2,3,),
n n n+1
设S ={n|a >a ,n≥1},
n n+1
若S =∅,则a ≤a ,a 0,取n =[ ]+2([x]表示不超过x的最大整数),
1 a
1
当n>n 时,a =(a −a )+(a −a )+...+(a −a )+a
1 n n n−1 n−1 n−2 3 2 2
=a +a +...+a +a ≥(n−1)a >M ;……………13分
n−2 n−3 1 2 1
若S ≠∅,则S为有限集,
设m=max{n|a >a ,n≥1},a 0,取n =[ ]+m+1([x]表示不超过x的最大整数),
2 a
m+1
当n>n 时,a =(a −a )+(a −a )+...+(a −a )+a
2 n n n−1 n−1 n−2 m+2 m+1 m+1
=a +a +...+a +a ≥(n−m)a >M ;
n−2 n−3 m m+1 m+1
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学科网(北京)股份有限公司综上,不存在正实数M,使得对任意的正整数n,都有a ≤M .……………17分
n
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