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新高考“九省联考”19 题压轴题汇编
一、集合新定义
1 (2023下·北京·高一校考开学考试)给定整数n≥3,由n元实数集合S定义其相伴数集T=
a-b
1
∣a、b∈S,a≠b ,如果minT =1,则称集合S为一个n元规范数集,并定义S的范数f为其中
所有元素绝对值之和.
(1)判断A=-0.1,-1.1,2,2.5 、B=-1.5,-0.5,0.5,1.5 哪个是规范数集,并说明理由;
(2)任取一个n元规范数集S,记m、M分别为其中最小数与最大数,求证:minS + maxS ≥n-
1;
(3)当S=a ,a ,⋯,a
1 2 2023
遍历所有2023元规范数集时,求范数f的最小值.
注:minX 、maxX 分别表示数集X中的最小数与最大数.
2 (2024·全国·校联考模拟预测)已知有穷数列A:a ,a ,⋯,a (n≥3)中的每一项都是不大于n的
1 2 n
正整数.对于满足1≤m≤n的整数m,令集合Am = k a =m,k=1,2,⋯,n k .记集合A(m)中元
素的个数为s(m)(约定空集的元素个数为0).
(1)若A:6,3,2,5,3,7,5,5,求A(5)及s(5);
1 1 1
(2)若 + +⋯+ =n,求证:a ,a ,⋯,a 互不相同;
1 2 n
s(a ) s(a ) s(a )
1 2 n
(3)已知a =a,a =b,若对任意的正整数i,j(i≠j,i+j≤n)都有i+j∈A(a)或i+j∈A(a),求a +a
1 2 i j 1 2
+⋯+a 的值.
n3 (2023上·北京海淀·高三北大附中校考阶段练习)已知T n 为所有n元有序数组a 1 ,a 2 ,⋅⋅⋅,a n
2
所组
成的集合.其中a∈0,1
i
(i=1,2,⋅⋅⋅,n).
对于T中的任意元素x=x 1 ,x 2 ,⋅⋅⋅,x n ,y=y 1 ,y 2 ,⋅⋅⋅,y n 定义x,y的距离:
dx,y =x -y 1 1 +x -y 2 2 +⋅⋅⋅+x -y n n .
若k∈N*,U为T 的子集,且有2k个元素,并且满足任意x∈T ,都存在唯一的y∈U,使得dx,y
5k 5k
≤2,
则称U为“好k集”.
(1)若a,b,c∈T 3 ,a=1,0,1 ,b=0,1,0 ,c=0,1,1 ,求da,a ,da,b 及da,c +db,c 的值;
(2)当k=1时,求证:存在“好k集”,且“好k集”中不同元素的距离为5;
(3)求证:当k>1时,“好k集”不存在.
4 (2024·江西南昌·南昌二中校联考模拟预测)已知Q:a ,a ,⋯,a 为有穷正整数数列,且a ≤a ≤⋯
1 2 k 1 2
≤a ,集合X=-1,0,1
k
.若存在x∈X,i=1,2,⋯,k,使得x a +x a +⋯+x a =t,则称t为k-可表
i 1 1 2 2 k k
数,称集合T=t∣t=x a +x a +⋯+x a ,x∈X,i=1,2,⋯,k
1 1 2 2 k k i
为k-可表集.
(1)若k=10,a=2i-1,i=1,2,⋯,k,判定31,1024是否为k-可表数,并说明理由;
i
(2)若1,2,⋯,n
3k-1
⊆T,证明:n≤ ;
2
(3)设a=3i-1,i=1,2,⋯,k,若1,2,⋯,2024
i
⊆T,求k的最小值.5 (2023上·北京·高一清华附中校考期中)对非空整数集合M及k∈N,定义M⊕k=
m+t|m∈M,t=-k,-k+1,⋯,k
3
,对于非空整数集合A,B,定义dA,B =
mink∈N|A⊆B⊕k,B⊆A⊕k .
(1)设M=2,4,6 ,请直接写出集合M⊕1;
(2)设A=1,2,3,4,⋯,100 ,dA,B =1,求出非空整数集合B的元素个数的最小值;
(3)对三个非空整数集合A,B,C,若dA,B =4且dB,C =1,求dA,C 所有可能取值.
二、函数与导数新定义
6 (2024·全国·校联考模拟预测)“让式子丢掉次数”:伯努利不等式
伯努利不等式(Bernoulli'sInequality),又称贝努利不等式,是高等数学的分析不等式中最常见的一种
不等式,由瑞士数学家雅各布·伯努利提出:对实数 x∈-1,+∞ ,在 n∈1,+∞ 时,有不等式
1+x n≥1+nx成立;在 n∈0,1 时,有不等式 1+x n≤1+nx成立.
(1)猜想伯努利不等式等号成立的条件;
(2)当 n≥1时,对伯努利不等式进行证明;
(3)考虑对多个变量的不等式问题.已知 a ,a ,⋯,a n∈N*
1 2 n
是大于-1的实数(全部同号),证明
1+a 1 1+a 2 ⋯1+a n ≥1+a +a +⋯+a 1 2 n7 (2024·全国·校联考模拟预测)悬链线的原理运用于悬索桥、架空电缆、双曲拱桥、拱坝等工程.通
过适当建立坐标系,悬链线可为双曲余弦函数chx
4
ex+e-x
= 的图象,类比三角函数的三种性质:①平
2
方关系:①sin2x+cos2x=1,②和角公式:cosx+y =cosxcosy-sinxsiny,③导数:
sinx =cosx,
cosx
定义双曲正弦函数shx
=-sinx,
ex-e-x
= .
2
(1)直接写出shx ,chx 具有的类似①、②、③的三种性质(不需要证明);
(2)若当x>0时,shx >ax恒成立,求实数a的取值范围;
(3)求fx =chx -cosx-x2的最小值.
8 (2023下·北京昌平·高一统考期末)已知定义域为R的函数hx 满足:对于任意的x∈R,都有
hx+2π =hx +h2π ,则称函数hx 具有性质P.
(1)判断函数fx =2x,gx =cosx是否具有性质P;(直接写出结论)
(2)已知函数fx =sinωx+φ
3 5
<ω< ,φ
2 2
π
<
2
,判断是否存在ω,φ,使函数fx 具有性质P?
若存在,求出ω,φ的值;若不存在,说明理由;
(3)设函数fx 具有性质P,且在区间 0,2π 上的值域为 f0 ,f2π .函数gx =sin fx ,满足
gx+2π =gx ,且在区间0,2π 上有且只有一个零点.求证:f2π =2π.9 (2024·河南·高三专题练习)离散对数在密码学中有重要的应用.设p是素数,集合X=
1,2,⋯,p-1
5
,若u,v∈X,m∈N,记u⊗v为uv除以p的余数,um,⊗为um除以p的余数;设a∈X,1,
a,a2,⊗,⋯,ap-2,⊗两两不同,若an,⊗=b n∈0,1,⋯,p-2 ,则称n是以a为底b的离散对数,记为n=
log(p) b.
a
(1)若p=11,a=2,求ap-1,⊗;
(2)对m ,m ∈0,1,⋯,p-2
1 2
,记m ⊕m 为m +m 除以p-1的余数(当m +m 能被p-1整除时,m
1 2 1 2 1 2 1
⊕m 2 =0).证明:log(p) ab⊗c =log(p) b⊕log(p) c,其中b,c∈X; a a
(3)已知n=log(p) b.对x∈X,k∈1,2,⋯,p-2
a
,令y =ak,⊗,y =x⊗bk,⊗.证明:x=y ⊗ynp-2
1 2 2
,⊗.
1
10 (2024·全国·校联考模拟预测)设y=fx 是定义在R上的函数,若存在区间 a,b 和x ∈(a,b), 0
使得y=fx 在[a,x 0 ]上严格减,在[x 0 ,b]上严格增,则称y=fx 为“含谷函数”,x 0 为“谷点”, a,b
称为y=fx 的一个“含谷区间”.
(1)判断下列函数中,哪些是含谷函数?若是,请指出谷点;若不是,请说明理由:
(i)y=2x ,(ii)y=x+cosx;
(2)已知实数m>0,y=x2-2x-mlnx-1 是含谷函数,且 2,4 是它的一个含谷区间,求m的取值
范围;
(3)设p,q∈R,hx =-x4+px3+qx2+4-3p-2q x.设函数y=hx 是含谷函数, a,b 是它的一个
含谷区间,并记b-a的最大值为Lp,q .若h1 ≤h2 ,且h1 ≤0,求Lp,q 的最小值.11 (2024·江西南昌·南昌二中校联考模拟预测)定义:如果函数y=fx
6
和y=gx 的图像上分别
存在点M和N关于x轴对称,则称函数y=fx 和y=gx 具有C关系.
(1)判断函数fx =log 8x2
2
和gx =log x是否具有C关系;
1
2
(2)若函数fx =a x-1和gx =-x-1不具有C关系,求实数a的取值范围;
(3)若函数fx =xex和gx =msinxm<0 在区间0,π 上具有C关系,求实数m的取值范围.
12 (2024·江西南昌·南昌二中校联考模拟预测)若存在x 0 ∈D使得fx ≤fx 0 对任意x∈D恒成
立,则称x 0 为函数fx 在D上的最大值点,记函数fx 在D上的所有最大值点所构成的集合为M
(1)若fx =-x2+2x+1,D=R,求集合M;
(2)若fx
2x-x
=
x
,D=R,求集合M;
4x
(3)设a为大于1的常数,若fx =x+asinx,D=0,b ,证明,若集合M中有且仅有两个元素,则所有
满足条件的b从小到大排列构成一个等差数列.13 (2024·全国·校联考一模)关于x的函数fx
7
=lnx+2x-b(b>2),我们曾在必修一中学习过
“二分法”求其零点近似值.现结合导函数,介绍另一种求零点近似值的方法--“牛顿切线法”.
(1)证明:fx 有唯一零点a,且a∈1,b ;
(2)现在,我们任取x ∈(1,a)开始,实施如下步骤:
1
在 x 1 ,fx 1 处作曲线fx 的切线,交x轴于点x 2 ,0 ;
在 x 2 ,fx 2 处作曲线fx 的切线,交x轴于点x 3 ,0 ;
⋯⋯
在 x n ,fx n 处作曲线fx 的切线,交x轴于点x n+1 ,0 ;
可以得到一个数列x n ,它的各项都是fx 不同程度的零点近似值.
(i)设x n+1 =gx n ,求gx n 的解析式(用x 表示x ); n n+1
(ii)证明:当x 1 ∈1,a ,总有x 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
n n
一个满足条件的M;如果不存在,说明理由.
16 (2024·全国·校联考模拟预测)设正整数数列A:a ,a ,⋯,a (N>3)满足aa 的正整数对(i,j)有k个.
i j
(1)写出所有4的1减数列;
(2)若存在m的6减数列,证明:m>6;
(3)若存在2024的k减数列,求k的最大值.19 (2024·江西吉安·吉安一中校考一模)对于无穷数列{a },“若存在a -a =tm,k∈N*,m>k
n m k
10
,
必有a -a =t”,则称数列{a }具有P(t)性质.
m+1 k+1 n
2n(n=1,2)
(1)若数列{a }满足a = n n 2n-5n≥3,n∈N*
,判断数列{a n }是否具有P(1)性质?是否具有P(4)性
质?
(2)对于无穷数列{a },设T={x|x=a-a,i2024.
a
i=1 i21 (2024·全国·校联考模拟预测)若项数为k(k∈N*,k≥3)的有穷数列{a }满足:0≤a