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2024 年高考数学真题(北京卷)
一、单选题
1.已知集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},则M∪N 等于
( )
A.{x|-1≤x<1}
B.{x|x>-3}
C.{x|-3<x<4}
D.{x|x<4}
答案
2.若复数z 满足z
i =-1-i,则z 等于
( )
A.-1-i
B.-1+i
C.1-i
D.1+i
答案
3.圆x2+y2-2x+6y=0 的圆心到直线x-y+2=0 的距离为
( )
A.√2
B.2
C.3
D.3√2
4.在(x-√x)4的展开式中,x3的系数为
( )
A.6
B.-6
C.12
D.-12
5.设a,b 是向量,则“(a+b)·(a-b)=0”是“a=-b 或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
6.设函数f(x)=sin ωx(ω>0).已知f(x1)=-1,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值为π
2 ,则ω 等于( )
A.1
B.2
C.3
D.4
7.生物丰富度指数d=S -1
ln N 是河流水质的一个评价指标,其中S,N 分别表示河流中的生物种类数与生物个
体总数.生物丰富度指数d 越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数S 没有变化,生物个体总数由
N1变为N2,生物丰富度指数由2.1 提高到3.15,则
( )
A.3N2=2N1
B.2N2=3N1
C.N 2
2=N 1
3
D.N 2
3=N 1
2
8.如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 是边长为4 的正方形,PA=PB=4,PC=PD=2√2,该棱锥的高为
( )
A.1
B.2
C.√2
D.√3
9.已知(x1,y1),(x2,y2)是函数y=2x的图象上两个不同的点,则
( )
A.log2 y1+ y2
2
< x1+ x2
2
B.log2 y1+ y2
2
> x1+ x2
2
C.log2 y1+ y2
2
<x1+x2
D.log2 y1+ y2
2
>x1+x2
10.已知M={(x,y)|y=x+t(x2-x),1≤x≤2,0≤t≤1}是平面直角坐标系中的点集.设d 是M 中两点间的距离的最大
值,S 是M 表示的图形的面积,则
( )
A.d=3,S<1
B.d=3,S>1
C.d=√10,S<1
D.d=√10,S>1
二、填空题
11.抛物线y2=16x 的焦点坐标为 .
12.在平面直角坐标系Oxy 中,角α 与角β 均以Ox 为始边,它们的终边关于原点对称.若α∈[
π
6 ,π
3],则
cos β 的最大值为 .
13.若直线y=k(x-3)与双曲线x
2
4 -y2=1 只有一个公共点,则k 的一个取值为 .
14.汉代刘歆设计的“铜嘉量”是龠、合、升、斗、斛五量合一的标准量器,其中升量器、斗量器、斛量器
的形状均可视为圆柱.若升、斗、斛量器的容积成公比为10 的等比数列,底面直径依次为65 mm,325
mm,325 mm,且斛量器的高为230 mm,则斗量器的高为 mm,升量器的高为 mm.(不计
量器的厚度)
15.设{an}与{bn}是两个不同的无穷数列,且都不是常数列.记集合M={k|ak=bk,k∈N*},给出下列四个结论:
①若{an}与{bn}均为等差数列,则M 中最多有1 个元素;
②若{an}与{bn}均为等比数列,则M 中最多有2 个元素;
③若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则M 中最多有3 个元素;
④若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则M 中最多有1 个元素.
其中正确结论的序号是 .
三、解答题
16.在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,A 为钝角,a=7,sin 2B=√3
7 bcos B.
(1)求A;
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得△ABC 存在,求△ABC 的面积.
条件①:b=7;
条件②:cos B=13
14 ;
条件③:csin A=5√3
2 .
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0 分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答
计分.
17.如图,在四棱锥P-ABCD 中,BC∥AD,AB=BC=1,AD=3,点E 在AD 上,且PE⊥AD,PE=DE=2.
(1)若F 为线段PE 的中点,求证:BF∥平面PCD;
(2)若AB⊥平面PAD,求平面PAB 与平面PCD 夹角的余弦值.
18.某保险公司为了解该公司某种保险产品的索赔情况,从合同保险期限届满的保单中随机抽取1 000 份,
记录并整理这些保单的索赔情况,获得数据如下表:
索赔次数
0
1
2
3
4
保单份数
800
100
60
30
10
假设:一份保单的保费为0.4 万元;前三次索赔时,保险公司每次赔偿0.8 万元;第四次索赔时,保险公司
赔偿0.6 万元.
假设不同保单的索赔次数相互独立.用频率估计概率.
(1)估计一份保单索赔次数不少于2 的概率;
(2)一份保单的毛利润定义为这份保单的保费与赔偿总金额之差.
①记X 为一份保单的毛利润,估计X 的数学期望E(X);
②如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,试比较这种情况下一份保单毛利润
的数学期望估计值与①中E(X)估计值的大小.(结论不要求证明)
19.已知椭圆E:x
2
a
2+ y
2
b
2 =1(a>b>0),以椭圆E 的焦点和短轴端点为顶点的四边形是边长为2 的正方形.过点
(0,t)(t>√2)且斜率存在的直线与椭圆E 交于不同的两点A,B,过点A 和C(0,1)的直线AC 与椭圆E 的另
一个交点为D.
(1)求椭圆E 的方程及离心率;
(2)若直线BD 的斜率为0,求t 的值.
20.设函数f(x)=x+kln(1+x)(k≠0),直线l 是曲线y=f(x)在点(t,f(t))(t>0)处的切线.
(1)当k=-1 时,求f(x)的单调区间;
(2)求证:l 不经过点(0,0);
(3)当k=1 时,设点A(t,f(t))(t>0),C(0,f(t)),O(0,0),B 为l 与y 轴的交点,S△ACO与S△ABO分别表示
△ACO 与△ABO 的面积.是否存在点A 使得2S△ACO=15S△ABO成立?若存在,这样的点A 有几个?
(参考数据:1.09<ln 3<1.10,1.60<ln 5<1.61,1.94<ln 7<1.95)
21.已知集合M={(i,j,k,w)|i∈{1,2},j∈{3,4},k∈{5,6},w∈{7,8},且i+j+k+w 为偶数}.给定数
列A:a1,a2,…,a8和序列Ω:T1,T2,…,Ts,其中Tt=(it,jt,kt,wt)∈M(t=1,2,…,s),对数列A 进
行如下变换:将A 的第i1,j1,k1,w1项均加1,其余项不变,得到的数列记作T1(A);将T1(A)的第i2,j2,
k2,w2项均加1,其余项不变,得到的数列记作T2T1(A);……;以此类推,得到数列Ts…T2T1(A),简记为
Ω(A).
(1)给定数列A:1,3,2,4,6,3,1,9 和序列Ω:(1,3,5,7),(2,4,6,8),(1,3,5,7),写出
Ω(A);
(2)是否存在序列Ω,使得Ω(A)为a1+2,a2+6,a3+4,a4+2,a5+8,a6+2,a7+4,a8+4?若存在,写出一个
Ω,若不存在,说明理由;
(3)若数列A 的各项均为正整数,且a1+a3+a5+a7为偶数,求证:“存在序列Ω,使得Ω(A)的各项都相等”
的充要条件为“a1+a2=a3+a4=a5+a6=a7+a8”.
答案精析
1.C [由集合的并运算,得M∪N={x|-3<x<4}.]
2.C [由题意得,z=i(-1-i)=1-i.]
3.D [将圆的方程化为标准方程,
得(x-1)2+(y+3)2=10,
所以该圆的圆心(1,-3)到直线x-y+2=0 的距离为
|1-(-3)+2|
√1
2+(-1)
2 = 6
√2=3√2.]
4.A [方法一 (x-√x)4的展开式的通项
Tr+1=C4
rx4-r(-√x)r=(-1)rC4
r x
4 - r
2(r=0,1,2,3,4).
由4-r
2=3,得r=2,
所以在(x-√x)4的展开式中,x3的系数为(-1)2C4
2=6.
方法二 (x-√x)4的展开式中含x3的项是由(x-√x)(x-√x)(x-√x)(x-√x)中任意取2 个括号内的x 与剩余的2 个
括号内的(-√x)相乘得到的,
所以(x-√x)4的展开式中含x3的项为
C4
2x2·C2
2(-√x)2=6x3,
所以在(x-√x)4的展开式中,x3的系数为6.]
5.B [由(a+b)·(a-b)=0,
得a2-b2=0,
即|a|2-|b|2=0,所以|a|=|b|,
当a=(1,1),b=(-1,1)时,
|a|=|b|,但a≠b 且a≠-b,
故充分性不成立;
当a=-b 或a=b 时,
(a+b)·(a-b)=0,
故必要性成立.
所以“(a+b)·(a-b)=0”是“a=-b 或a=b”的必要不充分条件.]
6.B [因为f(x)=sin ωx∈[-1,1],
且f(x1)=-1,f(x2)=1,|x1-x2|min=π
2 ,
所以f(x)的最小正周期T=2×π
2 =π,
所以ω=2π
T =2.]
7.D [由题意,
得S -1
ln N 1
=2.1,S -1
ln N 2
=3.15.
若S 不变,则2.1ln N1=3.15ln N2,
即2ln N1=3ln N2,所以N 1
2=N 2
3.]
8.D [由题意知△PAB 为正三角形,
因为PC2+PD2=CD2,
所以PC⊥PD.
如图,分别取AB,CD 的中点E,F,
连接PE,EF,PF,
则PE=2√3,PF=2,EF=4,
于是PE2+PF2=EF2,
所以PE⊥PF.
过点P 作PG⊥EF,垂足为G.
易知CD⊥PF,CD⊥EF,
EF,PF⊂平面PEF,且EF∩PF=F,
所以CD⊥平面PEF.
又PG⊂平面PEF,所以CD⊥PG.
又PG⊥EF,CD,EF⊂平面ABCD,
CD∩EF=F,
所以PG⊥平面ABCD,
所以PG 为四棱锥P-ABCD 的高.
由1
2PE·PF=1
2EF·PG,
得PG= PE·PF
EF
=2√3×2
4
=√3.]
9.B [因为(x1,y1),(x2,y2)为函数y=2x的图象上两个不同的点,
所以y1=2
x1>0,y2=2
x2>0,
因为x1≠x2,则2
x1≠2
x2,
所以y1+y2=2
x1+2
x2>2√2
x1·2
x2=2√2
x1+ x2,
所以y1+ y2
2
>√2
x1+ x2>0,
所以log2
y1+ y2
2
>log2√2
x1+ x2= x1+ x2
2
.]
10.C [设f(t)=x+(x2-x)t,
当x=1 时,f(t)=1;
当1<x≤2 时,x2-x>0,
所以f(t)为增函数,
所以当1≤x≤2,0≤t≤1 时,
f(0)≤f(t)≤f(1),
即x≤f(t)≤x2,
则集合M 表示的区域如图中阴影部分所示.
连接AC,由图易知,
d=|AC|=√(2-1)
2+(4 -1)
2=√10,
S<S△ABC=1
2×(4-2)×(2-1)=1.]
11.(4,0)
解析 由题意,知p=8,
则p
2 =4,所以抛物线y2=16x 的焦点坐标为(4,0).
12.-1
2
解析 因为α 与β 的终边关于原点对称,
所以β=2kπ+π+α(k∈Z),
所以cos β=cos(2kπ+π+α)=-cos α.
因为α∈[
π
6 ,π
3],
所以cos α∈[
1
2 ,√3
2 ],
所以cos β∈[- √3
2 ,- 1
2],
所以cos β 的最大值为-1
2.
13.1
2(答案不唯一)
解析 由题意,知该双曲线的渐近线方程为y=±1
2x,
直线y=k(x-3)过定点(3,0).
因为点(3,0)在双曲线内,
所以要使过该点的直线与双曲线只有一个公共点,则该直线与双曲线的渐近线平行,
所以k=±1
2.
14.23 57.5
解析 设升、斗量器的高分别为h1 mm,h2 mm,
升、斗、斛量器的容积分别为V1 mm3,V2 mm3,V3 mm3,
因为升、斗、斛量器的容积成公比为10 的等比数列,
所以V3=10V2,
即π×(
325
2 )
2
×230=10×π×(
325
2 )
2
×h2,
解得h2=23.
又V2=10V1,
即π×(
325
2 )
2
×23=10×π×(
65
2 )
2
×h1,
所以h1=57.5,所以升、斗量器的高分别为57.5 mm,23 mm.
15.①③④
解析 对于①,由题知an,bn是关于n 的一次式,对应的函数为一次函数,即点(n,an),(n,bn)分别在两
条斜率均不为0 的直线上,而这两条直线最多有1 个交点,所以M 中最多有1 个元素,所以①正确.
对于②,不妨取an=2n,bn=(-2)n,
则有a2k=22k=4k,b2k=(-2)2k=4k(k∈N*),
所以a2k=b2k(k∈N*),
此时M 中有无数个元素,
所以②不正确.
对于③,由①知点(n,an)在一条斜率不为0 的直线l0上.
设bn=b1qn-1(q≠1),
当公比q>0 时,
直线l0与数列{bn}对应的函数的图象至多有2 个公共点,M 中最多有2 个元素;
当q<-1 时,
点(n,bn)在如图所示的曲线C1,C2上 ,
由图易知,直线l0与曲线C1,C2至多有3 个公共点,
如当an=3n-4,bn=-1×(-2)n-1时,
a1=b1=-1,a2=b2=2,a4=b4=8,
两个数列有3 项相同,
所以M 中最多有3 个元素;
当q=-1 时,易知M 中最多有2 个元素;
当-1<q<0 时,易知M 中最多有3 个元素.
综上可知,当{an}为等差数列,{bn}为等比数列时,M 中最多有3 个元素,所以③正确.
对于④,若数列{an}为递增数列,数列{bn}为递减数列,则它们对应的函数分别为增函数和减函数,两个
函数图象的公共点最多有1 个,所以M 中最多有1 个元素,所以④正确.
综上可知,正确结论的序号为①③④.
16.解 (1)由题知,2sin Bcos B=√3
7 bcos B.
又A 为钝角,所以B 为锐角,
故cos B≠0,所以2sin B=√3
7 b.
则14
√3=
b
sin B =
a
sin A =
7
sin A ,
所以sin A=√3
2 .
又A 为钝角,所以A=2π
3 .
(2)若选条件①,结合(1)得2sin B=√3
7 ×7,
所以sin B=√3
2 ,B=π
3 ,A+B=π,
则△ABC 不存在,所以条件①不符合要求,故不选择条件①.
若选条件②,由题知sin B=√1-co s
2B=3√3
14 ,
由(1)得
b
sin B =
b
3√3
14
=14
√3,
所以b=3.
又C=π-(A+B),
所以sin C=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=√3
2 ×13
14 -1
2×3√3
14 =5√3
14 .
所以S△ABC=1
2absin C=1
2×7×3×5√3
14 =15√3
4
.
若选条件③,由题知c·√3
2 =5√3
2 ,
所以c=5.
由a2=b2+c2-2bccos A 得,
49=b2+25+5b,
即(b+8)(b-3)=0,解得b=3(负值舍去).
所以S△ABC=1
2bcsin A=1
2×3×5×√3
2 =15√3
4
.
17.(1)证明 如图,取PD 的中点G,连接FG,CG,
因为F 为PE 的中点,
所以FG=1
2DE=1,FG∥DE,
又BC=1,AD∥BC,
所以FG=BC,FG∥BC,
所以四边形FGCB 为平行四边形,
所以BF∥CG,
又BF⊄平面PCD,CG⊂平面PCD,
所以BF∥平面PCD.
(2)解 因为AB⊥平面PAD,PE⊂平面PAD,
所以AB⊥PE,
又PE⊥AD,AB∩AD=A,
AB,AD⊂平面ABCD,
所以PE⊥平面ABCD.
连接EC,易知四边形ABCE 为矩形,
故直线EC,ED,EP 两两垂直,
故以E 为坐标原点,EC,ED,EP 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则P(0,0,2),C(1,0,0),D(0,2,0),
A(0,-1,0),B(1,-1,0),
则⃗AB=(1,0,0),⃗AP=(0,1,2),⃗
PC=(1,0,-2),⃗PD=(0,2,-2).
设平面PAB 的法向量为n1=(x1,y1,z1),
则{
n1·⃗AB = x1=0,
n1·⃗AP = y1+2 z1=0,
可取n1=(0,-2,1).
设平面PCD 的法向量为n2=(x2,y2,z2),
则{
n2·⃗PC = x2-2 z2=0,
n2·⃗PD =2 y2-2 z2=0,
可取n2=(2,1,1).
设平面PAB 与平面PCD 的夹角为θ,
则cos θ=|cos〈n1,n2〉|=
|n1·n2|
|n1||n2| =√30
30 .
所以平面PAB 与平面PCD 夹角的余弦值为√30
30 .
18.解 (1)方法一 记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,
由索赔次数不少于2,知索赔次数为2,3,4,
则P(A)=60+30+10
1 000
= 100
1 000=0.1.
方法二 记“随机抽取一份保单,索赔次数不少于2”为事件A,
由索赔次数不少于2,知可利用间接法计算,
则P(A)=1-800+100
1 000 =0.1.
(2)①由题知X 的所有可能取值为0.4,-0.4,-1.2,-2.0,-2.6,
则P(X=0.4)= 800
1 000=0.8,
P(X=-0.4)= 100
1 000=0.1,
P(X=-1.2)=
60
1 000=0.06,
P(X=-2.0)=
30
1 000=0.03,
P(X=-2.6)=
10
1 000=0.01,
故E(X)=0.4×0.8-0.4×0.1-1.2×0.06-2.0×0.03-2.6×0.01=0.122.
②如果无索赔的保单的保费减少4%,有索赔的保单的保费增加20%,
这种情况下一份保单毛利润的数学期望估计值比①中E(X)估计值大.
证明如下:
设调整保费后一份保单的毛利润(单位:万元)为Y,
则对于索赔次数为0 的保单,
Y=0.4×(1-4%)=0.384;
对于索赔次数为1 的保单,
Y=0.4×(1+20%)-0.8=-0.32;
对于索赔次数为2 的保单,
Y=-0.32-0.8=-1.12;
对于索赔次数为3 的保单,
Y=-1.12-0.8=-1.92;
对于索赔次数为4 的保单,
Y=-1.92-0.6=-2.52,
故E(Y)=0.384×0.8-0.32×0.1-1.12×0.06-1.92×0.03-2.52×0.01=0.125 2.
所以E(X)<E(Y).
19.解 (1)由题意可知b=√2,c=√2,
所以a=√b
2+c
2=2,
故椭圆E 的方程为x
2
4 + y
2
2 =1,
离心率e=c
a=√2
2 .
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线AB 的方程为y=kx+t(k≠0),
联立{
x
2
4 + y
2
2 =1,
y =kx +t ,
得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-4=0.
所以Δ=(4kt)2-4(1+2k2)(2t2-4)>0,
即4k2-t2+2>0,
由根与系数的关系得{
x1+ x2=-
4 kt
1+2k
2 ,
x1 x2= 2t
2- 4
1+2k
2 .
①
因为直线BD 的斜率为0,
由椭圆的对称性可得D(-x2,y2),
因为A,C,D 三点共线,
所以kAC=kCD,所以
y1-1
x1
=
y2-1
- x2
,
即x1y2+x2y1-(x1+x2)=0.
由y1=kx1+t,y2=kx2+t,
得x1(kx2+t)+x2(kx1+t)-(x1+x2)=0,
整理得2kx1x2+(t-1)(x1+x2)=0,
②
将①代入②得2k·2t
2- 4
1+2k
2+(t-1)·- 4 kt
1+2k
2=0,
解得t=2.
20.(1)解 当k=-1 时,
f(x)=x-ln(1+x)(x>-1),
则f'(x)=1- 1
1+ x = x
1+ x .
令f'(x)>0,得x>0,
令f'(x)<0,得-1<x<0,
所以f(x)的单调递增区间为(0,+∞),
单调递减区间为(-1,0).
(2)证明 f'(x)=1+ k
1+ x ,f'(t)=1+ k
1+t ,
故l 的方程为y-f(t)=(1+ k
1+t)(x-t).
假设l 经过点(0,0),
则-f(t)=-t(1+ k
1+t),
即-t-kln(1+t)=-t- tk
1+t ,
又k≠0,所以ln(1+t)= t
1+t (t>0).
令F(t)=ln(1+t)- t
1+t (t>0),
则F'(t)=
t
(1+t )
2>0,
所以F(t)在(0,+∞)上单调递增,
所以F(t)>0,
即ln(1+t)> t
1+t (t>0),
与ln(1+t)= t
1+t (t>0)矛盾,
所以假设不成立,即l 不经过点(0,0).
(3)解 当k=1 时,f(x)=x+ln(1+x)(x>-1),
则f(0)=0,f'(x)=1+ 1
1+ x >0,
故f(x)在(-1,+∞)上单调递增,
所以l 的方程为y-[t+ln(1+t)]=(1+ 1
1+t)(x-t),
令x=0,得yB=ln(1+t)- t
1+t .
由(2)知,yB>0,
易知AC⊥BC,则由2S△ACO=15S△ABO,
得2×1
2|OC|×|AC|=15×1
2|OB|×|AC|,
得2|OC|=15|OB|,
得2t+2ln(1+t)=15ln(1+t)-15t
1+t (t>0),
即2t-13ln(1+t)+ 15t
1+t =0(t>0).
令φ(x)=2x-13ln(1+x)+ 15 x
1+ x (x>0),
则φ'(x)=2- 13
1+ x +
15
(1+ x)
2=(2 x -1)( x - 4)
(1+ x)
2
,
所以φ(x)在(0,1
2),(4,+∞)上单调递增,
在(
1
2 ,4)上单调递减.
因为φ(0)=0,φ(
1
2)>0,
φ(4)=20-13ln 5<20-13×1.6=-0.8<0,
φ(8)=88
3 -26ln 3>88
3 -26×1.1≈0.7>0,
所以φ(x)在(0,+∞)上有2 个不同的零点.
故存在点A 使得2S△ACO=15S△ABO成立,
且点A 的个数为2.
21.(1)解 T1(A):2,3,3,4,7,3,2,9;
T2T1(A):2,4,3,5,7,4,2,10;
T3T2T1(A):3,4,4,5,8,4,3,10,
即Ω(A):3,4,4,5,8,4,3,10.
(2)解 不存在.理由如下:
若存在Ω,则a1,a2与a3,a4增加值之和应该相等,注意到a1,a2一共增加了8,而a3,a4一共增加了6,
从而不存在符合题意的Ω.
(3)证明 设Ω(A)={as,n}(1≤n≤8,n∈N*),
特别规定{a0,n}={an}(1≤n≤8,n∈N*).
必要性:存在序列Ω,使得Ω(A)的各项都相等,
则as,1=as,2=as,3=as,4=as,5=as,6=as,7=as,8,
所以as,1+as,2=as,3+as,4=as,5+as,6=as,7+as,8,
又每次进行变换时,
a1+a2,a3+a4,a5+a6,a7+a8均增加1,
故经过s(s∈N*)次变换后,
a1+a2+s=as,1+as,2,
a3+a4+s=as,3+as,4,
a5+a6+s=as,5+as,6,
a7+a8+s=as,7+as,8,
可得a1+a2=a3+a4=a5+a6=a7+a8恒成立.
充分性:设a1+a2=a3+a4=a5+a6=a7+a8=a,
则经过m 次变换后,有am,1+am,2=am,3+am,4=am,5+am,6=am,7+am,8=a+m,
故我们只需证明在某一步变换后有
as,1-as,2=as,3-as,4=as,5-as,6=as,7-as,8=0.
设(R1,R2,R3,R4)=(a1-a2,a3-a4,a5-a6,a7-a8),
因为a1+a3+a5+a7为偶数,
所以R1+R2+R3+R4=2(a1+a3+a5+a7)-4a 为4 的倍数,
又i+j+k+w 为偶数,则经过m 次变换后,
Rm,1+Rm,2+Rm,3+Rm,4=2(am,1+am,3+am,5+am,7)-4(a+m)仍为4 的倍数.
经过若干次变换后,
不妨设max|Rs,i|(i=1,2,3,4)达到最小值,
且取max|Rs,i|的Rs,i的个数最少,
设max|Rs,i|=|Rs,1|,且Rs,1>0,
若Rs,1≥2,
①假设还有|Rs,2|≥2,
若Rs,2≥2,
则(Rs,1,Rs,2,Rs,3,Rs,4)→(Rs,1-1,Rs,2-1,Rs,3-1,Rs,4-1)→(Rs,1-2,Rs,2-2,Rs,3,Rs,4),
若Rs,2≤-2,
则(Rs,1,Rs,2,Rs,3,Rs,4)→(Rs,1-1,Rs,2+1,Rs,3-1,Rs,4+1)→(Rs,1-2,Rs,2+2,Rs,3,Rs,4),
(*)
则总存在变换可使|Rs,1|,|Rs,2|同时减小,
与max|Rs,i|达到最小值矛盾.
②假设|Rs,2|,|Rs,3|,|Rs,4|<2,
若Rs,2,Rs,3,Rs,4中有小于零的,设为Rs,2,同(*)即可,
若Rs,2,Rs,3,Rs,4均大于等于零,所有位置同时减2,与max|Rs,i|达到最小值矛盾.
若Rs,1≤1,则Rs,i要么为0,要么为±1,
由于Rs,1+Rs,2+Rs,3+Rs,4是4 的倍数,只可能为以下几种变换:
a.(0,0,0,0);
b.(1,1,-1,-1)→(0,0,0,0);
c.(1,1,1,1)→(0,0,0,0);
d.(-1,-1,-1,-1)→(0,0,0,0),
故均与max|Rs,i|达到最小值矛盾,
故max|Rs,i|的最小值为0,
存在序列Ω 总能使得(R1,R2,R3,R4)→(0,0,0,0),
即存在序列Ω,使得Ω(A)的各项都相等.