内容正文:
专题16 新文化及新定义小题
新高考数学新结构体系下,新定义类试题更综合性的考查学生的思维能力和推理能力;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考,在思维过程中领悟数学方法。
题目更加注重综合性、应用性、创新性,本题分值最高,试题容量明显增大,对学科核心素养的考查也更深入。
命题打破了试题题型、命题方式、试卷结构的固有模式,增强试题的灵活性,采取多样的形式、多角度的提问,考查学生的数学能力.
新定义题型的特点是;通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.
【金题】1.(河北省衡水市第二中学2025届高三高考模拟一)(多选)由倍角公式可知,可以表示为的二次多项式.一般地,存在一个次多项式(,,…,),使得,这些多项式称为切比雪夫(P.L.Tschebyscheff)多项式.运用探究切比雪夫多项式的方法可得( )
A. B.
C. D.
【金题】2.(广东省广州市华南师范大学附属中学2025届高三上学期10月阶段检测)(多选)对称性是数学美的一个重要特征,函数的对称性是函数的重要性质.已知函数的图像连续不断,且在定义域内有导函数,则下列说法正确的有( )
A.若函数的图像关于点对称,则函数的图像关于直线对称
B.若单调,在定义域内,则函数的图像上可能存在关于对称的两点
C.若为的极值点,则“函数的图像上存在关于直线对称的两点”是“函数的图像上存在关于对称的两点”的充分不必要条件
D.若函数,则当且仅当时,的图像上存在关于直线对称的两点.参考数据:
【金题】3.(江苏省南京大学附属中学2024-2025学年高三下学期2月模拟)1688年,笛卡尔根据他所研究的一簇花瓣与叶形曲线特征,提出了笛卡尔叶形线方程:.则下列判断正确的是( )
A.笛卡尔叶形线与坐标轴只有一个交点
B.笛卡尔叶形线关于直线对称
C.当时,笛卡尔叶形线的顶点坐标为
D.当时,若点是笛卡尔叶形线上第一象限内的点,则的最大值为18
【金题】4.(重庆市第八中学2024届高三下学期强化考试(四)(多选)若干个能唯一确定一个数列的量称为该数列的“基本量”.设是公比为q的无穷等比数列,下列关于的选项中,一定能成为该数列“基本量”的是( )(注:其中n为大于1的整数,为的前n项和.)
A.与 B.与
C.与 D.q与
【金题】5.(山东省济南市山东师范大学附属中学2025届高三上学期高考模拟考试)(多选)若数列满足,则称其为“数列”.给定数列,若为“数列”,定义上的变换:从中任取两项,将添加在所有项的最前面,然后删除,记新数列为(约定:一个数也视作数列),下列结论正确的有( )
A.若,则数列为“数列”
B.若,则数列为“数列”
C.若无穷数列为“数列”,则为“数列”
D.若数列为,则为
1.(湖南师大附中2023-2024学年高三下一模)定义为个正数的“均倒数”,若已知数的前项的“均倒数”为,又,则
A. B. C. D.
2.(山西大学附中2024届高三下月考)刻画空间的弯曲性是几何研究的重要内容,在数学上用曲率刻画空间弯曲性.规定:多面体的顶点的曲率等于与多面体在该点的面角之和的差(多面体的面的内角叫做多面体的面角,角度用弧度制),多面体面上非顶点的曲率均为零,多面体的总曲率等于该多面体各顶点的曲率之和.例如:正四面体在每个顶点有3个面角,每个面角是,所以正四面体在每个顶点的曲率为,故其总曲率为.根据曲率的定义,正方体在每个顶点的曲率为 ,四棱锥的总曲率为 .
3.(辽宁省实验2024届高三考前模拟)蜜蜂是母系社会生物,蜂后产的卵若能受精则孵化为雌蜂,若不能受精则孵化为雄蜂即雄蜂是“有母无父”,雌蜂是“有父有母”的,下图是某只雄峰的家系图,规定:其“父母”为上溯第1代祖辈.其“祖父母”为上溯第2代祖辈,以此类推.记表示该雄蜂上溯第n代祖辈数量,例如,那么下列结论中不正确的是( )
A. B. C. D.
4.(河南郑州一中2024届考前全真模拟)(多选)已知,若存在,使得,则称函数与互为“度零点函数”. 若与互为“1度零点函数”,则符合条件实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(河北省衡水中学2024届高三下学期押题)已知是定义在上的函数,且对任意的,同时满足下列条件:①;②,其中是大于1的常数.记,且对任意的,存在常数,恒有,则的一个值是 ;若,则 .(用表示)
6.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期考前模拟)龙年参加了一闯关游戏,该游戏共需挑战通过个关卡,分别为:,记挑战每一个关卡失败的概率为,其中.游戏规则如下:从第一个关卡开始闯关,成功挑战通过当前关卡之后,就自动进入到下一关卡,直到某个关卡挑战失败或全部通过时游戏结束,各关卡间的挑战互相独立:若,设龙年在闯关结束时进行到了第关,的数学期望 ;在龙年未能全部通关的前提下;若游戏结束时他闯到第关的概率总等于闯到第关的概率的一半,则数列的通项公式 .
7.(湖南长沙雅礼中学2024届高三下学期3月测试)设严格递增的整数数列,,…,满足,.设为,,…,这19个数中被3整除的项的个数,则的最大值为 ,使得取到最大值的数列的个数为 .
8.(吉林长春东北师大附中2024届五模)记表示在区间上的最大值,则取得最小值时, .
9.(2024山东省实验5月模拟)(多选)数列满足,,,表示落在区间的项数,其中,则( )
A. B.
C. D.
10.(重庆南开中学2024届高三5月模拟)(多选)“最速曲线”是一段旋轮线上下翻转而成.旋轮线C的参数方程为,其中为参数,为常数,旋轮线C也可看作某一个函数的图象.下列说法正确的有( )
A.点在旋轮线C上
B.函数是偶函数
C.函数不是周期函数
D.当时,函数在单调递减
【附加联考模拟题】
一、单选题
1.(2024·全国·模拟预测)若数列,对于,都有(为常数)成立,则称数列具有性质.已知数列的通项公式为,且具有性质,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2025·湖北·一模)罗尔中值定理是微分学中的一个重要定理,与拉格朗日中值定理和柯西中值定理一起并称微分学三大中值定理.罗尔中值定理:若定义域为的函数的导函数记为,且函数满足条件①在闭区间上连续;②在开区间内可导;③.那么至少存在一个使得.已知函数,在区间内有零点,其中,是自然对数的底数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2024·山东青岛·三模)若有穷整数数列满足:,且,则称具有性质.则( )
A.存在具有性质的
B.存在具有性质的
C.若具有性质,则中至少有两项相同
D.存在正整数,使得对任意具有性质的,有中任意两项均不相同
4.(2025·湖北武汉·二模)已知,记为集合中元素的个数,为集合中的最小元素.若非空数集,且满足,则称集合为“阶完美集”.记为全部阶完美集的个数,下列说法中正确的是( )
A.
B.将阶完美集的元素全部加1,得到的新集合,是阶完美集
C.若为阶完美集,且,满足条件的集合的个数为
D.若为阶完美集,且,满足条件的集合的个数为
三、填空题
5.(2025·湖北·一模)已知函数定义域为,值域,且满足:,恒有,则
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专题16 新文化及新定义小题
新高考数学新结构体系下,新定义类试题更综合性的考查学生的思维能力和推理能力;以问题为抓手,创新设问方式,搭建思维平台,引导考生思考,在思维过程中领悟数学方法。
题目更加注重综合性、应用性、创新性,本题分值最高,试题容量明显增大,对学科核心素养的考查也更深入。
命题打破了试题题型、命题方式、试卷结构的固有模式,增强试题的灵活性,采取多样的形式、多角度的提问,考查学生的数学能力.
新定义题型的特点是;通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的;遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.
【金题】1.(河北省衡水市第二中学2025届高三高考模拟一)(多选)由倍角公式可知,可以表示为的二次多项式.一般地,存在一个次多项式(,,…,),使得,这些多项式称为切比雪夫(P.L.Tschebyscheff)多项式.运用探究切比雪夫多项式的方法可得( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据两角和的余弦公式,以及二倍角的正余弦公式化简可得,根据定义即可判断A项;根据二倍角公式可推得,即可得出B项;根据诱导公式以及A的结论可知,,.平方相加,即可得出,进而求出C项;假设D项成立,结合C项,检验即可判断.
【详解】对于A项,.
由切比雪夫多项式可知,,
即.
令,可知,故A项错误;
对于B项,.
由切比雪夫多项式可知,,
即.
令,可知,故B项正确;
对于C项,因为,,
根据A项,可得,
.
又,所以,
所以,.
令,可知,
展开即可得出,
所以,解方程可得.
因为,所以,
所以,,
所以,,故C项正确;
对于D项,假设,
因为,
则,
显然不正确,故假设不正确,故D项错误.
故选:BC.
【点睛】方法点睛:根据题意多项式的定义,结合两角和以及二倍角的余弦公式,化简可求出,换元即可得出.
【金题】2.(广东省广州市华南师范大学附属中学2025届高三上学期10月阶段检测)(多选)对称性是数学美的一个重要特征,函数的对称性是函数的重要性质.已知函数的图像连续不断,且在定义域内有导函数,则下列说法正确的有( )
A.若函数的图像关于点对称,则函数的图像关于直线对称
B.若单调,在定义域内,则函数的图像上可能存在关于对称的两点
C.若为的极值点,则“函数的图像上存在关于直线对称的两点”是“函数的图像上存在关于对称的两点”的充分不必要条件
D.若函数,则当且仅当时,的图像上存在关于直线对称的两点.参考数据:
【答案】ACD
【分析】对于A,恒成立,两边同时对求导,再用对称性判断即可;
对于B,假设函数的图像上可能存在关于对称的两点,则存在使得在有零点,借助导数研究函数单调性,得到零点个数判断;
对于C,运用充分性和必要性,借助导数分别验证判断即可;
对于D,存在的零点,,,后分情况,和,借助导数研究函数单调性和值域,再得到零点即可判断.
【详解】对于A,恒成立,两边同时对求导得,故,函数的图像关于直线对称,A选项正确;
对于B,函数的图像上可能存在关于对称的两点,
则存在使得在有零点,,
若单调递增,则在时,
故,单调递增,故,
同理得若单调递减则,故不存在零点,故B错误;
对于C,令,函数的图像上存在关于直线对称的两点,则时存在零点,而,有,
若在不存在零点即函数的图像上不存在关于对称的两点,则有单调,,函数的图像上不存在关于直线对称的两点,
故“函数的图像上存在关于直线对称的两点”是“函数的图像上存在关于对称的两点”的充分条件,
在存在零点时,可能有恒成立,单调递增,函数的图像上不存在关于直线对称的两点,故“函数的图像上存在关于直线对称的两点”不是“函数的图像上存在关于对称的两点”的必要条件,C正确;
对于D,存在的零点,
,,
若则,单调递减,
则,有,单调递减,
故,同理单调递减而不存在正零点;
若得,单调递减,,,则存在唯一零点,
在单调递增在单调递减,而时,,
故只需(不能取等,极限不在定义域内)即有在存在唯一正零点,
得,故当且仅当时成立,D正确.
故选:ACD.
【金题】3.(江苏省南京大学附属中学2024-2025学年高三下学期2月模拟)1688年,笛卡尔根据他所研究的一簇花瓣与叶形曲线特征,提出了笛卡尔叶形线方程:.则下列判断正确的是( )
A.笛卡尔叶形线与坐标轴只有一个交点
B.笛卡尔叶形线关于直线对称
C.当时,笛卡尔叶形线的顶点坐标为
D.当时,若点是笛卡尔叶形线上第一象限内的点,则的最大值为18
【答案】ABD
【分析】令,即可判断A,代入曲线成立判断B,当时,令,得出顶点坐标判断C,应用图象得出D.
【详解】对于A,在中,令,则,令,则,
即笛卡尔叶形线与坐标轴只有一个交点,故A正确;
对于B,在中,将点代入可得:,
显然方程不变,即笛卡尔叶形线关于直线对称,故B正确;
对于C,当时,笛卡尔叶形线方程:.
令,解得或,故顶点坐标,故C错误;
对于D,由图象知离原点距离最大,于是的最大值为18,故D正确.
故选:ABD.
【金题】4.(重庆市第八中学2024届高三下学期强化考试(四)(多选)若干个能唯一确定一个数列的量称为该数列的“基本量”.设是公比为q的无穷等比数列,下列关于的选项中,一定能成为该数列“基本量”的是( )(注:其中n为大于1的整数,为的前n项和.)
A.与 B.与
C.与 D.q与
【答案】AD
【分析】对于A:根据与可知为唯一定值;对于B:根据题意可得,结合一元二次方程分析判断;对于CD:结合等比数列的通项公式分析判断.
【详解】对于选项A:已知与,则,
可知为唯一定值,即与为基本量,故A正确;
对于选项B:已知与,则,
整理得,令,解得或,
当且仅当或,关于的方程有唯一解,
可知与不为基本量,故B错误;
对于选项C:已知与:因为,
虽然已知,也不能确定唯一的值,
例如,可知,所以与不为基本量,故C错误;
对于选项D:已知与:则,则唯一确定,所以与为基本量,故D正确;
故选:AD.
【金题】5.(山东省济南市山东师范大学附属中学2025届高三上学期高考模拟考试)(多选)若数列满足,则称其为“数列”.给定数列,若为“数列”,定义上的变换:从中任取两项,将添加在所有项的最前面,然后删除,记新数列为(约定:一个数也视作数列),下列结论正确的有( )
A.若,则数列为“数列”
B.若,则数列为“数列”
C.若无穷数列为“数列”,则为“数列”
D.若数列为,则为
【答案】BCD
【分析】取特值,求解,由可得A项错误;构造,利用导函数研究单调性求解值域可得B项;证明,都有,由“数列”定义与结论可得C项;D项由几个特殊取值寻找规律猜想结论,并用数学归纳法证明.
【详解】A项,若,取,
由,则,
则,故A错误;
B项,若,
设,
则,
故在单调递增,所以,即.
故任意,则,
由,依次递推可知,
故数列满足,则数列为“数列”,故B正确;
C项,首先证明,都有.
证明:对,
则有,
且,
所以,即,
故由所证结论可知,若无穷数列为“数列”,
则数列中任意项,都满足,则任意两项,都有.
依次类推可知经过任意次变换操作后,新数列仍为“数列”,故C正确;
D项,由于每次变换操作中都是增加一项,删除两项,
所以对数列经过变换一次,则项数减少一项,
故对项的数列可进行次变换操作,且最后数列只剩下一项.
对于任意,定义运算.
下面证明这种运算满足交换律与结合律.
证明:由,则,
所以,即该运算满足交换律;
由;
且;
故,即该运算满足结合律.
由上所证结论可知,中的项与实施的变换具体操作顺序无关,
不妨选择的依序操作过程求.
由当时,,由,则;
当时,,则由,,则;
当时,,则由,,,
则;
当时,,则由,,,
,则; ;
由数列,
故猜想:.
记为最后数列中仅剩的一项(),设,
则由题意可知数列满足,.
下面用数学归纳法证明:.
(i)当时,,又,
故当时,成立;
(ii)假设当时,成立,
即,下面证明当时,也成立.
则当时,
,
故当时,也成立,得证.
综合(i)(ii)可得,对任意,成立,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】关键点点睛:解决此题的关键有以下几点,一是运算性质的探究,对,都有;二是运算律的探究,运算满足交换律与结合律;三是数列的归纳、猜想与证明.
1.(湖南师大附中2023-2024学年高三下一模)定义为个正数的“均倒数”,若已知数的前项的“均倒数”为,又,则
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先利用“均倒数”的定义,求得的表达式,代入,利用裂项求和法求得所求的数值.
【详解】根据“均倒数”的定义,有,故,故,,两式相减得,当时,也符合上式,故.所以,注意到,故,故选C.
【点睛】本小题考查新定义概念的理解,考查数列求和方法中的裂项求和法,考查运算求解能力.属于中档题.
2.(山西大学附中2024届高三下月考)刻画空间的弯曲性是几何研究的重要内容,在数学上用曲率刻画空间弯曲性.规定:多面体的顶点的曲率等于与多面体在该点的面角之和的差(多面体的面的内角叫做多面体的面角,角度用弧度制),多面体面上非顶点的曲率均为零,多面体的总曲率等于该多面体各顶点的曲率之和.例如:正四面体在每个顶点有3个面角,每个面角是,所以正四面体在每个顶点的曲率为,故其总曲率为.根据曲率的定义,正方体在每个顶点的曲率为 ,四棱锥的总曲率为 .
【答案】 /
【分析】根据曲率的定义结合正方体和四棱锥的特点即可得到答案.
【详解】根据曲率的定义可得正方体在每个顶点的曲率为;
由定义可得多面体的总曲率顶点数各面内角和,
因为四棱锥有5个顶点,5个面,分别为4个三角形和1个四边形,
所以任意四棱锥的总曲率为.
故答案为:;.
3.(辽宁省实验2024届高三考前模拟)蜜蜂是母系社会生物,蜂后产的卵若能受精则孵化为雌蜂,若不能受精则孵化为雄蜂即雄蜂是“有母无父”,雌蜂是“有父有母”的,下图是某只雄峰的家系图,规定:其“父母”为上溯第1代祖辈.其“祖父母”为上溯第2代祖辈,以此类推.记表示该雄蜂上溯第n代祖辈数量,例如,那么下列结论中不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,得到数列的递推公式,再根据递推公式逐项判断即可.
【详解】根据题意,数列满足:,,当时,.
所以单调递增,故A正确;
,即,故B正确;
数列的前10项依次为:,所以,故C正确;
因为,即,故D错误.
故选:D
4.(河南郑州一中2024届考前全真模拟)(多选)已知,若存在,使得,则称函数与互为“度零点函数”. 若与互为“1度零点函数”,则符合条件实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】先确定有唯一零点2,得到,得到,设,利用导数求出函数的值域即可得解.
【详解】因为且在上单调递减,所以有唯一零点2,
设为函数的一个零点,则,所以,
故函数在区间上有零点,
由,得
令,,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
,,,
所以,从而.
故选:BC.
5.(河北省衡水中学2024届高三下学期押题)已知是定义在上的函数,且对任意的,同时满足下列条件:①;②,其中是大于1的常数.记,且对任意的,存在常数,恒有,则的一个值是 ;若,则 .(用表示)
【答案】 2(答案不唯一)
【分析】由条件①得,再结合条件②得,从而可得,变形的得,从而可求出的一个值,利用累加法可求得,再结合可求出.
【详解】因为,所以,
因为,
所以,
所以,
所以.
由,得,
从而,
即,
所以,,
……,
所以,则,
所以的一个值是2.
当时,,
所以
.
由,得.
又当时,也满足上式,所以,
从而.
故答案为:2(答案不唯一),
【点睛】关键点点睛:此题考查函数的周期性的应用,考查函数的新定义,解题的关键是正确理解定义在上的函数满足的两个条件,再结合变形求解即可,考查推理能力和计算能力,属于难题.
6.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期考前模拟)龙年参加了一闯关游戏,该游戏共需挑战通过个关卡,分别为:,记挑战每一个关卡失败的概率为,其中.游戏规则如下:从第一个关卡开始闯关,成功挑战通过当前关卡之后,就自动进入到下一关卡,直到某个关卡挑战失败或全部通过时游戏结束,各关卡间的挑战互相独立:若,设龙年在闯关结束时进行到了第关,的数学期望 ;在龙年未能全部通关的前提下;若游戏结束时他闯到第关的概率总等于闯到第关的概率的一半,则数列的通项公式 .
【答案】
【分析】若,则得可能取值为,分别求解概率,再求解数学期望即可;根据题意求解游戏结束时进行到第关的概率为,由可得,于是根据递推关系式可得数列的通项公式.
【详解】若,则得可能取值为,
又,所以;
设未能通关的前提下,游戏结束时进行到第关的概率为;
那么有,
由可得;
即,对两边同时取倒数,可得,即,又,
故是首项为1,公比为2的等比数列,
从而.
故答案为:;.
7.(湖南长沙雅礼中学2024届高三下学期3月测试)设严格递增的整数数列,,…,满足,.设为,,…,这19个数中被3整除的项的个数,则的最大值为 ,使得取到最大值的数列的个数为 .
【答案】 18 25270
【分析】第一个空,为了让尽可能多的相邻两数之和被3整除,则要尽量多地出现相邻两数一个模3余1,一个模3余2这样的组合,通过枚举法分析即可得到结果;第二个空,满足要求的数列必须为相邻两数一个模3余1,一个模3余2这样的组合,而1-40中有27个数满足要求,再利用捆绑思想和特殊位置讨论即可得到结果.
【详解】第一个空,设某个数除以余数为,则称该数模余(,均为整数,且),
为了让尽可能多的相邻两数之和被3整除,则要尽量多地出现相邻两数一个模3余1,一个模3余2这样的组合,这样它们之和才会被3整除.
而,均为模3余1,则不可能有19组上述组别,最多出现18组上述组别,
例如严格递增数列1,2,4,5,7,8,10,11,13,14,16,17,19,20,22,23,25,26,28,40,满足题意,
所以的最大值为18.
第二个空,因为1-40这40个数中,共有27个数符合模3余1或模3余2,则要从这27个数中选出满足要求的20个数.
第一步,在到这20个数中删去一个数(后面再加回来),使得剩下的19个数满足任意两个相邻数一个模3余1,一个模3余2,这样就形成了18组,即使得的最大值为18.
第二步,将这27个数从小到大排列,需要删去8个数得到目标19个数的数列.它们中任意相邻两数一个模3余1,一个模3余2,因此,需要删去的8个数应该为4组相邻的数.
第三步,利用捆绑思想,从27个数中删去4组相邻的数等价于从23个数中删去4个数.有三种情况:
①两端均删去,这种情况不满足要求.因为若两端均删去,那么1和40必定被删去,在下一步加出来时也最多加回1或40中的一个,而1和40必定在数列中,因此不满足.
②两端均不删去,从中间21个数中选4个数删去,有种,再从删去的8个数中拿一个加回原来的19个数中,由种,共有种.
③两端中有一个被删去,其余3个数从中间21个数里选,有种,此时加回来的数必定是删去的两端之一中的1或40,有1种选法,共种.
第四步,删去的四组相邻数中有一组中有一个数被加回来,即未被删去,被删去的是这一组中的另一个数,而对于删去的数,假设为,它旁边两个数分别为,即排列为,在第三步捆绑时,可能捆绑的组合为,然后删去,再补回;或者为,然后删去,再补回,这两种删去方式结果相同.
综上,共有种.
故答案为:18;25270
【点睛】关键点点睛:对于排列组合与初等数论结合的题目,通过列举出一些符合题意的数列,找出一定的规律,再利用排列组合的思想进行求解.
8.(吉林长春东北师大附中2024届五模)记表示在区间上的最大值,则取得最小值时, .
【答案】/0.125
【分析】根据题意,取得最小值,即为在区间上的最大值取得最小值,先用分段函数表示在区间上的最大值,再根据图象求分段函数的最小值即可.
【详解】取得最小值,
即为在区间上的最大值取得最小值,
因为的对称轴,且,
所以的最大值为或,
当时,即,
所以 ,
当时,取最小值,最小值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题主要考查 函数的最值,关键在于理解题意,取得最小值,即为在的最大值取得最小值,所以先要将的最大值表示出来,再用分段函数的性质即可.
9.(2024山东省实验5月模拟)(多选)数列满足,,,表示落在区间的项数,其中,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】由已知列出数列的部分项,得出数列的通项,根据数列的基本性质以及错位相减、裂项相消法求和,再逐一判断各选项即可.
【详解】根据题意,列举可得,数列的前若干项分别为1,2,3,3,4,5,6,6,….
不难发现,.
对于A,根据数列列举可得:1,2,3,3,4,5,6,6,7,8,9,9,10,11,12,12,13,14,15,15,16,17,18,18….
即落在区间上的有8,9,9,10,11,12,12,13,14,15,15,共有11项,因此,故A错误.
对于B,当时,;
当时,;
当时,;
当时,,
所以它们均在中,故B正确.
对于C, ,故C正确.
对于D,根据数列列举可得:1,2,3,3,4,5,6,6,7,8,9,9,10,11,12,12,13,14,15,15,16,17,18,18….,可得,
所以当时,,
而当时,,所以此时不成立,故D错误.
故选:BC.
【点睛】关键点点睛:关于分奇偶列项法求和,主要是对通项做好裂项变形,拆分成合适的项进行消项,如本题中,灵活性比较强.本题属于难题,考察基本数列、数列的基本性质.
10.(重庆南开中学2024届高三5月模拟)(多选)“最速曲线”是一段旋轮线上下翻转而成.旋轮线C的参数方程为,其中为参数,为常数,旋轮线C也可看作某一个函数的图象.下列说法正确的有( )
A.点在旋轮线C上
B.函数是偶函数
C.函数不是周期函数
D.当时,函数在单调递减
【答案】ABD
【分析】用来可判断A选项;由奇偶性的定义可判断B选项;结合周期函数的定义,变为即可判断C选项;先利用导数判断的单调性,进而求的最大最小值,然后判断的单调性,从而可判断选项.
【详解】当时,,故选项A正确;
因
故当变为时,变为,此时的值不变
,即,故为偶函数,选项B正确:
因,
所以当变为时,变为,此时的值不变,即,
故函数是周期为的周期函数,故选项错误;
当时,,故函数单调递增,
当时,,当时,,
而在时单调递减,
即当时,随着的增加在内增加,随着的增加而减小,
故在单调递减,选项D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点睛:本题主要考查曲线的参数方程可看作某一个函数,并讨论函数的基本性质,在本题中由的变化关系可判断之间关系,从而容易判断函数的基本性质.
【附加联考模拟题】
一、单选题
1.(2024·全国·模拟预测)若数列,对于,都有(为常数)成立,则称数列具有性质.已知数列的通项公式为,且具有性质,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意,先将成立变形为时成立,将通项公式代入,从而将问题转化为恒成立问题,研究新数列的单调性即可解决问题.
【详解】依题意,得,故只需考虑时,,.
因为,只需要,
即,整理得.
令,则,
所以对任意的恒成立,所以数列为递增数列,
则,所以,即的取值范围为.
故选:C.
2.(2025·湖北·一模)罗尔中值定理是微分学中的一个重要定理,与拉格朗日中值定理和柯西中值定理一起并称微分学三大中值定理.罗尔中值定理:若定义域为的函数的导函数记为,且函数满足条件①在闭区间上连续;②在开区间内可导;③.那么至少存在一个使得.已知函数,在区间内有零点,其中,是自然对数的底数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由和,根据罗尔中值定理可知,存在,,使,,故在上至少有两个不等实根,令,分类讨论函数零点个数,从而得解.
【详解】依题意设在区间内的零点为,则有,
由罗尔中值定理可知,存在,使,
同理,由及罗尔中值定理可知,存在,使,
故在上至少有两个不等实根,
令,
则,显然在上单调递增,
当,时,,此时在上单调递增,
故在上至多只有一个实根;
同理可知,当,时,,此时在上单调递减,
故在上至多只有一个实根;
当时,令,可得,
易知,且在上单调递减,在单调递增,
故当且时,;
又,
故,
则由零点存在性定理知,故.
故选:D
【点睛】关键点点睛:“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.
二、多选题
3.(2024·山东青岛·三模)若有穷整数数列满足:,且,则称具有性质.则( )
A.存在具有性质的
B.存在具有性质的
C.若具有性质,则中至少有两项相同
D.存在正整数,使得对任意具有性质的,有中任意两项均不相同
【答案】ACD
【分析】对A、D:举出符合题意的例子即可得;对B:根据所给定义,借助反证法设,,,中有个,个,从而有,推出矛盾;对C:,,,,中的最大值为,则存在,使得或,若存在,使,先证:,,,可以取遍到之间所有的整数,再对分类讨论,即可得证;
【详解】对A:取数列,易得其满足题意,此时该数列具有性质,故A正确;
对B:假设存在数列具有性质,则,
且,
设中有个,则有个,
则有
,即,
其与为整数矛盾,故假设错误,故B错误;
对C:设,,,,中的最大值为,
则存在,使得或,
若存在,使,下证:,,,可以取遍到之间所有的整数,
假设存在正整数使得,,,中各项均不为,
令集合,设是集合中元素的最大值,
则有,
这与矛盾,
所以,,,可以取遍到之间所有的整数,
若,则,,,,的取值只能为,中的数,
此时,,,,中必有两项相同,
若,则,,,,的取值只能为,,中的数,
此时,,,,中必有两项相同,
若,则,,,,中一定有异于和的正整数,
再由,,,可以取遍到之间所有的整数,
所以,,,,中必有两项相同,
当,同理可证:,,,可以取遍到之间所有的整数,
从而,,,,中必有两项相同,故C正确;
对D:取数列,此时该数列具有性质,
且中任意两项均不相同,即存在,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题关键是对“性质”的定义的理解,灵活利用反证法是解答的关键.
4.(2025·湖北武汉·二模)已知,记为集合中元素的个数,为集合中的最小元素.若非空数集,且满足,则称集合为“阶完美集”.记为全部阶完美集的个数,下列说法中正确的是( )
A.
B.将阶完美集的元素全部加1,得到的新集合,是阶完美集
C.若为阶完美集,且,满足条件的集合的个数为
D.若为阶完美集,且,满足条件的集合的个数为
【答案】ABD
【分析】通过对不同阶数完美集的子集情况进行分析来确定集合个数,同时依据完美集的性质判断相关结论的正确性.
【详解】当非空数集是子集中含个元素的子集时,.根据“n阶完美集”的定义,中大于等于的数有、、、共个,所以此时可以是、、、.
当非空数集是子集中含个元素的子集时,.中大于等于的数有、、共个,所以此时可以是、、.
当非空数集是子集中含个元素的子集时,.中大于等于的数有、共个,不满足“n阶完美集”的定义,所以中个元素的子集不满足.
同理,中含个元素的子集也不满足.
综上,4阶完美集有、、、、、、,所以,故A正确.
若将“n阶完美集”中元素全部加,中元素个数不变,但加变大,均不违背“阶完美集”的定义,所以得到的新集合是一个“阶完美集”,故B正确.
对于满足“阶完美集”的所有,属于所有或不属于所有,均可视为同一情形,即退化为“阶完美集”的情况,总个数为.
又因为,所以满足条件的集合要排除掉“阶完美集”中只含有个元素的情形(排除个单元素集合),因此满足条件的集合的个数均为,故C错误,D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:新定义题型,关键就是读懂题意,将陌生的概念转化为熟悉的知识,再借助旧知解题即可.
三、填空题
5.(2025·湖北·一模)已知函数定义域为,值域,且满足:,恒有,则
【答案】1或2025/2025或1
【分析】根据已知条件中函数满足的等式关系,通过合理赋值来逐步推导求解.
【详解】显然,函数满足题设要求,此时;
当函数不是函数,
则存在使得,其中,,
从而有,
又,
故,所以①
故
所以②
由①式得,又,故③
由②③式得,
故
综上可知或2025.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是通过合理赋值来逐步推导求解.
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