17年东城二模理(20)(共13分)解:(Ⅰ)由于(1,0,1,0,1)A =,(0,1,1,1,0)B =,由定义1(,)||n i i i d A B a b ,可得(,)4d A B . …………………………4分(Ⅱ)反证法:若结论不成立,即存在一个含5维向量序列,使得1(1,1,1,1,1)A ,(0,0,0,0,0)mA .因为向量1(1,1,1,1,1)A 的每一个分量变为0,都需要奇数次变化,不妨设1A 的第(1,2,3,4,5)i i 个分量1变化了21i n 次之后变成0, 所以将1A 中所有分量1 变为0 共需要12345(21)(21)(21)(21)(21)n n n n n 123452(2)1n n n n n 次,此数为奇数.又因为*1(,)2,i i d A A iN ,说明中的分量有个数值发生改变,进而变化到,所以共需要改变数值次,此数为偶数,所以矛盾. 所以该序列中不存在5维T 向量(0,0,0,0,0). ……………9分 (Ⅲ)此时. ……………13分 17年东城一模理(20)(共13分)解:(Ⅰ)由于{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}A =,{1,2,3,4,5}M =,所以{6,7,8,9,10}N =,{5,6,7,8,9}N =,{4,5,6,7,8}N ={3,4,5,6,7}N =,{2,3,4,5,6}N =,回答其中之一即可 ………3分(Ⅱ)若集合12{,,,}n A a a a =,如果集合A 中每个元素加上同一个常数t ,形成新的集合12{,,,}n M a t a t a t =+++. ……………5分根据1()||j i i j nT A a a ≤<≤=-∑定义可以验证:()()T M T A =. ……………6分取1nii C a t n=-=∑,此时11112{,,,}nnniiii i i n C a C a C a B a a a nnn===---=---∑∑∑.通过验证,此时()()T B T A =,且1nii bC ==∑. ……………8分(Ⅲ)由于2m21314121()()()()()m T A a a a a a a a a =-+-+-++- 324222()()()m a a a a a a +-+-++-T 123,,,,m A A A A i A 21i A +2(1)m -1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12m =4323()()m a a a a +-++-221()m m a a -+-121212=(21)(23)(23)(21)m m m m m a m a a a m a m a +-------+++-+-212121=(21)()(23)()()m m m m m a a m a a a a -+--+--++-2121=(21)()(23)()()m m m m b a m a a a a -+--+--++- ………11分由于2120m a a b a -<-<-,2230m a a b a -<-<-, 2340m a a b a -<-<-,10m m a a b a +<-<-.所以2(21)()()()m b a T A m b a --<<-.………13分17年西城一模理20.(本小题满分13分)解:(Ⅰ) 3S 的所有可能的取值为3,5,7,9. [ 3分] (Ⅱ) 令i a i = (1,2,,)i n =,则无论12,,,n b b b 填写的顺序如何,都有2n S n =.[ 5分]因为 i a i =, 所以 {1,2,,2}i b n n n ∈++,(1,2,,)i n =. [ 6分]因为 i i a b < (1,2,,)i n =,所以 22111111||()nnnnn nn i i i i i i i i i i i n i S a b b a b a i i n=====+==-=-=-=-=∑∑∑∑∑∑. [ 8分]注:12{,,,}{1,2,,}n a a a n =,或12{,,,}{1,2,,2}n a a a n n n =++均满足条件.(Ⅲ)解法一:显然,交换每一列中两个数的位置,所得的n S 的值不变.不妨设i i a b >,记1ni i A a ==∑,1ni i B b ==∑,其中1,2,,i n =.则 1111||()n n n nn i i i i i i i i i i S a b a b a b A B =====-=-=-=-∑∑∑∑. [ 9分]因为 212(21)(21)2ni n n A B i n n =++===+∑, 所以 A B +与n 具有相同的奇偶性. [11分]又因为 A B +与A B -具有相同的奇偶性, 所以 n S A B =-与n 的奇偶性相同,所以 n S 的所有可能取值的奇偶性相同. [13分]解法二:显然,交换每一列中两个数的位置,所得的n S 的值不变.考虑如下表所示的任意两种不同的填法,1||n n i i i S a b ==-∑,1||nni i i S a b ='''=-∑,不妨设i i a b <,i i a b ''<,其中 1,2,,i n =. [ 9分]111111()()()()n ni i i i i i i i i i i i i i S S b a b a b b a a ======'''''+=-+-=+-+∑∑∑∑∑∑. 对于任意{1,2,,2}k n ∈,① 若在两种填法中k 都位于同一行,则k 在n n S S '+的表达式中或者只出现在11n n i i i i b b =='+∑∑中,或只出现在11n ni i i i a a =='+∑∑中,且出现两次,则对k 而言,在n nS S '+的结果中得到2k ±. [11分]② 若在两种填法中k 位于不同行,则k 在n nS S '+的表达式中在11n n i i i i b b =='+∑∑与11n ni i i i a a =='+∑∑中各出现一次, 则对k 而言,在n nS S '+的结果中得到0. 由 ① ② 得,对于任意{1,2,,2}k n ∈,n nS S '+必为偶数. 所以,对于表格的所有不同的填法,n S 所有可能取值的奇偶性相同. [13分]17年西城二模理20.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)当3n =时,6{1,2,3,4,5,6}A =,4113n +=. [ 1分]① 对于6A 的含有5个元素的子集{2,3,4,5,6}, 因为 234513+++>,所以 5不是集合6A 的“相关数”. [ 2分] ② 6A 的含有6个元素的子集只有{1,2,3,4,5,6}, 因为 134513+++=,所以 6是集合6A 的“相关数”. [ 3分] (Ⅱ)考察集合2n A 的含有2n +个元素的子集{1,,1,,2}B n n n n =-+. [ 4分]B 中任意4个元素之和一定不小于 (1)(1)(2)42n n n n n -+++++=+. 所以 2n +一定不是集合2n A 的“相关数”. [ 6分] 所以 当2m n +≤时,m 一定不是集合2n A 的“相关数”. [ 7分] 因此 若m 为集合2n A 的“相关数”,必有 3m n +≥.即 若m 为集合2n A 的“相关数”,必有 30m n --≥. [ 8分] (Ⅲ)由(Ⅱ)得 3m n +≥.先将集合2n A 的元素分成如下n 组:(,21)(1)i i n C i n i =+-≤≤.对2n A 的任意一个含有3n +个元素的子集P ,必有三组123,,i i i C C C 同属于集合P . [10分]再将集合2n A 的元素剔除n 和2n 后,分成如下1n -组:1(,2)(1)j j n D j n j -=-≤≤.对于2n A 的任意一个含有3n +个元素的子集P ,必有一组4j D 属于集合P .[11分] 这一组4j D 与上述三组123,,i i i C C C 中至少一组无相同元素, 不妨设4j D 与1i C 无相同元素.此时 这4个元素之和为 1144[(21)[(2)]41i n i j n j n ++-++-=+. [12分] 所以 集合2n A 的“相关数”m 的最小值为3n +. [13分]17年海淀一模理20.(本小题满分13分) 解:(Ⅰ)121,2a a ==. (Ⅱ)先证必要性因为121,2a a ==,又12,,,n a a a 成等差数列,故n a n =,所以(1)()2n n S A +=; 再证充分性因为12n a a a <<⋅⋅⋅<,12,,,n a a a 为正整数数列,故有12341,2,3,4,,n a a a a a n ==≥≥⋅⋅⋅≥,所以12()n S A a a a =++⋅⋅⋅+(1)122n n n +≥++⋅⋅⋅+=, 又(1)()2n n S A +=,故m a m =(1,2,,)m n =,故12,,,n a a a 为等差数列.(Ⅲ)先证明12(1,2,,)m m a m n -∀≤=⋅⋅⋅.假设存在12p p a ->,且p 为最小的正整数. 依题意3p ≥,则2112112221p p p a a a ---++⋅⋅⋅+≤++⋅⋅⋅+=-,又因为12n a a a <<<,故当1(21,)p p k a -∈-时,k 不能等于集合A 的任何一个子集所有元素的和.故假设不成立,即12(1,2,,)m m a m n -∀≤=⋅⋅⋅成立.因此112201712221n nn a a a -=++⋅⋅⋅+≤++⋅⋅⋅+=-,即22018n ≥,所以11n ≥.因为2017S =,则1212017n n a a a a -++⋅⋅⋅=-,若20171n n a a -<-时,则当(2017,)n n k a a ∈-时,集合A 中不可能存在若干不同元素的和为k ,故20171n n a a -≥-,即1009n a ≤.此时可构造集合{1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}A =.因为当{2,21}k ∈+时,k 可以等于集合{1,2}中若干个元素的和,故当2222{2,21,22,23}k ∈+++时,k 可以等于集合2{1,2,2}中若干不同元素的和, ……故当8888{2,21,22,,2255}k ∈+++时,k 可以等于集合8{1,2,,2}中若干不同元素的和,故当{4973,4974,,497511}k ∈+++时,k 可以等于集合8{1,2,,2,497}中若干不同元素的和,故当{1009,10091,10092,,10091008}k ∈+++时,k 可以等于集合8{1,2,,2,497,1009}中若干不同元素的和,所以集合{1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}A =满足题设, 所以当n 取最小值11时,n a 的最大值为1009. 17年海淀二模理20.(本小题满分13分) 解:(Ⅰ)数列{}n a 不具有性质(2)P ;具有性质(4)P .(Ⅱ)(不充分性)对于周期数列1,1,2,2,1,1,2,2,,{1,0,1}T =-是有限集,但是由于21320,1a a a a -=-=,所以不具有性质(0)P ;(必要性)因为数列{}n a 具有性质(0)P ,所以一定存在一组最小的*,m k ∈N 且m k >,满足0m k a a -=,即m k a a = 由性质(0)P 的含义可得11222112,,,,,m k m k m k m m k m a a a a a a a a ++++----==== 所以数列{}n a 中,从第k 项开始的各项呈现周期性规律:11,,,k k m a a a +-为一个周期中的各项,所以数列{}n a 中最多有1m -个不同的项,所以T 最多有21m C -个元素,即T 是有限集.(Ⅲ)因为数列{}n a 具有性质(2)P ,数列{}n a 具有性质(5)P ,所以存在*','M N ∈N ,使得''2M p M a a +-=,''5N q N a a +-=,其中,p q 分别是满足上述关系式的最小的正整数,由性质(2),(5)P P 的含义可得k ∀∈N ,''''2,5M p k M k N q k N k a a a a ++++++-=-=, 若''M N <,则取''k N M =-,可得''2N p N a a +-=; 若''M N >,则取''k M N =-,可得''5M q M a a +-=.记max{','}M M N =,则对于M a ,有2M p M a a +-=,5M q M a a +-=,显然p q ≠, 由性质(2),(5)P P 的含义可得k ∀∈N ,2,5M p k M k N q k N k a a a a ++++++-=-=, 所以(1)(1)(2)()()()2M qp M M qp M q p M q p M q p M p M a a a a a a a a q +++-+-+-+-=-+-++-= (1)(1)(2)()()()5M qp M M pq M p q M p q M p q M q M a a a a a a a a p +++-+-+-+-=-+-++-=所以25M qp M M a a q a p +=+=+. 所以25q p =,又,p q 是满足2M p M a a +-=,5M q M a a +-=的最小的正整数, 所以5,2q p ==,252,5M M M M a a a a ++-=-=,所以k ∀∈N ,252,5M k M k M k M k a a a a ++++++-=-=, 所以k ∀∈N ,22(1)22M k M k M a a a k ++-=+==+,55(1)55M k M k M a a a k ++-=+==+,取5N M =+,则k ∀∈N ,所以,若k 是偶数,则N k N a a k +=+;若k 是奇数,则5(5)5(5)5(5)N k N k N N N a a a k a k a k +++-+==+-=++-=+,所以k ∀∈N ,N k N a a k +=+所以12,,,,,N N N N k a a a a +++是公差为1的等差数列.17年朝阳一模理(20)(本小题满分13分)解:(Ⅰ)集合{1,2,3,4,5}不是“和谐集”. …………………………………3分 (Ⅱ)设集合12{,,,}n Aa a a 所有元素之和为M . 由题可知,i M a (1,2,,i n )均为偶数,因此i a (1,2,,in )的奇偶性相同.(ⅰ)如果M 为奇数,则i a (1,2,,in )也均为奇数,由于12n Ma a a ,所以n 为奇数.(ⅱ)如果M 为偶数,则i a (1,2,,i n )均为偶数,此时设2ii a b ,则12{,,,}n b b b 也是“和谐集”.重复上述操作有限次,便可得各项均为奇数的“和谐集”. 此时各项之和也为奇数,集合A 中元素个数为奇数.综上所述,集合A 中元素个数为奇数. …………………………………8分 (Ⅲ)由(Ⅱ)可知集合A 中元素个数为奇数,当3n 时,显然任意集合123{,,}a a a 不是“和谐集”. 当5n时,不妨设12345a a a a a ,将集合1345{,,,}a a a a 分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等, 则有1534a a a a ①,或者5134a a a a ②;将集合2345{,,,}a a a a 分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等, 则有2534a a a a ③,或者5234a a a a ④.由①、③,得12a a ,矛盾;由①、④,得12a a ,矛盾; 由②、③,得12a a ,矛盾;由②、④,得12a a ,矛盾.因此当5n 时,集合A 一定不是“和谐集”.当7n时,设{1,3,5,7,9,11,13}A ,因为35791113,19135711,91313711,13511713,19113513,3791513,1359711,所以集合{1,3,5,7,9,11,13}A是“和谐集”.集合A 中元素个数n 的最小值是7. ……………………………………13分17年朝阳二模理(20)(本小题满分13分)解:(Ⅰ)5,1,0,2,2. …………3分 (Ⅱ)因为10-≤≤n a n ,所以20,1032≤≤≤≤a a ,又数列}{n a 的前3项互不相等, (1)当02=a 时,若13=a ,则3451a a a ====,且对3≥n ,12)2(0+-=-++nm n n m 都为整数,所以2=m ;若23=a ,则3452a a a ====,且对3≥n ,24)2(20+-=-++nm n n m 都为整数,所以4=m ;(2)当12=a 时,若03=a ,则3450a a a ====,且对3≥n ,nm n n m 1)2(01+=-⋅++都为整数,所以1-=m ,不符合题意; 若23=a ,则3452a a a ====,且对3≥n ,23)2(21+-=-++nm n n m 都为整数,所以3=m ;综上,m 的值为2,3,4. …………8分 (Ⅲ)对于1≥n ,令12n n S a a a =+++,则11111+=+≤+=<++++nS n n S n a S n S n S nn n n n n . 又对每一个n ,nS n 都为正整数,所以11++n S n m Sn S n =≤≤≤1...1,其中“<”至多出现1-m 个.故存在正整数M m >,当n M >时,必有nS n S nn =++11成立.当n S n S n n =++11时,则nSS n S n S S a n n n n n n =-+=-=++)1(11.从而22)1(2212112122+-+=+++=+++=+++++++++n a a a n a n a n S a a n S n n n n n n n n n . 由题设知1212||12<++≤+-++n n n a a n n ,又22++n S n 及1+n a 均为整数,所以=++22n S n =+1n a 11+=+n Sn S n n ,故1212n n n S S S n n n ++====++常数.从而==-+=-=++nSS n S n S S a n n n n n n )1(11常数. 故存在正整数M ,使得n M ≥时,n a 为常数. ………………………………13分17年石景山一模20.(本小题共13分) 解:(Ⅰ)2{(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}R =,2,A B R ∈ ,max (,)2d A B =. …………………3分(Ⅱ)3R 中含有8个元素,可将其看成正方体的8个顶点,已知集合M 中的元素所对应的点,应该两两位于该正方体面对角线的两个端点,所以{(0,0,0),(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1)}M =或{(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,1,1)}M =,集合M 中元素个数最大值为4. ………………8分 (Ⅲ)2,1()(,)A B Pmd P d A B C ∈=∑,其中,(,)A B Pd A B ∈∑表示P 中所有两个元素间距离的总和.设P 中所有元素的第i 个位置的数字中共有i t 个1,i m t -个0,则,1(,)()ni i A B Pi d A B t m t ∈==-∑∑由于2()(1,2,,)4i i m t m t i n -≤=所以2,1(,)()4ni i A B P i nm d A B t m t ∈==-≤∑∑从而222,1()(,)42(1)A B P mmnm nmd P d A B C C m ∈=≤=-∑ …………………13分【注:若有其它解法,请酌情给分】17年顺义二模20.解(1)由题意1(1)(1)2na n n ,---------------------------1分(1)(1)2nn n S n, -----------------------------------2分 若(1)(1)22n kn n S na k , -----------------------------------3分则(1)22n n k n -=+-. 所以,存在*∈N k ,使得n k S a =.所以, 数列是“G 数列. ---------------------------------------4分 (2)解:首先113a S ,当2≥n 时,1132--⨯=-=n n n n S S a ,所以⎩⎨⎧≥⨯==-2,321,31n n a n n , -----------------------------------6分 当2n =时,1923k -=⨯,得k N *∉因此数列{}n a 不是“G 数列”. ----------------8分 (3)若n d bn ,(b 为常数),则数列的前n 项和(1)2n n n S b +=是数列中的第(1)2n n +项,因此数列是“G 数列”. 对任意的等差数列,,(d 为公差),设1nb na ,1()(1)nc da n,则n nna b c ,而数列,都是“G 数列”.--------------------------------13分17年昌平二模(20)(本小题满分13分)解:(I ) 设,由题意,化简得,即,或.{}n a {}n d {}n d {}n d {}n a 1(1)n a a n d {}n b {}n c 1n n a q -=2312a a +=2120q q +-=4=-q 3=q所以数列的通项公式为,或.………………4分 (II )当时,,令,有;当,时,,令,则.所以,,,使.………………8分(III )当时,因为中最大元素为,得,中最大元素为,得, 所以,即符合题意.当,时,即又,所以即时., ,所以,与已知矛盾,故不合题意. 综上,.………………13分【各题若有其它解法,请酌情给分】{}n a 1(4)n na -=-13n n a -=1k =22=a {1}T =122===T S a a 2100≤≤k ∈*N k 12+=kk a {}1,2,T k =…,121(+)2+=++==k T k k S a a a a k ∀∈*N 1100k ≤≤∃⊆T U 1T k S a +=1≥+m r A m13-≥=m A m S a B r 111231+139+3(31)332--≤+++=+++=-<≤r rr m B r S a a a a ≥A B S S 1≥+m r 1<+m r ∈*N m .m r ≤=∅AB .m r ≠1≤-m r 111231+139+3(31)332--≤+++=+++=-<≤m mm r A m S a a a a 13-≥=r B r S a <A B S S 1<+m r 1m r ≥+。