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1228期杭州一模19题,不就是许洛平一检的Card计数函数?原来都改编自……
该篇素材选自今天高考的浙江杭州市25届高三年教学质量检测(杭州一模)第19题。这张卷质量还是不错的,比如小题中的单选压轴T8是2024年新课标Ⅱ卷T8带火的共零点恒成立问题;多选压轴T11是一直很火的抽象函数问题(瑕疵是利用特殊函数 就可以得到正确答案),填空压轴T14是双曲线离心率问题,比较精致。大题质量就不如小题了,套壳新定义“信息熵”被放到了第17题;第18题是传统导数零点差问题,处理套路是切割线拟合;第19题和前几天豫西北教研联盟(许洛平)25届高三第一次质检第19题一样,都是改编自21年北京海淀的模拟题,另外就是这题中的集合中的计数函数Card(x)在人教 版新教材数学必修第一册 有。
一、这两道Card计数函数与数列压轴 二、改编自21年北京海淀的模拟 三、集合计数函数 1、新教材中的集合计数函数 2、计数函数典例 四、附杭州一模原卷及解析 1、原卷(文末下载) 2、解析(文末下载)
一、这两道Card计数函数与数列压轴
【浙江杭州25届高三年一模T19】 (关注微信公众号:Hi数学派)已知正项有穷数列 ,,,,( ),设 ,记 的元素个数为 .
(1) 若数列 ,,,,求集合 ,并写出 的值;
(2) 若 是递增数列或递减数列,求证: “ ” 的充要条件是 “ 为等比数列”;
(3) 若 ,数列 由 ,,,,, 这 个数组成,且这 个数在数列 中每个至少出现一次,求 的取值个数.
解析:
(1) 由题意得, 的取值为 ,,,
(2) 证明
充分性: 若 是递增等比数列,所以公比
则当 时,
必要性: 若 是递增数列,则
,,, ,且互不相等
,,,, ,且互不相等.
为等比数列(关注微信公众号:Hi数学派).
若 是递减数列,同理可证.
(3) 由题意知,数列 由 ,,,,, 这 个数组成
因此任意两个数作商(可相等),结果只可能为
共 个不同的值
因为 ,,,,, 这 个数在数列 中共出现 次
所以数列 中存在 ( ),所以
所以 ,且
设数列 ,,,,,,,
此时 ,,,,,,,,,,,,,,
所以
现对数列 分别作如下变换:
① 把前面的 移动到 和后面的 之间,得到数列:,,,,,,,,
此时 ,,,,,,,,,,,,,,
所以
② 再把前面的 移动到后面的 和 之间,得到数列: ,,,,,,,,,,
此时 ,,,,,,,,,,,,,,
所以
③ 依此类推,最后把前面的 移到最后一项,得到数列 ,,,,,,,
此时 ,,,,,,
所以 (关注微信公众号:Hi数学派)
综上, 可以取到从 到 的所有 个整数值
所以 的取值个数为
【豫西北教研联盟(许洛平)25届高三一检T19】 已知有穷数列 ,,,( )的各项均为正整数,记集合 的元素个数为 (关注微信公众号:Hi数学派).
(1) 若数列 为 ,,,,试写出集合 ,并求 的值;
(2) 若 是递增数列且 ,求证: 是等比数列;
(3) 判断 是否存在最大值,若存在,试说明理由.
解析:
(1) 由题意得, 的取值为 ,,
(2) 证明: 因为 是递增数列,且 ,则
,,, ,且互不相等
,,,, ,且互不相等.
为等比数列.
(3) ,,,( )共有 个元素,故 , 最多有 个
存在最大值 . 理由如下:
不妨取 ,,,,其中 ( ) 均为质数.
,,,,
且 ,,,, 互不相同,有 个元素;
同理,,,,,
且 ,,,, 互不相同,共有 个元素;
,,,,
且 ,,,, 互不相同,共有 个元素;
互不相同,有 个元素.
根据质数的性质知,( )互不相同
所以(关注微信公众号:Hi数学派)
故 有最大值
二、改编自21年北京海淀的模拟
【21年北京海淀一模】 (关注微信公众号:Hi数学派)已知数列 ,,,,( ),设 ,记 的元素个数为 .
(1) 若数列 ,,,,求集合 ,并写出 的值;
(2) 若 是递增数列,求证:“ ” 的充要条件是 “ 为等差数列”;
(3) 若 ,数列 由 ,,,,, 这 个数组成,且这 个数在数列 中每个至少出现一次,求 的取值个数.
解析:
(1) 由题意得, 的取值为 ,,,
(2) 证明
充分性: 若 是等差数列,设公差为
因为数列 是递增数列,所以 .
则当 时,
必要性: 若
因为 是递增数列
, ,, ,且互不相等
又
, ,, , ,且互不相等.
, ,,
所以 为等差数列.
(3) 因为数列 由 ,,,,, 这 个数组成,任意两个不同的数作差,差值只可能为(关注微信公众号:Hi数学派)
共 个不同的值,且对任意的 ,,,,,,, , 和 这两个数中至少有一个在集合 中.
又因为,,,,, 这 个数在数列 中共出现 次,所以数列 中存在 ( ),所以
综上, ,且
设数列 ,,,,,,,,,,,
,,,,
现对数列 分别作如下变换:
① 把一个 移动到 , 之间,得到数列:,,,,,,,,,,,
.
② 把一个 移动到 , 之间,得到数列:,,,,,,,,,,,
③ 把一个 移动到 , 之间,得到数列:,,,,,,,,,,,,,
④ 把一个 移动到 , 之间,得到数列:,,,,,,,,,,,
再对数列 依次作如下变换:
① 把一个 移为 的后一项,得到数列 :,,,,,,,,,,,
② 再把一个 移为 的后一项,得到数列 :,,,,,,,,,,,
依此类推(关注微信公众号:Hi数学派)
③ 最后把一个 移为 的后一项,得到数列 ,,,,,,,,,,,
综上所述, 可以取到从 到 的所有 个整数值
所以 的取值个数为
三、集合计数函数
1、新教材中的集合计数函数
在新人教 版数学必修第一册 ,如下
2、计数函数典例
【24届宁波二模T11】 指示函数是一个重要的数学函数,通常用来表示某个条件的成立情况.已知 为全集且元素个数有限,对于 的任意一个子集 ,定义集合 的指示函数 ,
若 ,则(关注微信公众号:Hi数学派)
注: 表示 中所有元素 所对应的函数值 之和(其中 是 定义域的子集)
答案:
解析: 该题指示函数复合上求和函数 其实就可以看作计数函数 ,表示在全集 中有多少个元素在子集 中
① 对于 ,
② 对于 ,因为
故
③ 对于 ,因为
故有(关注微信公众号:Hi数学派)
④ 对于 , 有
有
故
注: 另外,该题其实就是指示函数的两个性质,有关指示函数的性质可以参考小派之前的推文《宁波二模 • 指示函数》