【转载】2024年北京高考压轴题分析

教育   2024-09-04 10:17   陕西  

今年北京高考数学试卷最后一题如下(第三问回忆版,这里对部分字母做了修改):

设集合

对给定正整数数列,和序列,其中,

定义变换:将数列的第项加,得到数列;将数列的第项加,得到数列;……重复上述操作,得到数列,记为

为偶数,求证:“存在,使得为常数列”当且仅当“

分析:

:只需注意到每次变换是将中一个数加,故为定值.而最后为常数列,即所有的都相等,于是变换前也相等,即 

:即构造一个满足题意的序列.为方便叙述,将写成一个的矩阵

尝试进行构造:

为使在变换后相等,我们很自然地希望第一列中有,这样.同理第二列中有,依次类推.

然而,上面的不一定满足“为偶数”这一条件,下面我们对和为奇数的行进行调整.

首先,由题意知,为偶数,而,于是也为偶数,这样矩阵中所有元素之和也为偶数.因此元素和为奇数的行共有偶数个.

对两个元素和为奇数的行,如果的奇偶性不同(即),则交换的位置,这样这两行的元素和均变为偶数,且不改变最终的和.的情况也同理.

此时元素和为奇数的行已被调整至全部相同,且一共有偶数行,设共有行,它们均为

这时候无法再通过交换同一列的两个元素来进行调整,因此我们再添加一些行:

添加(即前两个数不变,后两个数改变),和,这些行的元素和也为奇数.

中的中的交换;中的中的交换.

此时矩阵中所有行的元素和均为偶数,满足题意.且第列中恰有

将这个矩阵对应的作用于,可得中都每一项均为,证毕.

数学风铃
西安交通大学学长,分享高中各科学习的经验的方法;分享大学生活和研究生生活。数学是学习中重要的一部分,学习是生活中重要的一部分,学习除了数学还有其他学科,生活除了学习也有很多美好的东西值得关注!我们可以一起加油,努力学习,好好生活!
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