(13 分)设数列 A : ~ a _ 1 , ~ a _…——2016 高考数学第 20 题答案解析

2016_北京卷

2016 北京 第 20 题 解答题 区分题
2016_北京卷

20.(13 分)设数列 $\ A : ~ \mathsf { a } _ { 1 } , ~ \mathsf { a } _ { 2 } , ~ \ldots , ~ \mathsf { a } _ { \mathsf { N } } ~ ( { \mathsf { N } } \geq 2 )$ ).如果对小于 ${ \textsf { n } } \left( 2 { \leqslant } { \mathsf { n } } { \leqslant } { \mathsf { N } } \right)$ 的每个正整数 k 都有 $\mathsf { a } _ { \mathsf { k } } < \mathsf { a } _ { \mathsf { n } }$ ,则称 n 是数列 A 的一个“G 时刻”,记 G(A)是数列A 的所 $\vec { \exists } ^ { { \prime \prime } } G$ 时刻”组成的集合

(Ⅰ)对数列 $\mathsf { A } : ~ - ~ 2 , ~ 2 , ~ - ~ 1 , ~ 1 , ~ 3$ ,写出 G(A)的所有元素;

(Ⅱ)证明:若数列A中存在 $\mathsf { a } _ { \mathsf { n } }$ 使得 $\mathsf { a } _ { \mathsf { n } } > \mathsf { a } _ { 1 }$ ,则 ${ \mathsf { G } } ^ { \mathrm { ~ } } \left( { \mathsf { A } } \right) \neq \varnothing$

(Ⅲ)证明:若数列A满足 $a _ { n } - a _ { n - 1 } { \leqslant } 1 ( n { = } 2 , 3 , . . . , N )$ ),则G(A)的元素个数不小于 $\mathsf { a } _ { \mathsf { N } } - \mathsf { a } _ { 1 }$

参考答案

见解析

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

关键能力
数列
难度
区分题
先及格路线 · 高中数学 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

完整解析 · 逐步详解

【考点】8I:数列与函数的综合;RG:数学归纳法

【专题】23:新定义;55:点列、递归数列与数学归纳法

【分析】(Ⅰ)结合“G时刻”的定义进行分析;

(Ⅱ)可以采用假设法和递推法进行分析;

(Ⅲ)可以采用假设法和列举法进行分析

【解答】解:(Ⅰ)根据题干可得, $a _ { 1 } = - 2 , a _ { 2 } = 2 , a _ { 3 } = - 1 , a _ { 4 } = 1 , a _ { 5 } = 3 , a _ { 1 } < a _ { 2 }$ 满足条件,2满足条件, $\mathtt { a } _ { 2 } > \mathtt { a } _ { 3 }$ 不满足条件,3不满足条件,

$\mathtt { a } _ { 2 } > \mathtt { a } _ { 4 }$ 不满足条件,4不满足条件, $\mathsf { a } _ { 1 } , \mathsf { a } _ { 2 } , \mathsf { a } _ { 3 } , \mathsf { a } _ { 4 }$ ,均小于 $\mathtt { a } _ { 5 }$ ,因此5满足条件,因此 ${ \textsf { G } } \left( { \textsf { A } } \right) = \left\{ 2 , \ { \textsf { 5 } } \right\}$

(Ⅱ)因为存在 $\mathsf { a } _ { \mathsf { n } } > \mathsf { a } _ { 1 }$ ,设数列A中第一个大于 $\mathsf { a } _ { 1 }$ 的项为 $\mathsf { a } _ { \mathsf { k } }$ ,则 $\mathsf { a } _ { \mathsf { k } } { > } \mathsf { a } _ { 1 } \mathsf { \geq a } _ { \mathsf { i } }$ ,其中 $2 { \leqslant } \mathsf { i } { \leqslant } \mathsf { k } - 1$ ,所以 $\mathsf { k } \in \mathsf { G \ ~ } ( \mathsf { A } ) , \mathsf { G \ } ( \mathsf { A } ) \ne \emptyset$ ●

(Ⅲ)设 A 数列的所有 $^ { * } G$ 时刻”为 $\mathsf { i } _ { 1 } { < } \mathsf { i } _ { 2 } { < } \ldots { < } \mathsf { i } _ { \mathsf { k } } ;$

对于第一个 $^ { \prime \prime } G$ 时刻 $\mathbf { \ " } \mathfrak { i } _ { 1 }$ ,有 $a _ { \overset { . } { 1 } } > a _ { 1 } \geq a _ { \mathrm { i } } ( \mathrm { i } \mathop { = } 2 , \ 3 , \ . . . , \ \mathfrak { i } _ { 1 } - 1 )$ ),则

$$ \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 1 } } - \mathsf { a } _ { 1 } \leqslant \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 1 } } - \mathsf { a } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 1 } - 1 } \leqslant 1 . $$

对于第二个 $^ { \prime \prime } G$ 时刻 ${ \bf \ " } _ { \bf i _ { 1 } }$ ,有 $\mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { 2 } } > \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { 1 } } \geqslant \mathsf { a } _ { \mathsf { i } } \ ( \mathsf { i } = 2 , \ 3 , \ \ldots , \ \mathsf { i } _ { 1 } - 1 )$ ),则

$$ \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 2 } } - \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 1 } } \leqslant \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 2 } } - \bar { \mathsf { a } } _ { \dot { \mathsf { 1 } } _ { 2 } - 1 } \leqslant 1 . $$

类似的 $\bar { \mathsf { a } } _ { \overset { . } { 3 } } - \mathsf { a } _ { \overset { . } { 1 } _ { 2 } } \overset { < } { \leq } 1 , \ \ldots , \ \mathsf { a } _ { \overset { . } { 1 } _ { \overline { { \mathsf { k } } } } } - \mathsf { a } _ { \overset { . } { 1 } _ { { \mathsf { k } } - 1 } } \leqslant 1$

于是,k $\geqslant ( \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \pm } } - \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \pm } 1 } ) + ( \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \pm } 1 } - \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \pm } 2 } ) + \ldots + ( \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { 2 } } - \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { 1 } } ) + ( \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { 1 } } - \mathsf { a } _ { 1 } )$ $\mathbf { \bar { a } _ { i _ { k } } } - \mathbf { a } _ { 1 } .$

对于 $\mathsf { a } _ { \mathsf { N } }$ ,若 N∈G(A),则 $\mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \mathsf { k } } } = \mathsf { a } _ { \mathsf { N } }$

若N∉G(A),则 $\mathsf { a } _ { \mathsf { N } } { \leqslant } \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \mathsf { k } } }$ ,否则由(2)知 $\bar { \bar { \mathbf { a } } } _ { \mathrm { i } _ { \mathbf { k } } } , \quad \bar { \bar { \mathbf { a } } } _ { \mathrm { i } _ { \mathbf { k } + 1 } } , \quad \dots , \bar { \bar { \mathbf { a } } } _ { \mathsf { N } }$ ,中存在 $^ { \prime \prime } G$ 时刻”与只有k个 $^ { \prime \prime } G$ 时刻”矛盾

从而 $\mathsf { k } \geqslant \mathsf { a } _ { \mathsf { i } _ { \mathtt { k } } } - \mathsf { a } _ { 1 } \geqslant \mathsf { a } _ { \mathsf { N } } - \mathsf { a } _ { 1 }$

【点评】本题属于新定义题型,重点在于对 $^ { . . . } G$ 时刻”定义的把握,难度较大

✅ 来源:2016年 · 北京 · 2016_北京卷 · 第 20 题 · 本题已通过全部自动发布校验

同类专题与考点

返回上层