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文档简介
高考总复习首选用卷数学高考真题集训——数列一、单项选择题1.(2024·全国甲卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,已知S5=S10,a5=1,则a1=()A.-2 B.eq\f(7,3)C.1 D.2答案:B解析:由S10-S5=a6+a7+a8+a9+a10=5a8=0,得a8=0,则等差数列{an}的公差d=eq\f(a8-a5,3)=-eq\f(1,3),故a1=a5-4d=1-4×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3)))=eq\f(7,3).故选B.2.(2023·新课标Ⅰ卷)记Sn为数列{an}的前n项和,设甲:{an}为等差数列;乙:eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列,则()A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件答案:C解析:解法一:甲:{an}为等差数列,设其首项为a1,公差为d,则Sn=na1+eq\f(n(n-1),2)d,eq\f(Sn,n)=a1+eq\f(n-1,2)d=eq\f(d,2)n+a1-eq\f(d,2),eq\f(Sn+1,n+1)-eq\f(Sn,n)=eq\f(d,2),因此eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列,则甲是乙的充分条件;反之,乙:eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列,即eq\f(Sn+1,n+1)-eq\f(Sn,n)=eq\f(nSn+1-(n+1)Sn,n(n+1))=eq\f(nan+1-Sn,n(n+1))为常数,设为t,即eq\f(nan+1-Sn,n(n+1))=t,则Sn=nan+1-tn(n+1),有Sn-1=(n-1)an-tn(n-1),n≥2,两式相减,得an=nan+1-(n-1)an-2tn,即an+1-an=2t,对n=1也成立,因此{an}为等差数列,则甲是乙的必要条件.所以甲是乙的充要条件.故选C.解法二:甲:{an}为等差数列,设数列{an}的首项为a1,公差为d,即Sn=na1+eq\f(n(n-1),2)d,则eq\f(Sn,n)=a1+eq\f(n-1,2)d=eq\f(d,2)n+a1-eq\f(d,2),因此eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列,即甲是乙的充分条件;反之,乙:eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,n)))为等差数列,即eq\f(Sn+1,n+1)-eq\f(Sn,n)=d′,eq\f(Sn,n)=S1+(n-1)d′,即Sn=nS1+n(n-1)d′,Sn-1=(n-1)S1+(n-1)(n-2)d′,当n≥2时,以上两式相减,得Sn-Sn-1=S1+2(n-1)d′,于是an=a1+2(n-1)d′,当n=1时,上式也成立,又an+1-an=a1+2nd′-[a1+2(n-1)d′]=2d′,为常数,因此{an}为等差数列,则甲是乙的必要条件.所以甲是乙的充要条件.故选C.3.(2023·新课标Ⅱ卷)记Sn为等比数列{an}的前n项和,若S4=-5,S6=21S2,则S8=()A.120 B.85C.-85 D.-120答案:C解析:解法一:设等比数列{an}的公比为q,若q=1,则S6=6a1=3×2a1=3S2,与题意不符,所以q≠1;由S4=-5,S6=21S2可得,eq\f(a1(1-q4),1-q)=-5,eq\f(a1(1-q6),1-q)=21×eq\f(a1(1-q2),1-q)①,由①可得,1+q2+q4=21,解得q2=4,所以S8=eq\f(a1(1-q8),1-q)=eq\f(a1(1-q4),1-q)×(1+q4)=-5×(1+16)=-85.故选C.解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为S4=-5,S6=21S2,所以q≠-1,否则S4=0,从而S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6成等比数列,所以(-5-S2)2=S2(21S2+5),解得S2=-1或S2=eq\f(5,4).当S2=-1时,S2,S4-S2,S6-S4,S8-S6,即为-1,-4,-16,S8+21,易知S8+21=-64,即S8=-85;当S2=eq\f(5,4)时,S4=a1+a2+a3+a4=(a1+a2)(1+q2)=(1+q2)S2>0,与S4=-5矛盾,舍去.故选C.4.(2023·天津高考)已知{an}为等比数列,Sn为数列{an}的前n项和,an+1=2Sn+2,则a4的值为()A.3 B.18C.54 D.152答案:C解析:解法一:因为an+1=2Sn+2,所以当n≥2时,an=2Sn-1+2,两式相减,得an+1-an=2an,即an+1=3an,所以{an}是公比q=eq\f(an+1,an)=3的等比数列.当n=1时,a2=2S1+2=2a1+2,又a2=3a1,所以3a1=2a1+2,解得a1=2,所以a4=a1q3=2×33=54.故选C.解法二:设等比数列{an}的公比为q,因为an+1=2Sn+2,所以公比q≠1,且a1qn=eq\f(2a1(1-qn),1-q)+2=-eq\f(2a1,1-q)qn+eq\f(2a1,1-q)+2,所以eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=-\f(2a1,1-q),,0=\f(2a1,1-q)+2,))所以eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=2,,q=3,))所以a4=a1q3=2×33=54.故选C.5.(2022·新高考Ⅱ卷)图1是中国古代建筑中的举架结构,AA′,BB′,CC′,DD′是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举.图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中DD1,CC1,BB1,AA1是举,OD1,DC1,CB1,BA1是相等的步,相邻桁的举步之比分别为eq\f(DD1,OD1)=0.5,eq\f(CC1,DC1)=k1,eq\f(BB1,CB1)=k2,eq\f(AA1,BA1)=k3.已知k1,k2,k3成公差为0.1的等差数列,且直线OA的斜率为0.725,则k3=()A.0.75 B.0.8C.0.85 D.0.9答案:D解析:设OD1=DC1=CB1=BA1=1,则DD1=0.5,CC1=k1,BB1=k2,AA1=k3,依题意,有k3-0.2=k1,k3-0.1=k2,且eq\f(DD1+CC1+BB1+AA1,OD1+DC1+CB1+BA1)=0.725,所以eq\f(0.5+3k3-0.3,4)=0.725,故k3=0.9.故选D.二、填空题6.(2024·新课标Ⅱ卷)记Sn为等差数列{an}的前n项和,若a3+a4=7,3a2+a5=5,则S10=________.答案:95解析:因为{an}为等差数列,则由题意,得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1+2d+a1+3d=7,,3(a1+d)+a1+4d=5,))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=-4,,d=3,))则S10=10a1+eq\f(10×9,2)d=10×(-4)+45×3=95.7.(2024·北京高考)设{an}与{bn}是两个不同的无穷数列,且都不是常数列.记集合M={k|ak=bk,k∈N*},给出下列四个结论:①若{an}与{bn}均为等差数列,则M中最多有1个元素;②若{an}与{bn}均为等比数列,则M中最多有2个元素;③若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则M中最多有3个元素;④若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则M中最多有1个元素.其中正确结论的序号是________.答案:①③④解析:对于①,由题知an,bn是关于n的一次式,对应的函数为一次函数,即点(n,an),(n,bn)分别在两条斜率均不为0的直线上,而这两条直线最多有1个交点,所以M中最多有1个元素,所以①正确.对于②,不妨取an=2n,bn=(-2)n,则有a2k=22k=4k,b2k=(-2)2k=4k(k∈N*),所以a2k=b2k(k∈N*),此时M中有无数个元素,所以②不正确.对于③,由①知点(n,an)在一条斜率不为0的直线l0上.设bn=b1qn-1(q≠1),当q>0时,直线l0与数列{bn}对应的函数的图象至多有2个公共点,M中最多有2个元素;当q<-1时,点(n,bn)在如图所示的曲线C1,C2上,由图易知直线l0与曲线C1,C2至多有3个公共点,如当an=3n-4,bn=-1×(-2)n-1时,a1=b1=-1,a2=b2=2,a4=b4=8,两个数列有3项相同,所以M中最多有3个元素;当q=-1时,易知M中最多有2个元素;当-1<q<0时,易知M中最多有3个元素.综上可知,当{an}为等差数列,{bn}为等比数列时,M中最多有3个元素,所以③正确.对于④,若{an}为递增数列,{bn}为递减数列,则它们对应的函数分别为单调递增函数和单调递减函数,两个函数图象的公共点最多有1个,所以M中最多有1个元素,所以④正确.三、解答题8.(2024·全国甲卷)记Sn为数列{an}的前n项和,已知4Sn=3an+4.(1)求{an}的通项公式;(2)设bn=(-1)n-1nan,求数列{bn}的前n项和Tn.解:(1)当n=1时,4S1=4a1=3a1+4,解得a1=4.当n≥2时,有4Sn-1=3an-1+4,所以4Sn-4Sn-1=4an=3an-3an-1,即an=-3an-1,而a1=4≠0,故an≠0,故eq\f(an,an-1)=-3,所以{an}是以4为首项,-3为公比的等比数列,所以an=4×(-3)n-1.(2)由(1)可得bn=(-1)n-1×n×4×(-3)n-1=4n×3n-1,所以Tn=b1+b2+b3+…+bn=4×30+8×31+12×32+…+4n×3n-1,故3Tn=4×31+8×32+12×33+…+4n×3n,两式相减,得-2Tn=4+4×31+4×32+…+4×3n-1-4n×3n=4+4×eq\f(3(1-3n-1),1-3)-4n×3n=4+2×3×(3n-1-1)-4n×3n=(2-4n)×3n-2,所以Tn=(2n-1)×3n+1.9.(2023·新课标Ⅰ卷)设等差数列{an}的公差为d,且d>1.令bn=eq\f(n2+n,an),记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和.(1)若3a2=3a1+a3,S3+T3=21,求{an}的通项公式;(2)若{bn}为等差数列,且S99-T99=99,求d.解:(1)∵3a2=3a1+a3,∴3d=a1+2d,解得a1=d,∴S3=3a2=3(a1+d)=6d,又T3=b1+b2+b3=eq\f(2,d)+eq\f(6,2d)+eq\f(12,3d)=eq\f(9,d),∴S3+T3=6d+eq\f(9,d)=21,即2d2-7d+3=0,解得d=3或d=eq\f(1,2)(舍去),∴an=a1+(n-1)d=3n.(2)∵{bn}为等差数列,∴2b2=b1+b3,即eq\f(12,a2)=eq\f(2,a1)+eq\f(12,a3),∴6eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a2)-\f(1,a3)))=eq\f(6d,a2a3)=eq\f(6d,(a1+d)(a1+2d))=eq\f(1,a1),即aeq\o\al(2,1)-3a1d+2d2=0,解得a1=d或a1=2d,∵d>1,∴an>0,又S99-T99=99,由等差数列的性质知,99a50-99b50=99,即a50-b50=1,∴a50-eq\f(2550,a50)=1,即aeq\o\al(2,50)-a50-2550=0,解得a50=51或a50=-50(舍去).当a1=2d时,a50=a1+49d=51d=51,解得d=1,与d>1矛盾,无解;当a1=d时,a50=a1+49d=50d=51,解得d=eq\f(51,50).综上,d=eq\f(51,50).10.(2023·新课标Ⅱ卷){an}为等差数列,bn=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(an-6,n为奇数,,2an,n为偶数,))记Sn,Tn分别为数列{an},{bn}的前n项和,S4=32,T3=16.(1)求{an}的通项公式;(2)证明:当n>5时,Tn>Sn.解:(1)设等差数列{an}的公差为d,而bn=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(an-6,n为奇数,,2an,n为偶数,))则b1=a1-6,b2=2a2=2a1+2d,b3=a3-6=a1+2d-6,于是eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(S4=4a1+6d=32,,T3=4a1+4d-12=16,))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=5,,d=2,))所以an=a1+(n-1)d=2n+3,所以{an}的通项公式是an=2n+3.(2)证法一:由(1)知,Sn=eq\f(n(5+2n+3),2)=n2+4n,bn=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2n-3,n为奇数,,4n+6,n为偶数,))当n为偶数时,bn-1+bn=2(n-1)-3+4n+6=6n+1,Tn=eq\f(13+(6n+1),2)·eq\f(n,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(7,2)n,当n>5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(7,2)n))-(n2+4n)=eq\f(1,2)n(n-1)>0,因此Tn>Sn;当n为奇数时,Tn=Tn+1-bn+1=eq\f(3,2)(n+1)2+eq\f(7,2)(n+1)-[4(n+1)+6]=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,当n>5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(5,2)n-5))-(n2+4n)=eq\f(1,2)(n+2)(n-5)>0,因此Tn>Sn.所以当n>5时,Tn>Sn.证法二:由(1)知,Sn=eq\f(n(5+2n+3),2)=n2+4n,bn=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2n-3,n为奇数,,4n+6,n为偶数,))当n为偶数时,Tn=(b1+b3+…+bn-1)+(b2+b4+…+bn)=eq\f(-1+2(n-1)-3,2)·eq\f(n,2)+eq\f(14+4n+6,2)·eq\f(n,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(7,2)n,当n>5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(7,2)n))-(n2+4n)=eq\f(1,2)n(n-1)>0,因此Tn>Sn;当n为奇数时,若n≥3,则Tn=(b1+b3+…+bn)+(b2+b4+…+bn-1)=eq\f(-1+2n-3,2)·eq\f(n+1,2)+eq\f(14+4(n-1)+6,2)·eq\f(n-1,2)=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,显然T1=b1=-1满足上式,因此当n为奇数时,Tn=eq\f(3,2)n2+eq\f(5,2)n-5,当n>5时,Tn-Sn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)n2+\f(5,2)n-5))-(n2+4n)=eq\f(1,2)(n+2)(n-5)>0,因此Tn>Sn.所以当n>5时,Tn>Sn.11.(2022·新高考Ⅰ卷)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,an)))是公差为eq\f(1,3)的等差数列.(1)求{an}的通项公式;(2)证明:eq\f(1,a1)+eq\f(1,a2)+…+eq\f(1,an)<2.解:(1)因为eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(Sn,an)))是首项为1,公差为eq\f(1,3)的等差数列,所以eq\f(Sn,an)=1+eq\f(1,3)(n-1)=eq\f(n+2,3),故Sn=eq\f(n+2,3)an.①当n≥2时,Sn-1=eq\f(n+1,3)an-1.②由①-②可知an=eq\f(n+2,3)an-eq\f(n+1,3)an-1,所以(n-1)an=(n+1)an-1,即eq\f(an,an-1)=eq\f(n+1,n-1).所以eq\f(a2,a1)×eq\f(a3,a2)×…×eq\f(an-1,an-2)×eq\f(an,an-1)=eq\f(3,1)×eq\f(4,2)×eq\f(5,3)×…×eq\f(n,n-2)×eq\f(n+1,n-1)=eq\f(n(n+1),2)(n≥2),所以an=eq\f(n(n+1),2)(n≥2),又a1=1也满足上式,所以an=eq\f(n(n+1),2)(n∈N*).(2)证明:因为eq\f(1,an)=eq\f(2,n(n+1))=eq\f(2,n)-eq\f(2,n+1),所以eq\f(1,a1)+eq\f(1,a2)+…+eq\f(1,an)=eq\f(2,1)-eq\f(2,2)+eq\f(2,2)-eq\f(2,3)+…+eq\f(2,n)-eq\f(2,n+1)=2-eq\f(2,n+1)<2.12.(2024·天津高考)已知数列{an}是公比大于0的等比数列,其前n项和为Sn.若a1=1,S2=a3-1.(1)求数列{an}的前n项和Sn;(2)设bn=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k,n=ak,,bn-1+2k,ak<n<ak+1,))b1=1,其中k是大于1的正整数.①当n=ak+1时,求证:bn-1≥ak·bn;②求eq\o(∑,\s\up10(Sn),\s\do8(i=1))bi.解:(1)设等比数列{an}的公比为q>0,因为a1=1,S2=a3-1,即a1+a2=a3-1,可得1+q=q2-1,整理得q2-q-2=0,解得q=2或q=-1(舍去),所以Sn=eq\f(1-2n,1-2)=2n-1.(2)①证明:由(1)可知ak=2k-1,且k∈N*,k≥2,当n=ak+1=2k≥4时,bn=k+1,又eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ak=2k-1<2k-1=n-1,,n-1=ak+1-1<ak+1,))即ak<n-1<ak+1,所以bn-1=bak+(ak+1-ak-1)2k=k+2k(2k-1-1)=k(2k-1),可得bn-1-ak·bn=k(2k-1)-(k+1)2k-1=(k-1)2k-1-k≥2(k-1)-k=k-2≥0,当且仅当k=2时,等号成立,所以bn-1≥ak·bn.②由(1)可知Sn=2n-1=an+1-1,若n=1,则S1=1,b1=1;若n≥2,则ak+1-ak=2k-1,当2k-1<i≤2k-1时,bi-bi-1=2k,可知{bi}为等差数列,可得eq\o(∑,\s\up7(2k-1),\s\do8(i=2k-1))bi=k·2k-1+2k·eq\f(2k-1(2k-1-1),2)=k·4k-1=eq\f(1,9)[(3k-1)4k-(3k-4)4k-1],所以eq\o(∑,\s\up7(Sn),\s\do6(i=1))bi=1+eq\f(1,9)[5×42-2×4+8×43-5×42+…+(3n-1)4n-(3n-4)4n-1]=eq\f((3n-1)4n+1,9),且n=1时符合上式,故eq\o(∑,\s\up7(Sn),\s\do6(i=1))bi=eq\f((3n-1)4n+1,9).13.(2024·新课标Ⅰ卷)设m为正整数,数列a1,a2,…,a4m+2是公差不为0的等差数列,若从中删去两项ai和aj(i<j)后剩余的4m项可被平均分为m组,且每组的4个数都能构成等差数列,则称数列a1,a2,…,a4m+2是(i,j)-可分数列.(1)写出所有的(i,j),1≤i<j≤6,使数列a1,a2,…,a6是(i,j)-可分数列;(2)当m≥3时,证明:数列a1,a2,…,a4m+2是(2,13)-可分数列;(3)从1,2,…,4m+2中一次任取两个数i和j(i<j),记数列a1,a2,…,a4m+2是(i,j)-可分数列的概率为Pm,证明:Pm>eq\f(1,8).解:(1)首先,我们设数列a1,a2,…,a4m+2的公差为d,则d≠0.由于一个数列同时加上一个数或者乘以一个非零数后是等差数列,当且仅当该数列是等差数列,故我们可以对该数列进行适当的变形aeq\o\al(′,k)=eq\f(ak-a1,d)+1(k=1,2,…,4m+2),得到新数列aeq\o\al(′,k)=k(k=1,2,…,4m+2),然后对aeq\o\al(′,1),aeq\o\al(′,2),…,aeq\o\al(′,4m+2)进行相应的讨论即可.换言之,我们可以不妨设ak=k(k=1,2,…,4m+2),此后的讨论均建立在该假设下进行.回到原题,第1小问相当于从1,2,3,4,5,6中取出两个数i和j(i<j),使得剩余的四个数成等差数列.那么剩余的四个数只可能是1,2,3,4或2,3,4,5或3,4,5,6.所以所有可能的(i,j)就是(1,2),(1,6),(5,6).(2)证明:由于从数列1,2,…,4m+2中取出2和13后,剩余的4m个数可以分为以下两个部分,共m组,使得每组成等差数列:①{1,4,7,10},{3,6,9,12},{5,8,11,14},共3组;②{15,16,17,18},{19,20,21,22},…,{4m-1,4m,4m+1,4m+2},共m-3组.(如果m-3=0,则忽略②)故数列1,2,…,4m+2是(2,13)-可分数列.所以数列a1,a2,…,a4m+2是(2,13)-可分数列.(3)证明:定义集合A={4k+1|k=0,1,2,…,m}={1,5,9,13,…,4m+1},B={4k+2|k=0,1,2,…,m}={2,6,10,14,…,4m+2}.下面证明,对1≤i<j≤4m+2,如果下面两个命题同时成立,则数列1,2,…,4m+2一定是(i,j)-可分数列:命题1:i∈A,j∈B或i∈B,j∈A;命题2:j-i≠3.我们分两种情况证明这个结论.第一种情况:如果i∈A,j∈B,且j-i≠3.此时设i=4k1+1,j=4k2+2,k1,k2∈{0,1,2,…,m}.则由i<j可知4k1+1<4k2+2,即k2-k1>-eq\f(1,4),故k2≥k1.此时,由于从数列1,2,…,4m+2中取出i=4k1+1和j=4k2+2后,剩余的4m个数可以分为以下三个部分,共m组,使得每组成等差数列:①{1,2,3,4},{5,6,7,8},…,{4k1-3,4k1-2,4k1-1,4k1},共k1组;②{4k1+2,4k1+3,4k1+4,4k1+5},{4k1+6,4k1+7,4k1+8,4k1+9},…,{4k2-2,4k2-1,4k2,4k2+1},共k2-k1组;③{4k2+3,4k2+4,4k2+5,4k2+6},{4k2+7,4k2+8,4k2+9,4k2+10},…,{4m-1,4m,4m+1,4m+2},共m-k2组.(如果某一部分的组数为0,则忽略之)故此时数列1,2,…,4m+2是(i,j)-可分数列.第二种情况:如果i∈B,j∈A,且j-i≠3.此时设i=4k1+2,j=4k2+1,k1,k2∈{0,1,2,…,m}.则由i<j可知4k1+2<4k2+1,即k2-k1>eq\f(1,4),故k2>k1.由于j-i≠3,故(4k2+1)-(4k1+2)≠3,从而k2-k1≠1,这就意味着k2-k1≥2.此时,由于从数列1,2,…,4m+2中取出i=4k1+2和j=4k2+1后,剩余的4m个数可以分为以下四个部分,共m组,使得每组成等差数列:①{1,2,3,4},{5,6,7,8},…,{4k1-3,4k1-2,4k1-1,4k1},共k1组;②{4k1+1,3k1+k2+1,2k1+2k2+1,k1+3k2+1},{3k1+k2+2,2k1+2k2+2,k1+3k2+2,4k2+2},共2组;③全体{4k1+p,3k1+k2+p,2k1+2k2+p,k1+3k2+p},其中p=3,4,…,k2-k1,共k2-k1-2组;④{4k2+3,4k2+4,4k2+5,4k2+6},{4k2+7,4k2+8,4k2+9,4k2+10},…,{4m-1,4m,4m+1,4m+2},共m-k2组.(如果某一部分的组数为0,则忽略之)这里对②和③进行一下解释:将③中的每一组作为一个横排,排成一个包含k2-k1-2个行,4个列的数表以后,4个列分别是下面这些数:{4k1+3,4k1+4,…,3k1+k2},{3k1+k2+3,3k1+k2+4,…,2k1+2k2},{2k1+2k2+3,2k1+2k2+3,…,k1+3k2},{k1+3k2+3,k1+3k2+4,…,4k2}.可以看出每列都是连续的若干个整数,它们再取并以后,将取遍{4k1+1,4k1+2,…,4k2+2}中除去五个集合{4k1+1,4k1+2},{3k1+k2+1,3k1+k2+2},{2k1+2k2+1,2k1+2k2+2},{k1+3k2+1,k1+3k2+2},{4k2+1,4k2+2}中的十个元素以外的所有数.而这十个数中,除去已经去掉的4k1+2和4k2+1以外,剩余的八个数恰好就是②中出现的八个数.这就说明我们给出的分组方式满足要求,故此时数列1,2,…,4m+2是(i,j)-可分数列.至此,我们证明了:对1≤i<j≤4m+2,如果前述命题1和命题2同时成立,则数列1,2,…,4m+2一定是(i,j)-可分数列.然后我们来考虑这样的(i,j)的个数.首先,由于A∩B=∅,A和B各有m+1个元素,故满足命题1的(i,j)总共有(m+1)2个;而如果j-i=3,假设i∈A,j∈B,则可设i=4k1+1,j=4k2+2,k1,k2∈{0,1,2,…,m},代入得(4k2+2)-(4k1+1)=3.但这导致k2-k1=eq\f(1,2),矛盾,所以i∈B,j∈A.设i=4k1+2,j=4k2+1,k1,k2∈{0,1,2,…,m},则(4k2+1)-(4k1+2)=3,即k2-k1=1.所以可能的(k1,k2)恰好就是(0,1),(1,2),…,(m-1,m),对应的(i,j)分别是(2,5),(6,9),…,(4m-2,4m+1),总共m个.所以这(m+1)2个满足命题1的(i,j)中,不满足命题2的恰好有m个.这就得到同时满足命题1和命题2的(i,j)的个数为(m+1)2-m.当我们从1,2,…,4m+2中一次任取两个数i和j(i<j)时,总的选取方式的个数为eq\f((4m+2)(4m+1),2)=(2m+1)(4m+1).而根据之前的结论,使得数列a1,a2,…,a4m+2是(i,j)-可分数列的(i,j)至少有(m+1)2-m个.所以数列a1,a2,…,a4m+2是(i,j)-可分数列的概率Pm一定满足Pm≥eq\f((m+1)2-m,(2m+1)(4m+1))=eq\f(m2+m+1,(2m+1)(4m+1))>eq\f(m2+m+\f(1,4),(2m+1)(4m+2))=eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m+\f(1,2)))\s\up12(2),2(2m+1)(2m+1))=eq\f(1,8).这就证明了结论.14.(2024·北京高考)已知集合M={(i,j,k,w)|i∈{1,2},j∈{3,4},k∈{5,6},w∈{7,8},且i+j+k+w为偶数}.给定数列A:a1,a2,…,a8和序列Ω:T1,T2,…,Ts,其中Tt=(it,jt,kt,wt)∈M(t=1,2,…,s),对数列A进行如下变换:将A的第i1,j1,k1,w1项均加1,其余项不变,得到的数列记作T1(A);将T1(A)的第i2,j2,k2,w2项均加1,其余项不变,得到的数列记作T2T1(A);…;以此类推,得到数列Ts…T2T1(A),简记为Ω(A).(1)给定数列A:1,3,2,4,6,3,1,9和序列Ω:(1,3,5,7),(2,
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