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文档简介

4.1.2数列的递推公式与前n项和公式

一、单选题

1.设数列{q}满足4=1,%=3α,ι+l(">l),则%=()

A.0B.4C.5D.8

【答案】B

【分析】由递推关系式直接求出即可.

【解析】由题意得:α2=3α1+l=4.

故选:B.

2.设S“是数列{%}的前八项和,若S,,=∕+2",则々022=()

A.4045B.4043C.4041D.2021

【答案】A

【分析1根据出。22=S2022S202l计算可得;

【解析】解:因为S,,=/+2”,

22

所以¾)N=∙‰a-⅛l=2022+2×2022-(2021+2×2021)=4045;

故选:A

3.数列{%}中,an+all+,=all+2,q=2,%=5,则4=()

A.-3B.11C.-5D.12

【答案】D

【分析】根据递推公式一一计算可得;

【解析】解:因为4+%+∣=4+2,4=2,g=5,

所以%=4+%=7,α4=«,+α2=12;

故选:D

4.已知数列{/}满足/>。,且对于任意正整数P,g都有册∕=2p+'成立,则知的值为()

A.8B.16C.32D.64

【答案】C

【分析】令P=q=2,结合求出“2=4,再令p=2,q=5,求出%=32.

24

【解析】令2=4=2得:a2=2=16,

因为%>0,所以%=4,

2+5

令p=2,q=5得:¾¾=2=128,解得:a5=32

故选:C

5.在数列{%}中,4=2,。向=得,则4=()

A.—B.—C.-3D.2

32

【答案】C

【分析】利用递推公式依次求出“2,%,%即得解.

(1„~~∖a,12一11

【解析】解:因为4=2,=F,所以4=七7二”所以%=r=-不,

an÷14+13α2+12

ci-i-\.

所以4=17=-3.

。3+1

故选:C

6.若数列{七}的首项4=-;,且满足4+产1-',则%>22=()

44

【答案】C

【分析】根据递推公式,结合代入法可以求出数列的周期,利用数列的周期性进行求解即可.

【解析】因为4=-;,4川=1-',

a

4n

1ɪ4.1

所以%=1-:1=5ς'%=11"=丁4=1-4

4.所以该数列的周期为3,

45

于是有⅛2=⅝74×3=%=W,

故选:C

7.在数列{4}中,4=3,a,,=Mτ+2,则()

A.数列{q}单调递减B.数列{4}单调递增

C.数列{4}先递减后递增D.数列{4}先递增后递减

【答案】A

【分析】由数列递推式求出生=K,可判断4,>0,将%=J4τ+2两边平方得

(4川+”“)(α,,+∣=4-ɑ,ɪ,判断4川-”“与4,-明同号,结合可判断

即得答案.

【解析】由4=3,at,=MT+2,得%=石,0i=λ∕√5+2,且可知4>。.

再由4=Jα,τ+2,两边平方得a「=a,i+2①,

a2

则n+f=a”+2②,

②-①得:《用2一(αzt+∣+αzf)(αzι+∣-%)=α〃一4T

tan>09Λan+l-an^an-an.l同号,

由4-4<。,可知,〃〃一ql-ιV°,即。〃<4τ,

可知数列{%}单调递减.

故选:A.

8.已知数列{m}满足:aι=lf^÷ι=-⅛7(n∈N*),则数列{即}的通项公式为()

〃〃+Z

A・¾=--B∙an=C∙an=-------

n+172-1n+1

【答案】A

【解析】:4+1=&(〃WN*)

1a+211

.--=--n--——I

'42an2an

V«7=1

•••{:}是以1为首项,;为公差的等差数列

11/∖〃+1

.∙.-=1ι÷^1-0-

∙∙.4=V

故选A.

点睛:已知数列的递推关系求通项一般有两个方法:构造新数列和归纳猜想.

一般用构造即为通过构造新的等差或等比数列来求数列的通项公式;

归纳猜想适用于数列递推关系较为复杂不宜构造时,通过罗列数列的有限项来观察规律.

,、[a„-4,a,,>4

9.已知数列{%}的首项q=“,且0<a≤4,。向=6'?a<4,是此数列的前〃项和,

则以下结论正确的是()

A.不存在α和〃使得S“=2021B.不存在α和〃使得S,,=2022

C.不存在。和〃使得S,,=2023D.不存在。和〃使得S,,=2024

【答案】A

【分析】利用特殊值的思路,分别令6=1、2来去判断即可.

【解析】令4=1,则所有的奇数项都为1,偶数项都为5,此时SG=2023,故C选项错误;

令4=2,则所有的奇数项都为2,偶数项都为4,此时$674=2022,S675=2024,故BD选

项错误,综上所述,A选项正确.

故选:A.

10.己知数列{4,,}满足:H)=(∙+ι)G∈N*),则下列说法正确的是()

Ja,,

A.若““>1,则数列{6,}是单调递减数列B.若0<α,,<l,则数列是单调递增数列

、Ic,1a1,

C.%=2时,an+}+>2+4〃D.4=一时,n+↑÷---<2+4〃

%2⅛÷ι

【答案】C

【分析】将式子进行变形,构造等差数列,之后构造新函数,进而得到结果.

【解析]由=("€N*)得%J2%L±!=巴'1,

a

。“+1an¾+.n

即(4出+ɪ)-⑷+')=4,

⅛÷lan

所以数列{“"+?}是以4为公差的等差数列,

函数f(χ)=χ+L

X

A项,an>∖,an+t>1,f(χ)在(1,E)上是单调递增函数,即数列{4}是单调递增数列,

B项,。<%<1,/(X)在(0,1)上是单调递减函数,即数列{q,}是单调递减数列,

1515“,、“3

C项,4=2时,可知4+—=彳,¾+-=-+4(rt-l)=4n--,

q2azl22

135

an+.+=4(H+1)——=4及+—>2+4〃,

⅛+ι22

I151-“

D项,时,a∖+~=~,由C知,¾∣+—>2+4»,

2q2+4用

故选:C.

11.已知数列{q}的首项4=1,且满足α向-α,,=(-g)(∕ι∈N"),则存在正整数〃,使得

(4,-义)(4田+为<0成立的实数人组成的集合为()

ʌ-(-∞-4)U⅛Hb∙住Ic∙⅛ι)

D∙(-8,一|)

【答案】A

【分析】显然。”是正数,求出通项公式,再理解不等式的含义即可.

【解析】由于4用-4=(-g),所以使用累加法,得:

““=4+(42—《)+(6—“2)+(“4—43)+∙∙+(a“_a,i)=:1—(一:),

若〃为奇数,勺=|[1+5)>|,是递减数列;

若〃为偶数,是递增数列,

显然可>O,对于不等式(q-㈤(α向+>t)<0,

等价于:若4<(),^a,-λ>0,则%+∣<-"n+i≥2,一;I大于从数列的第2项算起的最

小值,即只要λ<~,

22

必然存在一个正整数〃使得不等式(%-4(4用+为<0成立,故2e1-8,-g1

若%>。,有。〃+1+几>。,则。“<%,即4>(",Jmin=;,

故;l∈(g,+8);

故选:A.

12.数列{q,}满足用,则下列说法错误的是()

A.存在数列{《,}使得对任意正整数p,g都满足。因=整与+P&

B.存在数列{4}使得对任意正整数p,4都满足J=P4+吗,

C.存在数列{%}使得对任意正整数p,g都满足册F=P4+网P

D.存在数列{4}使得对任意正整数p,q都满足μ+,=(£+;,四

【答案】C

【分析】依题设找到数列满足的递推关系,或举反例否定.

【解析】由%=q2%,+p2%,得与τ=%+%,

Pqp9p^<ι^P-q-

2

令4=log,n,al,=nlog,n,

n

则当Cl时,数列{%}满足题设,所以A正确;

由=得为="+%,

PqPq

令可=山Og"则当r>l时,数列{4}满足题设,所以B正确;

由%=P4+吗,

令q=l,得/+1=Wi+%,,%=20∣,ai=2aλ+a2=4al,aA=3α1+a3=lal,

令P=q,得%,,=2pap,a2=2αl,a4=4a2=8«,,

则8q=7α∣,ɑ∣=0,从而出=%=%=°,与a”<a”+i矛盾,所以C错误;

由α

p+q]{K得黑=■

令4="〃,则当f>l时,数列{q}满足题设,所以D正确.

故选:C

【点睛】思路点睛:肯定命题,构造符合题设数列,注意类比常见函数的运算性质,寻找恰

当的数列:否定命题,赋值举反例,发现矛盾.

二、多选题

13.数列1,3,6,10,15,…的递推公式可以是()

A.an+∖=all+n,〃eN"B.all=a„_,+n,n≥2,neN

C.aπ+l=all+(n+l),n≥2,«∈N*D.all-all^+(π-l),«∈N*,n≥2

【答案】B

【分析】根据题意,得到々-4=2,a3-a2=3,a4-a3=4,a5-ai=5,由此得到答

案.

【解析】设数列1,3,6,10,15,…为{%},则出-4=2,=3,%=4,%-%=5,一,

〃=1时,A、D不合题意;而C中不包含%-4=2,

由此可得数列{q,}满足4-4ι=〃,〃≥2,"∈N".

故选:B.

14.已知数列{4}的前〃项和为5“,且S“-4=5-1)2,hn=^-r,则()

2

A.Sn=nB.an=In

C.数列也}是递增数列D.数列也}的最小值为甘

【答案】AD

【分析】根据SSa得到S,ι=("7)2,进而求出前一项和与通项公式,进而判断AB

选项;利用与L=(鲁,结合鲁与1的大小关系,得至U{d}不是递增数列,且求出熊的

最小值,判断CD选项.

2

[解析],=Sn-sιl,l(n≥2),二S,,-an=5,,.l,则SU=S-I尸,即S.=n(n∈N*),.

当“≥2时,«„=W2-(M-I)2=2∕J-1,又α∣=l满足上式,.∙.%=2"-l("∈N*),故A正确,

B错误;

22n4乌[,当叵>1时,〃>a+1,

易知b,>0,

t("+I)”H+1)〃+1

・・・当1≤"<3时,bn>bll+i,当n≥3时,包<加,...数列也}不是递增数列,且当”=3时,

女取得最小值三,故C错误,D正确.

81

故选:AD.

15.已知正项数列{4}满足:⅛+l>3¾,S“是{4}的前"项和,则下列四个命题中正确的

是()

A.%R3%B.SM>(1+3*+9*)S*

C.∖≤∣¾-^l(∏>2)D..等}是递增数列

【答案】ABC

【分析】对于A,根据》3〃”和4>O迭代可得结果,对于B,由于

&=(q+%++4)+(4-1+4.2++%J+(%+∣+%E++,%),结合“向23凡化简即

Skal+a2+ak

可,对于C,由已知可得的W中,…%≤含,4W含,相加化简即可,对于D,举

例判断

【解析】对于A,由已知得。向23%223∙Zτ223Z,故A正确;

+a

“工口S?*_(4+4+÷¾)+(¾+ι÷¾+2÷÷¾)÷(¾A+I÷¾+2÷3k)

闷于B,-T-=--------------------------------------------------------------

Ska,+a2+ak

_1,4-1+4+2++ci2k,4Zhi+%—++%kI

一ɪ'',田

4+%++4q+%++6

以+1N34,〃攵+223%,…出人23%,出人+1294,生人+229%,…须29%;得

些21+3*+9、故S3*2(1+3'+9")S∙,故B正确;

对于C,由A知,¾≥3¾.i=>⅛.1≤∙y∙,...¾≤^2>qW^∙,所以

S,,=αl+α2++/W含+含++y+«„=¾^l+→■+/]

3

对于D,若{4}是等比数列且乎=4,则|竽.是常数列,故D错误,

故选:ABC.

16.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数I,1,2,3,5,...,

其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,后来人们把这样的一列数组成的数列包}

称为“斐波那契数列”,记S,,为数列{%}的前"项和,则下列结论正确的是()

A.4=8B.S-,=33

C.ax+a3+α5+∙∙∙+α19=α20D.a2+ez4+a6+∙∙∙+tz20=S19

【答案】ABCD

【分析】对于A:直接由递推公式写出数列的前6项,即可判断;

对于B:直接求出数列的前7项的和;

对于C:由递推关系直接求解;

对于D:由q+2=。,川+可,直接转化,即可判断

【解析】对于A:写出数列的前6项为1,1,2,3,5,8,故A正确.

对于B:S,=l+l+2+3+5+8+13=33,故B正确.

对于C:由4=4,a3=ai-a2,a5=aβ-a4,αl9=¾-Λ18,可得α∣+%+%+∙∙∙+α∣9=¾,

故C正确.

对于D:斐波那契数列总有4+2=%+4,则

a2+a4+a6-i-----Fa20=a2+a2+α,+H-----1-αl8+αl9=wl+a2+a3+a4-∖-----ι-al8+«|9=5∣9,故D

正确.

故选:ABCD

三、填空题

17.已知数列也,}的前八项和S“=贝Ijq=

【答案】1

【分析】令〃=1,得到5=2-4,即q=2-q,即可求解.

【解析】由题意,数列{叫的前〃项和S,=2〃-凡,

令九=1,可得S1=2-4,即4=2-q,解得α∣=l.

故答案为:1.

18.在数列{〃〃}中,q=l,-βd-=^-TΠGN则4O=_______.

%n+1(),

【答案】ɪ

【分析】直接由递推关系进行累乘运算即可.

一a.a,a,9811

nx1

[解析]由题后知4O=----------^∙al=­×~××-×=~.

α9¾4109210

故答案为:ɪ.

19.设数列{叫满足4=%(4M-I)(I-α.)=2α,,ReN*),若数列{%}的前2019项的乘积

为3,则。=.

【答案】2

【解析】本题先根据递推式的特点可知%*1,然后将递推式可转化为4+∣=产•再根据

%=”逐步代入前几项即可发现数列{4}是以最小正周期为4的周期数列.再算出一个周期

内的乘积为1,即可根据前2019项的乘积为3求出a的值.

【解析】解:由题意,根据递推式,为w1,故递推式可转化为%”=产.

1一区,

a-∖

1ɪH-------

“-1+¾-a+l-,

ɑs——1一a1

1-%i_£zl

a+∖

•••数列{”“}是以最小正周期为4的周期数歹U,

,

Q2019=4×504+3,.∙al-a2...a20l9=al-a2-a3

解得α=2.

故答案为:2.

【点睛】本题主要考查周期数列的判定以及周期数列的性质应用,本题属中档题.

20.以I0.”1间的整数电就"建则二!期f为分子,以〃:为分母组成分数集合τ,其所有元素

和为生;以(0.”厂I间的整数MAL*尼1臧为分子,以,,:;为分母组成不属于集合T的分

数集合T.,其所有元素和为4;……,依次类推以10,,/间的整数毓泌吧臧:为分子,

以”::为分母组成不属于A,4,…,4一的分数集合41其所有元素和为a:;则

q÷cι^+…+a”

【答案】甲

【解析】依题意可得4=一.因为以,,::为分母组成属于集合M的元素为

乌■,警,…,生普即匕工,…,如£所有这些元素的和为生.所以

mmmmmm

1+2+∙∙∙+(∕H2-1)l+2+∙∙∙+("/—1)闩IHl

一4.π即π--------ʒ---------L=4+%同理

nrm~

【答案】(1)an=--;(2)4=L

nn

【分析】(1)利用累加法即可求出通项公式;

(2)利用累乘法即可求出通项公式;

ɪ__1_

【解析】(1)因为。向=%+(〃N1),a∣=-l,所以4+∣-a,,

鹿(〃+1)n〃+1

所以当"≥2时,an=al+(a2-ax)++(¾.l-¾.2)+(¾-aπ.1)

11

=-ι÷ι-l÷l-l++-L-

2237?-1nn

当〃=1时,也适合

1

所以{4}的通项公式为%=-

n

〃一1/、4=1,所以言了十

(2)因为=H--an-∖=-----4-l(“≥2),

n

。2[123n—11

所以当"≥2时,q=4,.——•------=Ix—×—X-XX-----=一

6出an-ι234nn

当〃=1时,也适合,

所以的通项公式为4,,=」∙

n

2

22.已知数列{%}满足A争+$++^=n+n,求数列{α,,}的通项公式.

【答案】aπ=n-2^.

【分析】当“22时,得到卜生+袋++翁=("-iy+"-l,进而做差可得到

墨=2"("≥2),再检验〃=1时,即可求出结果.

【解析】W+'+者++故="+〃,

工当〃22时,y+^-+∙^∙+-+^⅛=(n-l)2+n-b

两式相减得M=2〃(〃≥2),.∙.4=〃∙2"+'(n≥2).

又'.‘当"=1时,5=1+1,;.4=4,满足%="∙2"+∣.

,∖an=n∙2〃”.

--LAS=2Z+1M∈N)

2

23.记数列的前"项和为S,,,已知S(I=

-,(n=2*Λ∈N*)

12

(1)求数列{q}的通项公式;

⑵求数歹“二一的前”项和小

a

lA+ιJ

【答案】(1)4=(」)"?〃;

n

(2)7;=

n+1

【分析】(1)讨论”为奇偶性,结合已知前〃项和及S”的关系求通项公式即可;

11

(2)由H=-而币y,再应用裂项相消法求7”.

""""+I'l'ɪ/

(1)

Ii+1fl-«ɪ

当"为奇数且“23时,q=SJI-ET=-审一号=-〃,且4=A=-I,也满足该式;

Yl((〃-1)+1

当〃为偶数时,­2、--i-ɪ=〃.

综上,αn=(-l)"?n.

(2)

由⑴

故雹=-

24.(1)已知数列{的}满足:4=1,%+|=蜡石("€'*),求{〃〃}的通项公式;

(2)在数列{“〃}中,己知∙∕=3,(3n+2)an+∣=(3n-l)Cm(n∈7√*),an≠0,求

【答案】(1)an=—^—;(2)m=

2—15Jn—1

【分析】(1)对的+∕=j⅛■两边“取倒数”,得到J--'=2",再利用累加法求解;

Zan+ɪan+∖an

Qnq3〃-1

(2)由(3/?+2)anI-(3/2-1)an,得到---=-----,然后利用累乘法求解.

an3/1+2

【解析】(1)对的+尸行41两边“取倒数”,得一L="B

2%+1%afl

11

,即---=2n+—,

%7¾

11

,〃22时,-------

anan-l

将以上各式累加得,

1_一_1=2"T+2"-2+…+2?+2=⅛∑ΞJ=2"-2,

1-2

所吟=f

所以为=4,当"=1也满足,

所以”,,=4∙

Z—1

.,a.,3n-1

(2)因前#),由(3〃+2)cm+ι=(3〃-1)an,得n=τ~

a„3〃+2

a_3〃-4_3〃-7%_5g_2

・时,--n-=尸=三,一=

"22=-~7,------ɔ—7a7

a〃T3〃-1an_23〃-4a2θ∖5

一一a2

逐项累乘,得-inL=丁一

∙*∙cιn=J,当〃=1也满足,

3n-∖

.6

•∙cιn=----.

〃3M-1

2

25.设各项均为正数的数列{all}的前〃项和为5〃,且S“满足S;-(H÷〃-3)S.-3W+«)=0,

"∈N".

(1)求%的值;

(2)求数列{可}的通项公式.

【答案】(1)4=2;

(2M=2”.

【分析】(1)对己知条件,通过令〃=1,结合题意即可求得结果;

(2)把已知递推式因式分解,求出5“,利用勺,S〃的关系求得答案.

(1)

2

由S:-(〃“+〃-3)Sn—3(n+h)=09得

ciy—(1^÷1—3)4—3(1~÷1)=0,βp%~+ciy—6=0,

解得:q=-3(舍)或4=2.

(2)

22

由S;-(n+n—3)Sπ—3(n+n)=0,

得(S,,+3)(S〃一〃2一〃)=。,

即S“="+〃或S“=-3(舍)

当〃=1时,q=2.

22

当2时,an=Sn-Sll^=n+n-(n-l)-(n-l)=2n.

验证〃=1时上式成立,

.∙.an=2n.

12

26.已知S"为数列{4,,}的前"项和,且满足q=9,5“=4+S,-(〃≥2).

⑴求证:数列{叫是递增数列;

(2)如果存在一个正数“,使得㈤恒成立,则称数列{4}是有界的.判断数列{4}是

否有界,并说明理由.

【答案】(1)证明见解析;

(2)有界,理由见解析.

【分析】(D利用(与利关系可求得。“,可证得由此可证得结论;

„21

(2)由同=正有=l--7-y<1可得数列{q}有界.

(1)

/I21

当“≥2时,⅛=5,,-5π,l=^-;经检验:q=χ也满足%=——,

n+12n+1

2

数列{4}的通项公式为为=」」(〃wN∖,

22222

("+I)?n(∕J+l)(∏+l)-∏[(n+l)+l]2«+1n

,,+l(∕1+1)2+1M2+1[(〃+叶+1]("2+1)[("+Ip+1](∕+1)

数列{q}是递增数列;

(2)

数列{%}有界.

„21

理由如下:㈤=再Y=I-再J<l,即㈤<1恒成立,.•.数列{q}有界.

27.已知数列{«„}的前"项和为5”,首项q=1,且对于任意nwN*,都有nan+l=25„

(I)求{4}的通项公式;

(II)设I=----------,且数列他}的前〃项之和为T”,求证:(<白

【答案】(I)an=n

(Il)见解析

【分析】(I)利用累乘法求通项公式(II)利用裂项相消法求出数列的和即可求证.

【解析】(I)解法一:由〃*=2S”①

得当"≥2时,(〃-l)α,,=2S,ι②,

由①-②可得,∕ω,,+l-(n-l)¾=2(S,,—Sg)=2aι,,

所以照,+∣=("+1)%,

ɑ,ɪ.π+l

即当时,—=—,

“≥2ann

〃3_34_4a_n

所以,n

a12'%3'%H-I

an

将上面各式两边分别相乘得,-=i,

即4“=鼻•。2(〃N3),

又。2=2S]=2q=2,所以〃“=〃(π≥3),

此结果也满足q,〃2»

故〃“=〃对任意都成立.

解法二:由We=2S〃及=Sπ+1-ξ,,

/∖5,,.∣n+2

得"S"+|=("+2)S,,,即《一=U

345

S=S「邑鸟X-×-X-Xn+1n(n+∖)

.∙.当〃22时,123X----=--------(此式也适合岳),

“5lS2n-∖2

对任意正整数»均有S,,=亚咐,

2

二当“≥2时,¾=S,,-5,,-l=n(此式也适合q),

故4,=".

【点睛】本题主要考查了由累乘法求数列的通项公式,裂项相消法求数列前n项的和,属于

中档题.

zI、_n

fl,,=

28.已知数列{4}的通项公式为=竽?(H∈N∙)iLl+l++1(H≡N*).

2/2+1

ab2bll

⑴求数列也}的通项公式;

"2'

(2)求数列*中最大值的项和最小值的项.

'2

【答案】(1也=3'”;(2)最大值项为:,最小值项为假.

∕2(n+l),n..2

【分析】(1)首先根据已知条件求出;+;++;,然后再根据

ɪ=T^+7~+÷7~^+τ^-^Γ+7~++T~求解,并对〃=1进行讨论,即可求解.

bb

⅛32n-xbn)3b2bn_J

(2)首先求出色的通项公式,利用单调性即可求出最大值的项和最小值的项.

n

【解析】(1)∙.∙4=1+1+

伪b2

5,4」,.:

当M=I时,CIA

2÷13瓦%,13

当儿.2时,—

4

2〃+1/八2〃-12/?+12/2—11

=n-------------(〃-1)----------=------------------=----------

M(Π+1)(n-l)nn+1n〃(〃+1)

Λbιt=n(n+l),显然当〃=1时,2=〃(〃+1)不成立.

"=1

综上,bn=∙3'.

M(H+1),n..2

〃22

(2)当〃=1时,2=彳,

bl3

21_1

当”,2时,£=〃(〃+1)2]〃(〃+1)〃+〃+丁"」________]

222

bn2n+ln(π÷l)(2n÷l)4/?+4∕?÷144(4n+4∕ι+l)

,.∙/(n)=4"+4〃+1在几.2时为增函数,,必有4/÷4∕?+1..25.

]1ɪ116

由"<4(4/+4〃+1)”而可知)>^_4(4/+4〃+])…天.

21

>•・.数列加的最大值项为最小值项为鲁T∙

3-4-

29.已知数列{4,}满足q=;,对任意的皿°∈N*,都有α,i=qjα,.

(1)求数列{0,,}("eN*)的递推公式

⑵数列也}满足q=缶-昌+4+…+(-1)””徐(〃eN*),求数列也}的通项公

ZI1LIɪLIɪLI1

式;

(3)在(2)的条件下,设%=2

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