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文档简介
浙江省2024年第一届启航杯联考数学试题
学校:姓名:班级:考号:
一、单选题
1.已知集合A=卜眇£4,xeZ},则A的元素数量是()
A.2B.3C.4D.5
2.已知2=三画,则尸-1|=()
A.1B.V3C.2D.—
2
3.椭圆E:±+v?=l的左右焦点分别为耳G,G为E上一点,则当AGK耳的面积最大时,
4
/4G5的取值为()
4.已知边长为6的正方体与一个球相交,球与正方体的每个面所在平面的交线都为一个面
积为16兀的圆,则该球的表面积为()
A.9671B.10071C.12571D.204兀
5.的二项式系数之和为64,则的展开式中常数项为(
A.1B.6C.15D.20
D.1
1
D.
16
8.克拉丽丝有一枚不对称的硬币.每次掷出后正面向上的概率为P(O<P<1),她掷了左次硬
币,最终有10次正面向上.但她没有留意自己一共掷了多少次硬币.设随机变量X表示每掷
N次硬币中正面向上的次数,现以使尸(X=10)最大的N值估计N的取值并计算E(X).(若
有多个N使尸(X=10)最大,则取其中的最小N值).下列说法正确的是()
A.E(X)>10B.£(X)<10
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C.E(X)=10D.E(X)与10的大小无法确定
二、多选题
9.如图所示,在棱长为2的正方体中,M为3月的中点,G为靠近4的四等分点,H
A.三棱锥NC的体积为定值B.ZAMC=ZD{MC
C.的最小值为之回
D.若苑=X函+〃西(尢〃eR),则
3
10.设定义域为(0,+咐的单调递增函数/'(x)满足〃x)=/(x-l)+x(xN2),且/⑴=1,则
下列说法正确的是()
2
A.当xeN+时,
C.不等式f电)〈/(x)的解集为工内)
D.若m/>0使得尤>1时,/4/恒成立,则”的最小值为2
11.数学有时候也能很可爱,如题图所示是小。同学发现的一种曲线,因形如小恐龙,因
此命名为小恐龙曲线.对于小恐龙曲线G:x2+V-a孙=20,下列说法正确的是()
A.该曲线与x=8最多存在3个交点
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B.如果曲线如题图所示(x轴向右为正方向,y轴向上为正方向),则。>0
C.存在一个。,使得这条曲线是偶函数的图像
D.。=3时,该曲线中X28的部分可以表示为y关于x的某一函数
三、填空题
12.随着某抽卡游戏在班级内流行,李华统计了6位同学获得某角色的抽取次数,结果如下:10,
60,90,80,20,180,则以上数据的下四分位数为.
13.已知正四面体棱长为4,棱CU上有一点4,棱05上有一点4,棱OC上有一
点£.若[4阂=忸cl=1,则14Gl的最大值为.
14.设函数f(x)=e:办-alnx(a>0)的极小值点为七,若y=/(》)的图象上不存在关于直
线x=Xo对称的两点,则看的取值范围为.
四、解答题
15.已知V48C中,角48,C所对的边分别为a,b,c.已知c=3,SJBCS^sinC.
(1)求。的取值范围;
(2)求最大时,V48c的面积.
16.已知双曲线一/=8,圆/:(工一2)2+(>-2)2=,,其中r>0.圆A与双曲线C有且
仅有两个交点。,E,线段DE的中点为G.
(1)记直线NG的斜率为勺,直线。G的斜率为左2,求甘.
由2
(2)当直线。£的斜率为3时,求G点坐标.
17.浙里启航团队举办了一场抽奖游戏,玩家一共抽取"次.每次都有二的概率抽中,二的
22
概率没抽中.小明的抽奖得分按照如下方式计算:
1.将玩家〃次抽奖的结果按顺序排列,抽中记作1,未抽中记作0,形成一个长度为〃的仅有
01的序列.
2.定义序列的得分为:对于这个序列每一段极长连续的1,设它长度为,,那么得分即为巴
3.序列的得分即为每一段连续的1的得分和.
例如:如果玩家N抽了7次,第1,3,4,5,7次中奖,那么序列即为1,0,1,1,1,0,
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1,得分为0+32+12=11.可能用到的公式:若为两个随机变量,贝!]
£(X)+E(y)=E(X+Y).
⑴若〃=3,清照进行了一次游戏.记随机变量X为清照的最终得分,求颐X).
(2)记随机变量Z表示长度为〃的序列中从最后一个数从后往前极长连续的1的长度,求
E(Z).
(3)若〃=左,清照进行了一次游戏.记随机变量A为清照的最终得分,求E(/).
18.定义:国表示x的整数部分,⑴表示x的小数部分,例如[1.2]=1,{1.75}=0.75.数列凡满
M
=,\an}(%ez)
足。"+i,其中%=刃.若存在左eN+,使得当">人时,%=%+1恒成立,则称
%©Z)
数机为木来数.
⑴分别写出当机=也',洸=g时的直
(2)证明:Vf+1(ZeN+)是木来数
(3)若m为大于1的有理数.且mgZ.求证:优为木来数
19.称代数系统G(%。)为一个有限群,如果
1.X为一个有限集合,。为定义在X上的运算(不必交换),\/a,b&X,aob&X
2.(Q。6)。c=〃。(6。c),V。也cGX
3.3e邑X,Va邑X,a。e=e。a=a,e称为G的单位元
4.VQEX,存在唯一元素使。。入=/。〃=剑7称为。的逆元有限群逆(匕。),称为
G(X,。)的子群.若y=X,定义运算。。“=缶。朗heH].
(1)设X为有限群G的子群,氏b为G中的元素.求证:
(i)aoH=boH当且仅当6一1。。£〃;
(ii)aoH与H元素个数相同.
ahab、
⑵设)为任一质数X={1,2,…,p-1}.X上的乘法定义为〃。6=一P,其中团为不
IPP
大于工的最小整数.已知G(X,。)构成一个群,求证:VQeX,QPT-1=0(其中“PT表示2-1个〃
作。运算)
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参考答案:
题号12345678910
答案DBABCDCBACACD
题号11
答案ABC
1.D
【分析】根据指数函数的单调性得RW2,即可求解.
【详解】由于22=4,故⑶W2,XXGZ,故4={-2,-1,0,1,2},有5个元素,
故选:D.
2.B
【分析】根据复数的乘法、减法运算和复数的模计算得到结果.
【详解】由题得z2_l=(士叵)2一1=1-2/二3_]=土叵,
242
则怛刁=",罔3
答选:B.
3.A
【分析】通过计算找到的面积最大时,点G在椭圆的上下顶点处,再通过边的关系
找到/耳GE具体的直
【详解】
由题意知,£(一6,0),工(6,0),设G(x。,%),
则邑GF内=:2百•尻|,
由闾W1,得闾=1时面积最大,此时G(0,±l),
而此时tan/片GO=^=力,故NFJGO=g,
答案第1页,共16页
所以ZFlGF2=2ZFiGO=y
故选:A.
4.B
【分析】首先得截面圆半径,再求得球心到截面圆的距离即可得球的半径,结合球的表面积
公式即可求解.
【详解】由对称性,球心与正方体重心重合,且每个面的交线半径为4.
连球心与任意面中心,则连线长为3,且连线垂直该面,
再连交线圆上一点与球心(即为球半径),由勾股定理得球的半径为5,
则表面积为4兀5=1007t.
故选:B.
5.C
【分析】先根据二项式系数之和求出",进一步即可得解.
【详解】由二项式系数的组合意义,C:+C:+C:+—+C:=2"=64,得〃=6,
'+«]中常数项为(五y=晨=15.
则
故选:C.
6.D
【分析】由题意得e'l一XInx2a对Vx>0恒成立,令=xInx,利用导数求得〃x)2」,
e
即xlnxN-:,再令/=》111匚8(/)=€'-,卜2-:],利用导数求出g«)的最小值,可求出。的
取值范围,从而可求出。的最大值.
【详解】由一匕111》+q(彳>0),得xlnx+a,
所以eX山X—;dnx2a对Vx〉0恒成立,
令/(x)=xlnx,则f\x)=Inx+1在(0,+oo)上单调递增,
由/'(x)=0,得苫=!,
e
当0<x<』时,f\x)<0,当时,f\x)>0,
ee
所以/(x)在(o,[上递减,在g.+s]上递增,
答案第2页,共16页
所以即xlnxw」
<eJee
令/=xlnx,g«)=/一«2一工],
则月⑺=1-1在-上单调递增,
由g'«)=0,得£=0,
所以当」Vf<o时,g'(f)<0,当然0时,g'C)>0,
e
所以g⑺在-50)上递减,在(0,内)上递增,
所以g«)min=g(0)=l,所以aVI,
所以。的最大值为1.
故选:D
【点睛】关键点点睛:此题考查利用导数解决不等式恒成立问题,考查利用导数求函数的最
值,解题的关键是通过对原不等式变形,将问题转化为-xlnxNa对Vr>0恒成立,然
后构造函数,利用导数求出最值即可,考查数学转化思想和计算能力,属于较难题.
7.C
【分析】由题意等式两边平方化简为平方得2*=a用+1,令{cos,}={%},结合二倍角余
弦公式得COS(2")=%,取4=:«2=COSy,a3=COSy,利用二倍角正弦公式和诱导公
式计算为出生的结果;
【详解】平方得2a;=%+1,令{cos4}={叫,
则2cos24=cos“M+1ocos(2")=cosbn+l=an+l,
2兀4兀
不妨取—cos—,4—cos—,
939
7i2兀4兀
“1"2”3=cos—cos——cos——
999
.兀7i2兀4兀1.2兀2兀47rl.4兀4兀1.8兀
sin—cos—cos——cos———sincoscos—smcos—-sin—
9999=2999=499一89
71.71.兀.兀
sin—sin—sin-sin-
9999
171
-sin(7i--)—sin—
89891
.71.718
sm—sin—
99
答案第3页,共16页
故选:c.
8.B
【分析】由题可知X服从二项分布3(N,p),P(X=10)=C*/°(1-P)WT°,结合
/(1-「产°>C,/°(1-029,计算得N*3-1,又Ne通和E(X)=Np,E{X)<10,
P
故得E(X)<10.
【详解】由题,X服从二项分布8(N,0),则尸('=10)=寸,°(1-。产、
P(X=10)最大即为满足C脏°(1-°产°4&/°(1-。产9的最小",
cy(f1N-9
即为>1<=>>1-»N>
C&»°(1一.1^7,N+IP
又NeN+,故一-1为整数时,N=—-1,——1不为整数时N为大于一-1的最小整数,
PPPP
而E(X)=Np,E(X)<10oN<W,当竺-1为整数时显然成立,
PP
当竺T不为整数时大于--1的最小整数为—的整数部分,其小于-,
PPPP
故£(X)<10,
答选:B.
【点睛】方法点睛:随机变量服从二项分布常用二项分布的概率公式、期望和方差公式进行
计算.
9.AC
【分析】根据题意先证明线面平行结合三棱锥的体积公式判断A;在三角形中利用余弦定理
计算判断B;根据点到直线的距离公式计算犯的最小值判断C;利用当H与G重合计算判
断D;
【详解】对于A,取与,中点为£,连2瓦NC中点为尸,连D、F,
则易得QE//3尸且。]£=8尸,故,£3厂为平行四边形,BE/RF,
又GM为及中位线,故GMUBE,故GMIRF,
又D、Fu平面ACD},GM<z平面ACDt,故GMH平面ACD1,
其GW上任意一点到平面NCQ的距离相等,故三棱锥体积为定值,A正确,
答案第4页,共16页
对于B,由题,AM=y[5<DXM=3,ffi]DXC=AC=2A/2,CM=#,
.,…八AM2+CM2-AC21°D,M2+CM2-D,C2
故cosZAMC=------------------------=TcosNDMC=!-------------------!——!~~,B错误,
2AM-CM52D^[-CM
对于C,当。a_LGW时/TO最小,在平面。A8Q1内以。为原点,DB为x轴正方向,DD、为
y轴正方向建立平面直角坐标系,
|5|573
贝IGM:y=-41x+5,D至!JGM的距离为亍,经验证此时7/在线段GM上,C
7(^2)2+1
正确,
对于D,当a与G重合时,旃=。,西=-3万瓦,则几=3必,取2=3明显错误,故D错误.
故选:AC.
10.ACD
【分析】由题意可得〃x)-/(x-l)=x,利用累加判断A,利用单调性判断BC,根据xeN.
时=与二和/(X)单调递增可得(尤一1),+(xT)</(x)<G+1J+k+i)判断D.
222
【详解】当XWN+时,根据题意可得
/(X)-f(x-1)=尤,/(x-l)-/(x-2)=x-l,……/(2)-/(I)=2,/(1)=1,
累加可得/(x)=l+2+...+x=^^=《尸,A说法正确;
+因为/(x)单调递增,所以/(2)=3>/1|]>?,
所以/)1)>*,B说法错误,
由函数单调递增可得4wx(x>0),解得口,+8),C说法正确,
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2
由xeN+时/(x)=得直和/(x)单调递增可得〃x)<(x+」;(x+l)=X+3X+2,
当。=2,x>l时,&lJ+3:+2」+j_+4<3,取M>3即可,
x2x22xx
另一方面,同理有〃X)>(XT)2+(X_1)=£ZL则X>1时,二三,
22x2x
而当。<2时右式在Xf+8时趋于+8,故不存在W满足条件,D说法正确
故选:ACD.
11.ABC
【分析】AB项,转化为三次方程根的个数问题研究;C项,举特例说明存在。值使曲线是
偶函数的图象;D项,令x=8,由零点存在性定理说明方程至少两根,对应F值不唯一即
可说明了不是x的函数.
【详解】A项,曲线。方程,+/一叼=20,
令x=8,得关于N的一元三次方程^_8即+44=0,
令/3)=/一8即+44,则/'(历=3>一8”,
7'3)=0最多两根,即函数最多两个极值点,
即方程/一8砂+44=0最多有三个实根,故A正确;
B项,若曲线如题图所示,则存在%>0,使得尤=%与曲线图象有三个交点,
3
即存在%>0,关于>的方程y-axoy+xl-2O=O有三个实根.
2
令/O)=•/-axoy+x;-20,贝!]f'(y)=3y-ax0,
假设aVO,Vx0>0,都有/G)W0,即/(y)单调递增,
则方程贯一依++/2-20=0在(0,+s)最多有一个实根,与题图矛盾,假设错误.
故。>0,B正确;
C项,当。=0时,曲线G:X2+^=20即函数》=病二百的图象,
设/(x)=A/20-X2,xeR,定义域关于原点对称.
且/(-x)=#20-(-X)2=#20=/(x),所以/(x)是偶函数.
答案第6页,共16页
故存在。,使得曲线632+/-2=20是偶函数的图象,故C正确:
D项,当。=3时,曲线C]方程为/+/_3孙-20=0.
令x=8,得/-2勺+44=0,
令/(〉)=户24y+44,贝U/(0)=44>0J(3)=-l<0J(4)=12>0,
由零点存在性定理知/3)=0至少两根,则x=8对应的V值不唯一,不符合函数定义,故D
错误;
故选:ABC.
12.20
【分析】直接由下四分位数的定义即可求解.
【详解】共有6个数据,贝IJ6x0.25=1.5向上取整为2,从小到大的第二个数据为20.
故答案为:20.
13.巫工坦
33
【分析】由余弦定理可得。G,为方程--哥-1=0两根,一方面说明。。尸。4
时,4G没有最大值,另一方面,说明。。时,4G可以取到最大值即可求解.
【详解】由题意棱。/上有一点4,棱上有一点片,棱oc上有一点£,
则/11=/QG=/I1=//=60°,
在AO/4中,由余弦定理有:OAf+OB--2OA/OB]cosZAXOB]=,得
OA;-+*-1=0,
同理在AOG与有OC;_0B/OCX+08:-1=0.
一方面:若。。尸。4,贝!为方程/-OB/x+OB;—1=0两根,
4
则八=-3。哥+4>0得O3:<w,又两根都为正,故网迎=。叶-1>0即。片>1,
但此时4G不可能最大,理由如下:不妨
则在OA上取一点G使0C3=OG,在OC上取一点C2使。。2=04,则A。4c2为等边三角形,
由对称性可知c3c2=G4,
答案第7页,共16页
而/c34c2=60°,/c3G4<60°</4c3c2,从而c34Vc3c2=/£<CH,
所以这个时候4G取不到最大值4c2,
另一方面:当q,G重合时,即。G=O4时,4G最大,且4G的最大值为4c2.
当。G=O4时,A。4G为等边三角形,此时4G=O4=OG=x,
由题存在这样的,使得。耳-X•。耳+X?-1=0成立,
则A=-3X2+4NO,X的最大值为名回,故4G=XVM8当且仅当oq=@时取等.
311313
14.(0,1]
【分析】由/(%+工)=/(%-》)(0<苫<%)无解,构造函数
g(x)=〃x0+x)-〃x。-x)(OWx<x。)在x>0不存在零点,利用导数判断函数单调性,结
合单调性分析函数零点.
【详解】由题,无解,
则8(苫)=/&+》)-/&-工)(04》</)在》>0不存在零点.
+
又XfX。时,g(JC)->-<»(x0-x->0,而一alnx->+<»),
所以必有x>0时g(x)<g(0)=0,
答案第8页,共16页
故必有g'(0)w0使g(x)在x>0时在0附近单调递减,
(否则若g'(0)>0,若g(x)不存在正零点则g'(x)>0,g(x)单调递增而恒正,
若g'(x)存在正零点,记g(x)的最小正零点为加,则g'(x)N0在[0,河恒成立,
g(M>g(0)=0不符合题意),
而左(x)=g'(x)=f'(x0+x)+f'(x0-x),g'(0)=0,
故同理必有MO)<0,而磔x)=k\x)=r(xo+x)-r(xo-x),r(O)=O,
同理必有加(0)V0,"(无)=T(尤。+x)+/”(xo-尤),
,w
m(O)=2/(xo)<O,
而f'(x)==e'+j/”⑴=e,-4,
XXX
。/八。
r,„/XX2x,2
故/(%)=e*。-一r<0oe°<—,
//
32
又/'(%())=0=e"°=一+a,故\-a<—yx0+x0<2ox0<1,
%/x0
又x>0,故/e(0,1]
mmm
下证明充分性:即只需g(x)=f(x0+x)+f(x0-x)<0恒成立,
而尸'(x)单调递增,设f'\x)零点为芯,由前述必要条件知花>无。,
故〃(龙。+x)+尸(x0-x)<f"'(玉+x)+/”(再一x),
只需广(匹+力/@一力eB+e--产寸产0^)<x<x1),
而/'(X)零点为看得a=字,
故即证e』+'+eL-4fe工+ef-二=/=<0Q<xxJ,
(再+X)(演一工)l8+x)国一工),
即e'+e='一五丁-(西0。<x<xJ,
(七+x)(再一工)
由题必有国41,贝1|e*+e-,-X1v-*<e'+e11
(X]+X)(项一%)(1+x)3(1)"
答案第9页,共16页
1
^h(x)=ex+e-x----------0<x<1),
(1+x)
,3
贝u〃(0)=0,〃'(x)=e*-e~+--,
(1+x)(1-x)
3_
e%+<e+0<x<1),
只需U(x)<0(0<x<l),BP(1+x)4"
x3
令s(x)=e+(1+媛‘(-1<x<1),即s(-x)>5(X)(0<X<1),
12
而s'(x)=e"(-1<x<1)单调递增且有唯一零点马,且%>0,
(1+%)5
3
故s(x)在(-1,%)单调递减,(工2,1)单调递增,而ND=e+Vs(0)=4,
7167
故s(-x)>s(0)=4>s(x)(0<x<l),原命题得证.
15.(1)2<Q<6
⑵£1
2
【分析】(1)结合三角形面积公式可得“=26,再结合三角形三边关系可列不等式求解。的
范围;
(2)由余弦定理结合基本不等式可得的最大值为自,此时“:b:c=2:l:VL结合三角
6
形面积公式即可求解.
【详解】(1)由于S/Bc=;absinC=Z)2sinC,
所以a=26.
由三角形的三边关系知:。+6〉。,。一6<。.
又。=3,所以2<。<6;
(2)由余弦定理可得,cos3,+,2-'=犷+-2=g当a:6:c=2:l:百时
2ac4bc4bc2
取等,
又BE(0,2,所以NB的最大值为此时S/Bc=!acsinB=gx[2=x3]x3xM=W-.
622IJ3)22
k
16.⑴/xT
⑵小1J
答案第10页,共16页
【分析】(1)涉及到中点弦,我们可以采用点差法得到的E-%G=1,而由|/G山。©可得
kAG•2-1,两式相比即可得解;
3mm
(2)设直线:y=3x+加,联立双曲线方程,结合韦达定理可表示G的坐标为
88
由3G•自E=T,向E=3得4G斜率,由此可列方程求出参数机,进而得解.
【详解】(1)
因为|EG|=|OG|』/D|=|/E|,所以|ZG山。段.
又设。(国,弘),旦(工2,%),因为=¥_y;=8,
所以(演r%)(占+X2)=(必一%乂为+%).
而圆心/(2,2)不在坐标轴上,从而西力/,王+工2W。,
所以g.q=i
X1-x2%;+x2
所以k»E'兀OG=1,
无G4•kpE__1
y.kAG-kDE=-i,所以,.
1
/2%G,OG•^DE
⑵设直线O£:y=3x+»7,与/-丁=8联立,化简并整理得:8尤2+6加x+加+8=0,
其中△=36%2-32(加?+8)=4(加2-64)>0
设。(项,乂)禺卜,艺),
uli、13m_/x_m
jyi*以+%2=—,必+,2=3(X]+/J+2m———
3mm
即G点坐标为
88
因为卜”•k»E=-1#DE=3,所以的G=-;,而4(2,2),
答案第11页,共16页
8+2
1,解得加=一32
即3m_
——+23
8
因止匕占+%=8,所以
11
17.(1)7
⑵心
3左一41
-----4-
⑶2
【分析】(1)X的所有可能取值为0,1,2,4,9,求出对应的概率即可得期望;
(2)设所求为纥(Z)=g“,由题意有gm=g.(g,+i+o)以及&=;.(0+1)=;,从而可构
造等比数列进行求解;
(3)设所求为纥(2)=工,则由题意有工=,T+;(l+2xg“T),("21,”eN*),进一步有
工=§+(g。+&+…+g„-l),结合等比数列求和公式即可求解.
【详解】(1)若序列为:0,0,0,则最终得分为0,
若序列为:1,0,0,或0,1,0,或0,0,1,则最终得分为1,
若序列为:1,0,1,则最终得分为2,
若序列为:1,1,0,或0,1,1,则最终得分为4,
若序列为:1,1,1,则最终得分为9,
尸(X=0)=%P(X=l)=g,尸(X=2)=g,尸(X=4)=;,尸(x=9)=(,
£,m=0x-+lx-+2x-+4x-+9xi=—;
888484
(2)令g“表示长度为〃的序列,E(Z)的答案,换言之纥(Z)=g”
则有递推关系g用=;•(g“+1+0),表示第〃+1位分别为1或0的答案.
显然gi=g(O+l)=g,
设g"+i+N=g(g“+2),贝/角=g“-:2,所以一;2=:,解得4=T,
所以&一1=(4-10=l[3],解得:§"=1~2",
答案第12页,共16页
故所求为一上
(3)设工表示进行〃次游戏后的期望得分,即纥(/)=,.
则有递推关系工=,T+;(l+2xg._J,(〃21,〃eN*),
解释:因为(x+l)2=/+2x+l,考虑第”位为1的时候对序列的额外贡献,
即为(gi+lf-g3=2gi+l,如果为0的贡献即为0,特别的,八=。,
直接累加得到:力=|+3巾41
(g0+gl+…+ga)=\+(»-1)=-------H_,
22r-1
_A1
若〃=3带入上式,于是得力=生产+方,
故所求即为号+击•
18.(1)答案见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据题意直接计算即可;
(2)根据定义先计算。2,利用/〈,炉力</+1得出[%],根据同样的方法计算。3,%即可
证明;
⑶先设巴=丝必>P">1,P.、%eZ且%,P,互质,利用定义判定%,%+1不是整数时,有
Pn
Pn>qn--P„>P,^,再用反证法判定数列{%}中存在整数即可证明.
【详解】(1)当加=0时,。|=&,出=同=^^=逐+1,同理%=2应+2,%=26+2,
{%}V2-1
5_2⑷-1_3
当加=Q时,/_3'%_{%}_2_2,同理。3=2,%=2;
3
(2)当加=J/+],l©N+时,即%=+1,则。2=&2]—;=+1),
由于t<〃+1,所以A<心+1<»+1,
答案第13页,共16页
所以[N』+1]=t2,则[%]=25,所以%=J:t-=%,+,5+1
由于2*<2凶2+1<2*+1,所以[2川d+1]=
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