【文档说明】北京市顺义区第九中学2023-2024学年高三下学期3月月考数学试题 Word版含解析.docx,共(23)页,2.954 MB,由小赞的店铺上传
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顺义区第九中学高三3月月考数学2024.3第一部分(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分.选出符合题目要求的一项)1.若集合{21},{1AxxBxx=−=−∣∣或3}x,则AB=()A.{21}xx−−∣B.{23}xx−∣C.{
1xx∣或3}xD.{21xx−∣或3}x【答案】C【解析】【分析】运用集合的并集的定义,借助于数轴表示即得.【详解】由{21},{1AxxBxx=−=−∣∣或3}x可知,}3}{211{1}{|3AxBxxxxxxx=−=−∣∣或
或.故选:C.2.设Ra,若复数()()2i2ia−+在复平面内对应的点位于虚轴上,则=a()A.4−B.1−C.1D.4【答案】B【解析】【分析】由复数乘法运算可得该复数在复平面内对应的点为()22,4aa+−,由复数的几何意义可
解得1a=−.【详解】根据题意可得()()()22i2i2i4i2i224iaaaaa−+=+−−=++−,所以在复平面内对应的点为()22,4aa+−,即()22,4aa+−在虚轴上,因此可得220a+=,即1a=−;故选:B3.下列函数既是偶函数,又在()0,+
上单调递增的是()A.()11fxx=−B.()12xfx=C.()()2lg1fxx=+D.()1fxxx=−【答案】C【解析】【分析】根据偶函数的定义,结合函数的单调性逐一判断即可.【详解】对于A,定义域为1xx,
故是非奇非偶函数,A错,对于B,当0x时,()12xfx=在()0,+上为减函数,∴B不对,对于C,∵定义域为R,且()()()22lg1lg1fxxx−=−+=+为偶函数,设21tx=+,
∵lgyt=在()0,+上为增函数,21tx=+在()0,+上为增函数,∴()()2lg1fxx=+在()0,+上为增函数,∴C对.对于D,∵()()11fxxxfxxx−=−−−=−=−为奇函数,∴D不对.故选:C.4.若()323012312xaaxaxax−=+++,则1
23aaa++=()A.1B.2C.1−D.2−【答案】D【解析】【分析】对x赋值,分别赋值0x=,=1x,进而可得结果.【详解】由()323012312xaaxaxax−=+++,令0x=,则301a=,即01a=,令1x=,则()3012312aaaa−=+++
,即12311aaa−=+++所以1232aaa++=−.故选:D.5.向量,,abc在正方形网格中的位置如图所示.若向量ab+与c共线,则实数=()A.-2B.-1C.1D.2【答案】D【解析】【分析】先由图得出
用,ab表示c的式子,再根据向量共线的充要条件求之即得.【详解】根据网格图中的,,abc的大小与方向,易于得到2cab=+,由向量ab+与c共线,可得(2)abtctab+==+,解得:1,22tt===.故选:D.6.已知
a,0b,且1a,1b,若log1ab,则()A.()()110ab−−B.()()10aab−−C.()()10bab−−D.()()10bba−−【答案】D【解析】【分析】根据对数函数的单调性,结合1a或01a
分类讨论进行判断即可.【详解】解:由log1ab,即loglogaaba,,当1a时,则有1ba,此时10b−,0ba−,10a−,0ab−,则()()110ab−−,()()10aab−−,()()10bab−−,()()10bba−−,
D选项符合;当01a时,则有01ba,此时10b−,0ba−,10a−,0ab−,则()()110ab−−,()()10aab−−,()()10bab−−,()()10bba−−,D选项符合;故选:D.7.若数列na为等
比数列,则“31a”是“152aa+”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】【分析】设出公比q,先由31a得到211aq,利用基本
不等式可得()421511122aaaqaq+=+,得到“31a”是“152aa+”的充分条件,再通过举反例11,22qa==说明“31a”不是“152aa+”的必要条件,故得结论.【详解】因数列na为等比数列,不妨设公比为q,则0q,由31a可得211aq,故10a,
而1145(1)aqaa=++,由4212qq+知21512aaaq+,当且仅当21q=时取等号,而211aq,故152aa+,此时11,1qa==,故“31a”是“152aa+”的充分条件;由1514
(1)2aaaq=++可得4121aq+,则2231421qaaqq=+,而242222111qqqq=++,故不一定能得到31a.如11,22qa==时,满足152aa+,但是2231112()122aaq
===,故“31a”不是“152aa+”的必要条件.即“31a”是“152aa+”的充分不必要条件.故选:A.8.随着北京中轴线申遗工作的进行,古建筑备受关注.故宫不仅是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑之一,更是北京中轴线的“中心”.图1是古建筑之首的太和殿,它的重檐庑
(wŭ)殿顶可近似看作图2所示的几何体,其中底面ABCD是矩形,5,9BCEFABAB=∥,四边形ABFECDEF、是两个全等的等腰梯形,,EADFBC是两个全等的等腰三角形.若10,12,13BCEFAE===,则该几何体的体积为()A.720B.24015C.30015D.1080【答案
】B【解析】【分析】根据题意可将几何体分割成一个直三棱柱和两个全等的四棱锥,再由柱体和锥体的体积公式即可求得出结果.【详解】由5,9BCEFABAB=∥,10BC=可得18AB=;分别过点,EF作,,,EPEQF
MFN垂直于,ABAC,垂足分别为,,,PQMN,如下图所示:又底面ABCD是矩形,四边形ABFECDEF、是两个全等的等腰梯形,,EADFBC是两个全等的等腰三角形,所以四边形,MBCNAPQD为全等的矩形,即APPQ⊥,
又APEP⊥,,,EPPQPEPPQ=平面PEQ,所以AP⊥平面PEQ;由AP平面ABCD可知平面ABCD⊥平面PEQ;则三棱柱EPQFMN−为直三棱柱,四棱锥EAPQD−和四棱锥FMBCN−为全等的四棱锥;易知
12PMEF==,3AP=,又13AE=,可得22133410PEEQ=−==;作EHPQ⊥,则可得EH即为四棱锥EAPQD−的高,且225315EHPE=−=;所以可得131031530153EAPQDV−==,三棱柱EPQFMN−的体积为11031
512180152V==,因此该几何体的体积为2180152301524015EAPQDVV−+=+=.故选:B9.已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的右顶点为M,以M为圆
心,双曲线C的半焦距为半径的圆与双曲线C的一条渐近线相交于A,B两点.若2π3AMB=,则双曲线C的离心率为()A.5B.2C.3D.2【答案】D【解析】【分析】做MCAB⊥交AB于C点,C点为弦AB的中点,可得圆心M到渐近线的距离等于半径的一半,即2a
bcc=,再利用222+=abc可得答案.【详解】因为2π3AMB=,如图,做MCAB⊥交AB于C点,C点为弦AB的中点,60,30==AMCCAM,所以圆心M到渐近线的距离等于半径的一半,则2abcc=,则4222)4(caca−=,即42440ccaa−+=
,解得22ca=,则双曲线C的离心率为2.故选:D.10.分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学,它研究的几何对象具有自相似的层次结构,适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构不变,具有很多美妙的性质.其中科赫(Koch)曲线是几何中最
简单的分形.科赫曲线的产生方式如下:如图,将一条线段三等分后,以中间一段为边作正三角形并去掉原线段生成1级科赫曲线“”,将1级科赫曲线上每一线段重复上述步骤得到2级科赫曲线,同理可得3级科赫曲线,……在
分形几何中,若一个图形由N个与它的上一级图形相似,且相似比为r的部分组成,则称logrDN=为该图形分形维数.那么科赫曲线的分形维数是()A.2log3B.3log2C.1D.32log2【答案】D【解析】【分析】根据题意得
出Koch曲线是由把全体缩小13的4个相似图形构成的,再根据题设条件即可得出结果.【详解】由题意Koch曲线是由把全体缩小13的4个相似图形构成的,则其相似的分形维数是33log42log2D==,故选:D.第二部分(非选择题
,共110分)二、填空题(共5小题,每小题5分,共25分)11.函数()()ln11fxxx=++−的定义域是__________.【答案】(1,1−【解析】【分析】由对数函数定义域及被开方数为非负解不等
式即可得结果.【详解】由()fx的解析式可得1010xx+−,解得11x−;所以其定义域为(1,1−.故答案为:(1,1−12.设F为抛物线2:16Cyx=的焦点,直线:1lx=−,点A为C上任意一点,过点A作APl⊥于P,则APAF−=__________
.【答案】3【解析】分析】根据抛物线方程可求得准线方程和焦点坐标,再由抛物线定义可得结果.【详解】易知抛物线2:16Cyx=的焦点()4,0F,准线方程为4x=−,如下图所示:可设AP垂直于准线4x=−的垂足为Q,根据抛物线定义可得AFAQ=,易知3PQ=;所
以3APAFAPAQ−=−=.故答案为:313.已知直线ykxm=+(m为常数)与圆222xy+=交于点,MN,当k变化时,若MN的最小值为2,则m=__________.【答案】1【解析】【分析】利用圆的弦长公式表示出||MN,即可根据最值求解.【详解】222xy+=可知
圆心为(0,0),半径2r=.圆心到直线的距离:2||1mdk=+.由垂径定理可知:2222||2221mMNrdk=−=−+,当0k=时,||MN取得最小值,并且2min||2221MNmm−===,故答案为
:1.14.已知函数()()sinsin2fxxx=+,其中*N,若函数()2fx恒成立,则常数的一个取值为___________.【【答案】1;答案不唯一;只要常数的取值不等于28()kk+N即可【解析】【分析】由三角函数的值域可知()2fx,当且
仅当()sinyx=和sin2yx=同时取到1时,等号成立;再根据正弦函数sinyx=在22xk=+(kΖ)取得最大值,联立即可得到.【详解】若函数()2fx=,即存在x使得sin2yx=和sinyx=同时取到1,所以
11π22π,2xkk=+Z,即11ππ,4xkk=+Z,所以122πππ2π,42kkk+=+Z,解得2121412,,41kkkk+=+ZZ当120kk==时,2=;因为12,kkZZ,所以28,kk=+N,其中21121,,41kkkkkk−=
+ZZ,则当28k+(kN)时,()2fx.故答案为:1;答案不唯一;只要常数的取值不等于28()kk+N即可.15.在平面直角坐标系xoy中,点(),Pxy到两个定点(),0Aa−,(),0Ba的距离之积等于()20aa,称点
P的轨迹为双纽线.双纽线是瑞士数学家伯努利于1694年发现的.所以点P的轨迹也叫做伯努利双纽线.给出下列结论:①22axa−;②点P的轨迹的方程为()()2222222xyaxy+=−;③双纽线关于坐标轴及直线yx=对称;④满足PAPB=的点P有三个.其中所有正确结论
的序号是___________.【答案】①②【解析】【分析】先由双纽线的定义求出其方程,从而可判断选项②;由方程可得()()2222222222xyaxyax+=−,从而可判断选项①;根据对称性的判断方法在点P的轨迹上任取点(),mn,判断点(),nm是否也在曲
线上,从而判断选项③;由满足PAPB=的点P在y轴上,令0x=,得0y=从而可判断选项④.【详解】由双纽线的定义可得2PAPBa=,即()()22222xayxaya++−+=即()()22224xayxaya++−+=即()()()(
)2222244xaxayxaxaya+−+++−+=即44222222222xyxyayax+++=,即()()2222222xyaxy+=−,所以②正确.由()()2222222xyaxy
+=−,则()()2222222222xyaxyax+=−,当0y=时等号成立.即2422xax,所以222xa,则22axa−,所以①正确.在点P的轨迹上任取点(),mn,即有()()2222222mn
amn+=−则点(),Pmn关于直线yx=对称的点为(),nm,若双纽线关于直线yx=对称,则点(),nm也在该曲线上,即()()2222222nmanm+=−所以2222mnnm=−−,即22mn=,显然对于
该曲线上任意取的点(),mn不满足.所以双纽线不关于直线yx=对称,故③不正确.由(),0Aa−,(),0Ba,若满足PAPB=,则点P在y轴上.在方程中()()2222222xyaxy+=−,令0x=,解得0y=所以满足PAPB=的点P为()0,0P,故④不正
确.故答案为:①②【点睛】关键点睛:本题考查曲线的轨迹及其性质的问题,解答本题的关键是先由题意先求出点P的轨迹的方程()()2222222xyaxy+=−,然后分析其对称性和范围,属于中档题.三、解答题(共6小题,共85分.解答应写出
文字说明,演算步骤或证明过程)16.在ABC中,sin2sin0aBbA+=.(1)求B的值;(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知,使ABC存在且唯一确定,求sinA的值.条件①:22230abcc−++=;条件②:1b=;条件③:1534ABCS=△
,注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)2π3B=(2)33sin14A=【解析】【分析】(1)利用正弦定理化简可得1cos2B=−,即可得2π3B=;(2)对条件①②③的组合进行分类讨论可知,
只有选择①③才满足题意,计算可得3,5,7acb===,再由正弦定理可得33sin14A=.【小问1详解】由sin2sin0aBbA+=利用正弦定理可得sinsin2sinsin0ABBA+=,即()2sinsincossinsin
sinsin2cos10ABBBABAB+=+=,易知sinsin0BA,所以2cos10B+=,可得1cos2B=−,又()0,πB,所以2π3B=;【小问2详解】由(1)可得2221cos22abcBac−+
==−,即222abcac−+=−;若选择①②,由22230abcc−++=可知3a=,又1b=,可知AB,显然该三角形不存在;若选择②③,则1153sin24ABCSacB==,即15ac=;又()()22222221cosacacBaccbacacaca
=−+=++−−==+,可得4ac+=;联立415acac+==可知该方程无解,所以只能选择①③,由①得3a=,又1153sin24ABCSacB==可得5c=;此时22212cos925235492bacacB=+−=+−
−=,解得7b=;由正弦定理sinsinabAB=可得sin3333sin7214aBAb===,即33sin14A=.17.根据《国家学生体质健康标准》,高三男生和女生立定跳远单项等级如下(单位:cm):立定跳远单项等级高三男生高三女生优秀260及以上194
及以上良好245~259180~193及格205~244150~179不及格204及以下149及以下从某校高三男生和女生中各随机抽取12名同学,将其立定跳远测试成绩整理如下(精确到1cm):男生180205213220235245250258
261270275280女生148160162169172184195196196197208220假设用频率估计概率,且每个同学的测试成绩相互独立.(1)分别估计该校高三男生和女生立定跳远单项的优秀率;(2)从该校全体高三男生中随机抽
取2人,全体高三女生中随机抽取1人,设X为这3人中立定跳远单项等级为优秀的人数,估计X的数学期望()EX;(3)从该校全体高三女生中随机抽取3人,设“这3人的立定跳远单项既有优秀,又有其它等级”为事件A,“这3人的立定跳远单项至多有1个是优秀”为事件B.判断A与B是否相互独立.(结论不要求证
明)【答案】(1)13(2)76(3)A与B相互独立【解析】【分析】(1)样本中立定跳远单项等级获得优秀的男生人数为4,获得优秀的女生人数为6,计算频率得到优秀率的估计值;(2)由题设,X的所有可能取值为0,1,2,3.算出对应概率
的估计值,得到X的数学期望的估计值;(3)利用两个事件相互独立的定义判断即可.【小问1详解】样本中立定跳远单项等级获得优秀的男生人数为4,获得优秀的女生人数为6,所以估计该校高三男生立定跳远单项的优秀率为41123=;估计高三女生
立定跳远单项的优秀率为61122=.【小问2详解】由题设,X的所有可能取值为0,1,2,3.(0)PX=估计为2212()329=;(1)PX=估计为122121214C()332329+=;(2)P
X=估计为122121115C()3323218+=;(3)PX=估计为2111()3218=.估计X的数学期望()2451701239918186EX=+++=.【小问3详解】()PA估计为2212331111
3CC22224+=;()PB估计为2310331111CC2222+=;()PAB估计为213113C228=,()()
()PABPAPB=,所以A与B相互独立.18.在三棱柱111ABCABC-中,平面11ACCA⊥平面,ABCABC△为正三角形,,OP分别为AC和11AB的中点.(1)求证://OP平面11BCCB;(2
)若112,3,ABAAAAAB==⊥,求OP与平面11ABC所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析;(2)31040【解析】【分析】(1)取11BC的中点为D,可证明四边形PDCO是平行四边形,再由线面平行的判定定理即可得出结论;(2)建立空间直角坐标系求出平面11ABC
的法向量,即可求得OP与平面11ABC所成角的正弦值为31040.【小问1详解】取11BC的中点为D,连接,PDCD,如下图所示:又,OP分别为AC和11AB的中点,可知11PDAC,且1112PDAC=,由三棱柱性质可知11ACAC∥,且1112OCA
C=,即可得,PDOCPDOC=,所以四边形PDCO是平行四边形,即可得OPCD;又OP平面11BCCB,CD平面11BCCB,所以//OP平面11BCCB;【小问2详解】易知OBAC⊥,又平面11ACCA⊥平面ABC,
平面11ACCA平面ABCAC=,可得OB⊥平面11ACCA,又1AA平面11ACCA,所以1OBAA⊥,又因为1AAAB⊥,ABOBB=,且,ABOB平面ABC,所以1AA⊥平面ABC;由AC平面ABC,所以1AAAC⊥;即可知1,,AAACOB三条线两两垂
直,取11AC的中点为E,连接OE,可知1OEAA∥,以O为坐标原点,分别以,,OAOBOE所在直线为,,xyz轴建立空间直角坐标系,如下图所示:易知()()()()110,0,0,1,0,0,1,0,3,0,3,3OCA
B−,P为11AB的中点可得13,,322P;可得13,,322OP=,()()1112,0,3,1,3,0CAAB==−;设平面11ABC的一个法向量为(),,nxyz=,则1
1123030CAnxzABnxy=+==−+=,令3x=,则3,2yz==−,即()3,3,2n=−设OP与平面11ABC所成的角为,则33631022sincos,40104OPnOPnOPn+−====;所以OP与平面11ABC所成角的正弦值为310
40.19.已知12,FF分别是椭圆2222:1(0)xyEabab+=的左、右焦点,,AB分别为椭圆E的左右顶点,且1223FF=,4AB=(1)求椭圆E的方程;(2)若P为直线:4lx=上的一动点(点P不在x轴上),连接AP交椭圆于C点,连接PB并延长交椭圆于D点,试问是否存在,便得AC
DBCDSS=成立,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)2214xy+=(2)存在,3【解析】【分析】(1)依题意,易得,ac的值,求出b值,即得椭圆方程;(2)设点0(4,),Py00y,得直线AP的方程为:0(2)6yyx=+,与椭圆方程联立,利用韦达定理和题设条
件证明直线CD经过定点(1,0)E,将面积分割转化化简即可求得的值.【小问1详解】依题意,24ABa==,12223FFc==,则2,3ac==,故2221bac=−=,于是,椭圆E的方程为2214xy+=.【小问2详解】如图,设点0(
4,),Py00y,又(2,0)A−,则直线AP的方程为:0(2)6yyx=+,代入方程2214xy+=整理得:2222000(9)44360yxyxy+++−=,设11(,),Cxy,由韦达定理,20120429yxy−=−+,解得:2200122004182299yyxyy−=−=++,则2
00001122001826(2)(2)6699yyyyyxyy−=+=+=++.又因(2,0)B,则直线BP的方程为:0(2)2yyx=−,代入方程2214xy+=整理得:2222000(1)4440yxyxy+−+−=,设22(,)Dxy,由韦达定理,20220421yxy+=+,得:2200
22200422211yyxyy−=−=++,且20000212200222(2)(2)2211yyyyyxyy−−=−=−=++,故直线CD的斜率为002200222000220030001241208242629118222914363CDyyy
yyyyyyyyyykxxyy+−====−+−+−−−−+−+−+,则直线CD的方程为:11()CDykxxy=−+,将上述11,,CDkxy的表达式代入,即得直线CD的方程为:200222000018269()392y
yyyyyyx−+−+−=+,化简可得:200(3)2(1)0yyyx−+−+=,因0Ry,故直线CD恒过定点(1,0)E.于是ACDAECAEDBCDBECBEDSSSSSS+=+11||||sin||||sin2211||||sin|||
|sin22AEECAECAEEDAEDBEECBECBEEDBED+=+因sinsinAECAED=,sinsinBECBED=,,AECBEC=故1||(||||)sin||231||||(||||)sin2ACDBCDAEEC
EDAECSAESBEBEECEDBEC+====+.【点睛】思路点睛:本题考查直线与椭圆综合应用中的定点问题的求解,求解此类问题的基本思路如下:①设出直线方程,将其与椭圆方程联立,整理成关于x或y的一元二次方程的形式;②利用0求得变量之间的数量关系,同时得到韦达定理;③利用韦
达定理表示出题设中的等量关系,化简整理得到所求的定点.20已知函数()2121e2xfxaxx−=−+.(1)求曲线()yfx=在点()()0,0f处的切线的方程;(2)若函数()fx在0x=处取得极大值,求a的取值范围;(3)若函数()fx存在最小值,直接写出a的取值范围.【答案】(
1)102ey−=(2)(),1−(3)10,2【解析】【分析】(1)先求导后求出切线的斜率()00f=,然后求出直线上该点的坐标即可写出直线方程;(2)根据函数的单调性和最值分类讨论;(3)分情况讨论,根据函数的单调性和极限求解.【小问1详解】()1110e22ef−==,
所以:切点为10,2e,又()()()21221e22121exxfxaxaxxaxa−−=+−=+−,所以:()00f=,所以:切线方程为102ey−=.【小问2详解】的.定义域为R,()()2121exfxxaxa−=+−,①当0a=时,()212exfxx−
=−,令()0fx得0x,所以:()fx单调递增区间为(),0−;令()0fx得0x,所以()fx单调递减区间为()0,+;所以:()fx在0x=取极大值,符合题意.②当0a时,由()()2121e0xfxxaxa−−=+=,得:10x=,210axa−=x,()f
x,()fx变化情况如下表:x1,aa−−1aa−1,0aa−0()0,+()fx-0+0-()fx减极小值增极大值减所以:()fx在0x=处取得极大值,所以:0a符合题意.③当0a时,由()()2121e0xfxxaxa−−=+=,得:10x=,
21axa−=,(i)当10aa−即1a时,()fx,()fx变化情况如下表:x1,aa−−1aa−1,0aa−0()0,+()fx+0-0+()fx增极大值减极小值增所
以:()fx在0x=处取得极小值,不合题意.(ⅱ)当10aa−=即1a=时,()0fx在R上恒成立,所以:()fx在R上单调递增,无极大值点.(iii)当10aa−,即01a时,()fx,()fx变化情况如下表:x(),0
−010,aa−1aa−1,aa−+()fx+0-0+()fx增极大值减极小值增所以:()fx0x=处取得极大值,所以:01a合题意.综上可得:a的取值范围是(),1−.【小问3详解】10,2详解如
下:根据(2)知可分三种情况:①0a,②01a,③1a:①当0a时,()fx在区间1,aa−−单调递减,1,0aa−单调递增,在()0,+上单调递减,无最小值.②当01a时,当0x,x趋向−
时,()fx趋向于0,当0x,要使函数()fx取得存在的最小值,即:22323111121022aaaaaaaafeaeaaa−−−−−−=−+=,解得:102a,故1axa−=时,取得最小值,故a的取值范
围为10,2.③当1a时,()fx在x趋向−时,()fx趋向于0,又因为0x=时,()fx取到极小值,()1002ef=,故无最小值.综上所述:函数()fx存在最小值,a的取值范围为:10,2.21.已知无穷数列na满足1212max,min,(1,2,3
,)nnnnnaaaaan++++=−=,其中max{,}xy表示x,y中最大的数,min{,}xy表示x,y中最小的数.(1)当11a=,22a=时,写出4a的所有可能值;(2)若数列na中的项存在最大值,证明:0为数列na中的项;(3)若0(1,2,3,
)nan=,是否存在正实数M,使得对任意的正整数n,都有naM?如果存在,写出一个满足条件的M;如果不存在,说明理由.在【答案】(1){1,3,5}(2)证明见解析(3)不存在,理由见解析【解析】【分析】(1)根据定义知0na,讨论32a
、32a及34,aa大小求所有4a可能值;(2)由0na,假设存在*0Nn使0nnaa,进而有000012max{,}nnnnaaaa++,可得0012min{,}0nnaa++=,即可证结论;(3)由题设1
nnaa+(2,3,)n=,令1{|,1}nnSnaan+=,讨论S=、S求证naM即可判断存在性.【小问1详解】由1212max,min,0nnnnnaaaaa++++=−,133max{2,}min{2,}1aaa=−=,若32a,则321
a−=,即33a=,此时244max{3,}min{3,}2aaa=−=,当43a,则432a−=,即45a=;当43a,则432a−=,即41a=;若32a,则321a−=,即31a=,此时244
max{1,}min{1,}2aaa=−=,当41a,则412a−=,即43a=;当41a,则412a−=,即41a=−(舍);综上,4a的所有可能值为{1,3,5}.【小问2详解】由(1)知:0na,则12min,0
nnaa++,数列na中的项存在最大值,故存在*0Nn使0nnaa,(1,2,3,)n=,由00000000121212max{,}min{,}max{,}nnnnnnnnaaaaaaaa++++++=−,所以0012m
in{,}0nnaa++=,故存在00{1,2}knn++使0ka=,所以0为数列na中的项;【小问3详解】不存在正实数M,使得对任意的正整数n,都有naM.理由如下.因为()*0nanN,所以1(nnaan+=2,3,).设集合1,1nnSnaan+=∣.①若1,1
nnSnaan+==∣,则121,(2,3,)iiaaaai+=对任意0M,取112Mna=+(其中x表示不超过x的最大整数),则当1nn时,()()()1123222312nnnnnnnaaaaaaaaaa
aa−−−−−=−+−++−+=++++1(1)naM−.②若1,1nnSnaan+=∣,且S为有限集,设1max,1nnmnaan+=∣,则1(1,2,)mimiaai+++=.对任意0M,取211
mMnma=+++(其中[x]表示不超过x的最大整数),则当2nn时,()()()11221123nnnnnmmmnnaaaaaaaaaa−−−+++−−=−+−++−+=++11()mmmaan
maM++++−③若1,1nnSnaan+=∣,且S为无限集,设1111min,1,min,(1,2,)nninnipnaanpnaanpi+++===∣∣.若11iipp+−=,则21iiipppaaa++.又21max,iii
pppaaa++,矛盾.所以12(1,2,)iippi+−=.记1(1,2,)iipmai+==.当12iipp+−=时,11,iiipppaaa++2,23iiipppaaa+++.因为1
23iiipppaaa+++=−,所以1im+=11211.iiiiipppppiaaaaam+++++=−==当13iipp+−时,11,iiipppaaa++1112,1iiiippppaaaa++++
+..因为11111iiipppaaa++++−=−,所以111111121iiiiiipppppimaaaaam++++++−−+==−==所以1(1,2,)iimmi+=.因为11112iiipppaaa++++=+−,所以
()111111112121,2,iiiiiippppippaaaamamami+++++++++=+=+++=所以1212(1,2,)iippaami++−+=,且11112ppaam++=.对任意
0M,取311Mnm=+(其中[x]表示不超过x的最大整数),则当3kn时,()()()11221122222222kkkkkppppppppaaaaaaaa−−−+++=+−+++−++++−+111(1)2pkmakmM−++综上,不存在正实
数M,使得对任意的正整数n,都有naM.【点睛】关键点点睛:第三问,首选确定1nnaa+(2,3,)n=,并构造集合1{|,1}nnSnaan+=,讨论S=、S研究存在性.