【文档说明】浙江省金华市第一中学2025届高三上学期9月月考数学试题 Word版含解析.docx,共(20)页,1.270 MB,由小赞的店铺上传
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金华一中2024学年第一学期高三9月月考数学试题卷命题:高三数学组校对:高三数学组一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{|(1)(2)0},{1,0,1,2,3}AxxxB=−−=−,
则AB=()A.1,0,3−B.1,0,1−C.1,2D.2,3【答案】C【解析】【分析】解不等式化简集合A,利用交集的定义直接求解即得.【详解】依题意,集合{|(1)(2)0}{|12}Axxxxx=−−=,而{
1,0,1,2,3}B=−,所以1,2AB=.故选:C2.已知复数()i17iz=−,则z=()A.7i−+B.7i−−C.7i+D.7i−【答案】D【解析】【分析】根据复数乘法运算和共轭复数概念可得.【详解】因为()i17i7iz=−=+,所以7iz=−.故选:D3.函
数π()cossin4fxxx=+的最小正周期是()A.π4B.π2C.πD.2π【答案】C【解析】【分析】利用三角恒等变换得到()1π2sin2244fxx=+−,利用2πT=求出最小正周期.【详解】由余弦和角公式、倍角公式、降幂公式可得()2ππ22coscossin
sinsinsincossin4422fxxxxxxx=−=−()221cos2221π2sin2sin2cos2sin242244244xxxxx−=−=+−=+−,所以(
)fx的最小正周期为2ππ2T==.故选:C4.比较两组测量尺度差异较大数据的离散程度时,常使用离散系数,其定义为标准差与均值之比.某地区进行调研考试,共10000名学生参考,测试结果(单位:分)近似服从正态分布,且平均分为57.4
,离散系数为0.36,则全体学生成绩的第84百分位数约为()附:若随机变量Z服从正态分布()2,,()0.68NPZ−.A.82B.78C.74D.70【答案】B【解析】【分析】先根据题意计算标准差,从而得到正态分布()257.4,20.664N,再利用正态密度
曲线的轴对称性和百分位数的定义进行求解即可.【详解】根据题意得标准差为57.40.3620.664=,所以测试结果(单位:分)近似服从正态分布()257.4,20.664N,又因为0.6884%0.52=+,且()0.68PZ−,所以全体学生成绩的第84百分位数约为57
.420.66478+=+.故选:B.5.设抛物线()2:20Cypxp=的焦点为F,直线l与C交于A,B两点,FAFB⊥,2FAFB=,则l的斜率是()A.±1B.2C.3D.±2【答案】D【解析】【分析】根据抛物线的定义得
到如图的抛物线,得到11,AAAFBBBF==,可求得AH,做1BHAA⊥在直角三角形RtABH△中,可求得BH,结合斜率的定义进行求解即可【详解】下图所示为l的斜率大于0的情况.如图,设点A,B在C的准线上的射影分别为1A,1B,1BHAA⊥,垂足
为H.设22FAFBa==,0a,则5ABa=.而11AHAABBAFBFa=−=−=,所以222BHABAHa=−=,l的斜率为2BHAH=.同理,l的斜率小于0时,其斜率为2−.另一种可能的情形是l经过坐标原点O,可知一交点为O,则FOFA⊥,可求得2FAFOp==,可求得l
斜率为2FAFO=,同理,l的斜率小于0时,其斜率为2−.故选:D6.某地响应全民冰雪运动的号召,建立了一个滑雪场.该滑雪场中某滑道的示意图如下所示,A点、B点分别为滑道的起点和终点,它们在竖直方向的高度差为20m.两点之间为滑雪弯道,相应的曲线可近似看作某三
次函数图像的一部分.综合考安全性与趣味性,在滑道的最陡处,滑雪者的身体与地面约成43~48的夹角.若还要兼顾滑道的美观性与滑雪者的滑雪体验,则A、B两点在水平方向的距离约为()A.13mB.19mC.23mD.29m【答案】D【解析】【分析】以滑道的最陡处为原点O建立平面直角坐标系
,由题意可知,O为AB的中点,设三次函数的解析式为()32fxaxbxcx=++,其中0a,设点()0,10Ax−,则()0,10Bx−,在滑道最陡处,设滑雪者的身体与地面所成角为,由题意得出0b=,(
)()()300020010tan1030fcfxaxcxfxaxc==−=+=−=+=,求出02x,即可得解.【详解】以滑道的最陡处为原点O建立平面直角坐标系,由题意可知,O为AB的中点,设三次函数的解析式为()32f
xaxbxcx=++,其中0a,设点()0,10Ax−,则()0,10Bx−,()232fxaxbxc=++,在滑道最陡处,0x=,则()fx的对称轴为直线0x=,则03ba−=,可得0b=,则()23fxaxc=+,()3fxaxcx=+,在滑道最陡处,设滑雪者的身
体与地面所成角为,则()sincos120tan2sintancos2fc+==+==−=−+,所以,()3tanxfxax=−,()213tanfxax=−,由图可知()()20030001
30tan10tanfxaxxfxax=−==−=−,可得0230tanx=,4348,则()0230tan29mx=.故选:D.7.设,,ABC三点在棱长为2的正方体的表面上,则ABAC的最小值为()A.94−B.2−C.32−D.43−【答案】B【
解析】【分析】建立空间直角坐标系,不妨假设A在平面xOy中,设()12,,0Aaa,()123,,Bbbb,()123,,Cccc,()112,,0Bbb和()112,,0Ccc分别是点B,C在平面xOy上投影,利用向量不等式可得:()211113311114
ABACABACbcABACABAC++−−,即可求解【详解】将正方体置于空间直角坐标系Oxyz−中,且A在平面xOy中,点O和点()2,2,2的连线是一条体对角线.设()12,,0Aaa,()123,,Bbbb,()123,,Cccc,()112,,0
Bbb和()112,,0Ccc分别是点B,C在平面xOy上的投影.可得()130,0,BBb=,()130,0,CCc=,110ABCC=,110ACBB=则()()111111111111ABACABBBACCCABACABCCACBBB
BCC=++=+++1133ABACbc=+uuuruuur,因为()211113311114ABACABACbcABACABAC++−−,当且仅当点C为11BC的中点时,等号成立,的可得()2211111244ABACBC+−=−−,所以2ABAC−,当(
)1,1,0A,11222bcbc−=−=,且330bc=时等号成立.故选:B【点睛】关键点点睛:本题形式简洁,但动点很多,且几乎没有约束条件,这时就需要学生对于动点所在的位置进行分类讨论,讨论的顺序、对于对称性的使用都对学生提出了很高的要求.从几何角度来看,点B,C不会位于A所在面
的一侧,故如果采用坐标形式计算数量积,一定会有一项是非负的,且可以取到0.找到这一突破口后,即可将问题转化为平面向量的问题,也就很容易得到结果了.8.已知数列na满足1122nnnaaa+++,11a=,nS是na的前n项和.若2024mS=,则正整数m的所有可能取值的个
数为()A.48B.50C.52D.54【答案】D【解析】【分析】根据11nnaa++可得11nnaa+−,由累加迭代法可得nan,进而可得()14046mm+,由122nnaa++得252,3nnan−
,进而根据等比数列的求和可得406225m<,两种情况结合可得1063,m进而可求解.【详解】由11nnaa++,得11nnaa+−,由累加法,当2n时,𝑎𝑛=(𝑎𝑛−𝑎𝑛−1)+(𝑎𝑛−1−𝑎𝑛−2)+⋅⋅⋅+(𝑎2−𝑎1)+�
�1>1+1+⋅⋅⋅+1=𝑛,因此𝑆𝑚=𝑎1+𝑎2+⋅⋅⋅+𝑎𝑚>1+2+⋅⋅⋅+𝑚=𝑚(𝑚+1)2,即得2024>𝑚(𝑚+1)2;所以()14048mm+,当63m=时,()14032mm+=,故63m;由122nn
aa++,得()2221321122222222222,aaaaaa++++=++所以()2233243112222222222aaaa++++=++,以此类推,得1122212222252,3nnnnnn
naan−−−−−++=+=,因此()12212145222mmmSaaa−++++++++,即()2121220245552512mm−−−+=−−,得1202925m−;又892256,2512==,所以19m
−,即10m;综上可知,1063m#,故满足条件的正整数m所有可能取值的个数为6310154−+=个.故选:D【点睛】关键点点睛:本题关键在于利用不等式1122nnnaaa+++将数列{𝑎𝑛}的通项公式通过放缩法和累加法可求得nan且252,3nnan−,再由2024mS=
解不等式即可得出正整数m的所有可能取值.二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9.已知()1,0A−,()3,2B,()2,1C
−,ABCV的外接圆为M,则()A.点M的坐标为()1,1-B.M的面积是5C.点()4,3在M外D.直线23yx=−与M相切【答案】BC【解析】【分析】根据垂直平分线计算交点得到圆心为()1,1,再计算半径为5R=,得到圆方程,再依次
判断每个选项得到答案.【详解】()1,0A−,()3,2B的垂直平分线的斜率满足:131220ABkk+=−=−=−−,()1,0A−,()3,2B的中点为()1,1,故垂直平分线方程为()21123yxx=−−+=−+;同理可得()3,2B,()2,1C−的垂直平分线方程为:1433yx=−+,
231433yxyx=−+=−+,两条垂直平分线的交点为:()1,1,故圆心为()1,1,()()2211105R=++−=,圆方程为()()22115xy−+−=.对选项A:点M的坐标为()1,1,错误;对选项B:M的面积是()
2π55π=,正确;对选项C:()()224131135−+−=,正确;对选项D:M到直线的距离22213255512d−−==+,相交,错误.故选:BC10.连续投掷一枚均匀骰子3次,记3次掷出点数之积为X,掷出点数之和为
Y,则()A.事件“X为奇数”发生的概率18B.事件“17Y”发生的概率为5354C.事件“2X=”和事件“4Y=”相等D.事件“4X=”和事件“Y=6”独立【答案】ABC【解析】【分析】利用相互独立事件、对立
事件的概率公式计算判断AB;写出事件的所有基本事件判断C;利用相互独立事件的定义判断D.【详解】对于A,事件“X为奇数”等价于“3次掷出的点数都为奇数”,其发生的概率为311()28=,A正确;对于B,事件“17Y”的对立事件为“17Y=
或18Y=”,而“18Y=”等价于“3次掷出的点数均为6”,其概率为311()6216=,“17Y=”等价于“掷出的3个点数中有2个6和1个5”,其概率为13311C()672=,因此()11531712167254PY=−−=,B正确
;对于C,事件“2X=”和事件“4Y=”包含相同的样本点(2,1,1,(1,2}{,1,(1),1,2)),因此是相等事件,C正确;对于D,事件“4X=”等价于“3次掷出的点数中有2个1和1个4,或者2个2和1个1”,其概率为612
1636=,事件“6Y=”等价于“3次掷出的点数中有3个2,或者2个1和1个4,或者1个1,1个2和1个3”,其概率为1365216108++=,而积事件等价于“3次掷出的点数中有2个1和1个4”,其概率3115216
7236108=,D错误.故选:ABC11.设1a,n为大于1的正整数,函数的定义域为R,()()()yfxfyafxy−=−,()10f,则()A.()00f=B.()fx是奇函数C.()fx是增函数D.()()11nfnanf++【答案】AD的
【解析】【分析】运用赋值判定A;运用赋值结合反证法判定B;运用特例判定C;运用赋值加累加法判定D.【详解】令yx=可知,()()()00xaffxfx=−=,所以()00f=,A正确;令1x=,1y=−得()()()1112fffa−−=
,令1x=−,1y=得()()()112ffaf−−=−,则()()1220fafa+−=.若()fx是奇函数,则()()22ff−=−,结合1a知()20f=.而令2,1xy==得()()()211ffaf−=,所以()10f=,矛盾!,故(
)fx不是奇函数,B错误;取()()11xfxaa=−+,则()()()yxyfxfyaaafxy−=−=−,满足题设要求,但此时()fx为减函数,故C错误;由()()()211ffaf−=,()()()2321ffaf−=,…,()()()11
nfnfnaf+−=,累加可得()()121111nnfnaaaafa++−=+++=−.设()()()()1111nnnFnaaananan+=−−−+=−+−,()()()()111110nnnFnFnaaaaa++−=−−+=−−,故()()10FnF=,即()()1
1nfnanf++,D正确.故选:AD.【点睛】知识点点睛:本题考查抽象函数、函数基本性质、函数与不等式.抽象函数作为近年来的热门考点,以形式简洁、内涵丰富而常见于各大模拟卷及高考卷.本题属于难题.三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.对于各数位均不为0的三位数
abc,若两位数ab和bc均为完全平方数,则称abc具有“S性质”,则具有“S性质”的三位数的个数为__________.【答案】4【解析】【分析】先列出具有两位数,且每一位都不为0的完全平方数,然后根据题意组合即可.【详解】已知22416,525==2222636,749,864,981=
===的经过组合可知:具有“S性质”的组合有:16,64abbc==;36,64abbc==;64,49abbc==;81,16abbc==,此时的三位数分别为:164,364,649,816,共4个.故答案为:41
3.过双曲线2213xy−=的一个焦点作倾斜角为60o的直线,则该直线与双曲线的两条渐近线围成的三角形的面积是__________.【答案】332##332【解析】【分析】求出过焦点的直线方程和渐近线方程后可求三角形的面积.【详解】由双曲线的对称性不
妨设倾斜角为60o的直线过右焦点,由双曲线2213xy−=可得渐近线方程为33yx=,双曲线的半焦距为2c=,故右焦点坐标为()2,0F,过倾斜角为60o的直线方程为()32yx=−,由()3233
yxyx=−=可得交点坐标为()3,3A,由()3233yxyx=−=−可得交点坐标为33,22B−,倾斜角为60o的直线与双曲线的两条渐近线围成的三角形的面积为133323222−−=,故答案为:332.14.已知四面体
ABCD各顶点都在半径为3的球面上,平面ABC⊥平面BCD,直线AD与BC所成的角为90,则该四面体体积的最大值为_________________.【答案】4545【解析】【分析】根据给定条件,探求四面体体积的表达式,并确定体积最大时四面体的结构特征,结合球半径、球
心O到平面ABC和平面BCD的距离及BC长表示出最大体积的关系式,再利用均值不等式、导数求最值求解作答.【详解】在ABCV中,过A作AHBC⊥于H,连接DH,因为ADBC⊥,,,AHADAAHAD=平面ADH,则⊥BC平面ADH,显然DH平面ADH,有DHBC⊥,而平面ABC⊥平
面BCD,则90AHD=,四面体ABCD的体积1136AHDVSBCBCAHDH==,当BC长固定时,DH经过DBC△的外接圆圆心2O时,DH最大,此时H为BC中点,并且AH经过ABCV外接圆圆心1O,四面体ABCD的体积
V最大,令四面体ABCD外接球球心为O,连接12,OOOO,则1OO⊥平面ABC,2OO⊥平面BCD,令1122,,2OOdOOdBCa===,显然四边形12OOHO是矩形,于是222222129ddaOHCHOC++=+=
=,且22222211,AHdadDHdad=++=++,222222221122222211()()()()2daddadAHDHdaddad+++++=++++222211229ddadda=++++,当且仅当22222211daddad++=++,即21d
d=时取等号,此时22192add−==,2224999298122aaAHDHaa−−=++=+−,因此41(981)3Vaa+−,令4()(981),03faaaa=+−,4442()98181afaaa=+−−−,由()0fa=,得445a=,当4045a
时,()0fa,时4453a时,()0fa,因此()fa在4(0,45)上单调递增,在4(45,3)上单调递减,所以当445a=,()fa取得最大值44(45)1545f=,因此V的最大值为4545.故答案为:45
45【点睛】关键点睛:解决与球有关的内切或外接问题时,关键是确定球心的位置,再利用球的截面小圆性质求解.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知()sinfxxax=+,曲线()yfx=在点()π,πP处的切线斜率为2.(1)求a的值;(2)求不等式
()()1320fxfx++−的解集.【答案】(1)1−(2)(),4−【解析】【分析】(1)求导,根据导数的几何意义可得参数值;(2)根据导数判断函数单调性,再结合函数的奇偶性解不等式即可.【小问1详解】由已知()sinfxxax=+,得()1cosfxax=+,又函数𝑦=�
�(𝑥)在点()π,πP处的切线斜率为2,即()π1cosπ12faa=+=−=,解得1a=−;【小问2详解】由(1)得()sinfxxx=−,()1cosfxx=−,则()1cos0fxx=−
恒成立,即()fx在R上单调递增,又()()()sinsinfxxxxxfx−=−−−=−+=−,即函数()fx为奇函数,由()()1320fxfx++−,可知()()()13223fxfxfx+−−=−,即123xx+−,解得4x,即不等式的
解集为(),4−.16.如图,在三棱台111ABCABC−中,上、下底面是边长分别为4和6的等边三角形,1AA⊥平面ABC,设平面11ABC平面=ABCl,点,EF分别在直线l和直线1BB上,且满足1,EFlEFBB⊥⊥.(1)证明:⊥EF平面11BCCB;(2)若
直线EF和平面ABC所成角的余弦值为63,求该三棱台的体积.【答案】(1)证明见解析(2)192【解析】【分析】(1)根据线面平行的性质定理可得11BC∥l,再结合线面垂直的判定定理可得结果;(2)建立空间直角坐标系,分别求出平面11BCCB与平面ABC的法向量,利
用线面角的向量求法及棱台的体积公式可得结果.【小问1详解】由三棱台111ABCABC−知,11BC∥平面ABC,因为11BC平面11ABC,且平面11ABC平面=ABCl,所以11BC∥l,因为EFl⊥,所以EFBC⊥,又11,EFBBBCBBB⊥=,1,BCBB平面11BCCB,所以⊥EF
平面11BCCB;【小问2详解】取BC中点M,连接AM,以A为原点,AM为y轴,1AA为z轴,过点A做x轴垂直于yOz平面,建立空间直角坐标系如图,设三棱台的高为h,则()()()()113,33,0,2,23,,6,0,0,1,3,,BBhCBBBh==−−设平面11BCCB的法向量为
𝑛⃗=(𝑥,𝑦,𝑧),则100CBnBBn==,即6030xxyzh=−−+=,令3z=,可得平面11BCCB的一个法向量()0,,3nh=,易得平面ABC的一个法向量()0,0,1m=,设EF与平面ABC夹角为,23,3,1mnnhm==
+=,所以23cos,,31mnmnmnh==+由6cos3=,得3sin3=,由(1)知EF∥n,所以233sincos,|331mnh===+,解得6h=,所以三棱台的体积()11923Vhssss+==+.17.在ABCV中,角,,ABC所对的边分
别为,,abc.已知,,abc成公比为q的等比数列.(1)求q的取值范围;(2)求tantan22AC的取值范围.【答案】(1)5151,22q−+(2)135,32−.【解析】【分析】(1)根据等比数列性质与三角形三边关系
列出不等式求解即可;(2)利用正弦定理、余弦定理化简根据q的取值范围利用对勾函数的单调性即可求解.【小问1详解】由题意知2,baqcaq==,根据三角形三边关系知:22222201110qqqaaqaqqqaaqaqqqaq
aqaq++++++,解得5151,22q−+;【小问2详解】由(1)及正弦定理、余弦定理知:222222221sin1cos2tantan221cossin12abcACACaacbaaqaqabcbaACc
acbaaqaqbc+−−−+−+−====+−++−+++222122111111qqqqqqqqq+−==−=−++++++,由对勾函数的性质知:()11fqqq=++在51,12−上单调递减
,在511,2+上单调递增,所以())113,51fqqq=+++,则21351,1321qq−−++,即tantan22AC的取值范围为135,32−
.18.已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=过点()2,2A,且C的右焦点为()2,0F.(1)求C的方程:(2)设过点()4,0的一条直线与C交于,PQ两点,且与线段AF交于点S.(i)若ASFS=,求PQ;(ii)若APS△的面积与
FQS的面积相等,求点Q的坐标.【答案】(1)22184xy+=(2)(i)1235PQ=;(ii)27,2或27,2−.【解析】【分析】(1)将点A坐标代入椭圆方程,再由222abc=+的关系式即可得出结果;(2)(i)由ASFS=可知S为AF的中点,即可得22,
2S,求出直线PQ的方程并与椭圆联立,利用弦长公式即可得出结果;(ii)易知直线SF平分PFQ,由两三角形面积相等以及三角形相似可证明//PFAQ,再由点Q在线段AF垂直平分线上,与C的方程联立可得27,2或27,
2−.【小问1详解】根据题意有221(0)42abab+=,且由椭圆的几何性质可知22224abcb=+=+,所以228,4ab==.所以C的方程为22184xy+=.【小问2详解】(i)如下图所示:的若ASFS=可得,S为AF的中点,可得22,2S,即PQ
的斜率为2022244PQk−==−−,所以直线PQ的方程为()244yx=−−;设()()1122,,,PxyQxy,联立直线和椭圆方程可得252404xx−−=,所以1212168,55xxxx+==−,即可得()()
222212121212221231414445PQxxxxxxxx=+−+−=+−+−=因此可得1235PQ=;(ii)显然PQ的斜率存在,设PQ的方程为()4ykx=−,代入C的方程有:()222221163280k
xkxk+−+−=,其中Δ0.则可得2212122216328,2121kkxxxxkk−+==++,以下证明:直线SF平分PFQ,易知AFx⊥轴,故只需满足直线FP与FQ的斜率之和为0.设,FPFQ的斜率分别为12,kk,则:()
()()()121212121212121244242222224kxkxkxxyykkkxxxxxxxx−−+−+=+=+=−−−−−−++,()()1212121238224xxxxkxxxx−++=−++,代
入2212122216328,2121kkxxxxkk−+==++,有120kk+=,故直线AF平分PFQ,即AFPAFQ=.因为APS△的面积等于FQS的面积,故SASPSFSQ=,即SASQSFSP=,故//PFAQ.故,
AFQAFPFAQAQFQQ===在线段AF的垂直平分线上.易知线段AF的垂直平分线为22y=,与C的方程联立有27x=,故Q的坐标为27,2或27,2−.19.设5n为正整数,120naaa为正实数列
.我们称满足jikjaaraa−=−(其中1ijkn)的三元数组(,,)ijk为“r−比值组”.(1)若5n=,且{}na为等差数列,写出所有的1−比值组;(2)给定正实数r,证明:中位数为4(即(,,)ijk中4j=)的r−比值组
至多有3个;(3)记r−比值组的个数为()nfr,证明:2()4nnfr.【答案】(1)(1,2,3),(1,3,5),(2,3,4),(3,4,5);(2)证明见解析;(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)由15ijk以及等差数列性质得1jikjaajiaakj
−−==−−,进而根据r−比值组的定义对i和相应ji−的取值进行分类讨论即可得解.(2)依据题意得,ij固定时,则至多有一个k使得jikjaaraa−=−成立,接着由4j=得i的取值有三种即可得证.(3)由,ij固定时,则至多有一个k使得jikjaaraa−=−成立,结合i值的取法数可得j
ikjaaraa−=−的三元数组的个数为()1jgrj−,同理得,jk固定时()jgrnj−,进而得()min,1jgrnjj−−,再对n分偶数和奇数两种情况计算()12()nnjjfrgr−==即可得证.【小问1详解】因为{}na为等差数列,设其公差为d,若5,1
nr==,则15ijk,()()1jikjaajidjiaakjdkj−−−===−−−,所以当1i=且1ji−=时,2j=,1kj−=即3k=,此时1−比值组为()1,2,3;当1i=且2ji−=时,3j=,2kj−=即5k=,此时1−比值组为()1,3,5;当1i=且3j
i−=时,4j=,3kj−=即7k=,不符合;当2i=且1ji−=时,3j=,1kj−=即4k=,此时1−比值组为()2,3,4;当2i=且2ji−=时,4j=,2kj−=即6k=,不符合;当3i=且1ji−
=时,4j=,1kj−=即5k=,此时1−比值组为()3,4,5;当3i=且2ji−=时,5j=,不符合;当4i=且1ji−=时,5j=,不符合;综上,若5n=且{}na为等差数列的所有的1−比值组为(1,2,3),(
1,3,5),(2,3,4),(3,4,5).【小问2详解】因为120naaa,1ijkn,所以当,ij固定时,则至多有一个k使得jikjaaraa−=−成立,因为4j=,所以2i=或3或4共三种取法,所以中位数为4(即(,,
)ijk中4j=)的r−比值组至多有3个.【小问3详解】对给定的()1jjn,满足1ijkn,且jikjaaraa−=−①的三元数组的个数记为()jgr,因为120naaa,所以当,ij固定时,则至多有一个k使得①成立,因为ij,所以i值有1j−种取法,故()1jg
rj−,同理,若当,jk固定时,则至多有一个i使得①成立,因为jk,所以k值有nj−种取法,故()jgrnj−,所以()min,1jgrnjj−−,当n为偶数时,设2,Nnmm=,则当2jm时,()min,11jgrnjjj−−=−,当121mjm+−时
,()min,12jgrnjjnjmj−−=−=−,所以()()()121221()nmmnjjjjjjmfrgrgrgr−−===+==+()()()()()2121121211221mmjjmjmjmmm−==+−+−=+++−+−+−+++
()()22211224mmmmnmmm−−=+=−=,当n为奇数时,设21,Nnmm=+,则当2jm时,()min,11jgrnjjj−−=−,当12mjm+时,()min,121jgrnjjnjmj−−=−=+−,则有()()()()()12222121()121
nmmmmnjjjjjjjjmjjmfrgrgrgrgjgmj−===+==+==+−++−()()()()()22111211221224mmmmnmmmmm−+=+++−++−+−+++=+==,所以综上,记r−比值组个
数为()nfr,则2()4nnfr.【点睛】关键点睛:求证2()4nnfr的关键1是得出,ij固定时至多有一个k使得jikjaaraa−=−成立,从而结合i值的取法数可得jikjaaraa−=−的三元数组的个数为()1jgrj−,同理得,jk固定时()jgrnj−
,进而得()min,1jgrnjj−−,关键2是明确到()21jjn−影响到,1njj−−的大小,而n的奇偶性影响()12njjgr−=的取值,进而对n分偶数和奇数两种情况计算()12()nnjjfrgr−==并将()12njjgr−=分成两部分计算即可得证.的