2019 年上海市徐汇区南洋模范中学高考数学三模试卷
一、填空题
1.若集合 ,则 _____.
【答案】
【解析】
【分析】
分别求出 集合的 的范围,求交集即可。
【详解】求出集合的等价条件,根据集合的基本运算进行求解即可.
【解答】解:A={x|3x+1>0}={x|x>﹣ },
B={|x﹣1|<2}={x|﹣2<x﹣1<2}={x|﹣1<x<3},
则 A∩B={x|﹣ <x<3},
故答案为:(﹣ ,3).
【点睛】本题主要考查集合的基本运算,求出集合的等价条件是解决本题的关键,属于简单
题目。
2.若复数 z 满足 ,其中 i 为虚数单位,则 _____.
【答案】
【解析】
【分析】
先求出 ,则 。
【详解】利用复数代数形式的乘除运算化简求得 z,则 可求.
【解答】解:由 =﹣i,得 ,
∴ .
故答案为:1﹣i.
【点睛】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查共轭复数的概念,是基础题.
{ } { }3 1 0 , 1 2A x x B x= + = − < A B =
1 ,33
−
A B, x
1
3
1
3
1
3
1 i iz
− = − z =
1 i−
z =1+i 1z i= −
1 i
z
−
2
1 i (1 i)iz 1 ii i
− −= = = +− −
1z i= −3.若函数 的反函数为 ,则不等式 的解集为_____.
【答案】
【解析】
【分析】
先求出 ,即 求解即可。
【详解】∵ ,
∴有 ,
则 ,必有 ﹣1>0,
∴2( ﹣1)<1,解得 1< .
故答案为: .
【点睛】本题考查了反函数的求法、不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于中档
题.
4.试写出 的展开式中系数最大的项_____.
【答案】
【解析】
【分析】
Tr+1=(﹣1)r x7﹣2r,r 必须为偶数,分别令 r=0,2,4,6,经过比较即可得出
【详解】 ,
r 必须 偶数,分别令 r=0,2,4,6,
其系数分别为:1, , ,
经过比较可得:r=4 时满足条件,
故答案为: .
为
( ) ( )11+ 02f x x= > ( )1f x− ( )1 2f x− >
31, 2
( )1 1 ( )1f x xx
− = >1−
1 21x
>−
1( ) 1f x x
= +
1 1( ) ( 1)1f x xx
− = >−
1 21x
>− x
x x 3
2
<
31, 2
71x x
−
35
x
r
7C
7 7 2
1 7
1 1
r
r r r r
rT x xx
−
+
−
﹣=C =(﹣)
2
7C 4
7C 6
7C
4 1
5 7
35T C x x
−= =
35
x【点睛】 本题考查了二项式定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
5.若 最小值为 a,最大值为 b,则 _____.
【答案】
【解析】
【分析】
先求函数 定义,求出函数的最大值 a 和最小值 b,代入求极限。
【详解】y=4﹣ ,定义域为[﹣1,3]
当 x=1 时,y 取最小值为 2,当 x=3 或﹣1 时,y 取最大值为 4,
故 a=2,b=4;
= = = .
故答案为: .
【点睛】本题考查求函数的定义域,根据定义域求函数的最值及求极限,属于中档题.
6.已知平面上三点 A、B、C 满足 ,则
的值等于_____.
【答案】
【解析】
分析】
由三边的平方和的关系,可得△ABC 为直角三角形,由 ,两边平方结合向
量的平方即为模的平方,计算即可得到所求值
【详解】由| |= ,| |= ,| |=2 ,可得:
的
【
35
x
24 2 3y x x= − − + + 2lim 3 4
n n
n nn
a b
a b→∞
− =−
1
2
2 2 3x x− + +
1 i m 2
3 4
n n
n n
a b
n a b
−
→ ∞ −
1 im 2 2 4
3 2 4 4
n n
n nn
− ⋅
→ ∞ ⋅ − ⋅
1 22lim
13 42
n
nn→∞
−
⋅ −
1
2
1
2
3, 5 2 2AB BC CA= = = =
AB BC BC CA CA AB⋅ + ⋅ + ⋅
8−
0AB BC CA+ + =
4B 2 Bi 5 CA 2
2 2 2
AB BC CA+ = 即有△ABC 为直角三角形,
由 两边平方可得,
即有
=﹣ ×(3+5+8)=﹣8.
故答案为:﹣8.
【点睛】本题考查向量的数量积的性质:向量的平方即为模的平方,注意平方法的运用,考
查化简整理的运算能力,属于中档题.
7.设 P 是曲线 为参数)上的一动点, 为坐标原点,M 为线段 的中点,
则点 M 的轨迹的普通方程为_____.
【答案】
【解析】
【分析】
由 sec2θ﹣tan2θ=1,可得曲线的方程为 2x2﹣y2=1,设 P(x0,y0),M(x,y),运用中点
坐标公式,代入曲线方程,化简整理即可得到所求轨迹方程.
【详解】曲线(θ 为参数),即有
,
由 sec2θ﹣tan2θ=1,可得曲线的方程为 2x2﹣y2=1,
设 P(x0,y0),M(x,y),
可得
,代入曲线方程,可得
0AB BC CA+ + =
2 2 2
ABBC BCCA CAAB2( ) 0AB BC CA+ + + + + =
AB BC BC CA CA AB⋅ + ⋅ + ⋅
2 2 2| | + | | + | |1=- 2 AB BC CA ( )
1
2
2 sec (2
tan
x
y
θ θ
θ
=
=
O OP
2 28 4 1x y− =
sec 2
tan
x
y
θ
θ
= =
0
0
2
2
x x
y y
=
=2x02﹣y02=1,即为 2(2x)2﹣(2y)2=1,
即为 8x2﹣4y2=1.
故答案为:8x2﹣4y2=1.
【点睛】本题考查中点的轨迹方程的求法,注意运用代入法和中点坐标公式,考查参数方程
和普通方程的互化,注意运用同角的平方关系,考查运算能力,属于中档题.
8.在等差数列 中,首项 ,公差 ,若某学生对其中连续 10 项进行求和,在遗
漏掉一项的情况下,求得余下 9 项的和为 185,则此连续 10 项的和为 .
【答案】200
【解析】
试题分析:等差数列 中的连续 10 项为 ,遗漏的项为
且 则
,化简得 ,所以 , ,则
连续 10 项的和为 .
考点:等差数列.
9.从集合 中任取两个数,欲使取到的一个数大于 ,另一个数小
于 (其中 )的概率是 ,则 __.
【答案】4 或 7.
【解析】
【分析】
先求出所有的基本事件有 45 种,再求出取到的一个数大于 ,另一个数小于 的基本事件有
种,根据古典概型概率公式即可得到关于 的方程解得即可.
【详解】从集合 中任取两个数的基本事件有 种,
取到的一个数大于 ,另一个数小于 ,
比 小的数有 个,比 大的数有 个,
{ }na 1 3a = 2d =
{ }na *
+1 2 9, , , , ,( )x x x xa a a a x N+ +… ∈
*
+ ,x na n N∈ 1 9,n≤ ≤ 9( ) 10 ( 18) 10 ( 2 )2 2
x x x x
x n x
a a a aa a n+
+
+ × + + ×− = − +
44 9 43 52x n≤ = + ≤ 5x = 5 11a =
(11 11+18) 10 =2002
+ ×
{ }1,2,3,4,5,6,7,8,9,10A = k
k k A∈ 2
5 k =
k k
( 1)(10 )k k− − k
{ }1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 2
10 45C =
k k
k 1k − k 10 k−故一共有 个基本事件,
由题意可得 ,
即 ,整理得 ,
解得 或 ,
故答案是:4 或 7.
【点睛】该题考查的是有关古典概型概率求解问题,涉及到的知识点有实验对应的基本事件
数的求解,古典概型概率公式,属于简单题目.
10.已知数列 的通项公式为 ,则这个数列的前 n 项和
_____.
【答案】
【解析】
【分析】
分 n 为奇数、偶数两种情况讨论,利用分组求和法计算即得结论.
【详解】当 n 为偶数时,Sn=[(﹣1+2)+(﹣3+4)+…+(﹣n+1+n)]+(2+22+…+2n)
=
=2n+1+ ﹣2;
当 n 为奇数时,Sn=[(﹣1+2)+(﹣3+4)+…+(﹣n+2+n﹣1)﹣n]+(2+22+…+2n)
= ﹣n+
=2n+1﹣ ﹣ ;
1 1
1 10 ( 1)(10 )k kC C k k− −⋅ = − −
( 1)(10 ) 2
45 5
k k− − =
( 1)(10 ) 18k k− − = 2 11 28 0k k− + =
4k = 7k =
{ }na ( ) ( )*1 2n n
na n n N= − ⋅ + ∈ nS =
1
1
52 ,2
42 ,2
n
n
n
n n
S n n
+
+
+ −= − +
为奇数
为偶数
( )2 1 2
2 1 2
nn −
−
2
n
1
2
n − ( )2 1 2
1 2
n−
−
2
n 5
2综上所述,Sn=
【点睛】本题考查数列的通项及前 n 项和,考查运算求解能力,考查分组求和法,考查分类
讨论的思想,注意解题方法的积累,属于中档题.
11.已知函数 ,数列 是公比大于 0 的等比数列,且 ,
,则 _______.
【答案】
【解析】
【分析】
由于 是等比数列,所以 也是等比数列.根据题目所给条件列方程,解方程求得 的
值.
【详解】设数列 的公比为 ,则 是首项为 ,公比为 的等比数列,由
得
, 即 ① , 由
,得 ②,联立①②解得 .
【点睛】本小题主要考查等比数列的性质,考查等比数列的前 项和公式,考查运算求解能力,
属于中档题.
1
1
52 ,2
42 ,2
n
n
n n
n n
+
+
+ − − +
为奇数
为偶数
1( )f x x x
= − { }na 6 1a =
1 2 3 9 10 1( ) ( ) ( ) ( ) ( )f a f a f a f a f a a+ + +⋅⋅⋅+ + = − 1a =
2
2
{ }na 1
na
1a
{ }na 0q > 1
na
1
1
a
1
q
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2 3 9 10 1f a f a f a f a f a a+ + +⋅⋅⋅+ + = −
1 2 10 1
1 2 10
1 1 1a a a aa a a
+ + + − + + + = −
( )10 10
1 1
1
1 111
11 1
a q a q aq
q
− − − = −− −
6 1a = 5
1 1a q =
1
2
2a =
n12.定义在 R 上的奇函数 ,当 时,
则函数 的所有零点之和为_____.
【答案】
【解析】
【分析】
函数 F(x)=f(x)﹣a(0<a<1)的零点转化为:在同一坐标系内 y=f(x),y=a 的图象
交点的横坐标;作出两函数图象,考查交点个数,结合方程思想,及零点的对称性,根据奇
函数 f(x)在 x≥0 时的解析式,作出函数的图象,结合图象及其对称性,求出答案.
【详解】∵当 x≥0 时,
f(x)=
即 x∈[0,1)时,f(x)= (x+1)∈(﹣1,0];
x∈[1,3]时,f(x)=x﹣2∈[﹣1,1];
x∈(3,+∞)时,f(x)=4﹣x∈(﹣∞,﹣1);
画出 x≥0 时 f(x)的图象,
再利用奇函数的对称性,画出 x<0 时 f(x)的图象,如图所示;
则直线 y=a,与 y=f(x)的图象有 5 个交点,则方程 f(x)﹣a=0 共有五个实根,
最左边两根之和为﹣6,最右边两根之和为 6,
∵x∈(﹣1,0)时,﹣x∈(0,1),
( )f x 0x ≥ ( ) 1
2
log ( 1), [0,1)
1 3 , [1, )
x x
f x
x x
+ ∈=
− − ∈ +∞
( ) ( ) ( )0 1F x f x a a= − < <
1 2x−
1
2
log ( 1), [0,1)
1 3 , [1, )
x x
x x
+ ∈
− − ∈ +∞
1
2
log∴f(﹣x)= (﹣x+1),
又 f(﹣x)=﹣f(x),
∴f(x)=﹣ (﹣x+1)= (1﹣x)﹣1=log2(1﹣x),
∴中间的一个根满足 log2(1﹣x)=a,即 1﹣x=2a,
解得 x=1﹣2a,
∴所有根的和为 1﹣2a.
故答案为:1﹣2a.
【点睛】本题考查分段函数的图象与性质的应用问题,也考查了利用函数零点与方程的应用
问题,是综合性题目.
二、选择题
13. 为非零向量,“函数 为偶函数”是“ ”的 ( )
A. 充分但不必要条件
B. 必要但不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
试题分析:因为 ,所以若 为偶数,则
, 即 . 若 , 则 有 , 所 以
,为偶函数.
考点:1.充分必要条件的判断;2.平面年向量的数量积.
【方法点睛】充分不必要条件、必要不充分条件、既不充分也不必要条件的判断的一般方法:
①充分不必要条件:如果 ,且 ,则说 p 是 q 的充分不必要条件;②必要不充分
条件:如果 ,且 ,则说 p 是 q 的必要不充分条件;③既不充分也不必要条件:
如果 ,且 ,则说 p 是 q 的既不充分也不必要条件.
1
2
log
1
2
log 1
2
log
,a b 2( ) ( )f x ax b= + a b⊥
( ) 2 2 2 2( ) 2f x ax b a x a bx b⋅ = + = + + ( ) 2( )f x ax b+ =
0a b⋅ = a b⊥ a b⊥ 0a b⋅ =
( ) 2 2 2 2 2 2 2( ) 2f x ax b a x a bx b a x b⋅ = = + = + + +
p q⇒ p ⇐q
p ⇒q p q⇐
p ⇒q p ⇐q14.若 表示两条直线, 表示平面,下列命题中 真命题为( )
A. 若 ,则 B. 若 ,则
C. 若 ,则 D. 若 ,则
【答案】C
【解析】
【分析】
对 4 个选项分别进行判断,即可得出结论.
【详解】:选项 A 中,由 a⊥α,a⊥b,则 b 可能在平面 α 内,故该命题为假命题;
选项 B 中,由 a∥α,a⊥b,则 b⊥α 或 b∥α,故该命题为假命题;
选项 C 中,由线面垂直的判定定理可知,该命题为真命题;
选项 D 中,由 a∥α,b∥α 可得到 a,b 相交或平行,故该命题是假命题,
故选:C.
【点睛】本题考查的是线面平行的判定与性质,考查学生分析解决问题的能力,掌握线面平
行的判定与性质是关键.
15.抛物线 的焦点为 ,点 为该抛物线上的动点,点 是抛物线的准线与坐
标轴的交点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
由题意可知,抛物线的准线方程为 x=﹣1,A(﹣1,0),
的,a b α
,a a bα⊥ ⊥ / /b α // ,a a bα ⊥ b α⊥
,a bα α⊥ ⊆ a b⊥ / / , / /a bα α / /a b
2 4y x= F ( ),P x y A
PF
PA
1
2
2
2
3
2
2 3
3过 P 作 PN 垂直直线 x=﹣1 于 N,
由抛物线的定义可知 PF=PN,连结 PA,当 PA 是抛物线的切线时, 有最小值,则∠APN 最
大,即∠PAF 最大,就是直线 PA 的斜率最大,
设在 PA 的方程为:y=k(x+1),所以 ,
解得:k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,
所以△=(2k2﹣4)2﹣4k4=0,解得 k=±1,
所以∠NPA=45°,
=cos∠NPA= .
故选 B.
点睛:通过抛物线的定义,转化 PF=PN,要使 有最小值,只需∠APN 最大即可,作出切
线方程即可求出比值的最小值.
16..设 、 是关于 x 的方程 的两个不相等的实数根,那么过两点
, 的直线与圆 的位置关系是( )
A. 相离. B. 相切. C. 相交. D. 随 m 的变
化而变化.
【答案】D
【解析】
直线 AB 的方程为 .
即 ,所以直线 AB 的方程为
,
PF
PA
2
1
4
y k x
y x
( )= +
=
PF
PA
2
2
PF
PA
1x 2x 2 2 0x mx m m+ + − =
2
1 1( , )A x x 2
2 2( , )B x x ( )2 21 1x y− + =
2 2
2 1
2 1
2 1
,AB
x xk x xx x
−= = + ∴− 2
1 1 2 1( )( )y x x x x x− = + −
1 2 1 2( )y x x x x x= + −
2 2
2
2 2
4 2
1,
1 11 1
m m m my mx m m d
m m
m m
− + −
= − + − = = =
+ + +因为 ,所以
,
所以 ,所以直线 AB 与圆可能相交,也可能相切,也可能相离.
三、解答题
17.如图,长方体 中, .
(1)求四棱锥 的体积;
(2)求异面直线 与 所成角的大小.
【答案】(1)4;(2) .
【解析】
【分析】
(1)四棱锥 A1﹣ABCD 的体积 ,由此能求出结果.
(2)由 DD1∥CC1,知∠A1CC1 是异面直线 A1C 与 DD1 所成角(或所成角的补角),由此能求出异
面直线 A1C 与 DD1 所成角的大小.
【详解】(1)∵长方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中,AB=BC=2,AA1=3,
∴四棱锥 A1﹣ABCD 的体积:
= = =4.
(2)∵DD1∥CC1,∴∠A1CC1 是异面直线 A1C 与 DD1 所成角(或所成角 补角),的
2 2 40, 4( ) 0, 0 3m m m m∆ > ∴ − − > ∴ < <
2
2
1 9 9 9 225, ( ) , ( , ), ( ) ( )16 16 16 256t g t t t t g t gm
= > ∴ = + ∈ +∞ > =令
1 1 16
15( ) 225
256
d
g t
= < =
1 1 1 1ABCD A B C D− 12, 3AB BC AA= = =
1A ABCD−
1AC 1DD
2 2
3
1A ABCDV − 1
1= 3 ABCD
S AA×
矩形
1A ABCDV − 1
1= 3 ABCD
S AA×
矩形 1
1
3 AB AD AA× × × 1 2 2 33
× × ×∵tan∠A1CC1= = = ,
∴ = .
∴异面直线 A1C 与 DD1 所成角的大小为 ;
【点睛】本题考查三棱锥的体积的求法,考查异面直线所成角的求法,是中档题,解题时要
认真审题,注空间思维能力的培养.
18.已知函数 .
(1)若不等式 的解集为 ,求 a 的值;
(2)在(1)的条件下,若存在 ,使 ,求 t 的取值范围.
【答案】(1)2;(2) .
【解析】
【分析】
(1)求得不等式 f(x)<6 的解集为 a﹣3≤x≤3,再根据不等式 f(x)<6 的解集为(﹣1,
3),可得 a﹣3=﹣1,由此求得 a 的范围;
(2)令 g(x)=f(x)+f(﹣x)=|2x﹣2|+|2x+2|+4,求出 g(x)的最小值,可得 t 的范
围.
【详解】(1)∵函数 f(x)=|2x﹣a|+a,
不等式 f(x)<6 的解集为(﹣1,3),
∴|2x﹣a|<6﹣a 的解集为(﹣1,3),
由|2x﹣a|<6﹣a,可得 a﹣6<2x+a<6﹣a,求得 a﹣3≤x≤3,
1 1
1
AC
CC
2 22 2
3
+ 2 2
3
1 1A CC∠ 2 2arctan 3
2 2arctan 3
( ) 2f x x a a= − +
( ) 6f x < ( )1,3−
0x R∈ ( ) ( )0 0f x t f x≤ − −
[ )8,+∞故有 a﹣3=﹣1,a=2.
(2)在(1)的条件下,f(x)=|2x﹣2|+2,
令 g(x)=f(x)+f(﹣x)=|2x﹣2|+|2x+2|+4=
故 g(x)的最小值为 8,
故使 f(x)≤t﹣f(﹣x)有解的实数 t 的范围为[8,+∞).
【点睛】本题主要考查绝对值不等式的解法,分段函数的应用,求函数的最小值,函数的能
成立问题,属于中档题.
19.某景区欲建两条圆形观景步道 (宽度忽略不计),如图所示,已知 ,
(单位:米),要求圆 M 与 分别相切于点 B,D,圆 与
分别相切于点 C,D.
(1)若 ,求圆 的半径;(结果精确到 0.1 米)
(2)若观景步道 的造价分别为每米 0.8 千元与每米 0.9 千元,则当 多大时,
总造价最低?最低总造价是多少?(结果分别精确到 0.1°和 0.1 千元)
【答案】(1)34.6 米,16.1 米;(2)263.8 千元.
【解析】
【分析】
(1)利用切线的性质即可得出圆的半径;
(2)设∠BAD=2α,则总造价 y=0.8•2π•60tanα+0.9•2π•60tan(45°﹣α),化简,令
1+tanα=x 换元,利用基本不等式得出最值.
4 4 , 1
8, 1 1
4 4 , 1
x x
x
x x
− −
− < > ( )1,0F 31, 2P
2 2
1 2
2
: 15
3
x yC a b
+ =
−
2 2 4: 3O x y+ =
, ( ,M N M N MN ,m n
2 2
1 1
3m n
+
1 2,P P
2 2
2 2 2
3: 1x yC a b
+ = 1 2PP x⊥ 1 2,P P 2C
2C
2 2
14 3
x y+ = 3 ,02
−
2 2
2 2 1( 0)x y a ba b
+ = > > 3
2∴ ,解得 a=2,b= ,
∴椭圆 C 的标准方程为 .
(2)由题意:C1: ,
设点 P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3),
∵M,N 不在坐标轴上,∴kPM=﹣ =﹣ ,
∴直线 PM 的方程为 y﹣y2=﹣ (x﹣x2),
化简得:x2x+y2y= ,①,
同理可得直线 PN 的方程为 x3x+y3y= ,②,
把 P 点的坐标代入①、②得 ,
∴直线 MN 的方程为 x1x+y1y= ,
令 y=0,得 m= ,令 x=0 得 n= ,
∴x1= ,y1= ,
又点 P 在椭圆 C1 上,
∴( )2+3( )2=4,
则 = 为定值.
(3)由椭圆的对称性,可以设 P1(m,n),P2(m,﹣n),点 E 在 x 轴上,设点 E(t,0),
则圆 E 的方程为:(x﹣t)2+y2=(m﹣t)2+n2,
2 2
2 2 2
1
1 9 14
c
a b
a b c
=
+ =
= +
3
2 2
14 3
x y+ =
2 23 14 4
x y+ =
OM
1
k
2
2
x
y
2
2
x
y
4
3
4
3
2 1 2 1
3 1 3 1
4
3
4
3
x x y y
x x y y
+ =
+ =
4
3
1
4
3x 1
4
3y
4
3m
4
3n
4
3m
4
3n
2 2
1 1+3m n
3
4由内切圆定义知道,椭圆上的点到点 E 距离的最小值是|P1E|,
设点 M(x,y)是椭圆 C 上任意一点,则|ME|2=(x﹣t)2+y2= ,
当 x=m 时,|ME|2 最小,∴m=﹣ ,③,
又圆 E 过点 F,∴(﹣ )2=(m﹣t)2+n2,④
点 P1 在椭圆上,∴ ,⑤
由③④⑤,解得:t=﹣ 或 t=﹣ ,
又 t=﹣ 时,m=﹣ <﹣2,不合题意,
综上:椭圆 C 存在符合条件的内切圆,点 E 的坐标是(﹣ ,0).
【点睛】本题考查了直线与圆锥曲线的综合问题,椭圆的标准方程,韦达定理,以及椭圆的
简单性质,熟练掌握椭圆的简单性质是解本题的关键.
21.若 是递增数列,数列 满足:对任意 ,存在 ,使得 ,
则称 是 的“分隔数列”.
(1)设 ,证明:数列 是 的分隔数列;
(2)设 是 的前 n 项和, ,判断数列 是否是数列 的分
隔数列,并说明理由;
(3)设 是 的前 n 项和,若数列 是 的分隔数列,求实数 的取
值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2)数列 不是数列 的分隔数列;(3) .
【解析】
【分析】
(1)由新定义,可得 2n≤m+1<2n+2,求得 m=2n,即可得证;
2 23 2 14 x tx t− + +
2 4
3 3
t t− =
3 t−
2
2 1 4
mn = −
3
2 3
3 4 3
3
3
2
{ }nc { }na *n N∈ *m N∈
1
0m n
m n
a c
a c +
−
−
{ }na { }nc
2 , 1n nc n a n= = + { }na { }nc
4,n nc n S= − { }nc 3 2n nd c −= { }nS { }nd
1,n
n nc aq T−= { }nc { }nT { }nc ,a q
{ }nS { }nd 0, 2a q> >(2)运用等差数列的求和公式,结合新定义,即可判断;
(3)讨论 a>0,q>1 或 a<0,0<q<1,结合新定义,加以恒成立思想,解不等式即可得到
所求范围.
【详解】(1)∵{cn}是递增数列,数列{an}满足:对任意 n∈N*,存在 m∈N*,使得
,
∴cn≤am<cn+1,
∵cn=2n,am=m+1,
∴2n≤m+1<2n+2,
∴2n﹣1<m≤2n+1,
∴m=2n,
∴对任意 n∈N*,存在 m=2n∈N*,使得 ,则称{an}是{cn}的“分隔数列;
(2)cn=n﹣4,Sn 是{cn}的前 n 项和,dn=c3n﹣2,
∴dn=(3n﹣2)﹣4=3n﹣6,
∴d1=﹣3,
∴Sn= = n(n﹣7),
若数列{Sn}是数列{dn}的分隔数列,
∴3n﹣6≤ m(m﹣7)<3n﹣3,
即 6(n﹣2)≤m(m﹣7)<6(n﹣1),
由于 n=4 时,12≤m(m﹣7)<18,
不存在自然数 m,使得不等式成立,
∴数列{Sn}不是数列{dn}的分隔数列;
(3)设 ,Tn 是{cn}的前 n 项和,
∵数列{Tn}是{cn}的分隔数列,
则{cn}为递增,
当 a>0 时,q>1,
1
0m n
m n
a c
a c +
−
−
1
0m n
m n
a c
a c +
−
−
( 3 4)
2
n n− + − 1
2
1
2
1n
nc aq −=∴aqn﹣1≤ <aqn,
即有 qm﹣1<qn(q﹣1),且 qm﹣1≥qn﹣1(q﹣1),
当 1<q<2 时,数列最小项可以得到 m 不存在;
q>2 时,由 m=n,qm﹣1≥qn﹣1(q﹣1)成立;
qn﹣1<qn(q﹣1)成立,可得 n=2 时,q2﹣1<q2(q﹣1),
解得 q>2,对 n>3 也成立;
当 a<0 时,0<q<1 时,
aqn﹣1≤ <aqn,
即有 1﹣qm>qn(1﹣q),且1﹣qm≤qn﹣1(1﹣q),
取 m=n+1,可得 1﹣qm>qn(1﹣q)成立,
1﹣qn+1≤qn﹣1(1﹣q)成立,可得 q=0 恒成立,
则 a<0,0<q<1 不成立,
综上可得,a>0,q>2.
【点睛】本题考查了新定义的理解和运用,等差数列、等比数列的通项公式与求和公式,考
查了推理能力与计算能力,属于难题.
( )1
1
ma q
q
−
−
( )1
1
ma q
q
−
−