2019~2020 学年度北京市大兴区高三第一次综合练习
2020.4
数学
本试卷共 6 页,满分 150 分.考试时长 120 分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在
试卷上作答无效。
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.在每题列出的四个选项中,选出符合题目
要求的一项.
(1)在复平面内, 对应的点位于
(A)第一象限 (B)第二象限
(C)第三象限 (D)第四象限
(2)已知集合 , ,则
(A) (B)
(C) (D)
(3)已知等差数列 的前 n 项和为 , , ,则 等于
(A) (B) (C) (D)
(4)下列函数中,在区间 上单调递增且存在零点的是
(A) (B)
(C) (D)
(5)在 的展开式中,只有第三项的二项式系数最大,则含 项的系数等于
2
1 i+
{ | 2 }A x x k k= = ∈Z, { | 2 2}B x x= − ≤ ≤ A B =
[ 1 1]− , [ 2 2]− ,
{0 2}, { 2 0 2}− , ,
{ }na nS 2 0a = 4 1a = 4S
1
2 1 2 3
(0, )+∞
exy = 1y x= +
1
2
logy x= − 2( 1)y x= −
( 2)nx − x(A) (B)
(C) (D)
(6)若抛物线 上一点 M 到其焦点的距离等于 2,则 M 到其顶点 O 的距离等于
(A) (B)
(C) (D)
(7)已知数列 是等比数列,它的前 项和为 ,则“对任意 , ”是“数
列 为递增数列”的
(A)充分而不必要条件 (B)必要而不充分条件
(C)充分必要条件 (D)既不充分也不必要条件
(8)某四棱锥的三视图如图所示,如果方格纸上小正方形的边长为 ,那么该几何体的最
长棱的棱长为
(A)3
(B)
(C)
(D)
(9)已知函数 .若关于 x 的方程 在区间 上有且仅
有两个不相等的实根,则 的最大整数值为
(A) (B)
(C) (D)
32− 24−
8 4
2 4y x=
3 2
5 3
}{ na n nS *n∈N 0na >
{ }nS
1
10
13
17
π( ) sin( )6f x xω= + ( 0)ω > ( ) 1f x = [0 π],
ω
3 4
5 6(10)如图,假定两点 , 以相同的初速度运动.点 沿直线 作匀速运动, ;
点 沿线段 (长度为 单位)运动,它在任何一点的速度值等于它尚未经过的距
离( ).令 与 同时分别从 , 出发,那么,定义 为 的纳皮尔对数,用
现在的数学符号表示x与y的对应关系就是 ,其中e为自然对数的底.当点
从线段 的三等分点移动到中点时,经过的时间为
(A)
(B)
(C)
(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)已知向量 , , 若 ,则 ;
(12)若函数 在区间 上单调减区间,则m的一个值可以是 ;
(13)若对任意 ,关于 x 的不等式 恒成立,则实数 的范围是 ;
(14)已知 为函数 图象上两点,其中 .已知直线 AB 的斜率
P Q Q CD CQ x=
P AB 710
PB y= P Q A C x y
77 10110 ( )e
x
y = P
AB
ln 2
ln3
3ln 2
4ln 3
( 1 1)= − ,a (2 )t= ,b ∥a b t =
2 2( ) cos sinf x x x= − [0 ]m,
0x > 1a xx
+≤ a
( ) ( )A a r B b s, , , 2logy x= a b>
x
y
Q
P
DC
BA等于 2,且 ,则 ; ;
(15)在直角坐标系 中,双曲线 ( )的离心率 ,其渐近线
与圆 交 轴上方于 两点,有下列三个结论:
① ;
② 存在最大值;
③ .
则正确结论的序号为
三、解答题共 6 题,共 85 分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
(16)(本小题 14 分)
在 中, , ,且 的面积为 .
(Ⅰ)求 a 的值;
| | 5AB = a b− = a
b
=
xOy
2 2
2 2 1x y
a b
− = 0 0a b> >, 2e >
2 2( 2) 4x y+ − = x A B,
| | | |OA OB OA OB− < +
| |OA OB−
| | 6OA OB+ >
ABC∆ 1c = 2π
3A = ABC∆ 3
2(Ⅱ)若 D 为 BC 上一点,且 ,求 的值.
从① ,② 这两个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.
(17)(本小题 14 分)
为了调查各校学生体质健康达标情况,某机构 M 采用分层抽样的方法从 校抽取了
名学生进行体育测试,成绩按照以下区间分为七组:[30,40),[40,50),[50,60),[60,70),
[70,80),[80,90),[90,100],并得到如下频率分布直方图.根据规定,测试成绩低于 60 分为
体质不达标。已知本次测试中不达标学生共有 20 人.
(Ⅰ)求 的值;
(Ⅱ)现从 校全体同学中随机抽取 2 人,以频率作为概
率,记 表示成绩不低于 90 分的人数,求 的分
布列及数学期望;
(Ⅲ)另一机构 N 也对该校学生做同样的体质达标测试,
并用简单随机抽样方法抽取了 100 名学生,经测试
有 20 名学生成绩低于 60 分.计算两家机构测试成
绩的不达标率,你认为用哪一个值作为对该校学生体质不达标率的估计较为合理,说
明理由。
sin ADB∠
1AD = π
6CAD∠ =
A m
m
A
X X(18)(本小题 14 分)
如图,在三棱柱 中, , ,
, 是 的中点,E 是棱 上一动点.
(Ⅰ)若 E 是棱 的中点,证明: ;
(Ⅱ)求二面角 的余弦值;
(Ⅲ)是否存在点 E,使得 ,若存在,
求出 E 的坐标,若不存在,说明理由。
(19)(本小题 14 分)
已知椭圆 的离心率为 ,且经过点 ,一条直线 与椭圆 C
交于 , 两点,以 为直径的圆经过坐标原点 .
(Ⅰ)求椭圆 C 的标准方程;
(Ⅱ)求证: 为定值.
1 1 1ABC A B C− 1AB AC BC AA= = = 1 60BCC∠ =
1 1ABC BCC B⊥平面 平面 D BC 1 1A B
1 1A B 1 1/ /DE ACC A平面
1C CA B− −
1DE BC⊥
2 2
2 2: 1( 0)x yC a ba b
+ = > >
2
1 )0,2( l
P Q PQ O
22 ||
1
||
1
OQOP
+
E
C1 B1
A1
DC B
A(20)(本小题 15 分)
已知函数 .
(Ⅰ)若 ,求曲线 在点 处的切线方程;
(Ⅱ)求证:函数 有且只有一个零点.
(21)(本小题 14 分)
已 知 数 列 满 足 : 对 任 意 的 , 若 , 则
,且 ,设集合 ,集合
中元素最小值记为 ,集合 中元素最大值记为 .
(Ⅰ)对于数列: ,写出集合 及 ;
(Ⅱ)求证: 不可能为 18;
(Ⅲ)求 的最大值以及 的最小值.
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( ) ln 1
axf x x x
= − +
1a = ( )y f x= (1 (1))f,
( )f x
1 2 10a a a, , , {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}i j ∈, i j≠
i ja a≠ {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}ia ∈ 1 2{ | 1,2,3,4,5,6,7,8}i i iA a a a i+ += + + = A
( )m A A ( )n A
10 6 1 2 7 8 3 9 5 4, ,, , ,,,,, A ( ) ( )m A n A,
( )m A
( )m A ( )n A高三数学参考答案及评分标准
一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B C A B C D B D
二、填空题(共 5 小题,每小题 5 分,共 25 分)
(11)
(12)答案不唯一,只要
(13) (或
(14) ; (第一个空 3 分,第二个空 2 分)
(15)①③ (不选或有错选得 0 分,只选对 1 个得 3 分,全部选对得 5 分.)
三、解答题(共 6 小题,共 85 分)
(16)(共 14 分)
解:(Ⅰ) 由于 , ,
, ……2分
所以 . ……3分
由余弦定理 , ……5分
解得 . ……6分
(Ⅱ)①当 时,
2−
π0 2m< ≤
( 2]−∞, { | 2}a a ≤
1 4
1c = 2π
3A =
1 sin2ABCS bc A∆ =
2b =
2 2 2 2 cosa b c bc A= + −
7a =
1AD =在 中,由正弦定理 , ……2 分
即 ,所以 . ……4 分
因为 ,所以 . ……6 分
所以 , ……7分
即 . ……8分
②当 时,
在 中,由余弦定理知,
. ……3 分
因为 ,所以 , ……4 分
所以 , ……5 分
所以 , ……7分
即 . ……8分
(17)(共 14 分)
解:(Ⅰ)由频率分布直方图知, , ……2 分
解得 . ……3 分
(Ⅱ)方法 1:
由图知,每位学生成绩不低于 90 分的频率为 , ……1 分
由已知, 的所有可能取值为 , ……2 分
则 ,
ABC∆
sin sin
b BC
B BAC
= ∠
2 7
sin 3
2
B
= 21sin 7B =
1AD AB= = ADB B∠ = ∠
sin sinADB B∠ =
21sin 7ADB∠ =
30CAD °∠ =
ABC∆
2 2 2 7 1 4 2 7cos 2 72 7 1
AB BC ACB AB BC
+ − + −= = =⋅ ×
120A °= 90DAB °∠ =
π
2B ADB∠ + ∠ =
sin cosADB B∠ =
2 7sin 7ADB∠ =
(0.002 0.002 0.006) 10 20m × + + × =
200m =
0.01 10=0.1×
X 0 1 2,,
0 2
2( 0) (1 0.1) 0.81P X C= = ⋅ − =,
. ……5 分
所以 的分布列为
……6 分
所以 . ……7 分
方法 2:由图知,每位学生成绩不低于 90 分的频率为 , ……1 分
由已知 , ……2 分
则 ,
,
. ……5 分
所以 的分布列为
……6 分
所以 . ……7 分
(Ⅲ)机构 M 抽测的不达标率为 , ……1 分
机构 N 抽测的不达标率为 . ……2 分
(以下答案不唯一,只要写出理由即可)
①用机构 M 测试的不达标率 估计 A 校不达标率较为合理。 ……3 分
理由:机构 M 选取样本时使用了分层抽样方法,样本量也大于机构 N,样本更有代
表性,所以,能较好反映了总体的分布。 ……4 分
X 0 1 2
P 0.81 0.18 0.01
X 0 1 2
P 0.81 0.18 0.01
1
2( 1) 0.1(1 0.1) 0.18P X C= = ⋅ − =
2 2
2( 2) 0.1 0.01P X C= = ⋅ =
X
=0 0.81+1 0.18 2 0.01 0.2EX × × + × =
0.01 10=0.1×
(2,0.1)X B~
0 2
2( 0) (1 0.1) 0.81P X C= = ⋅ − =
1
2( 1) 0.1(1 0.1) 0.18P X C= = ⋅ − =
2 2
2( 2) 0.1 0.01P X C= = ⋅ =
X
=2 0.1 0.2EX × =
20 0.1200
=
20 0.2100
=
0.1②没有充足的理由否认机构 N 的成绩更合理. ……3 分
理由:尽管机构 N 的样本量比机构 M 少,但由于样本的随机性,不能排除样本较好
的反映了总体的分布,所以,没有充足的理由否认机构 N 的成绩更合理。 ……4 分
(18)(共 14 分)
(Ⅰ)证明:取 中点为 ,连结 ,
在 中,因为 为 的中点,
所以 且 .……1 分
又因为 是 的中点, ,
所以 且 ,
所以 为平行四边形
所以 . ……2 分
又因为 平面 , .……3 分
平面 ,
所以 平面 . ……4 分
(Ⅱ)连结 ,
因为 是等边三角形, 是 的中点,
所以 ,
因为 , ,
1 1AC P CP EP,
111Δ CBA PE、 1111 CABA 、
11// CBEP 112
1 CBEP=
D BC 1
2CD BC=
BCEP // CDEP=
CDEP
DECP //
DE ⊄ 11AACC
⊂CP 11AACC
//DE 11AACC
ADDC 、1
ABCΔ D BC
AD BC⊥
11 CCAABC == 60∠ 1 =BCC
z
y
x
E
C1 B1
A1
DC
B
A
P
A
B
C D
A1
B1C1
E所以 .
因为 ,
,
平面 ,
所以 平面 ,
所以 两两垂直.
如图,建立空间直角坐标系 , ……1 分
则 , , ,
,
设平面 的法向量为 ,
则 , ……2 分
即 , ……3 分
令 ,则 , ,
所以 . ……4 分
平面 ABC 的法向量为 ,
.
1C D BC⊥
1 1ABC BCC B⊥平面 平面
1 1ABC BCC B BC=平面 平面
1C D ⊂ 11BBCC
1C D ⊥ ABC
1DC DA DB, ,
D xyz−
( 3 0 0)A , , (0 1 0)C −, , 1(0 0 3)C , ,
1 (0 1 3)CC = ,, ( 3 1 0)CA = , ,
1ACC ( )x y z= , ,n
1 0
0
CC
CA
⋅ = ⋅ =
n
n
3 0
3 0
y z
x y
+ =
+ =
1=x 3y = − 1z =
(1 3 1)= −, ,n
1 (0 0 3 )DC = , ,
1
1
1
5cos 5| | | |
DCDC
DC
⋅< >= =
⋅,
nn
n又因为二面角 为锐二面角,
所以二面角 的余弦值为 . ……6 分
(如果没有建立坐标系,利用二面角的定义,比照步骤给分。)
(Ⅲ) , ……1 分
,
设 ,
则 ,
所以 , ……2 分
所以 ,
假设 ,
则
解得 , ……3 分
这与已知 矛盾。
原命题得证. ……4 分
(19)(共 14 分)
(Ⅰ)因为椭圆经过点 ,所以 , ……1 分
又因为 ,则 , ……2 分
1 1C CA B− −
1 1C CA B− −
5
5
1( 3 1 3)A ,,
1 1 ( 3 1 0)A B = − ,,
1 1 1(0 1)A E A Bλ λ= ≤ ≤
1 ( 3 0)A E λ λ= − , ,
( 3 3 1 3)E λ λ− +, ,
( 3 3 1 3)DE λ λ= − +, ,
1 (0 1 3)BC = −, ,
1DE BC⊥
1 0DE BC⋅ =
2λ =
0 1λ≤ ≤
)0,2( 2=a
2
1=
a
c 1c = 由 ,得 , ……3 分
所以椭圆的标准方程为 . ……4 分
(Ⅱ)方法一
因为以 为直径的圆过坐标原点 ,所以 . ……1 分
①若直线 的斜率不存在,则 为椭圆与 轴交点, 为椭圆与 轴交点,
因此 , ,
则 . ……2 分
②若直线 的斜率存在且为 0,则 为椭圆与 轴交点, 为椭圆与 轴交点,
因此 , ,
则 . ……3 分
③若直线 的斜率存在且不为 0,
可设直线 方程为 ,
则直线 的方程为 . ……4 分
联立 ,得 , ……5 分
即 , , ……6 分
即 , ……7 分
222 cab −= 32 =b
134
22
=+ yx
PQ O OQOP ⊥
OP P y Q x
3|| 22 == bOP 4|| 22 == aOQ
2 2
1 1 1 1 7
| | | | 3 4 12OP OQ
+ = + =
OP P x Q y
4|| 22 == aOP 3|| 22 == bOQ
2 2
1 1 1 1 7
| | | | 4 3 12OP OQ
+ = + =
OP
OP )0( ≠= kkxy
OQ xky 1−=
2 2
14 3
y kx
x y
= + =
134
222
=+ xkx
2
2
43
12
k
x +
=
2
2
2
43
12
k
ky +
=
2
2
222 1212
431
||
1
k
k
yxOP +
+=
+
=同理, , ……8 分
则 . ……10 分
方法二
①若直线 的斜率存在时,设 ,与椭圆方程联立得:
,有 , ……2 分
由题意, ,设 , ,
所以 , . ……3 分
因为以 为直径的圆过原点 ,
由 ,得 , ……4 分
即 ,整理得,
, ……5 分
而 ……6 分
设 h 为 到 的距离,则
所以 ,
而 ,
2
2
2 1212
34
||
1
k
k
OQ +
+=
12
7
1212
77
||
1
||
1
2
2
22
=
+
+=+
k
k
OQOP
l :l y kx m= +
2 2
14 3
y kx m
x y
= + + =
2 2 2(3 4 ) 8 4 12 0k x kmx m+ + + − =
0∆ > ),( 11 yxP ),( 22 yxQ
1 2 2
8
4 3
kmx x k
+ = − +
2
1 2 2
4 12
4 3
mx x k
−= +
PQ O
OQOP ⊥ 1 2 1 2 0x x y y+ =
1 2 1 2( )( ) 0x x kx m kx m+ + + =
2 212(1 ) 7k m+ =
2 2 2
2 2 2 2 2 2
1 1 | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
OP OQ PQ
OP OQ OP OQ OP OQ
++ = =
O l
| | | | | |OP OQ PQ h⋅ = ⋅
2 2 2
1 1 1
| | | |OP OQ h
+ =
2
| |
1
mh
k
=
+所以 . ……8 分
②若直线 的斜率不存在,则有 , ……9 分
不妨设 ,设 ,有 ,
代入椭圆方程 得, ,
,
即 ,
综上 . ……10 分
(20)(共 15 分)
(Ⅰ)解;当 时,函数 , ……1 分
, ……2 分
, ……3 分
, ……4 分
所以函数 在点 处的切线方程是 .……5 分
(Ⅱ)解法 1
函数的定义域为 ,
, ……1 分
设 ( ),
2 2
1 1
| | | |OP OQ
+ =
2
2
1 7
12
k
m
+ =
l 1±=OPk
1=OPk ),( 11 yxP 11 yx =
134
22
=+ yx
7
122
1 =x
2 2 24| | | | 7OP OQ= =
12
7224
7
||
1
||
1
22
=×=+
OQOP
12
7
||
1
||
1
22
=+
OQOP
1a = ( ) ln 1
xf x x x
= − + 0x >
1(1) 2f = −
2
2 2
1 1 1( ) ( 1) ( 1)
x xf x x x x x
+ +′ = − =+ +
3(1) 4k f ′= =
( )y f x= (1 (1))f, 3 4 5 0x y− − =
(0, )+∞
2
2 2
1 (2 ) 1( ) ( 1) ( 1)
a x a xf x x x x x
+ − +′ = − =+ +
2g( ) (2 ) 1x x a x= + − + 0x >①当 或 且 ≤0,即 时,都有 ,
所以,函数 在 是增函数, ……2 分
又 , , ……4 分
若 时, ,函数 在 有且只有一个零点,……5 分
若 时,由于 ,
所以 在 存在唯一零点. ……6 分
②当 时,方程 的判别式 ,
设方程的两根为 ,不妨设 ,
由韦达定理可知 , , ……7 分
所以 ,
+ 0 - 0 +
增 极大值 减 极小值 增
因为 ,所以 ,
所以 , ……8 分
由上可知 , , ……9 分
存在唯一的 使得 ,
所以函数 在 有且只有一个零点.
综上所述,对任意的 函数 有且只有一个零点.……10 分
2a ≤ 2a > 2 4a a∆ = − 4a ≤ ( ) 0g x ≥
( )f x (0, )+∞
(1) 2
af = − (e ) e 1
a
a
af = +
0a = (1) 0f = ( )f x (0, )+∞
0a ≠
2
(1) (e ) 0e
a
a
af f = − <
( )f x (0, )+∞
4a > 2 (2 ) 1 0x a x+ − + = 2 4 0a a∆ = − >
1 2,x x 1 2x x<
1 2 2 0x x a+ = − > 1 2 1 0x x = >
1 20 1 1x x< < >,
x 1(0, )x 1x 1 2( , )x x 2x 2( , )x +∞
( )f x′
( )f x
10 1x< < 1ln 0x <
1
1 1
1
( ) = ( ) ln 01
axf x f x x x
= − +
0 2( ,e )ax x∈ 0( ) 0f x =
( )f x (0, )+∞
a∈R ( )y f x=解法 2
函数的定义域为 ,
要使函数 有且只有一个零点,只需方程 有且只有一个根,
即只需关于 x 的方程 在 上有且只有一个解.
设函数 , ……1 分
则 , ……2 分
令 ,
则 , ……3 分
由 ,得 . ……4 分
x
单调递减 极小值 单调递增
由于 , ……5 分
所以 ,
所以 在 上单调递增, ……6 分
又 , , ……8 分
①当 时, ,函数 在 有且只有一个零点,
(0, )+∞
( )f x ( 1)ln 0x x ax+ − =
( 1)ln 0x x ax
+ − = (0 )+ ∞,
( 1)ln( ) x xg x ax
+= −
2
1 ln( ) x xg x x
+ −′ =
( ) 1 lnh x x x= + −
1 1( ) 1 xh x x x
−′ = − =
( ) 0h x′ = 1x =
(0 1), 1 (1 )+ ∞,
( )h x′ − 0 +
( )h x
min( ) (1) 2 0h x h= = >
( ) 0g x′ >
( 1)ln( ) x xg x ax
+= − (0, )+∞
(1)g a= − (e ) e
a
a
ag =
0a = (1) 0g = ( )g x (0, )+∞②当 时,由于 ,所以存在唯一零点.
综上所述,对任意的 函数 有且只有一个零点.……10 分
(21)(共 14 分)
(Ⅰ) ,
, . ……3 分
(Ⅱ)证明:假设 , ……1 分
设
则 = ……2 分
即 ,因为
所以 ……3 分
同理,设
可以推出 , ……4 分
中有两个元素为 1,与题设矛盾,
故假设不成立,
不可能为 18. ……5 分
(Ⅲ) 的最大值为 17, 的最小值为 16.
0a ≠
2
(1) (e ) 0e
a
a
ag g = − <
a∈R ( )y f x=
{17,9,10,18,20}A =
( ) 9m A = ( ) 20n A =
( ) 18m A ≥
S = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + =
1055 3 ( )S m A a= +≥ 103 18 a× +
10 1a ≤ 1 ( 1,2,3, ,10)ia i = ≥
10 1a =
S = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + =
1 1a =
ia ( 1,2, ,10)i =
( )m A
( )m A ( )n A①首先求 ,由(Ⅱ)知 ,而 是可能的.
当 时, ……1 分
设
则 =
即 , ……2 分
又
得 ,即 .
同理可得: . ……3 分
对于数列:
此时 , ,满足题意.
所以 的最大值为 17; ……4 分
②现证明: 的最小值为 16.
先证明 为不可能的,假设 . ……5 分
设 ,
可得 ,即 ,元素最大值为 10,所以 .
又 ,
同理可以推出 ,矛盾,假设不成立,所以 .
数列为: 时,
( )m A ( ) 18m A < ( ) 17m A =
( ) 17m A =
S = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + =
1055 3 ( )S m A a= ≥ + 103 17 a× +
10 4a ≤
S = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + =
7 755 3 ( ) 51S m A a a= + = +≥ 7 4a ≤
4 ( 1,4,7,10)ia i =≤
1,6,10,2,7,8,3,9,5,4
{17,18,19,20}A = ( ) 17 ( ) 20m A n A= =,
( )m A
( )n A
( ) 15n A ≤ ( ) 15n A ≤
S = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + =
1 155 3 ( ) 3 15n A a a+ × +≤ ≤ 1 10a ≥ 1 10a =
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10( ) ( ) ( ) 55a a a a a a a a a a+ + + + + + + + + = 4 43 ( ) 3 15n A a a+ × +≤ ≤
4 10a = ( ) 16n A ≥
7,6,2,8,3,4,9,1,5,10, , 中元素的最大值为 16.
所以 的最小值为 16. ……6 分
{13,14,15,16}A = ( ) 13 ( ) 16m A n A= =, A
( )n A