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河北省2023~2024学年高二(上)质检联盟第三次月考(24-175B)数学试卷答案

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(2)为了研究光照与大豆根瘤形成的关系,科研工作者将根瘤菌接种于大豆上,黑暗预处理2天后,进行相关处理,6天后观察大豆根瘤结节生成的情况,处理和结果如图2所示,结合图1分析下列问题:①对大豆黑暗预处理的目的是②图2的实验结果说明

分析（1）由于$\frac{{a}_{n}+{a}_{n+2}}{2}$=a_n+1，不满足条件①，因此{a_n}不具有“性质m”；由于$\frac{{b}_{n}+{b}_{n+2}}{2}$=1-$\frac{{n}^{2}+2n+2}{{n}^{2}（n+2）^{2}}$＜1-$\frac{（n+1）^{2}+1}{（n+1）^{4}}$＜1-$\frac{1}{（n+1）^{2}}$=b_n+1，又${b_n}=1-\frac{1}{n^2}$＜1（n∈N^*），即可判断出；
（2）等比数列{c_n}的公比为q＞0且q≠1，由${c_3}=\frac{1}{4}$，${S_3}=\frac{7}{4}$，可得$\left\{\begin{array}{l}{{c}_{1}{q}^{2}=\frac{1}{4}}\\{\frac{{c}_{1}（1-{q}^{3}）}{1-q}=\frac{7}{4}}\end{array}\right.$，解得c₁，q．可得S_n=2$（1-\frac{1}{{2}^{n}}）$．进而验证即可证明．
（3）对于任意的n≥3（n∈N^*），数列{d_n}具有“性质m”，利用$\frac{{d}_{n}+{d}_{n+2}}{2}$＜d_n+1，化为：t＞$\frac{1}{n-2}$，可得t＞1．另一方面：$\frac{t（3•{2}^{n}-n）+1}{{2}^{n}}$≤9，可得t≤3，即可得出．

解答（1）解：$\frac{{a}_{n}+{a}_{n+2}}{2}$=$\frac{n+n+2}{2}$=n+1=a_n+1，不满足条件①，因此{a_n}不具有“性质m”；
$\frac{{b}_{n}+{b}_{n+2}}{2}$=$\frac{1-\frac{1}{{n}^{2}}+1-\frac{1}{（n+2）^{2}}}{2}$=1-$\frac{1}{2}（\frac{1}{{n}^{2}}+\frac{1}{（n+2）^{2}}）$=1-$\frac{{n}^{2}+2n+2}{{n}^{2}（n+2）^{2}}$＜1-$\frac{（n+1）^{2}+1}{（n+1）^{4}}$＜1-$\frac{1}{（n+1）^{2}}$=b_n+1，因此{b_n}满足条件①，又${b_n}=1-\frac{1}{n^2}$＜1（n∈N^*），
因此存在M=1，使得b_n＜M，综上可得{b_n}是否具有“性质m”．
（2）证明：等比数列{c_n}的公比为q＞0且q≠1，∵${c_3}=\frac{1}{4}$，${S_3}=\frac{7}{4}$，∴$\left\{\begin{array}{l}{{c}_{1}{q}^{2}=\frac{1}{4}}\\{\frac{{c}_{1}（1-{q}^{3}）}{1-q}=\frac{7}{4}}\end{array}\right.$，解得c₁=1，q=$\frac{1}{2}$．
∴S_n=$\frac{1-\frac{1}{{2}^{n}}}{1-\frac{1}{2}}$=2$（1-\frac{1}{{2}^{n}}）$．∵$\frac{{S}_{n}+{S}_{n+2}}{2}$=$\frac{2（1-\frac{1}{{2}^{n}}）+2（1-\frac{1}{{2}^{n+2}}）}{2}$=2$-\frac{1}{{2}^{n}}-\frac{1}{{2}^{n+2}}$=2-$\frac{5}{{2}^{n+2}}$$2-\frac{4}{{2}^{n+2}}$＜2-$\frac{1}{{2}^{n}}$=S_n+1，∴数列{S_n}满足条件①．
又S_n=2$（1-\frac{1}{{2}^{n}}）$＜2，∴存在M=2，使得S_n＜M，数列{S_n}满足条件②．综上可得：数列{S_n}具有“性质m”，M的取值范围是[2，+∞）．
（3）对于任意的n≥3（n∈N^*），数列{d_n}具有“性质m”，
∴$\frac{{d}_{n}+{d}_{n+2}}{2}$＜d_n+1，化为：t＞$\frac{1}{n-2}$，∴t＞1．
另一方面：$\frac{t（3•{2}^{n}-n）+1}{{2}^{n}}$≤9，
∴$t≤\frac{9×{2}^{n}-1}{3×{2}^{n}-n}$=3+$\frac{3n-1}{3×{2}^{n}-n}$，∴t≤3，
∴1＜t≤3，
∴整数t=2，3．

点评本题考查了等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式、不等式的性质、新定义、有界数列，考查了推理能力与计算能力，属于难题．