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新高考“九省联考”19题压轴题汇编
一、集合新定义
1(2023下·北京·高一校考开学考试)给定整数n≥3,由n元实数集合S定义其相伴数集T=
a-b∣a、b∈S,a≠b,如果minT=1,则称集合S为一个n元规范数集,并定义S的范数f为其中
所有元素绝对值之和.
(1)判断A=-0.1,-1.1,2,2.5、B=-1.5,-0.5,0.5,1.5哪个是规范数集,并说明理由;
(2)任取一个n元规范数集S,记m、M分别为其中最小数与最大数,求证:minS+maxS≥n-
1;
(3)当S=a,a,⋯,a遍历所有2023元规范数集时,求范数f的最小值.
122023
注:minX、maxX分别表示数集X中的最小数与最大数.
【答案】(1)集合A不是规范数集;集合B是规范数集;
(2)证明见详解;
(3)1012×1011.
【分析】(1)根据n元规范数集的定义,只需判断集合A,B中的元素两两相减的差的绝对值,是否都大于
等于1即可;
(2)利用n元规范数集的定义,得到x-x≥1,从而分类讨论x≥0、x≤0与x0,x0三种情况,结
i+1i1n1n
合去绝对值的方法即可证明;
(3)法一:当a≥0时,证得a≥n-1+a,从而得到f≥1011×2023;当a≤0时,证得-a≥2023
1n12023n
-n-a,从而得到f≥1011×2023;当a0≤a时,分类讨论m≤1011与m≥1012两种情况,推
2023mm+1
得f≥1012×1011,由此得解;
法二:利用规范数集的性质与(2)中结论即可得解.
【详解】(1)对于集合A:因为2.5-2=0.51,所以集合A不是规范数集;
对于集合B:因为B=-1.5,-0.5,0.5,1.5,
又-1.5-(-0.5)=1,-1.5-0.5=2,-1.5-1.5=3,-0.5-0.5=1,-0.5-1.5=2,0.5-1.5
=1,
所以B相伴数集T=1,2,3,即minT=1,故集合B是规范数集.
(2)不妨设集合S中的元素为xx⋯x,即minS=x,maxS=x,
12n1n
因为S为规范数集,则∀Ni∈,1≤i≤n-1,则x-x≥1,且∃iN∈,1≤i≤n-1,使得x-x=1,∗∗
i+1i00
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