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2017年上海市延安中学高考数学三模试卷(解析版)

2017年上海市延安中学高考数学三模试卷一、填空题(本题满分54分,第1题到第6题,每小题4分;第7题到第12题,每小题4分)1.若复数(a+i)(1+i)在复平面上所对应的点在实轴上,则实数a=.2.设集合A={x|(x﹣2)(x﹣3)≥0},集合B={x|x>0},则A∩B=.3.(x2﹣)8的二项展开式中x7项的系数为.4.若一个球的体积为36π,则它的表面积为.5.若等差数列{a n}前9项的和为27,且a10=8,则d=.6.函数的单调递增区间为.7.如图,在矩形ABCD中,AB=12,BC=5,以A、B为焦点的双曲线恰好过C、D两点,则双曲线M的标准方程为.8.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为.9.若命题“对任意,tanx<m恒成立”是假命题,则实数m的取值范围是.10.把一颗骰子投掷2次,观察出现的点数,记第一次出现的点数为a,第二次出现的点数为b,则方程组只有一个解的概率为.11.已知点,且平行四边形ABCD的四个顶点都在函数的图象上,则四边形ABCD的面积为.12.已知O为△ABC的外心,且,若,则α+β的最大值为.二、选择题(本题满分20分,每小题5分)13.已知向量都是非零向量,“”是“”的()A.充分非必要条件 B.必要非充分条件C.充分必要条件D.既非充分也非必要条件14.已知x>y>0,则()A.B.sinx﹣siny>0 C.D.lnx+lny>015.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x=时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是()A.f(2)<f(﹣2)<f(0)B.f(0)<f(2)<f(﹣2)C.f(﹣2)<f(0)<f(2)D.f(2)<f(0)<f(﹣2)16.已知x,y∈R,且,则存在θ∈R,使得xcosθ+ysinθ+1=0成立的P(x,y)构成的区域面积为()A.4﹣B.4﹣C.D. +三、解答题(本题满分76分)17.已知图一是四面体ABCD的三视图,E是AB的中点,F是CD的中点.(1)求四面体ABCD的体积;(2)求EF与平面ABC所成的角.18.已知函数f(x)=x2﹣4x+a+3:(1)若函数y=f(x)在[﹣1,1]上存在零点,求实数a的取值范围;(2)设函数g(x)=x+b,当a=3时,若对任意的x1∈[1,4],总存在x2∈[5,8],使得g(x1)=f(x2),求实数b的取值范围.19.如图,△ABC为一个等腰三角形形状的空地,腰CA的长为3(百米),底AB的长为4(百米).现决定在空地内筑一条笔直的小路EF(宽度不计),将该空地分成一个四边形和一个三角形,设分成的四边形和三角形的周长相等、面积分别为S1和S2.(1)若小路一端E为AC的中点,求此时小路的长度;(2)求的最小值.20.已知椭圆的焦点和上顶点分别为F1、F2、B,定义:△F1BF2为椭圆C的“特征三角形”,如果两个椭圆的特征三角形是相似三角形,那么称这两个椭圆为“相似椭圆”,且特征三角形的相似比即为相似椭圆的相似比,已知点是椭圆的一个焦点,且C1上任意一点到它的两焦点的距离之和为4.(1)若椭圆C2与椭圆C1相似,且C2与C1的相似比为2:1,求椭圆C2的方程;(2)已知点P(m,n)(mn≠0)是椭圆C1上的任意一点,若点Q是直线y=nx与抛物线异于原点的交点,证明:点Q一定在双曲线4x2﹣4y2=1上;(3)已知直线l:y=x+1,与椭圆C1相似且短半轴长为b的椭圆为C b,是否存在正方形ABCD,(设其面积为S),使得A、C在直线l上,B、D在曲线C b上?若存在,求出函数S=f(b)的解析式及定义域;若不存在,请说明理由.21.如果存在常数a,使得数列{a n}满足:若x是数列{a n}中的一项,则a﹣x也是数列{a n}中的一项,称数列{a n}为“兑换数列”,常数a是它的“兑换系数”.(1)若数列:2,3,6,m(m>6)是“兑换系数”为a的“兑换数列”,求m和a的值;(2)已知有穷等差数列{b n}的项数是n0(n0≥3),所有项之和是B,求证:数列{b n}是“兑换数列”,并用n0和B表示它的“兑换系数”;(3)对于一个不少于3项,且各项皆为正整数的递增数列{c n},是否有可能它既是等比数列,又是“兑换数列”?给出你的结论,并说明理由.2017年上海市延安中学高考数学三模试卷参考答案与试题解析一、填空题(本题满分54分,第1题到第6题,每小题4分;第7题到第12题,每小题4分)1.若复数(a+i)(1+i)在复平面上所对应的点在实轴上,则实数a=﹣1.【考点】A4:复数的代数表示法及其几何意义.【分析】利用复数的运算法则、几何意义即可得出.【解答】解:复数(a+i)(1+i)=a﹣1+(a+1)i在复平面上所对应的点(a﹣1,a+1)在实轴上,则实数a满足a+1=0,解得a=﹣1.故答案为:﹣1.2.设集合A={x|(x﹣2)(x﹣3)≥0},集合B={x|x>0},则A∩B=[3,+∞).【考点】1E:交集及其运算.【分析】解关于A的不等式,求出A,B的交集即可.【解答】解:A={x|(x﹣2)(x﹣3)≥0}={x|x≥3或x≤2},B={x|x>0},故A∩B=[3,+∞),故答案为:[3,+∞).3.(x2﹣)8的二项展开式中x7项的系数为﹣56.【考点】DB:二项式系数的性质.【分析】利用通项公式即可得出.=(﹣1)r C8r x16﹣3r,【解答】解:(x2﹣)8的二项展开式通项公式T r+1令16﹣3r=7,解得r=3,故(x2﹣)8的二项展开式中x7项的系数为﹣56,故答案为:﹣564.若一个球的体积为36π,则它的表面积为36π.【考点】LG:球的体积和表面积.【分析】求出球的半径,直接利用表面积公式求解即可.【解答】解:因为球的体积为36π,所以球的半径:=3,球的表面积:4π×32=36π,故答案为:36π.5.若等差数列{a n}前9项的和为27,且a10=8,则d=1.【考点】85:等差数列的前n项和.【分析】由题意可得:,解得d.【解答】解:由题意可得:,解得d=1.故答案为:1.6.函数的单调递增区间为.【考点】H5:正弦函数的单调性.【分析】利用辅助角公式化简,结合三角函数的性质可得单调递增区间.【解答】解:函数=2sin(x+),令,k∈Z,得:,∴函数f(x)的单调递增区为:.故答案为:.7.如图,在矩形ABCD中,AB=12,BC=5,以A、B为焦点的双曲线恰好过C、D两点,则双曲线M的标准方程为.【考点】KC:双曲线的简单性质.【分析】根据题意,求出A、B、C、D四点的坐标,分析可得c=6,由双曲线的定义可得2a=||AC|﹣|CB||=13﹣5=8,即a=4,由双曲线的性质可得b的值,将a、b的值代入双曲线方程即可得答案.(﹣6,0),B(6,0),D(﹣6,5),C(6,5),则|AC|==13,【解答】解:根据题意,分析可得A:若双曲线的焦点为A、B,则c=6,又由双曲线恰好过C、D两点,则2a=||AC|﹣|CB||=13﹣5=8,即a=4,又由c=6,则b2=a2﹣c2=20;则双曲线的方程为:;故答案为:.8.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为64.【考点】8I:数列与函数的综合;8G:等比数列的性质.【分析】求出数列的等比与首项,化简a1a2…a n,然后求解最值.【解答】解:等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,可得q(a1+a3)=5,解得q=.a1+q2a1=10,解得a1=8.则a1a2…a n=a1n•q1+2+3+…+(n﹣1)=8n•==,当n=3或4时,表达式取得最大值:=26=64.故答案为:64.9.若命题“对任意,tanx<m恒成立”是假命题,则实数m的取值范围是m ≤1.【考点】3R:函数恒成立问题.【分析】由x的范围求得tanx的范围,可得命题“对任意,tanx<m恒成立的m的范围,然后利用补集思想求得答案.【解答】解:由,得tanx∈[﹣,1],若“对任意,tanx<m恒成立”,则m>1.∵命题“对任意,tanx<m恒成立”是假命题,∴m≤1.故答案为:m≤1.10.把一颗骰子投掷2次,观察出现的点数,记第一次出现的点数为a,第二次出现的点数为b,则方程组只有一个解的概率为.【考点】CB:古典概型及其概率计算公式;C7:等可能事件的概率.【分析】利用分布计数原理求出骰子投掷2次所有的结果,通过解二元一次方程组判断出方程组有唯一解的条件,先求出不满足该条件的结果个数,再求出方程组有唯一解的结果个数,利用古典概型的概率公式求出方程组只有一个解的概率.【解答】解:骰子投掷2次所有的结果有6×6=36由得(b﹣2a)y=3﹣2a当b﹣2a≠0时,方程组有唯一解当b=2a时包含的结果有:当a=1时,b=2当a=2时,b=4当a=3时,b=6共三个所以方程组只有一个解包含的基本结果有36﹣3=33由古典概型的概率公式得故答案为:11.已知点,且平行四边形ABCD的四个顶点都在函数的图象上,则四边形ABCD的面积为.【考点】9V:向量在几何中的应用.【分析】由条件可设,从而可以得出向量的坐标,根据题意有,从而便得到,这两式联立即可求出x1,x2,从而得出D点的坐标,进一步求出的坐标,从而可以由求出cos∠BAD,从而可得出sin∠BAD,根据即可得出平行四边形ABCD的面积.【解答】解:根据题意设,则:;∵;∴;由②得,=;整理得,x1x2=5,∴带入①式解得,或3(舍去);∴x1=﹣3;∴;∴;∴,;∴=;∴;∴四边形ABCD的面积为:=.故答案为:.12.已知O为△ABC的外心,且,若,则α+β的最大值为.【考点】9V:向量在几何中的应用.【分析】用表示出,两边平方,利用2倍角公式得出α+β与αβ的关系,再利用基本不等式得出α+β的范围.【解答】解:∵,∴﹣=α()+β(﹣),∴(α+β﹣1)=α+β,∴α+β﹣1<0,即α+β<1.∵cosA=,∴cos∠BOC=cos2A=2cos2A﹣1=﹣,设△ABC的外接圆半径为R,则(α+β﹣1)2R2=α2R2+β2R2﹣αβR2,整理得:18(α+β)=9+32αβ,∵αβ≤()2,∴18(α+β)≤9+32•,解得α+β≤或α+β≥(舍),故答案为:.二、选择题(本题满分20分,每小题5分)13.已知向量都是非零向量,“”是“”的()A.充分非必要条件 B.必要非充分条件C.充分必要条件D.既非充分也非必要条件【考点】2L:必要条件、充分条件与充要条件的判断.【分析】由向量,都是非零向量,“•=||•||”表示两向量同线,而“∥”表示两向量同向或反向,进而根据充要条件的定义,可得答案.【解答】解:•=||•||=||•||•cos<,>即cos<,>=1即向量、同向,此时“∥”一定成立而“∥”时,向量、同向或反向,此时,“•=||•||”不一定成立故“•=||•||”是“∥”的充分不必要条件故选:A.14.已知x>y>0,则()A.B.sinx﹣siny>0 C.D.lnx+lny>0【考点】72:不等式比较大小.【分析】根据不等式的性质可判断A,根据正弦函数的性质可判断B,根据指数函数的性质可判断C,根据对数函数的性质可判断D【解答】解:由x>y>0,则﹣=<0,故A错误,根据正弦函数的图象和性质,无法比较sinx与siny的大小,故B错误,根据指数函数的性质可得﹣<0,故C正确,根据对数的运算性质,lnx+lny=lnxy,当0<xy≤1时,lnxy≤0,故D错误,故选:C.15.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x=时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是()A.f(2)<f(﹣2)<f(0)B.f(0)<f(2)<f(﹣2)C.f(﹣2)<f(0)<f(2)D.f(2)<f(0)<f(﹣2)【考点】H1:三角函数的周期性及其求法.【分析】依题意可求ω=2,又当x=时,函数f(x)取得最小值,可解得φ,从而可求解析式f(x)=Asin(2x+),利用正弦函数的图象和性质及诱导公式即可比较大小.【解答】解:依题意得,函数f(x)的周期为π,∵ω>0,∴ω==2.又∵当x=时,函数f(x)取得最小值,∴2×+φ=2kπ+,k∈Z,可解得:φ=2kπ+,k∈Z,∴f(x)=Asin(2x+2kπ+)=Asin(2x+).∴f(﹣2)=Asin(﹣4+)=Asin(﹣4+2π)>0.f(2)=Asin(4+)<0,f(0)=Asin=Asin>0,又∵>﹣4+2π>>,而f(x)=Asinx在区间(,)是单调递减的,∴f(2)<f(﹣2)<f(0).故选:A.16.已知x,y∈R,且,则存在θ∈R,使得xcosθ+ysinθ+1=0成立的P(x,y)构成的区域面积为()A.4﹣B.4﹣C.D. +【考点】7C:简单线性规划.【分析】作出不等式组对应的平面区域,求解xcosθ+ysinθ+1=0成立的等价条件,利用数形结合求出对应的面积即可得到结论.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:对应的区域为三角形OAB,若存在θ∈R,使得xcosθ+ysinθ+1=0成立,则(cosθ+sinθ)=﹣1,令sinα=,则cosθ=,则方程等价为sin(α+θ)=﹣1,即sin(α+θ)=﹣,∵存在θ∈R,使得xcosθ+ysinθ+1=0成立,∴|﹣|≤1,即x2+y2≥1,则对应的区域为单位圆的外部,由,解得,即B(2,2),A(4,0),则三角形OAB的面积S=×=4,直线y=x的倾斜角为,则∠AOB=,即扇形的面积为,则P(x,y)构成的区域面积为S=4﹣,故选:A三、解答题(本题满分76分)17.已知图一是四面体ABCD的三视图,E是AB的中点,F是CD的中点.(1)求四面体ABCD的体积;(2)求EF与平面ABC所成的角.【考点】MI :直线与平面所成的角;LF :棱柱、棱锥、棱台的体积. 【分析】(1)根据三视图得出棱锥的结构特征和棱长,代入体积公式计算;(2)通过V E ﹣BCF =V F ﹣BCE 得出F 到平面ABC 的距离,利用线面角的定义即可得出线面角的正弦值,从而得出所求线面角的大小.【解答】解:(1)由三视图可知AD ⊥平面BCD ,BD ⊥CD , AD=1,CD=BD=2,∴四面体ABCD 的体积V===.(2)∵E 是AB 的中点,F 是CD 的中点, ∴E 到平面BCD 的距离为AD=,S △BCF =S △BCD ==1,∴V E ﹣BCF ===.由勾股定理得AB=AC=,BC=2,∴△ABC 的BC 边上的高为=,∴S △ABC ==,∴S △BCE =S △ABC =,设F 到平面ABC 的距离为h ,则V F ﹣BCE ==,又V E ﹣BCF =V F ﹣BCE ,∴ =,解得h=.连结DE ,则DE=AB=,∴EF==,设EF 与平面ABC 所成的角为θ,则sinθ==.∴EF 与平面ABC 所成的角为arcsin .18.已知函数f (x )=x 2﹣4x +a +3:(1)若函数y=f (x )在[﹣1,1]上存在零点,求实数a 的取值范围;(2)设函数g (x )=x +b ,当a=3时,若对任意的x 1∈[1,4],总存在x 2∈[5,8],使得g (x 1)=f (x 2),求实数b 的取值范围.【考点】3W:二次函数的性质.【分析】(1)利用零点的存在性定理列不等式组解出;(2)求出f(x)在[5,8]上的值域和g(x)在[1,4]上的值域,根据题意得出两值域的包含关系得出b的范围.【解答】解:(1)f(x)的图象对称轴为x=2,开口向上,∴f(x)在[﹣1,1]上单调递减,△=16﹣4(a+3)=﹣4a+4,若函数y=f(x)在[﹣1,1]上存在零点,则f(﹣1)•f(1)≤0,∴,解得﹣8≤a≤0;(2)当a=3时,f(x)=x2﹣4x+6,∴f(x)在[5,8]上单调递增,∴当x=5时,f(x)取得最小值11,当x=8时,f(x)取得最大值38,∴f(x)在[5,8]上的值域为[11,38];又g(x)=x+b在[1,4]上单调递增,∴g(x)在[1,4]上的值域为[1+b,4+b],∵若对任意的x1∈[1,4],总存在x2∈[5,8],使得g(x1)=f(x2),∴[1+b,4+b]⊆[11,38],∴,解得10≤b≤34.19.如图,△ABC为一个等腰三角形形状的空地,腰CA的长为3(百米),底AB的长为4(百米).现决定在空地内筑一条笔直的小路EF(宽度不计),将该空地分成一个四边形和一个三角形,设分成的四边形和三角形的周长相等、面积分别为S1和S2.(1)若小路一端E为AC的中点,求此时小路的长度;(2)求的最小值.【考点】3H:函数的最值及其几何意义;HU:解三角形的实际应用.【分析】(1)根据题意可知F不在BC上,根据余弦定理求出cosA的值,然后根据余弦定理求出EF的长即可;(2)若E、F分别在AC和AB上,设AE=x,AF=y,然后利用三角形的面积公式求出S2和S1=S ﹣S2=,再根据基本不等式求出比值的最值即可,若E、F分别在AC和BC上,设CE=x,三角形ABCCF=y,同上根据基本不等式求出比值的最值即可.【解答】解:(1)因为:AE=CE=AE+4>CE+3 所以F不在BC上,AE+AF+EF=CE+CB+FB+EF所以AE=CE AF=CB+BF 4﹣BF=BF+3 BF=cosA==所以EF2=AE2+AF2﹣2AE×AF×cosA=所以EF=E为AC中点时,此时小路的长度为百米.(2)若E、F分别在AC和AB上,sinA=设AE=x,AF=y,所以S2=xysinA=S1=S三角形ABC﹣S2=2﹣S2因为x+y=3﹣x+4﹣y+3所以x+y=5=﹣1xy≤当且仅当x=y=时取等号所以=当且仅当x=y=时取等号最小值是若E、F分别在AC和BC上,sinC=设CE=x,CF=y同上可得≥当且仅当x=y=取等号若E、F分别在AC和BC上,最小值是20.已知椭圆的焦点和上顶点分别为F1、F2、B,定义:△F1BF2为椭圆C的“特征三角形”,如果两个椭圆的特征三角形是相似三角形,那么称这两个椭圆为“相似椭圆”,且特征三角形的相似比即为相似椭圆的相似比,已知点是椭圆的一个焦点,且C1上任意一点到它的两焦点的距离之和为4.(1)若椭圆C2与椭圆C1相似,且C2与C1的相似比为2:1,求椭圆C2的方程;(2)已知点P(m,n)(mn≠0)是椭圆C1上的任意一点,若点Q是直线y=nx与抛物线异于原点的交点,证明:点Q一定在双曲线4x2﹣4y2=1上;(3)已知直线l:y=x+1,与椭圆C1相似且短半轴长为b的椭圆为C b,是否存在正方形ABCD,(设其面积为S),使得A、C在直线l上,B、D在曲线C b上?若存在,求出函数S=f(b)的解析式及定义域;若不存在,请说明理由.【考点】KL:直线与椭圆的位置关系;K3:椭圆的标准方程.【分析】(1)由题意c=,a=2,则b2=a2﹣c2=1,即可求得椭圆C1的方程,根据相似比2,a2=4;b2=2,即可求得椭圆C2的方程;(2)由题设条件知,设点Q(x0,y0),由题设条件能推出,即可求得,即可求得4x2﹣4y2=1;(3)椭圆C1:,相似比为b,则椭圆C b的方程,由题意:只需C b上存在两点B、D关于直线y=x+1对称即可.设BD:y=﹣x+m,代入椭圆方程,设BD中点为E(x0,y0),然后利用根与系数的关系进行求解.【解答】解:(1)椭圆的一个焦点为,|PF1|+|PF2|=2a=4,∴b2=a2﹣c2=1,则椭圆C1:,设C2:,相似比为2,a2=4;b2=2,∴椭圆C2:;(2)证明:点P(m,n)在椭圆上,则,设点Q(x0,y0),,,∴4x02﹣4y02=﹣===1,∴点Q在双曲线4x2﹣4y2=1上(3)椭圆C1:,相似比为b,则椭圆C b的方程为:,由题意:只需C b上存在两点B、D关于直线y=x+1对称即可设BD:y=﹣x+m,设BD中点为E(x0,y0),B(x1,y1),D(x2,y2),,5x2﹣8mx+4m2﹣4b2=0,△=64m2﹣16×5×(m2﹣b2)>0,5b2>m2,由韦达定理知:x0=,y0=﹣x0+m=m,E(x0,y0)在直线y=x+1上,则m=+1解得:m=﹣,∴b2>,则b>,此时正方形的边长为,∴正方形的面积为S=f(b)=()2,丨BD丨==,∴函数S=f(b)的解析式:,定义域为.21.如果存在常数a,使得数列{a n}满足:若x是数列{a n}中的一项,则a﹣x也是数列{a n}中的一项,称数列{a n}为“兑换数列”,常数a是它的“兑换系数”.(1)若数列:2,3,6,m(m>6)是“兑换系数”为a的“兑换数列”,求m和a的值;(2)已知有穷等差数列{b n}的项数是n0(n0≥3),所有项之和是B,求证:数列{b n}是“兑换数列”,并用n0和B表示它的“兑换系数”;(3)对于一个不少于3项,且各项皆为正整数的递增数列{c n},是否有可能它既是等比数列,又是“兑换数列”?给出你的结论,并说明理由.【考点】8B:数列的应用.【分析】(1)根据数列:2,3,6,m(m>6)是“兑换系数”为a的“兑换数列”所以a﹣m,a ﹣6,a﹣3,a﹣2也是该数列的项,且a﹣m<a﹣6<a﹣3<a﹣2,由此可求m和a的值;(2)由“兑换数列”的定义证明数列{b n}是“兑换数列”,即证对数列{b n}中的任意一项b i(1≤i≤n0),a﹣b i=b1+(n0﹣i)d=b n0∈{b n},从而可求数列{b n}所有项之和;+1﹣i(3)假设存在这样的等比数列{c n},设它的公比为q(q>1),可知数列{c n}必为有穷数列,=a(1≤i≤n),再分类讨论,即可得到结论.不妨设项数为n项,则c i+c n+1﹣i【解答】(1)解:因为2,3,6,m(m>6)是“兑换系数”为a的“兑换数列”所以a﹣m,a﹣6,a﹣3,a﹣2也是该数列的项,且a﹣m<a﹣6<a﹣3<a﹣2,故a﹣m=2,a﹣6=3,即a=9,m=7.(2)证明:设数列{b n}的公差为d,因为数列{b n}是项数为n0项的有穷等差数列若b1≤b2≤b3≤…≤b,则a﹣b1≥a﹣b2≥a﹣b3≥…≥a﹣b,即对数列{b n}中的任意一项b i(1≤i≤n0),a﹣b i=b1+(n0﹣i)d=b+1﹣i∈{b n}同理可得:b1≥b2≥b3≥…≥b,a﹣b i=b1+(n0﹣i)d=b+1﹣i∈{b n}也成立,由“兑换数列”的定义可知,数列{b n}是“兑换数列”;又因为数列{b n}所有项之和是B,所以B==,即a=;(3)解:假设存在这样的等比数列{c n},设它的公比为q(q>1),因为数列{c n}为递增数列,所以c1<c2<c3<…<c n,则a﹣c1>a﹣c2>a﹣c3>…>a﹣c n,又因为数列{c n}为“兑换数列”,则a﹣c i∈{c n},所以a﹣c i是正整数=a(1≤i≤n)故数列{c n}必为有穷数列,不妨设项数为n项,则c i+c n+1﹣i①若n=3,则有c1+c3=a,c2=,又c22=c1c3,由此得q=1,与q>1矛盾②若n≥4,由c1+c n=c2+c n﹣1,得c1﹣c1q+c1q n﹣1﹣c1q n﹣2=0即(q﹣1)(1﹣q n﹣2)=0,故q=1,与q>1矛盾;综合①②得,不存在满足条件的数列{c n}.2017年6月24日。

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