2024年清华大学强基计划数学试题(回忆版)#19
已知 $f(x)$ 是 $[0,1]$ 上的连续函数,$m, n \in\mathbb N^{\ast}$,$A_n=\displaystyle\sum_{k=1}^n\left|f\left(\dfrac{k}{n}\right)-f\left(\dfrac{k-1}{n}\right)\right|$,则( )
A.$A_{2n}\geqslant A_n$
B.$A_{n+m}\geqslant A_n$
C.$A_{n+m}\geqslant 2A_n$
D.$A_{n+\infty}\geqslant 2A_n$
答案 A.
解析 若 $f(x)$ 为 $[0,1]$ 上的单调递增,则\[A_n=\sum_{k=1}^n\left(f\left(\dfrac{k}{n}\right)-f\left(\dfrac{k-1}{n}\right)\right)=f(1)-f(0),\]为定值,因此选项 $\boxed{C}$ $\boxed{D}$ 错误; 根据绝对值不等式,有\[\left|f\left(\dfrac{k-2}{2 n}\right)-f\left(\dfrac{k-1}{2 n}\right)\right|+\left|f\left(\dfrac{k-1}{2 n}\right)-f\left(\dfrac k{2 n}\right)\right|\geqslant\left|f\left(\dfrac{k-1}n\right)-f\left(\dfrac k n\right)\right|,\]两边求和即得选项 $\boxed{A}$ 正确; 取 $f(x)=\begin{cases} x,&x\in\left[0,\dfrac 12\right],\\ 1-x,&x\in\left(\dfrac 12,1\right],\end{cases}$ 则\[A_2=1,\quad A_3=\dfrac 23,\]选项 $\boxed{B}$ 错误.
综上所述,正确的选项只有 $\boxed{A}$.