題目列表(包括答案和解析)
已知
是等差數(shù)列,其前n項(xiàng)和為Sn,
是等比數(shù)列,且
,
.
(Ⅰ)求數(shù)列
與
的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)記
,
,證明
(
).
【解析】(1)設(shè)等差數(shù)列
的公差為d,等比數(shù)列
的公比為q.
由
,得
,
,
.
由條件,得方程組
,解得![]()
所以
,
,
.
(2)證明:(方法一)
由(1)得
①
②
由②-①得
![]()
![]()
![]()
而![]()
故
,![]()
(方法二:數(shù)學(xué)歸納法)
① 當(dāng)n=1時(shí),
,
,故等式成立.
② 假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)等式成立,即
,則當(dāng)n=k+1時(shí),有:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
即
,因此n=k+1時(shí)等式也成立
由①和②,可知對(duì)任意
,
成立.
已知數(shù)列
的前
項(xiàng)和為
,且
(
N*),其中
.
(Ⅰ) 求
的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ) 設(shè)
(
N*).
①證明:
;
② 求證:
.
【解析】本試題主要考查了數(shù)列的通項(xiàng)公式的求解和運(yùn)用。運(yùn)用
關(guān)系式,表示通項(xiàng)公式,然后得到第一問(wèn),第二問(wèn)中利用放縮法得到
,②由于
,
所以
利用放縮法,從此得到結(jié)論。
解:(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),由
得
. ……2分
若存在
由
得
,
從而有
,與
矛盾,所以
.
從而由
得
得
. ……6分
(Ⅱ)①證明:![]()
證法一:∵
∴![]()
∴
∴
.…………10分
證法二:
,下同證法一.
……10分
證法三:(利用對(duì)偶式)設(shè)
,
,
則
.又
,也即
,所以
,也即
,又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921381634452104/SYS201206192140215789581034_ST.files/image037.png">,所以
.即
………10分
證法四:(數(shù)學(xué)歸納法)①當(dāng)
時(shí),
,命題成立;
②假設(shè)
時(shí),命題成立,即
,
則當(dāng)
時(shí),![]()
![]()
即![]()
即![]()
故當(dāng)
時(shí),命題成立.
綜上可知,對(duì)一切非零自然數(shù)
,不等式②成立. ………………10分
②由于
,
所以
,
從而
.
也即![]()
設(shè)橢圓
的左、右頂點(diǎn)分別為
,點(diǎn)
在橢圓上且異于
兩點(diǎn),
為坐標(biāo)原點(diǎn).
(Ⅰ)若直線(xiàn)
與
的斜率之積為
,求橢圓的離心率;
(Ⅱ)若
,證明直線(xiàn)
的斜率
滿(mǎn)足![]()
【解析】(1)解:設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
.由題意,有
①
由
,得
,![]()
由
,可得
,代入①并整理得![]()
由于
,故
.于是
,所以橢圓的離心率![]()
(2)證明:(方法一)
依題意,直線(xiàn)OP的方程為
,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
.
由條件得
消去
并整理得
②
由
,
及
,
得
.
整理得
.而
,于是
,代入②,
整理得![]()
由
,故
,因此
.
所以
.
(方法二)
依題意,直線(xiàn)OP的方程為
,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
.
由P在橢圓上,有![]()
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012071821180638818491/SYS201207182118494193384555_ST.files/image036.png">,
,所以
,即
③
由
,
,得
整理得
.
于是
,代入③,
整理得![]()
解得
,
所以
.
已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點(diǎn)A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線(xiàn)AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞增,故當(dāng)
時(shí),
取最小值![]()
于是對(duì)一切
恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)
. ①
令
則![]()
當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減.
故當(dāng)
時(shí),
取最大值
.因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增.故當(dāng)
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因?yàn)楹瘮?shù)
在區(qū)間
上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線(xiàn),所以存在
使
即
成立.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問(wèn)題等,考查運(yùn)算能力,考查分類(lèi)討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學(xué)方法.第一問(wèn)利用導(dǎo)函數(shù)法求出
取最小值
對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立轉(zhuǎn)化為
從而得出求a的取值集合;第二問(wèn)在假設(shè)存在的情況下進(jìn)行推理,然后把問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)方程是否存在解的問(wèn)題,通過(guò)構(gòu)造函數(shù),研究這個(gè)函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷.
設(shè)點(diǎn)
是拋物線(xiàn)![]()
![]()
的焦點(diǎn),
是拋物線(xiàn)
上的
個(gè)不同的點(diǎn)(![]()
).
(1) 當(dāng)
時(shí),試寫(xiě)出拋物線(xiàn)
上的三個(gè)定點(diǎn)
、
、
的坐標(biāo),從而使得
;
(2)當(dāng)
時(shí),若
,
求證:
;
(3) 當(dāng)
時(shí),某同學(xué)對(duì)(2)的逆命題,即:
“若
,則
.”
開(kāi)展了研究并發(fā)現(xiàn)其為假命題.
請(qǐng)你就此從以下三個(gè)研究方向中任選一個(gè)開(kāi)展研究:
① 試構(gòu)造一個(gè)說(shuō)明該逆命題確實(shí)是假命題的反例(本研究方向最高得4分);
② 對(duì)任意給定的大于3的正整數(shù)
,試構(gòu)造該假命題反例的一般形式,并說(shuō)明你的理由(本研究方向最高得8分);
③ 如果補(bǔ)充一個(gè)條件后能使該逆命題為真,請(qǐng)寫(xiě)出你認(rèn)為需要補(bǔ)充的一個(gè)條件,并說(shuō)明加上該條件后,能使該逆命題為真命題的理由(本研究方向最高得10分).
【評(píng)分說(shuō)明】本小題若填空不止一個(gè)研究方向,則以實(shí)得分最高的一個(gè)研究方向的得分作為本小題的最終得分.
【解析】第一問(wèn)利用拋物線(xiàn)
的焦點(diǎn)為
,設(shè)
,
分別過(guò)
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
的垂線(xiàn),垂足分別為
.
由拋物線(xiàn)定義得到
第二問(wèn)設(shè)
,分別過(guò)
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
垂線(xiàn),垂足分別為
.
由拋物線(xiàn)定義得
![]()
![]()
第三問(wèn)中①取
時(shí),拋物線(xiàn)
的焦點(diǎn)為
,
設(shè)
,
分別過(guò)![]()
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
垂線(xiàn),垂足分別為![]()
.由拋物線(xiàn)定義得
![]()
![]()
![]()
![]()
,
則
,不妨取
;![]()
;![]()
;![]()
解:(1)拋物線(xiàn)
的焦點(diǎn)為
,設(shè)
,
分別過(guò)
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
的垂線(xiàn),垂足分別為
.由拋物線(xiàn)定義得
![]()
![]()
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912360984321474/SYS201207091236478588145986_ST.files/image010.png">,所以
,
故可取![]()
![]()
滿(mǎn)足條件.
(2)設(shè)
,分別過(guò)
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
垂線(xiàn),垂足分別為
.
由拋物線(xiàn)定義得
![]()
![]()
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912360984321474/SYS201207091236478588145986_ST.files/image017.png">
![]()
![]()
![]()
;
所以![]()
![]()
.
(3) ①取
時(shí),拋物線(xiàn)
的焦點(diǎn)為
,
設(shè)
,
分別過(guò)![]()
作拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
垂線(xiàn),垂足分別為![]()
.由拋物線(xiàn)定義得
![]()
![]()
![]()
![]()
,
則
,不妨取
;![]()
;![]()
;
,
則![]()
![]()
,![]()
![]()
.
故
,
,
,
是一個(gè)當(dāng)
時(shí),該逆命題的一個(gè)反例.(反例不唯一)
② 設(shè)
,分別過(guò)
作
拋物線(xiàn)
的準(zhǔn)線(xiàn)
的垂線(xiàn),垂足分別為
,
由
及拋物線(xiàn)的定義得
,即
.
因?yàn)樯鲜霰磉_(dá)式與點(diǎn)
的縱坐標(biāo)無(wú)關(guān),所以只要將這
點(diǎn)都取在
軸的上方,則它們的縱坐標(biāo)都大于零,則
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
,
而
,所以
.
(說(shuō)明:本質(zhì)上只需構(gòu)造滿(mǎn)足條件且
的一組
個(gè)不同的點(diǎn),均為反例.)
③ 補(bǔ)充條件1:“點(diǎn)
的縱坐標(biāo)
(
)滿(mǎn)足
”,即:
“當(dāng)
時(shí),若
,且點(diǎn)
的縱坐標(biāo)
(
)滿(mǎn)足
,則
”.此命題為真.事實(shí)上,設(shè)
,
分別過(guò)
作拋物線(xiàn)
準(zhǔn)線(xiàn)
的垂線(xiàn),垂足分別為
,由
,
及拋物線(xiàn)的定義得
,即
,則
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
,
又由
,所以
,故命題為真.
補(bǔ)充條件2:“點(diǎn)
與點(diǎn)![]()
為偶數(shù),
關(guān)于
軸對(duì)稱(chēng)”,即:
“當(dāng)
時(shí),若
,且點(diǎn)
與點(diǎn)![]()
為偶數(shù),
關(guān)于
軸對(duì)稱(chēng),則
”.此命題為真.(證略)
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