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文檔簡介
1、 2017高考壓軸題精選黃岡中學(xué)高考數(shù)學(xué)壓軸100題目錄1.二次函數(shù)22 復(fù)合函數(shù)43.創(chuàng)新型函數(shù)64.抽象函數(shù)125.導(dǎo)函數(shù)不等式136.函數(shù)在實際中的應(yīng)用207. 函數(shù)與數(shù)列綜合228.數(shù)列的概念與性質(zhì)339. Sn與an的關(guān)系3810.創(chuàng)新型數(shù)列4111.數(shù)列不等式4312數(shù)列與解析幾何4713橢圓4914.雙曲線5215.拋物線5616 解析幾何中的參數(shù)范圍問題5817 解析幾何中的最值問題6418 解析幾何中的定值問題6719 解析幾何與向量7020 探索問題77(1),110(2)1101.二次函數(shù)1. 對于函數(shù),若存在實數(shù),使成立,則稱為 的不動點(1)當(dāng)時,求的不動點;(2)若
2、對于任何實數(shù),函數(shù)恒有兩 個相異的不動點,求實數(shù)的取值范圍;(3)在(2)的條件下,若的圖象上兩點的橫坐標(biāo)是函數(shù)的不動點,且直線是線段的垂直平分線,求實數(shù)的取值范圍分析 本題考查二次函數(shù)的性質(zhì)、直線等 基礎(chǔ)知識,及綜合分析問題的能力 函數(shù)與方程思想解: ,(1)當(dāng)時,設(shè)為其不動點,即,則所以,即的不動點是.(2)由得.由已知,此方程有相異二實根,所以,即對任意恒成立,(3)設(shè),直線是線段 的垂直平分線,記的中點,由(2)知在上,化簡得:,當(dāng)時,等號成立即例2 已知函數(shù),若對任 意,且,都有 ()求實數(shù)的取值范圍;()對于給定的實數(shù),有一個最小的負(fù)數(shù),使得 時,都成立,則當(dāng)為何值時,最小,并求出
3、的最小值解:() , ,實數(shù) 的取值范圍為 (),顯然,對稱軸。(1)當(dāng),即時,且令,解 得,此時取較大的根,即, (2)當(dāng),即時,且令,解 得,此時取較小的根,即, 當(dāng)且僅當(dāng)時,取等號,當(dāng)時,取得 最小值3 2 復(fù)合函數(shù)1已知 函數(shù)滿足,其中,且。(1)對于函數(shù),當(dāng)時,求實數(shù)m的取值范圍;(2)當(dāng)時,的取值范圍恰為,求的取值范圍。解: 且設(shè),則 當(dāng)時, 在其定義域上當(dāng)時, , 在其定義域上 且,都有為其定義 域上的增函數(shù)又 為奇函數(shù)(1) 當(dāng)時, (2)當(dāng)時, 在上,且值域為 例2. 函數(shù)是的 反函數(shù),的圖象與函數(shù)的圖象關(guān)于直線成軸對稱圖形,記。 (1)求的解析式及其定義域;(2)試問的圖象
4、上是否存在兩個不同的點A、B,使直線AB恰好與軸垂直?若存在,求出A、B的坐 標(biāo);若不存在,說明理由。解:(1) 的圖象與的圖象關(guān)于直線成軸對稱圖形 的圖象與的 圖象關(guān)于直線對稱即:是的反函數(shù) (2)假設(shè)在的圖象上存在不同 的兩點A、B使得軸,即使得方程有兩不等實根設(shè),則在(,1)上且 , 使得方程有兩不等正根設(shè),由函數(shù)圖象可知:,方程僅 有唯一正根 不存在點A、B符合題意。3. 設(shè)且為自然對數(shù)的 底數(shù),函數(shù)f(x) (1)求證:當(dāng)時,對一切非負(fù)實數(shù)x恒成立; (2)對于(0,1)內(nèi)的任意常數(shù)a,是否存在與a 有關(guān)的正常數(shù),使得成立?如果存在,求出一個符合條件的;否則說明理由.分析:本題主要考
5、查函數(shù)的單調(diào)性,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等基礎(chǔ)知識,以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力分類討論、化歸(轉(zhuǎn)化)思想方法解:(1)當(dāng)令上單調(diào)遞增,(2)(1),需求一個,使(1)成立,只要求出的最小值,滿足上在,只需證明內(nèi)成立即可,令為增函數(shù),故存在與a有關(guān)的正常數(shù)使(1)成立。3.創(chuàng)新型函數(shù)1.在R上定義運(yùn)算(b、c為實常數(shù))。記,.令.()如果函數(shù)在處有極值,試確定b、c的值;()求曲線上斜率為c的切線與該曲線的公共點;()記的最大值為.若對任意的b、c 恒成立,試示的最大值。解:()由在處有極值,可得,解得或若,則,此時沒有極值;若,則。當(dāng)變化時,、的變化情況如下表: 0+單調(diào)遞減極小值-12單調(diào)遞
6、增極大值單調(diào)遞減當(dāng)是,有極大值,故即為所求。()設(shè)曲線在處的切線的斜率為,即。解得或。若,則,得切點為,切線方程為;若,則,得切點為,切線方程為。若,解得,則此時切線與曲線的公共點為,;(2)若,解得,此時切線與曲線的公共點為,。綜合可知,當(dāng)時,斜率為c的切線與曲線有且只有一個公共點;當(dāng),斜率為c的切線與曲線有兩個不同的公共點,分別為和或,。()(1)當(dāng)時,函數(shù)的對稱軸位于區(qū)間外,在上的最值在兩端點處取得,故應(yīng)是和中較大的一個。,即(2)當(dāng)?shù)脤ΨQ軸x=b位于區(qū)間之內(nèi)此時由若于是若,則,于是綜上,對任意的b、c都有而當(dāng),時,在區(qū)間上的最大值故對任意的b,c恒成立的k的最大值為 。例2設(shè)函數(shù),其中
7、表示不超過的最大整數(shù),如. ()求的值; ()若在區(qū)間上存在x,使得成立,求實數(shù)k的取值范圍;()求函數(shù)的值域. 解:()因為,所以 ()因為,所以, 則. 求導(dǎo)得,當(dāng)時,顯然有, 所以在區(qū)間上遞增, 即可得在區(qū)間上的值域為, 在區(qū)間上存在x,使得成立,所以 ()由于的表達(dá)式關(guān)于x與對稱,且x>0,不妨設(shè)x³1. 當(dāng)x=1時,=1,則; 當(dāng)x>1時,設(shè)x= n+,nÎN*,0£<1. 則x= n,所以 , 在1,+¥)上是增函數(shù),又, , 當(dāng)時, 當(dāng)時, 故時,的值域為I1I2In 設(shè), 則. , 當(dāng)n³2時,a2= a3&l
8、t; a4<< an< 又bn單調(diào)遞減, b2> b3>> bn> a2,b2)= I2I3I4In I1I2In=I1I2 =. 綜上所述,的值域為例3.我們用和分別表示實數(shù)中的最小者和最大者.(1)設(shè),函數(shù)的值域為,函數(shù)的值域為,求;(2)提出下面的問題:設(shè),為實數(shù),求函數(shù)()的最小值或最大值為了方便探究,遵循從特殊到一般的原則,先解決兩個特例:求函數(shù)和的最值。得出的結(jié)論是:,且無最大值;,且無最小值請選擇兩個學(xué)生得出的結(jié)論中的一個,說明其成立的理由;(3)試對老師提出的問題進(jìn)行研究,寫出你所得到的結(jié)論并加以證明(如果結(jié)論是分類的,請選擇一種情況加
9、以證明)解:(1), (2)若選擇學(xué)生甲的結(jié)論,則說明如下, ,于是在區(qū)間上是減函數(shù),在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),在上是增函數(shù),所以函數(shù)的最小值是,且函數(shù)沒有最大值 若選擇學(xué)生乙的結(jié)論,則說明如下, ,于是在區(qū)間上是增函數(shù),在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是減函數(shù) 所以函數(shù)的最大值是,且函數(shù)沒有最小值(3)結(jié)論:若,則;若,則;若,則, 以第一個結(jié)論為例證明如下: , 當(dāng)時,是減函數(shù),當(dāng)時,是增函數(shù)當(dāng)時,函數(shù)的圖像是以點,為端點的一系列互相連接的折線所組成,所以有4.抽象函數(shù)1. 設(shè)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線x=1對稱,對任意x1、x20,都有f(x1+x2)=f(x1)
10、183;f(x2),且f(1)=a>0.(1)求f()、f();(2)證明f(x)是周期函數(shù);(3)記an=f(n+),求解:(1)因為對x1,x20,都有f(x1+x2)=f(x1)·f(x2),所以f(x)=0,x0,1又因為f(1)=f(+)=f()·f()=f()2,f()=f(+)=f()·f()=f()2又f(1)=a>0f()=a,f()=a證明:(2)依題意設(shè)y=f(x)關(guān)于直線x=1對稱,故f(x)=f(1+1x),即f(x)=f(2x),xR.又由f(x)是偶函數(shù)知f(x)=f(x),xRf(x)=f(2x),xR.將上式中x以x代
11、換得f(x)=f(x+2),這表明f(x)是R上的周期函數(shù),且2是它的一個周期.解:(3)由(1)知f(x)0,x0,1f()=f(n·)=f(+(n1) )=f()·f(n1)·)=f()·f()··f()=f()=a,f()=a.又f(x)的一個周期是2f(2n+)=f(),因此an=a,例2. 定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:對任意實數(shù)m,n,總有,且當(dāng)x>0時,0<f(x)<1。(1)判斷f(x)的單調(diào)性;(2)設(shè),若,試確定a的取值范圍。解:(1)在中,令,得,因為,所以。在中,令因為當(dāng)時,所以當(dāng)時而,所以又
12、當(dāng)x=0時,所以,綜上可知,對于任意,均有。設(shè),則所以所以在R上為減函數(shù)。(2)由于函數(shù)y=f(x)在R上為減函數(shù),所以即有,又,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,有由,所以直線與圓面無公共點。因此有,解得。5.導(dǎo)函數(shù)不等式1. 已知函數(shù)()若,試確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;()若,且對于任意,恒成立,試確定實數(shù)的取值范圍;()設(shè)函數(shù),求證:分析:本小題主要考查函數(shù)的單調(diào)性、極值、導(dǎo)數(shù)、不等式等基本知識,考查運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法,考查分類討論、化歸以及數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法,考查分析問題、解決問題的能力。解:()由得,所以由得,故的單調(diào)遞增區(qū)間是,由得,故的單調(diào)遞減區(qū)間是()由可知是偶函數(shù)于是對任意成立等價于對
13、任意成立由得當(dāng)時,此時在上單調(diào)遞增故,符合題意當(dāng)時,當(dāng)變化時的變化情況如下表:單調(diào)遞減極小值單調(diào)遞增由此可得,在上,依題意,又綜合,得,實數(shù)的取值范圍是(), 由此得,故2. 設(shè),對任意實數(shù),記()求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;()求證:()當(dāng)時,對任意正實數(shù)成立;()有且僅有一個正實數(shù),使得對于任意正實數(shù)成立。分析:本題主要考查函數(shù)的基本性質(zhì),導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及不等式的證明等基礎(chǔ)知識,以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力分類討論、化歸(轉(zhuǎn)化)思想方法(I)解:由,得因為當(dāng)時,當(dāng)時,當(dāng)時,故所求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是(II)證明:(i)方法一:令,則,當(dāng)時,由,得,當(dāng)時,所以在內(nèi)的最小值是故當(dāng)
14、時,對任意正實數(shù)成立方法二:對任意固定的,令,則,由,得當(dāng)時,;當(dāng)時,所以當(dāng)時,取得最大值因此當(dāng)時,對任意正實數(shù)成立(ii)方法一:由(i)得,對任意正實數(shù)成立即存在正實數(shù),使得對任意正實數(shù)成立下面證明的唯一性:當(dāng),時,由(i)得,再取,得,所以,即時,不滿足對任意都成立故有且僅有一個正實數(shù),使得對任意正實數(shù)成立方法二:對任意,因為關(guān)于的最大值是,所以要使對任意正實數(shù)成立的充分必要條件是:,即,又因為,不等式成立的充分必要條件是,所以有且僅有一個正實數(shù),使得對任意正實數(shù)成立3. 定義函數(shù)f n( x )(1x)n1, x2,nN*(1)求證:f n ( x ) nx;(2)是否存在區(qū)間 a,0
15、 (a0),使函數(shù)h( x )f 3( x )f 2( x )在區(qū)間a,0上的值域為ka,0?若存在,求出最小實數(shù)k的值及相應(yīng)的區(qū)間a,0,若不存在,說明理由.分析:本題主要考查函數(shù)的基本性質(zhì),導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及不等式的證明等基礎(chǔ)知識,以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力分類討論、數(shù)形結(jié)合思想方法解:(1)證明:f n( x )nx(1x)n1nx,令g( x )(1x)n1nx , 則g'( x )n(1x)n11.當(dāng)x(2,0)時, g'( x )0,當(dāng)x(0,)時,g'( x )0,g( x )在x0處取得極小值g( 0 )0,同時g( x )是單峰函數(shù),則g( 0
16、 )也是最小值.g( x )0,即f n ( x )nx(當(dāng)且僅當(dāng)x0時取等號). 注:亦可用數(shù)學(xué)歸納法證明.(2)h( x )f 3( x )f 2( x )x( 1x )2h'( x )(1x)2x·2(1x)(1x)(13x)令h'(x)0, 得x1或x ,當(dāng)x(2,1),h'(x)0;當(dāng)x(1,)時,h'(x)0;當(dāng)x( ,)時,h'(x)0.故作出h(x)的草圖如圖所示,討論如下:當(dāng)時,h(x)最小值h(a)ka k(1a)2當(dāng)時h(x)最小值h(a)h()ka 當(dāng)時h( x )最小值h( a )a(1a)2ka k(1a)2,時取等
17、號.綜上討論可知k的最小值為,此時a,0,0.例4. 已知在區(qū)間上是增函數(shù)。(1)求實數(shù)的值組成的集合A;(2)設(shè)關(guān)于的方程的兩個非零實根為、。試問:是否,使得不等式對及恒成立?若存在,求的取值范圍;若不存在,請說明理由。分析:本題主要考查函數(shù)的基本性質(zhì),導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及不等式的證明等基礎(chǔ)知識,以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力函數(shù)方程思想、化歸(轉(zhuǎn)化)思想方法解:(1) 在上 對恒成立即,恒有成立設(shè) (2) 、是方程的兩不等實根,且, 對及恒成立 對恒成立設(shè), 對恒成立 滿足題意5. 已知函數(shù)。(1)求函數(shù)的反函數(shù)和的導(dǎo)函數(shù);(2)假設(shè)對,不等式成立,求實數(shù)的取值范圍。分析:本題主要考查反
18、函數(shù)的概念及基本性質(zhì),導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及不等式的證明等基礎(chǔ)知識,以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力化歸(轉(zhuǎn)化)思想方法解:(1) (2) ,成立 設(shè), 恒有成立 , ,在上 即 在上 的取值范圍是6.設(shè)函數(shù).()當(dāng)x=6時,求的展開式中二項式系數(shù)最大的項;()對任意的實數(shù)x,證明()是否存在,使得a恒成立?若存在,試證明你的結(jié)論并求出a的值;若不存在,請說明理由.()解:展開式中二項式系數(shù)最大的項是第4項,這項是()證法一:因證法二:因而故只需對和進(jìn)行比較。令,有,由,得因為當(dāng)時,單調(diào)遞減;當(dāng)時,單調(diào)遞增,所以在處有極小值故當(dāng)時,從而有,亦即故有恒成立。所以,原不等式成立。()對,且有又因,故
19、,從而有成立,即存在,使得恒成立。6.函數(shù)在實際中的應(yīng)用1. 兩縣城A和B相距20km,現(xiàn)計劃在兩縣城外以AB為直徑的半圓弧上選擇一點C建造垃圾處理廠,其對城市的影響度與所選地點到城市的的距離有關(guān),對城A和城B的總影響度為城A與城B的影響度之和,記C點到城A的距離為x km,建在C處的垃圾處理廠對城A和城B的總影響度為y,統(tǒng)計調(diào)查表明:垃圾處理廠對城A的影響度與所選地點到城A的距離的平方成反比,比例系數(shù)為4;對城B的影響度與所選地點到城B的距離的平方成反比,比例系數(shù)為k ,當(dāng)垃圾處理廠建在的中點時,對城A和城B的總影響度為0.065.(1)將y表示成x的函數(shù);(11)討論(1)中函數(shù)的單調(diào)性,
20、并判斷弧上是否存在一點,使建在此處的垃圾處理廠對城A和城B的總影響度最小?若存在,求出該點到城A的距離;若不存在,說明理由。A B C x 解:(1)如圖,由題意知ACBC,其中當(dāng)時,y=0.065,所以k=9所以y表示成x的函數(shù)為設(shè),則,所以當(dāng)且僅當(dāng)即時取”=”.下面證明函數(shù)在(0,160)上為減函數(shù), 在(160,400)上為增函數(shù).設(shè)0<m1<m2<160,則 ,因為0<m1<m2<160,所以4>4×240×2409 m1m2<9×160×160所以,所以即函數(shù)在(0,160)上為減函數(shù).同理,函數(shù)
21、在(160,400)上為增函數(shù),設(shè)160<m1<m2<400,則因為1600<m1<m2<400,所以4<4×240×240, 9 m1m2>9×160×160所以,所以即函數(shù)在(160,400)上為增函數(shù).所以當(dāng)m=160即時取”=”,函數(shù)y有最小值,所以弧上存在一點,當(dāng)時使建在此處的垃圾處理廠對城A和城B的總影響度最小.7. 函數(shù)與數(shù)列綜合1. 已知函數(shù)與函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱(1)試用含的代數(shù)式表示函數(shù)的解析式,并指出它的定義域;(2)數(shù)列中,當(dāng)時,數(shù)列中,點在函數(shù)的圖像上,求的值;(3)在(2)的條
22、件下,過點作傾斜角為的直線,則在軸上的截距為,求數(shù)列的通項公式分析:本小題主要考查反函數(shù)的概念、性質(zhì)、直線、數(shù)列等基本知識,考查運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證明問題的方法,考查分析問題和解決問題的能力。轉(zhuǎn)化(化歸)思想,解:(1)由題可知:與函數(shù)互為反函數(shù),所以, (2)因為點在函數(shù)的圖像上,所以, (*)在上式中令可得:,又因為:,代入可解得:所以,(*)式可化為: (3)直線的方程為:,在其中令,得,又因為在軸上的截距為,所以,=,結(jié)合式可得: 由可知:當(dāng)自然數(shù)時,兩式作差得:結(jié)合式得: 在中,令,結(jié)合,可解得:,又因為:當(dāng)時,所以,舍去,得同上,在中,依次令,可解得:,猜想:下用數(shù)學(xué)歸納法證明 (1)
23、時,由已知條件及上述求解過程知顯然成立(2)假設(shè)時命題成立,即,則由式可得:把代入上式并解方程得: 由于,所以,所以,符合題意,應(yīng)舍去,故只有所以,時命題也成立綜上可知:數(shù)列的通項公式為 2、已知函數(shù),點,是函數(shù)圖像上的兩個點,且線段的中點的橫坐標(biāo)為求證:點的縱坐標(biāo)是定值;若數(shù)列的通項公式為,求數(shù)列的前m項的和;若時,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍解:由題可知:,所以,點的縱坐標(biāo)是定值,問題得證由可知:對任意自然數(shù),恒成立由于,故可考慮利用倒寫求和的方法即由于:所以,所以, 等價于 依題意,式應(yīng)對任意恒成立顯然,因為(),所以,需且只需對任意恒成立即:對恒成立記() ,()的最大值為, 3 已
24、知函數(shù),數(shù)列滿足:,(1)求證:;(2)求證數(shù)列是等差數(shù)列;(3)求證不等式:分析:本小題主要考查反函數(shù)的概念、單調(diào)性、導(dǎo)函數(shù)、數(shù)列、不等式等基本知識,考查綜合運(yùn)用知識分析問題和解決問題的能力。轉(zhuǎn)化(化歸)思想,解:(1)由得當(dāng)時,即是單調(diào)遞增函數(shù);當(dāng)時,即是單調(diào)遞減函數(shù);且,即是極大值點,也是最大值點,當(dāng)時取到等號。(4分)(2)由得,故, 即數(shù)列是等差數(shù)列,首項為,公差為 (8分)(3)由(2)可知所以又時,有,令,則4已知函數(shù)f(x)=ln(1+x)-x1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;()記f(x)在區(qū)間(nN*)上的最小值為bx令an=ln(1+n)-bx.()如果對一切n,不等式恒成立,求
25、實數(shù)c的取值范圍;()求證: 解法一:(I)因為f(x)=ln(1+x)-x,所以函數(shù)定義域為(-1,+),且f(x)=-1=.由f(x)>0得-1<x<0,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-1,0);由f(x)<0得x>0,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+).(II)因為f(x)在0,n上是減函數(shù),所以bn=f(n)=ln(1+n)-n,則an=ln(1+n)-bn=ln(1+n)-ln(1+n)+n=n.(i)> 又lim,因此c<1,即實數(shù)c的取值范圍是(-,1).(II)由(i)知因為2=所以(nN*),則N*)解法二:()同解法一.()因為f(x)
26、在上是減函數(shù),所以則(i)因為對nN*恒成立.所以對nN*恒成立.則對nN*恒成立.設(shè) nN*,則cg(n)對nN*恒成立.考慮因為0,所以內(nèi)是減函數(shù);則當(dāng)nN*時,g(n)隨n的增大而減小,又因為1.所以對一切因此c1,即實數(shù)c的取值范圍是(-,1.() 由()知 下面用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式 當(dāng)n=1時,左邊,右邊,左邊<右邊.不等式成立. 假設(shè)當(dāng)n=k時,不等式成立.即當(dāng)n=k+1時,=即nk1時,不等式成立綜合、得,不等式成立.所以即.5. 已知Sn=1+,(nN*),設(shè)f(n)=S2n+1Sn+1,試確定實數(shù)m的取值范圍,使得對于一切大于1的自然數(shù)n,不等式f(n)logm(m1
27、)2log(m1)m2恒成立 命題意圖 本題主要考查應(yīng)用函數(shù)思想解決不等式、數(shù)列等問題,需較強(qiáng)的綜合分析問題、解決問題的能力 知識依托 本題把函數(shù)、不等式恒成立等問題組合在一起,構(gòu)思巧妙 錯解分析 本題學(xué)生很容易求f(n)的和,但由于無法求和,故對不等式難以處理 技巧與方法 解決本題的關(guān)鍵是把f(n)(nN*)看作是n的函數(shù),此時不等式的恒成立就轉(zhuǎn)化為 函數(shù)f(n)的最小值大于logm(m1)2log(m1)m2 解 Sn=1+ (nN*)f(n+1)f(n)f(n)是關(guān)于n的增函數(shù)f(n) min=f(2)=要使一切大于1的自然數(shù)n,不等式f(n)logm(m1)2log(m1)m2恒成立只
28、要logm(m1)2log(m1)m2成立即可由得m1且m2此時設(shè)logm(m1)2=t 則t0于是解得0t1,由此得0logm(m1)21,解得m且m2 6. 已知函數(shù),數(shù)列滿足, ; 數(shù)列滿足, .求證:()()()若則當(dāng)n2時,.點評:本題是數(shù)列、超越函數(shù)、導(dǎo)數(shù)的學(xué)歸納法的知識交匯題,屬于難題,復(fù)習(xí)時應(yīng)引起注意。 分類討論的思想方法解析:第(1)問是和自然數(shù)有關(guān)的命題,可考慮用數(shù)學(xué)歸納法證明;第(2)問可利用函數(shù)的單調(diào)性;第(3)問進(jìn)行放縮。答案:解: ()先用數(shù)學(xué)歸納法證明,.(1)當(dāng)n=1時,由已知得結(jié)論成立;(2)假設(shè)當(dāng)n=k時,結(jié)論成立,即.則當(dāng)n=k+1時,因為0<x&l
29、t;1時,所以f(x)在(0,1)上是增函數(shù).又f(x)在上連續(xù),所以f(0)<f()<f(1),即0<. 故當(dāng)n=k+1時,結(jié)論也成立. 即對于一切正整數(shù)都成立.又由, 得,從而.綜上可知()構(gòu)造函數(shù)g(x)=-f(x)= , 0<x<1,由,知g(x)在(0,1)上增函數(shù).又g(x)在上連續(xù),所以g(x)>g(0)=0.因為,所以,即>0,從而() 因為 ,所以, , 所以 , 由()知:, 所以= ,因為, n2, 所以 <<= .由 兩式可知: .7.已知a1,數(shù)列的通項公式是,前n項和記作(n1,2,),規(guī)定函數(shù)在處和每個區(qū)間(,
30、)(i0,1,2,)上有定義,且,(i1,2,)當(dāng)(,)時,f(x)的圖像完全落在連結(jié)點(,)與點(,)的線段上。 ()求f(x)的定義域; ()設(shè)f(x)的圖像與坐標(biāo)軸及直線l:(n1,2,)圍成的圖形面積為, 求及; ()若存在正整數(shù)n,使得,求a的取值范圍。解:(1)f(x)的定義域是,由于所有的都是正數(shù),故是單調(diào)遞增的 f(x)的定義域是()(i1,2,)與i無關(guān)所有的,共線,該直線過點(a,a),斜率為1-a,當(dāng)n2時,是一個三角形與一個梯形面積之和(如上圖所示)梯形面積是于是 故 ()解法一:結(jié)合圖像,易見即a2時,而,即a2時,故當(dāng)1a2時,存在正整數(shù)n,使得解法二:假設(shè)存在正整
31、數(shù)n,使得,則應(yīng)有,1a2時,存在正整數(shù)n,使得成立8. 設(shè)函數(shù)g()對任意的、(0,+),都有g(shù)(·)=g() + g()成立,又g(2) = 1;已知點pn(an,bn)(n N* )都在直線: = 2 + 2上,P1為直線與軸的交點,數(shù)列bn滿足n 2時,bn >0,且g(sn) = g(bn) + g(2+bn) - 2,(n N* ),其中Sn是數(shù)列bn的前n項和(1)求數(shù)列an、bn的通項公式;(2)若(n) = 是否存在N*,使得(+5)=2()-2成立?若存在,求出值;若不存在,說明理由;(3)求證:+ + + < (n 2,n N* )點評:本題是數(shù)列、
32、函數(shù)的概念、奇偶性、數(shù)列的通項公式的知識交匯題,需較強(qiáng)的綜合分析問題、解決問題的能力 轉(zhuǎn)化的思想方法,分類討論思想解(1)P1(a1,b1)為直線 = 2+ 2與軸交點,則a1 = -1,b1 = 0由已知、(0,+),都有g(shù)(x·) = g() + g()成立,又g(2) = 1,得g(4) = =g(22) = g(2) + g(2) = 2,因為n 2時,bn > 0,且g(Sn) = g(bn) + g(2+bn) - 2,( nN* )所以2 + g( Sn ) = g( bn ) + g( 2+bn ),即g(4) +g( Sn ) = g( bn ) + g( 2
33、+bn ) 所以4Sn = bn(2+bn)b2 = 2, b2 b1 = 2;由4Sn = bn (2+bn)及4Sn+1 = bn+1(2 + bn+1) bn+1 - bn = 2所以bn是以0為首項,2為公差的等差數(shù)列,bn = 2n-2因為Pn( an,bn)( n N )在直線y = 2 + 2上,則bn = 2an + 2,an = n - 2(2)為偶數(shù)時,( + 5) = ak+ 5 =+ 3,2 () 2 = 2( 2 2 ) 2 = 4- 6由+ 3 = 4- 6= 3 ,與為偶數(shù)矛盾,為奇數(shù)時, (+5) = bk+5 = 2+ 8,2 () 2 = 2- 6由2+ 8
34、 = 2- 6得不存在故滿足條件的不存在(3)| P1Pn |2 =( n 1 )2 + ( 2n 2 )2 = 5( n 1 )2,n 2, + + + = + + + + + = + 8.數(shù)列的概念與性質(zhì)1.設(shè)為實數(shù),是方程的兩個實根,數(shù)列滿足,()(1)證明:,;(2)求數(shù)列的通項公式;(3)若,求的前項和分析:本題主要考查二次方程、求數(shù)列的通項、等差等比數(shù)列的概念和性質(zhì),綜合運(yùn)送知識分析問題和解決問題的能力。 等價轉(zhuǎn)化的思想【解析】(1)由求根公式,不妨設(shè),得(2)設(shè),則,由得,消去,得,是方程的根,由題意可知,當(dāng)時,此時方程組的解記為即、分別是公比為、的等比數(shù)列,由等比數(shù)列性質(zhì)可得,
35、兩式相減,得,即,當(dāng)時,即方程有重根,即,得,不妨設(shè),由可知,即,等式兩邊同時除以,得,即數(shù)列是以1為公差的等差數(shù)列,,綜上所述,(3)把,代入,得,解得2. 設(shè)正整數(shù)數(shù)列滿足:,且對于任何,有(1)求,;(2)求數(shù)列的通項分析:本題主要考查求數(shù)列的通項、不等式、數(shù)學(xué)歸納法證明問題等知識,以及分析問題、解決問題的能力。 分類討論思想解:(1)據(jù)條件得 當(dāng)時,由,即有,解得因為為正整數(shù),故當(dāng)時,由,解得,所以(2)方法一:由,猜想:下面用數(shù)學(xué)歸納法證明1當(dāng),時,由(1)知均成立;2假設(shè)成立,則,則時由得因為時,所以,所以又,所以故,即時,成立由1,2知,對任意,(2)方法二:由,猜想:下面用數(shù)學(xué)
36、歸納法證明1當(dāng),時,由(1)知均成立;2假設(shè)成立,則,則時由得即由左式,得,即,因為兩端為整數(shù),則于是又由右式,則因為兩端為正整數(shù),則,所以又因時,為正整數(shù),則據(jù),即時,成立由1,2知,對任意,3. 已知數(shù)列,其中,(),記數(shù)列的前項和為,數(shù)列的前項和為。()求;()設(shè)(),(其中為的導(dǎo)數(shù)),計算。解:()由題意,是首項為1、公差為2的等差數(shù)列,前項和,。(), ,。4已知,且,數(shù)列的前項和為,它滿足條件.數(shù)列中,·.(1)求數(shù)列的前項和;(2)若對一切都有,求的取值范圍.解:(1) ,當(dāng)時,.當(dāng)2時,=, 此時··=·,=+設(shè)+,·6分(2)
37、由可得當(dāng)時,由,可得 對一切都成立,此時的解為.當(dāng)時,由 可得對一切都成立,此時的解為.由,可知對一切,都有的的取值范圍是或5數(shù)列中,且滿足 求數(shù)列的通項公式;設(shè),求;設(shè)=,是否存在最大的整數(shù),使得對任意,均有成立?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由。解:(1)由題意,為等差數(shù)列,設(shè)公差為,由題意得,.(2)若,時,故 (3)若對任意成立,即對任意成立,的最小值是,的最大整數(shù)值是7。即存在最大整數(shù)使對任意,均有9. Sn與an的關(guān)系1 .數(shù)列的各項均為正數(shù),為其前項和,對于任意,總有成等差數(shù)列.()求數(shù)列的通項公式;()設(shè)數(shù)列的前項和為 ,且,求證:對任意實數(shù)(是常數(shù),2.71828)和任
38、意正整數(shù),總有 2;() 正數(shù)數(shù)列中,.求數(shù)列中的最大項. 分析:本題主要考查求數(shù)列的通項、等差等比數(shù)列的概念和性質(zhì)、不等式、函數(shù)的單調(diào)性,綜合運(yùn)送知識分析問題和解決問題的能力。 轉(zhuǎn)化(化歸)的思想答案:()解:由已知:對于,總有 成立 (n 2) -得均為正數(shù), (n 2) 數(shù)列是公差為1的等差數(shù)列 又n=1時, 解得=1.() ()證明:對任意實數(shù)和任意正整數(shù)n,總有. ()解:由已知 , 易得 猜想 n2 時,是遞減數(shù)列. 令當(dāng)在內(nèi)為單調(diào)遞減函數(shù).由.n2 時, 是遞減數(shù)列.即是遞減數(shù)列.又 , 數(shù)列中的最大項為. 2已知各項均為正數(shù)的數(shù)列的前項和滿足,且.()求的通項公式;()設(shè)數(shù)列滿
39、足,并記為的前項和,求證:.分析:本小題主要考查數(shù)列、不等式、數(shù)學(xué)歸納法、二項式定理等基本知識,考查綜合運(yùn)用知識分析問題和解決問題的能力。轉(zhuǎn)化(化歸)思想,分類討論的思想()解:由,解得或.由假設(shè),因此.又由,得,即或.因,故不成立,舍去.因此,從而是公差為3,首項為2的等差數(shù)列,故的通項為.()證法一:由可解得從而.因此.令,則.因,故.特別地,從而,即.證法二:同證法一求得及.由二項式定理知,當(dāng)時,不等式成立.由此不等式有.證法三:同證法一求得及.下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:.當(dāng)時,因此,結(jié)論成立.假設(shè)結(jié)論當(dāng)時成立,即,則當(dāng)時,.因,故.從而.這就是說當(dāng)時結(jié)論也成立.綜上對任何成立。10.創(chuàng)新型
40、數(shù)列1.對于數(shù)列若存在常數(shù)M0,對任意的,恒有則稱數(shù)列為B-數(shù)列首項為1,公比為的等比數(shù)列是否為B-數(shù)列?請說明理由;請以其中一組的一個論斷條件,另一組中的一個論斷為結(jié)論組成一個命題判斷所給命題的真假,并證明你的結(jié)論;設(shè)是數(shù)列的前項和,給出下列兩組論斷;A組:數(shù)列是B-數(shù)列 數(shù)列不是B-數(shù)列B組:數(shù)列是B-數(shù)列 數(shù)列不是B-數(shù)列請以其中一組中的一個論斷為條件,另一組中的一個論斷為結(jié)論組成一個命題。判斷所給命題的真假,并證明你的結(jié)論;(3) 若數(shù)列都是數(shù)列,證明:數(shù)列也是數(shù)列。分析:本題主要考查數(shù)列的概念和性質(zhì)、不等式的性質(zhì),綜合運(yùn)送知識分析問題和解決問題、探索問題的綜合能力。 轉(zhuǎn)化思想解:(1
41、)設(shè)滿足題設(shè)的等比數(shù)列為,則,于是 因此- +-+-=因為所以即 故首項為1,公比為的等比數(shù)列是B-數(shù)列。(2)命題1:若數(shù)列是B-數(shù)列,則數(shù)列是B-數(shù)列 次命題為假命題。 事實上,設(shè),易知數(shù)列是B-數(shù)列,但 由的任意性知,數(shù)列是B-數(shù)列此命題為。命題2:若數(shù)列是B-數(shù)列,則數(shù)列是B-數(shù)列此命題為真命題事實上,因為數(shù)列是B-數(shù)列,所以存在正數(shù)M,對任意的有 即。于是 所以數(shù)列是B-數(shù)列。(III)若數(shù)列 是數(shù)列,則存在正數(shù),對任意的有 注意到 同理:記,則有因此 +故數(shù)列是數(shù)列11.數(shù)列不等式例1. 數(shù)列an滿足.()用數(shù)學(xué)歸納法證明:;()已知不等式,其中無理數(shù)e=2.71828.()證明:
42、(1)當(dāng)n=2時,不等式成立.(2)假設(shè)當(dāng)時不等式成立,即那么. 這就是說,當(dāng)時不等式成立.根據(jù)(1)、(2)可知:成立.()證法一:由遞推公式及()的結(jié)論有兩邊取對數(shù)并利用已知不等式得 故 上式從1到求和可得即()證法二:由數(shù)學(xué)歸納法易證成立,故令取對數(shù)并利用已知不等式得 上式從2到n求和得 因故成立.例2.已知數(shù)列中的相鄰兩項是關(guān)于的方程的兩個根,且()求;()求數(shù)列的前項的和;()記,求證:(I)解:方程的兩個根為,當(dāng)時,所以;當(dāng)時,所以;當(dāng)時,所以時;當(dāng)時,所以(II)解:(III)證明:,所以,當(dāng)時,同時,綜上,當(dāng)時,例3. 設(shè)數(shù)列滿足,其中為實數(shù)。()證明:對任意成立的充分必要條件
43、是,()設(shè),證明:;()設(shè),證明:解:()必要性:,又,即.充分性:設(shè),對任意用數(shù)學(xué)歸納法證明.當(dāng)時,.假設(shè)當(dāng)時,則,且,.由數(shù)學(xué)歸納法知,對任意成立.() 設(shè),當(dāng)時,結(jié)論成立;當(dāng)時,.,由()知,且,.()設(shè),當(dāng)時,結(jié)論成立;當(dāng)時,由()知,.12數(shù)列與解析幾何例1在直角坐標(biāo)平面上有一點列,對一切正整數(shù),點位于函數(shù)的圖象上,且的橫坐標(biāo)構(gòu)成以為首項,為公差的等差數(shù)列。求點的坐標(biāo);設(shè)拋物線列中的每一條的對稱軸都垂直于軸,第條拋物線的頂點為,且過點,記與拋物線相切于的直線的斜率為,求:。設(shè),等差數(shù)列的任一項,其中是中的最大數(shù),求的通項公式。解:(1)(2)的對稱軸垂直于軸,且頂點為.設(shè)的方程為:把
44、代入上式,得,的方程為: 。,=(3),T中最大數(shù).設(shè)公差為,則,由此得例2.已知曲線從點向曲線引斜率為的切線,切點為(1)求數(shù)列的通項公式;(2)證明:.解:(1)設(shè)直線:,聯(lián)立得,則,(舍去),即,(2)證明:由于,可令函數(shù),則,令,得,給定區(qū)間,則有,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,即在恒成立,又,則有,即. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 13橢圓例1如圖:直線L:與橢圓C:交于A、B兩點,以O(shè)A、OB為鄰邊作平行四邊形OAPB。求證:橢圓C:與直線L:總有兩個交點。當(dāng)時,求點P的軌跡方程。(3)是否存在直線L,使OAPB為矩形?若存在,求出此時直線L的方程;若不存在,說明理由。解:(1)
45、由得橢圓C:與直線L:總有兩個交點。(2)設(shè),與交于點,則有即,又由(1)得, (2)得 (3)將(3)代入(2)得點P的軌跡方程為當(dāng)時,這樣的直線不存在;當(dāng)時,存在這樣的直線,此時直線為例2. 設(shè)橢圓的兩個焦點是與,且橢圓上存在一點,使得直線與垂直.(1)求實數(shù)的取值范圍;(2)設(shè)是相應(yīng)于焦點的準(zhǔn)線,直線與相交于點,若,求直線的方程.解:()由題設(shè)有 設(shè)點P的坐標(biāo)為由PF1PF2,得 化簡得 將與聯(lián)立,解得 由 所以m的取值范圍是.()準(zhǔn)線L的方程為設(shè)點Q的坐標(biāo)為,則 將 代入,化簡得 由題設(shè) ,得 , 無解.將 代入,化簡得 由題設(shè) ,得 .解得m=2. 從而,得到PF2的方程 例3.(0
46、8安徽)設(shè)橢圓過點,且左焦點為()求橢圓的方程;()當(dāng)過點的動直線與橢圓相交于兩不同點時,在線段上取點,滿足。證明:點Q總在某定直線上。解:()由題意:,解得.所求的求橢圓的方程.()方法一:設(shè)點,由題設(shè),、均不為0,且,又四點共線,可設(shè),于是 ,由于,在橢圓上,將分別帶入的方程,整理得:由-得 .,.即點總在直線上.方法二:設(shè)點,由題設(shè),、均不為0,記,則且.又四點共線,從而,于是:,;,.從而 又點在橢圓上,即+2并結(jié)合,得,即點總在直線上.14.雙曲線例1.已知雙曲線設(shè)過點的直線l的方向向量當(dāng)直線l與雙曲線C的一條漸近線m平行時,求直線l的方程及l(fā)與m的距離;證明:當(dāng)>時,在雙曲線
47、C的右支上不存在點Q使之到直線l的距離為。解:(1)雙曲線C的漸近線,即 直線的方程 直線與m的距離 (2)證法一:設(shè)過原點且平行于的直線則直線與的距離,當(dāng)時,。 又雙曲線C的漸近線為,雙曲線C的右支在直線的右下方,雙曲線C右支上的任意點到直線的距離大于。故在雙曲線C的右支上不存在點Q到到直線的距離為 證法二:假設(shè)雙曲線C右支上存在點Q到直線的距離為,則 由(1)得, 設(shè)當(dāng)時,: 將代入(2)得, (*),方程(*)不存在正根,即假設(shè)不成立,故在雙曲線C的右支上不存在點Q到直線的距離為 例2. (07江西)設(shè)動點到點和的距離分別為和,且存在常數(shù),使得(1)證明:動點的軌跡為雙曲線,并求出的方程;(2)過點作直線雙曲線的右
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