题目列表(包括答案和解析)
11.已知函数
,
,![]()
(1)若函数
,求函数
、
的解析式;
(2)若函数
,函数
的定义域是[1,2],
求
的值;
(3)设
是定义在
上的周期为4的奇函数,且函数
的图像关于直线![]()
对称。当
时,
,求正数
的最小值及函数
在[-2,2]上
的解析式。
解:(1)∵
, (1¢) ∴
;
;
.
(2)∵
,∴
,
,
, ∴
.
由题设,得
.
(3)∵
是定义在R上的奇函数,∴
①
∵函数
的图象关于直线
对称,∴
②
在②式中以
替换
,得
③
由①式和③式,得
④
在④式中以
替换
,得
⑤
由④式和⑤式,得
(14¢)
∵
是定义在R上的周期为4的奇函数,∴正数
的最小值是1.
∴当
Î[0,1]时,
,∴当
Î[-1,0]时,
Î[0,1],
,即
.
∵函数
的图象关于直线
对称,
∴当
Î(1,2]时,2-
Î[0,1),![]()
当
Î[-2,-1)当,
Î(1,2],
,即
.
∴
.
30.已知数列
的前
项和
满足![]()
(Ⅰ)求k的值;
(Ⅱ)求
;
(Ⅲ)是否存在正整数
使
成立?若存在求出这样的正整数;若不存在,说明理由
解:(I)![]()
又
………………2分
(Ⅱ)由(I)知
①
当
时,
②
①-②,得
………………4分
又
,易见![]()
于是
是等比数列,公比为
,所以
………………6分
(Ⅲ)不等式
,即![]()
整理得
…………8分
假设存在正整数
使得上面的不等式成立,由于2n为偶数,
为整数,则只能是![]()
………………10分
因此,存在正整数
…………12
29.已知平面上一定点C(4,0)和一定直线
为该平面上一动点,作
,垂足为Q,且(![]()
(1)问点P在什么曲线上?并求出该曲线的方程;
(2)设直线
与(1)中的曲线交于不同的两点A、B,是否存在实数k,使
得以线段AB为直径的圆经过点D(0,-2)?若存在,求出k的值,若不存在,
说明理由.
解:(1)设P的坐标为
,由
得
(2分) ∴(![]()
化简得
∴P点在双曲线上,其方程为![]()
(2)设A、B点的坐标分别为
、
,
由
得![]()
,
∵AB与双曲线交于两点,∴△>0,即![]()
解得
(9分)
∵若以AB为直径的圆过D(0,-2),则AD⊥BD,∴
,
即
,
∴![]()
∴![]()
解得
,故存在k值……,所求k值为
.
28、已知各项均为正数的数列
的前
项和为
,且![]()
(1)求数列
的通项;
(2)是否存在正整数
,使不等式
对所有正整数
均成立,并证明你的结论。
解:(1)2
…………1
2
………………2
……………………………………(2分)
………………………………………………(4分)
又
![]()
……………………………………………………………………(6分)
![]()
………………………………………………………(8分)
下面用数学归纳证明不等式
该不等式显然成立
当n=k+1时不等式也成立
综上(1)、(2)对任意
命题都成立
27.设数列{an}的首项为1,前n项和为Sn,且对任意大于或等于2的自然数n,等式3tSn-(2t+3)Sn-1=3t成立。
(1)若t为正常数,证明数列{an}成等比数列,并求数列的公比q及前n项和;
(2)对(1)中求得的q,若t为变量,令f(t)=q,设函数g(t)=3t3f(t),且设t∈R,求g(t)的单调区间和极值;
(3)研究g(t)-k=0的解的个数.
解:(1)由题可知,当n=2时,3tS2-(2t+3)S1=3t?a2= ,又a1=1,所以 = ,
当n≥2时。由3tSn-(2t+3)Sn-1=3t
与3tSn-1-(2t+3)Sn-2=3t两式相减可得3tan-(2t+3)an-1=0?=,由上可知,对于自然数n都有 =式子成立,故{an}成等比数列,且公比q =
若t=3时,q=1,此时Sn=n
若t>0,t≠3时,则Sn= = .
(2)由题可知:q=f(t)=,⇒g(t)=3t3⇒g(t)=2t3+3t2,?⇒g'(t)=6t2+6t=6t(t+1);所以
|
t |
(-∞,1) |
-1 |
(-1,0) |
0 |
(0,+∞) |
|
g(t) |
+ |
|
- |
|
+ |
|
g(t) |
增 |
1 |
减 |
0 |
增 |
当t=-1时,g(t)有极大值1
当t=0时,g(t)有极小值0
(3)画出y=g(t)及y=k的图象可得:
当k>1或k<0时,有一解 当k=1或k=0时,有二解 当0<k<1时,有三解.
26.数列{an}中,a7=
,当n≥2时,an=
.
(1) 求a8,a9,a10的值;
(2) 是否存在自然数m,当n>m时,an<2;当n≤m时,an>2?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由。
(3)
当n≥10时,证明
<an.
解(1)a8=
, a9=
, a10=
.
(2)an-2=
,
∴当an-2<2时,an<2, 又a9=-8<2,
故当n>8时an<2。
由an=
得an-1=
, an-1-2=
.
∴当an>2时,an-1>2。
又a8=12>2,
∴当n≤8时,an>2。
综上所述,满足条件的m存在,且m=8.
(3)an-1+an+1-2an
= (
-an)+(
)
=
.
a10=-
∈(-3,2)。
下面证明,当n≥10时,-3<an<2,其中当n≥10时,an<2已证,只需证当n≥10时, an>-3。
an+3=
+3= ![]()
当an-1∈(-3,2)时,
>0,即an>-3.
∴当n≥10时,-3<an<2。
因此,当n≥10时,an-1+an+1-2an
<0,
即
<an.
25.
如图,过椭圆
的左焦点F任作一条与两坐标轴都不垂直的弦AB,若点M在x轴上,且使得MF为△AMB的一条内角平分线,则称点M为该椭圆的“左特征点”.
(1)求椭圆
的“左特征点”M的坐标;
(2)试根据(1)中的结论猜测:
椭圆
的“左特征点”M是一个怎样的点?并证明你的结论.
解:设M(m,0)为椭圆
的左特征点,椭圆的左焦点为
,
设直线AB的方程为
将它代入
得:
,即
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
,
∵∠AMB被x轴平分,∴
即
,Þ
Þ
∴
,
于是
∵
,∴
,即
∴M(
,0)
(2)解:对于椭圆
,
,b = 1,c = 2,∴
.
于是猜想:椭圆
的“左特征点”是椭圆的左准线与x轴的交点.
证明:设椭圆的左准线l与x轴相交于M点,过A、B分别作l的垂线,垂足分别为C、D
据椭圆第二定义:
,即
∵
,∴
于是
,即
∴
,又
均为锐角,
∴
,∴
∴MF为∠AMB的平分线,故M为椭圆的“左特征点”.
24. 对数列
,规定
为数列
的一阶差分数列,其中
。
对自然数
,规定
为
的
阶差分数列,其中
。
(1)已知数列
的通项公式
,试判断
,
是否为等差或等比数列,为什么?
(2)若数列
首项
,且满足
,求数列
的通项公式。
(3)对(2)中数列
,是否存在等差数列
,使得
对一切自然
都成立?若存在,求数列
的通项公式;若不存在,则请说明理由。
解:(1)
,∴
是首项为4,公差为2的等差数列。
![]()
∴
是首项为2,公差为0的等差数列;也是首项为2,公比为1的等比数列。
(2)
,即
,即
,∴![]()
∵
,∴
,
,
,猜想:![]()
证明:ⅰ)当
时,
;
ⅱ)假设
时,![]()
时,
结论也成立
∴由ⅰ)、ⅱ)可知,![]()
(3)
,即 ![]()
∵![]()
∴存在等差数列
,
,使得
对一切自然
都成立。
23.已知函数
是定义在
上的奇函数,当
时,
(
为常数)。
(1)求函数
的解析式;
(2)当
时,求
在
上的最小值,及取得最小值时的
,并猜想
在
上的单调递增区间(不必证明);
(3)当
时,证明:函数
的图象上至少有一个点落在直线
上。
解:(1)
时,
, 则 ![]()
∵函数
是定义在
上的奇函数,即![]()
∴
,即
,又可知 ![]()
∴函数
的解析式为
,![]()
(2)
,∵
,
,∴![]()
∵ ![]()
∴
,即 ![]()
时,
。
猜想
在
上的单调递增区间为
。
(3)
时,任取
,∵![]()
∴
在
上单调递增,即
,即![]()
∵
,∴
,∴![]()
∴当
时,函数
的图象上至少有一个点落在直线
上。
22. 已知函数
,当点
在
的图像上移动时,
点
在函数
的图像上移动.
(1) 若点P坐标为(
),点Q也在
的图像上,求
的值;
(2) 求函数
的解析式;
(3) 当
时,试探求一个函数
使得
在限定定义域为
时有最小值而没有最大值.
解:(1)当点
坐标为(
),点
的坐标为
,…………2分
∵点
也在
的图像上,∴
,即
.……5分
(根据函数
的单调性求得
,请相应给分)
(2)设
在
的图像上
则
,即
……………………………………8分
而
在
的图像上,∴
代入得,
为所求.…………………………………11分
(3)
;或
等. …………………15分
如:当
时,
![]()
![]()
![]()
∵
在
单调递减, ∴
故
,
即
有最小值
,但没有最大值.………………………18分
(其他答案请相应给分)
(参考思路)在探求
时,要考虑以下因素:①
在
上必须有意义(否则不能参加与
的和运算);②由于
和
都是以
为底的对数,所以构造的函数
可以是以
为底的对数,这样与
和
进行的运算转化为真数的乘积运算;③以
为底的对数是减函数,只有当真数取到最大值时,对数值才能取到最小值;④为方便起见,可以考虑通过乘积消去
;⑤乘积的结果可以是
的二次函数,该二次函数的图像的对称轴应在直线
的左侧(否则真数会有最小值,对数就有最大值了),考虑到该二次函数的图像与
轴已有了一个公共点
,故对称轴又应该是
轴或在
轴的右侧(否则该二次函数的值在
上的值不能恒为正数),即若抛物线与
轴的另一个公共点是
,则
,且抛物线开口向下.
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