题目列表(包括答案和解析)
已知
是公差为d的等差数列,
是公比为q的等比数列
(Ⅰ)若
,是否存在
,有
?请说明理由;
(Ⅱ)若
(a、q为常数,且aq
0)对任意m存在k,有
,试求a、q满足的充要条件;
(Ⅲ)若
试确定所有的p,使数列
中存在某个连续p项的和式数列中
的一项,请证明.
【解析】第一问中,由
得
,整理后,可得![]()
、
,
为整数
不存在
、
,使等式成立。
(2)中当
时,则![]()
即
,其中
是大于等于
的整数
反之当
时,其中
是大于等于
的整数,则
,
显然
,其中![]()
![]()
、
满足的充要条件是
,其中
是大于等于
的整数
(3)中设
当
为偶数时,
式左边为偶数,右边为奇数,
当
为偶数时,
式不成立。由
式得
,整理![]()
当
时,符合题意。当
,
为奇数时,![]()
结合二项式定理得到结论。
解(1)由
得
,整理后,可得![]()
、
,
为整数
不存在
、
,使等式成立。
(2)当
时,则![]()
即
,其中
是大于等于
的整数反之当
时,其中
是大于等于
的整数,则
,
显然
,其中![]()
![]()
、
满足的充要条件是
,其中
是大于等于
的整数
(3)设
当
为偶数时,
式左边为偶数,右边为奇数,
当
为偶数时,
式不成立。由
式得
,整理![]()
当
时,符合题意。当
,
为奇数时,![]()
![]()
由
,得
![]()
当
为奇数时,此时,一定有
和
使上式一定成立。
当
为奇数时,命题都成立
你以前听说过“鸡兔同笼”问题吗?这个问题,是我国古代著名趣题之一.大约在1 500年前,《孙子算经》中就记载了这个有趣的问题.书中是这样叙述的:“今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?”这四句话的意思是:有若干只鸡兔同在一个笼子里,从上面数,有35个头;从下面数,有94只脚.求笼中各有几只鸡和兔?
你会解答这个问题吗?你想知道《孙子算经》中是如何解答这个问题的吗?
解答思路是这样的:假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚,则每只鸡就变成了“独角鸡”,每只兔就变成了“双脚兔”.这样,(1)鸡和兔的脚的总数就由94只变成了47只;(2)如果笼子里有一只兔子,则脚的总数就比头的总数多1.因此,脚的总只数47与总头数35的差,就是兔子的只数,即47-35=12(只).显然,鸡的只数就是35-12=23(只)了.
这一思路新颖而奇特,其“砍足法”也令古今中外数学家赞叹不已.这种思维方法叫化归法.
化归法就是在解决问题时,先不对问题采取直接的分析,而是将题中的条件或问题进行变形,使之转化,直到最终把它归成某个已经解决的问题.
1.古代《孙子算经》就有这么好的解法——化归法,这一思路新颖而奇特,其“砍足法”也令古今中外数学家赞叹不已.对此,谈谈你的看法.
2.我国古代数学研究一直处于领先地位,现在有所落后了,对此,我们不应只感叹古人的伟大,而更应该树立为科学而奋斗终身的信心,同学们,你们准备好了吗?
已知函数
的图象过坐标原点O,且在点
处的切线的斜率是
.
(Ⅰ)求实数
的值;
(Ⅱ)求
在区间
上的最大值;
(Ⅲ)对任意给定的正实数
,曲线
上是否存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上?说明理由.
【解析】第一问当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得
第二问当
时,
,令
得
,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值
第三问假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
(Ⅰ)当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①当
时,
,令
得![]()
当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值为2.
②当
时,
.当
时,
,
最大值为0;
当
时,
在
上单调递增。∴
在
最大值为
。
综上,当
时,即
时,
在区间
上的最大值为2;
当
时,即
时,
在区间
上的最大值为
。
(Ⅲ)假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
若
,则
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程无解,因此
。此时
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,则![]()
∴
在
上单调递增, ∵
∴
,∴
的取值范围是
。
∴对于
,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。
因此,对任意给定的正实数
,曲线
上存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上
例10 为促进个人住房商品化的进程,我国1999年元月公布了个人住房公积金贷款利率和商业性贷款利率如下:
贷款期(年数)
公积金贷款月利率(‰)
商业性贷款月利率(‰)
……
11
12
13
14
15
……
……
4.365
4.455
4.545
4.635
4.725
……
……
5.025
5.025
5.025
5.025
5.025
……
汪先生家要购买一套商品房,计划贷款25万元,其中公积金贷款10万元,分十二年还清;商业贷款15万元,分十五年还清.每种贷款分别按月等额还款,问:
(1)汪先生家每月应还款多少元?
(2)在第十二年底汪先生家还清了公积金贷款,如果他想把余下的商业贷款也一次性还清;那么他家在这个月的还款总数是多少?
(参考数据:1.004455144=1.8966,1.005025144=2.0581,1.005025180=2.4651)
讲解 设月利率为r,每月还款数为a元,总贷款数为A元,还款期限为n月
第1月末欠款数 A(1+r)-a
第2月末欠款数 [A(1+r)-a](1+r)-a= A(1+r)2-a (1+r)-a
第3月末欠款数 [A(1+r)2-a (1+r)-a](1+r)-a
=A(1+r)3-a (1+r)2-a(1+r)-a
……
第n月末欠款数 
得:
对于12年期的10万元贷款,n=144,r=4.455‰
∴
对于15年期的15万元贷款,n=180,r=5.025‰
∴
由此可知,
(2)至12年末,

其中A=150000,a=1268.22,r=5.025‰ ∴X=41669.53
再加上当月的计划还款数2210.59元,当月共还款43880.12元.
需要提及的是,本题的计算如果不许用计算器,就要用到二项展开式进行估算,这在2002年全国高考第(12)题中得到考查.
例11 医学上为研究传染病传播中病毒细胞的发展规律及其预防,将病毒细胞注入一只小白鼠体内进行实验,经检测,病毒细胞的增长数与天数的关系记录如下表. 已知该种病毒细胞在小白鼠体内的个数超过108的时候小白鼠将死亡.但注射某种药物,将可杀死其体内该病毒细胞的98%.
(1)为了使小白鼠在实验过程中不死亡,第一次最迟应在何时注射该种药物?(精确到天)
(2)第二次最迟应在何时注射该种药物,才能维持小白鼠的生命?(精确到天)
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