7.无穷数列{
}的前n项和为Sn,
称为数列{
}的无穷多项和或所有项和。求
时,切不可分别求各项的极限后再求和;必须先求Sn,再求极限。若{
}为等比数列,公比为q且|q|<1,则
=
。
[举例1]若数列
满足:
, 且对任意正整数
都有
, 则
(07高考湖南理2)
A.
B.
C.
D.
解析:数列
满足:
, 且对任意正整数
都有
,
,∴数列
是首项为
,公比为
的等比数列。![]()
,选A.
[巩固2]如图,抛物线
与
轴的正半轴交
于点
,将线段
的
等分点从左至右依次记为
,过这些分点分别作
轴的垂线,
与抛物线的交点依次为
,从而得到
个直角三角形![]()
.当
时,这些三角形的面积之和的极限为
.
解析:
,
,…,
;
,
,…,
,记
的面积为Sn,则S1=
,S2=
,…,Sn-1=
;
=
=
=
=
.
[巩固1]数列{
}的前n项和为Sn,则
Sn=______________
[巩固2] 如图,等边三角形ABC的面积等于1,连结这个三角形各边的中
点得到一个小三角形,又连结这个小三角形各边的中点得到一个更小的
三角形,如此无限继续下去,求所有这些三角形的面积的和.
[巩固3]
_____________
6.若|
|<1,则![]()
=0;
=1,则![]()
=1;若
>1或
≤-1, 则![]()
不存在。![]()
![]()
=
(
为常数);“
”型的式子极限为0;“
”型、“
”型的极限不存在;“
”型和“
”型,一般分子、分母“同除以”一个式子(包括“约分”)后再求极限;含有根式的和(差)的式子一般有理化后再求极限。若![]()
=A、![]()
=B,则
(
±
)=
A±B,
(![]()
)=AB, ![]()
=
(B≠0).
[举例1]若
.
解析:分母有理化
![]()
[举例2]已知
和
是两个不相等的正整数,且
,则
( )
A.0 B.1 C.
D.
(07高考湖北理5)
解析:![]()
![]()
=
=
=
,选C。
[巩固1]把
展开成关于
的多项式,其各项系数和为
,则
等于( )
A.
B.
C.
D.2
[巩固2]. n→∞lim等于( )
A. 1 B. C. D.0
[迁移]设正数
满足
,则
( )
A.
B.
C.
D.
(07高考重庆理8)
5.若
存在,则
=
,若
=
=0,则
一般“约分”(约去含
的因式)后再求极限。若
=A、![]()
=B,则
[
±
]= A±B,
[![]()
]=AB, ![]()
=
(B≠0).
[举例]
.(07高考陕西理13)
解析:
=
=
,
∴![]()
![]()
=![]()
[巩固1] 下列四个命题中,不正确的是( )
A.若函数
在
处连续,则![]()
B.函数
的不连续点是
和![]()
C.若函数
,
满足
,则![]()
D.
(07高考湖南理7)
[巩固2]
________
4.数学归纳法通常用于证明关于自然数n的等式、不等式、整除性等。用“归纳假设”即命题p(k)成立证明命题 p(k+1)成立(已知p(k)成立,求证p(k+1)成立)是数学归纳法证明中最关键的一步;而明晰命题p(k)与命题 p(k+1)之间的关系又是实现这一步的前提。
[举例1] 已知
为正整数,用数学归纳法证明:当
时,
;
解析:视
为关于
的不等式,
为参数,以下用数学归纳法证明:
(ⅰ)当
时,原不等式成立;当
时,左边
,右边
,
因为
,所以左边
右边,原不等式成立;
(ⅱ)假设当
时,不等式成立,即
,则当
时,
,
,于是在不等式
两边同乘以
得
,
所以
.即当
时,不等式也成立.
综合(ⅰ)(ⅱ)知,对一切正整数
,不等式都成立.
[举例2]设正整数数列
满足:
,且对于任何
,有
;(1)求
,
;(2)求数列
的通项
.
(07高考江西理22)
解析:(1)据条件得
①
当
时,由
,即有
,
解得
.因为
为正整数,故
.
当
时,由
,解得
,所以
.
(2)由
,
,
,猜想:
.
下面用数学归纳法证明.
1
当
,
时,由(1)知
均成立;
2
假设
成立,则
,则
时
由①得![]()
![]()
![]()
因为
时,
,所以
.
,所以
.又
,所以
.
故
,即
时,
成立.由1
,2
知,对任意
,
.
[巩固1]已知数列
,
,…,
,…;S
为其前n项和,求S
、S
、S
、S
,推测S
,并用数学归纳法证明。
[巩固2] 已知各项均为正数的数列
的前
项和
满足
,且
,
.(Ⅰ)求
的通项公式;
(Ⅱ)设数列
满足
,并记
为
的前
项和,求证:
(07高考重庆理21)
3.数学归纳法公理:如果关于自然数n 的一个命题p(n)满足下列条件 (1) p(n0)成立,即当n=n0时,命题成立,(2) 假设p(k)成立,则p(k+1)也成立;根据(1)(2)知命题p(n)对n≥n0的所有自然数n都成立。用数学归纳法证明问题的过程实质上是一个递推的过程,(1)是递推的基础,(2)是递推的条件;二者缺一不可。
2.能根据f(k)正确写出f(k+1),并能指出f(k)与f(k+1)之间的关系,这往往是运用数学归纳法的最关键的一步。
[举例1]已知
,则
=
A.
+
,
B.
+
+
,
C.
-
D.
+
-![]()
解析:
是从n+1开始的n个连续自然数的倒数和,故
是从n+2开始的n+1个连续自然数的倒数和,即
=![]()
=
=
+
+
-![]()
=
+
-
故选D。
[举例2]用数学归纳法证明“5n-2n能被3整除”的第二步中,n=k+1时,为了使用归纳假设,应将5k+1-2k+1变形为
[解析]假设n=k时命题成立.即:5k-2k 被3整除.当n=k+1时,5k+1-2 k+1 =5×5k-2×2 k
=5(5k-2k) +5×2k-2×2k=5(5k-2k) +3×2k
[巩固1] 用数学归纳法证明1+
+
+…+
<n (n>1)时,由n=k (k>1)不等式成立,推证n=k+1时,左边应增加的代数式的个数是_____。
A. 2
B. 2
-1 C. 2
D. 2
+1
[巩固2]用数学归纳法证明命题:
(n+1) ×(n+2) ×…×(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1)
1.数学归纳法用于证明一个“关于正自然数n的命题对于从正自然数n0开始的所有正自然数n都成立”的问题。
4.复数包括实数和虚数,实数是虚部为0的复数;-1的“平方根”为
,
= -1,
,
=1,
;复数运算遵循有理式的运算法则;复数的商一般将分母“实数化”(分子分母同乘分母的共扼复数);两个虚数不能比较大小;两个复数相等当且仅当它们的实部相等,虚部也相等;复数
(
∈R,
∈R)在复平面内唯一对应点(
,
)。
[举例1] 设
是实数,且
是实数,则
( )
A.
B.
C.
D.![]()
解析:
=
=
∈R,则
1
[举例2] 已知
,且
(
是虚数单位)是实系数一元二次方程
的两个根,那么
的值分别是( )A
A.
B.![]()
C.
D.![]()
解析:分别将
代入方程得:
①
②
对①②整理得:
;解得:
。本题也可以用“韦达定理”求解:
③,
④ 对③④整理得:
![]()
![]()
。
[巩固1]在复平面内,复数z=
对应的点位于
(A)第一象限 (B)第二象限 (C)第在象限 (D)第四象限
[巩固2] 设复数
满足
,则
( )
A.
B.
C.
D.
3.求
在闭区间内的最值的步骤:(1)求导数
(2)求导数方程
=0的根(3)检查
在根的左右值的符号,列表求得极值;也可通过解不等式
≥0及
≤0确定函数
在给定区间内的单调情况,再确定函数的极值;最后将极值与区间端点的函数值比较以确定最值。
[举例1] 设函数
在
及
时取得极值.
(Ⅰ)求a、b的值;(Ⅱ)若对于任意的
,都有
成立,求c的取值范围.
解析:(Ⅰ)
,由
,
.解得
,
.
(Ⅱ)
在[0,3]上恒成立即
,![]()
由(Ⅰ)可知,
,
.
当
时,
;当
时,
;当
时,
.
即
在
0,1]上递增,[1,2]上递减,[2,3]上递增;∴当
时,
取得极大值
,又
.故当
时,
的最大值为
.
于是有:
,解得
或
,因此
的取值范围为
。
[举例2] 已知定义在正实数集上的函数
,
,其中
.设两曲线
,
有公共点,且在该点处的切线相同.用
表示
,并求
的最大值;
解析:设
与
在公共点
处的切线相同.
,
,由题意
,
.
即
由
得:
,或
(舍去).
即有
.
令
,则
.于是当
,即
时,
;当
,即
时,
.故
在
为增函数,
在
为减函数,∴
在
的最大值为
.
[巩固1] 设函数
,求
在区间
的最大值和最小值.
[巩固2] 已知函数
,其图象为曲线C
(1) 直线l:y=x+1与曲线C相切于x轴上一点,求的a、b的值
(2)是否存在实数a、b,使f(x)在[-1、2]上取得最大值为3,最小值为-29。若存在,求出a、b的值,并指出函数y=f(x)的单调递增区间;若不存在,请说明理由。
2.“极值点”不是“点”,而是方程
的根。
是函数
极值点则
;但是
,
未必是极值点(还要求函数
在
左右两侧的单调性相反);若
(或
)恒成立,则函数
无极值。
[举例1] 已知函数
在
处取得极大值,在
处取得极小值,且
.(1)证明
;(2)若z=a+2b,求z的取值范围。
解析:函数
的导数
.
(Ⅰ)由函数
在
处取得极大值,在
处取得极小值,知
是
的两个根.所以
;当
时,
为增函数,
,由
,
得
.
(Ⅱ)在题设下,
等价于
即
.
化简得
.此不等式组表示的区域为平面
上三条直线:
所围成的
的内部,由“线性规划”的知识容易求得:
的取值范围为
.
[举例2] 已知函数
在
处有极值10,则
解析:
,∴
=
①
② 由①②得:
或![]()
当
时,
,此时函数
无极值,舍去;
当
时
,函数
在
处左减右增,有极小值;
此时∴
18 。注:在解决“已知函数的极值点求参变量”的问题时,为避免“增根”,需将求出的参变量的值代入
检验其是否为完全平方式,若是则函数无极值(单调),否则有极值;也可以对
再次求导,看
的值,为0则无极值,为正则有极小值,为负则有极大值。
[巩固1]已知
在区间[0,1]上是增函数,在区间
上是减函数,又
(Ⅰ)求
的解析式; (Ⅱ)若在区间
(m>0)上恒有
≤x成立,求m的取值范围.
[举例2]设函数
,其中
.证明:当
时,函数
没有极值点;当
时,函数
有且只有一个极值点,并求出极值.(07高考山东文21)
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