2. 设三次函数
在
处取得极值,其图象在
处的切线的斜率为
。
(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)若函数
在区间
上单调递增,求
的取值范围;
(Ⅲ)问是否存在实数
(
是与
无关的常数),当
时,恒有
恒成立?若存在,试求出
的最小值;若不存在,请说明理由。
[例5](2009年高考北京卷文科第20题)
设数列
的通项公式为
. 数列
定义如下:对于正整数m,
是使得不等式
成立的所有n中的最小值.
(Ⅰ)若
,求
;
(Ⅱ)若
,求数列
的前2m项和公式;
(Ⅲ)是否存在p和q,使得
?如果存在,求p和q的取值范围;如果不存在,请说明理由.
[解析]本题主要考查数列的概念、数列的基本性质,考查运算能力、推理论证能力、
分类讨论等数学思想方法.本题是数列与不等式综合的较难层次题.
(Ⅰ)由题意,得
,解
,得
.
∴
成立的所有n中的最小整数为7,即
.
(Ⅱ)由题意,得
,
对于正整数,由
,得
.
根据
的定义可知
当
时,
;当
时,
.
∴![]()
![]()
.
(Ⅲ)假设存在p和q满足条件,由不等式
及
得
.
∵
,根据
的定义可知,对于任意的正整数m 都有
,即
对任意的正整数m都成立.
当
(或
)时,得
(或
),
这与上述结论矛盾!
当
,即
时,得
,解得
.
∴ 存在p和q,使得
;
p和q的取值范围分别是
,
.
评注: 这类问题的基本特征是:要判断在某些确定条件下的某一数学对象(数值、图形、函数等)是否存在或某一结论是否成立。解决这类问题的基本策略是:通常假定题中的数学对象存在(或结论成立)或暂且认可其中的一部分的结论,然后在这个前提下进行逻辑推理,若由此导出矛盾,则否定假设;否则,给出肯定结论。其中反证法在解题中起着重要的作用。
探索性问题是一种具有开放性和发散性的问题,此类题目的条件或结论不完备。要求解答者自己去探索,结合已有条件,进行观察、分析、比较和概括。它对学生的数学思想、数学意识及综合运用数学方法的能力提出了较高的要求。它有利于培养学生探索、分析、归纳、判断、讨论与证明等方面的能力,使学生经历一个发现问题、研究问题、解决问题的全过程。
[专题演练]
1.已知函数
的图象按向量
平移后便得到函数
的图象,数列
满足
(n≥2,nÎN*).
(Ⅰ)若
,数列
满足
,求证:数列
是等差数列;
(Ⅱ)若
,数列
中是否存在最大项与最小项,若存在,求出最大项与最小项,若不存在,
说明理由;
[例3](2009年高考江苏卷第14题)设
是公比为
的等比数列,
,令
,若数列
有连续四项在集合
中,则
= .
[解析] 考查等价转化能力和分析问题的能力。等比数列的通项。
有连续四项在集合
,四项
成等比数列,公比为
,
= -9
[例4](2009年高考湖北卷理科第15题)已知数列
满足:
(m为正整数),
若
,则m所有可能的取值为__________。
[解析](1)若
为偶数,则
为偶, 故![]()
①当
仍为偶数时,
故![]()
②当
为奇数时,![]()
![]()
故
得m=4。
(2)若
为奇数,则
为偶数,故
必为偶数
,所以
=1可得m=5
评注:这类问题的基本特征是:有条件而无结论或结论的正确与否需要确定。解决这类问题的策略是:先探索结论而后去论证结论。在探索过程中常可先从特殊情形入手,通过观察、分析、归纳、判断来作一番猜测,得出结论,再就一般情形去认证结论。
[例1](2009年高考浙江卷理科第17题)如图,在长方形ABCD中,AB=2,BC=1,E为DC的中点,F为线段EC(端点除外)上一动点,现将
AFD沿AF折起,使平面AFD⊥平面ABC,在平面ABD内过点D作DK⊥AB,K为垂足,设AK=t,则t的取值范围是_______.
![]()
[解析]此题的破解可采用二个极端位置法,即对于F位于DC的中点时,
,随着F点到C点时,因
平面
,即有
,对于
,又
,因此有
,则有
,因此
的取值范围是
w.w.w.k.s.5.u.c.o.。m
[例2]如图,在平面直角坐标系
中,![]()
,
,
,
,设
的外接圆圆心为E.
(1)若⊙E与直线CD相切,求实数a的值;
(2)设点
在圆
上,使
的面积等于12的点
有且只有三个,试问这样的⊙E是否存在,若存在,求出⊙E的标准方程;若不存在,说明理由.
[解析](1)直线
方程为
,圆心
,半径
.
由题意得
,解得
.
(2)∵
,
∴当
面积为
时,点
到直线
的距离为
,
又圆心E到直线CD距离为
(定值),要使
的面积等于12的点
有且只有三个,只须圆E半径
,解得
,
此时,⊙E的标准方程为
.
评注:这类问题的基本特征是:针对一个结论,条件未知需探索,或条件增删需确定,或条件正误需判断。解决这类问题的基本策略是:执果索因,先寻找结论成立的必要条件,再通过检验或认证找到结论成立的充分条件。在“执果索因”的过程中,常常会犯的一个错误是不考虑推理过程的可逆与否,误将必要条件当作充分条件,应引起注意。
7.
如图,在四棱锥
中,底面
是矩形,
平面
,
,
.以
的中点
为球心、
为直径的球面交
于点
.
(1)求证:平面
⊥平面
;
(2)求直线
与平面
所成的角;
(3)求点
到平面
的距离.
6.
如图,在三棱锥
中,⊿
是等边三角形,
∠PAC=∠PBC=90 º
(Ⅰ)证明:AB⊥PC
(Ⅱ)若
,且平面
⊥平面
,
求三棱锥
体积.
5.一个棱锥的三视图如图,则该棱锥的全面积(单位:
)为
(A)
(B)![]()
(C)
(D)![]()
4.
设OA是球O的半径,M是OA的中点,过M且与OA成45°角的平面截球O的表面得到圆C.若圆C的面积等于
,则球O的表面积等于
.
3.一空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
![]()
![]()
A.
B.
C.
D.
![]()
2. 给定空间中的直线l及平面a,条件“直线l与平面a内无数条直线都垂直”是“直线l与平面a垂直”的( )条件
A.充要 B.充分非必要 C.必要非充分 D.既非充分又非必要
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