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已知一列非零向量
an
满足:
a1
=(x1,y1),
an
=(xn,yn)=
1
2
(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)(n≥2)
.
(Ⅰ)证明:{|
an
|}
是等比数列;
(Ⅱ)求向量
a
n-1
与
a
n
的夹角(n≥2)
;
(Ⅲ)设
a
1
=(1,2),把
a1
,
a2
,…,
an
,…中所有与
a1
共线的向量按原来的顺序排成
一列,记为
b1
,
b2
,…,
.
bn
,…,令
OB
n
=
b1
+
b2
+…+
bn
,0
为坐标原点,求点列{Bn}的极限点B的坐标.
(注:若点Bn坐标为(tn,sn),且
lim
n→∞
tn=t,
lim
n→∞
sn=s,则称点B(t,s)为点列{Bn}
的极限点.)
分析:(I)由于|
an
|=
1
2
(xn-1-yn-1)2+(xn-1+yn-1)2
得出
|
an
|
|
a
n-1
|
=
2
2
为常数,从而证得{|
an
|}
是等比数列.
(II)利用向量的数量积得出
a
n-1
•
a
n
=(xn-1,yn-1)•
1
2
(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)
从而有:cos<
a
n-1
,
a
n
>=
a
n-1
•
a
n
|
a
n-1
||
a
n
|
=
1
2
|
a
n-1
|2
|
a
n-1
|•
2
2
|
a
n-1
|
=
2
2
,即可求得
a
n-1
与
a
n
的夹角;
(III)先利用数学归纳法易证
b
n
=
a
4n-3
成立从而得出:
b
n
=(-
1
4
)n-1(x1,y1)
.结合等比数列的求得公式及数列的极限即可求得点列{Bn}的极限点B的坐标.
解答:解:(I)|
an
|=
1
2
(xn-1-yn-1)2+(xn-1+yn-1)2

=
2
2
•
x
2
n-1
+
y
2
n-1
=
2
2
|
a
n-1
|,(n≥2)
,首项|
a1
|=
x
2
1
+
y
2
1
≠0,
|
an
|
|
a
n-1
|
=
2
2
为常数,∴{|
an
|}
是等比数列.
(II)
a
n-1
•
a
n
=(xn-1,yn-1)•
1
2
(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)
=
1
2
(
x
2
n-1
+
y
2
n-1
)=
1
2
|
a
n-1
|2
,cos<
a
n-1
,
a
n
>=
a
n-1
•
a
n
|
a
n-1
||
a
n
|
=
1
2
|
a
n-1
|2
|
a
n-1
|•
2
2
|
a
n-1
|
=
2
2
,∴
a
n-1
与
a
n
的夹角为
π
4
.
(III)
a1
=(x1,y1),
a2
=
1
2
(x1-y1,x1+y1)
,
a3
=
1
4
(-2y1,2x1)=
1
2
(-y1,x1),
a4
=
1
4
(-y1-x1,-y1+x1)
,
a5
=
1
8
(-2x1,-2y1)=-
1
4
(x1,y1)
,∴
a1
∥
a5
∥
a9
∥
一般地,
b1
=
a1
,
b2
=
a5
,,
bn
=
a
4n-3
,
用数学归纳法易证
b
n
=
a
4n-3
成立∴
b
n
=(-
1
4
)n-1(x1,y1)
.
设
OBn
=(tn,sn)则tn=[1+(-
1
4
)+(-
1
4
)
2
+…+(-
1
4
)
n-1
]x1
=
1-(-
1
4
)
n
1-(-
1
4
)
=
4
5
[1-(-
1
4
)n],
lim
n→∞
tn=
4
5
;
sn=[1+(-
1
4
)+(-
1
4
)
2
+…+(-
1
4
)
n-1
]y1
=
1-(-
1
4
)
n
1-(-
1
4
)
•2=
8
5
[1-(-
1
4
)n],
lim
n→∞
sn=
8
5
,
∴极限点B的坐标为(
4
5
,
8
5
)
.
点评:本小题主要考查等比数列的性质、数列的极限、向量的运算等基础知识,考查运算求解能力与转化思想.属于基础题.
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知一列非零向量
an
,n∈N*,满足:
a1
=(10,-5),
an
=(xn,yn)=k(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)
,(n32 ).,其中k是非零常数.
(1)求数列{|
an
|}是的通项公式;
(2)求向量
an-1
与
an
的夹角;(n≥2);
(3)当k=
1
2
时,把
a1
,
a2
,…,
an
,…中所有与
a1
共线的向量按原来的顺序排成一列,记为
b1
,
b2
,…,
bn
,…,令
OBn
=
b1
+
b2
+…+
bn
,O为坐标原点,求点列{Bn}的极限点B的坐标.(注:若点坐标为(tn,sn),且
lim
n→∞
tn=t
,
lim
n→∞
sn=s
,则称点B(t,s)为点列的极限点.)

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科目:高中数学 来源:潍坊模拟 题型:解答题

已知一列非零向量
an
满足:
a1
=(x1,y1),
an
=(xn,yn)=
1
2
(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)(n≥2)
.
(Ⅰ)证明:{|
an
|}
是等比数列;
(Ⅱ)求向量
a
n-1
与
a
n
的夹角(n≥2)
;
(Ⅲ)设
a
1
=(1,2),把
a1
,
a2
,…,
an
,…中所有与
a1
共线的向量按原来的顺序排成
一列,记为
b1
,
b2
,…,
.
bn
,…,令
OB
n
=
b1
+
b2
+…+
bn
,0
为坐标原点,求点列{Bn}的极限点B的坐标.
(注:若点Bn坐标为(tn,sn),且
lim
n→∞
tn=t,
lim
n→∞
sn=s,则称点B(t,s)为点列{Bn}
的极限点.)

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科目:高中数学 来源:杭州一模 题型:解答题

已知一列非零向量
an
,n∈N*,满足:
a1
=(10,-5),
an
=(xn,yn)=k(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)
,(n32 ).,其中k是非零常数.
(1)求数列{|
an
|}是的通项公式;
(2)求向量
an-1
与
an
的夹角;(n≥2);
(3)当k=
1
2
时,把
a1
,
a2
,…,
an
,…中所有与
a1
共线的向量按原来的顺序排成一列,记为
b1
,
b2
,…,
bn
,…,令
OBn
=
b1
+
b2
+…+
bn
,O为坐标原点,求点列{Bn}的极限点B的坐标.(注:若点坐标为(tn,sn),且
lim
n→∞
tn=t
,
lim
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sn=s
,则称点B(t,s)为点列的极限点.)

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知一列非零向量an满足:a1=(x1,y1),an=(xn,yn)=(xn-1-yn-1,xn-1+yn-1)(n≥2).

(1)证明{|an|}是等比数列;

(2)设θn=〈an-1,an〉,bn=2nθn-1,Sn=b1+b2+b3+…+bn,求Sn.

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