題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點(diǎn)A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞增,故當(dāng)
時(shí),
取最小值![]()
于是對(duì)一切
恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)
. 、
令
則![]()
當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減.
故當(dāng)
時(shí),
取最大值
.因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增.故當(dāng)
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因?yàn)楹瘮?shù)
在區(qū)間
上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問題等,考查運(yùn)算能力,考查分類討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學(xué)方法.第一問利用導(dǎo)函數(shù)法求出
取最小值
對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立轉(zhuǎn)化為
從而得出求a的取值集合;第二問在假設(shè)存在的情況下進(jìn)行推理,然后把問題歸結(jié)為一個(gè)方程是否存在解的問題,通過構(gòu)造函數(shù),研究這個(gè)函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷.
已知數(shù)列
是各項(xiàng)均不為0的等差數(shù)列,公差為d,
為其前n項(xiàng)和,且滿足
,
.?dāng)?shù)列
滿足
,
,
為數(shù)列
的前n項(xiàng)和.
(1)求數(shù)列
的通項(xiàng)公式
和數(shù)列
的前n項(xiàng)和
;
(2)若對(duì)任意的
,不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)
的取值范圍;
(3)是否存在正整數(shù)![]()
,使得
成等比數(shù)列?若存在,求出所有
的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】第一問利用在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
時(shí),
滿足
,![]()
,
![]()
第二問,①當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號(hào)在n=2時(shí)取得.
此時(shí)
需滿足
.
②當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時(shí)
取得最小值-6.
此時(shí)
需滿足
.
第三問
,
若
成等比數(shù)列,則
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
(1)(法一)在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
時(shí),
滿足
,![]()
,
.
(2)①當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號(hào)在n=2時(shí)取得.
此時(shí)
需滿足
.
②當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時(shí)
取得最小值-6.
此時(shí)
需滿足
.
綜合①、②可得
的取值范圍是
.
(3)
,
若
成等比數(shù)列,則
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
又
,且m>1,所以m=2,此時(shí)n=12.
因此,當(dāng)且僅當(dāng)m=2,
n=12時(shí),數(shù)列
中的
成等比數(shù)列
已知函數(shù)
,數(shù)列
的項(xiàng)滿足:
,(1)試求![]()
(2) 猜想數(shù)列
的通項(xiàng),并利用數(shù)學(xué)歸納法證明.
【解析】第一問中,利用遞推關(guān)系
, ![]()
, ![]()
第二問中,由(1)猜想得:
然后再用數(shù)學(xué)歸納法分為兩步驟證明即可。
解: (1)
,
![]()
,
…………….7分
(2)由(1)猜想得:![]()
(數(shù)學(xué)歸納法證明)i)
,
,命題成立
ii) 假設(shè)
時(shí),
成立
則
時(shí),![]()
![]()
![]()
綜合i),ii) :
成立
已知
,(其中
)
⑴求
及
;
⑵試比較
與
的大小,并說明理由.
【解析】第一問中取
,則
;
…………1分
對(duì)等式兩邊求導(dǎo),得![]()
取
,則
得到結(jié)論
第二問中,要比較
與
的大小,即比較:
與
的大小,歸納猜想可得結(jié)論當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
猜想:當(dāng)
時(shí),
運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證明即可。
解:⑴取
,則
;
…………1分
對(duì)等式兩邊求導(dǎo),得
,
取
,則
。 …………4分
⑵要比較
與
的大小,即比較:
與
的大小,
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
…………6分
猜想:當(dāng)
時(shí),
,下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
由上述過程可知,
時(shí)結(jié)論成立,
假設(shè)當(dāng)
時(shí)結(jié)論成立,即
,
當(dāng)
時(shí),![]()
而![]()
∴![]()
即
時(shí)結(jié)論也成立,
∴當(dāng)
時(shí),
成立。
…………11分
綜上得,當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
已知數(shù)列
的前
項(xiàng)和為
,且
(
N*),其中
.
(Ⅰ) 求
的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ) 設(shè)
(
N*).
①證明:
;
② 求證:
.
【解析】本試題主要考查了數(shù)列的通項(xiàng)公式的求解和運(yùn)用。運(yùn)用
關(guān)系式,表示通項(xiàng)公式,然后得到第一問,第二問中利用放縮法得到
,②由于
,
所以
利用放縮法,從此得到結(jié)論。
解:(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),由
得
. ……2分
若存在
由
得
,
從而有
,與
矛盾,所以
.
從而由
得
得
. ……6分
(Ⅱ)①證明:![]()
證法一:∵
∴![]()
∴
∴
.…………10分
證法二:
,下同證法一.
……10分
證法三:(利用對(duì)偶式)設(shè)
,
,
則
.又
,也即
,所以
,也即
,又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921381634452104/SYS201206192140215789581034_ST.files/image037.png">,所以
.即
………10分
證法四:(數(shù)學(xué)歸納法)①當(dāng)
時(shí),
,命題成立;
②假設(shè)
時(shí),命題成立,即
,
則當(dāng)
時(shí),![]()
![]()
即![]()
即![]()
故當(dāng)
時(shí),命題成立.
綜上可知,對(duì)一切非零自然數(shù)
,不等式②成立. ………………10分
②由于
,
所以
,
從而
.
也即![]()
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