
?2022年新高考北京數(shù)學(xué)高考真題變式題19-21題
原題19
1.已知橢圓:的一個頂點為,焦距為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)過點作斜率為k的直線與橢圓E交于不同的兩點B,C,直線AB,AC分別與x軸交于點M,N,當(dāng)時,求k的值.
變式題1基礎(chǔ)
2.已知點B是圓上的任意一點,點,線段的垂直平分線交于點P.
(1)求動點P的軌跡E的方程;
(2)直線與E交于點M,N,且,求m的值.
變式題2基礎(chǔ)
3.已知橢圓:過點,離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線被橢圓截得的弦長為,求的值.
變式題3基礎(chǔ)
4.已知橢圓的離心率為,上頂點為.
(1)求橢圓的方程;
(2)過點且斜率為的直線與橢圓交于不同的兩點,,且,求的值.
變式題4基礎(chǔ)
5.已知橢圓E經(jīng)過點和點.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)圓,直線l與圓C相切于,與橢圓交于A,B兩點,且,求直線l的方程.
變式題5鞏固
6.已知橢圓與的離心率相同,過的右焦點且垂直于軸的直線被橢圓截得的線段長為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若直線與橢圓、的交點從上到下依次為、、、,且,求的值.
變式題6鞏固
7.已知橢圓的焦距為,且過點.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)過橢圓頂點,斜率為的直線交橢圓于另一點,交軸于點,且、、成等比數(shù)列,求的值.
變式題7鞏固
8.已知①如圖,長為,寬為的矩形,以?為焦點的橢圓恰好過兩點
②設(shè)圓的圓心為,直線過點,且與軸不重合,直線交圓于兩點,過點作的平行線交于,判斷點的軌跡是否橢圓
(1)在①②兩個條件中任選一個條件,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)根據(jù)(1)所得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,若直線被橢圓截得的弦長等于短軸長,求的值.
變式題8鞏固
9.已知橢圓的離心率為,左頂點為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)直線與橢圓在第一象限的交點為,過點A的直線與橢圓交于點,若,且(為原點),求的值.
變式題9提升
10.在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的離心率,且橢圓C上一點N到距離的最大值為4,過點的直線交橢圓C于點A、B.
(1)求橢圓C的方程;
(2)設(shè)P為橢圓上一點,且滿足(O為坐標(biāo)原點),當(dāng)時,求實數(shù)t的取值范圍.
變式題10提升
11.設(shè)橢圓的左焦點為,離心率為,過點且與軸垂直的直線被橢圓截得的線段長為3.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)為橢圓的下頂點,為橢圓的上頂點,過點且斜率為的直線與橢圓交于,兩點.若,求的值.
變式題11提升
12.已知橢圓的離心率為,點在橢圓C上.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知直線與橢圓C交于P,Q兩點,點M是線段PQ的中點,直線過點M,且與直線l垂直.記直線與y軸的交點為N,是否存在非零實數(shù),使得?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.
變式題12提升
13.已知M,N分別是x軸,y軸上的動點,且,動點P滿足,設(shè)點P的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的軌跡方程;
(2)直線與曲線C交于A,B兩點,G為線段AB上任意一點(不與端點重合),斜率為k的直線經(jīng)過點G,與曲線C交于E,F(xiàn)兩點.若的值與G的位置無關(guān),求k的值.
原題20
14.已知函數(shù).
(1)求曲線在點處的切線方程;
(2)設(shè),討論函數(shù)在上的單調(diào)性;
(3)證明:對任意的,有.
變式題1基礎(chǔ)
15.設(shè)函數(shù),其中為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)當(dāng)時,判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若直線是函數(shù)的切線,求實數(shù)的值;
(3)當(dāng)時,證明:.
變式題2基礎(chǔ)
16.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求函數(shù)的圖象在處的切線方程;
(2)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(3)當(dāng)時,若方程有兩個不相等的實數(shù)根,求證:.
變式題3基礎(chǔ)
17.已知函數(shù),且曲線在處的切線平行于直線.
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)已知函數(shù)圖象上不同的兩點,試比較與的大?。?br />
變式題4基礎(chǔ)
18.設(shè)函數(shù).
(1)若,求在點處的切線方程;
(2)求的單調(diào)遞減區(qū)間;
(3)求證:不等式恒成立.
變式題5鞏固
19.已知函數(shù)
(1)求曲線在點處的切線方程;
(2)求的單調(diào)區(qū)間;
(3)若關(guān)于x的方程有兩個不相等的實數(shù)根,記較小的實數(shù)根為,求證:
變式題6鞏固
20.已知函數(shù)
(1)若曲線在點處的切線與軸平行.
(i)求的值;
(ii)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若,求證:.
變式題7鞏固
21.已知函數(shù),g .
(1)求在點處的切線方程;
(2)討論的單調(diào)性;
(3)當(dāng)時,求證: .
變式題8鞏固
22.已知函數(shù)為常數(shù),是自然對數(shù)的底數(shù)),曲線在點,處的切線與軸平行.
(1)求的值;
(2)求的單調(diào)區(qū)間;
(3)設(shè),其中為的導(dǎo)函數(shù).證明:對任意,.
變式題9提升
23.形如的函數(shù)稱為冪指函數(shù),冪指函數(shù)在求導(dǎo)時,可以利用對數(shù)法:在函數(shù)解析式兩邊取對數(shù)得,兩邊對求導(dǎo)數(shù),得,于是.已知,.
(1)求曲線在處的切線方程;
(2)若,求的單調(diào)區(qū)間;
(3)求證:恒成立.
變式題10提升
24.已知函數(shù),為的導(dǎo)函數(shù).
(1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程;
(2)當(dāng)時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;
(3)當(dāng)時,求證:對任意的,,且,有.
變式題11提升
25.已知函數(shù),.
(Ⅰ)求曲線在處的切線方程;
(Ⅱ)求函數(shù)在上的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅲ)證明:對任意的實數(shù),,,都有恒成立.
變式題12提升
26.已知直線是函數(shù)圖象的切線,也是曲線的切線.
(1)求,的值;
(2)證明:當(dāng),,時,;
(3)當(dāng)時,討論函數(shù)的單調(diào)性.
原題21
27.已知為有窮整數(shù)數(shù)列.給定正整數(shù)m,若對任意的,在Q中存在,使得,則稱Q為連續(xù)可表數(shù)列.
(1)判斷是否為連續(xù)可表數(shù)列?是否為連續(xù)可表數(shù)列?說明理由;
(2)若為連續(xù)可表數(shù)列,求證:k的最小值為4;
(3)若為連續(xù)可表數(shù)列,且,求證:.
變式題1基礎(chǔ)
28.對于數(shù)列,若存在正數(shù),使得對任意都成立,則稱數(shù)列為“擬等比數(shù)列”.
(1)已知,,且,若數(shù)列和滿足:,且,;
①若,求的取值范圍;
②求證:數(shù)列是“擬等比數(shù)列”;
(2)已知等差數(shù)列的首項為,公差為,前項和為,若,,,且是“擬等比數(shù)列”,求的取值范圍(請用、表示).
變式題2基礎(chǔ)
29.從一個無窮數(shù)列中抽出無窮多項,依原來的順序組成一個新的無窮數(shù)列,若新數(shù)列是遞增數(shù)列,則稱之為的一個無窮遞增子列.已知數(shù)列是正實數(shù)組成的無窮數(shù)列,且滿足.
(1)若,,寫出數(shù)列前項的所有可能情況;
(2)求證:數(shù)列存在無窮遞增子列;
(3)求證:對于任意實數(shù),都存在,使得.
變式題3基礎(chǔ)
30.已知是由正整數(shù)組成的無窮數(shù)列,該數(shù)列前項的最大值記為,最小值記為,令??,并將數(shù)列稱為的“生成數(shù)列”.
(1)若,求數(shù)列的前項和;
(2)設(shè)數(shù)列的“生成數(shù)列”為,求證:;
(3)若是等比數(shù)列,證明:存在正整數(shù),當(dāng)時,??是等比數(shù)列.
變式題4基礎(chǔ)
31.給定正整數(shù)m,數(shù)列,且.對數(shù)列A進行T操作,得到數(shù)列.
(1)若,,,,求數(shù)列;
(2)若m為偶數(shù),,且,求數(shù)列各項和的最大值;
(3)若m為奇數(shù),探索“數(shù)列為常數(shù)列”的充要條件,并給出證明.
變式題5鞏固
32.對于數(shù)列,,…,,定義變換,將數(shù)列變換成數(shù)列,,…,,,記,,.對于數(shù)列,,…,與,,…,,定義.若數(shù)列,,…,滿足,則稱數(shù)列為數(shù)列.
(1)若,寫出,并求;
(2)對于任意給定的正整數(shù),是否存在數(shù)列,使得若存在,寫出一個數(shù)列,若不存在,說明理由:
(3)若數(shù)列滿足,求數(shù)列A的個數(shù).
變式題6鞏固
33.已知數(shù)列:,,…,,其中是給定的正整數(shù),且.令,,,,,.這里,表示括號中各數(shù)的最大值,表示括號中各數(shù)的最小值.
(1)若數(shù)列:2,0,2,1,-4,2,求,的值;
(2)若數(shù)列是首項為1,公比為的等比數(shù)列,且,求的值;
(3)若數(shù)列是公差的等差數(shù)列,數(shù)列是數(shù)列中所有項的一個排列,求的所有可能值(用表示).
變式題7鞏固
34.已知數(shù)列為無窮遞增數(shù)列,且.定義:
數(shù)列:表示滿足的所有i中最大的一個.
數(shù)列:表示滿足的所有i中最小的一個(,2,3…)
(1)若數(shù)列是斐波那契數(shù)列,即,,(,2,3,…),請直接寫出,的值;
(2)若數(shù)列是公比為整數(shù)的等比數(shù)列,且滿足且,求公比q,并求出此時,的值;
(3)若數(shù)列是公差為d的等差數(shù)列,求所有可能的d,使得,都是等差數(shù)列.
變式題8鞏固
35.已知無窮數(shù)列滿足:①;②(;;).設(shè)為所能取到的最大值,并記數(shù)列.
(1)若,寫出一個符合條件的數(shù)列A的通項公式;
(2)若,求的值;
(3)若,求數(shù)列的前100項和.
變式題9提升
36.若數(shù)列滿足,則稱為E數(shù)列.記.
(1)寫出一個滿足,且的E數(shù)列;
(2)若,,證明E數(shù)列是遞減數(shù)列的充要條件是;
(3)對任意給定的整數(shù),是否存在首項為0的E數(shù)列,使得?如果存在,寫出一個滿足條件的E數(shù)列;如果不存在,說明理由.
變式題10提升
37.已知數(shù)列,給出兩個性質(zhì):
①對于任意的,存在,當(dāng)時,都有成立;
②對于任意的,存在,當(dāng)時,都有成立.
(1)已知數(shù)列滿足性質(zhì)①,且,,試寫出的值;
(2)已知數(shù)列的通項公式為,證明:數(shù)列滿足性質(zhì)①;
(3)若數(shù)列滿足性質(zhì)①②,且當(dāng)時,同時滿足性質(zhì)①②的存在且唯一.證明:數(shù)列是等差數(shù)列.
變式題11提升
38.對于序列,實施變換T得序列,記作;對繼續(xù)實施變換T得序列,記作.最后得到的序列只有一個數(shù),記作.
(1)若序列為1,2,3,求;
(2)若序列為1,2,…,n,求;
(3)若序列A和B完全一樣,則稱序列A與B相等,記作,若序列B為序列的一個排列,請問:是的什么條件?請說明理由.
變式題12提升
39.已知數(shù)列為有限數(shù)列,滿足,則稱滿足性質(zhì).
(1)判斷數(shù)列和是否具有性質(zhì),請說明理由;
(2)若,公比為的等比數(shù)列,項數(shù)為12,具有性質(zhì),求的取值范圍;
(3)若是的一個排列符合都具有性質(zhì),求所有滿足條件的數(shù)列.
參考答案:
1.(1)
(2)
【分析】(1)依題意可得,即可求出,從而求出橢圓方程;
(2)首先表示出直線方程,設(shè)、,聯(lián)立直線與橢圓方程,消元列出韋達定理,由直線、的方程,表示出、,根據(jù)得到方程,解得即可;
(1)
解:依題意可得,,又,
所以,所以橢圓方程為;
(2)
解:依題意過點的直線為,設(shè)、,不妨令,
由,消去整理得,
所以,解得,
所以,,
直線的方程為,令,解得,
直線的方程為,令,解得,
所以
,
所以,
即
即
即
整理得,解得
2.(1),(2).
【分析】(1)由條件可得,然后由橢圓的定義可求出答案;
(2)設(shè),然后聯(lián)立直線與橢圓的方程消元,韋達定理得出,然后利用求出的值即可.
【詳解】
(1)由條件可得
所以動點P的軌跡E是以為焦點的橢圓,設(shè)其方程為
所以,所以
所以方程為
(2)設(shè)
聯(lián)立可得
所以由得
因為
所以可解得
3.(1);
(2).
【分析】(1)根據(jù)給定條件可得橢圓長半軸長a,由離心率求出半焦距c即可計算作答.
(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,結(jié)合弦長公式計算作答.
(1)
依題意得,因離心率為,則橢圓半焦距,于是得,
所以橢圓E的方程為.
(2)
設(shè)直線與橢圓E的交點為(,),(,),
由消去y并整理得:, 解得,
依題意,即,
整理得:,即,解得,即,
所以的值是.
4.(1)
(2)
【分析】(1)由題意可知,,結(jié)合,即可求得橢圓E的方程;
(2)設(shè)直線l的方程,代入橢圓方程.由韋達定理及弦長公式,即可求得k的值.
(1)
由離心率,則,
又上頂點,知,又,可知,,
∴橢圓E的方程為;
(2)
設(shè)直線l:,設(shè),,
則,整理得:,
,即,
∴,,
∴,
即,解得:或(舍去)
∴
5.(1)
(2)或
【分析】(1)由于不確定橢圓焦點的位置,故設(shè)橢圓方程為,(t,且),將已知的兩點坐標(biāo)代入,求得答案;
(2)設(shè)直線方程,根據(jù)與圓相切,求得參數(shù)間的關(guān)系,再將直線方程和橢圓方程聯(lián)立,得到根與系數(shù)的關(guān)系式,利用弦長公式得到關(guān)于參數(shù)的方程,解方程組,可得答案.
(1)
設(shè)橢圓E方程為,(t,且)
將點代入橢圓方程得到,
解得,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
不妨設(shè)直線l的方程為,
因為該直線與圓相切,所以,
所以,
將直線方程代入橢圓方程并消去x得
,則,,
所以,
聯(lián)立,解得,
即或,
則直線l的方程為或.
6.(1);(2).
【分析】(1)設(shè)橢圓的方程為,焦距為,根據(jù)已知條件可得出關(guān)于、、的方程組,解出、的值,由此可得出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)、、、,將直線的方程分別與橢圓、聯(lián)立,列出韋達定理,分析得出,可得出關(guān)于實數(shù)的等式,進而可解得實數(shù)的值.
【詳解】(1)設(shè)橢圓的方程為,焦距為,
將代入的方程可得,解得.
由題意得,解得,因此的方程為;
(2)設(shè)、、、,
由,得(或),
與、相交,只需當(dāng)時,,
解得.
當(dāng)時,,
由韋達定理可得,所以,與的中點相同,
所以,,
即,
整理可得,解得,滿足條件.
【點睛】方法點睛:利用韋達定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:
(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點坐標(biāo)為、;
(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,必要時計算;
(3)列出韋達定理;
(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、的形式;
(5)代入韋達定理求解.
7.(1);(2).
【分析】(1)由已知條件可得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個量的值,即可得出橢圓的方程;
(2)由(1)可知直線的方程為,將該直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,求出點的坐標(biāo),根據(jù)已知條件得出,求出的值,進而可求得的值.
【詳解】(1)由已知,即有,由已知條件可得,解得,
因此,橢圓的方程為;
(2)由(1)得直線的方程為,聯(lián)立,
消去可得,解得,則,
依題意且,
因為、、成等比數(shù)列,則,則.
當(dāng)時,則有,該方程無解;
當(dāng)時,則,解得,
所以,解得,
所以,當(dāng)、、成等比數(shù)列時,.
8.(1);(2).
【分析】(1)選①:由點在橢圓上并代入橢圓方程求出橢圓參數(shù),進而寫出橢圓方程;選②:由圓的性質(zhì)知:△為等腰三角形,結(jié)合可得,根據(jù)橢圓的定義寫出橢圓方程.
(2)設(shè)交點,聯(lián)立直線與橢圓方程,應(yīng)用韋達定理求、,由相交弦的弦長公式及短軸長列方程求m值即可..
【詳解】(1)選①:由已知,將代入橢圓方程得:
故橢圓方程為:
選②:由題設(shè)可得如下示意圖,易知:△為等腰三角形且,
∴,又,即,
∴,則,
∵,
∴橢圓定義知:動點到兩定點的距離和為定值4,
∴的軌跡方程為.
(2)聯(lián)立與橢圓方程可得:,且,
若交點為,則,,
∴直線被橢圓截得的弦長為,而短軸長為2,
∴,解得.
9.(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意求出,從而可得出答案;
(2)設(shè)直線與橢圓得另一個交點為,,易知直線的方程為,與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達定理求出點的坐標(biāo),再根據(jù)兩點間的距離公式求得,將直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達定理求得,再根據(jù)弦長公式求得,結(jié)合易知即可得出答案.
(1)
解:由題意得,
故,
所以,
所以橢圓的方程為;
(2)
解:設(shè)直線與橢圓得另一個交點為,
設(shè),
因為,
則直線的方程為,
聯(lián)立,消整理得,
則,
所以,則,
所以,
聯(lián)立,消整理得,
則,
所以,
因為,
所以,
解得,
又,
所以.
10.(1);(2)或.
【分析】(1)由橢圓離心率結(jié)合化簡方程,設(shè),由最大值為4即可作答;
(2)設(shè)直線AB斜率k,寫出直線AB方程,聯(lián)立直線AB與橢圓C的方程組,消去y得關(guān)于x的一元二次方程,用判別式和求出k的范圍,再借助及點P在橢圓上建立起t與k的關(guān)系而得解.
【詳解】(1)橢圓C的半焦距c,,即,
則橢圓方程為,即,設(shè),
則,
當(dāng)時,有最大值,即,解得, ,
故橢圓方程是;
(2)設(shè),,,直線AB的方程為,
由,整理得,
則,解得,,,
因且,則,
于是有,化簡,得,則,即,
所以,
由得,則,,
而點P在橢圓上,即,化簡得,
從而有,而,
于是得,解得或,
故實數(shù)t的取值范圍為或.
11.(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)橢圓離心率公式,結(jié)合代入法進行求解即可;
(2)根據(jù)平面向量數(shù)量積坐標(biāo)表示公式,結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系進行求解即可.
【詳解】解:(1)由題意可得,,當(dāng)時,,所以得:,解得,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)由(1)可知,,,,
過點且斜率為的直線方程為,
聯(lián)立方程,可得,
設(shè),,
則,,
故,
又,,
,,
所以
,
整理可得,解得.
【點睛】關(guān)鍵點睛:根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示公式,結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系進行求解是解題的關(guān)鍵.
12.(1)
(2)不存在,理由見解析
【分析】(1)由題意,列的方程組,從而得橢圓方程;(2)聯(lián)立直線與橢圓的方程,得一元二次方程,根據(jù)判別式大于零求解,寫出韋達定理,從而點的坐標(biāo),表示出直線,表示出點的坐標(biāo),從而表示出,列式求解得,可判斷出不存在.
(1)
由題意可得,解得,.
故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)
設(shè),,.
聯(lián)立,整理得,
則,解得,
從而,.
因為M是線段PQ的中點,所以,
則,故.
直線的方程為,即.
令,得,則,
所以.
因為,所以,解得.
因為,所以不存在滿足條件的.
【點睛】解決直線與橢圓的綜合問題時,要注意:
(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個條件,明確確定直線、橢圓的條件;
(2)強化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
13.(1)
(2)
【分析】(1)設(shè),,由已知得到,將已知向量等式進行坐標(biāo)化得到并代入上式即可得到答案;
(2)設(shè)點,由兩點間距離公式得到,設(shè)直線的方程為,將直線的方程代入曲線C的方程,利用弦長公式求得進行計算即可.
(1)
設(shè),,則.
設(shè),則,.
由題意,得解得
所以,化簡得,
即曲線C的方程為.
(2)
由題意并結(jié)合(1)易知(不妨設(shè)點A在第一象限內(nèi)),,.
設(shè)點,其中,則,,
所以.因為斜率為k的直線經(jīng)過點G,所以直線的方程為.
將直線的方程代入曲線C的方程化簡、整理,
得.
設(shè),,則,,
所以
,
所以.
因為的值與m的值無關(guān),
所以,解得.
14.(1)
(2)在上單調(diào)遞增.
(3)證明見解析
【分析】(1)先求出切點坐標(biāo),在由導(dǎo)數(shù)求得切線斜率,即得切線方程;
(2)在求一次導(dǎo)數(shù)無法判斷的情況下,構(gòu)造新的函數(shù),再求一次導(dǎo)數(shù),問題即得解;
(3)令,,即證,由第二問結(jié)論可知在[0,+∞)上單調(diào)遞增,即得證.
(1)
解:因為,所以,
即切點坐標(biāo)為,
又,
∴切線斜率
∴切線方程為:
(2)
解:因為,????
所以,
令,
則,
∴在上單調(diào)遞增,
∴
∴在上恒成立,
∴在上單調(diào)遞增.
(3)
解:原不等式等價于,
令,,
即證,
∵,
,
由(2)知在上單調(diào)遞增,
∴,
∴
∴在上單調(diào)遞增,又因為,
∴,所以命題得證.
15.(1)在區(qū)間上單調(diào)遞增.(2)(3)見證明
【分析】(1)先由解析式,得到函數(shù)定義域,對函數(shù)求導(dǎo),根據(jù),即可得出結(jié)果;
(2)先設(shè)切點為,根據(jù)切線方程為,得到,再對函數(shù)求導(dǎo),得到,設(shè),用導(dǎo)數(shù)方法研究其單調(diào)性,得到最值,即可求出結(jié)果;
(3)先對函數(shù)求導(dǎo),設(shè),用導(dǎo)數(shù)方法研究單調(diào)性,進而可判斷出單調(diào)性,即可得出結(jié)論成立.
【詳解】解:(1)函數(shù)的定義域為.
因為,所以,
所以在區(qū)間上單調(diào)遞增.
(2)設(shè)切點為,則,
因為,所以,得,
所以.
設(shè),則,
所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
所以.
因為方程僅有一解,
所以.
(3)因為,
設(shè),則,所以在單調(diào)遞增.
因為,,
所以存在,使得.
當(dāng)時,,,單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,,單調(diào)遞增,
所以.
因為,所以,,
所以.
【點睛】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,通常需要對函數(shù)求導(dǎo),用導(dǎo)數(shù)的方法研究函數(shù)的單調(diào)性、最值等,屬于??碱}型.
16.(1);(2)當(dāng)時,在上是減函數(shù);當(dāng)時,在上是增函數(shù);(3)證明見解析.
【分析】(1)當(dāng)時,,求得其導(dǎo)函數(shù) ,,可求得函數(shù)的圖象在處的切線方程;
(2)由已知得,得出導(dǎo)函數(shù),并得出導(dǎo)函數(shù)取得正負(fù)的區(qū)間,可得出函數(shù)的單調(diào)性;
(3)當(dāng)時,,,由(2)得的單調(diào)區(qū)間,以當(dāng)方程有兩個不相等的實數(shù)根,不妨設(shè),且有,,構(gòu)造函數(shù),分析其導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)得出函數(shù)的單調(diào)性,得出其最值,所證的不等式可得證.
【詳解】(1)當(dāng)時,,
所以 ,,
所以函數(shù)的圖象在處的切線方程為,即;
(2)由已知得,,令,得,
所以當(dāng)時,,當(dāng)時,,
所以在上是減函數(shù),在上是增函數(shù);
(3)當(dāng)時,,,由(2)得在上單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
所以,且時,,當(dāng)時,,,
所以當(dāng)方程有兩個不相等的實數(shù)根,不妨設(shè),且有,,
構(gòu)造函數(shù),則,
當(dāng)時,所以,
在上單調(diào)遞減,且,,
由 ,在上單調(diào)遞增,
.
所以.
【點睛】本題考查運用導(dǎo)函數(shù)求函數(shù)在某點的切線方程,討論函數(shù)的單調(diào)性,以及證明不等式,關(guān)鍵在于構(gòu)造適當(dāng)?shù)暮瘮?shù),得出其導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),得出所構(gòu)造的函數(shù)的單調(diào)性,屬于難度題.
17.(1);(2)函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是,單調(diào)減區(qū)間是;(3)
【分析】(1)曲線在處的切線平行于直線,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可知,由此即可求出結(jié)果;
(2)由(1)可知,,再利用導(dǎo)數(shù)在函數(shù)單調(diào)性中的應(yīng)用,即可求出結(jié)果;
(3)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),可得,作差比較與,作差可得,再構(gòu)造輔助函數(shù),通過函數(shù)的導(dǎo)數(shù),求解函數(shù)的最值,即可求出結(jié)果.
【詳解】(1)的定義域為.
曲線在處的切線平行于直線,,.
(2),.
當(dāng)時,是增函數(shù);當(dāng)時,是減函數(shù).
函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是,單調(diào)減區(qū)間是.
(3),,.
又,
.
設(shè),則,
在上是增函數(shù).
令,不妨設(shè),,,
即.又,,.
【點睛】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及導(dǎo)數(shù)在函數(shù)函數(shù)單調(diào)性和最值中的應(yīng)用,考查轉(zhuǎn)化思想以及計算能力.
18.(1)
(2)
(3)證明見解析
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可求得切線斜率,結(jié)合切點坐標(biāo)可得切線方程;
(2)求導(dǎo)后,根據(jù)時,可得單調(diào)遞減區(qū)間;
(3)設(shè),將問題轉(zhuǎn)化為證明;利用導(dǎo)數(shù)可說明,使得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,由此可得,結(jié)合基本不等式可知,由此得,由此可得結(jié)論.
(1)
當(dāng)時,,,
,又,
在點處的切線方程為:,即.
(2)
由題意得:定義域為,;
令,解得:,
當(dāng)時,;當(dāng)時,;
的單調(diào)遞減區(qū)間為.
(3)
設(shè),則,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
在上單調(diào)遞增,又,,
,使得,則,,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
(當(dāng)且僅當(dāng)時取等號),
又,,,即恒成立.
19.(1);(2)當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;(3)證明見解析.
【分析】(1)求函數(shù)導(dǎo)數(shù)得切線斜率,再由點斜式可得解;
(2)由,分和兩種情況討論導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)分析可得要證,,令,利用導(dǎo)數(shù)證得,即可得證.
【詳解】(1),,
,,
所以在點處的切線方程為,
整理得:,
(2)函數(shù)定義域為,
當(dāng)時,,此時在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,令,得,
此時在上,單調(diào)遞減,
在上,單調(diào)遞增,
綜上:時,在上單調(diào)遞增
時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
(3)證明:由(2)可知,當(dāng)時,才有兩個不相等的實根,且,
則要證,即證,即證,
而,則,否則方程不成立),
所以即證,化簡得,
令,則,
當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
所以(1),而,
所以,
所以,得證.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題的解題關(guān)鍵是通過證明即可得解,分析函數(shù)在極小值左側(cè)的單調(diào)性,關(guān)鍵再由證明,利用構(gòu)造函數(shù)的方法即可.
20.(1)(i),(ii)單增區(qū)間為,單遞減區(qū)間為;(2)證明見解析.
【分析】(1)(i)計算,令可得的值;(ii)定義域為,,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷在上單調(diào)遞減,且,進而可得以及的解集,即可求解;
(2)要證明不等式可轉(zhuǎn)化為,令,只需證明,利用導(dǎo)數(shù)判斷的單調(diào)性,證明即可.
【詳解】(1)(i)定義域為,由
可得,
因為曲線在點處的切線與軸平行,
所以,可得:,
(ii)當(dāng)時,,,
令,則,
所以在上單調(diào)遞減,且,
所以當(dāng)時,,;當(dāng)時,,;
所以單增區(qū)間為,單遞減區(qū)間為;
(2)要證明,即證,
等價于
令,只需證明,
,,
由得有異號的兩根,
令其正根為,則,
當(dāng)時,;當(dāng)時,;
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以,
因為,,所以,
所以,,可得,
所以,即.
【點睛】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的方法:
(1)確定函數(shù)的定義域;求導(dǎo)函數(shù),由(或)解出相應(yīng)的的范圍,對應(yīng)的區(qū)間為的增區(qū)間(或減區(qū)間);
(2)確定函數(shù)的定義域;求導(dǎo)函數(shù),解方程,利用的根將函數(shù)的定義域分為若干個子區(qū)間,在這些子區(qū)間上討論的正負(fù),由符號確定在子區(qū)間上的單調(diào)性.
21.(1)
(2)當(dāng)時,在R上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
(3)證明見解析
【分析】(1)求導(dǎo)后,求出,進而用點斜式求出切線方程;(2)求定義域,求導(dǎo),對a進行分類討論,求出的單調(diào)性;(3)對不等式進行放縮,證明出,問題轉(zhuǎn)化為證明,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)進行研究其單調(diào)性和最值,二次求導(dǎo)得到結(jié)論.
(1)
定義域為,,則,所以在點處的切線方程為:,即
(2)
定義域為R,,
當(dāng)時,恒成立,在R上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,令,解得:,令,解得:,故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
綜上:當(dāng)時,在R上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(3)
令,,
,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,故,即,故,
令,,其中,
則,
令,則,令,解得:,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,,由于,故,所以在上恒成立,故在上單調(diào)遞增,,所以,證畢.
【點睛】利用導(dǎo)函數(shù)證明不等式,要根據(jù)不等式特點進行適當(dāng)放縮,本題當(dāng)中,同時出現(xiàn)了指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù),要么使用同構(gòu)轉(zhuǎn)化,要么進行放縮,本題中使用了在時,的常用放縮.
22.(1);
(2)在遞增,在遞減;
(3)證明見解析.
【分析】(1)由題設(shè)求導(dǎo)函數(shù),再由求參數(shù)k值.
(2)由(1)得且,構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù)研究的符號,進而求的單調(diào)區(qū)間.
(3)由題設(shè)只需證在上恒成立,由(2)易得,再構(gòu)造并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)判斷的大小關(guān)系,即可證結(jié)論.
(1)
由題設(shè),,,
又在,處的切線與軸平行,即,
.
(2)
由(1)得:,,
令,,
當(dāng)時,,當(dāng)時,,又,
時,,時,,
在遞增,在遞減;
(3)
由,即,,
,,
由(2),對于,,
,,
時,遞增,,時,遞減,
,即,
設(shè),則,
時,遞增,即,則,
綜上,,故,,得證.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:第三問,應(yīng)用分析法轉(zhuǎn)化為證明在上恒成立,結(jié)合(2)中的單調(diào)性得到,再判斷的大小關(guān)系.
23.(1);(2)的單調(diào)增區(qū)間為,無單調(diào)減區(qū)間;(3)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)題中所給冪指函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式,求得,結(jié)合,利用點斜式即可得到切線方程;
(2)由冪指函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式求得,再利用導(dǎo)數(shù)的計算公式,求得,判斷導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),即可得到函數(shù)的單調(diào)性;
(3)構(gòu)造函數(shù),對該函數(shù)進行二次求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)判斷的單調(diào)性,從而求得其最小值,即可證明.
【詳解】(1)由冪指函數(shù)導(dǎo)數(shù)公式得,
所以,又,
所以,曲線在處的切線方程為.
(2),
則
,
所以的單調(diào)增區(qū)間為,無單調(diào)減區(qū)間.
(3)構(gòu)造,,
則,
令,
所以,
因為與同號,所以,所以,
又,所以,
所以即為上增函數(shù),
又因為,
所以,當(dāng)時,;
當(dāng)時,.
所以,為上減函數(shù),為上增函數(shù),
所以,,
即,
因此,恒成立,即證.
【點睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線的方程,以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,以及研究不等式恒成立問題,屬綜合困難題.
24.(1) ;(2)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;的極小值為,無極大值 ;(3)證明見解析 .
【解析】(1)求出導(dǎo)數(shù)后可得切線斜率,從而得切線方程;
(2)求出導(dǎo)函數(shù),求出的解,確定的正負(fù),得的單調(diào)區(qū)間,極值.
(3)求出,設(shè),不等式變形為,
而,
設(shè)令,.利用導(dǎo)數(shù)證明,這樣由已知條件可得
.結(jié)合(2)可證得結(jié)論成立.
【詳解】解:(1)當(dāng)時,,.可得,,所以曲線在點處的切線方程為,
即.??????????????????
(2)依題意,.
從而可得,整理可得:,
令,解得.
當(dāng)x變化時,的變化情況如下表:
x
-
0
+
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增
所以,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;
的極小值為,無極大值.???????????????
(3)證明:由,得.
對任意的,,且,令,則
.?????????????①????????????
令,.
當(dāng)時,,
由此可得在單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時,,即.
因為,,,
所以
.???②?????????
由(2)可知,當(dāng)時,,即,
故???????③
由①②③可得.
所以,當(dāng)時,任意的,且,有.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值,證明不等式.解題關(guān)鍵是不等式的變形,一是去分母,二是引入?yún)?shù),這是關(guān)鍵所在,這樣可把不等式的證明分解為:,,后者用導(dǎo)數(shù)進行證明,前者直接因式分解可得,然后由不等式的性質(zhì)放縮,恰好利用(2)的結(jié)論得證.
25.(Ⅰ);(Ⅱ)單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是;(Ⅲ)證明見解析.
【分析】(Ⅰ)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義,先求切線的斜率,再根據(jù)直線的點斜式方程求曲線的切線方程;
(Ⅱ)先求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),然后分別由和可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅲ)將等價轉(zhuǎn)化為,然后構(gòu)造函數(shù),再構(gòu)造函數(shù)并且利用導(dǎo)數(shù)證明在上恒成立即可.
【詳解】(Ⅰ)由題意可知,,,
所以,
所以在處的切線方程為,即.
(Ⅱ)
,
當(dāng)時,;
當(dāng)時,;
所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.
(Ⅲ)證明:不等式
可化為.
設(shè),
即證函數(shù)在上是增函數(shù),
即證在上恒成立,
即證在上恒成立.
令,則,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,
所以,即.
因為,所以,
所以要證成立,
只需證.
令,,
則,
當(dāng)時,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
所以,
所以,
即在上恒成立,即證.
【點睛】關(guān)鍵點睛:通過不等式的形式構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),經(jīng)過多次求導(dǎo)判斷單調(diào)性進行求解.
26.(1),;
(2)證明見解析;
(3)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
【分析】(1)設(shè)切點分別為,、,,可得,寫出切線方程,列方程求參數(shù),即可得,的值;
(2)構(gòu)造并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性,證明恒成立即可證結(jié)論.
(3)應(yīng)用二階導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性,結(jié)合零點存在性定理判斷的符號,進而確定的單調(diào)區(qū)間.
(1)
設(shè)與和的切點分別為,、,;
,
,,
,可得,
切線方程分別為即,或即,
,解得,
,;
(2)
令,,,,則,
令,解得:,令,解得:,
故在遞增,在遞減,則,
故,,時,即;
(3)
,則,故,
在上單調(diào)遞減,而,,
由(2)中的單調(diào)性,可得:,
由(2)及可得:,
使得,即時,時,
∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
27.(1)是連續(xù)可表數(shù)列;不是連續(xù)可表數(shù)列.
(2)證明見解析.
(3)證明見解析.
【分析】(1)直接利用定義驗證即可;
(2)先考慮不符合,再列舉一個合題即可;
(3)時,根據(jù)和的個數(shù)易得顯然不行,再討論時,由可知里面必然有負(fù)數(shù),再確定負(fù)數(shù)只能是,然后分類討論驗證不行即可.
(1)
,,,,,所以是連續(xù)可表數(shù)列;易知,不存在使得,所以不是連續(xù)可表數(shù)列.
(2)
若,設(shè)為,則至多,6個數(shù)字,沒有個,矛盾;
當(dāng)時,數(shù)列,滿足,,,,,,,, .
(3)
,若最多有種,若,最多有種,所以最多有種,
若,則至多可表個數(shù),矛盾,
從而若,則,至多可表個數(shù),
而,所以其中有負(fù)的,從而可表1~20及那個負(fù)數(shù)(恰 21個),這表明中僅一個負(fù)的,沒有0,且這個負(fù)的在中絕對值最小,同時中沒有兩數(shù)相同,設(shè)那個負(fù)數(shù)為 ,
則所有數(shù)之和,,
,再考慮排序,排序中不能有和相同,否則不足個,
(僅一種方式),
與2相鄰,
若不在兩端,則形式,
若,則(有2種結(jié)果相同,方式矛盾),
, 同理 ,故在一端,不妨為形式,
若,則 (有2種結(jié)果相同,矛盾),同理不行,
,則 (有2種結(jié)果相同,矛盾),從而,
由于,由表法唯一知3,4不相鄰,、
故只能,①或,②
這2種情形,
對①:,矛盾,
對②:,也矛盾,綜上,
當(dāng)時,數(shù)列滿足題意,
.
【點睛】關(guān)鍵點睛,先理解題意,是否為可表數(shù)列核心就是是否存在連續(xù)的幾項(可以是一項)之和能表示從到中間的任意一個值.本題第二問時,通過和值可能個數(shù)否定;第三問先通過和值的可能個數(shù)否定,再驗證時,數(shù)列中的幾項如果符合必然是的一個排序,可驗證這組數(shù)不合題.
28.(1)①;②證明見解析
(2)
【分析】(1)①根據(jù)基本不等式可求得的取值范圍;
②利用數(shù)學(xué)歸納法證明出:,,然后利用不等式的性質(zhì)可證得,即可證得結(jié)論成立;
(2)由題中條件,,,先求出的范圍;再根據(jù)是“擬等比數(shù)列”,分類討論和,利用參變量分離法結(jié)合數(shù)列的單調(diào)性即可得出結(jié)果.
(1)
解:①因為,,且,,,
所以,的取值范圍是;
②由題意可得,
則,即,
假設(shè)當(dāng)時,,
則當(dāng)時,,即,
所以,對任意的,,
所以,,,
即存在,使得,
所以,數(shù)列是“擬等比數(shù)列”.
(2)
解:因為,,,
即,所以,
即,且有,
因為,則,所以,,
又因為數(shù)列是“擬等比數(shù)列”,故存在,使得,且數(shù)列為單調(diào)遞減數(shù)列.
①當(dāng)時,此時,
所以,,
因為,則,
因為數(shù)列在時單調(diào)遞減,故,
而;
②當(dāng)時,,則,
由,則,
因為數(shù)列在時單調(diào)遞減,故.
由①②可得,即的取值范圍是.
【點睛】結(jié)論點睛:利用參變量分離法求解數(shù)列不等式恒(能)成立,可根據(jù)以下原則進行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
29.(1)、、、或、、、或、、、
(2)證明見解析
(3)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)數(shù)列的遞推公式以及求出、的值,即可寫出數(shù)列前項的所有可能情況;
(2)分析可得由或,即或,分析數(shù)列的單調(diào)性,設(shè)集合,、,且,取,可得出結(jié)論;
(3)考察數(shù)列和.①當(dāng)或時,顯然成立;②當(dāng)時,設(shè),推導(dǎo)出,可得出,解得,取可證得結(jié)論成立.
(1)
解:由已知,即,可得或.
當(dāng)時,由,即,因為,可得;
當(dāng)時,由,即,因為,可得或.
因此,若,,寫出數(shù)列前項的所有可能情況為:、、、或、、、或、、、.
(2)
證明:對于數(shù)列中的任意一項,
由已知得,或,即或.
若,則由可得;
若,則,此時,即.
設(shè)集合,、,且,
,,,,,,
則數(shù)列是數(shù)列一個無窮遞增子列.
(3)
證明:考察數(shù)列和.
①當(dāng)或時,顯然成立;
②當(dāng)時,設(shè),由(2)可知.
如果,那么,或,于是總有,
此時;
如果,那么,或,于是總有,
此時.
綜上,當(dāng)且時總有.
所以,
所以,,,,
疊加得,.
令,解得,
即存在,(其中表示不超過的最大整數(shù)),使得.
又因為是的子列,令,則.
由①②可知,對于任意實數(shù),都存在,使得.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查數(shù)列的新定義,解決第三問的關(guān)鍵在于推導(dǎo)出,結(jié)合疊加法得出,通過解不等式可找到符合條件的整數(shù),即可解決問題.
30.(1);
(2)證明見解析;
(3)證明見解析.
【分析】(1)利用差比法判斷數(shù)列的單調(diào)性,結(jié)合等比數(shù)列的定義和前項和公式進行求解即可;
(2)根據(jù)數(shù)列的單調(diào)性,結(jié)合生成數(shù)列的定義運用累加法進行證明即可;
(3)結(jié)合(2)的結(jié)論,根據(jù)等比數(shù)列的定義分類討論進行證明即可.
(1)
因為,所以.
所以,
所以, ,
所以,
因為,
所以數(shù)列是等比數(shù)列,
所以數(shù)列的前項和為:;
(2)
由題意可知,,
所以,
所以.所以 ,
所以,
由“生成數(shù)列”的定義可得,
所以.??????????????
累加可得.
(3)
由題意知.由(Ⅱ)可知.
① 當(dāng)時,得,即,
所以,
所以.
即為公比等于1的等比數(shù)列,
②當(dāng)時,令,則.
當(dāng)時,顯然.
若,則,與矛盾,
所以,即.
取,當(dāng)時,??????????????????????
,顯然是等比數(shù)列,
綜上,存在正整數(shù),使得時,是等比數(shù)列.
【點睛】關(guān)鍵點睛:根據(jù)數(shù)列的單調(diào)性是解題的關(guān)鍵.
31.(1)
(2)
(3),證明見解析
【分析】(1)利用已知條件先求出,將,,,代入:,,,即可求解;
(2)由,得到,進而有,再由得到即可;
(3)證明見解析.
(1)
由題意時,,,,由,知,所以,,,,
故.
(2)
記數(shù)列的所有項和為S,
因為,且,所以,
則,故.
當(dāng),或,時取到等號,
所以當(dāng),或,時,S取到最大值,為.
(3)
“數(shù)列為常數(shù)列”的充要條件是()證明如下:
先證充分性:
當(dāng)()時,,所以為常數(shù)列;
再證必要性:
當(dāng)為常數(shù)列時,記,
設(shè)中有x個,則必有個,將數(shù)列的所有項相加得:,由,且m為奇數(shù),所以,
所以,由得:,所以,
所以.
【點睛】數(shù)學(xué)中的新定義題目解題策略:
(1)仔細(xì)閱讀,理解新定義的含義;
(2)根據(jù)新定義,對對應(yīng)的知識進行再遷移
(3)正確閱讀理解題干信息,抓住關(guān)鍵信息,轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的問題.
32.(1);;
(2)不存在適合題意的數(shù)列;
(3).
【分析】(1)利用變換的定義即;
(2)利用數(shù)列的定義,記中有個,有個,則,進而即得;
(3)由題可得,進而可得,然后結(jié)合條件即得.
(1)
由,
可得,
,
∴;
(2)
∵,
由數(shù)列A為數(shù)列,所以,
對于數(shù)列,,…,中相鄰的兩項,
令,若,則,若,則,
記中有個,有個,則,
因為與的奇偶性相同,而與的奇偶性不同,
故不存在適合題意的數(shù)列;
(3)
首先證明,
對于數(shù)列,,…,,有,,…,,,
,,…,,,,,…,,,
,,…,,,,,…,,,
∵,
,
∴,
故,
其次,由數(shù)列為數(shù)列可知,,
解得,
這說明數(shù)列中任意相鄰兩項不同的情況有2次,
若數(shù)列中的個數(shù)為個,此時數(shù)列有個,
所以數(shù)列的個數(shù)為個.
【點睛】數(shù)學(xué)中的新定義題目解題策略:①仔細(xì)閱讀,理解新定義的內(nèi)涵;②根據(jù)新定義,對對應(yīng)知識進行再遷移.
33.(1),;
(2);
(3)所有可能值為.
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)定義寫出,即可.
(2)討論數(shù)列A的項各不相等或存在相等項,當(dāng)各項都不相等,根據(jù)題設(shè)定義判斷,當(dāng)存在相等項,由等比數(shù)列通項公式求q,進而確定的值;
(3)利用數(shù)列A的單調(diào)性結(jié)合(2)的結(jié)論求的取值范圍,估計所有可能取值,再應(yīng)用分類討論求證對應(yīng)所有可能值均可取到,即可得結(jié)果.
(1)
由題設(shè),,,,則,
,,,則,
所以,.
(2)
若數(shù)列任意兩項均不相等,
當(dāng)時;
當(dāng)且時,,
又,,
此時;
綜上,,故,不合要求;
要使,即存在且使,即,
又,則,
當(dāng),則,不合要求;
當(dāng),則,滿足題設(shè);
綜上,.
(3)
由題設(shè)數(shù)列單調(diào)遞增且,
由(2)知:,
根據(jù)題設(shè)定義,存在且,,
則,
由比數(shù)列中個項大,,同理,
所以;
又至少比數(shù)列中一項小,,同理,
所以;
綜上,.
令數(shù)列,下證各值均可取到,
ⅰ、當(dāng),而數(shù)列遞增,
,且,
此時,,,
則;
ⅱ、當(dāng)時,,則,
當(dāng)且時,令,則,
所以,,
此時;
ⅲ、給定,
令()且(),
則(),(),
又?jǐn)?shù)列遞增,,
(),(),
所以,
此時且,
故,
綜上,.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:第三問,首先根據(jù)數(shù)列的單調(diào)性和定義求的取值范圍,再由定義結(jié)合分類討論求證范圍內(nèi)所有可能值都可取到.
34.(1),
(2),,
(3)
【分析】(1)根據(jù)數(shù)列,的定義以及是斐波那契數(shù)列,即可求解.
(2)數(shù)列是公比為整數(shù)的等比數(shù)列,可對公比進行檢驗,根據(jù),的定義以及的特征,可檢驗出公比的值.
(3)根據(jù)數(shù)列,的公差是正整數(shù),以及數(shù)列,的定義,可列出不等式,求解公差的范圍,進而得解.
(1)
數(shù)列是斐波那契數(shù)列,則的項分別是
當(dāng)時,則;當(dāng)時,則,當(dāng)時,則;當(dāng)時,則
以此類推,可知當(dāng)時,表示滿足的所有i中最大的一個,所以,表示滿足的所有i中最小的一個,所以
(2)
因為數(shù)列是公比為整數(shù)的等比數(shù)列,故公比
當(dāng)時,的項為,表示滿足的所有i中最大的一個,所以,同理;表示滿足的所有i中最小的一個,所以,同理,符合題意.
當(dāng)時,的項為,表示滿足的所有i中最大的一個
,不符合,當(dāng)時,的項增長的更快速,此時,故不符合題意.綜上,,,
(3)
由數(shù)列是公差為d的等差數(shù)列,且單調(diào)遞增,所以,又因為,
設(shè)數(shù)列,的公差分別為,則
則,
當(dāng)時,滿足,
由于是任意正整數(shù),故可知
同理可知當(dāng)時,滿足,
由于是任意正整數(shù),故可知,綜上可知,又因為,所以可以是任意一個正整數(shù).故
35.(1);
(2);
(3).
【分析】(1)根據(jù)數(shù)列的新定義即得;
(2)由題可得或,分情況討論,進而可得;
(3)由題可得,進而猜想數(shù)列:1,2,4,5,7,8,,然后利用數(shù)學(xué)歸納法證明,再利用數(shù)列求和公式即得.
(1)
;
(2)
因為,
所以,所以或.
因此.
當(dāng)時,
且同時成立,
此時.
當(dāng)時,
且同時成立,此時矛盾.
綜上,.
(3)
因為,
所以.
所以.
由知,.
事實上,當(dāng)時,
與同時成立,
所以,從而.
猜想數(shù)列:1,2,4,5,7,8,,
即數(shù)列由不能被3整除的正整數(shù)從小到大排列組成,且滿足數(shù)A:的兩條性質(zhì).
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明.
①當(dāng)時結(jié)論成立.
②假設(shè)時結(jié)論成立,則當(dāng)時,
當(dāng)時,此時,
由于;
;
上面各式均成立,此時有.
當(dāng)時,此時,
由于;
;
上面各式均成立,此時有.
綜上,數(shù)列是由不能被3整除的正整數(shù)從小到大排列組成.
數(shù)列的前100項和為:.
【點睛】數(shù)學(xué)中的新定義題目解題策略:①仔細(xì)閱讀,理解新定義的內(nèi)涵;②根據(jù)新定義,對對應(yīng)知識進行再遷移.
36.(1)0,1,2,1,0(或?0,1,0,1,0)
(2)證明見解析;
(3)不存在,理由見解析.
【分析】(1)根據(jù)與和可考慮寫出交替的數(shù)列.
(2)先證必要性,根據(jù)數(shù)列是遞減數(shù)列,可得,進而求得.再證明充分性,因為,故,再累加可得證明即可.
(3)設(shè),則,再累加求得,再分析的奇偶,根據(jù)整除的性質(zhì),先假設(shè)存在再證明矛盾即可.
(1)
(或 )
(2)
必要性:因為數(shù)列是遞減數(shù)列,
所以 ,
所以是首項為,公差為的等差數(shù)列,
所以;
充分性:由于,,…,,
所以,即,
因為,所以,
所以數(shù)列是遞減數(shù)列.
綜上,結(jié)論得證.
(3)
令,
則.
因為,,……,,
所以
因為,所以為偶數(shù),
所以為偶數(shù).
所以要使,必須使為偶數(shù),即整除,
亦即或.
當(dāng)時,
數(shù)列的項滿足,,時,
有,;
當(dāng)時,
數(shù)列的項滿足,,,時,
有,.
當(dāng),時,不能被整除,
所以對任意給定的整數(shù),不存在數(shù)列使得,.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:在解數(shù)列新定義的問題,需要根據(jù)題意去絕對值分析,并根據(jù)整除的性質(zhì)推理證明.
37.(1)
(2)證明見解析
(3)證明見解析
【分析】(1)由性質(zhì)①,可求出且,所以,同理可求得的值;
(2)由,驗證性質(zhì)①,即可證明;
(3)數(shù)列滿足性質(zhì)①②,帶入驗證,即可得:當(dāng)時,,即可證明滿足條件的數(shù)列是等差數(shù)列.
(1)
因為數(shù)列滿足性質(zhì)①,且,所以,所以,又因為,即,所以,同理可得:.
(2)
因為數(shù)列的通項公式為,
所以,對于任意的,令,則,
.
又,則,即.
又,所以,
即對于任意的.
所以,對于任意的,令,則當(dāng)時,都有成立,
所以,數(shù)列滿足性質(zhì)①.
(3)
由題意,數(shù)列滿足性質(zhì)①②,且當(dāng)時,同時滿足性質(zhì)①②的存在,
即對于任意的,存在,當(dāng)時,都有成立,
所以,當(dāng)時,,
即.
對于任意的,有,
對于任意的,有,
,
又當(dāng)時,同時滿足性質(zhì)①②的存在且唯一,
所以,當(dāng)時,,
所以,滿足條件的數(shù)列是等差數(shù)列.
【點睛】與數(shù)列的新定義有關(guān)的問題的求解策略:
1、通過給出一個新的數(shù)列的定義,或約定一種新的運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設(shè)新問題的情景,要求在閱讀理解的基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學(xué)的知識和方法,實心信息的遷移,達到靈活解題的目的;
2、遇到新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質(zhì),按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、運算、驗證,使得問題得以解決.
38.(1)
(2)
(3)充分不必要條件
【分析】(1)根據(jù)所給定義計算可得;
(2)根據(jù)歸納推理可得,利用倒序相加法,化簡即可得結(jié)果.
(3)根據(jù)充分條件、必要條件的定義判斷即可;
(1)
解:序列為1,2,3,,,,即8,.
(2)
解:時,
時,.
時,,
時,,
,
取時,,
取時,①,
則②,
①②得,
所以.
由序列為1,2,,,可得.
(3)
解:序列為序列,2,,的一個排列,.而反之不成立.
例如取序列為:,,,2,1,滿足.
因此是的充分不必要條件.
39.(1)滿足,不滿足
(2)
(3)共4個滿足,分別是:和和和
【分析】(1)結(jié)合題設(shè)中的定義可判斷給定的兩個數(shù)列是否具有性質(zhì);
(2)等比數(shù)列具有性質(zhì)等價于對任意的恒成立,就分類討論后可得的取值范圍.
(3)設(shè),先考慮均不存在具有性質(zhì)的數(shù)列,再分別考慮時具有性質(zhì)的數(shù)列,從而得到所求的數(shù)列.
(1)
對于第一個數(shù)列有,滿足題意,該數(shù)列滿足性質(zhì)
對于第二個數(shù)列有不滿足題意,該數(shù)列不滿足性質(zhì).
(2)
由題意可得,
兩邊平方得:
整理得:
當(dāng)時,得, 此時關(guān)于恒成立,
所以等價于時,所以,
所以或者,所以取.
當(dāng)時,得, 此時關(guān)于恒成立,
所以等價于時,所以,
所以,所以取.
當(dāng)時,得.
當(dāng)為奇數(shù)的時候,得,因為,故顯然成立
當(dāng)為偶數(shù)的時候,得,因為,故顯然不成立,
故當(dāng)時,矛盾,舍去.
當(dāng)時,得.
當(dāng)為奇數(shù)的時候,得,顯然成立,
當(dāng)為偶數(shù)的時候,要使恒成立,
所以等價于時,所以,
所以或者,所以取.
綜上可得,.
(3)
設(shè),,
因為, 故,
所以可以取或者,
若,,則,
故或(舍,因為),
所以(舍,因為).
若,,則,
故(舍,因為),或
所以(舍,因為).
所以均不能同時使,都具有性質(zhì).
當(dāng)時,即有,
故,故,
故有數(shù)列:滿足題意.
當(dāng)時,則且,故,
故有數(shù)列:滿足題意.
當(dāng)時,,
故,故,
故有數(shù)列:滿足題意.
當(dāng)時,則且,
故,
故有數(shù)列:滿足題意.
故滿足題意的數(shù)列只有上面四種.
【點睛】本題為新定義背景下的數(shù)列存在性問題,先確定時均不存在具有性質(zhì)的數(shù)列是關(guān)鍵,依據(jù)定義枚舉再依據(jù)定義舍棄是核心,本題屬于難題.
這是一份2022-2023學(xué)年變式題 2022年高考北京數(shù)學(xué)高考真題變式題庫 (解析版)
這是一份2022年新高考北京數(shù)學(xué)高考真題變式題第16-18題解析版,共85頁。試卷主要包含了在中,,在中,角的對邊分別為,.等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2022年新高考北京數(shù)學(xué)高考真題變式題第9-12題解析版,共45頁。
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