设1﹣x=t(<t<1),则x=1﹣t, S=≤(3﹣2
)=
=(3﹣2t﹣) , ,即x=1﹣
时,
.
当且仅当2t=,即t=
直角三角形地块AEF的面积S最大,且为
【点评】本题考查函数的最值的求法,考查基本不等式的运用,注意等号成立的条件,同时考查分析问题解决问题的能力,属于中档题.
18.设函数f(x)=
,(a>0,b∈R)
(1)当x≠0时,求证:f(x)=f();
(2)若函数y=f(x),x∈[,2]的值域为[5,6],求f(x);
(3)在(2)条件下,讨论函数g(x)=f(2x)﹣k(k∈R)的零点个数.
【考点】函数的值域;函数解析式的求解及常用方法;函数零点的判定定理. 【专题】函数的性质及应用.
【分析】(1)把f(x)中的x换上便可求出(2)将f(x)变成
,整理之后便可得出f(x)=
;
,求导数,判断导数符号:x∈[)时,f′(x)
<0,x∈(1,2]时,f′(x)>0,从而得出x=1时f(x)取到最小值5,并且f()=f(2)
=6,从而得到,这样即可解出a=2,b=1,从而得出f(x)=;
(3)先求出g(x)=2(2x+2﹣x)+1﹣k,根据(2)便可判断g(x)的单调性,从而得出g(x)最小值为5﹣k,这样讨论5﹣k和0的关系即可得出g(x)零点的情况.
【解答】解:(1)证明:;
∴;
(2),;
∵,a>0;
∴时,f′(x)<0,x∈(1,2]时,f′(x)>0;
∴x=1时f(x)取最小值6,即2a+b=5; ∴f()=6,或f(2)=6;
∴;
解得a=2,b=1; ∴
;
(3)g(x)=2(2x+2﹣x)+1﹣k; y=2x为增函数;
∴由(2)知,2x<1,即x<0时,g(x)单调递减,x>0时,g(x)单调递增;
∴x=0时,g(x)取到最小值5﹣k,x趋向正无穷和负无穷时,g(x)都趋向正无穷; ∴①5﹣k<0,即k>5时,g(x)有两个零点; ②5﹣k=0,即k=5时,g(x)有一个零点; ③5﹣k>0,即k<5时,g(x)没有零点.
【点评】考查已知f(x)求f[g(x)]的方法,根据导数符号判断函数的单调性及求函数在 闭区间上的最值的方法,复合函数单调性的判断,以及函数零点的概念及零点个数的判断.
19.设数列{an},{bn},{cn}满足a1=a,b1=1,c1=3,对于任意n∈N*,有bn+1=cn+1=
.
,
(1)求数列{cn﹣bn}的通项公式;
(2)若数列{an}和{bn+cn}都是常数项,求实数a的值;
(3)若数列{an}是公比为a的等比数列,记数列{bn}和{cn}的前n项和分别为Sn和Tn,记Mn=2Sn+1﹣Tn,求Mn<对任意n∈N*恒成立的a的取值范围.
【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.
【专题】等差数列与等比数列;不等式的解法及应用. 【分析】(1)根据条件建立方程关系即可求出求数列{cn﹣bn}的通项公式;
(2)b1+c1=4,数列{an}和{bn+cn}都是常数项,即有an=a,bn+cn=4,即可得到a=2;
(3)由等比数列的通项可得an=an,由Mn=2b1+(2b2﹣c1)+(2b3﹣c2)+…+(2bn+1﹣cn)=2+a+a2+…+an,由题意可得a≠0且a≠1,0<|a|<1.运用等比数列的求和公式和不等式恒成立思想,计算即可得到a的范围. 【解答】解:(1)由于bn+1=
,cn+1=
.
cn+1﹣bn+1=(bn﹣cn)=﹣(cn﹣bn),
即数列{cn﹣bn}是首项为2,公比为﹣的等比数列,
所以cn﹣bn=2(﹣)n﹣1; (2)bn+1+cn+1=(bn+cn)+an,
因为b1+c1=4,数列{an}和{bn+cn}都是常数项, 即有an=a,bn+cn=4, 即4=×4+a,解得a=2;
(3)数列{an}是公比为a的等比数列,即有an=an, 由Mn=2Sn+1﹣Tn=2(b1+b2+…+bn)﹣(c1+c2+…+cn) =2b1+(2b2﹣c1)+(2b3﹣c2)+…+(2bn+1﹣cn) =2+a+a2+…+an,
由题意可得a≠0且a≠1,0<|a|<1. 由2+
<对任意n∈N*恒成立,
即有2+≤,
解得﹣1<a<0或0<a≤.
故a的取值范围是(﹣1,0)∪(0,].
【点评】本题主要考查数列的应用,等比数列的通项公式和求和公式的运用,考查不等式恒成立思想,考查学生的运算能力.
20.设f(x)=x2lnx,g(x)=ax3﹣x2. (1)求函数f(x)的最小值; (2)若存在x∈(0,+∞),使f(x)>g(x),求实数a的取值范围; (3)若使方程f(x)﹣g(x)=0在x∈[e
,en](其中e=2.7…为自然对数的底数)上有
解的最小a的值为an,数列{an}的前n项和为Sn,求证:Sn<3.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;数列的求和. 【专题】函数的性质及应用;导数的综合应用;等差数列与等比数列. 【分析】(1)求出函数f(x)的导数,求得单调区间和极值,即可得到最小值; (2)由题意可得a<
在(0,+∞)成立,设h(x)=
,求出导数,求得单调区
间和极值,最大值,即可得到a的范围; fx)=0,(3)方程(﹣g(x)即为a=
在x∈[e
en]上有解,,求得h(x)在x∈[e
,
en]上的最小值,可得an=(1+n)e﹣n,由错位相减法求得Sn,再由不等式的性质即可得证. 【解答】解:(1)f(x)=x2lnx的导数为f′(x)=2xlnx+x=x(1+2lnx),x>0, 当x>
时,f′(x)>0,f(x)递增;当0<x<
时,f′(x)<0,f(x)递减.
即有x=处取得极小值,也为最小值﹣;
(2)存在x∈(0,+∞),使f(x)>g(x), 即为a<
在(0,+∞)成立,
设h(x)=,h′(x)==﹣,
当x>1时,h′(x)<0,h(x)递减;当0<x<1时,h′(x)>0,h(x)递增. 即有x=1处取得极大值,也为最大值1, 则a<1,即a的取值范围是(﹣∞,1); (3)证明:方程f(x)﹣g(x)=0,即为a=由(2)可得h(x)=由e
在(e
在x∈[e
,en]上有解,
,1)递增,在(1,en]递减,
<en,可得x=en处取得最小值,且为(1+n)e﹣n,
前n项和为Sn=2e﹣1+3e﹣2+4e﹣3+…+(1+n)e﹣n, eSn=2e0+3e﹣1+4e﹣2+…+(1+n)e1﹣n, 相减可得,(e﹣1)Sn=2+e﹣1+e﹣2+e﹣3+…+e1﹣n﹣(1+n)e﹣n =1+
﹣﹣(1+n)e﹣n
化简可得Sn=
﹣
e﹣n(
+n+1)<<3.
故Sn<3成立.
【点评】本题考查导数的运用:求单调区间、极值和最值,考查不等式(或方程)成立的条件,注意运用参数分离和构造函数,考查等比数列的求和公式及数列的求和方法:错位相减法,属于中档题.
21.设M是把坐标平面上的点的横坐标伸长到2倍,纵坐标伸长到3倍的伸压变换, (1)求M﹣1;
(2)求直线4x﹣9y=1在M2的作用下的新曲线的方程. 【考点】几种特殊的矩阵变换.
【专题】对应思想;定义法;矩阵和变换. 【分析】(1)根据矩阵M,求出它的逆矩阵M﹣1;
(2)根据题意,求出M2以及对应M2[]的表达式,写出对应新曲线方程.
【解答】解:(1)∵M=[],
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