【答案】(1)证明见解析,an?【解析】 【分析】
1n ;(2)
3n?23n?1(1)利用an?1?an?3an?1an?0,推出(2)由(1)知an.an?1?【详解】
11??3,然后利用等差数列的通项公式,即可求解; an?1an111(?),利用裂项法,即可求解数列的前n项和. 33n?23n?1(1)由题意,数列?an?满足an?0且an?1?an?3an?1an?0 可得
1111??3, ??3?0,即
an?1ananan?111?1?所以数列??是公差d?3,首项??1的等差数列,
a11?an?故
1?1?3(n?1)?3n?2,所以an?1. an3n?2(2)由(1)知an.an?1?1111?(?),
(3n?2)(3n?1)33n?23n?1所以数列?an.an?1?的前n项和:
1??11??11?1???1sn???????...???????
3??3?1?23?1?1??3?2?23?2?1??3n?23n?1??=
1??1??11??11?1???11-?-?-?...???????????
3?4477103n?23n?1??????????131n)? 3n?13n?11-=(【点睛】
本题主要考查了等差数列的通项公式,以及“裂项法”求解数列的前n项和,其中解答中熟记等差数列的定义和通项公式,合理利用“裂项法”求和是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.
23.(江苏省徐州市高三第一次质量检测数学试题)在平面直角坐标系xOy中,已知平行于x轴的动直线l y2?4x于点P, PF, x轴都相切,交抛物线C:点F为C的焦点.圆心不在y轴上的圆M与直线l,设M的轨迹为曲线E. (1)求曲线E的方程;
(2)若直线l1与曲线E相切于点Q?s,t?,过Q且垂直于l1的直线为l2,直线l1, l2分别与y轴相交于点
A, B.当线段AB的长度最小时,求s的值.
【答案】 (1) y2=x?1 ?y?0?.(2)见解析. 【解析】
试题分析:(1)设M?m,n?根据题意得到
2n?m?1??nn2?1???2n?2?n?1?2?2?n,化简得到轨迹方程;(2)设
t151?2t3?t?(t?0),构造函数研究函Qt2?1,t, A?0,y1?,B?0,y2?,AB?2t3?3t??22t22t??数的单调性,得到函数的最值. 解析:
(1)因为抛物线C的方程为y?4x,所以F的坐标为?1,0?,
2设M?m,n?,因为圆M与x轴、直线l都相切,l平行于x轴, 所以圆M的半径为n,点P n,2n,则直线PF的方程为
?2?yx?12?2 ,即2n?x?1??yn?1?0,2nn?1??2n?m?1??nn2?1所以???2n?2?n2?1??2?n,又m,n?0,所以2m?n2?1?n2?1,即n2?m?1?0,
2所以E的方程为y=x?1 ?y?0?.
(2)设Qt?1,t, A?0,y1?,B?0,y2?,
2??由(1)知,点Q处的切线l1的斜率存在,由对称性不妨设t?0, 由y??t?y111t?y2k??k???2t2?1?1, ,所以AQ,2BQ22t?12t?1?12x?1t?1t1?,y2?2t3?3t, 22t3所以y1?所以AB?2t?3t?t151??2t3?t?(t?0). 22t22t515112t4?5t2?12令f?t??2t?t?,t?0,则f??t??6t??2?,
22t22t2t23由f??t??0得t??5?73,由f?t?0得?5?73,
??0?t?2424??5?73所以f?t?在区间?0,?24?所以当t????5?73??单调递减,在?,???单调递增, ???24???19?73?5?73时,ft取得极小值也是最小值,
此时s?t2?1? 即AB取得最小值,.??2424点睛:求轨迹方程,一般是问谁设谁的坐标然后根据题目等式直接求解即可,而对于直线与曲线的综合问题要先分析题意转化为等式,例如NA?NB?0,可以转化为向量坐标进行运算也可以转化为斜率来理解,然后借助韦达定理求解即可运算此类题计算一定要仔细.
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