高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-01高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)數(shù)列的通項(xiàng)與求和學(xué)案附答案。
學(xué)案31數(shù)列的通項(xiàng)與求和
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.能利用等差、等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及其性質(zhì)求一些特殊數(shù)列的和.2.能在具體的問題情境中,識(shí)別數(shù)列的等差關(guān)系或等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識(shí)解決相應(yīng)的問題.
自主梳理
1.求數(shù)列的通項(xiàng)
(1)數(shù)列前n項(xiàng)和Sn與通項(xiàng)an的關(guān)系:
an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
(2)當(dāng)已知數(shù)列{an}中,滿足an+1-an=f(n),且f(1)+f(2)+…+f(n)可求,則可用________求數(shù)列的通項(xiàng)an,常利用恒等式an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1).
(3)當(dāng)已知數(shù)列{an}中,滿足an+1an=f(n),且f(1)f(2)…f(n)可求,則可用__________求數(shù)列的通項(xiàng)an,常利用恒等式an=a1a2a1a3a2…anan-1.
(4)作新數(shù)列法:對(duì)由遞推公式給出的數(shù)列,經(jīng)過變形后化歸成等差數(shù)列或等比數(shù)列來求通項(xiàng).
(5)歸納、猜想、證明法.
2.求數(shù)列的前n項(xiàng)的和
(1)公式法
①等差數(shù)列前n項(xiàng)和Sn=____________=________________,推導(dǎo)方法:____________;
②等比數(shù)列前n項(xiàng)和Sn=,q=1,=,q≠1.
推導(dǎo)方法:乘公比,錯(cuò)位相減法.
③常見數(shù)列的前n項(xiàng)和:
a.1+2+3+…+n=__________;
b.2+4+6+…+2n=__________;
c.1+3+5+…+(2n-1)=______;
d.12+22+32+…+n2=__________;
e.13+23+33+…+n3=__________________.
(2)分組求和:把一個(gè)數(shù)列分成幾個(gè)可以直接求和的數(shù)列.
(3)裂項(xiàng)(相消)法:有時(shí)把一個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式分成兩項(xiàng)差的形式,相加過程消去中間項(xiàng),只剩有限項(xiàng)再求和.
常見的裂項(xiàng)公式有:
①1nn+1=1n-1n+1;
②12n-12n+1=1212n-1-12n+1;
③1n+n+1=n+1-n.
(4)錯(cuò)位相減:適用于一個(gè)等差數(shù)列和一個(gè)等比數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)相乘構(gòu)成的數(shù)列求和.
(5)倒序相加:例如,等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo).
自我檢測(cè)
1.(原創(chuàng)題)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的乘積為Tn=3n2(n∈N*),則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的()
A.32(3n-1)B.92(3n-1)
C.38(9n-1)D.98(9n-1)
2.(2011邯鄲月考)設(shè){an}是公比為q的等比數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和,若{Sn}是等差數(shù)列,則q為()
A.-1B.1
C.±1D.0
3.已知等比數(shù)列{an}的公比為4,且a1+a2=20,設(shè)bn=log2an,則b2+b4+b6+…+b2n等于()
A.n2+nB.2(n2+n)
C.2n2+nD.4(n2+n)
4.(2010天津高三十校聯(lián)考)已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=log2n+1n+2(n∈N*),設(shè){an}的前n項(xiàng)的和為Sn,則使Sn-5成立的自然數(shù)n()
A.有最大值63B.有最小值63
C.有最大值31D.有最小值31
5.(2011北京海淀區(qū)期末)設(shè)關(guān)于x的不等式x2-x2nx(n∈N*)的解集中整數(shù)的個(gè)數(shù)為an,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則S100的值為________.
6.?dāng)?shù)列1,412,714,1018,…前10項(xiàng)的和為________.
探究點(diǎn)一求通項(xiàng)公式
例1已知數(shù)列{an}滿足an+1=2n+1anan+2n+1,a1=2,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
變式遷移1設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a1=1,Sn+1=4an+2.
(1)設(shè)bn=an+1-2an,證明數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
探究點(diǎn)二裂項(xiàng)相消法求和
例2已知數(shù)列{an},Sn是其前n項(xiàng)和,且an=7Sn-1+2(n≥2),a1=2.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=1log2anlog2an+1,Tn是數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和,求使得Tnm20對(duì)所有n∈N*都成立的最小正整數(shù)m.
變式遷移2求數(shù)列1,11+2,11+2+3,…,11+2+3+…+n,…的前n項(xiàng)和.
探究點(diǎn)三錯(cuò)位相減法求和
例3(2011荊門月考)已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)、公比都為q(q0且q≠1)的等比數(shù)列,bn=anlog4an(n∈N*).
(1)當(dāng)q=5時(shí),求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn;
(2)當(dāng)q=1415時(shí),若bnbn+1,求n的最小值.
變式遷移3求和Sn=1a+2a2+3a3+…+nan.
分類討論思想的應(yīng)用
例(5分)二次函數(shù)f(x)=x2+x,當(dāng)x∈[n,n+1](n∈N*)時(shí),f(x)的函數(shù)值中所有整數(shù)值的個(gè)數(shù)為g(n),an=2n3+3n2gn(n∈N*),則Sn=a1-a2+a3-a4+…+(-1)n-1an=()
A.(-1)n-1nn+12B.(-1)nnn+12
C.nn+12D.-nn+12
【答題模板】
答案A
解析本題考查二次函數(shù)的性質(zhì)以及并項(xiàng)轉(zhuǎn)化法求和.
當(dāng)x∈[n,n+1](n∈N*)時(shí),函數(shù)f(x)=x2+x的值隨x的增大而增大,則f(x)的值域?yàn)閇n2+n,n2+3n+2](n∈N*),∴g(n)=2n+3(n∈N*),于是an=2n3+3n2gn=n2.
方法一當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),Sn=a1-a2+a3-a4+…+an-1-an=(12-22)+(32-42)+…+[(n-1)2-n2]=-[3+7+…+(2n-1)]=-3+2n-12n2=-nn+12;
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),Sn=(a1-a2)+(a3-a4)+…+(an-2-an-1)+an
=Sn-1+an=-nn-12+n2=nn+12,
∴Sn=(-1)n-1nn+12.
方法二a1=1,a2=4,S1=a1=1,
S2=a1-a2=-3,
檢驗(yàn)選擇項(xiàng),可確定A正確.
【突破思維障礙】
在利用并項(xiàng)轉(zhuǎn)化求和時(shí),由于數(shù)列的各項(xiàng)是正負(fù)交替的,所以一般需要對(duì)項(xiàng)數(shù)n進(jìn)行分類討論,但最終的結(jié)果卻往往可以用一個(gè)公式來表示.
1.求數(shù)列的通項(xiàng):(1)公式法:例如等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng);
(2)觀察法:例如由數(shù)列的前幾項(xiàng)來求通項(xiàng);
(3)可化歸為使用累加法、累積法;
(4)可化歸為等差數(shù)列或等比數(shù)列,然后利用公式法;
(5)求出數(shù)列的前幾項(xiàng),然后歸納、猜想、證明.
2.?dāng)?shù)列求和的方法:
一般的數(shù)列求和,應(yīng)從通項(xiàng)入手,若無通項(xiàng),先求通項(xiàng),然后通過對(duì)通項(xiàng)變形,轉(zhuǎn)化為與特殊數(shù)列有關(guān)或具備某種方法適用特點(diǎn)的形式,從而選擇合適的方法求和.
3.求和時(shí)應(yīng)注意的問題:
(1)直接用公式求和時(shí),注意公式的應(yīng)用范圍和公式的推導(dǎo)過程.
(2)注意觀察數(shù)列的特點(diǎn)和規(guī)律,在分析數(shù)列通項(xiàng)的基礎(chǔ)上或分解為基本數(shù)列求和,或轉(zhuǎn)化為基本數(shù)列求和.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010廣東)已知數(shù)列{an}為等比數(shù)列,Sn是它的前n項(xiàng)和,若a2a3=2a1且a4與2a7的等差中項(xiàng)為54,則S5等于()
A.35B.33C.31D.29
2.(2011黃岡調(diào)研)有兩個(gè)等差數(shù)列{an},{bn},其前n項(xiàng)和分別為Sn,Tn,若SnTn=7n+2n+3,則a5b5=()
A.6512B.378
C.7213D.94
3.如果數(shù)列{an}滿足a1=2,a2=1且an-1-ananan-1=an-an+1anan+1(n≥2),則此數(shù)列的第10項(xiàng)()
A.1210B.129C.110D.15
4.?dāng)?shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若an=1nn+1,則S5等于()
A.1B.56C.16D.130
5.?dāng)?shù)列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n項(xiàng)和Sn1020,那么n的最小值是()
A.7B.8C.9D.10
題號(hào)12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2010東北師大附中高三月考)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn且a1=1,an+1=3Sn(n=1,2,3,…),則log4S10=__________.
7.(原創(chuàng)題)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=-2,an+2=-1an,則該數(shù)列前26項(xiàng)的和為________.
8.對(duì)于數(shù)列{an},定義數(shù)列{an+1-an}為數(shù)列{an}的“差數(shù)列”,若a1=2,{an}的“差數(shù)列”的通項(xiàng)為2n,則數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=____________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011河源月考)已知函數(shù)f(x)=x2-2(n+1)x+n2+5n-7(n∈N*).
(1)若函數(shù)f(x)的圖象的頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)構(gòu)成數(shù)列{an},試證明數(shù)列{an}是等差數(shù)列;
(2)設(shè)函數(shù)f(x)的圖象的頂點(diǎn)到x軸的距離構(gòu)成數(shù)列{bn},試求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
10.(12分)(2011三門峽月考)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=12nan+an-c(c是常數(shù),n∈N*),a2=6.
(1)求c的值及數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)證明1a1a2+1a2a3+…+1anan+118.【W(wǎng)ei508.com 實(shí)用文書網(wǎng)】
11.(14分)(2010北京宣武高三期中)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=3n,數(shù)列{bn}滿足b1=-1,bn+1=bn+(2n-1)(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an;
(2)求數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式bn;
(3)若cn=anbnn,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
答案自主梳理
1.(2)累加法(3)累積法2.(1)①n(a1+an)2na1+n(n-1)2d倒序相加法②na1a1(1-qn)1-qa1-anq1-q③n(n+1)2n2+nn2n(n+1)(2n+1)6n(n+1)22
自我檢測(cè)
1.C2.B3.B4.B
5.101006.145511512
課堂活動(dòng)區(qū)
例1解題導(dǎo)引已知遞推關(guān)系求通項(xiàng)公式這類問題要求不高,主要掌握由a1和遞推關(guān)系先求出前幾項(xiàng),再歸納、猜想an的方法,以及累加:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1;累乘:an=anan-1an-1an-2…a2a1a1等方法.
解已知遞推可化為
1an+1-1an=12n+1,
∴1a2-1a1=122,1a3-1a2=123,1a4-1a3=124,…,1an-1an-1=12n.
將以上(n-1)個(gè)式子相加得
1an-1a1=122+123+124+…+12n,
∴1an=121-12n1-12=1-12n.
∴an=2n2n-1.
變式遷移1(1)證明由已知有
a1+a2=4a1+2,
解得a2=3a1+2=5,故b1=a2-2a1=3.
又an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1+2-(4an+2)
=4an+1-4an;
于是an+2-2an+1=2(an+1-2an),
即bn+1=2bn.
因此數(shù)列{bn}是首項(xiàng)為3,公比為2的等比數(shù)列.
(2)解由(1)知等比數(shù)列{bn}中,b1=3,公比q=2,
所以an+1-2an=3×2n-1,
于是an+12n+1-an2n=34,
因此數(shù)列an2n是首項(xiàng)為12,公差為34的等差數(shù)列,
an2n=12+(n-1)×34=34n-14,
所以an=(3n-1)2n-2.
例2解題導(dǎo)引1.利用裂項(xiàng)相消法求和時(shí),應(yīng)注意抵消后并不一定只剩下第一項(xiàng)和最后一項(xiàng),也有可能前面剩兩項(xiàng),后面也剩兩項(xiàng).再就是將通項(xiàng)公式裂項(xiàng)后,有時(shí)候需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項(xiàng)之差和系數(shù)之積與原通項(xiàng)公式相等.
2.一般情況如下,若{an}是等差數(shù)列,
則1anan+1=1d1an-1an+1,1anan+2=12d1an-1an+2.
此外根式在分母上時(shí)可考慮利用有理化因式相消求和.
解(1)∵n≥2時(shí),an=7Sn-1+2,∴an+1=7Sn+2,
兩式相減,得an+1-an=7an,∴an+1=8an(n≥2).
又a1=2,∴a2=7a1+2=16=8a1,
∴an+1=8an(n∈N*).
∴{an}是一個(gè)以2為首項(xiàng),8為公比的等比數(shù)列,
∴an=28n-1=23n-2.
(2)∵bn=1log2anlog2an+1=1(3n-2)(3n+1)
=13(13n-2-13n+1),
∴Tn=13(1-14+14-17+…+13n-2-13n+1)
=13(1-13n+1)13.
∴m20≥13,∴最小正整數(shù)m=7.
變式遷移2解an=2n(n+1)=21n-1n+1,
∴Sn=2[1-12+12-13+…+1n-1n+1]=21-1n+1=2nn+1.
例3解題導(dǎo)引1.一般地,如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和時(shí),可采用錯(cuò)位相減法.
2.用乘公比錯(cuò)位相減法求和時(shí),應(yīng)注意:
(1)要善于識(shí)別題目類型,特別是等比數(shù)列公比為負(fù)數(shù)的情形;
(2)在寫出“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時(shí)應(yīng)特別注意將兩式“錯(cuò)項(xiàng)對(duì)齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達(dá)式.
解(1)由題意得an=qn,
∴bn=anlog4an=qnlog4qn
=n5nlog45,
∴Sn=(1×5+2×52+…+n×5n)log45,
設(shè)Tn=1×5+2×52+…+n×5n,①
則5Tn=1×52+2×53+…+(n-1)×5n+n×5n+1,②
①-②得-4Tn=5+52+53+…+5n-n×5n+1
=5(5n-1)4-n×5n+1,
∴Tn=516(4n×5n-5n+1),
Sn=516(4n×5n-5n+1)log45.
(2)∵bn=anlog4an=n1415nlog41415,
∴bn+1-bn=(n+1)1415n+1log41415-
n1415nlog41415
=1415n1415-n15log414150,
∵1415n0,log414150,
∴1415-n150,∴n14,
即n≥15時(shí),bnbn+1.
故所求的n的最小值是15.
變式遷移3解當(dāng)a=1時(shí),
Sn=1+2+3+…+n=n(n+1)2,
當(dāng)a≠1時(shí),Sn=1a+2a2+3a3+…+nan,①
∴1aSn=1a2+2a3+3a4+…+nan+1,②
①-②,得1-1aSn
=1a+1a2+1a3+…+1an-nan+1,
1-1aSn=1a1-1an1-1a-nan+1
=1-1ana-1-nan+1,
∴Sn=a1-1an(a-1)2-n(a-1)an.
∴Sn=n(n+1)2,a=1,a1-1an(a-1)2-n(a-1)an,a≠1.
課后練習(xí)區(qū)
1.C2.A3.D4.B5.D
6.9
解析∵an+1=3Sn,∴an=3Sn-1(n≥2).
兩式相減得an+1-an=3(Sn-Sn-1)=3an,
∴an+1=4an,即an+1an=4.
∴{an}為以a2為首項(xiàng),公比為4的等比數(shù)列.
當(dāng)n=1時(shí),a2=3S1=3,
∴n≥2時(shí),an=34n-2,
S10=a1+a2+…+a10
=1+3+3×4+3×42+…+3×48
=1+3×(1+4+…+48)
=1+3×49-14-1=1+49-1=49.
∴l(xiāng)og4S10=log449=9.
7.-10
解析依題意得,a1=1,a2=-2,a3=-1,a4=12,a5=1,a6=-2,a7=-1,a8=12,所以數(shù)列周期為4,S26=6×(1-2-1+12)+1-2=-10.
8.2n+1-2
解析依題意,有a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,…,an-an-1=2n-1,所有的代數(shù)式相加得an-a1=2n-2,即an=2n,所以Sn=2n+1-2.
9.解f(x)=x2-2(n+1)x+n2+5n-7
=[x-(n+1)]2+3n-8.…………………………………………………………………(3分)
(1)由題意,an=n+1,
故an+1-an=(n+1)+1-(n+1)=1,
故數(shù)列{an}是以1為公差,2為首項(xiàng)的等差數(shù)列.……………………………………(5分)
(2)由題意,bn=|3n-8|.……………………………………………………………………(7分)
當(dāng)1≤n≤2時(shí),bn=-3n+8,
數(shù)列{bn}為等差數(shù)列,b1=5,
∴Sn=n(5-3n+8)2=-3n2+13n2;………………………………………………………(9分)
當(dāng)n≥3時(shí),bn=3n-8,數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,b3=1.
∴Sn=S2+(n-2)(1+3n-8)2=3n2-13n+282.…………………………………………(11分)
∴Sn=-3n2+13n2,1≤n≤2,3n2-13n+282,n≥3.……………………………………………(12分)
10.(1)解因?yàn)镾n=12nan+an-c,
所以當(dāng)n=1時(shí),S1=12a1+a1-c,
解得a1=2c,………………………………………………………………………………(2分)
當(dāng)n=2時(shí),S2=a2+a2-c,
即a1+a2=2a2-c,解得a2=3c,………………………………………………………(3分)
所以3c=6,解得c=2;…………………………………………………………………(4分)
則a1=4,數(shù)列{an}的公差d=a2-a1=2,
所以an=a1+(n-1)d=2n+2.……………………………………………………………(6分)
(2)證明因?yàn)?a1a2+1a2a3+…+1anan+1
=14×6+16×8+…+1(2n+2)(2n+4)
=12(14-16)+12(16-18)+…+12(12n+2-12n+4)
=12[(14-16)+(16-18)+…+(12n+2-12n+4)]……………………………………………(8分)
=12(14-12n+4)=18-14(n+2).……………………………………………………………(10分)
因?yàn)閚∈N*,所以1a1a2+1a2a3+…+1anan+118.…………………………………………(12分)
11.解(1)∵Sn=3n,
∴Sn-1=3n-1(n≥2).
∴an=Sn-Sn-1=3n-3n-1=2×3n-1(n≥2).……………………………………………(3分)
當(dāng)n=1時(shí),2×31-1=2≠S1=a1=3,…………………………………………………(4分)
∴an=3,n=1,2×3n-1,n≥2,n∈N*……………………………………………………(5分)
(2)∵bn+1=bn+(2n-1),
∴b2-b1=1,b3-b2=3,b4-b3=5,…,
bn-bn-1=2n-3.
以上各式相加得
bn-b1=1+3+5+…+(2n-3)
=(n-1)(1+2n-3)2=(n-1)2.
∵b1=-1,∴bn=n2-2n.………………………………………………………………(7分)
(3)由題意得
cn=-3,n=1,2(n-2)×3n-1,n≥2,n∈N*.……………………………………………………(9分)
當(dāng)n≥2時(shí),Tn=-3+2×0×31+2×1×32+2×2×33+…+2(n-2)×3n-1,
∴3Tn=-9+2×0×32+2×1×33+2×2×34+…+2(n-2)×3n,
相減得-2Tn=6+2×32+2×33+…+2×3n-1-2(n-2)×3n.
∴Tn=(n-2)×3n-(3+32+33+…+3n-1)
=(n-2)×3n-3n-32=(2n-5)3n+32.…………………………………………………(13分)
T1=-3也適合.
∴Tn=(2n-5)3n+32(n∈N*).…………………………………………………………(14分)
相關(guān)知識(shí)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)函數(shù)的圖象學(xué)案附答案
學(xué)案10函數(shù)的圖象
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.掌握作函數(shù)圖象的兩種基本方法:描點(diǎn)法,圖象變換法.2.掌握?qǐng)D象變換的規(guī)律,能利用圖象研究函數(shù)的性質(zhì).
自主梳理
1.應(yīng)掌握的基本函數(shù)的圖象有:一次函數(shù)、二次函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等.
2.利用描點(diǎn)法作圖:①確定函數(shù)的定義域;②化簡(jiǎn)函數(shù)的解析式;③討論函數(shù)的性質(zhì)(__________、__________、__________);④畫出函數(shù)的圖象.
3.利用基本函數(shù)圖象的變換作圖:
(1)平移變換:函數(shù)y=f(x+a)的圖象可由y=f(x)的圖象向____(a0)或向____(a0)平移____個(gè)單位得到;函數(shù)y=f(x)+a的圖象可由函數(shù)y=f(x)的圖象向____(a0)或向____(a0)平移____個(gè)單位得到.
(2)伸縮變換:函數(shù)y=f(ax)(a0)的圖象可由y=f(x)的圖象沿x軸伸長(zhǎng)(0a1)或縮短(____)到原來的1a倍得到;函數(shù)y=af(x)(a0)的圖象可由函數(shù)y=f(x)的圖象沿y軸伸長(zhǎng)(____)或縮短(________)為原來的____倍得到.(可以結(jié)合三角函數(shù)中的圖象變換加以理解)
(3)對(duì)稱變換:①奇函數(shù)的圖象關(guān)于________對(duì)稱;偶函數(shù)的圖象關(guān)于____軸對(duì)稱;
②f(x)與f(-x)的圖象關(guān)于____軸對(duì)稱;
③f(x)與-f(x)的圖象關(guān)于____軸對(duì)稱;
④f(x)與-f(-x)的圖象關(guān)于________對(duì)稱;
⑤f(x)與f(2a-x)的圖象關(guān)于直線________對(duì)稱;
⑥曲線f(x,y)=0與曲線f(2a-x,2b-y)=0關(guān)于點(diǎn)________對(duì)稱;
⑦|f(x)|的圖象先保留f(x)原來在x軸________的圖象,作出x軸下方的圖象關(guān)于x軸的對(duì)稱圖形,然后擦去x軸下方的圖象得到;
⑧f(|x|)的圖象先保留f(x)在y軸________的圖象,擦去y軸左方的圖象,然后作出y軸右方的圖象關(guān)于y軸的對(duì)稱圖形得到.
自我檢測(cè)
1.(2009北京)為了得到函數(shù)y=lgx+310的圖象,只需把函數(shù)y=lgx的圖象上所有的點(diǎn)()
A.向左平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上平移1個(gè)單位長(zhǎng)度
B.向右平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上平移1個(gè)單位長(zhǎng)度
C.向左平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,再向下平移1個(gè)單位長(zhǎng)度
D.向右平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,再向下平移1個(gè)單位長(zhǎng)度
2.(2011煙臺(tái)模擬)已知圖1是函數(shù)y=f(x)的圖象,則圖2中的圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)可能是
()
A.y=f(|x|)B.y=|f(x)|
C.y=f(-|x|)D.y=-f(-|x|)
3.函數(shù)f(x)=1x-x的圖象關(guān)于()
A.y軸對(duì)稱B.直線y=-x對(duì)稱
C.坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱D.直線y=x對(duì)稱
4.使log2(-x)x+1成立的x的取值范圍是()
A.(-1,0)B.[-1,0)
C.(-2,0)D.[-2,0)
5.(2011濰坊模擬)已知f(x)=ax-2,g(x)=loga|x|(a0且a≠1),若f(4)g(-4)0,則y=f(x),y=g(x)在同一坐標(biāo)系內(nèi)的大致圖象是()
探究點(diǎn)一作圖
例1(1)作函數(shù)y=|x-x2|的圖象;
(2)作函數(shù)y=x2-|x|的圖象;
(3)作函數(shù)的圖象.
變式遷移1作函數(shù)y=1|x|-1的圖象.
探究點(diǎn)二識(shí)圖
例2(1)函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=g(x)的圖象如圖,
則函數(shù)y=f(x)g(x)的圖象可能是()
(2)已知y=f(x)的圖象如圖所示,則y=f(1-x)的圖象為()
變式遷移2(1)(2010山東)函數(shù)y=2x-x2的圖象大致是()
(2)函數(shù)f(x)的部分圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)的解析式是()
A.f(x)=x+sinx
B.f(x)=cosxx
C.f(x)=xcosx
D.f(x)=x(x-π2)(x-3π2)
探究點(diǎn)三圖象的應(yīng)用
例3若關(guān)于x的方程|x2-4x+3|-a=x至少有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,試求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
變式遷移3(2010全國(guó)Ⅰ)直線y=1與曲線y=x2-|x|+a有四個(gè)交點(diǎn),則a的取值范圍是________.
數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用
例(5分)(2010北京東城區(qū)一模)定義在R上的函數(shù)y=f(x)是減函數(shù),且函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于(1,0)成中心對(duì)稱,若s,t滿足不等式f(s2-2s)≤-f(2t-t2).則當(dāng)1≤s≤4時(shí),ts的取值范圍是()
A.-14,1B.-14,1
C.-12,1D.-12,1
【答題模板】
答案D
解析因函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于(1,0)成中心對(duì)稱,所以該函數(shù)的圖象向左平移一個(gè)單位后的解析式為y=f(x),即y=f(x)的圖象關(guān)于(0,0)對(duì)稱,所以y=f(x)是奇函數(shù).又y=f(x)是R上的減函數(shù),所以s2-2s≥t2-2t,令y=x2-2x=(x-1)2-1,
圖象的對(duì)稱軸為x=1,
當(dāng)1≤s≤4時(shí),要使s2-2s≥t2-2t,即s-1≥|t-1|,
當(dāng)t≥1時(shí),有s≥t≥1,所以14≤ts≤1;
當(dāng)t1時(shí),
即s-1≥1-t,即s+t≥2,
問題轉(zhuǎn)化成了線性規(guī)劃問題,畫出由1≤s≤4,t1,s+t≥2組成的不等式組的可行域.ts為可行域內(nèi)的點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率,易知-12≤ts1.綜上可知選D.
【突破思維障礙】
當(dāng)s,t位于對(duì)稱軸x=1的兩邊時(shí),如何由s2-2s≥t2-2t判斷s,t之間的關(guān)系式,這時(shí)s,t與對(duì)稱軸x=1的距離的遠(yuǎn)近決定著不等式s2-2s≥t2-2t成立與否,通過數(shù)形結(jié)合判斷出關(guān)系式s-1≥1-t,從而得出s+t≥2,此時(shí)有一個(gè)隱含條件為t1,再結(jié)合1≤s≤4及要求的式子的取值范圍就能聯(lián)想起線性規(guī)劃,從而突破了難點(diǎn).要畫出s,t所在區(qū)域時(shí),要結(jié)合ts的幾何意義為點(diǎn)(s,t)和原點(diǎn)連線的斜率,確定s為橫軸,t為縱軸.
【易錯(cuò)點(diǎn)剖析】
當(dāng)?shù)玫讲坏仁絪2-2s≥t2-2t后,如果沒有函數(shù)的思想將無法繼續(xù)求解,得到二次函數(shù)后也容易只考慮s,t都在二次函數(shù)y=x2-2x的增區(qū)間[1,+∞)內(nèi),忽略考慮s,t在二次函數(shù)對(duì)稱軸兩邊的情況,考慮了s,t在對(duì)稱軸的兩邊,也容易漏掉隱含條件t1及聯(lián)想不起來線性規(guī)劃.
1.掌握作函數(shù)圖象的兩種基本方法(描點(diǎn)法,圖象變換法),在畫函數(shù)圖象時(shí),要特別注意到用函數(shù)的性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性等)解決問題.
2.合理處理識(shí)圖題與用圖題
(1)識(shí)圖.對(duì)于給定函數(shù)的圖象,要能從圖象的左右、上下分布范圍、變化趨勢(shì)、對(duì)稱性等方面研究函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性.
(2)用圖.函數(shù)圖象形象地顯示了函數(shù)的性質(zhì),為研究數(shù)量關(guān)系問題提供了“形”的直觀性,它是探求解題途徑,獲得問題結(jié)果的重要工具,要重視數(shù)形結(jié)合解題的思想方法,常用函數(shù)圖象研究含參數(shù)的方程或不等式解集的情況.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010重慶)函數(shù)f(x)=4x+12x的圖象()
A.關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱B.關(guān)于直線y=x對(duì)稱
C.關(guān)于x軸對(duì)稱D.關(guān)于y軸對(duì)稱
2.(2010湖南)用min{a,b}表示a,b兩數(shù)中的最小值.若函數(shù)f(x)=min{|x|,|x+t|}的圖象關(guān)于直線x=-12對(duì)稱,則t的值為()
A.-2B.2
C.-1D.1
3.(2011北京海淀區(qū)模擬)在同一坐標(biāo)系中畫出函數(shù)y=logax,y=ax,y=x+a的圖象,可能正確的是()
4.(2011深圳模擬)若函數(shù)y=f(x)的圖象如圖所示,則函數(shù)y=-f(x+1)的圖象大致為
()
5.設(shè)b0,二次函數(shù)y=ax2+bx+a2-1的圖象為下列之一,則a的值為()
A.1B.-1C.-1-52D.-1+52
題號(hào)12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.為了得到函數(shù)y=3×(13)x的圖象,可以把函數(shù)y=(13)x的圖象向________平移________個(gè)單位長(zhǎng)度.
7.(2011黃山月考)函數(shù)f(x)=2x-1x+1的圖象對(duì)稱中心是________.
8.(2011沈陽(yáng)調(diào)研)如下圖所示,向高為H的水瓶A、B、C、D同時(shí)以等速注水,注滿為止.
(1)若水量V與水深h函數(shù)圖象是下圖的(a),則水瓶的形狀是________;
(2)若水深h與注水時(shí)間t的函數(shù)圖象是下圖的(b),則水瓶的形狀是________.
(3)若注水時(shí)間t與水深h的函數(shù)圖象是下圖的(c),則水瓶的形狀是________;
(4)若水深h與注水時(shí)間t的函數(shù)的圖象是圖中的(d),則水瓶的形狀是________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知函數(shù)f(x)=x|m-x|(x∈R),且f(4)=0.
(1)求實(shí)數(shù)m的值;
(2)作出函數(shù)f(x)的圖象;
(3)根據(jù)圖象指出f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;
(4)根據(jù)圖象寫出不等式f(x)0的解集;
(5)求當(dāng)x∈[1,5)時(shí)函數(shù)的值域.
10.(12分)(2011三明模擬)當(dāng)x∈(1,2)時(shí),不等式(x-1)2logax恒成立,求a的取值范圍.
11.(14分)已知函數(shù)f(x)=-x2+2ex+m-1,g(x)=x+e2x(x0).
(1)若g(x)=m有根,求m的取值范圍;
(2)確定m的取值范圍,使得g(x)-f(x)=0有兩個(gè)相異實(shí)根.
答案自主梳理
2.③奇偶性單調(diào)性周期性3.(1)左右|a|上下|a|(2)a1a10a1a(3)①原點(diǎn)y②y③x④原點(diǎn)⑤x=a⑥(a,b)⑦上方⑧右方
自我檢測(cè)
1.C[A項(xiàng)y=lg(x+3)+1=lg[10(x+3)],
B項(xiàng)y=lg(x-3)+1=lg[10(x-3)],
C項(xiàng)y=lg(x+3)-1=lgx+310,
D項(xiàng)y=lg(x-3)-1=lgx-310.]
2.C
3.C[∵f(-x)=-1x+x=-1x-x=-f(x),
∴f(x)是奇函數(shù),即f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.]
4.A[作出y=log2(-x),y=x+1的圖象知滿足條件的x∈(-1,0).]
5.B[由f(4)g(-4)0得a2loga40,∴0a1.]
課堂活動(dòng)區(qū)
例1解(1)y=x-x2,0≤x≤1,-x-x2,x1或x0,
即y=-x-122+14,0≤x≤1,x-122-14,x1或x0,
其圖象如圖所示.
(2)y=x-122-14,x≥0,x+122-14,x0,其圖象如圖所示.
(3)
作出y=12x的圖象,保留y=12x圖象中x≥0的部分,加上y=12x的圖象中x0的部分關(guān)于y軸的對(duì)稱部分,
即得y=12|x|的圖象.
變式遷移1解定義域是{x|x∈R且x≠±1},且函數(shù)是偶函數(shù).
又當(dāng)x≥0且x≠1時(shí),y=1x-1.
先作函數(shù)y=1x的圖象,并將圖象向右平移1個(gè)單位,得到函數(shù)y=1x-1(x≥0且x≠1)的圖象(如圖(a)所示).
又函數(shù)是偶函數(shù),作關(guān)于y軸對(duì)稱圖象,
得y=1|x|-1的圖象(如圖(b)所示).
例2解題導(dǎo)引對(duì)于給定的函數(shù)的圖象,要能從圖象的左右、上下分布范圍、變化趨勢(shì)、對(duì)稱性等方面研究函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性,注意圖象與函數(shù)解析式中參數(shù)的關(guān)系.
(1)?A?[從f(x)、g(x)的圖象可知它們分別為偶函數(shù)、奇函數(shù),故f(x)g(x)是奇函數(shù),排除B.又x0時(shí),g(x)為增函數(shù)且為正值,f(x)也是增函數(shù),故f(x)g(x)為增函數(shù),且正負(fù)取決于f(x)的正負(fù),注意到x→(從小于0趨向于0),f(x)g(x)→+∞,可排除C、D.]?(2)?A?[因?yàn)閒(1-x)=f(-(x-1)),故y=f(1-x)的圖象可以由y=f(x)的圖象按照如下變換得到:先將y=f(x)的圖象關(guān)于y軸翻折,得y=f(-x)的圖象,然后將y=f(-x)?的圖象向右平移一個(gè)單位,即得y=f(-x+1)的圖象.]
變式遷移2(1)A[考查函數(shù)y=2x與y=x2的圖象可知:
當(dāng)x0時(shí),方程2x-x2=0僅有一個(gè)零點(diǎn),
且→-∞;
當(dāng)x0時(shí),方程2x-x2=0有兩個(gè)零點(diǎn)2和4,
且→+∞.]
(2)C[由圖象知f(x)為奇函數(shù),排除D;
又0,±π2,±32π為方程f(x)=0的根,故選C.]
例3解題導(dǎo)引原方程重新整理為|x2-4x+3|=x+a,將兩邊分別設(shè)成一個(gè)函數(shù)并作出它們的圖象,即求兩圖象至少有三個(gè)交點(diǎn)時(shí)a的取值范圍.
方程的根的個(gè)數(shù)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,體現(xiàn)了《考綱》中函數(shù)與方程的重要思想方法.
解原方程變形為|x2-4x+3|=x+a,于是,設(shè)y=|x2-4x+3|,y=x+a,在同一坐標(biāo)系下分別作出它們的圖象.如圖.則當(dāng)直線y=x+a過點(diǎn)(1,0)時(shí)a=-1;當(dāng)直線y=x+a與拋物線y=-x2+4x-3相切時(shí),由y=x+ay=-x2+4x-3,得,x2-3x+a+3=0,
由Δ=9-4(3+a)=0,得a=-34.
由圖象知當(dāng)a∈[-1,-34]時(shí)方程至少有三個(gè)根.
變式遷移3(1,54)
解析y=x2-|x|+a=x-122+a-14,x≥0,x+122+a-14,x0.
當(dāng)其圖象如圖所示時(shí)滿足題意.
由圖知a1,a-141,解得1a54.
課后練習(xí)區(qū)
1.D[f(x)=2x+2-x,因?yàn)閒(-x)=f(x),所以f(x)為偶函數(shù).所以f(x)圖象關(guān)于y軸對(duì)稱.]
2.D[令y=|x|,y=|x+t|,在同一坐標(biāo)系中作出其圖象,
如圖,所以t=1.]
3.D[選項(xiàng)A、B、C中直線方程中的a的范圍與對(duì)數(shù)函數(shù)中的a的范圍矛盾.]
4.C[函數(shù)y=f(x)的圖象與函數(shù)y=-f(x)關(guān)于x軸對(duì)稱,函數(shù)y=-f(x)的圖象向左平移1個(gè)單位即得到函數(shù)y=-f(x+1)的圖象.]
5.B[∵b0,∴前兩個(gè)圖象不是給出的二次函數(shù)圖象,又后兩個(gè)圖象的對(duì)稱軸都在y軸右邊,∴-b2a0,∴a0,又∵圖象過原點(diǎn),∴a2-1=0,∴a=-1.]
6.右1
解析∵y=3×(13)x=(13)x-1,
∴y=(13)x向右平移1個(gè)單位便得到y(tǒng)=(13)x-1.
7.(-1,2)
解析∵f(x)=2x-1x+1=2x+1-3x+1=2-3x+1,
∴函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱中心為(-1,2).
8.(1)A(2)D(3)B(4)C
9.解(1)∵f(4)=0,∴4|m-4|=0,即m=4.…………………………………………(2分)
(2)f(x)=x|x-4|
=xx-4=x-22-4,x≥4,-xx-4=-x-22+4,x4.………………………………………………(4分)
f(x)的圖象如右圖所示.
(3)由圖可知,f(x)的減區(qū)間是[2,4].……………………………………………………(8分)
(4)由圖象可知f(x)0的解集為
{x|0x4或x4}.………………………………………………………………………(10分)
(5)∵f(5)=54,
由圖象知,函數(shù)在[1,5)上的值域?yàn)閇0,5).……………………………………………(12分)
10.
解設(shè)f1(x)=(x-1)2,
f2(x)=logax,
要使當(dāng)x∈(1,2)時(shí),不等式(x-1)2logax恒成立,只需f1(x)=(x-1)2在(1,2)上的圖象在f2(x)=logax的下方即可.
當(dāng)0a1時(shí),由圖象知顯然不成立.……………………………………………………(4分)
當(dāng)a1時(shí),如圖,要使在(1,2)上,f1(x)=(x-1)2的圖象在f2(x)=logax的下方,只需f1(2)≤f2(2),
即(2-1)2≤loga2,loga2≥1,……………………………………………………………(10分)
∴1a≤2.………………………………………………………………………………(12分)
11.解(1)方法一∵x0,∴g(x)=x+e2x≥2e2=2e,
等號(hào)成立的條件是x=e.
故g(x)的值域是[2e,+∞),……………………………………………………………(4分)
因而只需m≥2e,則g(x)=m就有根.…………………………………………………(6分)
方法二作出g(x)=x+e2x的圖象如圖:
……………………………………………………………………………………………(4分)
可知若使g(x)=m有根,則只需m≥2e.………………………………………………(6分)
方法三解方程由g(x)=m,得x2-mx+e2=0.
此方程有大于零的根,故m20Δ=m2-4e2≥0……………………………………………(4分)
等價(jià)于m0m≥2e或m≤-2e,故m≥2e.…………………………………………………(6分)
(2)若g(x)-f(x)=0有兩個(gè)相異的實(shí)根,即g(x)=f(x)中函數(shù)g(x)與f(x)的圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
作出g(x)=x+e2x(x0)的圖象.
∵f(x)=-x2+2ex+m-1=-(x-e)2+m-1+e2.
其對(duì)稱軸為x=e,開口向下,
最大值為m-1+e2.……………………………………………………………………(10分)
故當(dāng)m-1+e22e,即m-e2+2e+1時(shí),
g(x)與f(x)有兩個(gè)交點(diǎn),
即g(x)-f(x)=0有兩個(gè)相異實(shí)根.
∴m的取值范圍是(-e2+2e+1,+∞).……………………………………………(14分)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)數(shù)列的綜合應(yīng)用學(xué)案(有答案)
學(xué)案32數(shù)列的綜合應(yīng)用
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.通過構(gòu)造等差、等比數(shù)列模型,運(yùn)用數(shù)列的公式、性質(zhì)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.2.對(duì)數(shù)列與其他知識(shí)綜合性的考查也高于考試說明的要求,另外還要注重?cái)?shù)列在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.
自主梳理
1.?dāng)?shù)列的綜合應(yīng)用
數(shù)列的綜合應(yīng)用一是指綜合運(yùn)用數(shù)列的各種知識(shí)和方法求解問題,二是數(shù)列與其他數(shù)學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系的綜合問題.解決此類問題應(yīng)注意數(shù)學(xué)思想及方法的運(yùn)用與體會(huì).
(1)數(shù)列是一種特殊的函數(shù),解數(shù)列題要注意運(yùn)用方程與函數(shù)的思想與方法.
(2)轉(zhuǎn)化與化歸思想是解數(shù)列有關(guān)問題的基本思想方法,復(fù)雜的數(shù)列問題經(jīng)常轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列或常見的特殊數(shù)列問題.
(3)由特殊到一般及由一般到特殊的思想是解決數(shù)列問題的重要思想.已知數(shù)列的前若干項(xiàng)求通項(xiàng),由有限的特殊事例推測(cè)出一般性的結(jié)論,都是利用此法實(shí)現(xiàn)的.
(4)分類討論思想在數(shù)列問題中常會(huì)遇到,如等比數(shù)列中,經(jīng)常要對(duì)公比進(jìn)行討論;由Sn求an時(shí),要對(duì)______________進(jìn)行分類討論.
2.?dāng)?shù)列的實(shí)際應(yīng)用
數(shù)列的應(yīng)用問題是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與研究的一個(gè)重要內(nèi)容,解答應(yīng)用問題的核心是建立數(shù)學(xué)模型.
(1)建立數(shù)學(xué)模型時(shí),應(yīng)明確是等差數(shù)列模型、等比數(shù)列模型,還是遞推數(shù)列模型,是求an還是求Sn.
(2)分期付款中的有關(guān)規(guī)定
①在分期付款中,每月的利息均按復(fù)利計(jì)算;
②在分期付款中規(guī)定每期所付款額相同;
③在分期付款時(shí),商品售價(jià)和每期所付款額在貸款全部付清前會(huì)隨時(shí)間的推移而不斷增值;
④各期付款連同在最后一次付款時(shí)所生的利息之和,等于商品售價(jià)及從購(gòu)買時(shí)到最后一次付款的利息之和.
自我檢測(cè)
1.(原創(chuàng)題)若Sn是等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且S8-S3=10,則S11的值為()
A.12B.18
C.22D.44
2.(2011汕頭模擬)在等比數(shù)列{an}中,anan+1,且a7a11=6,a4+a14=5,則a6a16等于()
A.23B.32
C.-16D.-56
3.若{an}是首項(xiàng)為1,公比為3的等比數(shù)列,把{an}的每一項(xiàng)都減去2后,得到一個(gè)新數(shù)列{bn},設(shè){bn}的前n項(xiàng)和為Sn,對(duì)于任意的n∈N*,下列結(jié)論正確的是()
A.bn+1=3bn,且Sn=12(3n-1)
B.bn+1=3bn-2,且Sn=12(3n-1)
C.bn+1=3bn+4,且Sn=12(3n-1)-2n
D.bn+1=3bn-4,且Sn=12(3n-1)-2n
4.“嫦娥奔月,舉國(guó)歡慶”,據(jù)科學(xué)計(jì)算,運(yùn)載“神六”的“長(zhǎng)征二號(hào)”系列火箭,在點(diǎn)火第一秒鐘通過的路程為2km,以后每秒鐘通過的路程都增加2km,在達(dá)到離地面240km的高度時(shí),火箭與飛船分離,則這一過程需要的時(shí)間大約是()
A.10秒鐘B.13秒鐘
C.15秒鐘D.20秒鐘
5.(2011臺(tái)州月考)已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=nn2+58,則數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為()
A.第7項(xiàng)B.第8項(xiàng)
C.第7項(xiàng)或第8項(xiàng)D.不存在
6.(2011南京模擬)設(shè)數(shù)列{an},{bn}都是正項(xiàng)等比數(shù)列,Sn,Tn分別為數(shù)列{lgan}與{lgbn}的前n項(xiàng)和,且SnTn=n2n+1,則logb5a5=________.
探究點(diǎn)一等差、等比數(shù)列的綜合問題
例1設(shè){an}是公比大于1的等比數(shù)列,Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4構(gòu)成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);
(2)令bn=lna3n+1,n=1,2,…,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
變式遷移1假設(shè)a1,a2,a3,a4是一個(gè)等差數(shù)列,且滿足0a12,a3=4.若bn=2an(n=1,2,3,4).給出以下命題:
①數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;②b24;③b432;④b2b4=256.其中正確命題的個(gè)數(shù)是()
A.1B.2C.3D.4
探究點(diǎn)二數(shù)列與方程、函數(shù)、不等式的綜合問題
例2(2011溫州月考)已知函數(shù)f(x)=2x+33x,數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=f1an,n∈N*,
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)令Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1,求Tn;
(3)令bn=1an-1an(n≥2),b1=3,Sn=b1+b2+…+bn,若Snm-20012對(duì)一切n∈N*成立,求最小正整數(shù)m.
變式遷移2已知單調(diào)遞增的等比數(shù)列{an}滿足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中項(xiàng).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn=anlog12an,Sn=b1+b2+…+bn,對(duì)任意正整數(shù)n,Sn+(n+m)an+10恒成立,試求m的取值范圍.
探究點(diǎn)三數(shù)列在實(shí)際問題中的應(yīng)用
例3(2011福州模擬)有一個(gè)下崗職工,1月份向銀行貸款10000元,作為啟動(dòng)資金開店,每月月底獲得的利潤(rùn)是該月月初投入資金的20%,每月月底需繳納所得稅為該月月利潤(rùn)的10%,每月的生活費(fèi)為300元,余款作為資金全部投入下個(gè)月的經(jīng)營(yíng),如此繼續(xù),問到這年年底這個(gè)職工有多少資金?若貸款年利息為25%,問這個(gè)職工還清銀行貸款后純收入多少元?
變式遷移3假設(shè)某市2011年新建住房400萬平方米,其中有250萬平方米是中低價(jià)房,預(yù)計(jì)在今后的若干年內(nèi),該市每年新建住房面積平均比上一年增長(zhǎng)8%.另外,每年新建住房中,中低價(jià)房的面積均比上一年增加50萬平方米.那么,到哪一年底,
(1)該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積(以2011年為累計(jì)的第一年)將首次不少于4750萬平方米?
(2)當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%?(參考數(shù)據(jù):1.084≈1.36,1.085≈1.47,1.086≈1.59)
1.?dāng)?shù)列實(shí)際應(yīng)用問題:(1)數(shù)學(xué)應(yīng)用問題已成為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與研究的一個(gè)重要內(nèi)容,解答數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的核心是建立數(shù)學(xué)模型,有關(guān)平均增長(zhǎng)率、利率(復(fù)利)以及等值增減等實(shí)際問題,需利用數(shù)列知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型.(2)在試題中常用的數(shù)學(xué)模型有①構(gòu)造等差、等比數(shù)列的模型,然
后再去應(yīng)用數(shù)列的通項(xiàng)公式求解;②通過歸納得到結(jié)論,用數(shù)列知識(shí)求解.
2.解決數(shù)列綜合問題應(yīng)體會(huì)以下思想及方法:(1)數(shù)列與函數(shù)方程相結(jié)合時(shí)主要考查函數(shù)的思想及函數(shù)的性質(zhì)(多為單調(diào)性).(2)數(shù)列與不等式結(jié)合時(shí)需注意放縮.(3)數(shù)列與解析幾何結(jié)合時(shí)要注意遞推思想.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010湖北)已知等比數(shù)列an中,各項(xiàng)都是正數(shù),且a1,12a3,2a2成等差數(shù)列,則a9+a10a7+a8的值為()
A.1+2B.1-2
C.3+22D.3-22
2.(2011漳州模擬)數(shù)列{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,{bn}是等差數(shù)列,且a6=b7,則有()
A.a(chǎn)3+a9≤b4+b10B.a(chǎn)3+a9≥b4+b10
C.a(chǎn)3+a9≠b4+b10D.a(chǎn)3+a9與b4+b10的大小不確定
3.有限數(shù)列A:a1,a2,…,an,Sn為其前n項(xiàng)和,定義S1+S2+…+Snn為A的“凱森和”,若有99項(xiàng)的數(shù)列a1,a2,…,a99的“凱森和”為1000,則有100項(xiàng)的數(shù)列1,a1,a2,…,a99的“凱森和”為()
A.1001B.991C.999D.990
4.有一種細(xì)菌和一種病毒,每個(gè)細(xì)菌在每秒鐘末能在殺死一個(gè)病毒的同時(shí)將自身分裂為2個(gè),現(xiàn)在有一個(gè)這樣的細(xì)菌和100個(gè)這樣的病毒,問細(xì)菌將病毒全部殺死至少需要()
A.6秒B.7秒C.8秒D.9秒
5.已知數(shù)列{an},{bn}滿足a1=1,且an,an+1是函數(shù)f(x)=x2-bnx+2n的兩個(gè)零點(diǎn),則b10等于()
A.24B.32C.48D.64
題號(hào)12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011麗水月考)若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=5252n-2-425n-1,數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為第x項(xiàng),最小項(xiàng)為第y項(xiàng),則x+y=________.
7.(2010江蘇)函數(shù)y=x2(x0)的圖象在點(diǎn)(ak,a2k)處的切線與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為ak+1,其中k∈N*,a1=16,則a1+a3+a5=________.
8.把正整數(shù)按一定的規(guī)則排成了如圖所示的三角形數(shù)表.設(shè)aij(i,j∈N*)是位于這個(gè)三角形數(shù)表中從上往下數(shù)第i行、從左往右數(shù)第j個(gè)數(shù),如a42=8.若aij=2009,則i與j的和為________.
1
24
357
681012
911131517
141618202224
……………………………………
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011湘潭模擬)已知點(diǎn)(1,13)是函數(shù)f(x)=ax(a0,且a≠1)的圖象上一點(diǎn),等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為f(n)-c,數(shù)列{bn}(bn0)的首項(xiàng)為c,且前n項(xiàng)和Sn滿足Sn-Sn-1=Sn+Sn-1(n≥2).
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{1bnbn+1}的前n項(xiàng)和為Tn,問滿足Tn10002009的最小正整數(shù)n是多少?
10.(12分)沿海地區(qū)甲公司響應(yīng)國(guó)家開發(fā)西部的號(hào)召,對(duì)西部地區(qū)乙企業(yè)進(jìn)行扶持性技術(shù)改造.乙企業(yè)的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀是:每月收入為45萬元,但因設(shè)備老化,從下月開始需付設(shè)備維修費(fèi),第一個(gè)月為3萬元,以后每月遞增2萬元.甲公司決定投資400萬元扶持改造乙企業(yè).據(jù)預(yù)測(cè),改造后乙企業(yè)第一個(gè)月收入為16萬元,在以后的4個(gè)月中,每月收入都比上個(gè)月增長(zhǎng)50%,而后每個(gè)月收入都穩(wěn)定在第5個(gè)月的水平上.若設(shè)備改造時(shí)間可忽略不計(jì),那么從下個(gè)月開始至少經(jīng)過多少個(gè)月,改造后的乙企業(yè)的累計(jì)總收益多于仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)所帶來的總收益?
11.(14分)(2011廣東執(zhí)信中學(xué)模擬)已知函數(shù)f(x)滿足f(x+y)=f(x)f(y)且f(1)=12.
(1)當(dāng)n∈N*時(shí),求f(n)的表達(dá)式;
(2)設(shè)an=nf(n),n∈N*,求證:a1+a2+a3+…+an2;
(3)設(shè)bn=(9-n)fn+1fn,n∈N*,Sn為{bn}的前n項(xiàng)和,當(dāng)Sn最大時(shí),求n的值.
答案自主梳理
1.(4)n=1或n≥2
自我檢測(cè)
1.C2.B3.C4.C5.B
6.919
課堂活動(dòng)區(qū)
例1解題導(dǎo)引1.等差數(shù)列與等比數(shù)列相結(jié)合的綜合問題是高考考查的重點(diǎn),特別是等差、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及等差中項(xiàng)、等比中項(xiàng)問題是歷年命題的熱點(diǎn).
2.利用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí)注意公比q的取值.同時(shí)對(duì)兩種數(shù)列的性質(zhì),要熟悉它們的推導(dǎo)過程,利用好性質(zhì),可降低題目的思維難度,解題時(shí)有時(shí)還需利用條件聯(lián)立方程求解.
解(1)由已知得
a1+a2+a3=7(a1+3)+(a3+4)2=3a2,解得a2=2.
設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,由a2=2,
可得a1=2q,a3=2q.
又S3=7,可知2q+2+2q=7,
即2q2-5q+2=0.解得q1=2,q2=12.
由題意得q1,∴q=2,∴a1=1.
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)為an=2n-1.
(2)由(1)得a3n+1=23n,
∴bn=lna3n+1=ln23n=3nln2.
又bn+1-bn=3ln2,∴{bn}是等差數(shù)列,
∴Tn=b1+b2+…+bn
=n(b1+bn)2=3n(n+1)2ln2.
故Tn=3n(n+1)2ln2.
變式遷移1D[設(shè)a1,a2,a3,a4的公差為d,則a1+2d=4,又0a12,所以1d2.易知數(shù)列{bn}是等比數(shù)列,故(1)正確;a2=a3-d∈(2,3),所以b2=2a24,故(2)正確;a4=a3+d5,所以b4=2a432,故(3)正確;又a2+a4=2a3=8,所以b2b4=2a2+a4=28=256,故(4)正確.]
例2解題導(dǎo)引這是一道數(shù)列、函數(shù)、不等式的綜合題,利用函數(shù)關(guān)系式求通項(xiàng)an,觀察Tn特點(diǎn),求出Tn.由an再求bn從而求Sn,最后利用不等式知識(shí)求出m.
解(1)∵an+1=f1an=2an+33an=2+3an3=an+23,
∴{an}是以23為公差的等差數(shù)列.
又a1=1,∴an=23n+13.
(2)Tn=a1a2-a2a3+a3a4-a4a5+…-a2na2n+1
=a2(a1-a3)+a4(a3-a5)+…+a2n(a2n-1-a2n+1)
=-43(a2+a4+…+a2n)=-43n53+4n3+132
=-49(2n2+3n).
(3)當(dāng)n≥2時(shí),bn=1an-1an=123n-1323n+13
=9212n-1-12n+1,
又b1=3=92×1-13,
∴Sn=b1+b2+…+bn
=92×1-13+13-15+…+12n-1-12n+1
=921-12n+1=9n2n+1,
∵Snm-20012對(duì)一切n∈N*成立.
即9n2n+1m-20012,
又∵9n2n+1=921-12n+1遞增,
且9n2n+192.∴m-20012≥92,
即m≥2010.∴最小正整數(shù)m=2010.
變式遷移2解(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的首項(xiàng)為a1,公比為q.
依題意,有2(a3+2)=a2+a4,
代入a2+a3+a4=28,得a3=8.
∴a2+a4=20.∴a1q+a1q3=20,a3=a1q2=8,
解之,得q=2,a1=2或q=12,a1=32.
又{an}單調(diào)遞增,∴q=2,a1=2.∴an=2n.
(2)bn=2nlog122n=-n2n,
∴-Sn=1×2+2×22+3×23+…+n×2n.①
∴-2Sn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)×2n+n×2n+1.②
∴①-②,得Sn=2+22+23+…+2n-n2n+1
=2(1-2n)1-2-n2n+1=2n+1-n2n+1-2.
由Sn+(n+m)an+10,
即2n+1-n2n+1-2+n2n+1+m2n+10對(duì)任意正整數(shù)n恒成立,
∴m2n+12-2n+1對(duì)任意正整數(shù)n,m12n-1恒成立.
∵12n-1-1,∴m≤-1,
即m的取值范圍是(-∞,-1].
例3解依題意,第1個(gè)月月余款為
a1=10000(1+20%)-10000×20%×10%-300
=11500,
第2個(gè)月月底余款為a2=a1(1+20%)-a1×20%×10%-300,
依此類推下去,設(shè)第n個(gè)月月底的余款為an元,
第n+1個(gè)月月底的余款為an+1元,則an+1=an(1+20%)-an×20%×10%-300=1.18an-300.
下面構(gòu)造一等比數(shù)列.
設(shè)an+1+xan+x=1.18,則an+1+x=1.18an+1.18x,
∴an+1=1.18an+0.18x.
∴0.18x=-300.
∴x=-50003,即an+1-50003an-50003=1.18.
∴數(shù)列{an-50003}是一個(gè)等比數(shù)列,公比為1.18,首項(xiàng)a1-50003=11500-50003=295003.
∴an-50003=295003×1.18n-1,
∴a12-50003=295003×1.1811,
∴a12=50003+295003×1.1811≈62396.6(元),
即到年底該職工共有資金62396.6元.
純收入有a12-10000(1+25%)
=62396.6-12500=49896.6(元).
變式遷移3解(1)設(shè)中低價(jià)房的面積形成的數(shù)列為{an},
由題意可知{an}是等差數(shù)列,其中a1=250,d=50,
則an=250+(n-1)50=50n+200,
Sn=250n+n(n-1)2×50=25n2+225n,
令25n2+225n≥4750,
即n2+9n-190≥0,而n是正整數(shù),∴n≥10.
∴到2020年底,該市歷年所建中低價(jià)房的累計(jì)面積將首次不少于4750萬平方米.
(2)設(shè)新建住房面積形成數(shù)列{bn},
由題意可知{bn}是等比數(shù)列,其中b1=400,q=1.08,
則bn=400(1.08)n-1.
由題意可知an0.85bn,
即50n+200400(1.08)n-10.85.
當(dāng)n=5時(shí),a50.85b5,
當(dāng)n=6時(shí),a60.85b6,
∴滿足上述不等式的最小正整數(shù)n為6.
∴到2016年底,當(dāng)年建造的中低價(jià)房的面積占該年建造住房面積的比例首次大于85%.
課后練習(xí)區(qū)
1.C2.B3.B4.B5.D
6.37.218.107
9.解(1)∵f(1)=a=13,∴f(x)=13x.…………………………………………………(1分)
a1=f(1)-c=13-c,
a2=[f(2)-c]-[f(1)-c]=-29,
a3=[f(3)-c]-[f(2)-c]=-227;
又?jǐn)?shù)列{an}成等比數(shù)列,a1=a22a3=481-227=-23=13-c,
∴c=1;……………………………………………………………………………………(2分)
公比q=a2a1=13,an=-23×13n-1=-2×13n,n∈N*;………………………………(3分)
∵Sn-Sn-1=Sn-Sn-1Sn+Sn-1
=Sn+Sn-1(n2),……………………………………………………………………(4分)
又bn0,Sn0,∴Sn-Sn-1=1.
數(shù)列{Sn}構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為1、公差為1的等差數(shù)列,
Sn=1+(n-1)×1=n,Sn=n2.
當(dāng)n≥2,bn=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1;
又當(dāng)n=1時(shí),也適合上式,
∴bn=2n-1,n∈N*.……………………………………………………………………(6分)
(2)Tn=1b1b2+1b2b3+1b3b4+…+1bnbn+1
=11×3+13×5+15×7+…+1(2n-1)×(2n+1)
=121-13+1213-15+1215-17+…+
1212n-1-12n+1=121-12n+1=n2n+1.……………………………………………(10分)
由Tn=n2n+110002009,得n10009,
∴滿足Tn10002009的最小正整數(shù)為112.…………………………………………………(12分)
10.解設(shè)乙企業(yè)仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)至第n個(gè)月所帶來的總收益為An(萬元),技術(shù)改造后生產(chǎn)至第n個(gè)月所帶來的總收益為Bn(萬元).依題意得
An=45n-[3+5+…+(2n+1)]
=43n-n2,………………………………………………………………………………(4分)
當(dāng)n≥5時(shí),Bn=16325-132-1+
16324(n-5)-400=81n-594,…………………………………………………………(8分)
∴當(dāng)n≥5時(shí),Bn-An=n2+38n-594,
令n2+38n-5940,即(n+19)2955,解得n≥12,
∴至少經(jīng)過12個(gè)月,改造后的乙企業(yè)的累計(jì)總收益多于仍按現(xiàn)狀生產(chǎn)所帶來的總收益.……………………………………………………………………………………………(12分)
11.解(1)令x=n,y=1,
得到f(n+1)=f(n)f(1)=12f(n),……………………………………………………………(2分)
∴{f(n)}是首項(xiàng)為12,公比為12的等比數(shù)列,
即f(n)=(12)n.………………………………………………………………………………(5分)
(2)記Sn=a1+a2+a3+…+an,
∵an=nf(n)=n(12)n,……………………………………………………………………(6分)
∴Sn=12+2×(12)2+3×(12)3+…+n×(12)n,
12Sn=(12)2+2×(12)3+3×(12)4+…+(n-1)×(12)n+n×(12)n+1,
兩式相減得12Sn=12+(12)2+…+(12)n-n×(12)n+1,
整理得Sn=2-(12)n-1-n(12)n2.…………………………………………………………(9分)
(3)∵f(n)=(12)n,而bn=(9-n)f(n+1)f(n)
=(9-n)(12)n+1(12)n=9-n2.…………………………………………………………………(11分)
當(dāng)n≤8時(shí),bn0;
當(dāng)n=9時(shí),bn=0;
當(dāng)n9時(shí),bn0,
∴n=8或9時(shí),Sn取到最大值.……………………………………………………(14分)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法學(xué)案有答案
第六章數(shù)列
學(xué)案28數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解數(shù)列的概念和幾種簡(jiǎn)單的表示方法(列表、圖象、通項(xiàng)公式).2.了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類特殊函數(shù).
自主梳理
1.?dāng)?shù)列的定義
按________________著的一列數(shù)叫數(shù)列,數(shù)列中的______________都叫這個(gè)數(shù)列的項(xiàng);在函數(shù)意義下,數(shù)列是________________________的函數(shù),數(shù)列的一般形式為:______________________,簡(jiǎn)記為{an},其中an是數(shù)列的第____項(xiàng).
2.通項(xiàng)公式:
如果數(shù)列{an}的______與____之間的關(guān)系可以____________來表示,那么這個(gè)式子叫做數(shù)列的通項(xiàng)公式.但并非每個(gè)數(shù)列都有通項(xiàng)公式,也并非都是唯一的.
3.?dāng)?shù)列常用表示法有:_________、________、________.
4.?dāng)?shù)列的分類:
數(shù)列按項(xiàng)數(shù)來分,分為____________、__________;按項(xiàng)的增減規(guī)律分為________、________、__________和__________.遞增數(shù)列an+1______an;遞減數(shù)列an+1______an;常數(shù)列an+1______an.
5.a(chǎn)n與Sn的關(guān)系:
已知Sn,則an=,n=1,,n≥2.
自我檢測(cè)
1.(2011汕頭月考)設(shè)an=-n2+10n+11,則數(shù)列{an}從首項(xiàng)到第幾項(xiàng)的和最大()
A.10B.11
C.10或11D.12
2.已知數(shù)列{an}對(duì)任意的p,q∈N*滿足ap+q=ap+aq,且a2=-6,那么a10等于()
A.-165B.-33C.-30D.-21
3.(2011龍巖月考)已知數(shù)列-1,85,-157,249,…按此規(guī)律,則這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式是()
A.a(chǎn)n=(-1)nn2+n2n+1
B.a(chǎn)n=(-1)nnn+32n+1
C.a(chǎn)n=(-1)nn+12-12n+1
D.a(chǎn)n=(-1)nnn+22n+3
4.下列對(duì)數(shù)列的理解:
①數(shù)列可以看成一個(gè)定義在N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})上的函數(shù);
②數(shù)列的項(xiàng)數(shù)是有限的;
③數(shù)列若用圖象表示,從圖象上看都是一群孤立的點(diǎn);
④數(shù)列的通項(xiàng)公式是唯一的.
其中說法正確的序號(hào)是()
A.①②③B.②③④
C.①③D.①②③④
5.(2011湖南長(zhǎng)郡中學(xué)月考)在數(shù)列{an}中,若a1=1,a2=12,2an+1=1an+1an+2(n∈N*),則該數(shù)列的通項(xiàng)an=______.
探究點(diǎn)一由數(shù)列前幾項(xiàng)求數(shù)列通項(xiàng)
例1寫出下列數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式,使它的前幾項(xiàng)分別是下列各數(shù):
(1)23,415,635,863,1099,…;
(2)12,-2,92,-8,252,….
變式遷移1寫出下列數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)3,5,9,17,33,…;(2)12,2,92,8,252,…;
(3)2,5,22,11,…;(4)1,0,1,0,….
探究點(diǎn)二由遞推公式求數(shù)列的通項(xiàng)
例2根據(jù)下列條件,寫出該數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(1)a1=2,an+1=an+n;(2)a1=1,2n-1an=an-1(n≥2).
變式遷移2根據(jù)下列條件,確定數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(1)a1=1,an+1=3an+2;
(2)a1=1,an+1=(n+1)an;
(3)a1=2,an+1=an+ln1+1n.
探究點(diǎn)三由an與Sn的關(guān)系求an
例3已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=2n2-3n+1,求{an}的通項(xiàng)公式.
變式遷移3(2011杭州月考)(1)已知{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n+b,求{an}的通項(xiàng)公式.
(2)已知在正項(xiàng)數(shù)列{an}中,Sn表示前n項(xiàng)和且2Sn=an+1,求an.
函數(shù)思想的應(yīng)用
例(12分)已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)an=(n+1)1011n(n∈N*),試問該數(shù)列{an}有沒有最大項(xiàng)?若有,求出最大項(xiàng)的項(xiàng)數(shù);若沒有,說明理由.
【答題模板】
解方法一令n+11011n≥n1011n-1n+11011n≥n+21011n+1[4分]
10n+10≥11n11n+11≥10n+20n≤10n≥9,∴n=9或n=10時(shí),an最大,[10分]
即數(shù)列{an}有最大項(xiàng),此時(shí)n=9或n=10.[12分]
方法二∵an+1-an=(n+2)1011n+1-(n+1)1011n
=1011n9-n11,[2分]
當(dāng)n9時(shí),an+1-an0,即an+1an;
當(dāng)n=9時(shí),an+1-an=0,即an+1=an;
當(dāng)n9時(shí),an+1-an0,即an+1an.[8分]
故a1a2a3…a9=a10a11a12…,[10分]
∴數(shù)列{an}中有最大項(xiàng),為第9、10項(xiàng).[12分]
【突破思維障礙】
有關(guān)數(shù)列的最大項(xiàng)、最小項(xiàng),數(shù)列有界性問題均可借助數(shù)列的單調(diào)性來解決,判斷單調(diào)性常用①作差法,②作商法,③圖象法.求最大項(xiàng)時(shí)也可用an滿足an≥an+1an≥an-1;若求最小項(xiàng),則用an滿足an≤an-1an≤an+1.
數(shù)列實(shí)質(zhì)就是一種特殊的函數(shù),所以本題就是用函數(shù)的思想求最值.
【易錯(cuò)點(diǎn)剖析】
本題解題過程中易出現(xiàn)只解出a9這一項(xiàng),而忽視了a9=a10,從而導(dǎo)致漏解.
1.?dāng)?shù)列的遞推公式是研究的項(xiàng)與項(xiàng)之間的關(guān)系,而通項(xiàng)公式則是研究的項(xiàng)an與項(xiàng)數(shù)n的關(guān)系.
2.求數(shù)列的通項(xiàng)公式是本節(jié)的重點(diǎn),主要掌握三種方法:(1)由數(shù)列的前幾項(xiàng)歸納出一個(gè)通項(xiàng)公式,關(guān)鍵是善于觀察;
(2)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn與數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an的關(guān)系,要注意驗(yàn)證能否統(tǒng)一到一個(gè)式子中;
(3)由遞推公式求通項(xiàng)公式,常用方法有累加、累乘.
3.本節(jié)易錯(cuò)點(diǎn)是利用Sn求an時(shí),忘記討論n=1的情況.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010安徽)設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2,則a8的值為()
A.15B.16C.49D.64
2.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是an=2n3n+1,那么這個(gè)數(shù)列是()
A.遞增數(shù)列B.遞減數(shù)列
C.?dāng)[動(dòng)數(shù)列D.常數(shù)列
3.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且Sn=2(an-1),則a2等于()
A.4B.2C.1D.-2
4.(2011煙臺(tái)模擬)數(shù)列{an}中,若an+1=an2an+1,a1=1,則a6等于()
A.13B.113C.11D.111
5.?dāng)?shù)列{an}滿足an+an+1=12(n∈N*),a2=2,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,則S21為()
A.5B.72C.92D.132
題號(hào)12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.?dāng)?shù)列{an}滿足an+1=2an0≤an12,2an-112≤an1,若a1=67,則a2010的值為________.
7.已知Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且有Sn=n2+1,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)an=__________________.
8.(2011安慶月考)將全體正整數(shù)排成一個(gè)三角形數(shù)陣:
1
23
456
78910
1112131415
………………
根據(jù)以上排列規(guī)律,數(shù)陣中第n(n≥3)行從左至右的第3個(gè)數(shù)是____________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)寫出下列各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式.
(1)112,223,334,445,…;
(2)-1,32,-13,34,-15,36.
10.(12分)由下列數(shù)列{an}遞推公式求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式:
(1)a1=1,an-an-1=n(n≥2);
(2)a1=1,anan-1=n-1n(n≥2);
(3)a1=1,an=2an-1+1(n≥2).
11.(14分)(2009安徽)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=2n2+2n,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn=2-bn.
(1)求數(shù)列{an}與{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)cn=a2nbn,證明:當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時(shí),cn+1cn.
答案自主梳理
1.一定順序排列每一個(gè)數(shù)定義域?yàn)镹*(或它的子集)a1,a2,a3,…,an,…n
2.第n項(xiàng)n用一個(gè)公式3.解析法(通項(xiàng)公式或遞推公式)列表法圖象法4.有窮數(shù)列無窮數(shù)列遞增數(shù)列遞減數(shù)列擺動(dòng)數(shù)列常數(shù)列=5.S1Sn-Sn-1
自我檢測(cè)
1.C2.C3.C4.C
5.1n
課堂活動(dòng)區(qū)
例1解題導(dǎo)引(1)根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng)求它的一個(gè)通項(xiàng)公式,要注意觀察每一項(xiàng)的特點(diǎn),要使用添項(xiàng)、還原、分割等方法,轉(zhuǎn)化為一些常見數(shù)列的通項(xiàng)公式來求;
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng)寫出數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式是不完全歸納法,它蘊(yùn)涵著“從特殊到一般”的思想,得出的結(jié)論不一定可靠,在解答題中一般應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行證明.
解(1)原數(shù)列為222-1,2×242-1,2×362-1,2×482-1,2×5102-1,…,
∴an=2n(2n)2-1=2n4n2-1.
(2)原數(shù)列為12,-42,92,-162,252,…,
∴an=(-1)n+1n22.
變式遷移1解(1)∵a1=3=21+1,
a2=5=22+1,a3=9=23+1,…,
∴an=2n+1.
(2)將數(shù)列中各項(xiàng)統(tǒng)一成分母為2的分?jǐn)?shù),得
12,42,92,162,252,…,
觀察知,各項(xiàng)的分子是對(duì)應(yīng)項(xiàng)數(shù)的平方,
∴數(shù)列通項(xiàng)公式是an=n22.
(3)將數(shù)列各項(xiàng)統(tǒng)一成f(n)的形式得
2,5,8,11,…;
觀察知,數(shù)列各項(xiàng)的被開方數(shù)逐個(gè)增加3,且被開方數(shù)加1后,又變?yōu)?,6,9,12,…,所以數(shù)列的通項(xiàng)公式是an=3n-1.
(4)從奇數(shù)項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)角度入手,可以得到分段形式的解析式,也可看作數(shù)列1,1,1,1,…和1,-1,1,-1,…對(duì)應(yīng)項(xiàng)相加之和的一半組成的數(shù)列,也可用正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的最值和零點(diǎn)值來調(diào)整表示.
所以an=1,n=1,3,5,…,0,n=2,4,6,…,
或an=1+(-1)n+12(n∈N*),
或an=sinnπ2或an=sin2nπ2(n∈N*),
或an=cosn-12π(n∈N*).
例2解題導(dǎo)引利用數(shù)列的遞推公式求數(shù)列的通項(xiàng)公式,一般有以下三種方法:
(1)累加法:如果已知數(shù)列{an}的相鄰兩項(xiàng)an+1與an的差的一個(gè)關(guān)系式,我們可依次寫出前n項(xiàng)中所有相鄰兩項(xiàng)的差的關(guān)系式,然后把這n-1個(gè)式子相加,整理求出數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(2)累積法:如果已知數(shù)列{an}的相鄰兩項(xiàng)an+1與an的商的一個(gè)關(guān)系式,我們可依次寫出前n項(xiàng)中所有相鄰兩項(xiàng)的商的關(guān)系式,然后把這n-1個(gè)式子相乘,整理求出數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(3)構(gòu)造法:根據(jù)所給數(shù)列的遞推公式以及其他有關(guān)關(guān)系式,進(jìn)行變形整理,構(gòu)造出一個(gè)新的等差或等比數(shù)列,利用等差或等比數(shù)列的通項(xiàng)公式求解.
解(1)當(dāng)n=1,2,3,…,n-1時(shí),可得n-1個(gè)等式,an-an-1=n-1,an-1-an-2=n-2,…,a2-a1=1,
將其相加,
得an-a1=1+2+3+…+(n-1).
∴an=a1+(1+n-1)(n-1)2=2+n(n-1)2.
(2)方法一an=anan-1an-1an-2…a3a2a2a1a1
=12n-112n-2…122121
=121+2+…+(n-1)=12n(n-1)2,
∴an=12n(n-1)2.
方法二由2n-1an=an-1,
得an=12n-1an-1.
∴an=12n-1an-1
=12n-112n-2an-2
=12n-112n-2…121a1
=12(n-1)+(n-2)+…+2+1=12n(n-1)2
變式遷移2解(1)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),
∴an+1+1an+1=3,
∴數(shù)列{an+1}為等比數(shù)列,公比q=3,
又a1+1=2,
∴an+1=23n-1,∴an=23n-1-1.
(2)∵an+1=(n+1)an,∴an+1an=n+1.
∴anan-1=n,an-1an-2=n-1,
……
a3a2=3,
a2a1=2,
a1=1.
累乘可得,an=n×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1=n!.
故an=n!.
(3)∵an+1=an+ln1+1n,
∴an+1-an=ln1+1n=lnn+1n.
∴an-an-1=lnnn-1,
an-1-an-2=lnn-1n-2,
……
a2-a1=ln21,
累加可得,an-a1=lnnn-1+lnn-1n-2+…+ln21
=lnn-ln(n-1)+ln(n-1)-ln(n-2)+…+ln2-ln1
=lnn.
又a1=2,∴an=lnn+2.
例3解題導(dǎo)引an與Sn的關(guān)系式an=Sn-Sn-1的條件是n≥2,求an時(shí)切勿漏掉n=1,即a1=S1的情況.一般地,當(dāng)a1=S1適合an=Sn-Sn-1時(shí),則需統(tǒng)一“合寫”.當(dāng)a1=S1不適合an=Sn-Sn-1時(shí),則通項(xiàng)公式應(yīng)分段表示,即an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
解當(dāng)n=1時(shí),
a1=S1=2×12-3×1+1=0;
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(2n2-3n+1)-2(n-1)2+3(n-1)-1=4n-5;
又n=1時(shí),an=4×1-5=-1≠a1,
∴an=0,n=1,4n-5,n≥2.
變式遷移3解(1)a1=S1=3+b,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=23n-1.
當(dāng)b=-1時(shí),a1適合此等式;
當(dāng)b≠-1時(shí),a1不適合此等式.
∴當(dāng)b=-1時(shí),an=23n-1;
當(dāng)b≠-1時(shí),an=3+b(n=1)23n-1(n≥2).
(2)由2Sn=an+1,得Sn=an+122,
當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=a1+122,得a1=1;
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1
=an+122-an-1+122,
整理,得(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
∵數(shù)列{an}各項(xiàng)為正,∴an+an-10.
∴an-an-1-2=0.
∴數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列.
∴an=a1+(n-1)×2=2n-1.
課后練習(xí)區(qū)
1.A2.A3.A4.D5.B
6.377.2(n=1)2n-1(n≥2,n∈N*)8.n2-n+62
9.解(1)∵a1=1+12,a2=2+23,a3=3+34,…,
∴an=n+nn+1(n∈N*).…………………………………………………………………(6分)
(2)∵a1=-2-11,a2=2+12,a3=-2-13,
a4=2+14,…,
∴an=(-1)n2+(-1)nn(n∈N*).………………………………………………………(12分)
10.解(1)由題意得,an-an-1=n,an-1-an-2=n-1,…,a3-a2=3,a2-a1=2.
將上述各式等號(hào)兩邊累加得,
an-a1=n+(n-1)+…+3+2,
即an=n+(n-1)+…+3+2+1=n(n+1)2,
故an=n(n+1)2.……………………………………………………………………………(4分)
(2)由題意得,anan-1=n-1n,an-1an-2=n-2n-1,…,a3a2=23,a2a1=12.
將上述各式累乘得,ana1=1n,故an=1n.……………………………………………………(8分)
(3)由an=2an-1+1,
得an+1=2(an-1+1),
又a1+1=2≠0,所以an+1an-1+1=2,
即數(shù)列{an+1}是以2為首項(xiàng),以2為公比的等比數(shù)列.
所以an+1=2n,即an=2n-1.…………………………………………………………(12分)
11.(1)解a1=S1=4.……………………………………………………………………(1分)
對(duì)于n≥2有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.a1也適合,
∴{an}的通項(xiàng)公式an=4n.………………………………………………………………(3分)
將n=1代入Tn=2-bn,得b1=2-b1,故T1=b1=1.………………………………(4分)
(求bn方法一)對(duì)于n≥2,由Tn-1=2-bn-1,
Tn=2-bn,得bn=Tn-Tn-1=-(bn-bn-1),
∴bn=12bn-1,bn=21-n.……………………………………………………………………(6分)
(求bn方法二)對(duì)于n≥2,由Tn=2-bn得
Tn=2-(Tn-Tn-1),
2Tn=2+Tn-1,Tn-2=12(Tn-1-2),
Tn-2=21-n(T1-2)=-21-n,
Tn=2-21-n,
bn=Tn-Tn-1=(2-21-n)-(2-22-n)=21-n.
b1=1也適合.……………………………………………………………………………(6分)
綜上,{bn}的通項(xiàng)公式bn=21-n.…………………………………………………………(8分)
(2)證明方法一由cn=a2nbn=n225-n,………………………………………………(10分)
得cn+1cn=121+1n2.………………………………………………………………………(12分)
當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時(shí),1+1n≤432,
∴cn+1cn12(2)2=1,又cn=n225-n0,
即cn+1cn.………………………………………………………………………………(14分)
方法二由cn=a2nbn=n225-n,
得cn+1-cn=24-n[(n+1)2-2n2]
=24-n[-(n-1)2+2].…………………………………………………………………(13分)
當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時(shí),cn+1-cn0,即cn+1cn.…………………………………………(14分)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)拋物線學(xué)案附答案
學(xué)案53拋物線
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.掌握拋物線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道它們的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì).2.理解數(shù)形結(jié)合的思想.
自主梳理
1.拋物線的概念
平面內(nèi)與一個(gè)定點(diǎn)F和一條定直線l(Fl)距離______的點(diǎn)的軌跡叫做拋物線.點(diǎn)F叫做拋物線的__________,直線l叫做拋物線的________.
2.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程與幾何性質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)方程y2=2px
(p0)y2=-2px
(p0)x2=2py
(p0)x2=-2py
(p0)
p的幾何意義:焦點(diǎn)F到準(zhǔn)線l的距離
圖形
頂點(diǎn)O(0,0)
對(duì)稱軸y=0x=0
焦點(diǎn)F(p2,0)
F(-p2,0)
F(0,p2)
F(0,-p2)
離心率e=1
準(zhǔn)線方程x=-p2
x=p2
y=-p2
y=p2
范圍x≥0,
y∈Rx≤0,
y∈Ry≥0,
x∈Ry≤0,
x∈R
開口方向向右向左向上向下
自我檢測(cè)
1.(2010四川)拋物線y2=8x的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離是()
A.1B.2C.4D.8
2.若拋物線y2=2px的焦點(diǎn)與橢圓x26+y22=1的右焦點(diǎn)重合,則p的值為()
A.-2B.2C.-4D.4
3.(2011陜西)設(shè)拋物線的頂點(diǎn)在原點(diǎn),準(zhǔn)線方程為x=-2,則拋物線的方程是()
A.y2=-8xB.y2=8x
C.y2=-4xD.y2=4x
4.已知拋物線y2=2px(p0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)在拋物線上,且2x2=x1+x3,則有()
A.|FP1|+|FP2|=|FP3|
B.|FP1|2+|FP2|2=|FP3|2
C.2|FP2|=|FP1|+|FP3|
D.|FP2|2=|FP1||FP3|
5.(2011佛山模擬)已知拋物線方程為y2=2px(p0),過該拋物線焦點(diǎn)F且不與x軸垂直的直線AB交拋物線于A、B兩點(diǎn),過點(diǎn)A、點(diǎn)B分別作AM、BN垂直于拋物線的準(zhǔn)線,分別交準(zhǔn)線于M、N兩點(diǎn),那么∠MFN必是()
A.銳角B.直角
C.鈍角D.以上皆有可能
探究點(diǎn)一拋物線的定義及應(yīng)用
例1已知拋物線y2=2x的焦點(diǎn)是F,點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),又有點(diǎn)A(3,2),求|PA|+|PF|的最小值,并求出取最小值時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo).
變式遷移1已知點(diǎn)P在拋物線y2=4x上,那么點(diǎn)P到點(diǎn)Q(2,-1)的距離與點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)距離之和取得最小值時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為()
A.14,-1B.14,1
C.(1,2)D.(1,-2)
探究點(diǎn)二求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
例2(2011蕪湖調(diào)研)已知拋物線的頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在y軸上,拋物線上一點(diǎn)M(m,-3)到焦點(diǎn)的距離為5,求m的值、拋物線方程和準(zhǔn)線方程.
變式遷移2根據(jù)下列條件求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)拋物線的焦點(diǎn)F是雙曲線16x2-9y2=144的左頂點(diǎn);
(2)過點(diǎn)P(2,-4).
探究點(diǎn)三拋物線的幾何性質(zhì)
例3過拋物線y2=2px的焦點(diǎn)F的直線和拋物線相交于A,B兩點(diǎn),如圖所示.
(1)若A,B的縱坐標(biāo)分別為y1,y2,求證:y1y2=-p2;
(2)若直線AO與拋物線的準(zhǔn)線相交于點(diǎn)C,求證:BC∥x軸.
變式遷移3已知AB是拋物線y2=2px(p0)的焦點(diǎn)弦,F(xiàn)為拋物線的焦點(diǎn),A(x1,y1),B(x2,y2).求證:
(1)x1x2=p24;
(2)1|AF|+1|BF|為定值.
分類討論思想的應(yīng)用
例(12分)過拋物線y2=2px(p0)焦點(diǎn)F的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),過B點(diǎn)作其準(zhǔn)線的垂線,垂足為D,設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),問:是否存在實(shí)數(shù)λ,使AO→=λOD→?
多角度審題這是一道探索存在性問題,應(yīng)先假設(shè)存在,設(shè)出A、B兩點(diǎn)坐標(biāo),從而得到D點(diǎn)坐標(biāo),再設(shè)出直線AB的方程,利用方程組和向量條件求出λ.
【答題模板】
解假設(shè)存在實(shí)數(shù)λ,使AO→=λOD→.
拋物線方程為y2=2px(p0),
則Fp2,0,準(zhǔn)線l:x=-p2,
(1)當(dāng)直線AB的斜率不存在,即AB⊥x軸時(shí),
交點(diǎn)A、B坐標(biāo)不妨設(shè)為:Ap2,p,Bp2,-p.
∵BD⊥l,∴D-p2,-p,
∴AO→=-p2,-p,OD→=-p2,-p,∴存在λ=1使AO→=λOD→.[4分]
(2)當(dāng)直線AB的斜率存在時(shí),
設(shè)直線AB的方程為y=kx-p2(k≠0),
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則D-p2,y2,x1=y(tǒng)212p,x2=y(tǒng)222p,
由y=kx-p2y2=2px得ky2-2py-kp2=0,∴y1y2=-p2,∴y2=-p2y1,[8分]
AO→=(-x1,-y1)=-y212p,-y1,OD→=-p2,y2=-p2,-p2y1,
假設(shè)存在實(shí)數(shù)λ,使AO→=λOD→,則-y212p=-p2λ-y1=-p2y1λ,解得λ=y(tǒng)21p2,∴存在實(shí)數(shù)λ=y(tǒng)21p2,使AO→=λOD→.
綜上所述,存在實(shí)數(shù)λ,使AO→=λOD→.[12分]
【突破思維障礙】
由拋物線方程得其焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程,按斜率存在和不存在討論,由直線方程和拋物線方程組成方程組,研究A、D兩點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系,求出AO→和OD→的坐標(biāo),判斷λ是否存在.
【易錯(cuò)點(diǎn)剖析】
解答本題易漏掉討論直線AB的斜率不存在的情況,出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因是對(duì)直線的點(diǎn)斜式方程認(rèn)識(shí)不足.
1.關(guān)于拋物線的定義
要注意點(diǎn)F不在定直線l上,否則軌跡不是拋物線,而是一條直線.
2.關(guān)于拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程
拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種不同的形式,這四種標(biāo)準(zhǔn)方程的聯(lián)系與區(qū)別在于:
(1)p的幾何意義:參數(shù)p是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,所以p恒為正數(shù).
(2)方程右邊一次項(xiàng)的變量與焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸的名稱相同,一次項(xiàng)系數(shù)的符號(hào)決定拋物線的開口方向.
3.關(guān)于拋物線的幾何性質(zhì)
拋物線的幾何性質(zhì),只要與橢圓、雙曲線加以對(duì)照,很容易把握,但由于拋物線的離心率等于1,所以拋物線的焦點(diǎn)弦具有很多重要性質(zhì),而且應(yīng)用廣泛.例如:
已知過拋物線y2=2px(p0)的焦點(diǎn)的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有下列性質(zhì):|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α為AB的傾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2011大綱全國(guó))已知拋物線C:y2=4x的焦點(diǎn)為F,直線y=2x-4與C交于A,B兩點(diǎn),則cos∠AFB等于()
A.45B.35
C.-35D.-45
2.(2011湖北)將兩個(gè)頂點(diǎn)在拋物線y2=2px(p0)上,另一個(gè)頂點(diǎn)是此拋物線焦點(diǎn)的正三角形個(gè)數(shù)記為n,則()
A.n=0B.n=1
C.n=2D.n≥3
3.已知拋物線y2=2px,以過焦點(diǎn)的弦為直徑的圓與拋物線準(zhǔn)線的位置關(guān)系是()
A.相離B.相交C.相切D.不確定
4.(2011泉州月考)已知點(diǎn)A(-2,1),y2=-4x的焦點(diǎn)是F,P是y2=-4x上的點(diǎn),為使|PA|+|PF|取得最小值,則P點(diǎn)的坐標(biāo)是()
A.-14,1B.(-2,22)
C.-14,-1D.(-2,-22)
5.設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),F(xiàn)為拋物線y2=4x的焦點(diǎn),A為拋物線上一點(diǎn),若OA→AF→=-4,則點(diǎn)A的坐標(biāo)為()
A.(2,±2)B.(1,±2)
C.(1,2)D.(2,2)
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011重慶)設(shè)圓C位于拋物線y2=2x與直線x=3所圍成的封閉區(qū)域(包含邊界)內(nèi),則圓C的半徑能取到的最大值為________.
7.(2011濟(jì)寧期末)已知A、B是拋物線x2=4y上的兩點(diǎn),線段AB的中點(diǎn)為M(2,2),則|AB|=________.
8.(2010浙江)設(shè)拋物線y2=2px(p0)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)A(0,2).若線段FA的中點(diǎn)B在拋物線上,則B到該拋物線準(zhǔn)線的距離為________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知頂點(diǎn)在原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的拋物線截直線y=2x+1所得的弦長(zhǎng)為15,求拋物線方程.
10.(12分)(2011韶關(guān)模擬)已知拋物線C:x2=8y.AB是拋物線C的動(dòng)弦,且AB過F(0,2),分別以A、B為切點(diǎn)作軌跡C的切線,設(shè)兩切線交點(diǎn)為Q,證明:AQ⊥BQ.
11.(14分)(2011濟(jì)南模擬)已知定點(diǎn)F(0,1)和直線l1:y=-1,過定點(diǎn)F與直線l1相切的動(dòng)圓圓心為點(diǎn)C.
(1)求動(dòng)點(diǎn)C的軌跡方程;
(2)過點(diǎn)F的直線l2交軌跡C于兩點(diǎn)P、Q,交直線l1于點(diǎn)R,求RP→RQ→的最小值.
學(xué)案53拋物線
自主梳理
1.相等焦點(diǎn)準(zhǔn)線
自我檢測(cè)
1.C
2.B[因?yàn)閽佄锞€的準(zhǔn)線方程為x=-2,所以p2=2,所以p=4,所以拋物線的方程是y2=8x.所以選B.]
3.B4.C5.B
課堂活動(dòng)區(qū)
例1解題導(dǎo)引重視定義在解題中的應(yīng)用,靈活地進(jìn)行拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與到準(zhǔn)線距離的等價(jià)轉(zhuǎn)化,是解決拋物線焦點(diǎn)弦有關(guān)問題的重要途徑.
解
將x=3代入拋物線方程
y2=2x,得y=±6.
∵62,∴A在拋物線內(nèi)部.
設(shè)拋物線上點(diǎn)P到準(zhǔn)線l:
x=-12的距離為d,由定義知
|PA|+|PF|=|PA|+d,
當(dāng)PA⊥l時(shí),|PA|+d最小,最小值為72,
即|PA|+|PF|的最小值為72,
此時(shí)P點(diǎn)縱坐標(biāo)為2,代入y2=2x,得x=2,
∴點(diǎn)P坐標(biāo)為(2,2).
變式遷移1A[
點(diǎn)P到拋物線焦點(diǎn)的距離等于點(diǎn)P到拋物線準(zhǔn)線的距離,如圖,|PF|+|PQ|=|PS|+|PQ|,故最小值在S,P,Q三點(diǎn)共線時(shí)取得,此時(shí)P,Q的縱坐標(biāo)都是-1,點(diǎn)P的坐標(biāo)為14,-1.]
例2解題導(dǎo)引(1)求拋物線方程時(shí),若由已知條件可知所求曲線是拋物線,一般用待定系數(shù)法.若由已知條件可知所求曲線的動(dòng)點(diǎn)的軌跡,一般用軌跡法;
(2)待定系數(shù)法求拋物線方程時(shí)既要定位(即確定拋物線開口方向),又要定量(即確定參數(shù)p的值).解題關(guān)鍵是定位,最好結(jié)合圖形確定方程適合哪種形式,避免漏解;
(3)解決拋物線相關(guān)問題時(shí),要善于用定義解題,即把|PF|轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P到準(zhǔn)線的距離,這種“化斜為直”的轉(zhuǎn)化方法非常有效,要注意領(lǐng)會(huì)和運(yùn)用.
解方法一設(shè)拋物線方程為
x2=-2py(p0),
則焦點(diǎn)為F0,-p2,準(zhǔn)線方程為y=p2.
∵M(jìn)(m,-3)在拋物線上,且|MF|=5,
∴m2=6p,m2+-3+p22=5,解得p=4,m=±26.
∴拋物線方程為x2=-8y,m=±26,
準(zhǔn)線方程為y=2.
方法二如圖所示,
設(shè)拋物線方程為x2=-2py(p0),
則焦點(diǎn)F0,-p2,
準(zhǔn)線l:y=p2,作MN⊥l,垂足為N.
則|MN|=|MF|=5,而|MN|=3+p2,
∴3+p2=5,∴p=4.∴拋物線方程為x2=-8y,
準(zhǔn)線方程為y=2.由m2=(-8)×(-3),得m=±26.
變式遷移2解(1)雙曲線方程化為x29-y216=1,
左頂點(diǎn)為(-3,0),由題意設(shè)拋物線方程為y2=-2px(p0)且-p2=-3,∴p=6.∴方程為y2=-12x.
(2)由于P(2,-4)在第四象限且對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸,可設(shè)方程為y2=mx(m0)或x2=ny(n0),代入P點(diǎn)坐標(biāo)求得m=8,n=-1,
∴所求拋物線方程為y2=8x或x2=-y.
例3解題導(dǎo)引解決焦點(diǎn)弦問題時(shí),拋物線的定義有著廣泛的應(yīng)用,而且還應(yīng)注意焦點(diǎn)弦的幾何性質(zhì).焦點(diǎn)弦有以下重要性質(zhì)(AB為焦點(diǎn)弦,以y2=2px(p0)為例):
①y1y2=-p2,x1x2=p24;
②|AB|=x1+x2+p.
證明(1)方法一由拋物線的方程可得焦點(diǎn)坐標(biāo)為Fp2,0.設(shè)過焦點(diǎn)F的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1)、(x2,y2).
①當(dāng)斜率存在時(shí),過焦點(diǎn)的直線方程可設(shè)為
y=kx-p2,由y=kx-p2,y2=2px,
消去x,得ky2-2py-kp2=0.(*)
當(dāng)k=0時(shí),方程(*)只有一解,∴k≠0,
由韋達(dá)定理,得y1y2=-p2;
②當(dāng)斜率不存在時(shí),得兩交點(diǎn)坐標(biāo)為
p2,p,p2,-p,∴y1y2=-p2.
綜合兩種情況,總有y1y2=-p2.
方法二由拋物線方程可得焦點(diǎn)Fp2,0,設(shè)直線AB的方程為x=ky+p2,并設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則A、B坐標(biāo)滿足x=ky+p2,y2=2px,
消去x,可得y2=2pky+p2,
整理,得y2-2pky-p2=0,∴y1y2=-p2.
(2)直線AC的方程為y=y(tǒng)1x1x,
∴點(diǎn)C坐標(biāo)為-p2,-py12x1,yC=-py12x1=-p2y12px1.
∵點(diǎn)A(x1,y1)在拋物線上,∴y21=2px1.
又由(1)知,y1y2=-p2,∴yC=y(tǒng)1y2y1y21=y(tǒng)2,∴BC∥x軸.
變式遷移3證明(1)∵y2=2px(p0)的焦點(diǎn)Fp2,0,設(shè)直線方程為y=kx-p2(k≠0),
由y=kx-p2y2=2px,消去x,得ky2-2py-kp2=0.
∴y1y2=-p2,x1x2=y(tǒng)1y224p2=p24,
當(dāng)k不存在時(shí),直線方程為x=p2,這時(shí)x1x2=p24.
因此,x1x2=p24恒成立.
(2)1|AF|+1|BF|=1x1+p2+1x2+p2
=x1+x2+px1x2+p2x1+x2+p24.
又∵x1x2=p24,代入上式得1|AF|+1|BF|=2p=常數(shù),
所以1|AF|+1|BF|為定值.
課后練習(xí)區(qū)
1.D[方法一由y=2x-4,y2=4x,得x=1,y=-2或x=4,y=4.
令B(1,-2),A(4,4),又F(1,0),
∴由兩點(diǎn)間距離公式得|BF|=2,|AF|=5,|AB|=35.
∴cos∠AFB=|BF|2+|AF|2-|AB|22|BF||AF|=4+25-452×2×5
=-45.
方法二由方法一得A(4,4),B(1,-2),F(xiàn)(1,0),
∴FA→=(3,4),F(xiàn)B→=(0,-2),
∴|FA→|=32+42=5,|FB→|=2.
∴cos∠AFB=FA→FB→|FA→||FB→|=3×0+4×-25×2=-45.]
2.C[
如圖所示,A,B兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱,F(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)為(p2,0),設(shè)A(m,2pm)(m0),則由拋物線定義,
|AF|=|AA1|,
即m+p2=|AF|.
又|AF|=|AB|=22pm,
∴m+p2=22pm,整理,得m2-7pm+p24=0,①
∴Δ=(-7p)2-4×p24=48p20,
∴方程①有兩相異實(shí)根,記為m1,m2,且m1+m2=7p0,m1m2=p240,
∴m10,m20,∴n=2.]
3.C
4.A[過P作PK⊥l(l為拋物線的準(zhǔn)線)于K,則|PF|=|PK|,
∴|PA|+|PF|=|PA|+|PK|.
∴當(dāng)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)與A點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同時(shí),|PA|+|PK|最小,此時(shí)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1,把y=1代入y2=-4x,得x=-14,即當(dāng)P點(diǎn)的坐標(biāo)為-14,1時(shí),|PA|+|PF|最小.]
5.B
6.6-1
解析如圖所示,若圓C的半徑取到最大值,需圓與拋物線及直線x=3同時(shí)相切,設(shè)圓心的坐標(biāo)為(a,0)(a3),則圓的方程為(x-a)2+y2=(3-a)2,與拋物線方程y2=2x聯(lián)立得x2+(2-2a)x+6a-9=0,由判別式Δ=(2-2a)2-4(6a-9)=0,得a=4-6,故此時(shí)半徑為3-(4-6)=6-1.
7.42
解析由題意可設(shè)AB的方程為y=kx+m,與拋物線方程聯(lián)立得x2-4kx-4m=0,線段AB中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,2),x1+x2=4k=4,得k=1.
又∵y1+y2=k(x1+x2)+2m=4,
∴m=0.從而直線AB:y=x,|AB|=2|OM|=42.
8.324
解析拋物線的焦點(diǎn)F的坐標(biāo)為p2,0,線段FA的中點(diǎn)B的坐標(biāo)為p4,1,代入拋物線方程得1=2p×p4,解得p=2,故點(diǎn)B的坐標(biāo)為24,1,故點(diǎn)B到該拋物線準(zhǔn)線的距離為24+22=324.
9.解設(shè)直線和拋物線交于點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)當(dāng)拋物線開口向右時(shí),設(shè)拋物線方程為y2=2px(p0),則y2=2pxy=2x+1,消去y得,
4x2-(2p-4)x+1=0,
∴x1+x2=p-22,x1x2=14,(4分)
∴|AB|=1+k2|x1-x2|
=5x1+x22-4x1x2
=5p-222-4×14=15,(7分)
則p24-p=3,p2-4p-12=0,解得p=6(p=-2舍去),
拋物線方程為y2=12x.(9分)
(2)當(dāng)拋物線開口向左時(shí),設(shè)拋物線方程為y2=-2px(p0),仿(1)不難求出p=2,
此時(shí)拋物線方程為y2=-4x.(11分)
綜上可得,
所求的拋物線方程為y2=-4x或y2=12x.(12分)
10.證明因?yàn)橹本€AB與x軸不垂直,
設(shè)直線AB的方程為y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2).
由y=kx+2,y=18x2,
可得x2-8kx-16=0,x1+x2=8k,x1x2=-16.(4分)
拋物線方程為y=18x2,求導(dǎo)得y′=14x.(7分)
所以過拋物線上A、B兩點(diǎn)的切線斜率分別是
k1=14x1,k2=14x2,k1k2=14x114x2
=116x1x2=-1.(10分)
所以AQ⊥BQ.(12分)
11.解(1)由題設(shè)點(diǎn)C到點(diǎn)F的距離等于它到l1的距離,
所以點(diǎn)C的軌跡是以F為焦點(diǎn),l1為準(zhǔn)線的拋物線,
∴所求軌跡的方程為x2=4y.(5分)
(2)由題意直線l2的方程為y=kx+1,與拋物線方程聯(lián)立消去y得x2-4kx-4=0.
記P(x1,y1),Q(x2,y2),則x1+x2=4k,x1x2=-4.(8分)
因?yàn)橹本€PQ的斜率k≠0,易得點(diǎn)R的坐標(biāo)為-2k,-1.(9分)
RP→RQ→=x1+2k,y1+1x2+2k,y2+1
=x1+2kx2+2k+(kx1+2)(kx2+2)
=(1+k2)x1x2+2k+2k(x1+x2)+4k2+4
=-4(1+k2)+4k2k+2k+4k2+4
=4k2+1k2+8,(11分)
∵k2+1k2≥2,當(dāng)且僅當(dāng)k2=1時(shí)取到等號(hào).
RP→RQ→≥4×2+8=16,即RP→RQ→的最小值為16.(14分)