高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2020-12-01高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)直接證明與間接證明學(xué)案有答案。
學(xué)案38直接證明與間接證明
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解直接證明的兩種基本方法——分析法和綜合法;了解分析法和綜合法的思考過程及特點.2.了解間接證明的一種基本方法——反證法,了解反證法的思考過程及特點.
自主梳理
1.直接證明
(1)綜合法
①定義:利用已知條件和某些數(shù)學(xué)定義、定理、公理等,經(jīng)過一系列的________,最后推導(dǎo)出所要證明的結(jié)論________,這種證明方法叫做綜合法.
②框圖表示:PQ1→Q1Q2→Q2Q3→…→QnQ(其中P表示已知條件,Q表示要證的結(jié)論).
(2)分析法
①定義:從________________出發(fā),逐步尋求使它成立的__________,直至最后,把要證明的結(jié)論歸結(jié)為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等).這種證明的方法叫做分析法.
②框圖表示:QP1→P1P2→P2P3→…→得到一個明顯成立的條件.
2.間接證明
反證法:假設(shè)原命題__________(即在原命題的條件下,結(jié)論不成立),經(jīng)過正確的推理,最后得出________,因此說明假設(shè)錯誤,從而證明了原命題成立,這樣的證明方法叫做反證法.
自我檢測
1.分析法是從要證的結(jié)論出發(fā),尋求使它成立的()
A.充分條件B.必要條件
C.充要條件D.既不充分又不必要條件
2.(2011揭陽模擬)用反證法證明“如果ab,那么3a3b”的假設(shè)內(nèi)容應(yīng)是()
A.3a=3bB.3a3b
C.3a=3b且3a3bD.3a=3b或3a3b
3.設(shè)a、b、c是互不相等的正數(shù),則下列不等式中不恒成立的是()
A.|a-c|≤|a-b|+|c-b|
B.a(chǎn)2+1a2≥a+1a
C.a+3-a+1a+2-a
D.|a-b|+1a-b≥2
4.(2010廣東)在集合{a,b,c,d}上定義兩種運算⊕和如下:
那么d(a⊕c)等于()
A.a(chǎn)B.bC.cD.d
5.(2011東北三省四市聯(lián)考)設(shè)x、y、z∈R+,a=x+1y,b=y(tǒng)+1z,c=z+1x,則a、b、c三數(shù)()
A.至少有一個不大于2B.都小于2
C.至少有一個不小于2D.都大于2
探究點一綜合法
例1已知a,b,c都是實數(shù),求證:a2+b2+c2≥13(a+b+c)2≥ab+bc+ca.
變式遷移1設(shè)a,b,c0,證明:
a2b+b2c+c2a≥a+b+c.
探究點二分析法
例2(2011馬鞍山月考)若a,b,c是不全相等的正數(shù),求證:
lga+b2+lgb+c2+lgc+a2lga+lgb+lgc.
變式遷移2已知a0,求證:a2+1a2-2≥a+1a-2.
探究點三反證法
例3若x,y都是正實數(shù),且x+y2,
求證:1+xy2與1+yx2中至少有一個成立.
變式遷移3若a,b,c均為實數(shù),且a=x2-2y+π2,b=y(tǒng)2-2z+π3,c=z2-2x+π6.求證:a,b,c中至少有一個大于0.
轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用
例(12分)(2010上海改編)若實數(shù)x、y、m滿足|x-m|>|y-m|,則稱x比y遠(yuǎn)離m.
(1)若x2-1比1遠(yuǎn)離0,求x的取值范圍.
(2)對任意兩個不相等的正數(shù)a、b,證明:a3+b3比a2b+ab2遠(yuǎn)離2abab.
多角度審題(1)本題屬新定義題,根據(jù)“遠(yuǎn)離”的含義列出不等式,然后加以求解.
(2)第(2)小題,實質(zhì)是證明不等式|a3+b3-2abab||a2b+ab2-2abab|成立.證明時注意提取公因式及配方法的運用.
【答題模板】
(1)解由題意得x2-1>1,
即x2-1>1或x2-1<-1.[2分]
由x2-1>1,得x2>2,即x<-2或x>2;由x2-1<-1,得x∈.
綜上可知x的取值范圍為(-∞,-2)∪(2,+∞).[4分]
(2)證明由題意知即證a3+b3-2abab>a2b+ab2-2abab成立.[6分]
∵a≠b,且a、b都為正數(shù),
∴a3+b3-2abab=a32+b32-2a3b3=a3-b32=(aa-bb)2,
a2b+ab2-2abab=aba+b-2ab=ab(a-b)2=(ab-ba)2,[8分]
即證(aa-bb)2-(ab-ba)2>0,
即證(aa-bb-ab+ba)(aa-bb+ab-ba)>0,
需證a-ba+ba-ba+b>0,[10分]
即證(a+b)(a-b)2>0,∵a、b都為正數(shù)且a≠b,∴上式成立.故原命題成立.[12分]
【突破思維障礙】
1.準(zhǔn)確理解題意,提煉出相應(yīng)不等式是解決問題的關(guān)鍵.
2.代數(shù)式|a3+b3-2abab|與|a2b+ab2-2abab|中的絕對值符號去掉為后續(xù)等價變形提供了方便.
【易錯點剖析】
1.推理論證能力較差,絕對值符號不會去.
2.運用能力較差,不能有效地進行式子的等價變形或中間變形出錯.
1.綜合法是從條件推導(dǎo)到結(jié)論的思維方法,它是從已知條件出發(fā),經(jīng)過逐步的推理,最后達到待證的結(jié)論.即由因?qū)Ч?br>
2.分析法是從待證結(jié)論出發(fā),一步一步地尋求結(jié)論成立的充分條件,最后達到題設(shè)的已知條件或已被證明的事實.即執(zhí)果索因,用分析法尋找解題思路,再用綜合法書寫,這樣比較有條理,叫分析綜合法.
3.用反證法證明問題的一般步驟:
(1)反設(shè):假定所要證的結(jié)論不成立,即結(jié)論的反面(否定命題)成立;(否定結(jié)論)
(2)歸謬:將“反設(shè)”作為條件,由此出發(fā)經(jīng)過正確的推理,導(dǎo)出矛盾——與已知條件、已知的公理、定義、定理及明顯的事實矛盾或自相矛盾;(推導(dǎo)矛盾)
(3)結(jié)論:因為推理正確,所以產(chǎn)生矛盾的原因在于“反設(shè)”的謬誤.既然結(jié)論的反面不成立,從而肯定了結(jié)論成立.(結(jié)論成立)
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.用反證法證明命題“若整系數(shù)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有有理數(shù)根,那么a、b、c中至少有一個是偶數(shù)”時,下列假設(shè)中正確的是()
A.假設(shè)a、b、c都是偶數(shù)
B.假設(shè)a、b、c都不是偶數(shù)
C.假設(shè)a、b、c至多有一個偶數(shù)
D.假設(shè)a、b、c至多有兩個偶數(shù)
2.(2011濟南模擬)a,b,c為互不相等的正數(shù),且a2+c2=2bc,則下列關(guān)系中可能成立的是()
A.a(chǎn)bcB.bca
C.bacD.a(chǎn)cb
3.設(shè)a、b、c∈(0,+∞),P=a+b-c,Q=b+c-a,R=c+a-b,則“PQR0”是“P、Q、R同時大于零”的()
A.充分而不必要條件B.必要而不充分條件
C.充分且必要條件D.既不充分也不必要條件
4.(2010上海普陀2月統(tǒng)考)已知a、b是非零實數(shù),且ab,則下列不等式中成立的是()
A.ba1B.a(chǎn)2b2
C.|a+b||a-b|D.1ab21a2b
5.(2011廈門月考)如果△A1B1C1的三個內(nèi)角的余弦值分別等于△A2B2C2的三個內(nèi)角的正弦值,則()
A.△A1B1C1和△A2B2C2都是銳角三角形
B.△A1B1C1和△A2B2C2都是鈍角三角形
C.△A1B1C1是鈍角三角形,△A2B2C2是銳角三角形
D.△A1B1C1是銳角三角形,△A2B2C2是鈍角三角形
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011江蘇前黃高級中學(xué)模擬)某同學(xué)準(zhǔn)備用反證法證明如下一個問題:函數(shù)f(x)在[0,1]上有意義,且f(0)=f(1),如果對于不同的x1,x2∈[0,1],都有|f(x1)-f(x2)||x1-x2|,求證:|f(x1)-f(x2)|12.那么他的反設(shè)應(yīng)該是______________________________.
7.對于任意實數(shù)a,b定義運算a*b=(a+1)(b+1)-1,給出以下結(jié)論:
①對于任意實數(shù)a,b,c,有a*(b+c)=(a*b)+(a*c);
②對于任意實數(shù)a,b,c,有a*(b*c)=(a*b)*c;
③對于任意實數(shù)a,有a*0=a.則以上結(jié)論正確的是________.(寫出你認(rèn)為正確的結(jié)論的所有序號)
8.(2011揭陽模擬)已知三棱錐S—ABC的三視圖如圖所示:在原三棱錐中給出下列命題:
①BC⊥平面SAC;②平面SBC⊥平面SAB;③SB⊥AC.
其中命題正確的是________(填序號).
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知非零向量a、b,a⊥b,求證:|a|+|b||a-b|≤2.
10.(12分)(2011寧波月考)已知a、b、c0,求證:a3+b3+c3≥13(a2+b2+c2)(a+b+c).
11.(14分)(2011寧波月考)已知a、b、c∈(0,1),求證:(1-a)b,(1-b)c,(1-c)a不能同時大于14.
學(xué)案38直接證明與間接證明
自主梳理
1.(1)①推理論證成立(2)①要證明的結(jié)論充分條件
2.不成立矛盾
自我檢測
1.A[由分析法的定義可知.]
2.D[因為3a3b的否定是3a≤3b,
即3a=3b或3a3b.]
3.D[D選項成立時需得證a-b0.A中|a-b|+|c-b|≥|(a-b)-(c-b)|=|a-c|,B作差可證;
C移項平方可證.]
4.A[由所給的定義運算知a⊕c=c,dc=a.]
5.C[a+b+c=x+1y+y+1z+z+1x≥6,
因此a、b、c至少有一個不小于2.]
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引綜合法證明不等式,要特別注意基本不等式的運用和對題設(shè)條件的運用.這里可從基本不等式相加的角度先證得a2+b2+c2≥ab+bc+ca成立,再進一步得出結(jié)論.
證明∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ca,
三式相加得a2+b2+c2≥ab+bc+ca,
∴3a2+3b2+3c2≥(a2+b2+c2)+2(ab+bc+ca)
=(a+b+c)2.
∴a2+b2+c2≥13(a+b+c)2;
∵a2+b2+c2≥ab+bc+ca,
∴a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)
≥ab+bc+ca+2(ab+bc+ca),
∴(a+b+c)2≥3(ab+bc+ca).
∴原命題得證.
變式遷移1證明∵a,b,c0,根據(jù)基本不等式,
有a2b+b≥2a,b2c+c≥2b,c2a+a≥2c.
三式相加:a2b+b2c+c2a+a+b+c≥2(a+b+c).
即a2b+b2c+c2a≥a+b+c.
例2解題導(dǎo)引當(dāng)所給的條件簡單,而所證的結(jié)論復(fù)雜,一般采用分析法.含有根號、對數(shù)符號、絕對值的不等式,若從題設(shè)不易推導(dǎo)時,可以考慮分析法.
證明要證lga+b2+lgb+c2+lgc+a2lga+lgb+lgc,
只需證lga+b2b+c2c+a2lg(abc),
只需證a+b2b+c2c+a2abc.(中間結(jié)果)
因為a,b,c是不全相等的正數(shù),
則a+b2≥ab0,b+c2≥bc0,c+a2≥ca0.
且上述三式中的等號不全成立,
所以a+b2b+c2c+a2abc.(中間結(jié)果)
所以lga+b2+lgb+c2+lgc+a2lga+lgb+lgc.
變式遷移2證明要證a2+1a2-2≥a+1a-2,
只要證a2+1a2+2≥a+1a+2.
∵a0,故只要證a2+1a2+22≥a+1a+22,
即a2+1a2+4a2+1a2+4
≥a2+2+1a2+22a+1a+2,
從而只要證2a2+1a2≥2a+1a,
只要證4a2+1a2≥2a2+2+1a2,
即a2+1a2≥2,而該不等式顯然成立,故原不等式成立.
例3解題導(dǎo)引(1)當(dāng)一個命題的結(jié)論是以“至多”、“至少”、“惟一”或以否定形式出現(xiàn)時,宜用反證法來證,反證法的關(guān)鍵是在正確的推理下得出矛盾,矛盾可以是①與已知條件矛盾,②與假設(shè)矛盾,③與定義、公理、定理矛盾,④與事實矛盾等方面,反證法常常是解決某些“疑難”問題的有力工具,是數(shù)學(xué)證明中的一件有力武器.
(2)利用反證法證明問題時,要注意與之矛盾的定理不能是用本題的結(jié)論證明的定理,否則,將出現(xiàn)循環(huán)論證的錯誤.
證明假設(shè)1+xy2和1+yx2都不成立,
則有1+xy≥2和1+yx≥2同時成立,
因為x0且y0,
所以1+x≥2y,且1+y≥2x,
兩式相加,得2+x+y≥2x+2y,
所以x+y≤2,
這與已知條件x+y2相矛盾,
因此1+xy2與1+yx2中至少有一個成立.
變式遷移3證明假設(shè)a,b,c都不大于0,即a≤0,b≤0,c≤0.
∵a=x2-2y+π2,b=y(tǒng)2-2z+π3,c=z2-2x+π6,
∴x2-2y+π2+y2-2z+π3+z2-2x+π6
=(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+(π-3)≤0,①
又∵(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2≥0,π-30,
∴(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2+(π-3)0.②
①式與②式矛盾,∴假設(shè)不成立,即a,b,c中至少有一個大于0.
課后練習(xí)區(qū)
1.B
2.C[由a2+c22ac2bc2acba,可排除A、D,令a=2,c=1,可得b=52,可知C可能成立.]
3.C[必要性是顯然成立的,當(dāng)PQR0時,若P、Q、R不同時大于零,則其中兩個為負(fù),一個為正,不妨設(shè)P0,Q0,R0,則Q+R=2c0,這與c0矛盾,即充分性也成立.]
4.D[ba1b-aa0a(a-b)0.
∵ab,∴a-b0.而a可能大于0,也可能小于0,
因此a(a-b)0不一定成立,即A不一定成立;
a2b2(a-b)(a+b)0,∵a-b0,只有當(dāng)a+b0時,a2b2成立,故B不一定成立;
|a+b||a-b|(a+b)2(a-b)2ab0,
而ab0也有可能,故C不一定成立;
由于1ab21a2ba-ba2b20(a-b)a2b20.
∵a,b非零,ab,∴上式一定成立,因此只有D正確.]
5.D[由條件知,△A1B1C1的三個內(nèi)角的余弦值均大于0,則△A1B1C1是銳角三角形,假設(shè)△A2B2C2是銳角三角形,
由sinA2=cosA1=sinπ2-A1,sinB2=cosB1=sinπ2-B1,sinC2=cosC1=sinπ2-C1,得A2=π2-A1,B2=π2-B1,C2=π2-C1,
那么,A2+B2+C2=π2,
這與三角形內(nèi)角和為π相矛盾,所以假設(shè)不成立,所以△A2B2C2是鈍角三角形.]
6.“x1,x2∈[0,1],使得|f(x1)-f(x2)||x1-x2|,
則|f(x1)-f(x2)|≥12”
7.②③
解析按新定義,可以驗證a*(b+c)≠(a*b)+(a*c);
所以①不成立;而a*(b*c)=(a*b)*c成立,
a*0=(a+1)(0+1)-1=a.
所以正確的結(jié)論是②③.
8.①
解析
由三視圖知,在三棱錐S—ABC中,底面ABC為直角三角形且∠ACB=90°,即BC⊥AC,
又SA⊥底面ABC,
∴BC⊥SA,由于SA∩AC=A,
∴BC⊥平面SAC.
所以命題①正確.
由已知推證不出②③命題正確.故填①.
9.證明∵a⊥b,∴ab=0.(2分)
要證|a|+|b||a-b|≤2,只需證:|a|+|b|≤2|a-b|,(4分)
平方得:|a|2+|b|2+2|a||b|≤2(|a|2+|b|2-2ab),(8分)
只需證:|a|2+|b|2-2|a||b|≥0,(10分)
即(|a|-|b|)2≥0,顯然成立.故原不等式得證.(12分)
10.證明∵a2+b2≥2ab,a、b、c0,
∴(a2+b2)(a+b)≥2ab(a+b),(3分)
∴a3+b3+a2b+ab2≥2ab(a+b)=2a2b+2ab2,
∴a3+b3≥a2b+ab2.(6分)
同理,b3+c3≥b2c+bc2,a3+c3≥a2c+ac2,
將三式相加得,
2(a3+b3+c3)≥a2b+ab2+b2c+bc2+a2c+ac2.(9分)
∴3(a3+b3+c3)≥(a3+a2b+a2c)+(b3+b2a+b2c)+(c3+c2a+c2b)=(a+b+c)(a2+b2+c2).
∴a3+b3+c3≥13(a2+b2+c2)(a+b+c).(12分)
11.證明方法一假設(shè)三式同時大于14,
即(1-a)b14,(1-b)c14,(1-c)a14,(3分)
∵a、b、c∈(0,1),
∴三式同向相乘得(1-a)b(1-b)c(1-c)a164.
(8分)
又(1-a)a≤1-a+a22=14,(10分)
同理(1-b)b≤14,(1-c)c≤14,
∴(1-a)a(1-b)b(1-c)c≤164,(12分)
這與假設(shè)矛盾,故原命題正確.(14分)
方法二假設(shè)三式同時大于14,
∵0a1,∴1-a0,(2分)
1-a+b2≥1-ab14=12,(8分)
同理1-b+c212,1-c+a212,(10分)
三式相加得3232,這是矛盾的,故假設(shè)錯誤,
∴原命題正確.(14分)
延伸閱讀
間接證明學(xué)案練習(xí)題
§2.2.2間接證明
一、知識點
1.間接證明的含義;
2.反證法論題的依據(jù)及證題步驟
二、典型例題
例1.求證:正弦函數(shù)沒有比2小的正周期
例2.證明:不是有理數(shù)
例3.已知函數(shù)是上的增函數(shù),
(1)證明命題:若,則。
(2)判斷(1)中命題的逆命題是否成立,并證明你的結(jié)論。
三、課堂檢測
1.用反證法證明:“三角形的內(nèi)角中至少有一個不大于60o”時,應(yīng)假設(shè)_______________。
2.設(shè)則“”是“同時大于零”的___________條件。
3.設(shè)是異面直線,在上任取兩點A1、A2,在上任取兩點B1、B2,求證:A1B1與A2B2也是異面直線。
4.證明:正切函數(shù)沒有比小的正周期
四、課堂小結(jié)
五、課后反思
六、課后作業(yè)
1.證明:不是有理數(shù)。
2.證明:圓內(nèi)不是直徑的兩弦,不能互相平分。
3.證明:把54位同學(xué)分成若干小組,使每組至少有1人,且任意兩組的人數(shù)不相等,則至多分成9個小組。
4.求證:定義在實數(shù)集R上的單調(diào)函數(shù)的圖象與軸至多只有一個公共點。
5.證明:1,,3不可能是一個等差數(shù)列中的三項。
6.設(shè),求證:3個數(shù)的值至少有一個不小于2.
7.設(shè)都是整數(shù),且能被3整除,求證:和都能被3整除。
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)指數(shù)與指數(shù)函數(shù)學(xué)案有答案
學(xué)案7指數(shù)與指數(shù)函數(shù)
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解指數(shù)函數(shù)模型的實際背景.2.理解有理指數(shù)冪的含義,了解實數(shù)指數(shù)冪的意義,掌握冪的運算.
3.理解指數(shù)函數(shù)的概念,并掌握指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性與函數(shù)圖象通過的特殊點.4.知道指數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型.
自主梳理
1.指數(shù)冪的概念
(1)根式
如果一個數(shù)的n次方等于a(n1且n∈N*),那么這個數(shù)叫做a的n次方根.也就是,若xn=a,則x叫做________,其中n1且n∈N*.式子na叫做________,這里n叫做________,a叫做____________.
(2)根式的性質(zhì)
①當(dāng)n為奇數(shù)時,正數(shù)的n次方根是一個正數(shù),負(fù)數(shù)的n次方根是一個負(fù)數(shù),這時,a的n次方根用符號________表示.
②當(dāng)n為偶數(shù)時,正數(shù)的n次方根有兩個,它們互為相反數(shù),這時,正數(shù)的正的n次方根用符號________表示,負(fù)的n次方根用符號________表示.正負(fù)兩個n次方根可以合寫成________(a0).
③(na)n=____.
④當(dāng)n為偶數(shù)時,nan=|a|=a,a≥0,-a,a0.
⑤當(dāng)n為奇數(shù)時,nan=____.
⑥負(fù)數(shù)沒有偶次方根.
⑦零的任何次方根都是零.
2.有理指數(shù)冪
(1)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的表示
①正數(shù)的正分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是
=________(a0,m,n∈N*,n1).
②正數(shù)的負(fù)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是
=____________=______________(a0,m,n∈N*,n1).
③0的正分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是______,0的負(fù)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪無意義.
(2)有理指數(shù)冪的運算性質(zhì)
①aras=________(a0,r,s∈Q).
②(ar)s=________(a0,r,s∈Q).
③(ab)r=________(a0,b0,r∈Q).
3.指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)
a10a1
圖象
定義域(1)________
值域(2)________
性質(zhì)(3)過定點________
(4)當(dāng)x0時,______;當(dāng)x0時,______(5)當(dāng)x0時,________;當(dāng)x0時,______
(6)在(-∞,+∞)上是______(7)在(-∞,+∞)上是______
自我檢測
1.下列結(jié)論正確的個數(shù)是()
①當(dāng)a0時,=a3;
②nan=|a|;
③函數(shù)y=-(3x-7)0的定義域是(2,+∞);
④若100a=5,10b=2,則2a+b=1.
A.0B.1C.2D.3
2.函數(shù)y=(a2-3a+3)ax是指數(shù)函數(shù),則有()
A.a(chǎn)=1或a=2B.a(chǎn)=1
C.a(chǎn)=2D.a(chǎn)0且a≠1
3.如圖所示的曲線C1,C2,C3,C4分別是函數(shù)y=ax,y=bx,y=cx,y=dx的圖象,則a,b,c,d的大小關(guān)系是()
A.a(chǎn)b1cd
B.a(chǎn)b1dc
C.ba1cd
D.ba1dc
4.若a1,b0,且ab+a-b=22,則ab-a-b的值等于()
A.6B.2或-2
C.-2D.2
5.(2011六安模擬)函數(shù)f(x)=ax-b的圖象如圖,其中a、b為常數(shù),則下列結(jié)論正確的是()
A.a(chǎn)1,b0
B.a(chǎn)1,b0
C.0a1,b0
D.0a1,b0
探究點一有理指數(shù)冪的化簡與求值
例1已知a,b是方程9x2-82x+9=0的兩根,且ab,
求:(1)a-1+b-1ab-1;÷3a-83a15.
變式遷移1化簡(a、b0)的結(jié)果是()
A.baB.a(chǎn)bC.abD.a(chǎn)2b
探究點二指數(shù)函數(shù)的圖象及其應(yīng)用
例2已知函數(shù)y=(13)|x+1|.
(1)作出函數(shù)的圖象(簡圖);
(2)由圖象指出其單調(diào)區(qū)間;
(3)由圖象指出當(dāng)x取什么值時有最值,并求出最值.
變式遷移2(2009山東)函數(shù)y=ex+e-xex-e-x的圖象大致為()
探究點三指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用
例3如果函數(shù)y=a2x+2ax-1(a0且a≠1)在區(qū)間[-1,1]上的最大值是14,求a的值.
變式遷移3(2011龍巖月考)已知函數(shù)f(x)=(12x-1+12)x3.
(1)求f(x)的定義域;
(2)證明:f(-x)=f(x);
(3)證明:f(x)0.
分類討論思想的應(yīng)用
例(12分)已知f(x)=aa2-1(ax-a-x)(a0且a≠1).
(1)判斷f(x)的奇偶性;
(2)討論f(x)的單調(diào)性;
(3)當(dāng)x∈[-1,1]時f(x)≥b恒成立,求b的取值范圍.
【答題模板】
解(1)函數(shù)定義域為R,關(guān)于原點對稱.
又因為f(-x)=aa2-1(a-x-ax)=-f(x),
所以f(x)為奇函數(shù).[3分]
(2)當(dāng)a1時,a2-10,
y=ax為增函數(shù),y=a-x為減函數(shù),從而y=ax-a-x為增函數(shù),
所以f(x)為增函數(shù).[5分]
當(dāng)0a1時,a2-10,
y=ax為減函數(shù),y=a-x為增函數(shù),從而y=ax-a-x為減函數(shù),
所以f(x)為增函數(shù).
故當(dāng)a0,且a≠1時,f(x)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增.[7分]
(3)由(2)知f(x)在R上是增函數(shù),
∴在區(qū)間[-1,1]上為增函數(shù),
∴f(-1)≤f(x)≤f(1),
∴f(x)min=f(-1)=aa2-1(a-1-a)=aa2-11-a2a
=-1.[10分]
∴要使f(x)≥b在[-1,1]上恒成立,則只需b≤-1,
故b的取值范圍是(-∞,-1].[12分]
【突破思維障礙】
本例第(2)(3)問是難點,討論f(x)的單調(diào)性對參數(shù)a如何分類,分類的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)是思維障礙之一.
【易錯點剖析】
在(2)中,函數(shù)的單調(diào)性既與ax-a-x有關(guān),還與aa2-1的符號有關(guān),若沒考慮aa2-1的符號就會出錯,另外分類討論完,在表達單調(diào)性的結(jié)論時,要綜合討論分類的情況,如果沒有一個總結(jié)性的表達也要扣分,在表達時如果不呈現(xiàn)a的題設(shè)條件中的范圍也是錯誤的.
1.一般地,進行指數(shù)冪的運算時,化負(fù)指數(shù)為正指數(shù),化根式為分?jǐn)?shù)指數(shù)冪,化小數(shù)為分?jǐn)?shù)進行運算,便于用運算性質(zhì)進行乘、除、乘方、開方運算,可以達到化繁為簡的目的.
2.比較兩個指數(shù)冪大小時,盡量化同底數(shù)或同指數(shù),當(dāng)?shù)讛?shù)相同,指數(shù)不同時,構(gòu)造同一指數(shù)函數(shù),然后比較大小;當(dāng)指數(shù)相同,底數(shù)不同時,構(gòu)造兩個指數(shù)函數(shù),利用圖象比較大?。?br>
3.指數(shù)函數(shù)在同一直角坐標(biāo)系中的圖象的相對位置與底數(shù)大小的關(guān)系如圖所示,則0cd1ab.在y軸右側(cè),圖象從上到下相應(yīng)的底數(shù)由大變??;在y軸左側(cè),圖象從下到上相應(yīng)的底數(shù)由大變小;即無論在y軸的左側(cè)還是右側(cè),底數(shù)按逆時針方向變大.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.函數(shù)y=的值域是()
A.[0,+∞)B.[1,+∞)
C.(-∞,+∞)D.[2,+∞)
2.(2011金華月考)函數(shù)y=xax|x|(0a1)的圖象的大致形狀是()
3.(2010重慶)函數(shù)f(x)=4x+12x的圖象()
A.關(guān)于原點對稱B.關(guān)于直線y=x對稱
C.關(guān)于x軸對稱D.關(guān)于y軸對稱
4.定義運算a?b=aa≤b,bab,則函數(shù)f(x)=1?2x的圖象是()
5.若關(guān)于x的方程|ax-1|=2a(a0,a≠1)有兩個不等實根,則a的取值范圍是()
A.(0,1)∪(1,+∞)B.(0,1)
C.(1,+∞)D.(0,12)
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011嘉興月考)函數(shù)f(x)=-x+3a,x0,ax,x≥0(a0且a≠1)是R上的減函數(shù),則a的取值范圍是________.
7.(2010江蘇)設(shè)函數(shù)f(x)=x(ex+ae-x),x∈R是偶函數(shù),則實數(shù)a=________.
8.若函數(shù)f(x)=ax-1(a0且a≠1)的定義域和值域都是[0,2],則實數(shù)a的值為________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011衡陽模擬)已知定義域為R的函數(shù)f(x)=-2x+b2x+1+a是奇函數(shù).
(1)求a,b的值;
(2)若對任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)0恒成立,求k的取值范圍.
10.(12分)(2010北京豐臺區(qū)期末)已知函數(shù)f(x)=3x,f(a+2)=18,g(x)=λ3ax-4x的定義域為[0,1].
(1)求a的值.
(2)若函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)遞減函數(shù),求實數(shù)λ的取值范圍.
11.(14分)(2011東莞模擬)函數(shù)y=1+2x+4xa在x∈(-∞,1]上y0恒成立,求a的取值范圍.
答案自主梳理
1.(1)a的n次方根根式根指數(shù)被開方數(shù)(2)①na②na-na±na③a⑤a2.(1)①nam②1nam③0(2)①ar+s②ars③arbr3.(1)R(2)(0,+∞)(3)(0,1)(4)y10y1(5)0y1y1(6)增函數(shù)(7)減函數(shù)
自我檢測
1.B[只有④正確.①中a0時,0,a30,所以≠a3;②中,n為奇數(shù)時且a0時,nan=a;③中定義域為[2,73)∪(73,+∞).]
2.C[∵y=(a2-3a+3)ax是指數(shù)函數(shù),∴a2-3a+3=1,解得a=2或a=1(舍去).]
3.D[y軸左、右的圖象對應(yīng)函數(shù)的底數(shù)按逆時針方向增大.所以cd1,1ab0.]
4.D[(ab-a-b)2=(ab+a-b)2-4=4,
∵a1,b0,∴ab1,0a-b1,∴ab-a-b=2.]
5.D[由f(x)=ax-b的圖象可以觀察出,函數(shù)f(x)=ax-b在定義域上單調(diào)遞減,所以0a1;
函數(shù)f(x)=ax-b的圖象是在f(x)=ax的基礎(chǔ)上向左平移得到的,所以b0.]
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引1.指數(shù)冪的化簡原則
(1)化負(fù)數(shù)指數(shù)為正指數(shù);
(2)化根式為分?jǐn)?shù)指數(shù)冪;
(3)化小數(shù)為分?jǐn)?shù).
2.指數(shù)冪的化簡結(jié)果要求為
有關(guān)有理指數(shù)冪的化簡結(jié)果不要同時含有根號和分?jǐn)?shù)指數(shù)冪,也不要既有分母又含有負(fù)指冪,即盡量化成與題目表示形式一致且統(tǒng)一的最簡結(jié)果.
解∵a,b是方程的兩根,而由9x2-82x+9=0解得x1=19,x2=9,且ab,
故a=19,b=9,
(1)化去負(fù)指數(shù)后求解.
a-1+b-1ab-1=1a+1b1ab=a+bab1ab=a+b.
∵a=19,b=9,∴a+b=829,即原式=829.
(2)原式=÷()==.
∵a=19,
∴原式=3.
變式遷移1C[原式=
==ab-1=ab.]
例2解題導(dǎo)引在作函數(shù)圖象時,首先要研究函數(shù)與某一基本函數(shù)的關(guān)系,然后通過平移、對稱或伸縮來完成.
解(1)方法一由函數(shù)解析式可得
y=(13)|x+1|=13x+1,x≥-1,3x+1,x-1.
其圖象由兩部分組成:
一部分是:y=(13)x(x≥0)――→向左平移1個單位
y=(13)x+1(x≥-1);
另一部分是:y=3x(x0)――→向左平移1個單位y=3x+1(x-1).
如圖所示.
方法二①由y=(13)|x|可知函數(shù)是偶函數(shù),其圖象關(guān)于y軸對稱,故先作出y=(13)x的圖象,保留x≥0的部分,當(dāng)x0時,其圖象是將y=(13)x(x≥0)圖象關(guān)于y軸對折,從而得出y=(13)|x|的圖象.
②將y=(13)|x|向左移動1個單位,即可得y=(13)|x+1|的圖象,如圖所示.
(2)由圖象知函數(shù)在(-∞,-1]上是增函數(shù),在[-1,+∞)上是減函數(shù).
(3)由圖象知當(dāng)x=-1時,有最大值1,無最小值.
變式遷移2A[y=ex+e-xex-e-x=1+2e2x-1,當(dāng)x0時,e2x-10,且隨著x的增大而增大,故y=1+2e2x-11且隨著x的增大而減小,即函數(shù)y在(0,+∞)上恒大于1且單調(diào)遞減.又函數(shù)y是奇函數(shù),故只有A正確.]
例3解題導(dǎo)引1.指數(shù)函數(shù)y=ax(a0且a≠1)的圖象與性質(zhì)與a的取值有關(guān),要特別注意區(qū)分a1與0a1來研究.
2.指數(shù)函數(shù)與二次函數(shù)復(fù)合而成的初等函數(shù)的性質(zhì)可通過換元的方法轉(zhuǎn)化為指數(shù)函數(shù)或二次函數(shù)的性質(zhì).
解設(shè)t=ax,則y=f(t)=t2+2t-1=(t+1)2-2.
(1)當(dāng)a1時,t∈[a-1,a],
∴ymax=a2+2a-1=14,解得a=3,滿足a1;
(2)當(dāng)0a1時,t∈[a,a-1],
∴ymax=(a-1)2+2a-1-1=14,
解得a=13,滿足0a1.
故所求a的值為3或13.
變式遷移3(1)解由2x-1≠0x≠0,
所以定義域為(-∞,0)∪(0,+∞).
(2)證明f(x)=(12x-1+12)x3可化為f(x)=2x+122x-1x3,
則f(-x)=2-x+122-x-1(-x)3
=2x+122x-1x3=f(x),
所以f(-x)=f(x).
(3)證明當(dāng)x0時,2x1,x30,
所以(12x-1+12)x30.
因為f(-x)=f(x),
所以當(dāng)x0時,f(x)=f(-x)0.
綜上所述,f(x)0.
課后練習(xí)區(qū)
1.B[由y=中x≥0,所以y=≥20=1,即函數(shù)的值域為[1,+∞).]
2.D[函數(shù)的定義域為{x|x∈R,x≠0},且y=xax|x|=ax,x0-ax,x0.當(dāng)x0時,函數(shù)是一個指數(shù)函數(shù),其底數(shù)a滿足0a1,所以函數(shù)遞減;當(dāng)x0時,函數(shù)圖象與指數(shù)函數(shù)y=ax的圖象關(guān)于x軸對稱,函數(shù)遞增.]
3.D[函數(shù)定義域為R,關(guān)于原點對稱,
∵f(-x)=4-x+12-x=1+4x2x=f(x),
∴f(x)是偶函數(shù),圖象關(guān)于y軸對稱.]
4.A[當(dāng)x0時,02x1,此時f(x)=2x;
當(dāng)x≥0時,2x≥1,此時f(x)=1.
所以f(x)=12x=2xx0,1x≥0.]
5.D[方程|ax-1|=2a有兩個不等實根可轉(zhuǎn)化為函數(shù)y=|ax-1|與函數(shù)y=2a有兩個不同交點,作出函數(shù)y=|ax-1|的圖象,從圖象觀察可知只有02a1時,符合題意,即0a12.]
6.[13,1)
解析據(jù)單調(diào)性定義,f(x)為減函數(shù)應(yīng)滿足:
0a1,3a≥a0,即13≤a1.
7.-1
解析設(shè)g(x)=ex+ae-x,則f(x)=xg(x)是偶函數(shù).
∴g(x)=ex+ae-x是奇函數(shù).
∴g(0)=e0+ae-0=1+a=0,
∴a=-1.
8.3
解析當(dāng)a1時,f(2)=2,
∴a2-1=2,a=3,經(jīng)驗證符合題意;
當(dāng)0a1時,f(0)=2,即1-1=2,無解.
∴a=3.
9.解(1)∵f(x)是定義域為R的奇函數(shù),
∴f(0)=0,即-1+b2+a=0,解得b=1,…………………………………………………(2分)
從而有f(x)=-2x+12x+1+a.
又由f(1)=-f(-1)知
-2+14+a=--12+11+a,
解得a=2.經(jīng)檢驗a=2適合題意,
∴所求a、b的值分別為2、1.……………………………………………………………(4分)
(2)由(1)知f(x)=-2x+12x+1+2=-12+12x+1.
由上式易知f(x)在(-∞,+∞)上為減函數(shù).…………………………………………(6分)
又因f(x)是奇函數(shù),
從而不等式f(t2-2t)-f(2t2-k)
=f(-2t2+k).……………………………………………………………………………(8分)
因為f(x)是減函數(shù),由上式推得t2-2t-2t2+k.
即對一切t∈R有3t2-2t-k0.
從而判別式Δ=4+12k0,解得k-13.………………………………………………(12分)
10.解方法一(1)由已知得3a+2=183a=2a=log32.…………………………(4分)
(2)此時g(x)=λ2x-4x,
設(shè)0≤x1x2≤1,因為g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)遞減函數(shù),
所以g(x1)-g(x2)=0恒成立,……………………………(8分)
即λ恒成立.由于=2,所以,實數(shù)λ的取值范圍是λ≤2.
……………………………………………………………………………………………(12分)
方法二(1)由已知得3a+2=183a=2a=log32.
……………………………………………………………………………………………(4分)
(2)此時g(x)=λ2x-4x,
因為g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)減函數(shù),
所以有g(shù)′(x)=λln22x-ln44x=2xln2(-22x+λ)≤0成立,…………………………(8分)
所以只需要λ≤22x恒成立.所以實數(shù)λ的取值范圍是λ≤2.…………………………(12分)
11.解由題意得1+2x+4xa0在x∈(-∞,1]上恒成立,
即a-1+2x4x在x∈(-∞,1]上恒成立.………………………………………………(6分)
又因為-1+2x4x=-(12)2x-(12)x,
設(shè)t=(12)x,
∵x≤1,∴t≥12
且函數(shù)f(t)=-t2-t=-(t+12)2+14(t≥12)
在t=12時,取到最大值.
∴(12)x=12即x=1時,-1+2x4x的最大值為-34,………………………………………(12分)
∴a-34.…………………………………………………………………………………(14分)
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)橢圓學(xué)案帶答案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備,作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?以下是小編為大家精心整理的“高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)橢圓學(xué)案帶答案”,但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
學(xué)案51橢圓
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解圓錐曲線的實際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實世界和解決實際問題中的作用.2.掌握橢圓的定義,幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及其簡單幾何性質(zhì).
自主梳理
1.橢圓的概念
在平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點的軌跡叫做________.這兩定點叫做橢圓的________,兩焦點間的距離叫________.
集合P={M||MF1|+|MF2|=2a},|F1F2|=2c,其中a0,c0,且a,c為常數(shù):
(1)若________,則集合P為橢圓;
(2)若________,則集合P為線段;
(3)若________,則集合P為空集.
2.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)方程x2a2+y2b2=1
(ab0)y2a2+x2b2=1
(ab0)
圖形
性
質(zhì)范圍-a≤x≤a
-b≤y≤b-b≤x≤b
-a≤y≤a
對稱性對稱軸:坐標(biāo)軸對稱中心:原點
頂點A1(-a,0),A2(a,0)
B1(0,-b),B2(0,b)A1(0,-a),A2(0,a)
B1(-b,0),B2(b,0)
軸長軸A1A2的長為2a;短軸B1B2的長為2b
焦距|F1F2|=2c
離心率e=ca∈(0,1)
a,b,c
的關(guān)系c2=a2-b2
自我檢測
1.已知△ABC的頂點B、C在橢圓x23+y2=1上,頂點A是橢圓的一個焦點,且橢圓的另外一個焦點在BC邊上,則△ABC的周長是()
A.23B.6C.43D.12
2.(2011揭陽調(diào)研)“mn0”是方程“mx2+ny2=1表示焦點在y軸上的橢圓”的()
A.充分而不必要條件B.必要而不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
3.已知橢圓x2sinα-y2cosα=1(0≤α2π)的焦點在y軸上,則α的取值范圍是()
A.3π4,πB.π4,3π4
C.π2,πD.π2,3π4
4.橢圓x212+y23=1的焦點為F1和F2,點P在橢圓上,如果線段PF1的中點在y軸上,那么|PF1|是|PF2|的()
A.7倍B.5倍C.4倍D.3倍
5.(2011開封模擬)橢圓5x2+ky2=5的一個焦點是(0,2),那么k等于()
A.-1B.1C.5D.-5
探究點一橢圓的定義及應(yīng)用
例1(教材改編)一動圓與已知圓O1:(x+3)2+y2=1外切,與圓O2:(x-3)2+y2=81內(nèi)切,試求動圓圓心的軌跡方程.
變式遷移1求過點A(2,0)且與圓x2+4x+y2-32=0內(nèi)切的圓的圓心的軌跡方程.
探究點二求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
例2求滿足下列各條件的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(1)長軸是短軸的3倍且經(jīng)過點A(3,0);
(2)經(jīng)過兩點A(0,2)和B12,3.
變式遷移2(1)已知橢圓過(3,0),離心率e=63,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知橢圓的中心在原點,以坐標(biāo)軸為對稱軸,且經(jīng)過兩點P1(6,1)、P2(-3,-2),求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
探究點三橢圓的幾何性質(zhì)
例3(2011安陽模擬)已知F1、F2是橢圓的兩個焦點,P為橢圓上一點,∠F1PF2=60°.
(1)求橢圓離心率的范圍;
(2)求證:△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長有關(guān).
變式遷移3已知橢圓x2a2+y2b2=1(ab0)的長、短軸端點分別為A、B,從此橢圓上一點M(在x軸上方)向x軸作垂線,恰好通過橢圓的左焦點F1,AB∥OM.
(1)求橢圓的離心率e;
(2)設(shè)Q是橢圓上任意一點,F(xiàn)1、F2分別是左、右焦點,求∠F1QF2的取值范圍.
方程思想的應(yīng)用
例(12分)(2011北京朝陽區(qū)模擬)已知中心在原點,焦點在x軸上的橢圓C的離心率為12,且經(jīng)過點M(1,32),過點P(2,1)的直線l與橢圓C相交于不同的兩點A,B.
(1)求橢圓C的方程;
(2)是否存在直線l,滿足PA→PB→=PM→2?若存在,求出直線l的方程;若不存在,請說明理由.
【答題模板】
解(1)設(shè)橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1(ab0),
由題意得1a2+94b2=1,ca=12,a2=b2+c2.解得a2=4,b2=3.故橢圓C的方程為x24+y23=1.[4分]
(2)若存在直線l滿足條件,由題意可設(shè)直線l的方程為y=k(x-2)+1,由x24+y23=1,y=kx-2+1,
得(3+4k2)x2-8k(2k-1)x+16k2-16k-8=0.[6分]
因為直線l與橢圓C相交于不同的兩點A,B,
設(shè)A,B兩點的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),
所以Δ=[-8k(2k-1)]2-4(3+4k2)(16k2-16k-8)0.
整理得32(6k+3)0,解得k-12.[7分]
又x1+x2=8k2k-13+4k2,x1x2=16k2-16k-83+4k2,
且PA→PB→=PM→2,
即(x1-2)(x2-2)+(y1-1)(y2-1)=54,
所以(x1-2)(x2-2)(1+k2)=54,
即[x1x2-2(x1+x2)+4](1+k2)=54.[9分]
所以[16k2-16k-83+4k2-2×8k2k-13+4k2+4](1+k2)=4+4k23+4k2=54,
解得k=±12.[11分]
所以k=12.于是存在直線l滿足條件,
其方程為y=12x.[12分]
【突破思維障礙】
直線與橢圓的位置關(guān)系主要是指公共點問題、相交弦問題及其他綜合問題.反映在代數(shù)上,就是直線與橢圓方程聯(lián)立的方程組有無實數(shù)解及實數(shù)解的個數(shù)的問題,它體現(xiàn)了方程思想的應(yīng)用,當(dāng)直線與橢圓相交時,要注意判別式大
于零這一隱含條件,它可以用來檢驗所求參數(shù)的值是否有意義,也可通過該不等式來求參數(shù)的范圍.對直線與橢圓的位置關(guān)系的考查往往結(jié)合平面向量進行求解,與向量相結(jié)合的題目,大都與共線、垂直和夾角有關(guān),若能轉(zhuǎn)化為向量的坐標(biāo)運算往往更容易實現(xiàn)解題功能,所以在復(fù)習(xí)過程中要格外重視.
1.求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,除了直接根據(jù)定義外,常用待定系數(shù)法(先定性,后定型,再定參).當(dāng)橢圓的焦點位置不明確而無法確定其標(biāo)準(zhǔn)方程時,可設(shè)方程為x2m+y2n=1(m0,n0且m≠n),可以避免討論和繁雜的計算,也可以設(shè)為Ax2+By2=1(A0,B0且A≠B),這種形式在解題中更簡便.
2.橢圓的幾何性質(zhì)分為兩類:一是與坐標(biāo)軸無關(guān)的橢圓本身固有的性質(zhì),如:長軸長、短軸長、焦距、離心率等;另一類是與坐標(biāo)系有關(guān)的性質(zhì),如:頂點坐標(biāo),焦點坐標(biāo)等.第一類性質(zhì)是常數(shù),不因坐標(biāo)系的變化而變化,第二類性質(zhì)是隨坐標(biāo)系變化而相應(yīng)改變.
3.直線與橢圓的位置關(guān)系問題.它是高考的熱點,通常涉及橢圓的性質(zhì)、最值的求法和直線的基礎(chǔ)知識、線段的中點、弦長、垂直問題等,分析此類問題時,要充分利用數(shù)形結(jié)合法、設(shè)而不求法、弦長公式及根與系數(shù)的關(guān)系去解決.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2011溫州模擬)若△ABC的兩個頂點坐標(biāo)分別為A(-4,0)、B(4,0),△ABC的周長為18,則頂點C的軌跡方程為()
A.x225+y29=1(y≠0)B.y225+x29=1(y≠0)
C.x216+y29=1(y≠0)D.y216+x29=1(y≠0)
2.已知橢圓x210-m+y2m-2=1,長軸在y軸上,若焦距為4,則m等于()
A.4B.5C.7D.8
3.已知F1、F2是橢圓的兩個焦點,過F1且與橢圓長軸垂直的直線交橢圓于A、B兩點,若△ABF2是等腰直角三角形,則這個橢圓的離心率是()
A.32B.22C.2-1D.2
4.(2011天門期末)已知圓(x+2)2+y2=36的圓心為M,設(shè)A為圓上任一點,N(2,0),線段AN的垂直平分線交MA于點P,則動點P的軌跡是()
A.圓B.橢圓
C.雙曲線D.拋物線
5.橢圓x225+y29=1上一點M到焦點F1的距離為2,N是MF1的中點,則|ON|等于()
A.2B.4C.8D.32
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.已知橢圓G的中心在坐標(biāo)原點,長軸在x軸上,離心率為32,且G上一點到G的兩個焦點的距離之和為12,則橢圓G的方程為______________.
7.(2011唐山調(diào)研)橢圓x29+y22=1的焦點為F1、F2,點P在橢圓上.若|PF1|=4,則|PF2|=________;∠F1PF2的大小為________.
8.
如圖,已知點P是以F1、F2為焦點的橢圓x2a2+y2b2=1(ab0)上一點,若PF1⊥PF2,tan∠PF1F2=12,則此橢圓的離心率是______.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知方向向量為v=(1,3)的直線l過點(0,-23)和橢圓C:x2a2+y2b2=1(ab0)的右焦點,且橢圓的離心率為63.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若已知點D(3,0),點M,N是橢圓C上不重合的兩點,且DM→=λDN→,求實數(shù)λ的取值范圍.
10.(12分)(2011煙臺模擬)橢圓ax2+by2=1與直線x+y-1=0相交于A,B兩點,C是AB的中點,若|AB|=22,OC的斜率為22,求橢圓的方程.
11.(14分)(2010福建)已知中心在坐標(biāo)原點O的橢圓C經(jīng)過點A(2,3),且點F(2,0)為其右焦點.
(1)求橢圓C的方程.
(2)是否存在平行于OA的直線l,使得直線l與橢圓C有公共點,且直線OA與l的距離等于4?若存在,求出直線l的方程;若不存在,說明理由.
學(xué)案51橢圓
自主梳理
1.橢圓焦點焦距(1)ac(2)a=c(3)ac
自我檢測
1.C2.C3.D4.A5.B
課堂活動區(qū)
例1解如圖所示,設(shè)動圓的圓心為C,半徑為r.
則由圓相切的性質(zhì)知,
|CO1|=1+r,|CO2|=9-r,
∴|CO1|+|CO2|=10,
而|O1O2|=6,
∴點C的軌跡是以O(shè)1、O2為焦點的橢圓,其中2a=10,2c=6,b=4.
∴動圓圓心的軌跡方程為
x225+y216=1.
變式遷移1解將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)形式為:
(x+2)2+y2=62,圓心B(-2,0),r=6.
設(shè)動圓圓心M的坐標(biāo)為(x,y),
動圓與已知圓的切點為C.
則|BC|-|MC|=|BM|,
而|BC|=6,
∴|BM|+|CM|=6.
又|CM|=|AM|,
∴|BM|+|AM|=6|AB|=4.
∴點M的軌跡是以點B(-2,0)、A(2,0)為焦點、線段AB中點(0,0)為中心的橢圓.
a=3,c=2,b=5.
∴所求軌跡方程為x29+y25=1.
例2解題導(dǎo)引確定一個橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,必須要有一個定位條件(即確定焦點的位置)和兩個定形條件(即確定a,b的大小).當(dāng)焦點的位置不確定時,應(yīng)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2a2+y2b2=1(ab0)或y2a2+x2b2=1(ab0),或者不必考慮焦點位置,直接設(shè)橢圓的方程為mx2+ny2=1(m0,n0,且m≠n).
解(1)若橢圓的焦點在x軸上,
設(shè)方程為x2a2+y2b2=1(ab0).
∵橢圓過點A(3,0),∴9a2=1,
∴a=3,又2a=32b,∴b=1,∴方程為x29+y2=1.
若橢圓的焦點在y軸上,設(shè)方程為y2a2+x2b2=1(ab0).
∵橢圓過點A(3,0),∴9b2=1,
∴b=3,又2a=32b,
∴a=9,∴方程為y281+x29=1.
綜上可知橢圓的方程為x29+y2=1或y281+x29=1.
(2)設(shè)經(jīng)過兩點A(0,2),B12,3的橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為mx2+ny2=1,將A,B坐標(biāo)代入方程得4n=114m+3n=1m=1n=14,∴所求橢圓方程為x2+y24=1.
變式遷移2解(1)當(dāng)橢圓的焦點在x軸上時,∵a=3,ca=63,∴c=6,從而b2=a2-c2=9-6=3,
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x29+y23=1.
當(dāng)橢圓的焦點在y軸上時,
∵b=3,ca=63,∴a2-b2a=63,∴a2=27.
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x29+y227=1.
∴所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x29+y23=1或x29+y227=1.
(2)設(shè)橢圓方程為mx2+ny2=1(m0,n0且m≠n).
∵橢圓經(jīng)過P1、P2點,∴P1、P2點坐標(biāo)適合橢圓方程,
則6m+n=1,①3m+2n=1,②
①②兩式聯(lián)立,解得m=19,n=13.
∴所求橢圓方程為x29+y23=1.
例3解題導(dǎo)引(1)橢圓上一點與兩焦點構(gòu)成的三角形,稱為橢圓的焦點三角形,與焦點三角形有關(guān)的計算或證明常利用正弦定理、余弦定理、|PF1|+|PF2|=2a,得到a、c的關(guān)系.
(2)對△F1PF2的處理方法定義式的平方余弦定理面積公式
|PF1|+|PF2|2=2a2,4c2=|PF1|2+|PF2|2-2|PF1||PF2|cosθ,S△=12|PF1||PF2|sinθ.
(1)解設(shè)橢圓方程為x2a2+y2b2=1(ab0),
|PF1|=m,|PF2|=n.
在△PF1F2中,由余弦定理可知,
4c2=m2+n2-2mncos60°.
∵m+n=2a,∴m2+n2=(m+n)2-2mn=4a2-2mn.
∴4c2=4a2-3mn,即3mn=4a2-4c2.
又mn≤m+n22=a2(當(dāng)且僅當(dāng)m=n時取等號),
∴4a2-4c2≤3a2.∴c2a2≥14,即e≥12.
∴e的取值范圍是12,1.
(2)證明由(1)知mn=43b2,∴S△PF1F2=12mnsin60°=33b2,
即△PF1F2的面積只與短軸長有關(guān).
變式遷移3解(1)∵F1(-c,0),則xM=-c,yM=b2a,
∴kOM=-b2ac.∵kAB=-ba,OM∥AB,
∴-b2ac=-ba,∴b=c,故e=ca=22.
(2)設(shè)|F1Q|=r1,|F2Q|=r2,∠F1QF2=θ,
∴r1+r2=2a,|F1F2|=2c,
cosθ=r21+r22-4c22r1r2=r1+r22-2r1r2-4c22r1r2
=a2r1r2-1≥a2r1+r222-1=0,
當(dāng)且僅當(dāng)r1=r2時,cosθ=0,∴θ∈[0,π2].
課后練習(xí)區(qū)
1.A2.D3.C4.B5.B
6.x236+y29=17.2120°8.53
9.解(1)∵直線l的方向向量為v=(1,3),
∴直線l的斜率為k=3.
又∵直線l過點(0,-23),
∴直線l的方程為y+23=3x.
∵ab,∴橢圓的焦點為直線l與x軸的交點.
∴c=2.又∵e=ca=63,∴a=6.∴b2=a2-c2=2.
∴橢圓方程為x26+y22=1.(6分)
(2)若直線MN⊥y軸,則M、N是橢圓的左、右頂點,
λ=3+63-6或λ=3-63+6,即λ=5+26或5-26.
若MN與y軸不垂直,設(shè)直線MN的方程為x=my+3(m≠0).由x26+y22=1,x=my+3得(m2+3)y2+6my+3=0.
設(shè)M、N坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),
則y1+y2=-6mm2+3,①
y1y2=3m2+3,②
Δ=36m2-12(m2+3)=24m2-360,∴m232.
∵DM→=(x1-3,y1),DN→=(x2-3,y2),DM→=λDN→,顯然λ0,且λ≠1,
∴(x1-3,y1)=λ(x2-3,y2).∴y1=λy2.
代入①②,得λ+1λ=12m2m2+3-2=10-36m2+3.
∵m232,得2λ+1λ10,即λ2-2λ+10,λ2-10λ+10,
解得5-26λ5+26且λ≠1.
綜上所述,λ的取值范圍是5-26≤λ≤5+26,
且λ≠1.(12分)
10.解方法一設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),
代入橢圓方程并作差得
a(x1+x2)(x1-x2)+b(y1+y2)(y1-y2)=0.
而y1-y2x1-x2=-1,y1+y2x1+x2=kOC=22,
代入上式可得b=2a.(4分)
由方程組ax2+by2=1x+y-1=0,得(a+b)x2-2bx+b-1=0,
∴x1+x2=2ba+b,x1x2=b-1a+b,
再由|AB|=1+k2|x2-x1|=2|x2-x1|=22,
得2ba+b2-4b-1a+b=4,(8分)
將b=2a代入得a=13,∴b=23.
∴所求橢圓的方程是x23+2y23=1.(12分)
方法二由ax2+by2=1,x+y=1
得(a+b)x2-2bx+b-1=0.(2分)
設(shè)A(x1,y1)、B(x2,y2),
則|AB|=k2+1x1-x22=24b2-4a+bb-1a+b2.
∵|AB|=22,∴a+b-aba+b=1.①(6分)
設(shè)C(x,y),則x=x1+x22=ba+b,y=1-x=aa+b,
∵OC的斜率為22,∴ab=22.(9分)
代入①,得a=13,b=23.
∴橢圓方程為x23+2y23=1.(12分)
11.解方法一(1)依題意,可設(shè)橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1(ab0),且可知其左焦點為F′(-2,0).
從而有c=2,2a=|AF|+|AF′|=3+5=8,
解得c=2,a=4.又a2=b2+c2,所以b2=12,
故橢圓C的方程為x216+y212=1.(5分)
(2)假設(shè)存在符合題意的直線l,設(shè)其方程為y=32x+t.
由y=32x+t,x216+y212=1,得3x2+3tx+t2-12=0.(7分)
因為直線l與橢圓C有公共點,
所以Δ=(3t)2-4×3×(t2-12)≥0,
解得-43≤t≤43.(9分)
另一方面,由直線OA與l的距離d=4,
得|t|94+1=4,解得t=±213.(12分)
由于±213[-43,43],所以符合題意的直線l不存在.(14分)
方法二(1)依題意,可設(shè)橢圓C的方程為x2a2+y2b2=1(ab0),
且有4a2+9b2=1,a2-b2=4.解得b2=12或b2=-3(舍去).
從而a2=16.(3分)
所以橢圓C的方程為x216+y212=1.(5分)
(2)同方法一.
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)數(shù)列的概念與簡單表示法學(xué)案有答案
第六章數(shù)列
學(xué)案28數(shù)列的概念與簡單表示法
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.了解數(shù)列的概念和幾種簡單的表示方法(列表、圖象、通項公式).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______________都叫這個數(shù)列的項;在函數(shù)意義下,數(shù)列是________________________的函數(shù),數(shù)列的一般形式為:______________________,簡記為{an},其中an是數(shù)列的第____項.
2.通項公式:
如果數(shù)列{an}的______與____之間的關(guān)系可以____________來表示,那么這個式子叫做數(shù)列的通項公式.但并非每個數(shù)列都有通項公式,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)列按項數(shù)來分,分為____________、__________;按項的增減規(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
1.(2011汕頭月考)設(shè)an=-n2+10n+11,則數(shù)列{an}從首項到第幾項的和最大()
A.10B.11
C.10或11D.12
2.已知數(shù)列{an}對任意的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,則這個數(shù)列的通項公式是()
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.下列對數(shù)列的理解:
①數(shù)列可以看成一個定義在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;
④數(shù)列的通項公式是唯一的.
其中說法正確的序號是()
A.①②③B.②③④
C.①③D.①②③④
5.(2011湖南長郡中學(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an=______.
探究點一由數(shù)列前幾項求數(shù)列通項
例1寫出下列數(shù)列的一個通項公式,使它的前幾項分別是下列各數(shù):
(1)23,415,635,863,1099,…;
(2)12,-2,92,-8,252,….
變式遷移1寫出下列數(shù)列的一個通項公式:
(1)3,5,9,17,33,…;(2)12,2,92,8,252,…;
(3)2,5,22,11,…;(4)1,0,1,0,….
探究點二由遞推公式求數(shù)列的通項
例2根據(jù)下列條件,寫出該數(shù)列的通項公式.
(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.
探究點三由an與Sn的關(guān)系求an
例3已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n2-3n+1,求{an}的通項公式.
變式遷移3(2011杭州月考)(1)已知{an}的前n項和Sn=3n+b,求{an}的通項公式.
(2)已知在正項數(shù)列{an}中,Sn表示前n項和且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an=(n+1)1011n(n∈N*),試問該數(shù)列{an}有沒有最大項?若有,求出最大項的項數(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,an最大,[10分]
即數(shù)列{an}有最大項,此時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,an+1-an0,即an+1an;
當(dāng)n=9時,an+1-an=0,即an+1=an;
當(dāng)n9時,an+1-an0,即an+1an.[8分]
故a1a2a3…a9=a10a11a12…,[10分]
∴數(shù)列{an}中有最大項,為第9、10項.[12分]
【突破思維障礙】
有關(guān)數(shù)列的最大項、最小項,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.求最大項時也可用an滿足an≥an+1an≥an-1;若求最小項,則用an滿足an≤an-1an≤an+1.
數(shù)列實質(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.
【易錯點剖析】
本題解題過程中易出現(xiàn)只解出a9這一項,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與項之間的關(guān)系,而通項公式則是研究的項an與項數(shù)n的關(guān)系.
2.求數(shù)列的通項公式是本節(jié)的重點,主要掌握三種方法:(1)由數(shù)列的前幾項歸納出一個通項公式,關(guān)鍵是善于觀察;
(2)數(shù)列{an}的前n項和Sn與數(shù)列{an}的通項公式an的關(guān)系,要注意驗證能否統(tǒng)一到一個式子中;
(3)由遞推公式求通項公式,常用方法有累加、累乘.
3.本節(jié)易錯點是利用Sn求an時,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項和Sn=n2,則a8的值為()
A.15B.16C.49D.64
2.已知數(shù)列{an}的通項公式是an=2n3n+1,那么這個數(shù)列是()
A.遞增數(shù)列B.遞減數(shù)列
C.?dāng)[動數(shù)列D.常數(shù)列
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=2(an-1),則a2等于()
A.4B.2C.1D.-2
4.(2011煙臺模擬)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項和,則S21為()
A.5B.72C.92D.132
題號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項和,且有Sn=n2+1,則數(shù)列{an}的通項an=__________________.
8.(2011安慶月考)將全體正整數(shù)排成一個三角形數(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個數(shù)是____________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)寫出下列各數(shù)列的一個通項公式.
(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項和Sn=2n2+2n,數(shù)列{bn}的前n項和Tn=2-bn.
(1)求數(shù)列{an}與{bn}的通項公式;
(2)設(shè)cn=a2nbn,證明:當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時,cn+1cn.
答案自主梳理
1.一定順序排列每一個數(shù)定義域為N*(或它的子集)a1,a2,a3,…,an,…n
2.第n項n用一個公式3.解析法(通項公式或遞推公式)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)列擺動數(shù)列常數(shù)列=5.S1Sn-Sn-1
自我檢測
1.C2.C3.C4.C
5.1n
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引(1)根據(jù)數(shù)列的前幾項求它的一個通項公式,要注意觀察每一項的特點,要使用添項、還原、分割等方法,轉(zhuǎn)化為一些常見數(shù)列的通項公式來求;
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項寫出數(shù)列的一個通項公式是不完全歸納法,它蘊涵著“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)列中各項統(tǒng)一成分母為2的分?jǐn)?shù),得
12,42,92,162,252,…,
觀察知,各項的分子是對應(yīng)項數(shù)的平方,
∴數(shù)列通項公式是an=n22.
(3)將數(shù)列各項統(tǒng)一成f(n)的形式得
2,5,8,11,…;
觀察知,數(shù)列各項的被開方數(shù)逐個增加3,且被開方數(shù)加1后,又變?yōu)?,6,9,12,…,所以數(shù)列的通項公式是an=3n-1.
(4)從奇數(shù)項,偶數(shù)項角度入手,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,…對應(yīng)項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an+1與an的差的一個關(guān)系式,我們可依次寫出前n項中所有相鄰兩項的差的關(guān)系式,然后把這n-1個式子相加,整理求出數(shù)列的通項公式.
(2)累積法:如果已知數(shù)列{an}的相鄰兩項an+1與an的商的一個關(guān)系式,我們可依次寫出前n項中所有相鄰兩項的商的關(guān)系式,然后把這n-1個式子相乘,整理求出數(shù)列的通項公式.
(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,進行變形整理,構(gòu)造出一個新的等差或等比數(shù)列,利用等差或等比數(shù)列的通項公式求解.
解(1)當(dāng)n=1,2,3,…,n-1時,可得n-1個等式,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,則需統(tǒng)一“合寫”.當(dāng)a1=S1不適合an=Sn-Sn-1時,則通項公式應(yīng)分段表示,即an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
解當(dāng)n=1時,
a1=S1=2×12-3×1+1=0;
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n+1)-2(n-1)2+3(n-1)-1=4n-5;
又n=1時,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,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=23n-1.
當(dāng)b=-1時,a1適合此等式;
當(dāng)b≠-1時,a1不適合此等式.
∴當(dāng)b=-1時,an=23n-1;
當(dāng)b≠-1時,an=3+b(n=1)23n-1(n≥2).
(2)由2Sn=an+1,得Sn=an+122,
當(dāng)n=1時,a1=S1=a1+122,得a1=1;
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1
=an+122-an-1+122,
整理,得(an+an-1)(an-an-1-2)=0,
∵數(shù)列{an}各項為正,∴an+an-10.
∴an-an-1-2=0.
∴數(shù)列{an}是首項為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,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)
對于n≥2有an=Sn-Sn-1=2n(n+1)-2(n-1)n=4n.a1也適合,
∴{an}的通項公式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,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,cn+1-cn0,即cn+1cn.…………………………………………(14分)