(二)考點(diǎn)預(yù)測(cè)題
1(2007年寧夏理4).已知是等差數(shù)列,
,其前10項(xiàng)和
,則其公差
( )
A. B.
C.
D.
[解析]由得a1=4, 則a10=a1+9d=4+9d=10,所以
.
[答案]D.
2(2008年天津卷20).在數(shù)列中,
,
,且
(
).
(Ⅰ)設(shè)(
),證明
是等比數(shù)列;
(Ⅱ)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(Ⅲ)若是
與
的等差中項(xiàng),求
的值,并證明:對(duì)任意的
,
是
與
的等差中項(xiàng).
[解析](Ⅰ)證明:由題設(shè)(
),得
,即
,
.
又,
,所以
是首項(xiàng)為1,公比為
的等比數(shù)列.
(Ⅱ)解法:由(Ⅰ)
,
,
……
,(
).
將以上各式相加,得(
).
所以當(dāng)時(shí),
上式對(duì)顯然成立.
(Ⅲ)解:由(Ⅱ),當(dāng)時(shí),顯然
不是
與
的等差中項(xiàng),故
.
由可得
,由
得
, ①
整理得,解得
或
(舍去).于是
.
另一方面,,
.
由①可得,
.
所以對(duì)任意的,
是
與
的等差中項(xiàng).
3(2008年遼寧卷21).在數(shù)列,
中,a1=2,b1=4,且
成等差數(shù)列,
成等比數(shù)列(
)
(Ⅰ)求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測(cè),
的通項(xiàng)公式,并證明你的結(jié)論;
(Ⅱ)證明:.
[解析](Ⅰ)由條件得
由此可得
.
猜測(cè).
用數(shù)學(xué)歸納法證明:
①當(dāng)n=1時(shí),由上可得結(jié)論成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),結(jié)論成立,即
,
那么當(dāng)n=k+1時(shí),
.
所以當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論也成立.
由①②,可知對(duì)一切正整數(shù)都成立.
4(2008-2009學(xué)年江蘇省鹽城市高三數(shù)學(xué)上學(xué)期第一次月考20).已知數(shù)列和
滿(mǎn)足
,
,
.
(Ⅰ) 當(dāng)時(shí),求證: 對(duì)于任意的實(shí)數(shù)
,
一定不是等差數(shù)列;
(Ⅱ) 當(dāng)時(shí),試判斷
是否為等比數(shù)列;
(Ⅲ) 設(shè)為數(shù)列
的前
項(xiàng)和,在(Ⅱ)的條件下,是否存在實(shí)數(shù)
,使得對(duì)任意的正
整數(shù),都有
?若存在,請(qǐng)求出
的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[解析](Ⅰ)當(dāng)時(shí),
假設(shè)是等差數(shù)列,由
得
,即5=2,矛盾.
故對(duì)于任意的實(shí)數(shù),
一定不是等差數(shù)列.
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),
.而
,所以
=
.
又 .
故當(dāng)時(shí),
不是等比數(shù)列.
當(dāng)時(shí),
是以
為首項(xiàng),
為公比的等比數(shù)列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,當(dāng)時(shí),
,不合要求.
所以,于是
,要使
成立,
則.
令,當(dāng)n正奇數(shù)時(shí),
;當(dāng)n正偶數(shù)時(shí),
.
故的最大值為
,最小值為
.
欲對(duì)任意的正整數(shù)n都成立,則
,即
,所以
.
綜上所述,存在唯一的實(shí)數(shù)=
,使得對(duì)任意的正整數(shù)
,都有
.
(一)等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、求和公式的應(yīng)用以及等差、等比數(shù)列的基本性質(zhì)一直是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,也會(huì)是今年高考的重點(diǎn).對(duì)數(shù)列部分的考查一方面以小題考查數(shù)列的基本知識(shí);另一方面以解答題形式考查等差、等比數(shù)列的概念、通項(xiàng)公式以及前項(xiàng)和公式.解答題作為壓軸題的可能性較大,與不等式、數(shù)學(xué)歸納法、函數(shù)等一起綜合考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)、推理、論證、運(yùn)算等能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.具體地:
1. 數(shù)列中與
的關(guān)系一直是高考的熱點(diǎn),求數(shù)列的通項(xiàng)公式是最為常見(jiàn)的題目,要切實(shí)注意
與
的關(guān)系.
2.探索性問(wèn)題在數(shù)列中考查較多,試題沒(méi)有給出結(jié)論,需要考生猜出或自己找出結(jié)論,然后給以證明.探索性問(wèn)題對(duì)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力有較高的要求.
3.等差、等比數(shù)列的基本知識(shí)必考.這類(lèi)考題既有選擇題、填空題,又有解答題;有容易題、中等題,也有難題。
4.求和問(wèn)題也是常見(jiàn)的試題,等差數(shù)列、等比數(shù)列及可以轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列求和問(wèn)題應(yīng)掌握,還應(yīng)該掌握一些特殊數(shù)列的求和.
5.將數(shù)列應(yīng)用題轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列問(wèn)題也是高考中的重點(diǎn)和熱點(diǎn),從本章在高考中所占的分值來(lái)看,一年比一年多,而且都注重能力的考查.
6.有關(guān)數(shù)列與函數(shù)、數(shù)列與不等式、數(shù)列與概率等問(wèn)題既是考查的重點(diǎn),也是考查的難點(diǎn).另外數(shù)列與程序框圖的綜合題也應(yīng)引起重視.
1(天津市漢沽一中2009屆月考文7).已知是等差數(shù)列,
,
,則該數(shù)列前10項(xiàng)和
等于( )
A.64 B.100 C.110 D.120
[解析]設(shè)公差為,則由已知得
,
.
[答案]B.
2(遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體2008年高考模擬).設(shè)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和為
,則
( )
A.18 B.17 C.16 D.15
[解析]等差數(shù)列中,公差
,
.[答案]A.
3(寧波市2008學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷10).如圖,一只青蛙在圓周上標(biāo)有數(shù)字的五個(gè)點(diǎn)上跳,若它停在奇數(shù)點(diǎn)上,則下一次沿順時(shí)針?lè)较蛱鴥蓚(gè)點(diǎn);若停在偶數(shù)點(diǎn)上,則下一次沿逆時(shí)針?lè)较蛱粋(gè)點(diǎn),若青蛙從
這點(diǎn)開(kāi)始跳,則經(jīng)2009次跳后它停在的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的數(shù)為( )
A.
B.
C.
D.
[解析]5-2-1-3-5,周期為4,2009=4×502+1,經(jīng)過(guò)2009次跳后它停在的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的數(shù)為2.
[答案]B.
4(2008~2009學(xué)年福建高考樣卷·理).已知等比數(shù)列中
,則其前3項(xiàng)的和
的取值范圍是( )
A. B.
C.
D.
[解析]設(shè)公比為,
,由
或
,所以取值范圍為
.
[答案]D.
5(2008~2009學(xué)年福州質(zhì)檢·理).,則
[解析]
.
[答案]2236.
6(溫州十校2008學(xué)年度第一學(xué)期期中高三數(shù)學(xué)試題理).已知數(shù)列的前n項(xiàng)的和
滿(mǎn)足
,則
=
.
[解析]由條件得:,
,則
,
時(shí),
.
[答案].
7(浙江省杭州市2009年第一次高考科目教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)學(xué)試題卷理科).數(shù)列中,
,
(
是不為零的常數(shù),
),且
成等比數(shù)列.
(1)求的值;
(2)求的通項(xiàng)公式;
(3)求數(shù)列的前
項(xiàng)之和
.
[解析](1),
,
,
因?yàn)?sub>,
,
成等比數(shù)列,
所以,
解得或
.
∵c≠0,∴.
(2)當(dāng)時(shí),由于
,
,
,
所以.
又,
,故
.
當(dāng)時(shí),上式也成立,
所以.
(3)令
……①
……②
①-②得:
8(一中2008-2009月考理18).已知數(shù)列{}中,
在直線(xiàn)y=x上,其中n=1,2,3….
(1)令求證數(shù)列
是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列的通項(xiàng);
、 設(shè)的前n項(xiàng)和,是否存在實(shí)數(shù)
,使得數(shù)列
為等差數(shù)列?若存在,試求出
.若不存在,則說(shuō)明理由.
[解析](I)由已知得
又
是以
為首項(xiàng),以
為公比的等比數(shù)列.
(II)由(I)知,
將以上各式相加得:
(III)解法一:
存在,使數(shù)列
是等差數(shù)列.
數(shù)列是等差數(shù)列的充要條件是
、
是常數(shù)
即
又
當(dāng)且僅當(dāng)
,即
時(shí),數(shù)列
為等差數(shù)列.
解法二:
存在,使數(shù)列
是等差數(shù)列.
由(I)、(II)知,
又
當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),數(shù)列
是等差數(shù)列.
9(2008-2009學(xué)年山東師大附中高三數(shù)學(xué)模擬考試試題文科數(shù)學(xué)21).已知函數(shù),設(shè)曲線(xiàn)
在點(diǎn)
處的切線(xiàn)與
軸的交點(diǎn)為
,其中
為正實(shí)數(shù)
(1)用
表示
;
(2)
,若
,試證明數(shù)列
為等比數(shù)列,并求數(shù)列
的通項(xiàng)公式;
(3)若數(shù)列
的前
項(xiàng)和
,記數(shù)列
的前
項(xiàng)和
,求
.
[解析](1)由題可得
,所以在曲線(xiàn)上點(diǎn)
處的切線(xiàn)方程為
,即
令,得
,即
由題意得,所以
(2)因?yàn)?sub>,所以
即,所以數(shù)列
為等比數(shù)列故
---8分
(3)當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為
,故數(shù)列
的通項(xiàng)公式為
①
①
的
②
①②得
故 .
10(廣州市越秀區(qū)2009年高三摸底調(diào)研理21).已知(m為常數(shù),m>0且
),設(shè)
是首項(xiàng)為4,公差為2的等差數(shù)列.
(1)求證:數(shù)列{an}是等比數(shù)列;
(2)若bn=an·,且數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn,當(dāng)
時(shí),求Sn;
(3)若cn=,問(wèn)是否存在m,使得{cn}中每一項(xiàng)恒小于它后面的項(xiàng)?
若存在,求出m的范圍;若不存在,說(shuō)明理由.
[解析](1)由題意 即
∴
∴ ∵m>0且
,∴m2為非零常數(shù),
∴數(shù)列{an}是以m4為首項(xiàng),m2為公比的等比數(shù)列
(2)由題意,
當(dāng)
∴ ①
①式兩端同乘以2,得
②
②-①并整理,得
=
…10分
(3)由題意
要使對(duì)一切
成立,即
對(duì)一切
成立,
①當(dāng)m>1時(shí), 成立;
②當(dāng)0<m<1時(shí),
∴對(duì)一切
成立,只需
,
解得 , 考慮到0<m<1, ∴0<m<
綜上,當(dāng)0<m<或m>1時(shí),數(shù)列{cn}中每一項(xiàng)恒小于它后面的項(xiàng).
1(2008年廣東卷2).記等差數(shù)列的前
項(xiàng)和為
,若
,
,則
( )
A.16 B.24 C.36 D.48
[解析],
,故
.
[答案]D.
2(2008年浙江卷6).已知是等比數(shù)列,
,則
=( )
(A)16()
(B)16(
)
(C)(
)
(D)
(
)
[解析]由,解得
,
數(shù)列仍是等比數(shù)列:其首項(xiàng)是
公比為
,
所以.
[答案]C.
3(2007年天津理8).設(shè)等差數(shù)列的公差
不為0,
.若
是
與
的等比中項(xiàng),則
( )
A.2 B.4 C.6 D.8
[解析]是
與
的等比中項(xiàng),則
,
又,則
,
(舍負(fù)).
[答案]B.
4(2008年江蘇卷10).將全體正整數(shù)排成一個(gè)三角形數(shù)陣:
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
. . . . . . .
按照以上排列的規(guī)律,第n 行(n ≥3)從左向右的第3 個(gè)數(shù)為 。
[解析]前n-1 行共有正整數(shù)1+2+…+(n-1)個(gè),即個(gè),因此第n 行第3 個(gè)數(shù)是全體正整數(shù)中第
+3個(gè),即為
.
[答案].
5(2007年浙江文19) .已知數(shù)列{}中的相鄰兩項(xiàng)
、
是關(guān)于x的方程
的兩個(gè)根,且
≤
(k =1,2,3,…).
(I)求及
(n≥4)(不必證明);
(Ⅱ)求數(shù)列{}的前2n項(xiàng)和S2n.
[解析] (I)方程的兩個(gè)根為
.
當(dāng)k=1時(shí),,所以
;
當(dāng)k=2時(shí),,所以
;當(dāng)k=3時(shí),
,所以
;
當(dāng)k=4時(shí),,所以
;
因?yàn)閚≥4時(shí),,所以
(Ⅱ)
=.
6(2007年山東理17).設(shè)數(shù)列滿(mǎn)足
,
.
(Ⅰ)求數(shù)列的通項(xiàng);
(Ⅱ)設(shè),求數(shù)列
的前
項(xiàng)和
.
[解析](I)
,
.
驗(yàn)證時(shí)也滿(mǎn)足上式,
.
(II)
,
,
,
則,
,所以
.
7(2008年安徽卷21).設(shè)數(shù)列滿(mǎn)足
為實(shí)數(shù)
(Ⅰ)證明:對(duì)任意
成立的充分必要條件是
;
(Ⅱ)設(shè),證明:
;
(Ⅲ)設(shè),證明:
[解析](Ⅰ)必要性 : ,
又 ,即
充分性 :設(shè) ,對(duì)
用數(shù)學(xué)歸納法證明
當(dāng)時(shí),
.假設(shè)
則,且
,由數(shù)學(xué)歸納法知
對(duì)所有
成立
(Ⅱ) 設(shè) ,當(dāng)
時(shí),
,結(jié)論成立
當(dāng) 時(shí),
,由(1)知
,所以
且
(Ⅲ)設(shè) ,當(dāng)
時(shí),
,結(jié)論成立
當(dāng)時(shí),由(2)知
.
2.等差數(shù)列、等比數(shù)列
(1) 理解等差數(shù)列、等比數(shù)列的概念.
(2)掌握等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式.
(3)能在具體的問(wèn)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(wèn)題.
④ 了解等差數(shù)列與一次函數(shù)、等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.
高考對(duì)數(shù)列的考查比較全面,重點(diǎn)是等差、等比數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式、等差(比)中項(xiàng)及等差和等比數(shù)列性質(zhì)的靈活運(yùn)用;在能力要求上,主要考查學(xué)生的運(yùn)算能力,邏輯思維能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,其中考查思維能力是支柱,運(yùn)算能力是主體,應(yīng)用是歸宿.
主要考點(diǎn)有:
1.?dāng)?shù)列的概念和簡(jiǎn)單表示法
(1)了解數(shù)列的概念和幾種簡(jiǎn)單的表示方法(列表、圖像、通項(xiàng)公式).
(2)了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類(lèi)函數(shù).
10.(2000春全國(guó))已知拋物線(xiàn)y2=4px(p>0),O為頂點(diǎn),A、B為拋物線(xiàn)上的兩動(dòng)點(diǎn),且滿(mǎn)足OA⊥OB,如果OM⊥AB于M點(diǎn),求點(diǎn)M的軌跡方程.
分析:點(diǎn)M隨著A、B兩點(diǎn)的變化而變化,點(diǎn)M是OM與AB的交點(diǎn),而A、B為拋物線(xiàn)上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M與A、B的直接關(guān)系不明顯,因此需引入?yún)?shù).
解法一:設(shè)M(x0,y0),則kOM=,kAB=-
,
直線(xiàn)AB方程是y=-(x-x0)+y0.
由y2=4px可得x=,代入上式整理得
x0y2-(4py0)y-4py02-4px02=0. ①
此方程的兩根y1、y2分別是A、B兩點(diǎn)的縱坐標(biāo),
∴A(,y1)、B(
,y2).
∵OA⊥OB,∴kOA·kOB=-1.
∴·
=-1.∴y1y2=-16p2.
根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,由①可得
y1·y2=,
∴=16p2.
化簡(jiǎn),得x02+y02-4px0=0,
即x2+y2-4px=0(除去原點(diǎn))為所求.
∴點(diǎn)M的軌跡是以(2p,0)為圓心,以2p為半徑的圓,去掉坐標(biāo)原點(diǎn).
解法二:設(shè)M(x,y),直線(xiàn)AB方程為y=kx+b,
由OM⊥AB得k=-.
由y2=4px及y=kx+b消去y,得
k2x2+x(2kb-4p)+b2=0.
所以x1x2=.消去x,得ky2-4py+4pb=0.
所以y1y2=.由OA⊥OB,
得y1y2=-x1x2,
所以=-
,b=-4kp.
故y=kx+b=k(x-4p).
用k=-代入,得
x2+y2-4px=0(x≠0).
解法三:設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,y),直線(xiàn)OA的方程為y=kx,
|
|
y2=4px,
類(lèi)似地可得B點(diǎn)的坐標(biāo)為(4pk2,-4pk),
從而知當(dāng)k≠±1時(shí),
kAB==
.
故得直線(xiàn)AB的方程為y+4pk=(x-4pk2),
即(-k)y+4p=x,
①
直線(xiàn)OM的方程為y=-(-k)x. ②
可知M點(diǎn)的坐標(biāo)同時(shí)滿(mǎn)足①②,
由①及②消去k便得4px=x2+y2,
即(x-2p)2+y2=4p2,但x≠0,
當(dāng)k=±1時(shí),容易驗(yàn)證M點(diǎn)的坐標(biāo)仍適合上述方程.
故點(diǎn)M的軌跡方程為(x-2p)2+y2=4p2(x≠0),
它表示以點(diǎn)(2p,0)為圓心,以2p為半徑的圓.
[探索題](2006遼寧)
已知點(diǎn),
是拋物線(xiàn)
上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),
是坐標(biāo)原點(diǎn),向量
,
滿(mǎn)足
.設(shè)圓
的方程為
(I)證明線(xiàn)段是圓
的直徑;
(II)當(dāng)圓C的圓心到直線(xiàn)x-2y=0的距離的最小值為時(shí),求P的值。
(I)證法一:∵,
∴,
即,
整理得.
∴ 1
設(shè)點(diǎn)是以線(xiàn)段
為直徑得圓上得任意一點(diǎn),則
即
展開(kāi)上式并將1帶入得
故線(xiàn)段是圓
的直徑.
證法二:同法一得:
1
以 AB 為直徑的圓的方程是
,
展開(kāi),并將①代入得
所以線(xiàn)段 AB 是圓 C 的直徑
(II)解法一:設(shè)圓的圓心為
則
∵
∴
又∵=0
∴ ∴
∵,∴
, ∴
∴
,
所以圓心的軌跡方程為:
設(shè)圓心到直線(xiàn)
的距離為
,則
當(dāng)時(shí),
有最小值
,由題設(shè)得
,∴
解法二:同法一得:圓心的軌跡方程為:
設(shè)直線(xiàn)與
的距離為
,則
當(dāng)與
僅有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),
該點(diǎn)到
的距離最小,最小值為
,
由 ②
③
消x得,
由
得 (∵
)
解法三:設(shè)圓的圓心為
,則
若圓心到直線(xiàn)
的距離為
,那
∵
∴
又∵,
,
∵,∴
∴
當(dāng)時(shí),
有最小值
,由題設(shè)得
,
∴
9.(本小題滿(mǎn)分14分)(2005年春考·北京卷·理18)
如圖,O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線(xiàn)
在
軸和
軸上的截距分別是
和
,且交拋物線(xiàn)
于
、
兩點(diǎn).
(1)寫(xiě)出直線(xiàn)的截距式方程;
(2)證明:;
(3)當(dāng)時(shí),求
的大。
(Ⅰ)解:直線(xiàn)l的截距式方程為 ①
(Ⅱ)證明:由①及y2=2px消去x可得
②
點(diǎn)M,N的縱坐標(biāo)y1, y2為②的兩個(gè)根,故
(Ⅲ)解:設(shè)OM,ON的斜率分別為k1,k2,
8.(本小題滿(mǎn)分14分)(2005年高考·廣東卷17)
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線(xiàn)y=x2上異于坐標(biāo)原點(diǎn)O的兩不同動(dòng)點(diǎn)A、B滿(mǎn)足AO⊥BO(如圖4所示).
(Ⅰ)求△AOB的重心G(即三角形三條中線(xiàn)的交點(diǎn))的軌跡方程;
(Ⅱ)△AOB的面積是否存在最小值?若存在,請(qǐng)求出最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(I)設(shè)△AOB的重心為G(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2), 則 …(1)
∵OA⊥OB,即, ……(2)
又點(diǎn)A,B在拋物線(xiàn)上,有,代入(2)化簡(jiǎn)得
∴,
所以重心為G的軌跡方程為.
(II)
由(I)得
當(dāng)且僅當(dāng)即
時(shí),
.
所以△AOB的面積存在最小值,且最小值為1.
7.(2005春北京文)
如圖,O為坐標(biāo)原點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P(2,0)且斜率為k的直線(xiàn)l交拋物線(xiàn)y2=2x于M(x1,y1),N(x2, y2)兩點(diǎn).
(1)求x1x2與y1y2的值;
(2)求證:OM⊥ON.
(Ⅰ)解:直線(xiàn)l的方程為
①
代入y2=2x消去y可得
②
點(diǎn)M,N的橫坐標(biāo)x1與 x2是②的兩個(gè)根,
由韋達(dá)定理得
(Ⅱ)證明:設(shè)OM,ON的斜率分別為k1, k2,
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