2022-2023学年重庆市缙云教育联盟高二下学期期末数学试题(含解析)
展开1.函数y=42−x+3x22的导数是
.( )
A. 82−x+3x2B. 2−1+6x2
C. 82−x+3x26x−1D. 42−x+3x26x−1
2.已知单位圆上第一象限一点P沿圆周逆时针旋转π3到点Q,若点Q的横坐标为−12,则点P的横坐标为
( )
A. 13B. 12C. 22D. 32
3.准线方程为x=2的抛物线的标准方程为
( )
A. y2=−8xB. y2=−4xC. x2=−8yD. x2=4y
4.若满足∠ABC=π4,AC=6,BC=k的▵ABC恰有一个,则实数k的取值范围是
.( )
A. 0,6B. 0,6∪6 2C. 6,6 2D. 6,6 2
5.将函数f(x)=2sin2x−π3的图象向右平移π6个单位后所得到的函数记为g(x),则下列结论中正确的是
.( )
A. g(x)的对称中心为kπ2+π6,0(k∈Z)
B. g(x)=2sin2x+π3
C. g(x)在π12,7π12上单调递减
D. g(x)的图象关于x=π12对称
6.已知函数f(x)=4−4x−1,x≤2−3x2+24x−36,x>2,若在区间1,+∞上存在xii=1,2,⋯,n,使得fxixi=k0
A. 1B. 2C. 3D. 4
7.定义域为R的函数fx,gx满足f1>12,f2<12,且对于任意s,t均有2fsgt=gs+t−gs−t,2gsgt=fs−t−fs+t,则
.( )
A. f0+g0>1B. 12
8.如图,在棱长为2的正四面体ABCD中,点N,M分别为▵ABC和▵ABD的重心,P为线段CM上一点.
( )
A. AP+BP的最小为2
B. 若DP⊥平面ABC,则CP= 64CM
C. 若DP⊥平面ABC,则三棱锥P−ABC外接球的表面积为9π2
D. 若F为线段EN的中点,且DP//MF,则MP=25MC
二、多选题(本大题共4小题,共20分。在每小题有多项符合题目要求)
9.若四边形ABCD是矩形,则下列命题中正确的是
.( )
A. AD,CB共线B. AC,BD相等
C. AD,CB模相等,方向相反D. AC,BD模相等
10.若函数f(x)=tan2x的图象向右平移π6个单位得到函数g(x)的图象,那么下列说法正确的是
( )
A. 函数g(x)的定义域为{x|x≠kπ+5π6,k∈Z}
B. 函数g(x)在(−π12,5π12)单调递增
C. 函数g(x)图象的对称中心为(kπ2+π6,0),k∈Z
D. 函数g(x)≤1的一个充分条件是π6
( )
A. 因为a、b为正实数,所以ba+ab≥2 ba⋅ab=2
B. 因为x∈R,所以1x2+1>1
C. 因为a<0,所以4a+a≥2 4a⋅a=4
D. 因为x、y∈R,xy<0,所以xy+yx=−−xy+−yx≤−2 −xy⋅−yx=−2当且仅当x=−y时,等号成立.
12.下列不等关系正确的是
.( )
A. 3e
13.由变量x与y相对应的一组成对样本数据(1,y1)、(5,y2)、(7,y3)、(13,y4)、(19,y5)得到的经验回归方程为y=2x+45,则y= .
14.an为等差数列,Sn为其前n项和,若S3=4a4,则a10= .
15.设P为直线3x−4y+11=0上的动点,过点P作圆C:x2+y2−2x−2y+1=0的两条切线,切点分别为A,B,则四边形PACB面积的最小值为 .
16.若存在无穷数列an,bn满足:对于任意n∈N+,an+1,bn+1是方程x2−12(an+bn)x+ anbn=0的两根,且a10=1,b1>0,则b1= .
四、解答题(本大题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(本小题10分)
将下列指数式与对数式互化:
(1)ea=16;
(2)64−13=14;
(3)lg39=2;
(4)lgxy=z(x>0且x≠1,y>0).
18.(本小题12分)
根据下列条件,求中心在原点,对称轴在坐标轴上的椭圆方程:
(1)焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍,且过点2,−6;
(2)焦点在x轴上,一个焦点与短轴的两端点连线互相垂直,且半焦距为6.
19.(本小题12分)
已知函数f(x)=ex+ax2−x−1,a∈R.
(1)若曲线y=f(x)在(−1,f(−1))处的切线过点(0,0),求a的值;
(2)若f(x)在x=0处取得极小值,求a的取值范围.
20.(本小题12分)
(1)已知sinπ12−α=35,且−3π2<α<−π2,求sin5π12+α的值;
(2)在▵ABC中,已知sinA+csA=15,求tanA的值.
21.(本小题12分)
四棱锥S—ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD,已知
∠ABC = 45°,AB=2,BC=2 2,SA=SB = 3
(1)证明SA⊥BC;
(2)求直线SD与平面SAB所成角的大小.
22.(本小题12分)
已知等比数列an的公比为λλ>1,且a1=1,数列bn满足bn+1−bn=an+1−λ,
b1=1λ−1.
(1)求数列bn的通项公式.
(2)规定:x表示不超过x的最大整数,如−1.2=−2,2.1=2.若λ=2,cn=1bn+2n−2,记Tn=c1+c2+c3+⋅⋅⋅+cnn≥2求Tn2−2Tn+2Tn−1的值,并指出相应n的取值范围.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查简单复合函数的导数,属于较易题.
根据复合函数的求导法则可求得结果.
【解答】
解: y′=4×22−x+3x2⋅2−x+3x2′
=82−x+3x2−1+6x .
故选:C
2.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了三角函数的定义,理解任意角的三角函数定义是关键,属于基础题.
根据任意角的三角函数的定义可得 cs∠xOQ=−12 ,从而可得 ∠xOQ=2π3+2kπk∈Z ,进而求出 ∠xOP=π3+2kπk∈Z ,再利用三角函数的定义即可求解.
【解答】
解:由单位圆上第一象限一点 P 沿圆周逆时针旋转 π3 到点 Q ,
点 Q 的横坐标为 −12 ,所以 cs∠xOQ=−12 ,
即 ∠xOQ=2π3+2kπk∈Z ,
所以 ∠xOP=π3+2kπk∈Z ,
设点 P 的横坐标为 a ,
则 .
故选:B.
3.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查抛物线的标准方程
根据抛物线的准线方程,设出抛物线的标准方程,再根据准线方程的公式求解.
【解答】
解:因为准线方程 x=2 ,所以抛物线的开口向左,
所以设抛物线方程 y2=−2pxp>0 ,则 p2=2⇒p=4 ,
所以抛物线的标准方程为 y2=−8x .
故选:A
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查利用正弦定理判定三角形解的个数,属于较易题.
由已知结合正弦定理先表示出 sinA ,然后结合正弦函数的性质可求 sinA 的范围,进而可求 k 的范围.
【解答】
解:由正弦定理可得 asinA=bsinB ,
故 sinA=asinBb= 22k6= 2k12 ,
由 A∈0,3π4 且 ▵ABC 恰有一个,
故 0
5.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查求正弦(型)函数的对称轴、对称中心,属于一般题.
根据三角函数图象变换求得 gx ,利用整体代入法求得 gx 的对称中心,结合三角函数单调性、对称性求得正确选项.
【解答】
解:函数 f(x)=2sin2x−π3 的图象向右平移 π6 个单位得到 gx=2sin2x−π6−π3=2sin2x−2π3 ,
gx=2sin2x−2π3=2sin2x+π3−π=−2sin2x+π3 ,B选项错误;
2x+π3=kπ,x=kπ2−π6 ,所以 gx 的对称中心为 kπ2−π6,0(k∈Z) ,A选项错误;
π12
故选:D.
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查分段函数的图象,函数零点、方程的根的个数
由 f(x) 解析式画出函数图象,将问题转化为 y=fx,y=kx(0
解:由题设, f(x)=4x,x⩽18−4x,1
作出函数 fx 如图所示,问题转化为 y=fx,y=kx(0
当 k∈(24−12 3,4) 时,交点为1个;
当 k∈{24−12 3} 时,交点为2个;
当 k∈(0,24−12 3) 时,交点为3个;
所以 n 的取值为1,2,3.
故选:D.
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题考察两角和与差的余弦公式、函数值的计算以及函数值比较大小,属于较难题.
取 fx=csx , gx=sinx ,验证满足各个条件,再根据三角函数的公式,依次计算每个选项得到答案.
【解答】
解:取 fx=csx , gx=sinx ,满足 f1=cs1>cs60∘=12 , f(2)=cs 2<0<12 ,
sins+t−sins−t=2csssint ,即 2fsgt=gs+t−gs−t ;
css+t−css−t=2sinssint ,即 2gsgt=fs−t−fs+t ,
上述函数满足题设要求,
对选项A: f0+g0=cs0+sin0=1 ,错误(排除);
对选项B: f−1−g−1=cs−1−sin−1= 2sin1+π4> 2sinπ2+π4=1 ,错误(排除);
对选项C: cs1cs2−sin1sin2=cs1+2=cs3<0 ,
故 f1f2
故选:C.
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了线面垂直,球的表面积,共线定理,属于难题.
A选项由线面垂直证得CM⊥BM,CM⊥AM,进而由点P与点M重合时即可判断;B选项利用内切球求得 DP=34DN 即可判断;C选项找到球心,由勾股定理求得半径,即可判断;D选项由空间向量的线性运算即可判断.
【解答】
解:易得 DE⊥AB,CE⊥AB ,又 DE∩CE=E ,且DE,CE⊂面 CDE
则 AB⊥ 面 CDE ,又 CM⊂ 面 CDE ,则 AB⊥CM ,同理可得 CM⊥BD ,
AB∩BD=B ,而AB,BD⊂平面ABD,
则CM⊥平面ABD,
又 AM,BM⊂ 平面 ABD ,所以CM⊥BM,CM⊥AM.
则当点P与点M重合时, AP+BP 取得最小值,
又 AM=BM=DM=23DE=23× 22−12=2 33 ,
则最小值为 AM+BM=4 33 ,A错误.
在正四面体ABCD中,因为DP⊥平面ABC,易得 P 在 DN 上,所以 DN∩CM=P ,又点N,M也是 ▵ABC 和 ▵ABD 的内心,
则点P为正四面体ABCD内切球的球心.
CN=23CE=2 33 , DN= CD2−CN2=2 63 .
设正四面体ABCD内切球的半径为r,
因为 VD−ABC=VP−ABC+VP−ABD+VP−BCD+VP−ACD ,
所以 13S▵ABC⋅DN=13S▵ABC⋅r+13S▵ABD⋅r+13S▵BCD⋅r+13S▵ACD⋅r ,
解得 r=NP=DN4= 66 ,即 DP=34DN ,故 CP=34CM ,B错误.
设三棱锥P−ABC外接球的球心为O,半径为R,
易得球心 O 在直线 DN 上,且 ON⊥NC ,
则 R2=OC2=CN2+(OP−NP)2 ,
解得 R=3 64 ,故三棱锥P−ABC外接球的表面积为 4πR2=27π2 ,C错误.
若F为线段EN的中点,则 EF=12EN=16EC , MF=ME+16EC=13DE+16ED+16DC=16DE+16DC=14DM+16DC .
设 MP=λMC ,则 DP=DM+λMC=DM+λMD+λDC=1−λDM+λDC .
因为 DP//MF ,
所以设 MF=μDP ,则 14=1−λμ,16=λμ, 解得 λ=25,μ=512, 故 MP=25MC ,D正确.
故选:D.
9.【答案】ACD
【解析】【分析】
本题考查向量的共线,相等,模,向量的加减法的几何意义,属于较易题.
根据向量的加减法的平行四边形法则和矩形的性质综合判定是关键.根据向量的加法和减法的几何意义(平行四边形法则),结合矩形的判定与性质进行分析可解.
【解答】
解:∵四边形ABCD是矩形, ∴AD//BC,AC=BD ,
所以 AD,CB 共线, AC,BD 模相等,故A、D正确;
∵矩形的对角线相等,∴|AC|=|BD|,
AC,BD 模相等,但的方向不同,故B不正确;
|AD|=|CB|且AD // CB,所以 AD,CB 的模相等,方向相反,
故C正确.
故选:ACD.
10.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查正切函数的性质和图象变换,属于中档题.
根据平移可得 gx 的表达式,然后利用正切函数的定义域,单调性,对称性和值域进行判断即可.
【解答】
解:由题可知: gx=tan2x−π3
令 2x−π3≠π2+kπ,k∈Z ,即 x≠5π12+kπ2,k∈Z
所以函数g(x)的定义域为 xx≠5π12+kπ2,k∈Z ,故A错
令 −π2+kπ<2x−π3<π2+kπ⇒−π12+kπ2
当 k=0 时,可得函数g(x)在(−π12,5π12) 单调递增,故B正确
令 2x−π3=kπ2⇒x=π6+kπ4,k∈Z ,
故函数对称中心为(kπ4+π6,0),k∈Z,故C错
tan2x−π3≤1⇒−π2+kπ<2x−π3≤π4+kπ,k∈Z
所以 −π12+kπ2
11.【答案】AD
【解析】【分析】
本题考查不等式的基本性质和基本不等式,属于中档题.
对于A选项由基本不等式判断;对于B选项由不等式的基本性质判断;对于C选项由基本不等式判断;对于D选项由基本不等式判断.
【解答】
解:对于A选项,因为 a 、 b 为正实数,则 ba 、 ab 为正实数,
由基本不等式可得 ba+ab≥2 ba⋅ab=2 ,当且仅当 a=b 时,等号成立,A选项正确;
对于B选项, ∵x2+1≥1 ,所以, 0<1x2+1≤1 ,B选项错误;
对于C选项,当 a<0 时, 4a+a=−−4a+−a≤−2 −4a⋅−a=−4 ,
当且仅当 a=−2 时,等号成立,C选项错误;
对于D选项,因为 x 、 y∈R , xy<0 ,则 yx 、 xy 均为负数,
由基本不等式可得 xy+yx=−−xy+−yx≤−2 −xy⋅−yx=−2 ,
当且仅当 x=−y 时,等号成立,D选项正确.
故选:AD.
12.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查利用导数比较大小,属于较难题.
解答比较函数值大小问题,常见的思路有两个:
(1)判断各个数值所在的区间;
(2)利用函数的单调性直接解答.
数值比较多的比较大小问题也也可以利用两种方法的综合应用.
构造函数 fx=lnxx ,利用导数分析函数 fx 的单调性,结合函数 fx 、指数函数、幂函数的单调性逐项判断各选项,可得出合适的选项.
【解答】
解:构造函数 fx=lnxx ,其中 x>0 ,则 f′x=1−lnxx2 ,
当 0
当 x>e 时, f′x<0 ,此时函数 fx 单调递减,则 fx≤fe=1e ,
对于A选项, f3
故 elnπ>e2−eπ>2.7×2−2.723.1>2.7×2−0.88=3.024>3 ,
所以 elnπ>3 ,即 lnπe>lne3 ,所以, πe>e3 ,故 e3<πe
故 lnπ3>π ,故 π3>eπ ,C错;
对于D选项,因为 f3>fπ ,即 ln33>lnππ ,则 3lnπ<πln3 ,即 lnπ3
故选:ABD.
13.【答案】63
【解析】【分析】
本题考查回归直线方程,属于基础题.
求出 x ,代入 y=2x+45 ,可得 y .
【解答】
解:由题意, x=1+5+7+13+195=9 ,
代入 y=2x+45 ,可得 y=2×9+45=63 .
故答案为:63.
14.【答案】0
【解析】【分析】
本题考查了等差数列的性质以及相关计算,属于较易题.
根据等差数列的性质及通项公式计算即可得解.
【解答】
解:因为 S3=4a4 ,所以 3a2=4a4 ,即 3a2=4(a2+2d) ,
所以 a2+8d=0 ,所以 a10=a2+8d=0 .
故答案为:0.
15.【答案】 3
【解析】【分析】
本题考查圆中三角形(四边形)的面积,考查点到直线的距离,属于中档题.
四边形形PACB的面积为2S△APC=2× 12 |PA|r=|PA|= |PC|2−r2 ,进而求出PC|的最小值即可.
【解答】
解:圆的标准方程为(x−1)2+(y−1)2=1,圆心为C(1,1),半径r=1,
根据对称性可知,四边形PACB的面积为2S△APC=2× 12 |PA|r=|PA|= |PC|2−1 ,
要使四边形PACB的面积最小,则只需|PC|最小,
|PC|最小时为圆心到直线l:3x−4y+11=0的距离 d=|3−4+11| 32+−42=2 .
所以四边形PACB面积的最小值为 |PC|min2−1= 3 .
故答案为: 3 .
16.【答案】512
【解析】【分析】
本题主要考查了数列的递推关系式,等比数列的通项公式的综合应用,着重考查了分类讨论思想,以及推理与运算能力,属于难题.运用二次方程的韦达定理和等比数列的通项公式,以及数列的递推公式,对数列 an , bn 的各项符号讨论,即可得到所求的值,得到答案.
【解答】
解:由题意知, an+1,bn+1 是方程 x2−12(an+bn)x+ anbn=0 的两根,
可得 an+1+bn+1=12(an+bn),an+1⋅bn+1= anbn ,
即有 an+1+bn+1=12n(a1+b1),an+1⋅bn+1=a1b112n ,
若 a1⋅b1>0 ,可得 an⋅bn>0 ,
由 an+1+bn+1≥2 an+1bn+1 ,可得 12n(a1+b1)≥2(a1b1)12n+1 ,
对于给定的 a1,b1 ,显然是不可能的,对于任意的n都成立,
同样可以证明 an>0,bn>0 ,也不可能同时成立,所以 a10=1 ,可得 b10=0 ,
倒推可得 a1+b1=29(a10+b10),a1b1=(a10b10)29 ,
所以 a1=0,b1=29=512 .
故答案为: 512 .
17.【答案】解:(1)由已知等式,两边取对得: lgeea=lge16=ln16 ,即 a=ln16 .
(2)由已知等式,两边取对得: lg6464−13=lg6414 ,即 lg6414=−13 .
(3)由已知等式,可得: 3lg39=32 ,即32=9.
(4)由已知等式,可得: xlgxy=xz ,即 xz=y .
【解析】本题考查指对互化的应用,属于较易题.
根据指对数关系,结合已知等式将指数式化为对数式,或将对数式化成指数式即可.
18.【答案】解:(1)已知椭圆焦点在 x 轴上,可设椭圆方程为 x2a2+y2b2=1(a>b>0) ,
由于长轴长是短轴长的2倍,且过点 2,−6 ,
则有 2b=a4a2+36b2=1 ,解得: a=2 37b= 37 ,
∴椭圆方程为 x2148+y237=1 ;
(2)已知椭圆焦点在 x 轴上,可设椭圆方程为 x2a2+y2b2=1(a>b>0) ,
将椭圆的一个焦点与短轴的两端点连线互相垂直,如图:
A1,A2 为椭圆的短轴的端点, F 为椭圆的一个焦点,
则 ▵A1FA2 为等腰直角三角形, OF 为斜边 A1A2 上的中线(高),
且 OF=c,A1A2=2b ,所以 b=c ,
又因为半焦距为6,则 c=6 ,
所以b=c=6 ,所以 a2=b2+c2=72 ,
即所求的椭圆方程为 x272+y236=1 .
【解析】本题考查椭圆的标准方程,属于一般题.
(1)根据题意,设椭圆方程为 x2a2+y2b2=1(a>b>0) ,结合条件得出 2b=a ,将点 2,−6 代入椭圆方程,从而求出 a,b ,即可得到椭圆的标准方程;
(2)根据题意,设椭圆方程为 x2a2+y2b2=1(a>b>0) ,结合椭圆的对称性得出 b=c ,由半焦距得出 c=6 ,最后根据 a2=b2+c2 求出 a2 ,从而得出椭圆的标准方程.
19.【答案】解:(1)函数 f(x)=ex+ax2−x−1 ,
所以 f(−1)=1e+a ,
故切点为 −1,1e+a ,
又 f′(x)=ex+2ax−1 ,
则 f′(−1)=1e−2a−1 ,
故切线方程为 y−1e+a=1e−2a−1(x+1) ,
又切线过点 (0,0) ,
故 −1e+a=1e−2a−1 ,
所以 a=2e−1 ;
(2)函数 f(x)=ex+ax2−x−1 ,
则 f′(x)=ex+2ax−1 ,设g(x)=ex+2ax−1
所以 g′(x)=ex+2a ,
因为 f(x) 在 x=0 处取得极小值,
则 f′(0)=0 ,
当 g′(x)>0 时,则 f ′(x) 单调递增,
故当 x<0 时, f′(x)<0 ,则 f(x) 单调递减,
当 x>0 时, f′(x)>0 ,则 f(x) 单调递增,
此时 f(x) 在 x=0 处取得极小值,
则 g′(0)=1+2a>0 ,解得 a>−12 ,
故实数a的取值范围为 (−12,+∞) .
【解析】本题考察已知切线(斜率、倾斜角)求参数、利用导数根据极值或极值点求参,属于一般题.
(1)根据导数求出切线的斜率得出切线方程,再由过点 (0,0) 求解;
(2)根据函数在 x=0 处取得极小值,利用导数建立不等式求解即可.
20.【答案】解:(1) ∵−3π2<α<−π2 , ∴7π12<π12−α<19π12 ,
即 π12−α 可能在第二,三,四象限,
又 sinπ12−α=35>0 , ∴π12−α 在第二象限,
∴csπ12−α=− 1−sin2π12−α=−45 ,
∴sin5π12+α=sinπ2−π12−α=csπ12−α=−45 ;
(2) ∵sinA+csA=15 ①,
∴sinA+csA2=1+2sinAcsA=125 ,
∴sinAcsA=−1225 ②,
由①②得 sinA=45csA=−35 或 sinA=−35csA=45 ,
又在 ▵ABC 中必有 sinA>0 ,
∴sinA=45csA=−35 ,
∴tanA=sinAcsA=−43 .
【解析】本题考查同角三角函数基本关系和诱导公式的而应用,属于中档题.
(1)先通过角的范围求出 csπ12−α ,在利用诱导公式变形 sin5π12+α=sinπ2−π12−α 后,即可利用 csπ12−α 求值;
(2)将 sinA+csA=15 两边同时平方可得 sinAcsA 的值,再结合 sinA+csA 可求出 sinA,csA ,进而可求出 tanA 的值.
21.【答案】解:(1)作SO⊥BC,垂足为O,连结AO,由侧面SBC⊥底面ABCD,SO⊂侧面SBC,得SO⊥底面ABCD.
AO⊂ 底面ABCD,所以SO⊥AO,因为SA=SB,所以 SA2−SO2=SB2−SO2 ,即AO=BO.
又∠ABC=45°,故△AOB为等腰直角三角形,AO⊥BO,又 SO∩AO=O ,SO,AO⊂平面SOA,所以BC⊥平面SOA,又 SA⊂ 平面SOA,所以SA⊥BC.
(2)由(1)知,OS,OA,OB两两垂直,如图,以O为坐标原点,OA为x轴正向,OB为y轴正向,OS为z轴正向建立空间直角坐标系O—xyz,
其中 A 2,0,0 , B0, 2,0 , C0,− 2,0 , S0,0,1 , D 2,−2 2,0
设平面SAB的法向量为 m=x,y,z ,则 m⋅AB=− 2x+ 2y=0m⋅SB= 2y−z=0 ,令 y=1 得: x=1,z= 2 ,则 m=1,1, 2 ,设直线SD与平面SAB所成的角为 θ ,则 sin θ=|cs ⟨SD,m⟩|=|SD⋅m||SD|⋅|m|=|( 2,−2 2,−1)⋅(1,1, 2)| 2+8+1⋅ 1+1+2= 2211 ,
所以,直线SD与平面SAB所成的角为 arcsin 2211
【解析】本题考查直线与平面所成角的向量求法,线面垂直的性质,属于难题.
(1)作出辅助线,由面面垂直得线面垂直,进而得到线线垂直,再证明出线面垂直,得到线线垂直;
(2)建立空间直角坐标系,利用空间向量求解线面角.
22.【答案】解:(1)由题意得 an=λn−1λ>1 ,则 bn+1−bn=λn−λλ>1 ,
当 n≥2 时, bn=bn−bn−1+bn−1−bn−2+⋅⋅⋅+b2−b1+b1 ,
=λn−1−λ+λn−2−λ+⋅⋅⋅+λ1−λ+1λ−1
=λn−1+λn−2+⋅⋅⋅+λ1−n−1λ+1λ−1 =λnλ−1−nλ+λ−1 ,
又由 b1=1λ−1 ,符合上式,
因此 bn=λnλ−1−nλ+λ−1 , n∈N* .
(2)由(1)知,当 λ=2 时, cn=1bn+2n−2=12n−1>0 .
易知 n=2 时, T2=c1+c2=43 ,此时 Tn2−2Tn+2Tn−1=103=3 ;
n=3 时, T3=c1+c2+c3=3121 ,此时 Tn2−2Tn+2Tn−1=1021+110+2=2 ;
当 n≥3 时, Tn≥T3 ,因为 n≥2 时, cn=12n−1<32n+1 ,
所以 Tn<1+3123+124+⋅⋅⋅+12n+1=1+3×181−12n−11−12=1+341−12n−1<74 ,
因此 T3≤Tn<74 ,
令 x=Tn−1 ,则 x∈1021,34 , Tn2−2Tn+2Tn−1=Tn−1+1Tn−1=x+1x ,
利用对勾函数的单调性,得 x+1x∈2512,A (其中 A=1021+110+2 ),
从而 Tn2−2Tn+2Tn−1=2 .
综上,当 n=2 时, Tn2−2Tn+2Tn−1=3 ;当 n≥3 时, Tn2−2Tn+2Tn−1=2 .
【解析】本题考查数列与不等式,数列的新定义问题,根据数列的递推公式求通项公式
(1)由等比数列的通项公式得 an ,即可得 bn+1−bn ,然后利用累加法求 bn 即可;(2)由(1)得 cn ,可求出 T2 , T3 ,得到 n=2 和 n=3 时 Tn2−2Tn+2Tn−1 的值,然后对 cn 进行放缩,可得当 n≥3 时, Tn<74 ,最后通过换元,利用对勾函数的单调性求解即可.
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