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2020-2021学年江苏省苏州市高二(上)期中数学试卷人教A版
展开这是一份2020-2021学年江苏省苏州市高二(上)期中数学试卷人教A版,共10页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1. 已知a>b,c>d>0,则( )
A.1a<1bB.a−c>b−dC.ac>bdD.dc
2. 关于x的不等式x+1x−2≥0的解集为( )
A.(−∞, −1]∪(2, +∞)B.[−1, 2)
C.(−∞, −1]∪[2, +∞)D.[−1, 2]
3. 设等差数列{an}的前n项和为Sn,公差d=1,且S6−S2=10,则a3+a4=( )
A.2B.3C.4D.5
4. 若不等式ax2+bx−1<0的解集为{x|−1
5. 已知等比数列{an}中,a2a3a4=1,a6a7a8=64,则a5=( )
A.±2B.−2C.2D.4
6. 已知在数列{an}中,a1=2,an+1=nn+1an,则a2020的值为( )
A.12020B.12019C.11010D.11009
7. 已知a>0,b>0,a+b=3,则y=4a+1b+1的最小值为( )
A.98B.94C.92D.9
8. 已知数列{bn}满足bn=2λ(−12)n−1−n2,若数列{bn}是单调递减数列,则实数λ的取值范围是( )
A.(−1, 103)B.(−12, 103)C.(−1, 1)D.(−12, 1)
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分在每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的,全部选对得5分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置.上.
下列说法正确的有( )
A.“a=b”是“ac=bc”的充分不必要条件
B.“1a>1b”是“aC.“a≠0”是“ab≠0”的必要不充分条件
D.“a>b>0”是“an>bn(n∈N, n≥2)”的充要条件
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a1>0,2a5+a11=0,则( )
A.a8<0
B.当且仅当n=7时,Sn取得最大值
C.S4=S9
D.满足Sn>0的n的最大值为12
已知a,b均为正实数,且a+b=1,则( )
A.a2+b2的最小值为12B.ab+1ab的最小值为2
C.a+b的最大值为2D.1a+1b的最大值为4
对于数列{an},定义:bn=an−1an(n∈N*),称数列{bn}是{an}的“倒差数列”.下列叙述正确的有( )
A.若数列{an}单调递增,则数列{bn}单调递增
B.若数列{bn}是常数列,数列{an}不是常数列,则数列{an}是周期数列
C.若an=1−(−12)n,则数列{bn}没有最小值
D.若an=1−(−12)n,则数列{bn}有最大值
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填写在答题卡相应位置.上.
命题“∃x∈R,x2−2x+m≤0”的否定是________.
在等比数列{an}中,已知a3⋅a8=10,则a53⋅a7的值为________.
已知x>0,y>0,x+3y+xy=9,则x+3y的最小值为________.
大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.大衍数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,是中国传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题,其前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,则此数列第19项的值为________,此数列的通项公式an= n2−12(n)n22(n) .
四、解答题:本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
在①f(x+1)−f(x)=2ax,②f(x)的对称轴为x=12,③f(1)=2这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并回答下面问题.
已知二次函数f(x)=ax2+bx+1,若_____,且不等式f(x)≥0对任意的x∈R恒成立,试求实数a的取值范围.
已知数列{an}是公比q>1的等比数列,若a1+a2+a3=14,且a2+1是a1,a3的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=lg2an,数列{1bnbn+1}的前n项和为Tn,若Tn
已知数列{an}中,a1=2,且满足an+1−2an=2n+1(n∈N*).
(1)求证:数列{an2n}是等差数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)求证:对于数列{bn},b1+2b2+...+nbn=an的充要条件是bn=(n+1)2n−1n.
已知函数f(x)=a⋅2x+12x−1,a∈R.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>3的解集;
(2)若不等式|f(2x)−f(x)|≤1对任意x∈[1, 2]恒成立,求实数a的取值范围.
如图,某森林公园内有一条宽为2百米的笔直的河道(假设河道足够长),现拟在河道内围出一块直角三角形区域养殖观赏鱼.三角形区域记为△ABC,A到河两岸距离AE,AD相等,B,C分别在两岸上,AB⊥AC.为方便游客观赏,拟围绕△ABC区域在水面搭建景观桥,桥的总长度(即△ABC的周长)为l.设EC=x百米.
(1)试用x表示线段BC的长度;
(2)求l关于x的函数解析式f(x),并求f(x)的最小值.
已知数列{an}为等差数列,公差为d,前n项和为Sn.
(1)若a1=0,d=2,求S100的值;
(2)若a1=−1,{an}中恰有6项在区间(12,8)内,求d的取值范围;
(3)若a1=1,S2=3,集合A={an|n∈N*},问能否在集合A中抽取到无穷多个不全相等的元素组成一个新数列{bn},使得此新数列{bn}满足从第二项开始,每一项都等于它的前一项和后一项的调和平均数.若能,请举例说明;若不能,请说明理由.(注:数2aba+b叫作数a和数b的调和平均数).
参考答案与试题解析
2020-2021学年江苏省苏州市高二(上)期中数学试卷
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1.
【答案】
D
【考点】
不等式的基本性质
【解析】
由不等式的性质逐一判断即可.
【解答】
若a>0>b,则1a>1b,故A错误;
若a>b,c>d>0,则−d>−c,a−d>b−c,故B错误;
a>b,c>d>0,取a=2,b=1,c=6,d=3,则ac=bd,故C错误;
dc−d+4c+4=4(d−c)c(c+4),由c>d>0,可得d−c<0,
所以dc−d+4c+4=4(d−c)c(c+4)<0,即dc
【答案】
C
【考点】
其他不等式的解法
【解析】
根据题意,原不等式变形可得(x+1)(x−2)>0或x+1=0,解可得x的取值范围,即可得答案.
【解答】
根据题意,x+1x−2≥0⇔(x+1)(x−2)>0或x+1=0,
解可得:x≤−1或x>2,
即不等式的解集为{x|x≤−1或x>2};
3.
【答案】
B
【考点】
等差数列的前n项和
【解析】
先根据求和公式和等差数列的性质可得a5+a4=5,即可求出a3+a4.
【解答】
由d=1,且S6−S2=10,
∴ S6−S2=a6+a5+a4+a3=2(a5+a4)=10,
∴ a5+a4=5,
∴ a3+a4=(a5+a4)−2d=5−2=3,
4.
【答案】
B
【考点】
一元二次不等式的应用
【解析】
不等式ax2+bx−1<0的解集是{x|−1
由题意不等式ax2+bx−1<0的解集是{x|−1
∴ a=12,b=−12
∴ a+b=0
5.
【答案】
C
【考点】
等比数列的通项公式
【解析】
设等比数列{an}的公比为q,由a2a3a4=1,a6a7a8=64,可得(q4)3=64,解得q2.又(a1q2)3=1,解得a1.利用通项公式即可得出.
【解答】
设等比数列{an}的公比为q,∵ a2a3a4=1,a6a7a8=64,
∴ (q4)3=64,解得q2=2.
又(a1q2)3=1,解得a1=12.
则a5=12×22=2.
6.
【答案】
C
【考点】
数列递推式
【解析】
直接利用递推关系式的应用求出数列的通项公式,进一步求出结果.
【解答】
数列{an}中,a1=2,an+1=nn+1an,所以(n+1)an+1−nan=0,
所以nan=1×a1=2,
所以an=2n,
故a2020=22020=11010.
7.
【答案】
B
【考点】
基本不等式及其应用
【解析】
利用“乘1法”与基本不等式的性质即可得出.
【解答】
由a>0,b>0,a+b=3,可得a+b+1=4,
则y=4a+1b+1=14[a+(b+1)](4a+1b+1)=14[5+4(b+1)a+ab+1]≥14[5+24(b+1)a⋅ab+1]=94,
当且仅当4(b+1)a=ab+1且a+b=3即b=13,a=83时取等号,
8.
【答案】
A
【考点】
数列的函数特性
【解析】
根据函数为递减数列可得bn+1−bn=6λ(−12)n−2n−1<0,分类讨论,根据数列的函数特征即可求出.
【解答】
数列{bn}是单调递减数列,
则bn+1−bn=2λ(−12)n−(n+1)2−2λ(−12)n−1+n2=6λ(−12)n−2n−1<0,
当n为偶数时,6λ<2n+1(−12)n=(2n+1)⋅(−2)n,即6λ<(2n+1)⋅2n,
由于{2n+1)⋅2n}为递增数列,则数列{2n+1)⋅2n}的最小值20,
∴ 6λ<20,
即λ<103,
当n为奇数时,6λ<2n+1(−12)n=(2n+1)⋅(−2)n,即6λ>−(2n+1)⋅2n,
由于{2n+1)⋅2n}为递减数列,则数列{−(2n+1)⋅2n}的最大值−6,
∴ 6λ>−6,
∴ λ>−1,
综上所述实数λ的取值范围是(−1, 103).
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分在每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的,全部选对得5分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置.上.
【答案】
A,B,C
【考点】
命题的真假判断与应用
充分条件、必要条件、充要条件
【解析】
利用不等式的基本性质、简易逻辑的判定方法即可判断出正误.
【解答】
A.“a=b”⇒“ac=bc”,反之不成立,因此“a=b”是“ac=bc的充分不必要条件,正确;
B.“1a>1b”与“a1b”是“aC.“ab≠0”⇒“a≠0”,反之不成立,因此“a≠0”是“ab≠0”的必要不充分条件,正确;
D.“a>b>0”⇒“an>bn(n∈N, n≥2)”,反之不成立,因此“a>b>0”是“an>bn(n∈N, n≥2)”的充分不必要条件,因此不正确.
【答案】
A,C,D
【考点】
等差数列的性质
等差数列的前n项和
【解析】
2a5+a11=0利用通项公式可得:a1=−6d.根据a1>0,可得d<0,利用通项公式和求和公式进而判断出结论.
【解答】
∵ 2a5+a11=0,
∴ 2a1+8d+a1+10d=0,
∴ a1=−6d,
∵ a1>0,
∴ d<0,
∴ {an}为递减数列,
∴ an=a1+(n−1)d=−6d+(n−1)d=(n−7)d,
由an≥0,(n−7)d≥0,解得n≤7,
∴ 数列前6项大于0,第7项等于0,从第8项都小于0,
∴ a8<0,当n=6或7时,Sn取得最大值,故A正确,B错误;
∵ S4=4a1+6d=−24d+6d=−18d,S9=9a1+36d=−28d+36d=−18d,
∴ S4=S9,故C正确;
∴ Sn=na1+n(n−1)2d=d2(n2−13n)>0,
解得0
【答案】
A,C,D
【考点】
基本不等式及其应用
【解析】
由已知结合基本不等式分别检验各选项即可判断.
【解答】
因为a,b均为正实数,且a+b=1,
由(a+b2)2≤a2+b22可得,a2+b2≥12,当且故A正确;
由ab≤(a+b2)2=14,当且仅当a=b=12时取等号,
所以ab+1ab在(0, 14]上单调递减,当ab=14时取得最小值174,B错误;
(a+b)2=a+b+2ab=1+2ab≤1+2×12=2,
故a+b≤2即a=b时取等号,C正确;
1a+1b=a+ba+a+bb=2+ba+ab≥2+2ba⋅ab=4,
当且仅当ba=ab即a=b=12时取等号,D 正确.
【答案】
B,D
【考点】
数列的函数特性
【解析】
对于A,根据函数f(x)=x−1x在(−∞, 0)和(0, +∞)上单调递增,但在整个定义域上不是单调递增,即可判断;
对于B,设bn=an−1an=t,通过数列的递推关系可得数列{an}是以2为周期的周期数列,
对于CD,若an=1−(−12)n,分了n为奇数和偶数,利用数列的单调性即可判断.
【解答】
对于A:函数f(x)=x−1x在(−∞, 0)和(0, +∞)上单调递增,但在整个定义域上不是单调递增,
可知数列数列{an}单调递增,则数列{bn}不是单调递增,例如:an=n−52,则b2=−12+2=32,b3=12−2=−32,故A错误;
对于B:数列{bn}是常数列,可设bn=an−1an=t,则an+1−1an+1=t,
∴ an+1−1an+1−an−1an=(an+1−an)(1+1anan+1)=0,
∵ 数列{an}不是常数列,
∴ an+1−an≠0,
∴ 1+1anan+1=0,
整理可得an+1=−1an,
∴ an+2=−1an+1=an,
∴ 数列{an}是以2为周期的周期数列,故B正确;
对于CD,若an=1−(−12)n,则bn=1−(−12)n−11−(−12)n,
①当n为偶数时,an=1−12n∈(0, 1)且{an}单调递增,
∴ 1an>1>an,
∴ bn<0,且数列{bn}单调递增,此时(bn)min=b2=1−14−11−14=34−43=−712,
①当n为奇数时,an=1+12n>1且{an}单调递减,
∴ an>1>1an,
∴ bn>0,且数列{bn}单调递减,此时(bn)max=b1=1+12−11+12=32−23=56,
综上所述列{bn}既有最大值56,也有最小值−712,故C错误,D正确.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填写在答题卡相应位置.上.
【答案】
∀x∈R,x2−2x+m>0
【考点】
命题的否定
【解析】
根据含有量词的命题的否定即可得到结论.
【解答】
命题为特称命题,则命题“∃x∈R,x2−2x+m≤0”的否定是∀x∈R,x2−2x+m>0,
【答案】
100
【考点】
等比数列的性质
【解析】
根据等比数列的性质即可求出.
【解答】
解:a53⋅a7=a52⋅(a5a7)=a52⋅a62=(a5a6)2
=(a3a8)2=100.
故答案为:100.
【答案】
6
【考点】
基本不等式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
法一 (消元法)由已知得x=9−3y1+y,
因为x>0,y>0,所以0
≥2121+y⋅3y+1−6=6,
当且仅当121+y=3y+1,即y=1,x=3时,x+3ymin=6.
法二 ∵ x>0,y>0,9−x+3y=xy
=13x⋅3y≤13x+3y22,
当且仅当x=3y时等号成立,
设x+3y=t>0,则t2+12t−108≥0,
∴ t−6t+18≥0,
又∵ t>0,∴ t≥6.
故当x=3,y=1时,x+3ymin=6.
【答案】
180
【考点】
数列递推式
【解析】
直接利用数据求出数列的关系式和通项公式.
【解答】
根据前10项依次是0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,
则奇数项为:12−12,32−12,52−12,72−12,92−12,…,
偶数项为:222,422,622,822,1022,…,
所以第19项为:192−12=180.
所以数列的通项公式为an=n2−12(n)n22(n) .
四、解答题:本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
【答案】
选①f(x+1)−f(x)=2ax,
∵ f(x)=ax2+bx+1,
∴ a(1+x)2+b(1+x)+1−ax2−bx−1=2ax,
整理可得,2ax+a+b=2ax,
∴ a+b=0,
∵ f(x)=ax2−ax+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,1≥0对任意的x∈R恒成立,
∴ a>0a2−4a≤0 ,解得0故0≤a≤4;
选②:f(x)的对称轴为x=12,
∴ −b2a=12,
∴ b=−a,
∵ f(x)=ax2−ax+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,1≥0对任意的x∈R恒成立,
∴ a>0a2−4a≤0 ,解得0故0≤a≤4;
选③:f(1)=2,
∴ a+b+1=2即b=1−a,
∵ f(x)=ax2+(1−a)x+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,x+1≥0不恒成立,
当a≠0时,a>0(1−a)2−4a≤0 ,解得3−22≤a≤3+22,
故3−22≤a≤3+22.
【考点】
二次函数的图象
二次函数的性质
【解析】
选①:f(x+1)−f(x)=2ax,结合已知二次函数代入可得a+b=0,然后由不等式恒成立,结合二次函数的性质可求;
选②:f(x)的对称轴为x=12,结合已知二次函的对称轴方程可得a+b=0,然后由不等式恒成立,结合二次函数的性质可求;
选③:f(1)=2,直接代入可得b=1−a,然后由不等式恒成立,结合二次函数的性质可求.
【解答】
选①f(x+1)−f(x)=2ax,
∵ f(x)=ax2+bx+1,
∴ a(1+x)2+b(1+x)+1−ax2−bx−1=2ax,
整理可得,2ax+a+b=2ax,
∴ a+b=0,
∵ f(x)=ax2−ax+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,1≥0对任意的x∈R恒成立,
∴ a>0a2−4a≤0 ,解得0故0≤a≤4;
选②:f(x)的对称轴为x=12,
∴ −b2a=12,
∴ b=−a,
∵ f(x)=ax2−ax+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,1≥0对任意的x∈R恒成立,
∴ a>0a2−4a≤0 ,解得0故0≤a≤4;
选③:f(1)=2,
∴ a+b+1=2即b=1−a,
∵ f(x)=ax2+(1−a)x+1≥0对任意的x∈R恒成立,
当a=0时,x+1≥0不恒成立,
当a≠0时,a>0(1−a)2−4a≤0 ,解得3−22≤a≤3+22,
故3−22≤a≤3+22.
【答案】
数列{an}是公比q>1的等比数列,若a1+a2+a3=14,且a2+1是a1,a3的等差中项.
所以a1+a2+a3=142(a2+1)=a1+a3 ,
整理得a1+qa1+a1⋅q2=142(a1⋅q+1)=a1+a1⋅q2 ,解得a1=2q=2 ,
故an=2n.
由于bn=lg2an=n,
所以1bnbn+1=1n(n+1)=1n−1n+1,
所以Tn=1−12+12−13+⋯+1n−1n+1=1−1n+1<1,
若Tn
故m≥4,
即满足条件的自然数m的最小值为4.
【考点】
数列的求和
【解析】
(1)直接利用已知条件和关系式的应用求出数列的通项公式.
(2)利用裂项相消法和恒成立问题的应用求出数列的和及m的最小值.
【解答】
数列{an}是公比q>1的等比数列,若a1+a2+a3=14,且a2+1是a1,a3的等差中项.
所以a1+a2+a3=142(a2+1)=a1+a3 ,
整理得a1+qa1+a1⋅q2=142(a1⋅q+1)=a1+a1⋅q2 ,解得a1=2q=2 ,
故an=2n.
由于bn=lg2an=n,
所以1bnbn+1=1n(n+1)=1n−1n+1,
所以Tn=1−12+12−13+⋯+1n−1n+1=1−1n+1<1,
若Tn
故m≥4,
即满足条件的自然数m的最小值为4.
【答案】
数列{an}中,a1=2,且满足an+1−2an=2n+1(n∈N*).
整理得an+12n+1−an2n=1(常数),
所以数列{an2n}是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以an2n=1+(n−1)=n,
所以an=n⋅2n.
证明:
由于an=n⋅2n,
所以b1+2b2+...+nbn=n⋅2n①,
当n=1时,b1=2,
当n≥2时,b1+2b2+⋯+(n−1)bn−1=(n−1)⋅2n−1②,
①-②得:nbn=n⋅2n−(n−1)⋅2n2=(n+1)⋅2n2,
所以bn=(n+1)2n−1n,(首项符合通项),
所以bn=(n+1)2n−1n,
即数列{bn},b1+2b2+...+nbn=an的充要条件是bn=(n+1)2n−1n.
【考点】
等差数列的性质
数列递推式
数列的求和
【解析】
(1)直接利用构造新数列的应用求出数列的通项公式;
(2)利用数列的递推关系式的应用求出结果.
【解答】
数列{an}中,a1=2,且满足an+1−2an=2n+1(n∈N*).
整理得an+12n+1−an2n=1(常数),
所以数列{an2n}是以1为首项,1为公差的等差数列.
所以an2n=1+(n−1)=n,
所以an=n⋅2n.
证明:
由于an=n⋅2n,
所以b1+2b2+...+nbn=n⋅2n①,
当n=1时,b1=2,
当n≥2时,b1+2b2+⋯+(n−1)bn−1=(n−1)⋅2n−1②,
①-②得:nbn=n⋅2n−(n−1)⋅2n2=(n+1)⋅2n2,
所以bn=(n+1)2n−1n,(首项符合通项),
所以bn=(n+1)2n−1n,
即数列{bn},b1+2b2+...+nbn=an的充要条件是bn=(n+1)2n−1n.
【答案】
当a=1时,f(x)=2x+12x−1,
由f(x)>3,即2x+12x−1>3,化为2−2x2x−1>0,
即1<2x<2,可得0
f(x)=a⋅2x+12x−1=a+a+12x−1,
则f(2x)−f(x)=a+122x−1−a+12x−1=(a+1)⋅−2x22x−1,
令t=2x,因为x∈[1, 2],可得t∈[2, 4],
由题意可得|a+1|≤22x−12x=2x−12x=t−1t恒成立,
即有|a+1|≤(t−1t)min,
而g(t)=t−1t在[2, 4]递增,可得g(t)min=g(2)=32,
则|a+1|≤32,解得−52≤a≤12,
则a的取值范围是[−52, 12].
【考点】
函数恒成立问题
其他不等式的解法
【解析】
(1)由题意可得f(x)=2x+12x−1,由指数不等式的解法和指数函数的单调性,可得所求解集;
(2)计算f(2x)−f(x),令t=2x,t∈[2, 4],由题意可得|a+1|≤22x−12x=2x−12x=t−1t恒成立,即有|a+1|≤(t−1t)min,运用g(t)=t−1t在[2, 4]的单调性,可得最小值,再由绝对值不等式的解法可得所求范围.
【解答】
当a=1时,f(x)=2x+12x−1,
由f(x)>3,即2x+12x−1>3,化为2−2x2x−1>0,
即1<2x<2,可得0
f(x)=a⋅2x+12x−1=a+a+12x−1,
则f(2x)−f(x)=a+122x−1−a+12x−1=(a+1)⋅−2x22x−1,
令t=2x,因为x∈[1, 2],可得t∈[2, 4],
由题意可得|a+1|≤22x−12x=2x−12x=t−1t恒成立,
即有|a+1|≤(t−1t)min,
而g(t)=t−1t在[2, 4]递增,可得g(t)min=g(2)=32,
则|a+1|≤32,解得−52≤a≤12,
则a的取值范围是[−52, 12].
【答案】
∵ AB⊥AC,
∴ ∠EAC+∠BAD=90∘,
在Rt△ABD中,∠ABD+∠BAD=90∘,
∴ ∠EAC=∠ABD,则Rt△CAE∽Rt△ABD,
∴ ACAB=ECAD.
∵ EC=x,AC=AE2+EC2=1+x2,AD=1,
∴ AB=1×1+x2x=1+x2x,
则BC=AB2+AC2=1+x2+1+x2x2=x2+2+1x2=x+1x;
f(x)=1+x2+1+x2x+x+1x,x>0.
∵ x>0,∴ f(x)≥21+x2⋅1+x2x+2x⋅1x=21x+x+2
≥22+2.
当且仅当1+x2=1+x2x,且1x=x,
即x=1时取“=”.
∴ f(x)min=22+2,
故景观桥总长的最小值为(22+2)百米.
【考点】
解三角形
根据实际问题选择函数类型
【解析】
(1)由已知证明Rt△CAE∽Rt△ABD,得ACAB=ECAD,由EC=x,得AC=AE2+EC2=1+x2,AD=1,再由勾股定理求BC;
(2)写出f(x)的表达式,然后利用基本不等式求最值.
【解答】
∵ AB⊥AC,
∴ ∠EAC+∠BAD=90∘,
在Rt△ABD中,∠ABD+∠BAD=90∘,
∴ ∠EAC=∠ABD,则Rt△CAE∽Rt△ABD,
∴ ACAB=ECAD.
∵ EC=x,AC=AE2+EC2=1+x2,AD=1,
∴ AB=1×1+x2x=1+x2x,
则BC=AB2+AC2=1+x2+1+x2x2=x2+2+1x2=x+1x;
f(x)=1+x2+1+x2x+x+1x,x>0.
∵ x>0,∴ f(x)≥21+x2⋅1+x2x+2x⋅1x=21x+x+2
≥22+2.
当且仅当1+x2=1+x2x,且1x=x,
即x=1时取“=”.
∴ f(x)min=22+2,
故景观桥总长的最小值为(22+2)百米.
【答案】
因为a1=0,d=2,又因为Sn=na1+n(n−1)2⋅d,
所以S100=100×0+12×100×99×2=9900;
设从第m(m∈N*, m≥2)项开始在(12, 8)内,则
am>12am−1≤12am+5<8am+6≥8 ,即有−1+(m−1)d>12−1+(m−2)d≤12−1+(m+4)d<8−1+(m+5)d≥8 ,解得32(m−1)
所以m=3,所以d∈[98, 97);
因为a1=1,S2=a1+a2=3,所以a2=2,d=a2−a1=1,所以an=n,
①新数列{bn}中有两个相同和一个不同项am,an,am,若an=2amamam+am=am,矛盾;
若am=2anaman+am,解得am=an,
所以an,am是两个不同项,且am≥1,an≥1,所以an≠am,
所以新数列{bn}中有两个相同和一个不同项是不成立的;
②新数列{bn}中有三个不同项am,an,ar,设m=am,n=an,r=ar,且m
解得r=mn2m−n,设第四项为p,则r=2npn+p,
即p=nr2n−r=mn22m−n2n−mn2m−n=mn3m−2n,
设第五项为t,则p=2rtr+t,即t=rp2r−p=mn2m−n⋅mn3m−2n2mn2m−n−mn3m−2n=mn4m−3n,
由数学归纳法可得bn=b1b2(n−1)b1−(n−2)b2,即(n−1)b1>(n−2)b2,b1b2>n−2n−1,
当n非常大时,n−2n−1趋向于1,
则b1b2≥1,即b1≥b2(与假设矛盾),故三项不同的数列{bn}也不存在.
综上可得,{bn}不存在.
【考点】
等差数列的前n项和
数列的求和
【解析】
(1)运用等差数列的通项公式和求和公式,可得所求和;
(2)设从第m(m∈N*, m≥2)项开始在(12, 8)内,运用等差数列的通项公式可得m,d的不等式组,解不等式可得所求范围;
(3)分别讨论①新数列{bn}中有两个相同和一个不同项am,an,am;②新数列{bn}中有三个不同项am,an,ar,推理论证即可判断存在性.
【解答】
因为a1=0,d=2,又因为Sn=na1+n(n−1)2⋅d,
所以S100=100×0+12×100×99×2=9900;
设从第m(m∈N*, m≥2)项开始在(12, 8)内,则
am>12am−1≤12am+5<8am+6≥8 ,即有−1+(m−1)d>12−1+(m−2)d≤12−1+(m+4)d<8−1+(m+5)d≥8 ,解得32(m−1)
所以m=3,所以d∈[98, 97);
因为a1=1,S2=a1+a2=3,所以a2=2,d=a2−a1=1,所以an=n,
①新数列{bn}中有两个相同和一个不同项am,an,am,若an=2amamam+am=am,矛盾;
若am=2anaman+am,解得am=an,
所以an,am是两个不同项,且am≥1,an≥1,所以an≠am,
所以新数列{bn}中有两个相同和一个不同项是不成立的;
②新数列{bn}中有三个不同项am,an,ar,设m=am,n=an,r=ar,且m
解得r=mn2m−n,设第四项为p,则r=2npn+p,
即p=nr2n−r=mn22m−n2n−mn2m−n=mn3m−2n,
设第五项为t,则p=2rtr+t,即t=rp2r−p=mn2m−n⋅mn3m−2n2mn2m−n−mn3m−2n=mn4m−3n,
由数学归纳法可得bn=b1b2(n−1)b1−(n−2)b2,即(n−1)b1>(n−2)b2,b1b2>n−2n−1,
当n非常大时,n−2n−1趋向于1,
则b1b2≥1,即b1≥b2(与假设矛盾),故三项不同的数列{bn}也不存在.
综上可得,{bn}不存在.
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