三角函数数列不等式
高考数学基本(均值)不等式与其他知识相结合的9种方式-10.23
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基本(均值)不等式与其他知识相结合的9种方式基本(均值)不等式是解决函数、立体几何、三角函数、数列、向量、解三角形等知识领域重要的方法之一。
本资料整理高一知识融合试题,试题偏难,仅供强基计划学生选用。
一、不等式与三角函数1.已知αβγπ++=,β为锐角,tan 3tan αβ=,则11tan tan γα+的最小值为( ) A .12B .43C .32 D .34解析:∵αβγπ++=, ∴2tan tan 4tan tan tan()1tan tan 13tan αββγαβαββ+=-+=-=---,22113tan 119tan 1tan tan 4tan 3tan 12tan ββγαβββ-+∴+=+= 31321tan 49tan 432ββ⎛⎫=+≥⨯= ⎪⎝⎭, 当且仅当1tan 9tan ββ=即1tan 3β=时取等号, 所以11tan tan γα+的最小值为12.故选:A.二、不等式与数列2.阅读:已知a 、b ∈(0,+∞),a +b =1,求y =1a +2b 的最小值. 解法如下:y =1a +2b =(1a +2b )(a +b)=ba +2a b+3≥3+2√2,当且仅当ba =2ab,即a =√2−1,b =2−√2时取到等号,则y =1a +2b 的最小值为3+2√2. 应用上述解法,求解下列问题:(1)已知a,b,c ∈(0,+∞),a +b +c =1,求y =1a +1b +1c 的最小值; (2)已知x ∈(0,12),求函数y =1x +81−2x 的最小值;(3)已知正数a 1、a 2、a 3,⋯,a n ,a 1+a 2+a 3+⋯+a n =1, 求证:S =a 12a1+a 2+a 22a2+a 3+a 32a3+a 4+⋯+a n2an +a 1≥12.解析:(1)∵a +b +c =1,∴y =1a +1b +1c =(a +b +c )(1a +1b +1c )=3+(b a+a b+c a+a c+c b+b c)≥3+2√b a⋅ab+2√ca ⋅a c +2√cb ⋅bc=9, 当且仅当a =b =c =13时取等号.即y =1a +1b +1c 的最小值为9. (2)y =22x +81−2x =(22x +81−2x )(2x +1−2x)=10+2⋅1−2x 2x+8⋅2x1−2x ,而x ∈(0,12),∴2⋅1−2x 2x+8⋅2x 1−2x≥2√2(1−2x)2x⋅8⋅2x1−2x =8,当且仅当2(1−2x)2x =8⋅2x1−2x ,即x =16∈(0,12)时取到等号,则y ≥18,∴函数y =1x +81−2x 的最小值为18. (3)∵a 1+a 2+a 3+…+a n =1, ∴2S =(a 12a 1+a 2+a 22a 2+a 3+a 32a 3+a 4+⋯+a n 2a n +a 1)[(a 1+a 2)+(a 2+a 3)+…+(a n +a 1)]=(a 12+a 22+⋯+a n 2)+[a 12a 1+a 2(a 2+a 3)+a 22a 2+a 3(a 1+a 2)+⋯+a n2an +a 1(a 1+a 2)+a 12a 1+a 2(a 3+a 4)+⋯]≥(a 12+a 22+⋯+a n 2)+(2a 1a 2+2a 2a 3+⋯+2a n a 1)=(a 1+a 2+⋯+a n )2=1.当且仅当a 1=a 2=⋯=a n =1n 时取到等号,则S ≥12.三、不等式与立体几何3.已知三棱锥A BCD -的所有顶点都在球O 的球面上,AD ⊥平面,120ABC BAC ︒∠=,2AD =,若球O 的表面积为20π,则三棱锥A BCD -的体积的最大值为( )A B C D .【解析】设球O 的半径为R ,AB x =,AC y =, 由2420R ππ=,得25R =. 如图:设三角形ABC 的外心为G ,连接OG ,GA ,OA ,可得112OG AD ==,则2AG ==.在ABC ∆中,由正弦定理可得:24sin120BCAG ==︒,即BC =由余弦定理可得,222221122()32BC x y xy x y xy xy ==+-⨯-=++,4xy ∴.则三棱锥A BCD -的体积的最大值为114sin120232⨯⨯⨯︒⨯=.故选:B .4.如图,在三棱锥S ABC -中,SA ⊥面ABC ,AB BC E F ⊥,、是SC 上两个三等分点,记二面角E AB F --的平面角为α,则tan α( )A .有最大值43B .有最大值34C .有最小值43D .有最小值34【解析】将三棱锥放入长方体中,设AB a ,BC b =,AS c =,如图所示:过E 作EN ⊥平面ABC 与N ,NM AB ⊥与M ,连接ME , 则EMN ∠为二面角E AB C --的平面角,设为1α,则13NE c =,23MN b =,故1tan 2cbα=. 同理可得:设二面角F AB S --的平面角为2α,2tan 2b cα=. 12121231tan tan 34tan tan 2tan tan 422c b b cααπααααα-⎛⎫=--==≤ ⎪+⎝⎭+,当22c b b c=,即b c =时等号成立. 故选:B .5.如图,已知四面体ABCD 为正四面体,AB =E ,F 分别是AD ,BC 中点.若用一个与直线EF 垂直,且与四面体的每一个面都相交的平面α去截该四面体,由此得到一个多边形截面,则该多边形截面面积最大值为( )A .1BC .2D .【解析】把正四面体补为正方体,如图,根据题意,//KL BC ,//LM GH ,KL AL BC AB =,LM BLAD AB=, 所以KL AL =,LM BL =,故KL LM AL BL +=+=,222KL LM S KL LM +⎛⎫=⋅≤= ⎪⎝⎭截面,当且仅当KL LM =时成立,故选:C.四、不等式证明6.设,,0x y z >,1114,4,4a x b y c z y z x=+=+=+,则,,a b c 三个数( ) A .都小于4 B .至少有一个不大于4 C .都大于4D .至少有一个不小于4【解析】假设三个数144x y +<且144y z +<且144z x+<, 相加得:11144412x y z x y z+++++<, 由基本不等式得:144x x +;144y y +;144z z+;相加得:11144412x y z x y z+++++,与假设矛盾;所以假设不成立,三个数14x y +、14y z +、14z x+至少有一个不小于4. 故选:D .7.已知a ,b ,R c ∈,2221a b c ++=.()1证明:112ab bc ca -≤++≤. ()2证明:()()()22222222223a b c b c a c a b +++++≤.【解析】()1证明:由()222222212220a b c a b c ab bc ca ab bc ca ++=+++++=+++≥,得12ab bc ca ++≥-.另一方面,222a b ab +≥,222b c bc +≥,222c a ca +≥, 所以222222222a b c ab bc ca ++≥++,即1ab bc ca ++≤.所以112ab bc ca -≤++≤.()2证明:()()()222222222a b c b c a c a b +++++()()()()2222224441111a a b b c c a b c =-+-+-=-++,因为()()24442222222224444442221a b c a b ca b b c c a a b b c c a ++=++---≥-+++++,即()44431a b c ++≥,则44413a b c ++≥, 所以()()()22222222223a bc b c a c a b +++++≤.8.已知,,a b c 为正数,且满足 1.a b c ++= 证明:(1)1119a b c++≥; (2)8.27ac bc ab abc ++-≤【解析】(1)1a b c ++=,故111a b c a b c a b c a b c a b c++++++++=++ 332229b a c a c ba b a c b c =++++++≥+++=,当13a b c ===时等号成立. (2)易知10,10,10a b c ->->->.()()()()1111ac bc ab abc a b c ac bc ab abc a b c ++-=-+++++-=---31118327a b c -+-+-⎛⎫≤= ⎪⎝⎭.当13a b c ===时等号成立.9.设实数x ,y 满足2x y 1+=.()1若2y 12x 3--<,求x 的取值范围;()2若x 0>,y 0>,求证:1215x y 2+. 【解析】()1由21x y +=,得12y x =-,所以不等式2123y x --<,即为4123x x --<,所以有{1423x x x <-+<或1041423x x x ⎧≤≤⎪⎨⎪--<⎩或144123x x x ⎧>⎪⎨⎪--<⎩ 解得10x -<< 或10?4x ≤≤或 124x <<, 所x 的取值范围为()1,2x ∈-.()20x >,0y >,21x y +=所以()1212424448y xx y x y x y x y⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭ 当且仅当4y x x y =,即122x y ==时取等号.又2122x y +≥-=-,当且仅当122x y ==时取等号,所以12152x y +≥,当且仅当122x y ==时取等号.10、在锐角ABC ∆中,证明:(1)tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=;(2)tan tan tan A B C ⋅⋅≥证明:(1)tan tan tan tan()tan tan 1A BC A B A B +=-+=-∴tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=(5分)(2)解法1:tan ,(0,)2y x x π=∈是凸函数,∴tan tan tan A B C ≥解法2:3tan tan tan tan tan tan ()3A B C A B C ++≤,∴tan tan tan A B C ≥五、最值问题11.设0,0x y >>且4x y +=,则2212x y x y +++的最小值是 A .167B .73C .2310D .94【解析】∵4x y +=,∴(x+1)+(y+2)=7∴()()()()2222121124241212x x y y x y x y x y +-+++-+++=+++++=1+()1414x 1y 214y 24x 112216112?x 1y 2x 1y 277777x 17y 2777⎛⎫++++⎛⎫+=+++=++++≥+⨯= ⎪⎪++++++⎝⎭⎝⎭()() 12.已知实数0,1a b >>满足5a b +=,则211a b +-的最小值为( ) A.34+ B.34+ C.36+ D.36+ 【解析】因为0,1a b >>满足5a b +=,则()21211()1114a b a b a b +=++-⨯⎡⎤⎣⎦--()21113(3414b a a b -⎡⎤=++≥+⎢⎥-⎣⎦ 当且仅当()211b aa b -=-时取等号,故选:A .13.设0a b >>,则()241ab b b a b ++-的最小值是( ) A .2B .3C .4D .6【解析】因为00a b a b >>⇒->; 所以22224114()()ab ab b b b b a b b a b b ++=-+++--2214()2(246()b a b b b a b b a b b =-+++-=+=-.当且仅当1()()b a b b a b -=-,224b b=时取等号,∴241()ab b b a b ++-的最小值为6.故选:D .六、不等式与函数14.已知()221f x x x =-++. (1)求不等式()6f x <的解集;(2)设,,m n p 为正实数,且()2m n p f ++=,求证:3mn np pm ++≤.【解析】(1)不等式2216x x -++<等价于不等式组1336x x <-⎧⎨-+<⎩或1256x x -≤≤⎧⎨-+<⎩或2336x x >⎧⎨-<⎩,所以不等式2216x x -++<的解集为()1,3-; (2)证明:因为3m n p ++=,所以()22222229m n p m n p mn mp np ++=+++++=, 因为,,m n p 为正实数,所以由基本不等式222m n mn +≥(当且仅当m n =时等号成立), 同理22222,2m p mp p n pn +≥+≥,所以222m n p mn mp np ++≥++, 所以()22222229333m n p m n p mn mp np mn mp np ++=+++++=≥++, 所以3mn mp np ++≤.15.已知函数()f x =的定义域为R .(1)求实数m 的取值范围;(2)设实数t 为m 的最大值,若实数,,a b c 满足2222a b c t ++=,求222111123a b c +++++的最小值. 【解析】(1)函数()f x =R .∴231x x m ---≥对任意的x ∈R 恒成立,令()231g x x x =---,则()()()()7,353,035,0x x g x x x x x ⎧-≥⎪=-<<⎨⎪-≤⎩,结合()g x 的图像易知()g x 的最小值为4-,所以实数m 的取值范围(],4-∞-.(2)由(1)得4t =-,则22216a b c ++=,所以()()()22212322a b c +++++=,()()()22222222211112311112312322a b c a b c a b c ⎛⎫⎡⎤+++++++ ⎪⎣⎦+++⎝⎭++=+++ 222222222322213132312132322b ac a c b a b a c b c ++++++++++++++++++=922≥=,当且仅当222221233a b c +=+=+=,即2193a =,2163b =,2133c =时等号成立,∴222111123a b c +++++的最小值为922.七、不等式与向量16.若非零向量,m n 满足||||1m e m e n e n e --⋅=--⋅=(e 为单位向量),且m n ⊥,则||m n -的最小值是( )A .1B .2C .4D .8【解析】由非零向量,m n 满足m n ⊥,可设(,0)m a =,(0,)n b =,其中,a b 均不为0. 因为e 为单位向量,可设(cos ,sin )e θθ=,因为||(cos 1m e m e a a θ--⋅=-=,所以222222cos cos sin 12cos cos a a a a θθθθθ+=++-+,即2sin 4cos a θθ= ①, 同理,由||1n e n e --⋅=可得2cos 4sin b θθ= ②,由①②,可得22224416cos 16sin sin cos a b θθθθ+=+=42242244cos sin cos sin sin cos 16sin cos θθθθθθθθ⎛⎫+++ ⎪⎝⎭42421116tan tan 16(22)64tan tan θθθθ⎛⎫=+++≥⨯+= ⎪⎝⎭当且仅当2tan 1θ=时,等号成立,所以当2tan 1θ=时,min ||8m n -=, 故选:D .17.已知平行四边形ABCD的面积为,23πBAD ∠=,E 为线段BC 的中点.若F 为线段DE 上的一点,且56AF AB AD λ=+,则AF 的最小值为___________. 【解析】由题可知,平行四边形ABCD 的图象如下:设DF kDE =,()=AF AD DF AD kDE AD k DC CE ∴=++=++,DC AB =,12CE DA =,则1+2AF AD k AB k DA =+, 所以11122AF k AB AD k AD k AB k AD ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭,又56AF AB AD λ=+,则有:15126k k λ=⎧⎪⎨-=⎪⎩,解得:13k λ==,即1536AF AB AD =+, 平行四边形ABCD的面积为,即2sin3AB AD π⋅=18AB AD ∴⋅=, 2222151525369936AF AB AD AB AB AD AD ⎛⎫∴=+=+⋅+ ⎪⎝⎭,即:2221525cos 9936AF AB AB AD BAD AD ∴=+⋅∠+, 222221512512518=+599236936AF AB AD AB AD ⎛⎫∴=+⨯⨯-+- ⎪⎝⎭,即:222125=+5936AF AB AD -, 222212512552=218=1093618AB AD AB AD +≥⨯⨯⨯,即22125+10936AB AD ≥, 所以22125+55936AB AD -≥,25AF ∴≥,5AF ∴≥,当且仅当:22125=936AB AD 时,取等号,AF ∴的最小值为.18.平面向量,,a b c →→→满足||1a →≤,||1b →≤,|2()|||c a b a b →→→→→≤--+,则||c →的最大值为_______. 【解析】由绝对值不等式的性质可知,已知中|2()|||c a b a b -+≤-,可得|2|||||c a b a b -+≤-,即|2|||||c a b a b ≤++-,将a ,b 的起点移到同一点,以a ,b 为边构造平行四边形,则a b +,a b -为平行四边形的两条对角线,在平行四边形ABCD 中,2222||||||||AC AB AD AB AD ==++2||||cos AB AD BAD +⋅∠,由余弦定理可知222||||||2||||cos BD AB AD AB AD BAD -=+⋅∠,则22||||AC BD +=222||2||AB AD +,显然||||AC BD +若取最大值,则||AB ,||AD 应为最大1,即()()2222||||||||4||||||22||4||||2AC BD AC BD AC BD AC BD AC BD ++=⇒=--+=⇒由基本不等式可知()()()222|||||||||||282|||||||||4AC BD AC BD AC BD AC BD AC BD ++=≤⇒⇒++≤-≤当且仅当||||AC BD =时取等号,所以当||1a =,||1b =且||||a b a b +=-时,||||a b a b ++-取得最大值则|2|||||22c a b a b ≤++-≤,即||2c ≤,所以||c .八、不等式与解三角形19.在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,ABC ∆的面积为S ,若222sin()SA C b c +=-,则1tan 2tan()CBC +-的最小值为( )AB .2C .1D.【解析】因为222sin()SA C b c +=-,即222sin S B b c =-,所以22sin sin ac B B b c =-,因为sin 0B ≠,所以22b c ac =+,由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,可得2cos a c B c -=, 再由正弦定理得sin 2sin cos sin A C B C -=,因为sin 2sin cos sin()2sin cos sin()A C B B C C B B C -=+-=-, 所以sin()sin B C C -=,所以B C C -=或B C C π-+=, 得2B C =或B π=(舍去).因为ABC ∆是锐角三角形,所以02022032C C C ππππ⎧<<⎪⎪⎪<<⎨⎪⎪<-<⎪⎩,得64C ππ<<,即tan C ∈,所以11tan tan 2tan()2tan C C B C C+=+≥-当且仅当tan C =,取等号. 故选:A20.已知在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且6a =,点O 为其外接圆的圆心.已知·15BO AC =,则当角C 取到最大值时ABC 的面积为( )A .B .CD .【解析】设AC 中点为D ,则()BO AC BD DO AC ⋅=+⋅ BD AC =⋅ ()()12BC BA BC BA =+⋅- 221122BC BA =-,22111522a c ∴-=,即c = 由c a <知角C 为锐角,故222cos 2a b c C ab+-=2301301212b b b b +⎛⎫==+ ⎪⎝⎭ 1212b ⨯=,当且仅当30b b =,即b =cos C 最小,又cos y x =在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭递减,故C 最大.此时,恰有222a b c =+,即ABC 为直角三角形,ABC12Sbc ==,故选A .21.在ABC 中,已知·9AB AC =,sin cos sin B A C =,6ABCS =,P 为线段AB 上的点,且CA CB CP xyCACB=+,则xy 的最大值为________.【解析】由sin cos sin B A C =得2222221622ABC b c a b c a b c S ab bc ∆+-=⇒+=⇒==所以由·9AB AC =得29,3,4AC b a =∴== 又P 为线段AB 上的点,且CA CB CP xyCACB=+,所以1,1,1334x y x y xy b a +=∴+=∴≥≤ ,当且仅当3,22x y ==时,等号成立即xy 的最大值为3.22.设ABC △的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且3cos cos 5a Bb Ac -=,则()tan A B -的最大值为A.2B .34C .32D【解析】3cos cos 5a Bb Ac -=∴由正弦定理,得35sinAcosB sinBcosA sinC -=, C A B sinC sin A B π=-+⇒=+()(),, ∴35sinAcosB sinBcosA sinAcosB cosAsinB -=+(),整理,得4sinAcosB sinBcosA =,同除以cosAcosB , 得4tanA tanB = , 由此可得23311144tanA tanB tanBtan A B tanAtanB tan BtanB tanB(),--===+++A B 、 是三角形内角,且tan A 与tanB 同号,A B ∴、 都是锐角,即00tanA tanB >,>,144tanB tanB +≥= 33144tan A B tanB tanB-=≤+(),当且仅当14tanB tanB =,即12tanB = 时,tan A B -()的最大值为34.故选B .23.已知△ABC 的三边分别为a ,b ,c ,若满足a 2+b 2+2c 2=8,则△ABC 面积的最大值为( )A .5B .5C .5D .3【解析】因为a 2+b 2+2c 2=8,所以22282a b c +=-,由余弦定理得222283cos 22a b c c C ab ab+--==,即22cos 83ab C c =-① 由正弦定理得in 12s S ab C =,即2sin 4ab C S =② 由①,②平方相加得()()()()()222222222483482ab c S abc =-+≤+=-,所以()()()()2222222222116556448283165525c c S c c c c ⎛⎫-+≤---=-≤= ⎪⎝⎭,即245S ≤,所以5S ≤, 当且仅当22a b =且221655c c -=即222128,55a b c ===时,取等号. 故选:B24.已知G 是ABC 的重心,过点G 作直线MN 与AB ,AC 交于点,M N ,且AM xAB =,AN y AC =,(),0x y >,则3x y +的最小值是( )A .83B .72C .52D .433+ 【解析】因为,,M G N 三点共线,故()1AG t AM t AN =+-,因为,AM x AB AN y AC ==,所以()1AG txAB t yAC =+-,又G 为重心,故1331AG AB AC =+,而,AB AC 不共线,所以()11,133tx t y =-=,也即是113x y +=.()1111333433y x x y x y x y x y ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=++=++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦,由基本不等式可以得到:3y x x y +≥13x y ==+等号成立,故3x y +的最小值为433+,故选D .25.已知O 是ABC 的外心,45C ∠=︒,2,(,)OC mOA nOB m n R =+∈,则2214m n +的最小值为____.【解析】()2222222244OC mOA nOB OC mOA nOBm OA n OB mnOA OB =+∴=+=++⋅90045C AOB OA OB ∠=︒∴∠=︒∴⋅=故2241m n +=()2222222222414141644816m n n m m n mn m n ⎛⎫+=+=+++≥= ⎪⎭+⎝ 当222216n m m n=即2211,28n m ==时等号成立,故答案为:1626.在锐角三角形ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若224sin 6b c bc A π⎛⎫+=+⎪⎝⎭,则tan tan tan A B C ++的最小值是______.【解析】由余弦定理,得2222cos b c a bc A +=+,则由224sin 6b c bc A π⎛⎫+=+⎪⎝⎭,得22cos 4sin 2cos )6a bc A bc A bc A A π⎛⎫+=+=+ ⎪⎝⎭,所以2sin a A =,由正弦定理,得2sin sin sin A B C A =⋅⋅,所以sin sin A B C =,所以sin()sin B C B C +=,sin cos cos sin sin B C B C B C +=,tan tan tan B C B C +=.因为tan tan tan tan()tan tan 1B CA B C B C +=-+=-,所以tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=⋅⋅,则tan tan tan tan tan tan tan tan tan tan tan 1B C A B C B C B C B C +++=⋅⋅=⋅-.令tan tan 1B C m ⋅-=,而tan tan tan tan 1,0tan tan B CB C m A A⋅-=+∴> 则tan tan 1B C m ⋅=+,)221tan tan tan m m A B C m++++==1223(22)m m m ⎫=++=⎪⎭当且仅当1m =时,等号成立,故tan tan tan A B C ++的最小值为27.已知ABC ∆的内角,,A B C 所对边分别为,,a b c ,且3cos cos 5a C c Ab -=,则tan()A C -的最大值为______. 【解析】因为3cos cos 5a Cc A b -=,由正弦定理得3sin cos sin cos sin 5A C C AB -=, 又()B AC π=-+,所以3sin cos sin cos sin[()]5A C C A A C -=-+π, 即3sin cos sin cos sin()5A C C A A C -=+, 所以5sin cos 5sin cos 3sin cos 3cos sin A C C A A C A C -=+,所以2sin cos 8cos sin A C A C =,当cos 0C ≤或cos 0A ≤时,等式不成立,所以,(0,)2A C π∈, 所以tan 4tan A C =, 所以2tan tan 3tan 3tan()11tan tan 14tan 4tan tan A C C A C A C C C C--===+++ 又tan 0C >,所以14tan tan C C +≥, 当且仅当14tan tan C C =,即1tan 2C =时,等号成立, 所以33tan()144tan tan A C C C -=≤+, 所以tan()A C -的最大值为34.28.已知ABC ∆的三个内角,,A B C 的对边分别为,,,a b c 且满足0,cos cos a b A B++=则2sin 2tan B C ⋅的取值范围是__________.【解析】0cos cos a b A B+=,即cos cos cos 0a B b A A +=,即sin cos sin cos cos 0A B B A C A ++=,()sin 10C A =,sin 0C ≠,故10A =,34A π=,故4B C π+=. ()()222222222cos 11cos sin 1sin 2tan cos 232cos cos cos cos C C C B C C C C C C --⎛⎫⋅=⋅==-+ ⎪⎝⎭, 0,4C π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故21cos ,12t C ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,故132y t t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,根据双勾函数性质知:函数在1,22⎛ ⎝⎭上单调递增,在2⎫⎪⎢⎪⎣⎭上单调递减.故max 3y =-,当1t =时,0y = ,当12t =时,0y =,故(2sin 2tan 0,3B C ⋅∈-.故答案为:(0,3-.九、不等式与恒成立问题29.正数,a b 满足191a b+=,若不等式2418a b x x m +≥-++-对任意实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .[3,)+∞B .(,3]-∞C .(,6]-∞D .[6,)+∞ 【解析】190,0,1a b a b>>+=,199()1010216b a b a b a b a b a b a ⎛⎫∴+=++=+++= ⎪⎝⎭当且仅当3a b =,即4, 12a b ==时,“=”成立,若不等式2418a b x x m +≥-++-对任意实数x 恒成立,则241816x x m -++-≤, 即242x x m -++≤对任意实数x 恒成立,2242(2)66x x x -++=--+≤ 6m ∴≥ 实数m 的取值范围是[6,)+∞30.数列{}n a 中,112a =,()()()*111n n n na a n n na +=∈++N ,若不等式()24110n n a n nλ++-≥恒成立,则实数λ的取值范围为__________. 【解析】由数列{} n a 满足112a =,1()(1)(1)x n n nna a n N n na +=∈++, 两边取倒数可得:1111(1)n n n a na +-=+,∴数列1n na ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列, 公差为1, 首项为2 12(1)1n n n na ∴=+-=+,1(1)n a n n =+∴ 由241(1)0n n a n nλ++-恒成立,得221414(1)(1)n n n n n n n λ---⋅--=+, 当 n 为偶数时,(1)(4)4(5)n n n n nλ-++=-++, 则9λ≥-,当n 为奇数时,45n n λ++,则283λ ,∴实数λ的取值范围为289,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦。
求解基本不等式技巧
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求解基本不等式技巧解不等式是我们在数学学习过程中经常会遇到的一种问题,它在代数学、函数学、几何学等各个数学领域中都有广泛的应用。
解不等式的技巧主要涉及到代数计算与性质推导,下面将介绍一些常用的基本不等式解法技巧。
1. 利用性质:不等式解法中可以利用不等式的性质进行转化、合并等操作。
例如,可以利用不等式的加法性质、乘法性质,对不等式的两边做加法、减法、乘法、除法等运算,从而得到一个更简单的不等式。
常用的性质有: - 加法性质:若$a<b$,则$a+c<b+c$- 乘法性质:若$a<b$且$c>0$,则$ac<bc$- 反号性质:若$a<b$,则$-a>-b$- 绝对值性质:$|a-b|\\geq 0$,若$a-b<0$,则$|a-b|=-(a-b)$2. 利用不等式的对称性:不等式的对称性质有以下两种。
- 交换律:若$a<b$,则$b>a$- 传递律:若$a<b$且$b<c$,则$a<c$3. 利用平方意义:对于不等式中的平方项,可以利用平方的非负性,进行分析与转化。
例如,对于一元二次不等式$a(x-h)^2+k\\geq 0$,若$k<0$,则不等式左边的平方项一定大于0,不等式成立;若$k\\geq 0$,则通过对平方项进行求根可以得到$x$的取值范围。
4. 利用倒数意义:对于不等式中的倒数项,可以利用倒数的性质进行分析与转化。
例如,对于不等式$\\frac{1}{x}>k$,其中$k>0$,通过分析倒数项可以得到$x$的取值范围。
5. 利用中值不等式:中值不等式是一类常用的不等式,它可以大大简化解不等式的过程。
常用的中值不等式有: - 算术平均-几何平均不等式(AM-GM不等式):对于非负实数$a_1,a_2,\\ldots,a_n$,有$\\frac{a_1+a_2+\\ldots+a_n}{n}\\geq\\sqrt[n]{a_1a_2\\ldots a_n}$- 柯西-施瓦茨不等式:对于实数$a_1,a_2,\\ldots,a_n$与$b_1,b_2,\\ldots,b_n$,有$(a_1^2+a_2^2+\\ldots+a_n^2)(b_1^2+b_2^2+\\ldo ts+b_n^2)\\geq (a_1b_1+a_2b_2+\\ldots+a_nb_n)^2$ - 三角函数不等式:对于角度为$\\theta$的三角函数$\\sin\\theta,\\cos\\theta,\\tan\\theta$,有$\\sin\\theta\\leq \\theta\\leq \\tan\\theta$,$-\\frac{\\pi}{2}\\leq \\theta\\leq \\frac{\\pi}{2}$6. 利用数轴分割:对于一元不等式,可以通过画数轴、确定不等式两边区间的取值范围,然后进行分析与合并,来得到不等式的解集。
探究三角函数与三角变换的不等式与恒等式
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探究三角函数与三角变换的不等式与恒等式三角函数与三角变换的不等式与恒等式三角函数与三角变换在数学中具有广泛的应用。
通过研究三角函数与三角变换的不等式与恒等式,我们可以深入理解它们的性质和特点。
本文将探究三角函数与三角变换的不等式与恒等式,并分析其应用。
一、不等式1. 正弦函数的不等式正弦函数的值域在[-1,1]之间,因此对于任意实数x,有-1≤sin(x)≤1。
根据这一性质,我们可以推导出正弦函数的不等式。
1.1 正弦函数的单调性正弦函数在区间[-π/2,π/2]上是严格递增的,在区间[π/2,3π/2]上是严格递减的。
基于这一性质,我们可以得到以下不等式:(1)当0≤a≤b≤π/2时,有sin(a)≤sin(b);(2)当π/2≤a≤b≤3π/2时,有sin(a)≥sin(b)。
1.2 正弦函数的周期性正弦函数的周期为2π。
对于任意实数x,在正弦函数的周期上添加任意整数倍的2π,函数值保持不变。
因此,我们可以得到以下不等式:(1)sin(x)≤sin(x+2kπ)≤1,其中k为整数;(2)-1≤sin(x+2kπ)≤s in(x),其中k为整数。
2. 余弦函数的不等式余弦函数的值域也在[-1,1]之间,因此对于任意实数x,有-1≤cos(x)≤1。
根据这一性质,我们可以推导出余弦函数的不等式。
2.1 余弦函数的单调性余弦函数在区间[0,π]上是严格递减的,在区间[-π,0]上是严格递增的。
基于这一性质,我们可以得到以下不等式:(1)当0≤a≤b≤π时,有cos(b)≤cos(a);(2)当-π≤a≤b≤0时,有cos(b)≥cos(a)。
2.2 余弦函数的周期性余弦函数的周期也为2π。
对于任意实数x,在余弦函数的周期上添加任意整数倍的2π,函数值保持不变。
因此,我们可以得到以下不等式:(1)-1≤cos(x)≤cos(x+2kπ)≤1,其中k为整数;(2)cos(x)≥cos(x+2kπ)≥-1,其中k为整数。
高中数学数列、解三角形、不等式综合复习
![高中数学数列、解三角形、不等式综合复习](https://img.taocdn.com/s3/m/96518f225fbfc77da369b1a0.png)
本讲主要复习了必修(5)数列、解三角形、不等式等三部分知识要点和考点。
在利用这些知识点解决问题时注重函数的思想、数与形结合的思想、方程的数学思想、分类讨论的数学思想、等价转化的数学思想及配方法、特值法、分离参数法等数学思想方法的应用。
考点一:数列、不等式、解三角形等基础知识的考查例1、在下列命题中,把正确命题的序号填在题后的横线上。
(1)当三角形的各角的余切成等差数列时,各角所对边的平方成等差数列(2)已知不等式①②x2-6x+8<0 ③2x2-9x+m<0若同时满足①②的x值也满足③,则m9.(3)一个等差数列和一个等比数列,其首项是相等的正数,若其第(2n+1)项是相等的,则这两个数列的第(n+1)项也是相等的。
(4)方程有解时a的取值范围是在上述命题中正确命题的序号是。
分析:(1)设三个角A,B,C所对的边分别是a,b,c.由已知条件得:2cotB=cotA+cotC然后化为正、余弦。
通分再利用正、余弦定理可证:2b2=a2+c2.(2)可用特值法:先求不等式①②解集的交集。
再对m取特值验证。
也可利用二次函数的图像解决。
(3)利用等差、等比数列的通项公式表示这两个数列的第(n+1)项,然后比较大小。
或取特值验证。
(4)分离参数法:把a分离出来,用表示a,再用均值不等式求解。
解析:(1)由已知得:2cotB=cotA+cotC.利用正、余弦定理可证:2b2=a2+c2.故命题(1)是正确的。
(2)不等式①②的交集是(2,3),取m=0时,不等式化为:显然当2<x<3时,不等式成立。
故命题(2)错误另解:利用二次函数图像求解:设f(x)=2x2-9x+m,如图由已知得:(3)设数列分别是等差数列、等比数列。
首项分别是>0公差和公比分别是d、q,取n=2,q=2,由已知:即:,故==-=故,故命题(3)错误。
(4)由方程得:-(4+a)=.故此命题错误。
考点二:不等式与数列的综合应用的考查例2、已知数列{a}是首项a1>0,q>-1且q≠1的等比数列,设数列{b}的通项为b=a-ka(n∈N),数列{a}、{b}的前n项和分别为S,T.如果T>kS对一切自然数n都成立,求实数k的取值范围.分析:由探寻T和S的关系入手谋求解题思路。
三角函数不等式
![三角函数不等式](https://img.taocdn.com/s3/m/6dedf8004531b90d6c85ec3a87c24028905f8558.png)
三⾓函数不等式若0<β<α<π2,求证: sinα−sinβ<α−β<tanα−tanβ.sinα−sinβ=2cosα+β2sinα−β2≤2sinα−β2≤α−β.⽽tanα−tanβ=tan(α−β)⋅(1+tanαtanβ)>tan(α−β)>α−β.lim\begin{example}(2010年湖北)已知函数f\left( x \right) = ax + \dfrac{b}{x} + c(a > 0)的图象在\left( {1 , f\left( 1 \right)} \right)处的切线⽅程为y = x-1.(1)⽤a表⽰出b, c;(2)若f\left( x \right) \geqslant \ln x在\left[ {1, + \infty } \right)上恒成⽴,求a的取值范围;(3)证明: 1 + \dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{3} + \cdots + \dfrac{1}{n} > \ln \left( {n + 1} \right) + \dfrac{n}{{2\left( {n + 1} \right)}} (n \in {\mathcal N^ * }). \end{example}\begin{solution}\end{solution}\begin{example}(2013年湖北)设n是正整数, r为正有理数.(I)求函数f(x)=(1+x)^{r+1}-(r+1)x-1\,(x>-1)的最⼩值;(II)证明: \frac{n^{r+1}-(n-1)^{r+1}}{r+1}<n^r <\frac{(n+1)^{r+1}-n^{r+1}}{r+1};(III)设x\in \mathbb{R},记[x]为不⼩于x的最⼩整数,例如[2]=2,[\pi]=4,\left[ -\frac{3}{2} \right] =-1.令S=\sqrt[3]{81}+\sqrt[3]{82}+\sqrt[3]{83}+\cdots+\sqrt[3]{125},求[S]的值.(参考数据: 80^{\frac{4}{3}}\approx 344.7,81^{\frac{4}{3}}\approx 350.5,124^{\frac{4}{3}}\approx 618.3,126^{\frac{4}{3}}\approx 631.7)\end{example}\begin{solution}(I)因为f'(x)=(r+1)(1+x)^r-(r+1) =(r+1)\left[(1+x)^r-1\right],令f'(x)=0,解得x=0.当-1<x<0时, f'(x)<0,所以f(x)在(-1,0)内是减函数;当x>0时, f'(x)>0,所以f(x)在(0,+\infty)内是增函数.故函数f(x)在x=0处取得最⼩值f(0)=0.(II)由(I),当x\in (-1,+\infty)时,有f(x)\geqslant f(0)=0,即(1+x)^{r+1}\geqslant 1+(r+1)x,且等号当且仅当x=0时成⽴,故当x>-1且x\neq 0时,有(1+x)^{r+1}> 1+(r+1)x.\tag*{\ding{172}}在\ding{172}中,令x=\frac{1}{n} (这时x>-1且x\neq 0),则有\left( 1+\frac{1}{n} \right) ^{r+1}>1+\frac{r+1}{n}.上式两边同乘n^{r+1},得(n+1)^{r+1}>n^{r+1}+n^r(r+1),即n^r<\frac{(n+1)^{r+1}-n^{r+1}}{r+1}.\tag*{\ding{173}}当n>1时,在\ding{172}中令x=-\frac{1}{n} (这时x>-1且x\neq 0),类似可得n^r>\frac{n^{r+1}-(n-1)^{r+1}}{r+1}.\tag*{\ding{174}}且当n=1时, \ding{174}也成⽴.综上\ding{173},\ding{174}得\frac{n^{r+1}-(n-1)^{r+1}}{r+1}<n^r <\frac{(n+1)^{r+1}-n^{r+1}}{r+1}. \tag*{\ding{175}}(III)在\ding{175}中,令r=\frac{1}{3}, n分别取值81,82,83,\cdots,125,得\begin{align*} \frac{3}{4}\left( 81^{\frac{4}{3}}-80^{\frac{4}{3}} \right) &<\sqrt[3]{81}<\frac{3}{4}\left( 82^{\frac{4}{3}}-81^{\frac{4}{3}} \right) , \\ \frac{3}{4}\left( 82^{\frac{4}{3}}-81^{\frac{4}{3}} \right) &<\sqrt[3]{82}<\frac{3}{4}\left( 83^{\frac{4}{3}}-82^{\frac{4}{3}} \right) , \\ \frac{3}{4}\left( 83^{\frac{4}{3}}-82^{\frac{4}{3}} \right) &<\sqrt[3]{83}<\frac{3}{4}\left( 84^{\frac{4}{3}}-83^{\frac{4}{3}} \right) ,\\ &\cdots\cdots\\ \frac{3}{4}\left( 125^{\frac{4}{3}}-124^{\frac{4}{3}} \right) &<\sqrt[3]{125}<\frac{3}{4}\left( 126^{\frac{4}{3}}-125^{\frac{4}{3}} \right). \end{align*}将以上各式相加,并整理得\frac{3}{4}\left( 125^{\frac{4}{3}}-80^{\frac{4}{3}} \right)<S<\frac{3}{4}\left( 126^{\frac{4}{3}}-81^{\frac{4}{3}} \right).代⼊数据计算,可得\frac{3}{4}\left( 125^{\frac{4}{3}}-80^{\frac{4}{3}} \right)\approx 210.2, \frac{3}{4}\left( 126^{\frac{4}{3}}-81^{\frac{4}{3}}\right)\approx 210.9.由[S]的定义,得[S]=211.\end{solution}\begin{example}(2014湖北卷, 理科第22题)\pi 为圆周率, e=2.718\,28\cdots 为⾃然对数的底数.\begin{itemize}\item[(I)] 求函数f(x)=\frac{\ln x}{x}的单调区间;\item[(II)] 求e^3,3^e,e^{\pi},\pi^e,3^{\pi}, \pi^3这6个数中的最⼤数与最⼩数;\item[(III)] 将e^3,3^e,e^{\pi},\pi^e,3^{\pi}, \pi^3这6个数按从⼩到⼤的顺序排列, 并证明你的结论.\end{itemize}\end{example}\begin{solution}(I)函数f(x)的定义域为(0,+\infty),因为f(x)=\frac{\ln x}{x},所以f'(x)=\frac{1-\ln x}{x^2}.当f'(x)>0,即0<x<e时,函数f(x)单调递增;当f'(x)<0,即x>e时,函数f(x)单调递减.故函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+\infty).(II)因为e<3<\pi,所以e\ln 3<e\ln \pi,\pi\ln e<\pi \ln 3,即\ln 3^e<\ln \pi^e,\ln e^\pi<\ln 3^\pi.于是根据函数y=\ln x,y=e^x,y=\pi^x在定义域上单调递增,可得3^e<\pi^e<\pi^3,e^3<e^\pi<3^\pi.故这6个数的最⼤数在\pi^3与3^\pi之中,最⼩数在3^e与e^3之中.由e<3<\pi及(I)的结论,得f(\pi)<f(3)<f(e),即\frac{\ln \pi}{\pi}<\frac{\ln 3}{3}<\frac{\ln e}{e}.由\frac{\ln \pi}{\pi}<\frac{\ln 3}{3},得\ln \pi^3<\ln 3^\pi,所以3^\pi>\pi^3;由\frac{\ln 3}{3}<\frac{\ln e}{e},得\ln 3^e<\ln e^3,所以3^e<e^3.综上, 6个数中的最⼤数是3^\pi,最⼩数是3^e.(III)由(II)知, 3^e<\pi^e<\pi^3<3^\pi,3^e<e^3.⼜由(II)知, \frac{\ln\pi}{\pi}<\frac{\ln e}{e},得\pi^e<e^\pi.故只需⽐较e^3与\pi^e和e^\pi与\pi^3的⼤⼩.由(I)知,当0<x<e时, f(x)<f(e)=\frac{1}{e},即\frac{\ln x}{x}<\frac{1}{e}.在上式中,令x=\frac{e^2}{\pi}.⼜\frac{e^2}{\pi}<e,则\ln \frac{e^2}{\pi}<\frac{e}{\pi},从⽽2-\ln\pi<\frac{e}{\pi},即得\ln\pi>2-\frac{e}{\pi}.\tag*{\ding{172}}由\ding{172}得, e\ln \pi >e\left( 2-\frac{e}{\pi} \right) >2.7\times \left( 2-\frac{2.72}{3.1} \right) >2.7\times \left( 2-0.88 \right) =3.024>3,即e\ln \pi >3,亦即\ln\pi^e>\ln e^3,所以e^3<\pi^e.⼜由\ding{172}得, 3\ln \pi >6-\frac{3e}{\pi}>6-e>\pi,即3\ln \pi >\pi,所以e^\pi<\pi^3.综上可得, 3^e<e^3<\pi^e<e^\pi<\pi^3<3^\pi.即6个数从⼩到⼤的顺序为3^e,e^3,\pi^e,e^\pi,\pi^3,3^\pi.\end{solution}\begin{example}(2015年湖北卷, 理科第22题)已知数列\{a_n\}的各项均为正数, b_n=n\left(1+\frac{1}{n}\right)^na_n\,(n\in \mathbb{N}_+), e为⾃然对数的底数.\begin{itemize}\item[(I)] 求函数f(x)=1+x-e^x的单调区间, 并⽐较\left(1+\frac{1}{n}\right)^n与e的⼤⼩;\item[(II)] 计算\frac{b_1}{a_1},\frac{b_1b_2}{a_1a_2},\frac{b_1b_2b_3}{a_1a_2a_3}, 由此推测计算\frac{b_1b_2\cdots b_n}{a_1a_2\cdots a_n}的公式, 并给出证明;\item[(III)] 令c_n=(a_1a_2\cdots a_n)^{\frac{1}{n}}, 数列\{a_n\}, \{c_n\}的前n项和分别记为S_n,T_n, 试证明: T_n<eS_n.\end{itemize}\end{example}\begin{solution}(I) f(x)的定义域为(-\infty,+\infty),f'(x)=1-e^x.当f'(x)>0,即x<0时, f(x)单调递增;当f'(x)<0,即x>0时, f(x)单调递减.故f(x)的单调递增区间为(-\infty,0),单调递减区间为(0,+\infty).当x>0时, f(x)<f(0)=0,即1+x<e^x.令x=\frac{1}{n},得1+\frac{1}{n}<e^{\frac{1}{n}},即\left(1+\frac{1}{n}\right)^n<e.\tag*{\ding{172}}(II) \frac{b_1}{a_1}=1\cdot \left( 1+\frac{1}{1} \right) ^1=1+1=2;\frac{b_1b_2}{a_1a_2}=\frac{b_1}{a_1}\cdot \frac{b_2}{a_2}=2\cdot 2\left( 1+\frac{1}{2} \right) ^2=\left( 2+1 \right) ^2=3^2;\frac{b_1b_2b_3}{a_1a_2a_3}=\frac{b_1b_2}{a_1a_2}\cdot \frac{b_3}{a_3}=3^2\cdot 3\left( 1+\frac{1}{3} \right) ^3=\left( 3+1 \right) ^3=4^3.由此推测:\frac{b_1b_2\cdots b_n}{a_1a_2\cdots a_n}=\left( n+1 \right) ^n. \tag*{\ding{173}}下⾯⽤数学归纳法证明\ding{173}.(1)当n=1时,左边=右边=2, \ding{173}成⽴.(2)假设当n=k时, \ding{173}成⽴,即\frac{b_1b_2\cdots b_k}{a_1a_2\cdots a_k}=\left( k+1 \right) ^k.当n=k+1时, b_{k+1}=\left( k+1 \right) \left( 1+\frac{1}{k+1} \right) ^{k+1}a_{k+1},由归纳假设可得\begin{align*} \frac{b_1b_2\cdots b_kb_{k+1}}{a_1a_2\cdots a_ka_{k+1}} &=\frac{b_1b_2\cdots b_k}{a_1a_2\cdots a_k}\cdot \frac{b_{k+1}} {a_{k+1}} \\ &=\left( k+1 \right) ^k\left( k+1 \right) \left( 1+\frac{1}{k+1} \right) ^{k+1}=\left( k+2 \right) ^{k+1}. \end{align*}所以当n=k+1时, \ding{173}也成⽴.根据(1) (2),可知\ding{173}对⼀切正整数n都成⽴.(III)由c_n的定义, \ding{173},算术-⼏何平均值不等式, b_n的定义及\ding{172}得\begin{align*} T_n= &c_1+c_2+c_3+\cdots +c_n \\ =&\left( a_1 \right) ^{\frac{1}{1}}+\left( a_1a_2 \right) ^{\frac{1}{2}}+\left( a_1a_2a_3 \right) ^{\frac{1}{3}}+\cdots +\left( a_1a_2\cdots a_n \right) ^{\frac{1}{n}} \\ =&\frac{\left( b_1 \right) ^{\frac{1}{1}}}{2}+\frac{\left( b_1b_2 \right) ^{\frac{1} {2}}}{3}+\frac{\left( b_1b_2b_3 \right) ^{\frac{1}{3}}}{4}+\cdots +\frac{\left( b_1b_2\cdots b_n \right) ^{\frac{1}{n}}}{n+1} \\ \leqslant &\frac{b_1} {1\times 2}+\frac{b_1+b_2}{2\times 3}+\frac{b_1+b_2+b_3}{3\times 4}+\cdots +\frac{b_1+b_2+\cdots +b_n}{n\left( n+1 \right)} \\ =& b_1\left[ \frac{1}{1\times 2}+\frac{1}{2\times 3}+\cdots +\frac{1}{n\left( n+1 \right)} \right] \\ & +b_2\left[ \frac{1}{2\times 3}+\frac{1}{3\times 4}+\cdots+\frac{1}{n\left( n+1 \right)} \right] +\cdots +b_n\cdot \frac{1}{n\left( n+1 \right)} \\ = &b_1\left( 1-\frac{1}{n+1} \right) +b_2\left( \frac{1}{2}-\frac{1} {n+1} \right) +\cdots +b_n\left( \frac{1}{n}-\frac{1}{n+1} \right) \\ <&\frac{b_1}{1}+\frac{b_2}{2}+\cdots +\frac{b_n}{n} \\ <&\left( 1+\frac{1}{1} \right) ^1a_1+\left( 1+\frac{1}{2} \right) ^2a_2+\cdots +\left( 1+\frac{1}{n} \right) ^na_n \\ <& ea_1+ea_2+\cdots +ea_n=eS_n. \end{align*}即T_n<eS_n.\end{solution}\begin{example} (2007年湖北卷, 理科第21题) 已知$m,n$均为正整数.\\ (I) ⽤数学归纳法证明: 当$x>-1$时, $(1+x)^m\geqslant 1+mx$.\\ (II) 对于$n\geqslant 6$, 已知$\left( 1-\frac{1}{n+3}\right)^n<\frac{1}{2}$, 求证: \[ \displaystyle \Bigl( 1-\frac{m}{n+3}\Bigr)^n<\Bigl( \frac{1}{2}\Bigr)^m,\quad m=1,2,\cdots,n; \] (III) 求出满⾜等式$3^n+4^n+\cdots +(n+2)^n=(n+3)^n$的所有正整数$n$. \end{example}\begin{solution}\textbf{解法⼀:} (I)证明:⽤数学归纳法证明:(i)当m=1时,原不等式成⽴;当m=2时,左边=1+2x+x^2,右边=1+2x,因为x^2\geqslant 0,所以左边\geq 右边,原不等式成⽴;(ii)假设当m=k时,不等式成⽴,即(1+x)^k\geqslant 1+kx,则当m=k+1时,因为x>-1,所以1+x>0.于是在不等式(1+x)^k\geqslant 1+kx两边同乘以1+x得\begin{align*} (1+x)^k\cdot (1+x)&\geqslant (1+kx)(1+x)\\ &=1+(k+1)x+kx^2\\ &\geqslant 1+(k+1)x, \end{align*}所以(1+x)^{k+1}\geqslant 1+(k+1)x.即当m=k+1时,不等式也成⽴.综合(i) (ii)知,对⼀切正整数m,不等式都成⽴.(II)证明:当n\geqslant 6,m\leqslant n时,由(I)得\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^m\geqslant 1-\frac{m}{n+3}>0,于是\begin{align*} \left( 1-\frac{m}{n+3} \right) ^n &\leqslant \left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^{mn}=\left[ \left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^n \right] ^m \\ &<\left( \frac{1}{2} \right) ^m,\quad m=1,2,\cdots,n. \end{align*}(III)解:由(II)知,当n\geqslant 6时,\begin{align*} &\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^1+\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^2+\cdots +\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^n \\ &<\frac{1}{2}+\left( \frac{1} {2} \right) ^2+\cdots +\left( \frac{1}{2} \right) ^n=1-\frac{1}{2^n}<1, \end{align*}所以\left( \frac{n+2}{n+3} \right) ^n+\left( \frac{n+1}{n+3} \right) ^n+\cdots +\left( \frac{3}{n+3} \right) ^n<1,即3^n+4^n+\cdots+(n+2)^n<(n+3)^n,即当n\geqslant 6时,不存在满⾜该等式的正整数n.故只需要讨论n=1,2,3,4,5的情形;当n=1时, 3\neq 4,等式不成⽴;当n=2时, 3^2+4^2=5^2,等式成⽴;当n=3时, 3^3+4^3+5^3=6^3,等式成⽴;当n=4时, 3^4+4^4+5^4+6^4为偶数,⽽7^4为奇数,故3^4+4^4+5^4+6^4\neq 7^4,等式不成⽴;当n=5时,同n=4的情形可分析出,等式不成⽴.综上,所求的n只有n=2,3.\textbf{解法⼆:} (I)证明:当x=0或m=1时,原不等式中等号显然成⽴.下⽤数学归纳法证明:当x>-1,且x\neq 0时, m\geqslant 2,(1+x)^m> 1+mx.\tag*{\ding{172}}(i)当m=2时,左边=1+2x+x^2,右边=1+2x,因为x\neq 0,所以x^2>0,即左边>右边,不等式\ding{172}成⽴;(ii)假设当m=k\,(k\geq 2)时,不等于\ding{172}成⽴,即(1+x)^k>1+kx,则当m=k+1时,因为x>-1,所以1+x>0.⼜因为x\neq 0,k\geq 2,所以kx^2>0.于是在不等式(1+x)^k>1+kx两边同乘以1+x得\begin{align*} (1+x)^k\cdot (1+x)&\geqslant (1+kx)(1+x)\\ &=1+(k+1)x+kx^2\\ &>1+(k+1)x, \end{align*}所以(1+x)^{k+1}>1+(k+1)x.即当m=k+1时,不等式\ding{172}也成⽴.综上所述,所证不等式成⽴.(II)证明:当n\geqslant 6,m\leqslant n时,因为\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^n<\frac{1}{2},所以\left[ \left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^m \right] ^n<\left( \frac{1}{2} \right) ^m,⽽由(I),\left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^m\geqslant 1-\frac{m}{n+3}>0,所以\left( 1-\frac{m}{n+3} \right) ^n\leqslant \left[ \left( 1-\frac{1}{n+3} \right) ^m \right] ^n<\left( \frac{1}{2} \right) ^m.(III)解:假设存在正整数n_0\geqslant6使等式3^{n_0}+4^{n_0}+\cdots+(n_0+2)^{n_0}=(n_0+3)^{n_0}成⽴,即有\left( \frac{3}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\left( \frac{4}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\cdots +\left( \frac{n_0+2}{n_0+3} \right) ^{n_0}=1. \tag*{\ding{173}}⼜由(II)可得\begin{align*} &\left( \frac{3}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\left( \frac{4}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\cdots +\left( \frac{n_0+2}{n_0+3} \right) ^{n_0} \\ &=\left( 1-\frac{n_0}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\left( 1-\frac{n_0-1}{n_0+3} \right) ^{n_0}+\cdots +\left( 1-\frac{1}{n_0+3} \right) ^{n_0} \\ &<\left( \frac{1}{2} \right) ^{n_0}+\left( \frac{1}{2} \right) ^{n_0-1}+\cdots +\frac{1}{2}=1-\frac{1}{2^{n_0}}<1, \end{align*}与\ding{173}式⽭盾.故当n\geqslant 6时,不存在满⾜该等式的正整数n.下同解法⼀.\end{solution}Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/BasicLatin.js。
初中数学知识点三角函数的方程与不等式
![初中数学知识点三角函数的方程与不等式](https://img.taocdn.com/s3/m/65a11abc03d276a20029bd64783e0912a2167c9e.png)
初中数学知识点三角函数的方程与不等式初中数学知识点:三角函数的方程与不等式三角函数在初中数学中是一个重要的知识点,它不仅应用广泛,而且在解方程和不等式中起到了关键作用。
本文将介绍三角函数方程和不等式的基本概念、解法和一些常见的例题。
一、三角函数的基本概念1. 正弦函数和余弦函数在解析几何中,正弦函数和余弦函数描述了一个单位圆上一点的坐标。
对于角度θ,正弦函数sin(θ)等于y坐标,余弦函数cos(θ)等于x坐标。
它们的定义域是实数集,值域是[-1, 1]。
2. 正切函数和余切函数正切函数tan(θ)等于正弦函数除以余弦函数,余切函数cot(θ)等于余弦函数除以正弦函数。
它们的定义域是实数集,但在θ为90°的倍数时,正切函数和余切函数的值不存在。
3. 反三角函数为了解决三角函数方程和不等式,我们需要借助反三角函数。
反正弦函数arcsin(x)、反余弦函数arccos(x)和反正切函数arctan(x)分别表示对应三角函数的角度值。
它们的定义域是[-1, 1],值域是[-π/2, π/2]。
二、三角函数方程的解法1. 根据定义法解方程当三角函数方程中出现特定角度值时,可以直接利用三角函数的定义求解。
例如,对于sin(θ) = 0,解为θ = 0°,180°,360°,...2. 利用三角函数的周期性解方程由于三角函数具有周期性,对于形如sin(θ) = sin(α)或cos(θ) = cos(α)的方程,可利用周期性求解。
例如,对于sin(θ) = sin(α),解为θ = α +2kπ或θ = π - α + 2kπ,其中k为整数。
3. 利用反三角函数解方程当三角函数方程中出现反三角函数时,可以利用反三角函数解方程。
例如,对于sin(θ) = a,解为θ = arcsin(a) + 2kπ或θ = π - arcsin(a) + 2kπ,其中k为整数。
三、三角函数不等式的解法1. 利用图像法解不等式通过绘制三角函数的图像,并根据其递增递减性质,可以解决一些简单的三角函数不等式。
不等式与三角函数综合应用
![不等式与三角函数综合应用](https://img.taocdn.com/s3/m/536145c87d1cfad6195f312b3169a4517723e599.png)
不等式与三角函数综合应用在数学中,不等式和三角函数是两个重要的概念。
不等式是数学中用来描述数之间大小关系的表达式,而三角函数则是用来描述角度和边长之间关系的函数。
本文将探讨不等式与三角函数的综合应用,以及它们在实际问题中的应用。
一、不等式的基本性质和解法不等式是数学中常见的一种关系表达式,它可以描述数之间的大小关系。
常见的不等式有大于(>)、小于(<)、大于等于(≥)、小于等于(≤)等符号。
解不等式的方法主要有图像法、代数法和递推法等。
下面我们通过一个例子来说明不等式的解法。
例子:解不等式2x + 3 > 5。
解法:我们首先将不等式转化为等价的形式,得到2x > 2。
然后通过除以2的方式得到x > 1。
因此不等式2x + 3 > 5的解集为{x | x > 1}。
二、三角函数的基本性质和公式三角函数是数学中用来描述角度和边长之间关系的函数。
常见的三角函数有正弦函数(sin)、余弦函数(cos)、正切函数(tan)等。
三角函数的取值范围一般是[-1, 1],并且它们之间存在一些重要的性质和公式。
下面我们通过一个例子来说明三角函数的应用。
例子:已知一个角的正弦值为0.6,求这个角的余弦值和正切值。
解法:根据正弦函数的定义,可以得到sinθ = 0.6。
由此可以得到θ ≈ 36.87°。
然后根据余弦函数和正切函数的定义,可以得到cosθ ≈ 0.8,tanθ ≈ 0.75。
因此这个角的余弦值为0.8,正切值为0.75。
三、不等式与三角函数的综合应用不等式与三角函数在实际问题中常常需要综合应用,通过建立不等式和利用三角函数的性质来解决实际问题。
下面我们通过一个例子来说明不等式与三角函数的综合应用。
例子:已知一座山峰的斜率为k,角度为θ,山顶距离地面的垂直高度为h。
如果山顶处禁止爬升的角度不超过α度,那么k和h之间的关系是怎样的?解法:我们可以首先利用三角函数的性质,得到tanθ = h / k。
三角函数的基本不等式
![三角函数的基本不等式](https://img.taocdn.com/s3/m/e3964129c381e53a580216fc700abb68a982adad.png)
三角函数的基本不等式三角函数是数学中重要的一类函数,由于具有良好的周期性、对称性和连续性等特点,在数学中应用非常广泛。
在研究三角函数的性质时,基本不等式是一个必须重点掌握的概念,下面就介绍一下三角函数的基本不等式。
一、三角函数的概念三角函数是指以角度作为自变量,返回角度对应的三角比值的函数,其中包括正弦函数、余弦函数、正切函数、余切函数、正割函数、余割函数等。
在数学中一般使用英文字母表示,如sin (x)、cos(x)等。
以正弦函数为例,正弦函数既可以表示为三角形中对边与斜边的比值,也可以表示为在单位圆上对应点的y坐标值。
余弦函数同样可以表示为三角形中邻边与斜边的比值,也可以表示为在单位圆上对应点的x坐标值。
其他三角函数也有类似的定义。
二、三角函数的周期性和对称性三角函数具有重要的周期性和对称性,这是三角函数的一个重要性质。
1. 以正弦函数为例,正弦函数的周期通常定义为2π。
这意味着当角度增加2π时,正弦函数的值不发生变化,也就是正弦函数的值具有周期性。
而如果将这个周期缩小到π时,也可以得到其他符合周期性的函数。
同理,余弦函数的周期也是2π。
2. 以正弦函数为例,正弦函数具有奇对称性,也就是当角度取负数时,正弦函数值会取负值,而且当角度取负值的绝对值等于正值时,正弦函数值也一样。
余弦函数具有偶对称性,也就是当角度取负数时,余弦函数值不变。
三、三角函数的基本不等式是指在一定条件下,三角函数的值不会太大或太小,也就是具有范围限制性的不等式。
以正弦函数为例,当x取任意实数值时,sin x的值都在-1和1之间。
也就是,对于任何实数x,都有-1≤sin x≤1。
具体证明方法如下:1. 首先,我们可以将任何弧度x表示为2kπ+θ(或2kπ-θ)。
其中k为整数,θ∈[0,2π)。
这能够保证θ的值在一个正周期内。
2. 接下来,我们使用单位圆来证明sinθ的取值范围。
对于任意θ∈[0,2π),可以在单位圆上绘制直角三角形。
高考数学 三角函数和不等式
![高考数学 三角函数和不等式](https://img.taocdn.com/s3/m/7c67e18071fe910ef12df817.png)
三角函数一.三角函数的图象和性质sin cos x x ≤≤11,yxO-π2 π2πy t g x =对称点为,,k k Z π20⎛⎝ ⎫⎭⎪∈ ()y x k k k Z =-+⎡⎣⎢⎤⎦⎥∈s i n 的增区间为,2222ππππ ()减区间为,22232k k k Z ππππ++⎡⎣⎢⎤⎦⎥∈ ()()图象的对称点为,,对称轴为k x k k Z πππ02=+∈ []()y x k k k Z =+∈c o s的增区间为,22πππ []()减区间为,222k k k Z ππππ++∈()图象的对称点为,,对称轴为k x k k Z πππ+⎛⎝⎫⎭⎪=∈2y x k k k Z =-+⎛⎝⎫⎭⎪∈t a n 的增区间为,ππππ22 二.()()[]ϕωϕω+=x A y cos +x Asin =y .或的图象和性质要熟记。
正弦型函数 ()振幅,周期12||||A T =πω ()若,则为对称轴。
f x A x x 00=±=()()若,则,为对称点,反之也对。
f x x 0000= ()五点作图:令依次为,,,,,求出与,依点202322ωϕππππx x y + (x ,y )作图象。
()根据图象求解析式。
(求、、值)3A ωϕ如图列出ωϕωϕπ()()x x 1202+=+=⎧⎨⎪⎩⎪解条件组求、值ωϕ()∆正切型函数,y A x T =+=tan ||ωϕπω 三.三角函数的图象和性质的应用. 1。
在三角函数中求一个角时要注意两个方面——先求出某一个三角函数值,再判定角的范围。
如:,,,求值。
cos x x x +⎛⎝⎫⎭⎪=-∈⎡⎣⎢⎤⎦⎥πππ62232 (∵,∴,∴,∴)ππππππππ<<<+<+==x x x x 327665365413122. 在解含有正、余弦函数的问题时,你注意(到)运用函数的有界性了吗? 如:函数的值域是y x x =+sin sin||[][](时,,,时,,∴,)x ≥=∈-<=∈-02220022y x x y y sin 3. 熟练掌握三角函数图象变换了吗? (平移变换、伸缩变换)平移公式:()点(,),平移至(,),则1P x y a h k P x y x x h y y k →=−→−−−−−=+=+⎧⎨⎩()''''' ()曲线,沿向量,平移后的方程为,200f x y a h k f x h y k ()()()==--=→如:函数的图象经过怎样的变换才能得到的y x y x =-⎛⎝⎫⎭⎪-=2241sin sin π图象? (横坐标伸长到原来的倍y x y x =-⎛⎝⎫⎭⎪-−→−−−−−−−−−=⎛⎝ ⎫⎭⎪-⎡⎣⎢⎤⎦⎥-22412212412sin sin ππ =-⎛⎝ ⎫⎭⎪-−→−−−−−−=-−→−−−−−−=24142121sin sin sin x y x y x ππ左平移个单位上平移个单位纵坐标缩短到原来的倍)12−→−−−−−−−−−=y x sin 四.公式的联系1..熟练掌握同角三角函数关系和诱导公式如:··142222=+=-===sin cos sec tan tan cot cos sec tanααααααααπ ===sincos π20……称为的代换。
高考立体几何、数列、三角函数、不等式、平面向量综合经典试题练习(含答案)
![高考立体几何、数列、三角函数、不等式、平面向量综合经典试题练习(含答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/19c976d204a1b0717fd5dd57.png)
cos
x
0
2
的部分图象如图所示,f
x0
f
0 ,
则正确的选项是( )
试卷第 2页,总 9页
A.
6
,
x0
1
C.
3
,
x0
1
B.
6
,
x0
4 3
D.
3
,
x0
2 3
20.已知 | a | 1,| b | 2, a 与 b 的夹角为 600,若 a kb 与 b 垂直,则 k 的值为( )
B. 2 2
C. 3 2
D.1
22 . . 设 G 是 ABC 的 重 心 , 且
(56 sin A)GA (40 sin B)GB (35 sin C)GC 0 ,则角 B 的大小为
()
A.45° B.60° C.30° D.1 5°
23.在△ABC 中,a=2,b=2 ,B=45°,则 A 等于( )
CC1 c 则A1B
(A) a+b-c
(B) a–b+c
(C)-a+b+c.
(D)-a+b-c
18.函数 f x sin 2 x
3
sin
x
cos
x
在区间
4
,
2
上的最大值为(
)
(A) 3 2
(B)1 3
(C)1
(D) 1 3 2
19.已知函数
解三角函数不等式
![解三角函数不等式](https://img.taocdn.com/s3/m/c4685f063069a45177232f60ddccda38376be134.png)
解三角函数不等式
一、三角函数不等式
三角函数不等式是指在某一种三角函数和其反三角函数运用不等式进行比较的式子。
这类不等式涉及到三角函数的正弦、余弦和正切等,可以简写成 sin x> 0、cos x> 0 或tan x> 0 等形式。
三角函数不等式的主要内容涉及到三角函数的单调性、限制性、不等性和 pei-式不等式等概念。
首先是三角函数的单调性,即三角函数都是单调的,它们的值在增加或减少的时候,函数值的变化也是单调的,它们之间不存在折点和拐点,所以不等式中的不等号只能是单调变化的方向。
其次是三角函数的限制性,即三角函数在某一特定范围内都有一定的范围,并且它们之间存在范围边界上的差异,所以在不等式中,可以用三角函数的范围边界定义不等号的大小关系。
最后是pei-式不等式,这类不等式是基于三角函数的pei-序列设计的,它把三角函数的不等情况分解到不同的pei-序列,在不等式中可以用各个pei-序列的不等情况定义不等号的大小关系。
总的来说,三角函数不等式包括三角函数的单调性、限制性、不等性以及pei-式不等式等,它可以帮助我们进行复杂的函数不等式求解,精确到特定范围的解的结果,也可以给特定的函数运用求解更复杂的函数不等式求解问题。
高考数学集合、函数、数列、三角函数公式考点(承勇整理)
![高考数学集合、函数、数列、三角函数公式考点(承勇整理)](https://img.taocdn.com/s3/m/0453d22e2f3f5727a5e9856a561252d380eb2099.png)
高中数学第一章-集合一、知识结构:本章知识主要分为集合、简单不等式的解法(集合化简)、简易逻辑三部分:二、考试注意事项:三、含绝对值不等式、一元二次不等式的解法与延伸 1.整式不等式的解法根轴法(零点分段法)(从右上角开始划线,大于取上边,小于取下边)①将不等式化为a 0(1)(2)…()>0(<0)形式,并将各因式x 的系数化“+”;(为了统一方便)②求根,并在数轴上表示出来;③由右上方穿线,经过数轴上表示各根的点(为什么?);④若不等式(x 的系数化“+”后)是“>0”,则找“线”在x 轴上方的区间;若不等式是“<0”,则找“线”在x 轴下方的区间.+-+-x 1x 2x 3x m-3x m-2xm-1x mx0>∆ 0=∆ 0<∆二次函数c bx ax y ++=2(0>a )的图象一元二次方程()的根002>=++a c bx ax有两相异实根)(,2121x x x x <有两相等实根ab x x 221-==无实根 的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x ><或 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R 的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x xx <<∅∅2.分式不等式的解法 (1)标准化:移项通分化为)()(x g x f >0(或)()(x g x f <0);)()(x g x f ≥0(或)()(x g x f ≤0)的形式, (2)转化为整式不等式(组)⎩⎨⎧≠≥⇔≥>⇔>0)(0)()(0)()(;0)()(0)()(x g x g x f x g x f x g x f x g x f3.含绝对值不等式的解法(1)公式法:c b ax <+,与)0(>>+c c b ax 型的不等式的解法. (2)定义法:用“零点分区间法”分类讨论.(3)几何法:根据绝对值的几何意义用数形结合思想方法解题.4.一元二次方程根的分布 一元二次方程20(a ≠0)(1)根的“零分布”:根据判别式和韦达定理分析列式解之.(2)根的“非零分布”:作二次函数图象,用数形结合思想分析列式解之.(四)简易逻辑1、命题的定义:可以判断真假的语句叫做命题。
2024年高考数学三角函数不等式历年题目解析
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2024年高考数学三角函数不等式历年题目解析数学是高中阶段学生所必修的一门学科,其中三角函数不等式是数学中的一个重要部分。
在高考数学考试中,三角函数不等式题目经常出现。
本文将对2024年高考数学三角函数不等式历年题目进行解析,帮助同学们更好地理解和掌握该知识点。
1. 题目一解:题目一可能涉及到绝对值不等式。
我们先来看一个例子:已知函数f(x) = |sinx - cosx|,求f(x)的取值范围。
解答中用到图像的不等式解法,以及余弦和正弦的和差化积等相关知识点,采用文字描述和公式推导辅以图表解析的方式来进行说明。
同时,通过列举特殊角和借助图像来直观地理解和解释问题。
2. 题目二解:题目二可能涉及到三角函数的性质和对数函数的运用。
我们来看一个例子:已知函数f(x) = \sqrt{2\sin x + 1},求f(x)的最大值。
解答中用到了三角函数的性质和对数函数的运用,同时结合求导法和辅助角的概念,详细解释了每一步的推导过程。
通过计算和图像分析,得出函数f(x)的最大值。
3. 题目三解:题目三可能涉及到三角函数的周期性和不等式的证明。
我们来看一个例子:证明:当0 < x < \pi 时,有 \sin^2 x > \sin 2x解答中通过三角函数的周期性和性质,将不等式两边进行转换,并进行推导证明。
解答中逐步给出每一步的推理和运算过程,详细解释了每个步骤的原理和依据,确保推理过程的准确性和可信度。
通过以上三个例题的解析,我们可以看到在高考数学中,三角函数不等式题目的解答要求同学们运用到数学知识的多个方面,并进行综合运用。
在解答过程中,需要进行推导、图像分析、化简等操作,同时注重推导过程的准确性和合理性。
总结起来,掌握三角函数不等式的相关知识点,理解其性质和运用方法,以及熟练掌握解题的技巧和方法,对于应对数学高考考试是非常重要的。
通过对历年高考数学三角函数不等式题目的解析和练习,同学们可以更好地理解和掌握该知识点,并在考试中取得好成绩。
高三数学必背必考知识点
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高三数学必背必考知识点高三数学必背必考知识点1第一、高考数学中有函数、数列、三角函数、平面向量、不等式、立体几何等九大章节。
主要是考函数和导数,这是我们整个高中阶段里最核心的板块,在这个板块里,重点考察两个方面:第一个函数的性质,包括函数的单调性、奇偶性;第二是函数的解答题,重点考察的是二次函数和高次函数,分函数和它的一些分布问题,但是这个分布重点还包含两个分析就是二次方程的分布的问题,这是第一个板块。
第二、平面向量和三角函数。
重点考察三个方面:一个是划减与求值,第一,重点掌握公式,重点掌握五组基本公式。
第二,是三角函数的图像和性质,这里重点掌握正弦函数和余弦函数的性质,第三,正弦定理和余弦定理来解三角形。
难度比较小。
第三、数列。
数列这个板块,重点考两个方面:一个通项;一个是求和。
第四、空间向量和立体几何,在里面重点考察两个方面:一个是证明;一个是计算。
第五、概率和统计。
这一板块主要是属于数学应用问题的范畴,当然应该掌握下面几个方面,第一……等可能的概率,第二………事件,第三是独立事件,还有独立重复事件发生的概率。
第六、解析几何。
这是我们比较头疼的问题,是整个试卷里难度比较大,计算量的题,当然这一类题,我总结下面五类常考的题型,包括:第一类所讲的直线和曲线的位置关系,这是考试最多的内容。
考生应该掌握它的通法;第二类我们所讲的动点问题;第三类是弦长问题;第四类是对称问题,这也是2008年高考已经考过的一点;第五类重点问题,这类题时往往觉得有思路,但是没有答案,当然这里我相等的是,这道题尽管计算量很大,但是造成计算量大的原因,往往有这个原因,我们所选方法不是很恰当,因此,在这一章里我们要掌握比较好的算法,来提高我们做题的准确度,这是我们所讲的第六大板块。
第七、押轴题。
考生在备考复习时,应该重点不等式计算的方法,虽然说难度比较大,我建议考生,采取分部得分整个试卷不要留空白。
这是高考所考的七大板块核心的考点。
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42.已知等差数列 的前 项和为 ,且 成等比数列.
(1)求数列 的通项公式;
(2)若数列 的公差不为0,数列 满足 ,求数列 的前 项和 .
43.已知数列 中, , ( , ).
(1)写出 、 的值(只写出结果),并求出数列 的通项公式;
(2)设 ,若对任意的正整数 ,不等式 恒成立,求实数 的取值范围.
考点:本题考查了对不等式的基本性质的掌握.
26.
【解析】由数列 为等差数列,则数列 也为等差数列且公差为1,首项为2010,所以 ,所以
27.
【解析】
试题分析:因为在等差数列 中 ,所以 ,则 .
考点:等差数列的基本性质,正切函数值的计算.
28.-2
【解析】
29.-1
【解析】由等比数列的前 项和 ,得
当且仅当 时,即 , 是等号成立,
所以 的最大值为 。
14.B
【解析】由已知可得2a+b=4,因此4≥2 ,所以0<ab≤2,故 ≥ ,即 的最小值为 ,当且仅当a=1,b=2时取等号.
15.B
【解析】略
16.A
【解析】略
17.A
【解析】
试题分析:由 成等比数列,得 ,又 ,则 , ,选A.
考点:等比中项、余弦定理
所以S7= 。
考点:等差数列的性质;等差数列前n项和的性质。
点评:熟练掌握等差数列前n项和的性质: 。
9.A
【解析】略
10.A
【解析】考查了解三角形计算
11.C
【解析】略
12.C
【解析】此题考查等差数列的通项公式和前 项和是 ,考查方程思想在解决数列问题中的应用;由已知得 ,选C
13.C
【解析】 ,
A. B. C. D.不确定
4.(选修4—5)设 且 ,则 的最小值为()
A. B. C. D.
5.已 知首项为正数的等差 数列 满足: ,则使前 项和 成立的最大自然数是()
A.4005 B.4010C.4011 D.4006
6.在 中, ,则A等于( )
A
7.在 中,若 ,则 是()
A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.无法确定
参考答案
1.A
【解析】
试题分析:因为, ,所以两式相除得,公比q=2, ,
故 ,选A。
考点:本题主要考查等比数列的通项公式。
点评:简单题,等比数列中, 。
2.B
【解析】解:因为根据数列的前几项可知,根号下的数字是等差数列,因此是这个数列的第7项,选B
3.B
【解析】
试题分析:因为,三角形的三个内角A、B、C成等差数列,所以,由三角形内角和定理,
若 时,则不等式的解集是 ;------------8分
若 时,则不等式的解集是R; ------------------------------10分
若 时,则不等式的解集是 -----------------12分
33.(1) ;(2) .
【解析】
试题分析:(1)由条件 及正弦定理,进行边角的统一,可得到
若 >2 010,则 >2 010,即2n+1>2 010.
由于210=1 024,211=2 048,所以n+1≥11,点:等比数列的定义及判断方法;错位相消法.
37.(1)
(2)①当 时,解集为 ,②当 ,解集为
③当 时,解集为
①若 , ,则 ;
②若 ,则 ;
③若 , ,则 ;
④若 , ,则
其中真命题的序号是:_________.
26.等差数列 中, 是其前 项和, 的值为
27.在等差数列 中,若 ,则 _________________.
28.若 ,则 的最大值是。
29.如果等比数列的前 项和 ,则常数
30.设{ }为公比q>1的等比数列,若 和 是方程 的两根,
A. 1B. C. 2D.
22.当 时,不等式 恒成立,则 的取值范围为()
A. B. C. D.
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人
得分
二、填空题
23.已知在 中, 且三边长构成公差为2的等差数列,则 所对的边 =.
24.若三角形的面积 ,则 ___________.
25.给出下列命题:
(A) (B) (C) (D)
11.在等差数列{an}中,若a4+a6+a8+a10+a12=120,则2a10-a12的值为 ( )
A.20B.22C.24D.28
12.等差数列 的前 项和是 ,若 则 的值为()
A、55 B、60 C、65 D、70
13.已知 , 且 ,则 的最大值为()
A. B.
所以an+1=2(an-1+1)(n≥2,n∈N*),所以数列{an+1}为等比数列.
因为Sn+n=2an,令n=1得a1=1.a1+1=2,所以an+1=2n,所以an=2n-1.
(2)因为bn=(2n+1)an+2n+1,所以bn=(2n+1)·2n.
所以Tn=3×2+5×22+7×23+…+(2n-1)·2n-1+(2n+1)·2n,①
,注意到 ,因此,可将等式继续变形为 ,从而得到 ,由利用辅助角公式可变形为 ,因此 , ;(2)由(1)及 面积为 ,可得 ,再根据余弦定理 ,联立方程即可解得 .
(1)由正弦定理及 可得: ,
即 ,
又∵ ,∴ 3分
即 ,∴ , ;7分
由(1) 及 ,∴ ,
又由余弦定理及 : 10分,
联立方程,即可得 14分
B=60°,A+C=120°, = ,故选B。
考点:本题主要考查等差数列的概念,三角形内角和定理,特殊角的函数值。
点评:简单题,本题具有一定综合性,解答思路明确,涉及三角形问题,要注意挖掘“隐含条件”。
4.B
【解析】 ,
当且仅当 时, 取得最小值
5.D
【解析】略
6.A
【解析】
考点:余弦定理.
分析:先根据a2=b2+bc+c2,求得bc=-(b2+c2-a2)代入余弦定理中可求得cosA,进而求得A.
(2)若 ,△ABC的面积为 ,求 .
34.已知一个各项均为正数的等比数列{an}前四项之积为 ,第二、三项的和为 ,求这个等比数列的公比.
35.a,b,c为△ABC的三边,其面积 =12 ,bc=48,b-c=2,求a.
36.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn+n=2an(n∈N*).
(1)证明:数列{an+1}为等比数列,并求数列{an}的通项公式;
44.已知正项等比数列 的前 项和为 , , ,数列 满足 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)求数列 的前 项和.
45.各项均为正数的数列 的前 项和为 ,且满足 .
各项均为正数的等比数列 满足 .
(1)求数列 的通项公式 的通项公式;
(2)若 ,数列 的前 项和 .
①求 ;
②若对任意 ,均有 恒成立,求实数 的取值范围.
则 __________.
评卷人
得分
三、解答题
31.(本题满分10分)
在△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,已知 ,c= ,又△ABC的面积为S△ABC= ,求a,b的值.
32.(本小题满分12分)解关于 的不等式: (其中 )
33.已知 分别为△ABC三个内角A、B、C的对边, .
(1)求A;
2Tn=3×22+5×23+…+(2n-1)·2n+(2n+1)·2n+1,②
①-②,得-Tn=3×2+2(22+23+…+2n)-(2n+1)·2n+1
=6+2× -(2n+1)·2n+1=-2+2n+2-(2n+1)·2n+1=-2-(2n-1)·2n+1.
所以Tn=2+(2n-1)·2n+1.
C. D.
14.已知a>0,b>0,且2是2a与b的等差中项,则 的最小值为()
(A) (B) (C)2 (D)4
15.等比数列 中,已知 ,则数列 的前16项和S16为()
A. -50B. C. D.
16.计算 的结果等于 ()
A. B. C. D.
17.在 中,角A、B、C所对的边长分别为 ,若 成等比数列且 ,则 等于()
A. B. C. D.
18.在△ 中,若 ,则 等于()
A. B. C. D.
19.设 满足 ,下列不等式中不正确的是().
A. B. C. D.
20.设 是等差数列 的前 项和,已知 ,则 等于()
A.13B.63C.35D.49
21.已知等比数列{an}的公比为正数,且a3·a7=4a24,a2=2,则a1=
(2)若bn=(2n+1)an+2n+1,数列{bn}的前n项和为Tn.求满足不等式 >2 010的n的最小值.
37.(13分)关于 的不等式 .
(1)当 时,求不等式的解集;
(2)当 时,解不等式.
38.设数列 的首项 ,前 项和 满足关系式:
(1)求证:数列 是等比数列;
(2)设数列 是公比为 ,作数列 ,使 ,
求和: ;
(3)若 ,设 , ,
求使 恒成立的实数k的范围.
39.等差数列 的前 项和为 .
(Ⅰ)求数列 的通项公式;
(Ⅱ)若数列 满足 ,求数列 的前 项和 .
40.等差数列 的前 项和为 ,且满足 .
(1)求 和 ;
(2)设 ,求数列 的前 项和 .
41.已知数列 的前 项和 .
(Ⅰ)求数列 的通项公式;
解:根据余弦定理可知cosA=
∵a2=b2+bc+c2,