絕密★啟用前 試卷類型:A
2009年山東省濱州市高考模擬考試
理科綜合試題 2009.3
本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分,共14頁。滿分240分?荚囉脮r150分鐘?荚嚱Y(jié)束后,將答題紙和答題卡一并交回。答卷前,考生務必將自己的姓名、準考證號、考試科目填涂在答題紙和答題卡規(guī)定的位置。
第I卷(必做題 共88分)
注意事項:
1.每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號。不涂在答題卡上,只答在試卷上不得分。
2.第I卷共22小題,每小題4分,共88分。
以下數(shù)據(jù)可供答題時參考:
相對原子質(zhì)量:H:
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十八
難點18 不等式的證明策略
不等式的證明,方法靈活多樣,它可以和很多內(nèi)容結(jié)合.高考解答題中,常滲透不等式證明的內(nèi)容,純不等式的證明,歷來是高中數(shù)學中的一個難點,本難點著重培養(yǎng)考生數(shù)學式的變形能力,邏輯思維能力以及分析問題和解決問題的能力.
●難點磁場
(★★★★)已知a>0,b>0,且a+b=1.
●案例探究
命題意圖:本題是一道考查數(shù)學歸納法、不等式證明的綜合性題目,考查學生觀察能力、構(gòu)造能力以及邏輯分析能力,屬★★★★★級題目.
知識依托:本題是一個與自然數(shù)n有關(guān)的命題,首先想到應用數(shù)學歸納法,另外還涉及不等式證明中的放縮法、構(gòu)造法等.
錯解分析:此題易出現(xiàn)下列放縮錯誤:
這樣只注重形式的統(tǒng)一,而忽略大小關(guān)系的錯誤也是經(jīng)常發(fā)生的.
技巧與方法:本題證法一采用數(shù)學歸納法從n=k到n=k+1的過渡采用了放縮法;證法二先放縮,后裂項,有的放矢,直達目標;而證法三運用函數(shù)思想,借助單調(diào)性,獨具匠心,發(fā)人深省.
證法一:(1)當n等于1時,不等式左端等于1,右端等于2,所以不等式成立;
(2)假設(shè)n=k(k≥1)時,不等式成立,即1+<2,
∴當n=k+1時,不等式成立.
另從k到k+1時的證明還有下列證法:
證法二:對任意k∈N*,都有:
那么對任意k∈N?* 都有:
∴f(k+1)>f(k)
因此,對任意n∈N* 都有f(n)>f(n-1)>…>f(1)=1>0,
命題意圖:本題考查不等式證明、求最值函數(shù)思想、以及學生邏輯分析能力,屬于★★★★★級題目.
知識依托:該題實質(zhì)是給定條件求最值的題目,所求a的最值蘊含于恒成立的不等式中,因此需利用不等式的有關(guān)性質(zhì)把a呈現(xiàn)出來,等價轉(zhuǎn)化的思想是解決題目的突破口,然后再利用函數(shù)思想和重要不等式等求得最值.
錯解分析:本題解法三利用三角換元后確定a的取值范圍,此時我們習慣是將x、y與cosθ、sinθ來對應進行換元,即令=cosθ,=sinθ(0<θ<),這樣也得a≥sinθ+cosθ,但是這種換元是錯誤的.其原因是:(1)縮小了x、y的范圍;(2)這樣換元相當于本題又增加了“x、y=1”這樣一個條件,顯然這是不對的.
技巧與方法:除了解法一經(jīng)常用的重要不等式外,解法二的方法也很典型,即若參數(shù)a滿足不等關(guān)系,a≥f(x),則amin=f(x)max;若 a≤f(x),則amax=f(x)min,利用這一基本事實,可以較輕松地解決這一類不等式中所含參數(shù)的值域問題.還有三角換元法求最值用的恰當好處,可以把原問題轉(zhuǎn)化.
解法一:由于a的值為正數(shù),將已知不等式兩邊平方,得:
x+y+2≤a2(x+y),即2≤(a2-1)(x+y), ①
當且僅當x=y時,②中有等號成立.
比較①、②得a的最小值滿足a2-1=1,
解法三:∵y>0,
●錦囊妙計
1.不等式證明常用的方法有:比較法、綜合法和分析法,它們是證明不等式的最基本的方法.
(1)比較法證不等式有作差(商)、變形、判斷三個步驟,變形的主要方向是因式分解、配方,判斷過程必須詳細敘述;如果作差以后的式子可以整理為關(guān)于某一個變量的二次式,則考慮用判別式法證.
(2)綜合法是由因?qū)Ч,而分析法是?zhí)果索因,兩法相互轉(zhuǎn)換,互相滲透,互為前提,充分運用這一辯證關(guān)系,可以增加解題思路,開擴視野.
2.不等式證明還有一些常用的方法:換元法、放縮法、反證法、函數(shù)單調(diào)性法、判別式法、數(shù)形結(jié)合法等.換元法主要有三角代換,均值代換兩種,在應用換元法時,要注意代換的等價性.放縮性是不等式證明中最重要的變形方法之一,放縮要有的放矢,目標可以從要證的結(jié)論中考查.有些不等式,從正面證如果不易說清楚,可以考慮反證法.凡是含有“至少”“惟一”或含有其他否定詞的命題,適宜用反證法.
證明不等式時,要依據(jù)題設(shè)、題目的特點和內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當?shù)淖C明方法,要熟悉各種證法中的推理思維,并掌握相應的步驟、技巧和語言特點.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十七
難點17 三角形中的三角函數(shù)式
三角形中的三角函數(shù)關(guān)系是歷年高考的重點內(nèi)容之一,本節(jié)主要幫助考生深刻理解正、余弦定理,掌握解斜三角形的方法和技巧.
●難點磁場
(★★★★★)已知△ABC的三個內(nèi)角A、B、C滿足A+C=2B.,求cos的值.
●案例探究
[例1]在海島A上有一座海拔
(1)求船的航行速度是每小時多少千米;
(2)又經(jīng)過一段時間后,船到達海島的正西方向的D處,問此時船距島A有多遠?
命題意圖:本題主要考查三角形基礎(chǔ)知識,以及學生的識圖能力和綜合運用三角知識解決實際問題的能力.
知識依托:主要利用三角形的三角關(guān)系,關(guān)鍵找準方位角,合理利用邊角關(guān)系.
錯解分析:考生對方位角識別不準,計算易出錯.
技巧與方法:主要依據(jù)三角形中的邊角關(guān)系并且運用正弦定理來解決問題.
解:(1)在Rt△PAB中,∠APB=60° PA=1,∴AB= (千米)
在△ACB中,∠CAB=30°+60°=90°
(2)∠DAC=90°-60°=30°
sinCDA=sin(∠ACB-30°)=sinACB?cos30°-cosACB?sin30°.
[例2]已知△ABC的三內(nèi)角A、B、C滿足A+C=2B,設(shè)x=cos,f(x)=cosB().
(1)試求函數(shù)f(x)的解析式及其定義域;
(2)判斷其單調(diào)性,并加以證明;
(3)求這個函數(shù)的值域.
命題意圖:本題主要考查考生運用三角知識解決綜合問題的能力,并且考查考生對基礎(chǔ)知識的靈活運用的程度和考生的運算能力,屬★★★★級題目.
知識依托:主要依據(jù)三角函數(shù)的有關(guān)公式和性質(zhì)以及函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)去解決問題.
錯解分析:考生對三角函數(shù)中有關(guān)公式的靈活運用是難點,并且不易想到運用函數(shù)的單調(diào)性去求函數(shù)的值域問題.
技巧與方法:本題的關(guān)鍵是運用三角函數(shù)的有關(guān)公式求出f(x)的解析式,公式主要是和差化積和積化和差公式.在求定義域時要注意||的范圍.
解:(1)∵A+C=2B,∴B=60°,A+C=120°
=,若x1,x2∈(),則4x12-3<0,4x22-3<0,4x1x2+3>0,x1-x2<0,∴f(x2)-f(x1)<0
即f(x2)<f(x1),若x1,x2∈(,1],則4x12-3>0.
4x22-3>0,4x1x2+3>0,x1-x2<0,∴f(x2)-f(x1)<0.
即f(x2)<f(x1),∴f(x)在(,)和(,1上都是減函數(shù).
(3)由(2)知,f(x)<f()=-或f(x)≥f(1)=2.
●錦囊妙計
本難點所涉及的問題以及解決的方法主要有:
(1)運用方程觀點結(jié)合恒等變形方法巧解三角形;
(2)熟練地進行邊角和已知關(guān)系式的等價轉(zhuǎn)化;
(3)能熟練運用三角形基礎(chǔ)知識,正、余弦定理及面積公式與三角函數(shù)公式配合,通過等價轉(zhuǎn)化或構(gòu)建方程解答三角形的綜合問題,注意隱含條件的挖掘.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十六
難點16 三角函數(shù)式的化簡與求值
三角函數(shù)式的化簡和求值是高考考查的重點內(nèi)容之一.通過本節(jié)的學習使考生掌握化簡和求值問題的解題規(guī)律和途徑,特別是要掌握化簡和求值的一些常規(guī)技巧,以優(yōu)化我們的解題效果,做到事半功倍.
●難點磁場
(★★★★★)已知<β<α<,cos(α-β)=,sin(α+β)=-,求sin2α的值_________.
●案例探究
[例1]不查表求sin220°+cos280°+cos20°cos80°的值.
命題意圖:本題主要考查兩角和、二倍角公式及降冪求值的方法,對計算能力的要求較高.屬于★★★★級題目.
知識依托:熟知三角公式并能靈活應用.
錯解分析:公式不熟,計算易出錯.
技巧與方法:解法一利用三角公式進行等價變形;解法二轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,使解法更簡單更精妙,需認真體會.
解法一:sin220°+cos280°+sin220°cos80°
= (1-cos40°)+ (1+cos160°)+ sin20°cos80°
=1-cos40°+cos160°+sin20°cos(60°+20°)
=1-cos40°+ (cos120°cos40°-sin120°sin40°)+sin20°(cos60°cos20°-sin60°sin20°)
=1-cos40°-cos40°-sin40°+sin40°-sin220°
解法二:設(shè)x=sin220°+cos280°+sin20°cos80°
y=cos220°+sin280°-cos20°sin80°,則
x+y=1+1-sin60°=,x-y=-cos40°+cos160°+sin100°
∴x=y=,即x=sin220°+cos280°+sin20°cos80°=.
[例2]設(shè)關(guān)于x的函數(shù)y=2cos2x-2acosx-(
命題意圖:本題主要考查最值問題、三角函數(shù)的有界性、計算能力以及較強的邏輯思維能力.屬★★★★★級題目
知識依托:二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題.
錯解分析:考生不易考查三角函數(shù)的有界性,對區(qū)間的分類易出錯.
技巧與方法:利用等價轉(zhuǎn)化把問題化歸為二次函數(shù)問題,還要用到配方法、數(shù)形結(jié)合、分類講座等.
y=2(cosx+)2+,當cosx=1時,即x=2kπ,k∈Z,ymax=5.
[例3]已知函數(shù)f(x)=2cosxsin(x+)-sin2x+sinxcosx
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)的最小值及取得最小值時相應的x的值;
(3)若當x∈[,]時,f(x)的反函數(shù)為f-1(x),求f--1(1)的值.
命題意圖:本題主要考查三角公式、周期、最值、反函數(shù)等知識,還考查計算變形能力,綜合運用知識的能力,屬★★★★★級題目.
知識依托:熟知三角函數(shù)公式以及三角函數(shù)的性質(zhì)、反函數(shù)等知識.
錯解分析:在求f--1(1)的值時易走彎路.
技巧與方法:等價轉(zhuǎn)化,逆向思維.
解:(1)f(x)=2cosxsin(x+)-sin2x+sinxcosx
=2cosx(sinxcos+cosxsin)-sin2x+sinxcosx
∴f(x)的最小正周期T=π
(2)當2x+=2kπ-,即x=kπ- (k∈Z)時,f(x)取得最小值-2.
●錦囊妙計
本難點所涉及的問題以及解決的方法主要有:
1.求值問題的基本類型:1°給角求值,2°給值求值,3°給式求值,4°求函數(shù)式的最值或值域,5°化簡求值.
2.技巧與方法:
1°要尋求角與角關(guān)系的特殊性,化非特角為特殊角,熟練準確地應用公式.
2°注意切割化弦、異角化同角、異名化同名、角的變換等常規(guī)技巧的運用.
3°對于條件求值問題,要認真尋找條件和結(jié)論的關(guān)系,尋找解題的突破口,很難入手的問題,可利用分析法.
4°求最值問題,常用配方法、換元法來解決.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十五
難點15 三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)
三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)是高考的熱點,在復習時要充分運用數(shù)形結(jié)合的思想,把圖象和性質(zhì)結(jié)合起來.本節(jié)主要幫助考生掌握圖象和性質(zhì)并會靈活運用.
●難點磁場
(★★★★)已知α、β為銳角,且x(α+β-)>0,試證不等式f(x)=x<2對一切非零實數(shù)都成立.
●案例探究
[例1]設(shè)z1=m+(2-m2)i,z2=cosθ+(λ+sinθ)i,其中m,λ,θ∈R,已知z1=2z2,求λ的取值范圍.
命題意圖:本題主要考查三角函數(shù)的性質(zhì),考查考生的綜合分析問題的能力和等價轉(zhuǎn)化思想的運用,屬★★★★★級題目.
知識依托:主要依據(jù)等價轉(zhuǎn)化的思想和二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題來解決.
錯解分析:考生不易運用等價轉(zhuǎn)化的思想方法來解決問題.
技巧與方法:對于解法一,主要運用消參和分離變量的方法把所求的問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題;對于解法二,主要運用三角函數(shù)的平方關(guān)系把所求的問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題.
解法一:∵z1=2z2,
∴m+(2-m2)i=2cosθ+(2λ+2sinθ)i,∴
∴λ=1-2cos2θ-sinθ=2sin2θ-sinθ-1=2(sinθ-)2-.
當sinθ=時λ取最小值-,當sinθ=-1時,λ取最大值2.
∴m4-(3-4λ)m2+4λ2-8λ=0,設(shè)t=m2,則0≤t≤4,
令f(t)=t2-(3-4λ)t+4λ2-8λ,則或f(0)?f(4)≤0
[例2]如右圖,一滑雪運動員自h=50m高處A點滑至O點,由于運動員的技巧(不計阻力),在O點保持速率v0不為,并以傾角θ起跳,落至B點,令OB=L,試問,α=30°時,L的最大值為多少?當L取最大值時,θ為多大?
命題意圖:本題是一道綜合性題目,主要考查考生運用數(shù)學知識來解決物理問題的能力.屬★★★★★級題目.
知識依托:主要依據(jù)三角函數(shù)知識來解決實際問題.
錯解分析:考生不易運用所學的數(shù)學知識來解決物理問題,知識的遷移能力不夠靈活.
技巧與方法:首先運用物理學知識得出目標函數(shù),其次運用三角函數(shù)的有關(guān)知識來解決實際問題.
解:由已知條件列出從O點飛出后的運動方程:
得cosθ=cosα,∴θ=α=30°∴L最大值為200米,當L最大時,起跳仰角為30°.
[例3]如下圖,某地一天從6時到14時的溫度變化曲線近似滿足函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b.
(1)求這段時間的最大溫差.
(2)寫出這段曲線的函數(shù)解析式.
命題意圖:本題以應用題的形式考查備考中的熱點題型,要求考生把所學的三角函數(shù)知識與實際問題結(jié)合起來分析、思考,充分體現(xiàn)了“以能力立意”的命題原則.屬★★★★級題目.
知識依托:依據(jù)圖象正確寫出解析式.
錯解分析:不易準確判斷所給圖象所屬的三角函數(shù)式的各個特定系數(shù)和字母.
技巧與方法:數(shù)形結(jié)合的思想,以及運用待定系數(shù)法確定函數(shù)的解析式.
解:(1)由圖示,這段時間的最大溫差是30-10=20(℃);
(2)圖中從6時到14時的圖象是函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b的半個周期的圖象.
∴=14-6,解得ω=,由圖示A=(30-10)=10,b=(30+10)=20,這時y=10sin(x+φ)+20,將x=6,y=10代入上式可取φ=π.綜上所求的解析式為y=10sin(x+
●錦囊妙計
本難點所涉及的問題及解決的方法主要有:
1.考查三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)的基礎(chǔ)題目,此類題目要求考生在熟練掌握三角函數(shù)圖象的基礎(chǔ)上要對三角函數(shù)的性質(zhì)靈活運用.
2.三角函數(shù)與其他知識相結(jié)合的綜合題目,此類題目要求考生具有較強的分析能力和邏輯思維能力.在今后的命題趨勢中綜合性題型仍會成為熱點和重點,并可以逐漸加強.
3.三角函數(shù)與實際問題的綜合應用.
此類題目要求考生具有較強的知識遷移能力和數(shù)學建模能力,要注意數(shù)形結(jié)合思想在解題中的應用.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十四
難點14 數(shù)列綜合應用問題
縱觀近幾年的高考,在解答題中,有關(guān)數(shù)列的試題出現(xiàn)的頻率較高,不僅可與函數(shù)、方程、不等式、復數(shù)相聯(lián)系,而且還與三角、立體幾何密切相關(guān);數(shù)列作為特殊的函數(shù),在實際問題中有著廣泛的應用,如增長率,減薄率,銀行信貸,濃度匹配,養(yǎng)老保險,圓鋼堆壘等問題.這就要求同學們除熟練運用有關(guān)概念式外,還要善于觀察題設(shè)的特征,聯(lián)想有關(guān)數(shù)學知識和方法,迅速確定解題的方向,以提高解數(shù)列題的速度.
●難點磁場
(★★★★★)已知二次函數(shù)y=f(x)在x=處取得最小值- (t>0),f(1)=0.
(1)求y=f(x)的表達式;
(2)若任意實數(shù)x都滿足等式f(x)?g(x)+anx+bn=xn+1[g(x)]為多項式,n∈N*),試用t表示an和bn;
(3)設(shè)圓Cn的方程為(x-an)2+(y-bn)2=rn2,圓Cn與Cn+1外切(n=1,2,3,…);{rn}是各項都是正數(shù)的等比數(shù)列,記Sn為前n個圓的面積之和,求rn、Sn.
●案例探究
[例1]從社會效益和經(jīng)濟效益出發(fā),某地投入資金進行生態(tài)環(huán)境建設(shè),并以此發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè),根據(jù)規(guī)劃,本年度投入800萬元,以后每年投入將比上年減少,本年度當?shù)芈糜螛I(yè)收入估計為400萬元,由于該項建設(shè)對旅游業(yè)的促進作用,預計今后的旅游業(yè)收入每年會比上年增加.
(1)設(shè)n年內(nèi)(本年度為第一年)總投入為an萬元,旅游業(yè)總收入為bn萬元,寫出an,bn的表達式;
(2)至少經(jīng)過幾年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入?
命題意圖:本題主要考查建立函數(shù)關(guān)系式、數(shù)列求和、不等式等基礎(chǔ)知識;考查綜合運用數(shù)學知識解決實際問題的能力,本題有很強的區(qū)分度,屬于應用題型,正是近幾年高考的熱點和重點題型,屬★★★★★級題目.
知識依托:本題以函數(shù)思想為指導,以數(shù)列知識為工具,涉及函數(shù)建模、數(shù)列求和、不等式的解法等知識點.
錯解分析:(1)問an、bn實際上是兩個數(shù)列的前n項和,易與“通項”混淆;(2)問是既解一元二次不等式又解指數(shù)不等式,易出現(xiàn)偏差.
技巧與方法:正確審題、深刻挖掘數(shù)量關(guān)系,建立數(shù)量模型是本題的靈魂,(2)問中指數(shù)不等式采用了換元法,是解不等式常用的技巧.
解:(1)第1年投入為800萬元,第2年投入為800×(1-)萬元,…第n年投入為800×(1-)n-1萬元,所以,n年內(nèi)的總投入為
an=800+800×(1-)+…+800×(1-)n-1=800×(1-)k-1
第1年旅游業(yè)收入為400萬元,第2年旅游業(yè)收入為400×(1+),…,第n年旅游業(yè)收入400×(1+)n-1萬元.所以,n年內(nèi)的旅游業(yè)總收入為
bn=400+400×(1+)+…+400×(1+)k-1=400×()k-1.
(2)設(shè)至少經(jīng)過n年旅游業(yè)的總收入才能超過總投入,由此bn-an>0,即:
1600×[()n-1]-4000×[1-()n]>0,令x=()n,代入上式得:5x2-7x+2>0.解此不等式,得x<,或x>1(舍去).即()n<,由此得n≥5.
∴至少經(jīng)過5年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入.
[例2]已知Sn=1++…+,(n∈N*)設(shè)f(n)=S2n+1-Sn+1,試確定實數(shù)m的取值范圍,使得對于一切大于1的自然數(shù)n,不等式:f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恒成立.
命題意圖:本題主要考查應用函數(shù)思想解決不等式、數(shù)列等問題,需較強的綜合分析問題、解決問題的能力.屬★★★★★級題目.
知識依托:本題把函數(shù)、不等式恒成立等問題組合在一起,構(gòu)思巧妙.
錯解分析:本題學生很容易求f(n)的和,但由于無法求和,故對不等式難以處理.
技巧與方法:解決本題的關(guān)鍵是把f(n)(n∈N*)看作是n的函數(shù),此時不等式的恒成立就轉(zhuǎn)化為:函數(shù)f(n)的最小值大于[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2.
∴f(n+1)>f(n)
∴f(n)是關(guān)于n的增函數(shù)
∴要使一切大于1的自然數(shù)n,不等式
f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恒成立
只要>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2成立即可
此時設(shè)[logm(m-1)]2=t 則t>0
由此得0<[logm(m-1)]2<1
●錦囊妙計
1.解答數(shù)列綜合題和應用性問題既要有堅實的基礎(chǔ)知識,又要有良好的思維能力和分析、解決問題的能力;解答應用性問題,應充分運用觀察、歸納、猜想的手段,建立出有關(guān)等差(比)數(shù)列、遞推數(shù)列模型,再綜合其他相關(guān)知識來解決問題.
2.縱觀近幾年高考應用題看,解決一個應用題,重點過三關(guān):
(1)事理關(guān):需要讀懂題意,明確問題的實際背景,即需要一定的閱讀能力.
(2)文理關(guān):需將實際問題的文字語言轉(zhuǎn)化數(shù)學的符號語言,用數(shù)學式子表達數(shù)學關(guān)系.
(3)事理關(guān):在構(gòu)建數(shù)學模型的過程中;要求考生對數(shù)學知識的檢索能力,認定或構(gòu)建相應的數(shù)學模型,完成用實際問題向數(shù)學問題的轉(zhuǎn)化.構(gòu)建出數(shù)學模型后,要正確得到問題的解,還需要比較扎實的基礎(chǔ)知識和較強的數(shù)理能力.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十三
難點13 數(shù)列的通項與求和
數(shù)列是函數(shù)概念的繼續(xù)和延伸,數(shù)列的通項公式及前n項和公式都可以看作項數(shù)n的函數(shù),是函數(shù)思想在數(shù)列中的應用.數(shù)列以通項為綱,數(shù)列的問題,最終歸結(jié)為對數(shù)列通項的研究,而數(shù)列的前n項和Sn可視為數(shù)列{Sn}的通項。通項及求和是數(shù)列中最基本也是最重要的問題之一,與數(shù)列極限及數(shù)學歸納法有著密切的聯(lián)系,是高考對數(shù)列問題考查中的熱點,本點的動態(tài)函數(shù)觀點解決有關(guān)問題,為其提供行之有效的方法.
●難點磁場
(★★★★★)設(shè){an}是正數(shù)組成的數(shù)列,其前n項和為Sn,并且對于所有的自然數(shù)n,an與2的等差中項等于Sn與2的等比中項.
(1)寫出數(shù)列{an}的前3項.
(2)求數(shù)列{an}的通項公式(寫出推證過程)
(3)令bn=(n∈N*),求 (b1+b2+b3+…+bn-n).
●案例探究
[例1]已知數(shù)列{an}是公差為d的等差數(shù)列,數(shù)列{bn}是公比為q的(q∈R且q≠1)的等比數(shù)列,若函數(shù)f(x)=(x-1)2,且a1=f(d-1),a3=f(d+1),b1=f(q+1),b3=f(q-1),
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項公式;
(2)設(shè)數(shù)列{cn}的前n項和為Sn,對一切n∈N*,都有=an+1成立,求.
命題意圖:本題主要考查等差、等比數(shù)列的通項公式及前n項和公式、數(shù)列的極限,以及運算能力和綜合分析問題的能力.屬★★★★★級題目.
知識依托:本題利用函數(shù)思想把題設(shè)條件轉(zhuǎn)化為方程問題非常明顯,而(2)中條件等式的左邊可視為某數(shù)列前n項和,實質(zhì)上是該數(shù)列前n項和與數(shù)列{an}的關(guān)系,借助通項與前n項和的關(guān)系求解cn是該條件轉(zhuǎn)化的突破口.
錯解分析:本題兩問環(huán)環(huán)相扣,(1)問是基礎(chǔ),但解方程求基本量a1、b1、d、q,計算不準易出錯;(2)問中對條件的正確認識和轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵.
技巧與方法:本題(1)問運用函數(shù)思想轉(zhuǎn)化為方程問題,思路較為自然,(2)問“借雞生蛋”構(gòu)造新數(shù)列{dn},運用和與通項的關(guān)系求出dn,絲絲入扣.
解:(1)∵a1=f(d-1)=(d-2)2,a3=f(d+1)=d2,
∴a3-a1=d2-(d-2)2=2d,
∵d=2,∴an=a1+(n-1)d=2(n-1);又b1=f(q+1)=q2,b3=f(q-1)=(q-2)2,
∴bn=b?qn-1=4?(-2)n-1
(2)令=dn,則d1+d2+…+dn=an+1,(n∈N*),
∴dn=an+1-an=2,
∴=2,即cn=2?bn=8?(-2)n-1;∴Sn=[1-(-2)n].
[例2]設(shè)An為數(shù)列{an}的前n項和,An= (an-1),數(shù)列{bn}的通項公式為bn=4n+3;
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)把數(shù)列{an}與{bn}的公共項按從小到大的順序排成一個新的數(shù)列,證明:數(shù)列{dn}的通項公式為dn=32n+1;
(3)設(shè)數(shù)列{dn}的第n項是數(shù)列{bn}中的第r項,Br為數(shù)列{bn}的前r項的和;Dn為數(shù)列{dn}的前n項和,Tn=Br-Dn,求.
命題意圖:本題考查數(shù)列的通項公式及前n項和公式及其相互關(guān)系;集合的相關(guān)概念,數(shù)列極限,以及邏輯推理能力.
知識依托:利用項與和的關(guān)系求an是本題的先決;(2)問中探尋{an}與{bn}的相通之處,須借助于二項式定理;而(3)問中利用求和公式求和則是最基本的知識點.
錯解分析:待證通項dn=32n+1與an的共同點易被忽視而寸步難行;注意不到r與n的關(guān)系,使Tn中既含有n,又含有r,會使所求的極限模糊不清.
技巧與方法:(1)問中項與和的關(guān)系為常規(guī)方法,(2)問中把3拆解為4-1,再利用二項式定理,尋找數(shù)列通項在形式上相通之處堪稱妙筆;(3)問中挖掘出n與r的關(guān)系,正確表示Br,問題便可迎刃而解.
解:(1)由An=(an-1),可知An+1=(an+1-1),
∴an+1-an= (an+1-an),即=3,而a1=A1= (a1-1),得a1=3,所以數(shù)列是以3為首項,公比為3的等比數(shù)列,數(shù)列{an}的通項公式an=3n.
(2)∵32n+1=3?32n=3?(4-1)2n=3?[42n+C?42n-1(-1)+…+C?4?(-1)+(-1)2n]=4n+3,
∴32n+1∈{bn}.而數(shù)32n=(4-1)2n=42n+C?42n-1?(-1)+…+C?4?(-1)+(-1)2n=(4k+1),
∴32n{bn},而數(shù)列{an}={a2n+1}∪{a2n},∴dn=32n+1.
●錦囊妙計
1.數(shù)列中數(shù)的有序性是數(shù)列定義的靈魂,要注意辨析數(shù)列中的項與數(shù)集中元素的異同.因此在研究數(shù)列問題時既要注意函數(shù)方法的普遍性,又要注意數(shù)列方法的特殊性.
2.數(shù)列{an}前n 項和Sn與通項an的關(guān)系式:an=
3.求通項常用方法
①作新數(shù)列法.作等差數(shù)列與等比數(shù)列.
②累差疊加法.最基本形式是:an=(an-an-1+(an-1+an-2)+…+(a2-a1)+a1.
③歸納、猜想法.
4.數(shù)列前n項和常用求法
①重要公式
13+23+…+n3=(1+2+…+n)2=n2(n+1)2
②等差數(shù)列中Sm+n=Sm+Sn+mnd,等比數(shù)列中Sm+n=Sn+qnSm=Sm+qmSn.
③裂項求和:將數(shù)列的通項分成兩個式子的代數(shù)和,即an=f(n+1)-f(n),然后累加時抵消中間的許多項.應掌握以下常見的裂項:
④錯項相消法
⑤并項求和法
數(shù)列通項與和的方法多種多樣,要視具體情形選用合適方法.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十二
難點12 等差數(shù)列、等比數(shù)列的性質(zhì)運用
等差、等比數(shù)列的性質(zhì)是等差、等比數(shù)列的概念,通項公式,前n項和公式的引申.應用等差等比數(shù)列的性質(zhì)解題,往往可以回避求其首項和公差或公比,使問題得到整體地解決,能夠在運算時達到運算靈活,方便快捷的目的,故一直受到重視.高考中也一直重點考查這部分內(nèi)容.
●難點磁場
(★★★★★)等差數(shù)列{an}的前n項的和為30,前
●案例探究
(1)求f(x)的反函數(shù)f--1(x);
(2)設(shè)a1=1, =-f--1(an)(n∈N*),求an;
(3)設(shè)Sn=a12+a22+…+an2,bn=Sn+1-Sn是否存在最小正整數(shù)m,使得對任意n∈N*,有bn<成立?若存在,求出m的值;若不存在,說明理由.
命題意圖:本題是一道與函數(shù)、數(shù)列有關(guān)的綜合性題目,著重考查學生的邏輯分析能力,屬★★★★★級題目.
知識依托:本題融合了反函數(shù),數(shù)列遞推公式,等差數(shù)列基本問題、數(shù)列的和、函數(shù)單調(diào)性等知識于一爐,結(jié)構(gòu)巧妙,形式新穎,是一道精致的綜合題.
錯解分析:本題首問考查反函數(shù),反函數(shù)的定義域是原函數(shù)的值域,這是一個易錯點,(2)問以數(shù)列{}為橋梁求an,不易突破.
技巧與方法:(2)問由式子得=4,構(gòu)造等差數(shù)列{},從而求得an,即“借雞生蛋”是求數(shù)列通項的常用技巧;(3)問運用了函數(shù)的思想.
∵a1=1, =+4(n-1)=4n-3,∵an>0,∴an=.
(3)bn=Sn+1-Sn=an+12=,由bn<,得m>,
設(shè)g(n)= ,∵g(n)= 在n∈N*上是減函數(shù),
∴g(n)的最大值是g(1)=5,∴m>5,存在最小正整數(shù)m=6,使對任意n∈N*有bn<成立.
[例2]設(shè)等比數(shù)列{an}的各項均為正數(shù),項數(shù)是偶數(shù),它的所有項的和等于偶數(shù)項和的4倍,且第二項與第四項的積是第3項與第4項和的9倍,問數(shù)列{lgan}的前多少項和最大?(lg2=0.3,lg3=0.4)
命題意圖:本題主要考查等比數(shù)列的基本性質(zhì)與對數(shù)運算法則,等差數(shù)列與等比數(shù)列之間的聯(lián)系以及運算、分析能力.屬★★★★★級題目.
知識依托:本題須利用等比數(shù)列通項公式、前n項和公式合理轉(zhuǎn)化條件,求出an;進而利用對數(shù)的運算性質(zhì)明確數(shù)列{lgan}為等差數(shù)列,分析該數(shù)列項的分布規(guī)律從而得解.
錯解分析:題設(shè)條件中既有和的關(guān)系,又有項的關(guān)系,條件的正確轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵,計算易出錯;而對數(shù)的運算性質(zhì)也是易混淆的地方.
技巧與方法:突破本題的關(guān)鍵在于明確等比數(shù)列各項的對數(shù)構(gòu)成等差數(shù)列,而等差數(shù)列中前n項和有最大值,一定是該數(shù)列中前面是正數(shù),后面是負數(shù),當然各正數(shù)之和最大;另外,等差數(shù)列Sn是n的二次函數(shù),也可由函數(shù)解析式求最值.
解法一:設(shè)公比為q,項數(shù)為
設(shè)數(shù)列{lgan}前n項和為Sn,則
Sn=lga1+lga1q2+…+lga1qn-1=lga1n?q1+2+…+(n-1)
=nlga1+n(n-1)?lgq=n(2lg2+lg3)-n(n-1)lg3
解法二:接前,,于是lgan=lg[108()n-1]=lg108+(n-1)lg,
∴數(shù)列{lgan}是以lg108為首項,以lg為公差的等差數(shù)列,令lgan≥0,得2lg2-(n-4)lg3≥0,∴n≤=5.5.
由于n∈N*,可見數(shù)列{lgan}的前5項和最大.
●錦囊妙計
1.等差、等比數(shù)列的性質(zhì)是兩種數(shù)列基本規(guī)律的深刻體現(xiàn),是解決等差、等比數(shù)列問題的既快捷又方便的工具,應有意識去應用.
2.在應用性質(zhì)時要注意性質(zhì)的前提條件,有時需要進行適當變形.
3.“巧用性質(zhì)、減少運算量”在等差、等比數(shù)列的計算中非常重要,但用“基本量法”并樹立“目標意識”,“需要什么,就求什么”,既要充分合理地運用條件,又要時刻注意題的目標,往往能取得與“巧用性質(zhì)”解題相同的效果.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導十一
難點11 函數(shù)中的綜合問題
函數(shù)綜合問題是歷年高考的熱點和重點內(nèi)容之一,一般難度較大,考查內(nèi)容和形式靈活多樣.本節(jié)課主要幫助考生在掌握有關(guān)函數(shù)知識的基礎(chǔ)上進一步深化綜合運用知識的能力,掌握基本解題技巧和方法,并培養(yǎng)考生的思維和創(chuàng)新能力.
●難點磁場
(★★★★★)設(shè)函數(shù)f(x)的定義域為R,對任意實數(shù)x、y都有f(x+y)=f(x)+f(y),當x>0時f(x)<0且f(3)=-4.
(1)求證:f(x)為奇函數(shù);
(2)在區(qū)間[-9,9]上,求f(x)的最值.
●案例探究
[例1]設(shè)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線x=1對稱,對任意x1、x2∈[0,],都有f(x1+x2)=f(x1)?f(x2),且f(1)=a>0.
(2)證明f(x)是周期函數(shù);
命題意圖:本題主要考查函數(shù)概念,圖象函數(shù)的奇偶性和周期性以及數(shù)列極限等知識,還考查運算能力和邏輯思維能力.
知識依托:認真分析處理好各知識的相互聯(lián)系,抓住條件f(x1+x2)=f(x1)?f(x2)找到問題的突破口.
錯解分析:不會利用f(x1+x2)=f(x1)?f(x2)進行合理變形.
技巧與方法:由f(x1+x2)=f(x1)?f(x2)變形為是解決問題的關(guān)鍵.
(1) 解:因為對x1,x2∈[0,],都有f(x1+x2)=f(x1)?f(x2),所以f(x)=≥0,
x∈[0,1]
又f(1)=a>0
(2)證明:依題意設(shè)y=f(x)關(guān)于直線x=1對稱,故f(x)=f(1+1-x),即f(x)=f(2-x),x∈R.
又由f(x)是偶函數(shù)知f(-x)=f(x),x∈R
∴f(-x)=f(2-x),x∈R.
將上式中-x以x代換得f(x)=f(x+2),這表明f(x)是R上的周期函數(shù),且2是它的一個
周期.
(3)解:由(1)知f(x)≥0,x∈[0,1]
∵f()=f(n?)=f(+(n-1) )=f()?f((n-1)?)
=……
又∵f(x)的一個周期是2
[例2]甲、乙兩地相距S千米,汽車從甲地勻速駛到乙地,速度不得超過c千米/小時,已知汽車每小時的運輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成,可變部分與速度v(km/h)的平方成正比,比例系數(shù)為b,固定部分為a元.
(1)把全程運輸成本y(元)表示為v(km/h)的函數(shù),并指出這個函數(shù)的定義域;
(2)為了使全程運輸成本最小,汽車應以多大速度行駛?
命題意圖:本題考查建立函數(shù)的模型、不等式性質(zhì)、最值等知識,還考查學生綜合運用所學數(shù)學知識解決實際問題的能力.
知識依托:運用建模、函數(shù)、數(shù)形結(jié)合、分類討論等思想方法.
錯解分析:不會將實際問題抽象轉(zhuǎn)化為具體的函數(shù)問題,易忽略對參變量的限制條件.
技巧與方法:四步法:(1)讀題;(2)建模;(3)求解;(4)評價.
解法一:(1)依題意知,汽車從甲地勻速行駛到乙地所用時間為,全程運輸成本為y=a?+bv2?=S(+bv)
∴所求函數(shù)及其定義域為y=S(+bv),v∈(0,c.
(2)依題意知,S、a、b、v均為正數(shù)
當且僅當=bv,即v=時,①式中等號成立.若≤c則當v=時,有ymin;
∵c-v≥0,且c>bc2,∴a-bcv≥a-bc2>0
∴S(+bv)≥S(+bc),當且僅當v=c時等號成立,也即當v=c時,有ymin;
綜上可知,為使全程運輸成本y最小,當≤c時,行駛速度應為v=,當>c時行駛速度應為v=c.
解法二:(1)同解法一.
(2)∵函數(shù)y=x+ (k>0),x∈(0,+∞),當x∈(0,)時,y單調(diào)減小,當x∈(,+∞)時y單調(diào)增加,當x=時y取得最小值,而全程運輸成本函數(shù)為y=Sb(v+),v∈(0,c.
∴當≤c時,則當v=時,y最小,若>c時,則當v=c時,y最小.結(jié)論同上.
●錦囊妙計
在解決函數(shù)綜合問題時,要認真分析、處理好各種關(guān)系,把握問題的主線,運用相關(guān)的知識和方法逐步化歸為基本問題來解決,尤其是注意等價轉(zhuǎn)化、分類討論、數(shù)形結(jié)合等思想的綜合運用.綜合問題的求解往往需要應用多種知識和技能.因此,必須全面掌握有關(guān)的函數(shù)知識,并且嚴謹審題,弄清題目的已知條件,尤其要挖掘題目中的隱含條件.
●殲滅難點訓練
2009年高考數(shù)學難點突破專題輔導九
難點9 指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)問題
指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)是高考考查的重點內(nèi)容之一,本節(jié)主要幫助考生掌握兩種函數(shù)的概念、圖象和性質(zhì)并會用它們?nèi)ソ鉀Q某些簡單的實際問題.
●難點磁場
(★★★★★)設(shè)f(x)=log2,F(x)=+f(x).
(1)試判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性,并用函數(shù)單調(diào)性定義,給出證明;
(2)若f(x)的反函數(shù)為f-1(x),證明:對任意的自然數(shù)n(n≥3),都有f-1(n)>;
(3)若F(x)的反函數(shù)F-1(x),證明:方程F-1(x)=0有惟一解.
●案例探究
[例1]已知過原點O的一條直線與函數(shù)y=log8x的圖象交于A、B兩點,分別過點A、B作y軸的平行線與函數(shù)y=log2x的圖象交于C、D兩點.
(1)證明:點C、D和原點O在同一條直線上;
(2)當BC平行于x軸時,求點A的坐標.
命題意圖:本題主要考查對數(shù)函數(shù)圖象、對數(shù)換底公式、對數(shù)方程、指數(shù)方程等基礎(chǔ)知識,考查學生的分析能力和運算能力.屬★★★★級題目.
知識依托:(1)證明三點共線的方法:kOC=kOD.
(2)第(2)問的解答中蘊涵著方程思想,只要得到方程(1),即可求得A點坐標.
錯解分析:不易考慮運用方程思想去解決實際問題.
技巧與方法:本題第一問運用斜率相等去證明三點共線;第二問運用方程思想去求得點A的坐標.
(1)證明:設(shè)點A、B的橫坐標分別為x1、x2,由題意知:x1>1,x2>1,則A、B縱坐標分別為log8x1,log8x2.因為A、B在過點O的直線上,所以,點C、D坐標分別為(x1,log2x1),(x2,log2x2),由于log2x1==3log8x2,所以OC的斜率:k1=,
OD的斜率:k2=,由此可知:k1=k2,即O、C、D在同一條直線上.
(2)解:由BC平行于x軸知:log2x1=log8x2 即:log2x1=log2x2,代入x2log8x1=x1log8x2得:x13log8x1=3x1log8x1,由于x1>1知log8x1≠0,∴x13=3x1.又x1>1,∴x1=,則點A的坐標為(,log8).
[例2]在xOy平面上有一點列P1(a1,b1),P2(a2,b2),…,Pn(an,bn)…,對每個自然數(shù)n點Pn位于函數(shù)y=2000()x(0<a<1)的圖象上,且點Pn,點(n,0)與點(n+1,0)構(gòu)成一個以Pn為頂點的等腰三角形.
(1)求點Pn的縱坐標bn的表達式;
(2)若對于每個自然數(shù)n,以bn,bn+1,bn+2為邊長能構(gòu)成一個三角形,求a的取值范圍;
(3)設(shè)Cn=lg(bn)(n∈N*),若a取(2)中確定的范圍內(nèi)的最小整數(shù),問數(shù)列{Cn}前多少項的和最大?試說明理由.
命題意圖:本題把平面點列,指數(shù)函數(shù),對數(shù)、最值等知識點揉合在一起,構(gòu)成一個思維難度較大的綜合題目,本題主要考查考生對綜合知識分析和運用的能力.屬★★★★★級
題目.
知識依托:指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)及數(shù)列、最值等知識.
錯解分析:考生對綜合知識不易駕馭,思維難度較大,找不到解題的突破口.
技巧與方法:本題屬于知識綜合題,關(guān)鍵在于讀題過程中對條件的思考與認識,并會運用相關(guān)的知識點去解決問題.
(2)∵函數(shù)y=2000()x(0<a<10)遞減,∴對每個自然數(shù)n,有bn>bn+1>bn+2.則以bn,bn+1,bn+2為邊長能構(gòu)成一個三角形的充要條件是bn+2+bn+1>bn,即()2+()-1>0,解得a<-5(1+)或a>5(-1).∴5(-1)<a<10.
∴bn=2000().數(shù)列{bn}是一個遞減的正數(shù)數(shù)列,對每個自然數(shù)n≥2,Bn=bnBn-1.于是當bn≥1時,Bn<Bn-1,當bn<1時,Bn≤Bn-1,因此數(shù)列{Bn}的最大項的項數(shù)n滿足不等式bn≥1且bn+1<1,由bn=2000()≥1得:n≤20.8.∴n=20.
●錦囊妙計
本難點所涉及的問題以及解決的方法有:
(1)運用兩種函數(shù)的圖象和性質(zhì)去解決基本問題.此類題目要求考生熟練掌握函數(shù)的圖象和性質(zhì)并能靈活應用.
(2)綜合性題目.此類題目要求考生具有較強的分析能力和邏輯思維能力.
(3)應用題目.此類題目要求考生具有較強的建模能力.
●殲滅難點訓練
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