高中不等式数列综合难题.doc

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1、1、已知函数 在 上的最小值为 , , 是函数 图像上的两点,且 线段 的中点 P 的横坐标为 . (1)求证:点 P 的纵坐标是定值; (2)若数列 的通项公式为 , 求数列 的前 m 项和 ; (3)设数列 满足: ,设 , 若(2)中的 满足对任意不小于 2 的正整数 n, 恒成立, 试求 m 的最大值. 2、 (本小题共 13 分) 对数列 ,规定 为数列 的一阶差分数列,其中 N*)对正整数 k,规定 为 的 k 阶差分数列,其中 () 若数列 的首项 ,且满足 ,求数列 的通项公式; ()对()中的数列 ,若数列 是等差数列,使得 对一切正整数 N*都成立,求 ; () 在()的条

2、件下,令 设 若 成立,求最小正整数 的值 3、 (本小题满分 14 分) 已知数列 是各项均不为 的等差数列,公差为 , 为其前 项和,且满足 , 数列 满足 , 为数列 的前 n 项和 (1)求 、 和 ; (2)若对任意的 ,不等式 恒成立,求实数 的取值范围; (3)是否存在正整数 ,使得 成等比数列?若存在,求出所有 的值;若不存在,请 说明理由 4、(本小题 14 分) 设函数 y f(x)的定义域为(0,),且在(0,)上单调递增,若对任意 x, y(0,)都有: f(xy) f(x) f(y)成立,数列 an满足: a1 f(1)1, (1)求数列 an的通项公式,并求 Sn关

3、于 n 的表达式; (2)设函数 g(x)对任意 x、 y 都有: g(x y) g(x) g(y)2 xy,若 g(1)1,正项数列 bn满足: , Tn 为数列 bn的前 n 项和,试比较 4Sn与 Tn的大小。 5、已知定义在 上的奇函数 满足 ,且对任意 有 ()判断 在 上的奇偶性,并加以证明 ()令 , ,求数列 的通项公式 ()设 为 的前 项和,若 对 恒成立,求 的最大值 6、对于给定数列 ,如果存在实常数 ,使得 对于任意 都成立,我们称数列 是 “ M 类数列” (I)若 , , ,数列 、 是否为“ M 类数列”?若是,指出它对应的实常数 ,若不是,请说明理由; (II

4、)若数列 满足 , (1)求数列 前 项的和 (2)已知数列 是 “ M 类数列”,求 . 7、(本小题满分 14 分) 已知函数 (1)当 时,如果函数 仅有一个零点,求实数 的取值范围 ; (2)当 时,试比较 与 的大小; (3)求证: ( ) 8、(本小题满分 14 分) 已知函数 (1)当 时,如果函数 仅有一个零点,求实数 的取值范围 ; (2)当 时,试比较 与 的大小; (3)求证: ( ) 9、(本小题满 分 14 分)已知函数 ()求函数的定义域,并证明 在定义域上是奇函数; ()若 恒成立,求实数 的取值范围; ()当 时,试比较 与 的大小关系 10、已知函数 f(x)

5、的导函数是 。对任意两个不相等的正数 ,证明: ()当 时, ; ()当 时, 。 11、已知数列 中, ,且 (1)求证: ; (2)设 , 是数列 的前 项和,求 的解析式; (3)求证:不等式 对于 恒成立。 12、设 为正整数,规定: ,已知 (1)解不等式: ; (2)设集合 ,对任意 ,证明: ; (3)求 的值; (4)若集合 ,证明: 中至少包含有 个元素 13、已知函数 满足下列条件: 函数 的定义域为0,1; 对于任意 ; 对于满足条件 的任意两个数 (1)证明:对于任意的 ; (2)证明:于任意的 ; (3)不等式 对于一切 x0,1都成立吗?试说明理由. 15、设不等式

6、组 所表示的平面区域为 ,记 内的格点(格点即横坐标和纵坐标均为整数的点) 个数为 . (1)求 的值及 的表达式; (2)记 ,试比较 的大小;若对于一切的正整数 ,总有 成立,求实数 的 取值范围; (3)设 为数列 的前 项的和,其中 ,问是否存在正整数 ,使 成立?若存 在,求出正整数 ;若不存在,说明理由. 16、函数 的定义域为x| x 1,图象过原点,且 (1)试求函数 的单调减区间; (2)已知各项均为负数的数列 前 n 项和为 ,满足 ,求证: ; 参考答案 一、综合题 1、解:(1)当 时, 在 上单调递减,又 的最小值为 , ,得 t=1 ; 当 时, 在 上单调递增,又

7、 的最小值为 , ,得 t=2(舍) ; 当 t = 0 时, (舍), t = 1, . , ,即 p 点的纵坐标为定值 。 (2)由(1)可知, , 所以 , 即 由 , 得 由, 得 (3) , 对任意的 . 由、, 得 即 . . 数列 是单调递增数列. 关于 n 递增. 当 , 且 时, . 即 m 的最大值为 6. 2、解:()由 及 , 得 , 2 分 数列 是首项为 公差为 的等差数列, 4 分 () , , 9 分 ()由()得 , 有 , - 得 , , 10 分 又 , , 是递增数列,且 , 满足条件的最小正整数 的值为 613 分 3、解:(1)(法一)在 中,令 ,

8、 , 得 即 2 分 解得 , , 3 分 , 5 分 (法二) 是等差数列, 2 分 由 ,得 , 又 , ,则 3 分 ( 求法同法一) (2)当 为偶数时,要使不等式 恒成立,即需不等式 恒成 立 6 分 ,等号在 时取得 此时 需满足 7 分 当 为奇数时,要使不等式 恒成立,即需不等式 恒成立 8 分 是随 的增大而增大, 时 取得最小值 此时 需满足 9 分 综合、可得 的取值范围是 10 分 (3) , 若 成等比数列,则 ,即 11 分 (法一)由 , 可得 , 即 , 12 分 13 分 又 ,且 ,所以 ,此时 因此,当且仅当 , 时, 数列 中的 成等比数列14 分 (法

9、二)因为 ,故 ,即 , ,(以下同上) 13 分 【说明】考查了等差数列、等比数列的概念及其性质,以及数列的求和、利用均值不等式求最值等知识;考查了学 生的函数思想方法,及其推理论证和探究的能力 4、 5、解:() 对任意 有 令 得 ;分 令 由得 , 用 替换上式中的 有 分 在 上为奇函数分 () 满足 ,则必有 否则若 则必有 ,依此类推必有 ,矛盾 分 ,又 是 为首项, 为公比的等比数列,分 分 () 分 故 得 分 分 若 对 恒成立须 ,解得 分 的最大值为- 分 6、解:(I)因为 则有 故数列 是“ M 类数列”, 对应的实常数分别为 2 分 因为 ,则有 故数列 是“

10、M 类数列”, 对应的实常数分别为 4 分 (II)(1)因为 则有 , , 6 分 故数列 前 项的和 + + + + 9 分 (2) 数列 是“ M 类数列”, 存在实常数 , 使得 对于任意 都成立,10 分 且有 对于任意 都成立, 因此 对于任意 都成立, 而 ,且 则有 对于任意 都成立, 即 对于任意 都成立, 因此 ,12 分 此时, 13 分 7、解:(1)当 时, ,定义域是 , , 令 ,得 或 2 分 当 或 时, ,当 时, , 函数 在 、 上单调递增,在 上单调递减 4 分 的极大值是 ,极小值是 当 时, ; 当 时, , 当 仅有一个零点时, 的取值范围是 或

11、 5 分 (2)当 时, ,定义域为 令 , , 在 上是增函数 7 分 当 时, ,即 ; 当 时, ,即 ; 当 时, ,即 9 分 (3)(法一)根据(2)的结论,当 时, ,即 令 ,则有 , 12 分 14 分 (法二)当 时, , ,即 时命题成立 10 分 设当 时,命题成立,即 时, 根据(2)的结论,当 时, ,即 令 ,则有 , 则有 ,即 时命题也成立13 分 因此,由数学归纳法可知不等式成立 14 分 (法三)如图,根据定积分的定义, 得 11 分 , 12 分 , 又 , , 14 分 【说明】本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知识,

12、考查分类讨论思想和 数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识 8、解:(1)当 时, ,定义域是 , , 令 ,得 或 2 分 当 或 时, ,当 时, , 函数 在 、 上单调递增,在 上单调递减 4 分 的极大值是 ,极小值是 当 时, ; 当 时, , 当 仅有一个零点时, 的取值范围是 或 5 分 (2)当 时, ,定义域为 令 , , 在 上是增函数 7 分 当 时, ,即 ; 当 时, ,即 ; 当 时, ,即 9 分 (3)(法一)根据(2)的结论,当 时, ,即 令 ,则有 , 12 分 ,来源:学科网 ZXXK 14 分 (法二)当 时, , ,即

13、 时命题成立 10 分 设当 时,命题成立,即 时, 根据(2)的结论,当 时, ,即 令 ,则有 , 则有 ,即 时命题也成立13 分 因此,由数学归纳法可知不等式成立 14 分 (法三)如图,根据定积分的定义, 得 11 分 , 12 分 , 又 , , 14 分 【说明】本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知识,考查分类讨论思想和 数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识 9、解:()由 ,解得 或 , 函数的定义域为 当 时,来 在定义域上是奇函数。 4 分 ()由 时, 恒成立, 在 成立 令 , ,由二次函数的性质可知 时

14、函数单调递增, 时函数单调递减, 时, 8 分 () = 证法一:设函数 , 则 时, ,即 在 上递减, 所以 ,故 在 成立, 则当 时, 成立. 14 分 证法二:构造函数 , 当 时, , 在 单调递减, 12 分 当 ( )时, 14 分 10、证明:()由 得 而 又 由、得 即 ()证法一:由 ,得 下面证明对任意两个不相等的正数 ,有 恒成立 即证 成立 设 ,则 令 得 ,列表如下: 极小值 对任意两个不相等的正数 ,恒有 证法二:由 ,得 是两个不相等的正数 设 则 ,列表: 极小值 即 即对任意两个不相等的正数 ,恒有 二、计算题 11、解:(1) , 又因为 ,则 ,即

15、 ,又 , , (2) , 因为 ,所以 当 时, 当 时, , , -: , .综上所述, (3) , 又 ,易验证当 时不等式成立; 假设 ,不等式成立,即 ,两边乘以 3 得 又因为 所以 即 时不等式成立.故不等式恒成立. 12、解:(1)当 0 1 时,由 得, 1 当 1 2 时,因 恒成立1 2 由,得, 的解集为 | 2 (2) , , , 当 时, ; 当 时, ; 当 时, 即对任意 ,恒有 (3) , , , , 一般地, ( ) (4)由(1)知, , 则 由(2)知,对 ,或 1,或 2,恒有 , 则 0,1,2 由(3)知,对 , , , ,恒有 , , , , 综

16、上所述, ,0,1,2, , , , 中至少含有 8 个元素 13、(1)证明:对于任意的 即对于任意的 (2)证明:由已知条件可得 所以对于任意的 (3)解:取函数 则 显然满足题目中的(1),(2)两个条件, 任意取两个数 即不等式 15、(本小题主要考查数列、不等式等知识,考查化归与转化的数学思想方法,以及抽象概括能力、运算求解能力 和创新意识) 解: -2 分 当 时, 取值为 1,2,3, 共有 个格点 当 时, 取值为 1,2,3, 共有 个格点 -4 分 -5 分 当 时, 当 时, -6 分 时, 时, 时, 中的最大值为 . -8 分 要使 对于一切的正整数 恒成立, 只需 -9 分 . -10 分 将 代入 , 化简得, ()-11 分 若 时 , , 显然 -12 分 若 时 ()式化简为 不可能成立 -13 分 综上, 存在正整数 使 成立. - -14 分 16、解:(1)由己知 . 且 。4 于是 由 得 或 故函数 的单调减区间为 和 .。6 (2)由已知可得 , 当 时, 两式相减得 (各项均为负数) 当 时, , 。8 于是,待证不等式即为 为此,我们考虑证明不等式 .。10 令 则 , 再令 , 由 知 当 时, 单调递增 于是 即 .。12 令 , 由 知 当 时, 单调递增 于是 即 .。14 由、可知 所以, ,即 .。16

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