内容正文:
人教A版数学课本优质习题总结训练——选择性必修二
P18
1.在等差数列{an}中,an=m,am=n,且n≠m,求am+n.
P23
2.已知一个等差数列的项数为奇数,其中所有奇数项的和为290,所有偶数项的和为261.求此数列中间一项的值以及项数.
P24
3.已知数列{an}的前n项和.求这个数列的通项公式.
4.已知数列{an}的通项公式为,前n项和为.求取得最小值时n的值.
P25
5.(1)求从小到大排列的前n个正偶数的和.
(2)求从小到大排列的前n个正奇数的和.
(3)在三位正整数的集合中有多少个数是5的倍数?求这些数的和.
(4)在小于100的正整数中,有多少个数被7除余2?这些数的和是多少?
6.已知一个多边形的周长等于158cm,所有各边的长成等差数列,最大的边长为44cm,公差为3cm,求这个多边形的边数.
7.已知两个等差数列2,6,10,…,190及2,8,14,…,200,将这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列.求这个新数列的各项之和.
P26
8.如图的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中,后人称为“三角垛”“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球……设各层球数构成一个数列{an}.
(1)写出数列{an}的一个递推公式;(2)根据(1)中的递推公式,写出数列{an}的一个通项公式.
P34
9.已知数列{an}的通项公式为,求使取得最大值时的n的值.
P37
10.已知a≠b,且.对于,证明:.
11.如果一个等比数列前5项的和等于10,前10项的和等于50,那么这个数列的公比等于多少?
P40
12.一个乒乓球从高的高度自由落下,每次落下后反弹的高度都是原来高度的0.61倍.
(1)当它第6次着地时,经过的总路程是多少(精确到)
(2)至少在第几次着地后,它经过的总路程能达到?
13.求和:(1)(; (2).
P41
14.已知Sn是等比数列{an}的前n项和,S3,S9,S6成等差数列.求证:,a8,a5成等差数列.
15.求下列数列的一个通项公式和一个前n项和公式:1,11,111,1111,11111,….
16.在数列{an}中,已知an+1+an=3·n2,a1=1.
(1)求证:{an-2n}是等比数列.(2)求数列{an}的前n项和Sn.
17.已知数列{an}的首项,且满足.
(1)求证:数列为等比数列.(2)若,求满足条件的最大整数n.
18.已知数列{an}为等差数列,a1=1,a3=2+1,前n项和为,数列{bn}满足,
求证:(1)数列{bn}为等差数列;(2)数列{an}中的任意三项均不能构成等比数列.
P55
19.已知数列{an}为等比数列,a1=1024,公比.若是数列{an}的前n项积,求的最大值.
20.《莱茵德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一.书中有这样一道题目:把个面包分给个人,使每个人所得成等差数列,且使较大的三份之和的是较小的两份之和,则最小的一份为( )
A. B. C. D.
21.如图,雪花形状图形的作法是:从一个正三角形开始,把每条边分成三等份,然后以各边的中间一段为底边分别向外作正三角形,再去掉底边.反复进行这一过程,就得到一条“雪花”状的曲线.设原正三角形(图①)的边长为1,把图①,图②,图③,图④中图形的周长依次记为C1,C2,C3,C4,则C4=( )
A. B. C. D.
P56
22.任取一个正整数,若是奇数,就将该数乘3再加上1;若是偶数,就将该数除以2.反复进行上述两种运算,经过有限次步骤后,必进入循环圈1→4→2→1.这就是数学史上著名的“冰雹猜想”(又称“角谷猜想”等).如取正整数,根据上述运算法则得出6→3→10→5→16→8→4→2→1,共需经过8个步骤变成1(简称为8步“雹程”).
现给出冰雹猜想的递推关系如下:已知数列满足:(m为正整数),.
(1)当时,试确定使得an=1需要多少步雹程;
(2)若a8=1,求m所有可能的取值集合M.
23.已知等差数列{an}的前n项和为,且,.
(1)求数列{an}的通项公式;(2)若,令,求数列的前n项和.
24.已知等比数列{an}的前n项和为,且.
(1)求数列{an}的通项公式.
(2)在an与an+1之间插入n个数,使这n+2个数组成一个公差为dn的等差数列,在数列{dn}中是否存在3项dm,dk,dp,(其中m,k,p成等差数列)成等比数列?若存在,求出这样的3项,若不存在,请说明理由.
25.类比等差数列和等比数列的定义、通项公式、常用性质等,发现它们具有如下的对偶关系:只要将等差数列的一个关系式中的运算“+”改为“×”,“-”改为“÷”,正整数倍改为正整数指数幂,相应地就可得到等比数列中一个形式相同的关系式,反之也成立.
(1)根据上述说法,请你参照下表给出的信息推断出相关的对偶关系式;
名称
等差数列{an}
等比数列{bn}
定义
an+1-an=d
通项公式
bn=b1qn-1=bmqn-m
常用性质
①a1+an= a2+an-1= a3+an-2=…
②an-k+an+k=2an(n>k)
③
④
①
②
③若,则
④b1b2……bn=(b1bn)
(2)在等差数列{an}中,若,则有.相应地,在等比数列{bn}中,若,请你类比推测出对偶的等式,并加以证明.
P57
26.在2015年苏州世乒赛期间,某景点用乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的装饰品,其中第1堆只有1层,就一个球;第2,3,4,…堆最底层(第一层)分别按图中所示方式固定摆放,从第二层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第n堆第n层就放一个乒乓球.记第n堆的乒乓球总数为f(n).
(1)求出f(2);(2)试归纳出f(n+1)与f(n)的关系式,并根据你得到的关系式探求f(n)的表达式.
参考公式:.
27.有理数都能表示成,且,m与n互质)的形式,进而有理数集且,m与n互质}.任何有理数都可以化为有限小数或无限循环小数.反之,任一有限小数也可以化为的形式,从而是有理数;那么无限循环小数是否为有理数?
思考下列问题:(1)是有理数吗?请说明理由.(2)是有理数吗?请说明理由.
28.平面上有个点,其中任何三点都不在同一条直线上.过这些点中任意两点作直线,这样的直线共有多少条?证明你的结论.
P70
29.函数y=f(x)的图象如图所示,它的导函数为y=f’(x),下列导数值排序正确的是( )
A.f’(1)>f’(2)>f’(3)>0 B.f’(1)<f’(2)<f’(3)<0
C.0<f’(1)<f’(2)<f’(3) D.f’(1)>f’(2)>0>f’(3)
P81
30.已知函数f(x)满足,求f(x)在的导数.
P98
31.用测量工具测量某物体的长度,由于工具的精度以及测量技术的原因,测得n个数据,,,…,.证明:用n个数据的平均值表示这个物体的长度,能使这n个数据的方差最小.
P103
32.已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则该函数的图象是( )
A. B. C. D.
P104
33.已知函数在处有极大值,求c的值.
34.用总长14.8m的钢条制作一个长方体容器的框架,若制作的容器的底面的一边长比另一边长0.5m.那么高为多少时,容器的容积最大?并求出它的最大容积?
35.用半径为R的圆形铁皮剪出一个圆心角为α的扇形,制成一个圆锥形容器,扇形的圆心角α为多大时,容器的容积最大?
36.作函数的大致图象.
37.1.已知函数,证明:当时,.
38.已知函数.
(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
-选择性必修二结束-
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$$
参考答案:
1.
【分析】利用等差数列的通项公式,解出,代入即可.
【详解】设等差数列的公差为
则
所以
2.此数列中间一项是,项数为.
【分析】设等差数列的项数为,利用等差数列的性质,求出所有奇数和与所有偶数和的比与的关系,求出,即可求出项数及中间一项.
【详解】设等差数列的项数为,
设所有的奇数项和为,则,
设所有的偶数项和为,则,
,解得,
项数,中间项为,
由,
所以此数列中间一项是,项数为.
3.
【分析】利用公式
【详解】当时,,
当时,,
当时,,
所以.
4.
【分析】首先求出数列的正负项,再判断取得最小值时n的值.
【详解】当,,
解得:,
当和时,,
所以取得最小值时,.
5.(1);(2);(3)180,98550;(4)13,663.
【分析】根据等差数列的前n项和公式求和即可.
【详解】(1)通项公式为,所以,
(2)通项公式为,所以,
(3)因为末尾数是0或者5的数均是5的倍数,故最小是100,最大是995,
所以,
故和为,
(4)被7整除余2的数为,当时,这个数等于100,所以在小于100的正整数中共有13个数被7整除余2,每相邻两个数之间的差(大数减小数)为7,
所以.
6.4
【分析】利用等差数列的通项公式及求和公式,建立方程求得多边形的边数.
【详解】由题意可知:,,
则, 即,得
解得:或(舍去)
故这个多边形的边数为4.
7.1472
【分析】根据题意求出两个数列,相同的项组成的数列,求出项数,然后求出它们的和即可.
【详解】有两个等差数列2,6,10,…,190及2,8,14,…,200,
由这两个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新数列,2,14,26,38,50,…,182是两个数列的相同项.
共有个,也是等差数列,
它们的和为,
这个新数列的各项之和为1472
8.(1);(2).
【分析】(1)利用每一层的小球的数量找到递推关系得解;
(2)根据递推关系结合等差数列的求和公式即可得解.
【详解】(1)由题意可知,,,,,;所以数列的一个递推公式为;
(2)由题意,,故,
所以数列的一个通项公式为.
9.3
【分析】根据已知条件列出前2项比较大小,然后根据最大列出不等式方程组即可得到答案.
【详解】设时,最大,因为,,
所以所以,即,
故 , ,
即,所以,故当an取最大值时,
10.证明过程看解析.
【分析】利用错位相减法直接求和.
【详解】证明:记,
因为,且,所以两边同乘以,得:
,
所以,
所以.
所以,即证.
11.
【分析】依题意设数列的首项为,公比为,根据等比数列前项和公式得到方程组,两式作商即可求出
【详解】解:依题意设数列的首项为,公比为,则,,所以,即,所以,解得,即,所求
12.(1)386cm (2)8
【分析】(1)利用等比数列的求和公式可得;
(2)利用求和公式列出不等式即可求出.
【详解】(1)由题可知,每次落地的高度形成以1为首项,0.61为公比的等比数列,
则当它第6次着地时,经过的总路程为
,
所以当它第6次着地时,经过的总路程是386cm;
(2)由题意得,
整理得,所以,
则至少在第8次着地后,它经过的总路程能达到.
13.(1)(2)
【分析】(1)将式子分组,再分别利用等差数列与等比数列的前项和公式即可.
(2)讨论的取值,当时,直接利用等差数列的前项和公式;当时,利用错位相减即可求出答案.
【详解】(1)
=
=
(2)当时:
当时:记
化简得:
综上所述:
14.见解析
【分析】根据为等比数列且,,成等差数列,即可解出,将、用表示出来,即可证明之.
【详解】因为,,成等差数列,所以
(1)当时:,代入解得.不满足题意.
(2)当时:,代入得.化简得.
所以,即,,所以.
所以,,成等差数列.
15. ,.
【分析】利用 中 实现1,11,111,1111,1111……,从1位数到n位数.
【详解】设该数列为 ,其前n项和为
因为 ,所以该数列的一个通项公式为,
16.(1)证明详见解析 (2)
【分析】(1)通过凑配法证得是等比数列。(2)利用分组求和法求得.
【详解】(1)由,得,
即,
所以是首项为,公比为的等比数列.
(2)由(1)得.
所以
.
17.(1)证明见解析; (2).
【分析】(1)由,化简得到,结合等比数列的定义,即可求解;
(2)由(1)求得,根据等比数列的求和公式和常数列的求和公式,求得,根据,即可求解.
【详解】(1)由题意,数列满足,可得,
可得,即,
又由,所以,
所以数列表示首项为,公比为的等比数列.
(2)由(1)可得,所以
设数列的前项和为,
则
,
若,即,
因为函数为单调递增函数,
所以满足的最大整数的值为.
18.(1)证明见解析;(2)证明见解析;
【分析】(1)依题意首先求出的通项公式,即可得到,从而得到的通项公式,即可得证;
(2)假设存在成等比数列,根据等比中项的性质得到方程,即可得出矛盾,从而得证;
【详解】解:(1)因为等差数列满足,,所以,所以,所以
所以,即,即为公差为的等差数列;
(2)设数列中任意三项,,
则,假设成等比数列,则
即
因为
所以,所以,即,与矛盾,所以数列中的任意三项均不能构成等比数列.
19.
【分析】先求出的通项公式,利用函数的性质即可求得最值,以及取得最值时的值,在求乘积.
【详解】因为数列为等比数列,,公比,
所以 ,
所以
当时,最大,
即 ,解得:,
此时
20.A
【分析】设5人分到的面包数量从小到大记为,设公差为,可得,,求出,根据等差数列的通项公式,得到关于关系式,即可求出结论.
【详解】设5人分到的面包数量从小到大记为,设公差为,
依题意可得,,
,
,解得,
.
故选:A.
【点睛】本题以数学文化为背景,考查等差数列的前项和、通项公式基本量的计算,等差数列的性质应用是解题的关键,属于中档题.
21.A
【分析】观察图形可得出为首项为,公比为的等比数列,即可求出.
【详解】观察图形发现,从第二个图形开始,每一个图形的周长都在前一个的周长的基础上多了其周长的,即,
所以为首项为,公比为的等比数列,.
故选:A
22.(1)12;(2).
【分析】(1)直接利用递推关系逐步计算可得使得需要多少步雹程;
(2)由,利用递推关系,分类讨论逆推出的不同取值,进而可得答案.
【详解】当时,即根据上述运算法得出:
故当时,使得需要12步雹程;
(2)若, 根据上述运算法进行逆推,
或;
若,则或;
当时,或;
若时,或;
当,则或;
当时,;
当时,,
故所有可能的取值集合.
23.(1)(2)
【分析】(1)利用等差数列的前项和公式与通项公式,即可解出,则可写出其通项公式.
(2)利用错位相减,化简解可得出答案.
【详解】(1)由题意知:,
即:化简得.
所以数列的通项公式.
(2)因为
所以
化简得:.
24.(1)(2)不存在
【分析】(1)由题意知为等比数列,取代入等式即可解出,即可写出.
(2)根据题意结合第一问先写出的通项公式,假设存在,解出m、k、p结果与题意矛盾,则不存在.
【详解】(1)由题意知:
当时: ①
当时: ②
联立①②,解得.
所以数列的通项公式.
(2)由(1)知,.
所以.
所以.
设数列中存在3项,,,(其中m,k,p成等差数列)成等比数列.
则,
所以,即.
又因为m,k,p成等差数列,
所以
所以
化简得
所以
又,所以与已知矛盾.
所以在数列中不存在3项,,成等比数列.
25.(1)答案见下表;(2)等式见解析;证明见解析;
【分析】(1)根据将等差数列的一个关系式中的运算“+”改为“×”,“-”改为“÷”,正整数倍改为正整数指数幂,相应地就可得到等比数列中一个形式相同的关系式,反之也成立.类比推断出相关的对偶关系式即可;
(2)类比推测出对偶的等式,并根据等比数列性质进行证明即可.
【详解】(1)根据上述说法,参照给出的信息推断出相关的对偶关系式如下表:
名称
等差数列
等比数列
定义
通项公式
常用性质
①…
②
③若,
则
④
①
②
③若,
则
④
(2)类比推测出对偶的等式知,在等比数列中,若,
;
证明如下:
由等比数列性质知;
;
故当,即时,
;
则
同理当,即时,
综上所述:
26.(1)10;(2);;证明见解析;
【分析】(1)根据图形可直接求出;
(2)观察图形的排列规律,归纳总结出f(n+1)与f(n)的关系式,并求得f(n)的表达式.
【详解】观察图形的排列规律可知,
;
;
;
……
(1)
(2)由上知,
则
故
又,则
27.(1)是,理由见解析;(2)是,理由见解析
【分析】(1)由等比数列的前n项和可得可判断;
(2)由等比数列的前n项和可判断.
【详解】无限循环小数也可以化成,且,m与n互质)的形式,故无限循环小数是有理数,
(1)由,
,可以化为的形式,故是有理数;
(2)由,
,可以化为的形式,故是有理数.
28.;证明见解析;
【分析】根据时的直线条数,归纳出有n个点时的直线条数,利用数学归纳法证明即可.
【详解】当时,过任意两个点作直线,共有3条;
当时,设四个点为,过三点中的任意2点的直线有三条,过三点中的任意1点与D点相连的直线有3条,即共有条;
当时,设五个点为,同上,过中的任意2点的直线有6条,过中的任意1点与的连线共有4条,即共有条;
假设当,过k个点(任意三点不共线)中任意2点作直线,共有条;
当时,共有k+1个点(任意三点不共线),过k个点中任意2个作直线,共有条;过这k个点中的任一个点与相连的直线共有k条,因此,过这k+1个点中的任意2个点作直线,共有,
所以当时,假设成立;
综上,有个点,其中任何三点都不在同一条直线上.过这些点中任意两点作直线,这样的直线共有条.
29.A
【分析】利用导数的几何意义以及切线斜率的变化可得出结论.
【详解】由图象可知,函数在上单调递增,所以当时,,
即,,,
又因为曲线在点处切线的斜率随着的增大而减小,即在点处切线的斜率随着的增大而减小,
故.
故选:A.
30.
【分析】首先求出函数的导函数,再将代入计算可得;
【详解】解:因为,所以,所以,解得
31.证明见解析;
【分析】对方差求导,求得单调区间,在处取得最小值.
【详解】,
则当时,,
,,函数单减;,,函数单增;
方差在时,取得最小值.
32.B
【详解】由y=f′(x)的图象知,y=f(x)的图象为增函数,
且在区间(-1,0)上增长速度越来越快,
而在区间(0,1)上增长速度越来越慢.
故选B.
33.6
【分析】由已知函数在处有极大值,则必有(2),且在的左侧附近,右侧附近,据此即可求出的值.
【详解】解:,且函数在处有极大值,
(2),即,解得或2.
经检验时,函数在处取得极小值,不符合题意,应舍去.
故.
故答案为:6.
34.当高为1.2m时,长方体容器的容积最大,最大容积为.
【详解】设该容器底面矩形的短边长为m,则另一边长为m,
此容器的高为,
于是,此容器的容积为:,
其中,
即,得,(舍去),
因为,在内只有一个极值点,且时,,函数递增;
时,,函数递减;
所以,当时,函数有最大值,
即当高为1.2m时,长方体容器的容积最大,最大容积为.
35..
【详解】试题分析:设圆锥底面半径为,高为 ,那么,再根据,代入 ,利用导数求得函数的最大值,以及和,而圆心角.
试题解析:设圆锥的底面半径为,高为,体积为,则,因此
,令
解得.
∴ 当时容积最大,把代入得
由得,即圆心角为时容积最大.
36.函数图象见解析;
【分析】首先利用导数说明函数的单调性,求出几个关键点的函数值,即可得到函数的大致图象;
【详解】解:,定义域为则,所以当或时,当或时,即函数在和上单调递增,在和单调递减,当时,,,,所以,又,,所以函数的大致图象如下所示:
37.证明见解析
【分析】根据题意,当时,,故只需证明,进而利用导数方法证明函数的最小值大于0即可.
【详解】当时,,故只需证明.
.
易知在上单调递增(增+增).
所以必定存在唯一一个零点,且,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以.
由,得,,
所以,
所以.
所以,当时,.
【点睛】本题确定出零点x0的范围之后,注意“,”,将x0代入函数解析式之后可以将式子化简,注意方法的总结和归纳.
38.(1)见解析;(2).
【详解】试题分析:(1)讨论单调性,首先进行求导,发现式子特点后要及时进行因式分解,再对按,进行讨论,写出单调区间;(2)根据第(1)问,若,至多有一个零点.若,当时,取得最小值,求出最小值,根据,,进行讨论,可知当时有2个零点.易知在有一个零点;设正整数满足,则.由于,因此在有一个零点.从而可得的取值范围为.
试题解析:(1)的定义域为,,(ⅰ)若,则,所以在单调递减.
(ⅱ)若,则由得.
当时,;当时,,所以在单调递减,在单调递增.
(2)(ⅰ)若,由(1)知,至多有一个零点.
(ⅱ)若,由(1)知,当时,取得最小值,最小值为.
①当时,由于,故只有一个零点;
②当时,由于,即,故没有零点;
③当时,,即.
又,故在有一个零点.
设正整数满足,则.
由于,因此在有一个零点.
综上,a的取值范围为.
点睛:研究函数零点问题常常与研究对应方程的实根问题相互转化.已知函数f(x)有2个零点求参数a的取值范围,第一种方法是分离参数,构造不含参数的函数,研究其单调性、极值、最值,判断y=a与其交点的个数,从而求出a的取值范围;第二种方法是直接对含参函数进行研究,研究其单调性、极值、最值,注意点是若f(x)有2个零点,且函数先减后增,则只需其最小值小于0,且后面还需验证最小值两边存在大于0的点.
答案第8页,共38页
2
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$$