2023-2024学年河北省名校联合体高三(下)开学数学试卷(2月份)(含解析)
展开1.已知一组数据3,7,4,11,15,6,8,13,去掉一个极大值和一个极小值后所得数据的下四分位数为( )
A. 4B. 6C. 1D. 13
2.已知向量|a|=10,|b|=12,且a⋅b=−60,则向量a与b的夹角为( )
A. 60°B. 120°C. 135°D. 150°
3.若α∈[0,π],则“α=π9”是“sin2α=cs(α+π6)”的( )
A. 充要条件B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件D. 既不充分也不必要条件
4.某单位春节共有四天假期,但每天都需要留一名员工值班,现从甲、乙、丙、丁、戊、己六人中选出四人值班,每名员工最多值班一天.已知甲在第一天不值班,乙在第四天不值班,则值班安排共有( )
A. 184种B. 196种C. 252种D. 268种
5.已知sinx+csx=13,则sin3x+cs3x的值为( )
A. 727B. 927C. 1127D. 1327
6.集合M={x|x=in+i−n,n∈N}中元素个数为( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
7.在四面体ABCD中,AB= 3,AD=BC=1,CD= 6,且∠BAD=∠ABC=π2,则该四面体的外接球表面积为( )
A. 72πB. 7πC. 8πD. 10π
8.已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a,b>0),设F1是C的左焦点,P(0,− 3(a2+b2)),连接PF1交双曲线C于Q.若QO⊥PF1,则C的离心率的值为( )
A. 15+13B. 13+16C. 13−13D. 13+13
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.下列式子中最小值为4的是( )
A. sin2x+4sin2xB. 2x+22−x
C. 8+lg2(2x)⋅lg2x8D. 1sin2x+1cs2x
10.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acsB+bsinA=c,a=2 10,a2+b2−c2=absinC,则( )
A. tanC=2B. A=π3
C. b=6 2D. △ABC的面积为12 2
11.欧拉函数φ(n)(n∈N*)是数论中的一个基本概念,φ(n)的函数值等于所有不超过正整数n,且与n互质的正整数的个数(只有公因数1的两个正整数互质,且1与所有正整数(包括1本身)互质),例如φ(8)=4,因为1,3,5,7均与8互质,则( )
A. φ(4)⋅φ(6)=φ(10)B. 数列φ(2n)单调递增
C. φ(100)=40D. 数列{φ(2n)ϕ(3n)}的前n项和小于32
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知二项式(x+0.01)n的二项式系数的和为1024,则n= ______.试估算x=1时,(x+0.01)n的值为______.(精确到0.001)
13.蒙日是法国著名的数学家,他首先发现椭圆的两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆,所以这个圆又被叫做“蒙日圆”,已知点A、B为椭圆x23+y2b2=1(014.在数列{an}中,满足an+an+1=2023n2+2024n,则a2023a2022的值为______.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
15.(本小题13分)
已知圆C经过两点A(−2,−2),B(6,2),且圆心在直线x−2y+3=0上.
(1)求圆C的方程;
(2)过点P(−2,−4)作直线l与圆C交于M,N两点,若|MN|=8,求直线l的方程.
16.(本小题15分)
在如图所示的三棱锥D−ABC中,AB⊥BD,BC⊥CD,M、N分别是线段AD、BD的中点,且MC=1,AB=BD= 2.
(1)证明:直线MN⊥平面DBC;
(2)若二面角D−BA−C的大小为60°,求直线BM和平面MNC所成角的余弦值.
17.(本小题15分)
如图,一个质点在随机外力的作用下,从原点O出发,随机移动n次,每次等可能地向左或向右移动一个单位长度,n次移动结束后,质点到达的位置的数字记为X.
(1)若n=2,求P(X=0);
(2)若n=6,求X的分布列和E(X)的值.
18.(本小题17分)
已知函数f(x)=(x+a)(ex−a),g(x)=4ex−ax,h(x)=32e2ax−ax.
(1)若f(x)、g(x)在(2,f(2))处切线的斜率相等,求a的值;
(2)在(1)条件下若方程f′(x)−g′(x)g′(2x)−h′(x)=a有两个实数根x1,x2,试证明:ex1+ex22>e3;
(3)若方程f(x)=b有两个实数根x1,x2,试证明:|x1−x2|≤1+b+e+13e−1+ebe−1.
19.(本小题17分)
菲波纳契数列{Fn},又称”兔子数列””黄金分割数列”,是由13世纪的意大利数学家菲波纳契提出的,其定义是从数列的第三项开始,每一项都等于前两项的和,即满足Fn+2=Fn+1+Fn,规定F1=1,F2=1.
(1)试证明:F12+F22+F32+…+Fn2=Fn⋅Fn+1;
(2)求数列{Fn}的通项公式;
(3)试证明:n→+∞时,FnFn+1≈ 5−12.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:数据3,7,4,11,15,6,8,13,极小值为3,极大值为15,
去掉极小值、极大值后数据为4,6,7,8,11,13,共6个,
故6×25%=1.5,
故上四分位数为6.
故选:B.
根据已知条件,结合四位数的定义,即可求解.
本题主要考查百分位数的定义,属于基础题.
2.【答案】B
【解析】解:设向量的夹角为θ则有:
|a||b|csθ=a⋅b,
所以10×12csθ=−60,
解得csθ=−12.
∵θ∈[0,180°]
所以θ=120°.
故选:B.
利用向量的模、夹角形式的数量积公式,列出方程,求出两个向量的夹角余弦,求出夹角.
本题考查利用向量的数量积公式解决两个向量的夹角问题.注意两个向量夹角的范围是[0,π]
3.【答案】B
【解析】解:当α=π9时,sin2α=sin2π9,cs(α+π6)=cs5π18=sin(π2−5π18)=sin2π9,
即sin2α=cs(α+π6)成立;
又因为sin2α=cs(α+π6)=sin(π2−α−π6)=sin(π3−α),
所以2α=π3−α+2kπ,k∈Z或2α+π3−α=π+2kπ,k∈Z,
结合α∈[0,π],解得α=π9或α=2π3或α=7π9,
即sin2α=cs(α+π6)成立,推不出α=π9,
故“α=π9”是“sin2α=cs(α+π6)”的充分不必要条件.
故选:B.
结合三角函数的诱导公式,判断“α=π9”和“sin2α=cs(α+π6)”之间的逻辑推理关系,即可得答案.
本题考查充分不必要条件的应用,属于中档题.
4.【答案】C
【解析】解:分类讨论,第一种情况,乙在第一天值班,剩余三天排班情况有A53=60种;
第二种情况,乙不在第一天值班,甲也不在第一天值班,第一天有C41种排法,乙同时不在第四天值班,第四天有C41排法,剩余两天有A42=12种排法,
所以共有4×4×12=192种排法,
两种情况加起来共60+192=252种.
故选:C.
分乙在第一天值班和乙不在第一天值班两种情况,结合计数原理求解即可.
本题主要考查了排列组合知识,属于基础题.
5.【答案】D
【解析】解:因为sinx+csx=13,
所以(sinx+csx)2=1+2sinxcsx=19,所以sinxcsx=−49,
所以sin3x+cs3x=(sinx+csx)(sin2x−sinxcsx+cs2x)=13(1+49)=1327.
故选:D.
由同角三角函数的平方关系和立方和公式计算即可求得.
本题考查三角函数的求值,属于基础题.
6.【答案】C
【解析】解:∵i4=1,i3=−i,i2=−1,
∴①当n=4k(k∈N)时,x=i4k+i−4k=2;
②当n=4k−1时,x=i4k−1+i1−4k=i−1+i=ii2+i=−i+i=0;
③当n=4k−2时,x=i4k−2+i2−4k=i−2+i2=1i2+i2=−2;
④当n=4k−3时,x=i4k−3+i3−4k=1i3+i3=i−i=0.
综上可知M={0,−2,2}.共有3个元素.
故选C.
利用i的周期性及复数的运算法则即可得出.
熟练掌握i的周期性及复数的运算法则是解题的关键.
7.【答案】B
【解析】解:如图,作DH⊥平面ABC,连接AH,HB,HC,
易得DH⊥AB,因AB⊥AD,AD∩DH=D,AD,DH⊂平面DAH,所以AB⊥平面DAH,
AH⊂平面DAH,故AB⊥AH,由题可得∠BAC=30°,AC=2,则∠HAC=120°,
不妨设AH=x,DH=h,则有x2+h2=1①,
在△HAC中,由余弦定理得HC2=x2+4−2×2xcs120°=x2+2x+4,
在△HDC中,h2+x2+2x+4=6②,
将两式相减化简即得:x=12,h= 32.
取线段AC中点E,过点E作OE⊥平面ABC,其中点O为外接球的球心,
设外接球半径为R,由余弦定理求得HE2=14+1−2×12cs120°=74,
在直角梯形HEOD中,OE2=R2−1由R2=( R2−1− 32)2+74,
计算可得:R2=74,则该四面体的外接球表面积为7π.
故选:B.
根据题设条件作出四面体的高DH,通过相关条件推理计算分别求出AH,DH,最后在直角梯形HEOD,利用勾股定理列出方程即可求得外接球半径.
本题主要考查四面体的外接球的表面积,属于中档题.
8.【答案】D
【解析】解:设双曲线的半焦距为c,由P(0,− 3c),F1(−c,0),
可得直线PF1的斜率为− 3,可得直线OQ的斜率为 33,
联立直线y= 33x与直线y=− 3x− 3c,解得Q(−34c,− 34c),
代入双曲线的方程可得9c216a2−3c216b2=9e216−3e216(e2−1)=1,
化简可得9e4−28e2+16=0,
解得e2=14±2 139(舍去“−“),
则e= 13+13.
故选:D.
求得直线PF1和OQ的方程,联立求得Q的坐标,代入双曲线的方程,可得e的方程,解方程可得所求离心率的值.
本题考查双曲线的方程和性质,以及直线方程的运用,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
9.【答案】BCD
【解析】解:对于A:sin2x+4sin2x≥2|sinx|⋅|2sinx|=4,
当且仅当|sinx|=|2sinx|,即当且仅当sinx=± 2时等号成立,
但sinx=± 2不成立,所以sin2x+4sin2x的最小值取不到4,故选项A错误;
对于B:因为2x>0,2−x>0,则2x+22−x≥2 2x⋅22−x=4,
当且仅当2x=22−x,即x=1时,等号成立,
所以2x+22−x的最小值为4,故选项B正确;
对于C:8+lg2(2x)⋅lg2x8=8+(1+lg2x)(lg2x−3)
=lg22x−2lg2x+5=(lg2x−1)2+4,
当x=2时,取得最小值4,故选项C成立;
对于D:由题意sin2x>0,cs2x>0,
则1sin2x+1cs2x=(sin2x+cs2x)(1sin2x+1cs2x)=cs2xsin2x+sin2xcs2x+2,
≥2 cs2xsin2x⋅sin2xcs2x+2=4,
当且仅当cs2xsin2x=sin2xcs2x,即tanx=±1时,等号成立,故选项D正确.
故选:BCD.
对于ABD,利用基本不等式运算求解;对于C,运用对数运算及二次函数的最值可判断.
本题主要考查了基本不等式的应用,考查了对数函数的运算性质,以及同角三角函数间的基本关系,属于中档题.
10.【答案】AC
【解析】解:由余弦定理可得a2+b2−c2=2abcsC=absinC,解得tanC=2,故A正确;
由acsB+bsinA=c及正弦定理,可得sinAcsB+sinBsinA=sinC=sin(A+B),
化简可得sinBsinA=csAsinB.
因为B∈(0,π),所以sinB>0,所以sinA=csA,即tanA=1.
因为A∈(0,π),所以A=π4,故B错误;
因为tanC=2,所以csC>0且sinC=2csC,代入sin2C+cs2C=1,
可得5cs2C=1,解得csC= 55,sinC=2 55.
因为a=2 10,A=π4,sinC=2 55,
所以由正弦定理可得c=asinCsinA=2 10×2 55 22=8,
由a2+b2−c2=absinC,可得(2 10)2+b2−82=2 10b×2 55,
化简可得b2−4 2b−24=0,解得b=6 2或b=−2 2(舍),故C正确;
S△ABC=12bcsinA=12×6 2×8× 22=24.
故选:AC.
根据a2+b2−c2=2abcsC=absinC及余弦定理可判断A;根据acsB+bsinA=c及正弦定理可判断B;由tanC的值及同角三角函数的基本关系可求csC,sinC,根据正弦定理求出c,代入a2+b2−c2=absinC求出b可判断C;根据三角形面积公式可判断D.
本题考查正弦定理,余弦定理,属于中档题.
11.【答案】ACD
【解析】解:对于A,因为φ(4)=2,φ(6)=2,φ(10)=4,所以φ(4)⋅φ(6)=φ(10),故A正确;
对于B,因为φ(2)=1,φ(4)=2,φ(6)=2,所以数列{φ(2n)}不单调递增,故B错误;
对于C,因为100=22×52,所以φ(100)=φ(22×52)=φ(22)×φ(52)=2×20=40,故C正确;
对于D,因为小于2n的所有正奇数与2n均互质,且小于2n的所有正奇数有2n−1个,所以φ(2n)=2n−1,
同理小于3n的所有3的倍数与3n均不互质,共有3n−1个,因此小于3n的所有与3n互质的数共有2×3n−1个,即φ(3n)=2×3n−1,
所以φ(2n)ϕ(3n)=2n−12×3n−1=12⋅(23)n−1,
令an=12⋅(23)n−1,则Sn=a1+a2+⋅⋅an=12⋅(1−(23)n1−23)<32,故D正确.
故选:ACD.
根据拉函数φ(n)(n∈N*)的概念可判断A,B,C,由题意可知φ(2n)=2n−1,φ(3n)=2×3n−1,所以φ(2n)ϕ(3n)=2n−12×3n−1=12⋅(23)n−1,再利用等比数列的前n项和可判断D.
本题主要考查了数列的递推式,考查了等比数列的前n项和公式,属于中档题.
12.【答案】10 1.105
【解析】解:∵二项式(x+0.01)n的二项式系数的和为1024,
∴2n=1024,
∴n=10.
∴x=1时,(1+0.01)10=1+C101×0.01+C102×(0.01)2++0.1+0.0045+...≈1.105.
故答案为:10;1.105.
利用二项式系数的性质可求得n,再利用二项展开式,可估算求得x=1时,(x+0.01)n的值.
本题考查二项式定理,考查运算能力,属于中档题.
13.【答案】( 63,1)
【解析】解:依题意,直线x=± 3,y=±b都与椭圆x23+y2b2=1相切,
因此直线x=± 3,y=±b所围成矩形的外接圆x2+y2=3+b2即为椭圆x23+y2b2=1的蒙日圆,
由点A、B为椭圆x23+y2b2=1上任意两个动点,动点P满足∠APB为锐角,得点P在圆x2+y2=3+b2外,
又动点P在直线4x+3y−10=0上,因此直线4x+3y−10=0与圆x2+y2=3+b2相离,
于是|−10| 42+32> 3+b2,解得0
求出给定椭圆的蒙日圆方程,由已知可得直线4x+3y−10=0与该蒙日圆相离,建立不等式求出离心率范围即得.
本题主要考查椭圆的性质,考查转化能力,属于中档题.
14.【答案】41395935894135502071
【解析】解:根据题意,设an=xn2+yn+z,则an+1=x(n+1)2+y(n+1)+z,
所以an+an+1=2xn2+(2x+2y)n+x+y+2z,
因为an+an+1=2023n2+2024n,
所以2x=20232x+2y=2024x+y+2z=0,解得x=20232,y=12,z=−506,
所以an=20232n2+12n−506,
所以a2023a2022=20232×20232+12×2023−50620232×20222+12×2022−506=41395935894135502071.
故答案为:41395935894135502071.
根据an+an+1=2023n2+2024n,利用待定系数法求出{an}的通项公式,进而求得a2023a2022的值.
本题主要考查由数列的递推公式求通项公式、待定系数法及其应用,考查计算能力,属于中档题.
15.【答案】解:(1)设圆C的方程为(x−a)2+(y−b)2=r2,
则(−2−a)2+(−2−b)2=r2(6−a)2+(2−b)2=r2a−2b+3=0,
解得a=1b=2r=5,
所以圆C的方程为(x−1)2+(y−2)2=25;
(2)设圆心C(1,2)到直线l的距离为d,则|MN|=2 r2−d2=2 52−d2=8,则d=3,
当直线l的斜率不存在时,直线l:x=−2,满足题意;
当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y+4=k(x+2),
即kx−y+2k−4=0,
所以d=|k−2+2k−4| k2+(−1)2=3,
解得k=34,
此时,直线l的方程为y+4=34(x+2),即3x−4y−10=0,
综上所述,直线l的方程为x=−2或3x−4y−10=0.
【解析】(1)设出圆的标准方程,利用待定系数法求解;
(2)根据弦长及圆的半径求出弦心距,据此分直线斜率存在与不存在两种情况求解即可.
本题考查圆的方程的应用,属于中档题.
16.【答案】证明:(1)∵BC⊥CD,N为BD的中点,BD= 2,
∴NC=12BD= 22,
又∵M为AD的中点,
∴MN=12AB= 22,且MN//AB,
∵MC=1,
∴MN2+NC2=MC2,即MN⊥NC,
∵AB⊥BD,
∴MN⊥BD,
∵BD∩NC=N,BD,NC⊂平面BCD,
∴MN⊥平面BCD.
解:(2)∵MN⊥平面BCD,AB//MN,
∴AB⊥平面BCD,
∵BC⊂平面BCD,
∴AB⊥BC,AB⊥CD
∵AB⊥BD,
∴二面角D−BA−C的平面角为∠CBD=60°,
∴BC=BDcs60°= 22,CD=BDsin60°= 62,
∵AB⊥平面BCD,CD⊂平面BCD,
∴AB⊥CD,
∵BC⊥CD,BC∩AB=B,BC,AB⊂平面ABC,
∴CD⊥平面ABC,
∴以点B为坐标原点,BC、BA所在直线分别为x、y轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则B(0,0,0)、C( 22,0,0)、A(0, 2,0)、D( 22,0, 62)、M( 24, 22, 64)、N( 24,0, 64),
设平面MNC的法向量为n=(x,y,z),NM=(0, 22,0),CN=(− 24,0, 64),
则n⋅NM= 22y=0n⋅CN=− 24x+ 64z=0,取x= 3,可得n=( 3,0,1),
因为BM=( 24, 22, 64),
所以|cs
所以直线BM和平面MNC所成角的正弦值为 64.
【解析】(1)先证明MN⊥BD,MN⊥NC,再根据线面垂直判定定理即可证明;
(2)根据二面角的定义判断出二面角的平面角为∠CBD.以点B为坐标原点,BC、BA所在直线分别为x、y轴建立空间直角坐标系,用向量法求解.
本题主要考查直线和平面所成的角,属于中档题.
17.【答案】解:(1)若n=2,则质点移动2次,可能结果共有2×2=4种,
若质点位于原点O,则质点需要向左、右各移动一次,共有C21=2种,
故P(X=0)=24=12.
(2)质点每次移动向左或向右,设事件A为“向右”,则A−为“向左”,故P(A)=P(A−)=12,
设Y表示6次移动中向左移动的次数,则Y~B(6,12),质点到达的数字X=6−2Y,
所以P(X=6)=P(Y=0)=C60(12)6=164,
P(X=4)=P(Y=1)=C61(12)6=332,
P(X=2)=P(Y=2)=C62(12)6=1564,
P(X=0)=P(Y=3)=C63(12)6=516,
P(X=−2)=P(Y=4)=C64(12)6=1564,
P(X=−4)=P(Y=5)=C65(12)6=332,
P(X=−6)=P(Y=6)=C66(12)6=164,
所以X的分布列为:
E(X)=E(6−2Y)=−2E(Y)+6=6−2×6×12=0.
【解析】(1)由题意知质点移动2次的所有可能种数,再求出移动2次后在原点的所有可能种数,根据古典概型求解即可;
(2)设向左移动的次数为随机变量Y,易知Y~B(6,12),得出随机变量X=6−2Y,由二项分布求出对应的概率,即可求出分布列,再由期望的性质求解X的期望.
本题主要考查离散型随机变量分布列及数学期望,考查运算求解能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)∵f(x)=(x+a)(ex−a),g(x)=4ex−ax,
f′(x)=(x+a+1)ex−a,g′(x)=4ex−a,
f(x)、g(x)在(2,f(2))处切线的斜率相等,
∴f′(2)=g′(2)⇒(3+a)e2−a=4e2−a,
∴a=1.
(2)∵f(x)=(x+1)(ex−1),f′(x)=(x+2)ex−1,
g(x)=4ex−x,g′(x)=4ex−1,
h(x)=32e2x−x,h′(x)=3e2x−1,
∴f′(x)−g′(x)g′(2x)−h′(x)=(x+2)ex−1−4ex+14e2x−1−3e2x+1=x−2ex,
令φ(x)=x−2ex,则φ′(x)=3−xex>0⇒x<3,
φ(x)在(−∞,3)上单调递增,在(3,+∞)上单调递减,
∴φ(x)≤φ(3)=e−3,
又x1−2ex1=x2−2ex2⇒x1−2ex1=x2−2ex2=x1−x2ex1−ex2,
∴x1−x2ex1−ex2≤e−3⇒ex1−ex2x1−x2≥e3,
欲证:ex1+ex22>e3,
即证:ex1+ex22>ex1−ex2x1−x2,
不妨设:x1>x2,
下证(x1−x2)>2(ex1−ex2)ex1+ex2,令ex1−x2=t,(t>1),
下证lnt>2(t−1)t+1,
令m(t)=lnt−2(t−1)t+1,m(t)=1t−4(t+1)2=(t−1)2t(t+1)2>0,
∴m(t)在(1,+∞)上单调递增,
m(t)>m(1)=0⇒lnt>2(t−1)t+1,
∴ex1+ex22>e3.
(3)不妨设x2>x1,下证,x2−x1≤1+b+e+13e−1+ebe−1,
f(x)在(−1,f(−1))处的切线方程为y=1−ee(x+1),
构造F(x)=f(x)−1−ee(x+1),F′(x)=(x+2)ex−1e,F′′(x)=(x+3)ex,
当x<−3时,F′′(x)<0,当x>−3时,F′′(x)>0,
∴F′(x)在(−∞,−3)上单调递减,在(−3,+∞)上单调递增,
又F′(−3)=−e−3−1e,当x→−∞时,F′(x)→−1e,F′(−1)=0,
∴F(x)在(−∞,−1)上单调递减,在(−1,+∞)上单调递增,
∴F(x)≥F(−1)=0⇒f(x)≥1−ee(x+1).
设s(x)=1−ee(x+1),方程1−ee(x+1)=b的根为x1′=−1−ebe−1,
则s(x1′)=b=f(x1)≥s(x1),
由s(x)在R上单调递减,得x1′≤x1,
f(x)在(1,2e−2)处的切线方程为t(x)=(3e−1)x−e−1,
构造G(x)=f(x)−t(x)=(x+1)ex−3ex+e,
G′(x)=(x+2)ex−3e,G′′(x)=(x+3)ex,
当x<−3时,G′′(x)<0;x>−3时,G′′(x)>0;
∴G′(x)在(−∞,−3)上单调递减,在(−3,+∞)上单调递增,
又G(−3)=−e−3−3e<0,当x→−∞时,G′(x)→−3e,G(1)=0,
∴G(x)在(−∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴G(x)≥G(1)=0⇒f(x)≥(3e−1)x−e−1,
设方程t(x)=(3e−1)x−e−1=b的根为x2′=e+1+b3e−1,
又t(x2′)=b=f(x2)≥t(x2),
由t(x)在R上单调递增,得x2≤x2′,
又x1≥x1′,
∴x2−x1≤x2′−x1′=1+b+e+13e−1+ebe−1.
【解析】(1)利用导数的几何意义求解即可;
(2)由题意得f′(x)−g′(x)g′(2x)−h′(x)=x−2ex,首先证明x−2ex≤e−3,再结合差比性质得x1−x2ex1−ex2≤e−3,变形后,结合换元法及导数知识求证ex1+ex22>ex1−ex2x1−x2即可得证;
(3)首先令x2>x1去掉绝对值符号,再求得f(x)≥1−ee(x+1),1−ee(x+1)=b的根x1′≤x1,以及方程(3e−1)x−e−1=b的根x2′=e+1+b3e−1≥x2,结合放缩的知识可得x2−x1≤x2′−x1′=1+b+e+13e−1+ebe−1,所以原不等式可证.
本题考查了导数的几何意义,函数的极值点偏移中的切线放缩,属于难题.
19.【答案】解:(1)证明:由Fn+2=Fn+1+Fn,规定F1=1,F2=1,
可得F12+F22+F32+…+Fn2=F1F2+F22+F32+…+Fn2=F2(F1+F2)+F32+…+Fn2
=F2F3+F32+…+Fn2=F3(F2+F3)+F32+…+Fn2=F3F4+…+Fn2=⋅Fn+1;
(2)可设Fn+2+λFn+1=μ(Fn+1+λFn),μ≠0,
即为Fn+2=(μ−λ)Fn+1+λμFn,
由Fn+2=Fn+1+Fn,可得μ−λ=λμ=1,
解得λ= 5−12,μ= 5+12,或λ=−1− 52,μ=1− 52,
由λ= 5−12,μ= 5+12,可得Fn+2+ 5−12Fn+1= 5+12(Fn+1+ 5−12Fn),
由F1=1,F2=1,可得F2+ 5−12F1= 5+12,
则数列{Fn+1+ 5−12Fn}是首项和公比均为 5+12的等比数列,
可得Fn+1+ 5−12Fn=( 5+12)n,
同理可得Fn+1+−1− 52Fn=(1− 52)n,
上面两式相减可得Fn= 55[( 5+12)n−(1− 52)n];
(3)证明:FnFn+1=(1+ 52)n−(1− 52)n(1+ 52)n+1−(1− 52)n+1=1−( 5−32)n1+ 52−1− 52⋅( 5−32)n,
由n→+∞时,( 5−32)n→0,可得FnFn+1→11+ 52= 5−12,即FnFn+1≈ 5−12.
【解析】(1)由菲波纳契数列的定义和累加法,可得证明;
(2)构造Fn+2+λFn+1=μ(Fn+1+λFn),μ≠0,结合菲波纳契数列,求得λ,μ,结合等比数列的定义和通项公式,可得所求通项公式;
(3)由数列的极限公式可得所求结论.
本题考查菲波纳契数列和等比数列的定义、通项公式和数列的极限,考查转化思想和运算能力,属于中档题.X
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4
6
P
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332
1564
516
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