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文檔簡介
專題20創(chuàng)新定義題型
考情概覽
命題解讀考向考查統(tǒng)計
1.高考對創(chuàng)新定義的考查,是新鬲考改解析幾何創(chuàng)新問題2024?新高考I卷,11
革出現(xiàn)的題型,一般難度較大。2024
年九省聯(lián)考出現(xiàn)了概率的新定義問題,
數(shù)列新定義2024?新高考I卷,19
而2025年新高考中出現(xiàn)了解析幾何、
數(shù)列的新定義問題。
2024年真題研析
命題分析
2024年高考新高考I卷11題考查了解析幾何的創(chuàng)新題型,主要是曲線方程的求法及性質(zhì)。II卷雖然未
考查新定義類型,但是壓軸題將數(shù)列與雙曲線相結(jié)合,也是一次獨特的創(chuàng)新。新定義題型的特點是:通過
給出一個新概念,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設(shè)全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的
基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學(xué)的知識和方法,實現(xiàn)信息的遷移達(dá)到靈活解題的目的;遇到新定義
問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質(zhì),按新定義照章辦事''逐條分析、驗證、運算,
使問題得以解決,難度較難,需重點特訓(xùn)。預(yù)計2025年高考還是主要考查數(shù)列、函數(shù)的新定義問題。
試題精講
一、多選題
1.(2024新高考I卷-11)造型b可以做成美麗的絲帶,將其看作圖中曲線C的一部分.已知C過坐標(biāo)原點
。.且C上的點滿足橫坐標(biāo)大于-2,到點/(2,0)的距離與到定直線x=“(“<0)的距離之積為4,貝IJ()
A.a=—2B.點(26,0)在C上
4
c.C在第一象限的點的縱坐標(biāo)的最大值為1D.當(dāng)點(%,%)在C上時,7
%0+2
【答案】ABD
【分析】根據(jù)題設(shè)將原點代入曲線方程后可求。,故可判斷A的正誤,結(jié)合曲線方程可判斷B的正誤,利
用特例法可判斷C的正誤,將曲線方程化簡后結(jié)合不等式的性質(zhì)可判斷D的正誤.
【詳解】對于A:設(shè)曲線上的動點P(x,y),貝!]無>-2且小口一2)2+日2乂4一同=4,
因為曲線過坐標(biāo)原點,故J(。-2)2+0R0-a|=4,解得。=-2,故A正確.
對于B:又曲線方程為J(x-2)?+y2x|x+2|=4,而尤>-2,
故+y?x(尤+2)=4.
當(dāng)尤=2£y=0時,夜-2yx僅收+2)=8一4=4,
故(2死0)在曲線上,故B正確.
216/~\23
對于C:由曲線的方程可得y=7-獷一(無一2),取尤=
(%+2)2
E2641-6411645256-245八
則曠=為一“而希?。?-------------〉0故此時/>1,
49449x4
故。在第一象限內(nèi)點的縱坐標(biāo)的最大值大于1,故C錯誤.
/、216/,16
對于D:當(dāng)點(%,%)在曲線上時,由C的分析可得得=(尤+2)2一"。-2)%+2廣
44
故---:?<為4一^7,故D正確.
x0+2x0+2
故選:ABD.
【點睛】思路點睛:根據(jù)曲線方程討論曲線的性質(zhì),一般需要將曲線方程變形化簡后結(jié)合不等式的性質(zhì)等
來處理.
二、解答題
2.(2024新高考I卷J9)設(shè)相為正整數(shù),數(shù)列4,出,…,%,“+2是公差不為0的等差數(shù)列,若從中刪去兩項為
和%[</)后剩余的4帆項可被平均分為加組,且每組的4個數(shù)都能構(gòu)成等差數(shù)列,則稱數(shù)列%,外,…,是
(,,/)-可分?jǐn)?shù)列.
⑴寫出所有的(口),14i</46,使數(shù)列4",…,4是化))-可分?jǐn)?shù)列;
⑵當(dāng)機(jī)23時,證明:數(shù)列%,出,..”%,“+2是(2,13)-可分?jǐn)?shù)列;
⑶從1,2,...,4%+2中一次任取兩個數(shù)1和4</),記數(shù)列0“2,-%1+2是(盯)-可分?jǐn)?shù)列的概率為£",證明:
O
【答案】(1)(1,2),(1,6),(5,6)
(2)證明見解析
(3)證明見解析
【分析】(1)直接根據(jù)?,力-可分?jǐn)?shù)列的定義即可;
(2)根據(jù)?,/)-可分?jǐn)?shù)列的定義即可驗證結(jié)論;
(3)證明使得原數(shù)列是?,/)-可分?jǐn)?shù)列的(仃)至少有(加+1)2-%個,再使用概率的定義.
【詳解】(D首先,我們設(shè)數(shù)列外,〃2,…,44加+2的公差為d,則dwO.
由于一個數(shù)列同時加上一個數(shù)或者乘以一個非零數(shù)后是等差數(shù)列,當(dāng)且僅當(dāng)該數(shù)列是等差數(shù)列,
故我們可以對該數(shù)列進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?=%芻+1億=1,2,…,4m+2),
得到新數(shù)列4=左(左=1,2,…,4加+2),然后對4,&,…,42進(jìn)行相應(yīng)的討論即可.
換言之,我們可以不妨設(shè)4=上僅=1,2,...,4〃?+2),此后的討論均建立在該假設(shè)下進(jìn)行.
回到原題,第1小問相當(dāng)于從L2,3,4,5,6中取出兩個數(shù)i和/?</),使得剩下四個數(shù)是等差數(shù)列.
那么剩下四個數(shù)只可能是1,2,3,4,或2,3,4,5,或3,4,5,6.
所以所有可能的(V)就是(1,2),(1,6),(5,6).
(2)由于從數(shù)列L2,...,4相+2中取出2和13后,剩余的4機(jī)個數(shù)可以分為以下兩個部分,共機(jī)組,使得每組
成等差數(shù)列:
①{1,4,7,10},{3,6,9,12},{5,8,11,14},共3組;
②(15,16,17,18},{19,20,21,22}{4m-l,4m,4m+l,4m+2},共相_3組.
(如果m-3=0,則忽略②)
故數(shù)列1,2,…,4%+2是(2,13)-可分?jǐn)?shù)列.
(3)定義集合A={4上+1%=0,1,2,…,相}={1,5,9,13,…,4加+1},
B={4左+2%=0,1,2”..,,〃}=(2,6,10,14,...,4/M+2).
下面證明,對JV4m+2,如果下面兩個命題同時成立,
則數(shù)列1,2...,4加+2一定是(力⑺-可分?jǐn)?shù)列:
命題1:ieA,jeB或A;
命題2:j—i^3.
我們分兩種情況證明這個結(jié)論.
第一種情況:如果,eAJcB,且/-23.
此時設(shè),=的+1,J=4&+2,e{0,l,2,...,研.
貝!I由?可知4勺+1<4七+2,即&-勺>-;,故h*.
此時,由于從數(shù)列1,2,...,4m+2中取出,=4左+1和/=4七+2后,
剩余的4山個數(shù)可以分為以下三個部分,共機(jī)組,使得每組成等差數(shù)列:
①(1,2,3,4},{5,6,7,8},...,{秋—3,秋一2,4^,-1,4^},共8組;
②{4左+2,4kl+3,他+4,4Al+5},{做+6,4匕+7,的+8,4%+9},…,{4七—2,4kl-1,4玲,4履+1),共七一匕組;
③{4左2+3,4左2+4,%+5,%+6},{4左2+7,4左2+8,%+9,4k2+10),...,{4m-l,4??i,4m+l,4m+2},共m-履組.
(如果某一部分的組數(shù)為0,則忽略之)
故此時數(shù)列1,2,…,4帆+2是可分?jǐn)?shù)列.
第二種情況:如果且
此時設(shè),=缺+2,j=4k2+l,《,用e{0,1,2,.,明.
則由力〈,可知4勺+2<4%+1,即玲一8>;,故心〉人.
由于J-23,故(4左2+1)-(4勺+2)W3,從而心一發(fā)尸1,這就意味著心一勺22.
此時,由于從數(shù)列1,2,…,4機(jī)+2中取出i=4勺+2和j=4e+1后,剩余的4機(jī)個數(shù)可以分為以下四個部分,
共加組,使得每組成等差數(shù)列:
①{1,2,3,4},{5,6,7,8},{曲一3,4勺一2,4匕一1,他},共6組;
{4匕+1,3尢+匕+1,2匕+2左2+1,匕+3匕+1},{3匕+匕+2,2尢+2左2+2,勺+3左2+2,4匕+2},^^2組;
③全體{4勺+p,3Al+左2+P,2Al+2k2+p,勺+3&+p},其中。=3,4,—匕,共發(fā)尢―2組;
④{4幺+3,4匕+4,4公+5,4左2+6},{4左2+7,4匕+8,4幺+9,4^2+101,...,[4m-1,4m,4m+1,4m+2},共七組.
(如果某一部分的組數(shù)為0,則忽略之)
這里對②和③進(jìn)行一下解釋:將③中的每一組作為一個橫排,排成一個包含k-4-2個行,4個列的數(shù)表
以后,4個列分別是下面這些數(shù):
[4匕+3,4匕+4,…,3K+左2},{3匕+&+3,3匕+匕+4,…,2匕+2匕},{2匕+2b+3,2匕+2k?+3,…,匕+3七},
{匕+3匕+3,々+3匕+4,…,4匕}.
可以看出每列都是連續(xù)的若干個整數(shù),它們再取并以后,將取遍{4匕+1,4匕+2,..”4&+2}中除開五個集合
{4《+1,+2},{3勺+匕+1,3匕+匕+2},{2匕+2k+1,2kl+2k+2},{匕+3抬+1,勺+3匕+2},
{4為+1,4k2+2}中的十個元素以外的所有數(shù).
而這十個數(shù)中,除開已經(jīng)去掉的4%+2和4右+1以外,剩余的八個數(shù)恰好就是②中出現(xiàn)的八個數(shù).
這就說明我們給出的分組方式滿足要求,故此時數(shù)列12…,4m+2是億力-可分?jǐn)?shù)列.
至此,我們證明了:對1<i</V4m+2,如果前述命題1和命題2同時成立,則數(shù)列1,2,…,4%+2一定是(幻)-
可分?jǐn)?shù)列.
然后我們來考慮這樣的(V)的個數(shù).
首先,由于Ac3=0,A和B各有根+1個元素,故滿足命題1的億))總共有(加+丁個;
而如果j-i=3,假設(shè)則可設(shè)i=4《+l,j=4k2+2,代入得(%+2)-(4匕+1)=3.
但這導(dǎo)致矛盾,所以
設(shè)i=4勺+2,j=4k2+l,左,&e{0」,2,…,叫,則(4內(nèi)+1)-(4匕+2)=3,即&-勺=1.
所以可能的(3修)恰好就是(。,1),。,2),…,(m-1,加),對應(yīng)的(仃)分別是(2,5),(6,9),...,(42,4〃任1),總
共加個.
所以這(加+1『個滿足命題1的(V)中,不滿足命題2的恰好有加個.
這就得到同時滿足命題1和命題2的(V)的個數(shù)為(“7+1)2-〃.
當(dāng)我們從1,2,…,4加+2中一次任取兩個數(shù)i和<力時,總的選取方式的個數(shù)等于
(4/n+2X4m+l)=(2m+i)(4m+i)j
而根據(jù)之前的結(jié)論,使得數(shù)列生,6f2,..-,^4m+2是1,/)-可分?jǐn)?shù)列的億j)至少有("+1)2-加個.
所以數(shù)列4,“2,…,〃4租+2是(/,7-)-可分?jǐn)?shù)列的概率匕一定滿足
(m+l)2-mm2+m+l療+相+;(加+j1.
m(2m+l)(4m+l)(2m+l)(4m+l)(2m+lj(4m+2)2(2m+l)(2m+l)8
這就證明了結(jié)論.
一、新定義問題
“新定義”主要是指即時定義新概念、新公式、新定理、新法則、新運算五種,然后根據(jù)此新定義去解決
問題,有時還需要用類比的方法去理解新的定義,這樣有助于對新定義的透徹理解.但是,透過現(xiàn)象看本質(zhì),
它們考查的還是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識,所以說“新題”不一定是“難題”,掌握好三基,以不變應(yīng)萬變才是制勝法寶.
二、新定義問題的方法和技巧
(1)可通過舉例子的方式,將抽象的定義轉(zhuǎn)化為具體的簡單的應(yīng)用,從而加深對信息的理解;
(2)可用自己的語言轉(zhuǎn)述新信息所表達(dá)的內(nèi)容,如果能清晰描述,那么說明對此信息理解的較為透徹;
(3)發(fā)現(xiàn)新信息與所學(xué)知識的聯(lián)系,并從描述中體會信息的本質(zhì)特征與規(guī)律;
(4)如果新信息是課本知識的推廣,則要關(guān)注此信息與課本中概念的不同之處,以及什么情況下可以使用
書上的概念.
名校模擬探源
一、解答題
1.(2024?北京?三模)給定正整數(shù)2,設(shè)數(shù)列…9是12...,〃的一個排列,對,${1,2,為表示
以%為首項的遞增子列的最大長度,%表示以巴為首項的遞減子列的最大長度.
(1)若〃=4,=1,g=4,。3=2,4=3,求花和為;
22
(2)求證:VZe{l,2,...,n-l},(x.-y.)+(x.+1-yM)w0;
⑶求£上-%|的最小信
i=i
【答案】(1)再=3,>2=2
⑵證明見解析
⑶當(dāng)"為偶數(shù)時,£上,-叩的最小值是g;當(dāng)”為奇數(shù)時,£人-叩的最小值是一.
z=i2/=12
【分析】(1)直接根據(jù)定義求解;
(2)分情況討論證明玉-ywx1+1-X+1,故可推知玉-%和x,+1-y;+1不能同時為零,進(jìn)而得到結(jié)論;
(3)對"的奇偶性分情況討論,并利用小問2得到的結(jié)果即可.
【詳解】(1)以外為首項的最長遞增子列是,以出為首項的最長遞減子列是生,。3和。2,%.
所以%=3,必=2.
(2)對-1},由于是1,2,...,〃的一個排列,故。產(chǎn)4rf.
若《<0用,則每個以為首項的遞增子列都可以在前面加一個4,
得到一個以為首項的更長的遞增子列,所以%;
而每個以為首項的遞減子列都不包含4+1,且<4+1,
故可將替換為4+1,得到一個長度相同的遞減子列,所以y
這意味著玉一%>尤陽-%+i;
若4>一,同理有%>%+i,%V%,故%
總之有士-%Rx;+1-y;+1,從而%-y和xM-yM不能同時為零,
故(無廠%)2+(%-%+1)、0.
(3)根據(jù)小問2的證明過程知%-%和二+「y+i不能同時為零,故|%-%|+卜+1—%|正1.
情況一:當(dāng)〃為偶數(shù)時,設(shè)〃=2人則一方面有
£k,一y,I=£(ZT-|+1"%I)N£1=&=g;
i=li=li=l'
[d^,;,=左一i+1
另一方面,考慮這樣一個數(shù)列與外,…,〃,:,.,i=12,..,k.
[a2i=k+i
\xrf.,=k—i+2fy;,=k—i+1
則對,2,…水,有''?,29'I」.
[X2.=K-l+l[>2i=4一2+1
故此時f卜-yI=ZL-i-=?=k=g.
i=\i=lz=l/
結(jié)合以上兩方面,知£k-y,|的最小值是g.
/=i2
情況二:當(dāng)”為奇數(shù)時,設(shè)“=2M-1,則一方面有
nn—\m—\m—\幾_]
£1%_x-l-2上一W=£(1%-%?」+1%之=加一1=~r~;
i=li=li=li=l乙
ax=m
另一方面,考慮這樣一個數(shù)列<a2i=m+i,z=1,1.
a2M=m-i
xx=myi=m
則對,=1,2,...,根一1,有隹/二加一,,<=加一1+1.
xmi
2i+i=~
_n.一!.一!?_1
故此時|£E-%」=i?=7〃T=-r--
z=li=li=l'
結(jié)合以上兩方面,知tw-卬的最小值是一.
z=i2
綜上,當(dāng)〃為偶數(shù)時,tk-刃的最小值是j當(dāng)”為奇數(shù)時,之上7』的最小值是一.
z=i2f=i2
【點睛】關(guān)鍵點點睛:求最?。ɑ蜃畲螅┲档谋举|(zhì)在于,先證明所求的表達(dá)式一定不小于(或不大于)某
個數(shù)M,再說明該表達(dá)式在某種情況下能取到M,就得到了最?。ɑ蜃畲螅┲凳恰?,這便是“求最小(或
最大)值”的本質(zhì).而在這個過程中,“想到/的具體取值”這個過程并不存在絕對的邏輯性,可以窮盡各種
手段,包括直覺、大膽猜測、高觀點等,去猜出/的值,這些內(nèi)容也無需在證明過程中呈現(xiàn).只要證明合乎
邏輯,“如何想到M的取值”無需交代,不影響解答的正確性.換言之,所謂“求”,便是“猜出結(jié)果,再證明
結(jié)果正確”,與“算出”、“得出”本就是無關(guān)的.在高考范圍內(nèi),大多數(shù)最小值和最大值問題都能夠直接化為
某個顯而易見,容易刻畫的模型,然后“直接算出”,但不可將此作為萬能法寶,忘記了最小值最大值的原
始定義和本質(zhì).
2.(2024?河南.三模)已知數(shù)列{%}的前〃項和為S",若存在常數(shù)〃彳>0),使得彳%2S用對任意〃cN*都
成立,則稱數(shù)列{%}具有性質(zhì)P(㈤.
⑴若數(shù)列{%}為等差數(shù)列,且邑=-9應(yīng)=-25,求證:數(shù)列{%}具有性質(zhì)P⑶;
(2)設(shè)數(shù)列{%}的各項均為正數(shù),且{4}具有性質(zhì)P(㈤.
①若數(shù)列{。“}是公比為4的等比數(shù)列,且彳=4,求9的值;
②求2的最小值.
【答案】(1)證明見解析;
(2)①4=2;②。的最小值為4.
【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出等差數(shù)列的公差,進(jìn)而求出通項公式及前"項和,再利用定義判斷即得.
-1_n+1
(2)①根據(jù)給定條件,可得4a再按g=l,qwl探討,當(dāng)gwl時,又按
i-q
0<q<l,q=2,q>l且/2討論得解;②由定義腦角NS.,消去結(jié)合基本不等式得言出,再
oc
迭代得(1)1>寸,借助正項數(shù)列建立不等式求解即可.
【詳解】(D設(shè)等差數(shù)列{%}的公差為d,由$3=-9,&=-25,得3%+31=一9,5%+101=-25,
解得q=-1,d=-2,則4=T+("-1)(_2)=-2n+1,Sn=+=一/,
22
于是3。n-SN=3(—2n+1)+(n+1)=(n—2)>0,即3atl>Sn+l,
所以數(shù)列{4}具有性質(zhì)次3).
(2)①由數(shù)列{q}具有性質(zhì)尸(4),得4%2s用,又等比數(shù)列{%}的公比為q,
若4=1,貝!]4qN(“+l)q,解得“43,與〃為任意正整數(shù)相矛盾;
1_n+11_n+1
當(dāng)gwl時,4%/-匕?!付唬?>0,整理得的所匕?一,
1-q1-q
若0<夕<1,貝!「二,解得“<l+l°g一^,與"為任意正整數(shù)相矛盾;
(q-2)(q-2)
若“1,則—產(chǎn)VI,當(dāng)4=2時,L(4-2>VI恒成立,滿足題意;
當(dāng)4>1且或2時,qn-l<—i—^,解得"<l+logg廠',與〃為任意正整數(shù)相矛盾;
(q-2)(q-2)
所以4=2.
②由得2a“+[NS,+2,即2(S“+]—S“)NS”+2,
s丸s
因此猛途礙+SQ2g二,即丁!十,
品+1-冊
2CQc
由數(shù)列{%}各項均為正數(shù),得S“<S”從而1<(1產(chǎn)/,即(1嚴(yán)>苦,
若0<彳<4,則〃<l+log/亙,與”為任意正整數(shù)相矛盾,
4S2
因此當(dāng)於4時,勺F1"T吟恒成立,符合題意,
所以彳的最小值為4.
【點睛】易錯點睛:等比數(shù)列{%}公比q不確定,其前n項和S“直接用公式3=”二心處理問題,漏掉
1-9
對4的討論.
3.(2024?河北保定.三模)在初等數(shù)論中,對于大于1的自然數(shù),除了1和它自身外,不能被其它自然數(shù)
整除的數(shù)叫做素數(shù),對非零整數(shù)。和整數(shù)6,若存在整數(shù)上使得)=如,則稱a整除6.已知0,q為不同的兩
個素數(shù),數(shù)列他“}是公差為p的等差整數(shù)數(shù)列,"為q除%所得的余數(shù),S,為數(shù)列{2}的前"項和.
⑴若4=1,0=3,q=2,求邑024;
(2)若某素數(shù)整除兩個整數(shù)的乘積,則該素數(shù)至少能整除其中一個整數(shù),證明:數(shù)列{2}的前q項中任意兩
項均不相同;
(3)證明:5防+1為完全平方數(shù).
【答案】(1)1012;
⑵證明見解析;
(3)證明見解析.
【分析】(D求出數(shù)列{4}的通項,進(jìn)而求出伯“}的通項公式,再借助分組求和即得.
(2)利用反證法,結(jié)合整除及素數(shù)的性質(zhì)導(dǎo)出矛盾即可得證.
(3)利用(2)的信息,求出再利用”的定義可得勿即可求和得證.
【詳解】(1)依題意,=3n-2,當(dāng)n為奇數(shù)時,。“為奇數(shù),當(dāng)n為偶數(shù)時,凡為偶數(shù),
[1,”為奇數(shù)
而4=2,因此a=「為偶數(shù),
所以%24=1012x1+1012x0=1012.
(2)假設(shè)存在々=%,,,je{l,2,,q},i^j,
依題意,%=kq+b”aj=lq+bj,k,leZ,
則q-勺=?-/)。=(上一])4,因此q整除(i-J)。,
因為p,q為不同的素數(shù),故q不整除P,
又因為Owl'/區(qū)4-l<q,故q不整除(,-/),
與q整除(i-力。矛盾,故假設(shè)錯誤,
所以數(shù)列{"}的前q項中任意兩項均不相同.
(3)由(2)得或e{0,l,2,,q-l),且數(shù)列電}的前q項中任意兩項均不相同,
所以邑=0+1+2++4-1=若1,
設(shè)見=幻4+2(geZ),則4+g=(繪+。)4+2,故2+<,=〃,
所以5防+1=8與+1=4式q—1)+1=(2q—I)?為完全平方數(shù).
【點睛】方法點睛:應(yīng)用反證法時必須先否定結(jié)論,把結(jié)論的反面作為條件,且必須根據(jù)這一條件進(jìn)行推
理,否則,僅否定結(jié)論,不從結(jié)論的反面出發(fā)進(jìn)行推理,就不是反證法.所謂矛盾主要指:①與已知條件
矛盾;②與假設(shè)矛盾;③與定義、公理、定理矛盾;④與公認(rèn)的簡單事實矛盾;⑤自相矛盾.
4.(2024海南?二模)設(shè)數(shù)列A:%,02M3,…,4(〃23,〃eN*),如果A中各項按一定順序進(jìn)行一個排列,就
得到一個有序數(shù)組「3也也,…,2).若有序數(shù)組「:他也也,…,僅)滿足
|&一可<|&一%|(ie{l,2,3,,〃-2})恒成立,則稱「:伯也也,…也)為〃階減距數(shù)組;若有序數(shù)組
「:(4也也,…也)滿足|4-可引d-%|(矣{1,2,3,?.?,〃-2})恒成立,則稱「:3也,偽,…也)為〃階非減距數(shù)
組.
(1)已知數(shù)列A:-1,3,2,-3,請直接寫出該數(shù)列中的數(shù)組成的所有4階減距數(shù)組;
⑵設(shè)「:(偽也也,…,2)是數(shù)列A:l,3,5,...,2"-1(心4,〃wN*)的一個有序數(shù)組,若r:(〃也…也)為〃階非
減距數(shù)組,且「:(偽也,…,%)為n-1階非減距數(shù)組,請直接寫出4個滿足上述條件的有序數(shù)組F;
⑶已知等比數(shù)列Aq,%,/,…,?!?心3)的公比為q,證明:當(dāng)。>。時,「(%,外,%,…嗎)為〃階非減距數(shù)
組.
【答案】⑴口:(-1,2,3,-3),r2:(2,-1,-3,3),r3:(3,-1,-3,2),r4:(-3,2,3-1).
(2)(2w-1,2/1-3,2n-5,,5,3,l),(2/z-l,2n-3,2n-5,--,5,1,3)
(1,3,5,,2〃-5,23,2〃-1,),(1,3,5,…,2〃-5,21,277-3,).
(3)證明見解析.
【分析】(1)根據(jù)題中〃階減距數(shù)組的定義,寫出4階減距數(shù)組,只需要保證有序數(shù)組「他也也也)中,
?-可<?-/和向-&<?-勾恒成立即可,分別令”為數(shù)列A中的每一個值即可得出結(jié)果;
(2)根據(jù)題干中”階非減距數(shù)組的定義,只需要保證有序數(shù)組「3,也,4,…,々)中,滿足
\bn-b\>\b,-bM\(iG{1,2,3,,〃—2})和有序數(shù)組「:倡也也,…,%)中,滿足
—偽以%—G{1,2,3,…,及-3})恒成立即可.
(3)利用分析法進(jìn)行逐步反向遞推,最后得證.
【詳解】(1)4階減距數(shù)組有:1:(-!,2,3,-3),r2:(2,-l,-3,3),r3:(3,-l,-3,2),乙:(-3,2,3,-1).
(2)滿足條件的有序數(shù)組「:
(2n-l,2w-3,2n-5,,5,3,l),(2n-l,2n-3,2n-5,,5,1,3)
(1,3,5,,2n-5,2/z-3,2n-l,),(l,3,5,■■,2n-5,2n-l,2n-3,).
(3)證明:設(shè)要證)為”階非減距數(shù)組,
需證明1%-⑷可%-力e(1,2,3,一2})恒成立,
即證,
需證麗/產(chǎn)-1-小即|尸-啊尸-4
需證(六一1)&(葉_/,
即證(qf(2日-4一1戶0.
當(dāng)。時,因為〃-貝!jq-1W0,
ninini
2q--q-l=q--l+q--q<0f
所以(4一1乂2卡一4一1戶0;
當(dāng)">1時,因為〃一,22,則4一1>0,
2q〃T_q_]=q〃T_]+q"T_q>0,
所以(4-1乂2產(chǎn)-“-1)>0;
綜上:當(dāng)4>0時,「:(《,%,名,..?,%)為n階非減距數(shù)組.
5.(2024?江西九江?三模)已知數(shù)列{%}共有加(mN2)項,且%eZ,若滿足院包一%|<1。4依加-1),
則稱{%}為“約束數(shù)歹.記“約束數(shù)列”{%}的所有項的和為S“.
⑴當(dāng)機(jī)=5時,寫出所有滿足q=%=1,$5=6的“約束數(shù)列”;
(2)當(dāng)機(jī)=2000嗎=25時,設(shè)。:的頌=2024;q:“約束數(shù)歹!]”{外}為等差數(shù)歹U.請判斷"是q的什么條件,并說
明理由;
⑶當(dāng)q==°[1W%W與左eN+4寸,求|S,J的最大值.
【答案】⑴①1/,2,1」;(2)1,1,1,2,1;③L2,1,1,1
(2)。是q的充分不必要條件,理由見解析
【分析】(D由“約束數(shù)列”的定義,可得所求.
(2)由“約束數(shù)列”和充分必要條件的定義,結(jié)合等差數(shù)列的知識,可得結(jié)論.
(3)由q=l,陽=0144崇左6$}要使|S/最大,推出《20,討論等差數(shù)列的公差,用求和公式可
解.
【詳解】(1)當(dāng)機(jī)=5時,所有滿足6=%=1氏=6的“約束數(shù)列”有:
①1,1,2,1,1;(2)1,1,1,2,1;(3)1,2,1,1,1.
(2)P是4的充分不必要條件.理由:
①當(dāng)為ooo=2024時,向用=2,,1999),.?.%+「%W1.
貝%000=(%000—4999)+(4999—%998)+(q998—"1997)+,+(%—%)+々]<1999+%=2024,
當(dāng)且僅當(dāng)?shù)念D-%999=%999—%998=%998—4997==一"1二1時f^2000=2024成區(qū),
“約束數(shù)列,,{為}是公差為1的等差數(shù)列
②當(dāng)“約束數(shù)列"R}是等差數(shù)列時,由|見+「⑷V1,
得〃〃+1-4=1,或?!?1一%=。,或%-4=T,
若?!?1-?!?。,則{〃〃}的公差為0,,a2000=%=25;
若an+1-an=-1,則{an}的公差為T;.a2000=q-1999=-1974;
若an+1-an=l,則{4}的公差為I,.'.峻=4+1999=2024,
即當(dāng)“約束數(shù)列”{4}是等差數(shù)列時,a2000=25或—1974或2024.
由①②,得2是4的充分不必要條件.
(3)%=1,%=。,,要使得聞取最大值,則3.2。,
當(dāng)且僅當(dāng)同時滿足以下三個條件時,|與|取最大值.
①當(dāng)2W〃V左時,an-an_x=1;②當(dāng)左+l〈wV2左時,a?-an_x=-1;
③當(dāng)2Z+1V〃W7"時,an-anA=1.
.」S,"L=[*x2—O+Jox?—+
女2(加一2%)(加一2左+1)
2
【點睛】關(guān)鍵點睛:本題關(guān)鍵在于對新定義的理解,抓住4eZ和?+|-%區(qū)1進(jìn)行分類討論可求解第二問;
第三問關(guān)鍵在于根據(jù)4=1>。分析|Sj取得最大值的條件,然后分段求和可得..
6.(2024?山東青島?三模)在平面內(nèi),若直線/將多邊形分為兩部分,多邊形在/兩側(cè)的頂點到直線/的距離
22
之和相等,則稱,為多邊形的一條“等線”,已知0為坐標(biāo)原點,雙曲線當(dāng)=1(°>0,6>0)的左、右焦
ab
點分別為耳耳,E的離心率為2,點P為E右支上一動點,直線機(jī)與曲線E相切于點尸,且與E的漸近線交
于A,8兩點,當(dāng)軸時,直線y=i為△尸招工的等線.
⑴求E的方程;
⑵若y="x是四邊形AFtBF2的等線,求四邊形AFtBF2的面積;
(3)設(shè)OG=:OP,點G的軌跡為曲線「,證明:「在點G處的切線〃為△AKK的等線
2
【答案】⑴無2上=1
3
⑵12
(3)證明見解析
【分析】(D利用已知等量關(guān)系建立方程,求解各個元素,得到雙曲線方程即可.
(2)利用給定定義,求解關(guān)鍵點的坐標(biāo),最后得到四邊形面積即可.
(3)利用給定條件和新定義證明即可.
【詳解】(D由題意知+耳(-。,0),乙(。,0),顯然點尸在直線>=1的上方,
因為直線,=1為耳心的等線,所以£-1=2,6=£=21=02+〃,
aa
_2
解得。=1,b=0所以E的方程為爐-(=1
2
(2)設(shè)切線加:了一%=左(彳-%),代入/-1_=1得:
(3_k~)尤?+2k(kx?!?)x—(XQ+y;_2kx0+3)=0,
22
故[2無(fcr。—%)]+4(3—左~)(左~%0+y0—2kx0y0+3)=0,
該式可以看作關(guān)于k的一元二次方程(尤。2-1)公_2%%左+%2+3=0,
k=尤0%X。%_3一
所以一年-1]1+2€|一J%,即m方程為%>于=1(*)
當(dāng)加的斜率不存在時,也成立
漸近線方程為、=±八,不妨設(shè)A在8上方,
1111
聯(lián)立得故,…---------1---------
YY|為
。一忑。耳
所以尸是線段A3的中點,因為招,8到過。的直線距離相等,
則過。點的等線必定滿足:AB到該等線距離相等,
且分居兩側(cè),所以該等線必過點尸,即。尸的方程為y=
由,丁,解得故P,346.
x=1y=A/6
I3i
所以以=尾=£=^^='3,
。一忑
所以%=一若/=一;^=瓦;="一3,
。國^
所以|力一%|=6,所以%8=(閨%一詞=2區(qū)一詞=12
(3)
設(shè)G(x,y),由OG=goP,所以x°=3x,%=3y,
故曲線「的方程為9X2_3/=?>0)
由(*)知切線為〃,也為半尤-萼=1,即修了一管=;,即3無/一%y-1=。
易知A與F?在〃的右側(cè),£在"的左側(cè),分別記耳,耳,A到〃的距離為44,4,
_1%=6--
由(2)知4=一
所以
由不
6%-126x+1
因為4+4=0=4,
所以直線〃為△從耳工的等線.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查解析幾何,解題關(guān)鍵是利用給定定義和條件,然后結(jié)合前問結(jié)論,得到
d?+4=4,證明即可.
7.(2024?浙江?三模)在平面直角坐標(biāo)系中,如果將函數(shù)y=/(x)的圖象繞坐標(biāo)原點逆時針旋轉(zhuǎn)e(0<a?1)
后,所得曲線仍然是某個函數(shù)的圖象,則稱/(x)為“a旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
(D判斷函數(shù)丁=底是否為“與旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,并說明理由;
⑵已知函數(shù)"X)=山(2x+1)(x>0)是“a旋轉(zhuǎn)函數(shù),,,求tana的最大值;
丫27T
(3)若函數(shù)g(x)=m(%-l)e龍-xln%了是旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,求機(jī)的取值范圍.
【答案】(1)不是,理由見解析
(3)m>e
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)的定義直接判斷即可.
(2)將已知條件轉(zhuǎn)化為函數(shù)與直線丫=履+〃最多一個交點,利用兩個函數(shù)圖象的交點與對應(yīng)方程根的關(guān)系,
分離b,構(gòu)造新函數(shù),轉(zhuǎn)化為新函數(shù)在(0,+8)上單調(diào),進(jìn)而求解.
(3)同問題(2)根據(jù)已知條件構(gòu)造新函數(shù),轉(zhuǎn)化為新函數(shù)在(0,+6)上單調(diào),求導(dǎo),分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為恒
成立問題求最值即可.
【詳解】(D函數(shù)y=A不是旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,理由如下:
O
y=氐逆時針旋轉(zhuǎn)m后與y軸重合,
當(dāng)x=o時,有無數(shù)個y與之對應(yīng),與函數(shù)的概念矛盾,
因此函數(shù)y=后不是旋轉(zhuǎn)函數(shù)”?
0
(2)由題意可得
函數(shù)〃x)=ln(2x+l)(x>0)與函數(shù)片區(qū)+》最多有1個交點,
且左=tang-a1,
所以ln(2x+l)=Ax+Z?(x>0)最多有一個根,
即In(2x+l)-kx^b(x>0)最多有一個根,
因此函數(shù)y=ln(2x+l)-辰(x>0)與函數(shù)y=bgeR)最多有1個交點,
即函數(shù)y=ln(2x+l)—辰在(0,+e)上單調(diào),
29
因為、.云石一右且無>°,天石?。,2),
22
所以一心°,國,'所以上2,
71tanaK;,即tan。的最大值為
即tan
(3)由題意可得函數(shù)8(力=根(%-1度-1111-萬與函數(shù)y=%+)最多有1個交點,
/工2
即m(x-l)ex—xlnx—^-=x+b=>m(x-l)ex-xlnx---x=b,
即函數(shù)y=m(x-l)e、-xlnx-萬-冗與函數(shù)y=匕最多有1個交點,
丫2
即函數(shù)y=m(x-l)e“-xlnx-5-x在(0,+a)上單調(diào),
y'=twcex-Inx-x-2,當(dāng)x.0時,y'—>+co,
Inx+x+2
所以y'NOn機(jī)>
xex
令姒x)二叱手,則夕,(x)=gl)(;;l),
因為t=-Inx-x-1在(0,+時上單調(diào)減,且(J>。,,⑴<0,
所以存在使/5)=0,
艮[IIn/+/=-1nIn(%?e與)=-1=>%?e演=—,
所以。(可在(0,%)單調(diào)遞增,(%收)單調(diào)遞減,
所以(Pz(x)=。&)=山哈:-2=3=e,
即加2e.
【點睛】方法點睛:利用函數(shù)的零點與對應(yīng)方程的根的關(guān)系,我們經(jīng)常進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)化:
函數(shù)y=/(x)-g(x)的零點個數(shù)。方程/(x)-g(x)=O的根的個數(shù)O函數(shù)尸/(X)與y=g(x)圖象的交點
的個數(shù);
另外,恒成立求參數(shù)范圍問題往往分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù),通過求構(gòu)造函數(shù)的最值來求出參數(shù)范圍,例:若
V無€(0,6),mZf(x)恒成立,只需"22/(x)max,Vxw(a,6),〃z4/(x)恒成立,只需機(jī)4了(尤焉.
8.(2024?上海.三模)設(shè)f>0,函數(shù)>=/(尤)的定義域為R.若對滿足三-三>,的任意再、%,均有
f(x2)-f(Xl)>t,則稱函數(shù)y=f(x)具有“P⑺性質(zhì)”.
(1)在下述條件下,分別判斷函數(shù)y=/(x)是否具有尸(2)性質(zhì),并說明理由;
3
①/(無)=]無;②/(x)=10sin2x;
⑵已知,食)=63,且函數(shù)丁=/(尤)具有尸⑴性質(zhì),求實數(shù)。的取值范圍;
⑶證明:“函數(shù)V=/(尤)-尤為增函數(shù)”是“對任意/>0,函數(shù)>=/(%)均具有尸⑺性質(zhì)”的充要條件.
【答案】(1)①是,②不是,理由見解析
(2)a>4
(3)證明見解析
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)y=/(x)具有玖2)性質(zhì)的條件判斷①;舉反例可判斷②;
(2)原問題等價于當(dāng)口>1時,絲匚>1恒成立,即。>二恒成立,得。24;
4m
(3)利用函數(shù)的單調(diào)性以及不等式的性質(zhì)判斷充分性,利用反證法判斷必要性.
【詳解】(1)①是,對任意尤2-再>2,/(%)-/&)=](無2-&)>3>2,符合定義;
37r7i
②不是,令無2=拳網(wǎng)造,斗—玉=兀>2,/(x2)—/(xj=10sin3^—lOsin^=0<2,
故不符合題意.
(2)顯然〃>0,設(shè)入2一%=加>。,
323
貝!|f(x2)-/(M)=<xx2-aXy=a(3iwc^+3m+m),
當(dāng)玉=-g時,取/(尤2)-AX)最小值絲匚
24
原問題等價于當(dāng)勿>1時,如>1恒成立,即二恒成立,得。24;
4m
(3)證明:充分性:
若函數(shù)y=/(x)-x為增函數(shù),則對任意馬>玉均有/(%)-馬之〃玉)-玉,
即/。2)-/(%)2工2-王,因此,對任意f>0,若三-*1>乙
則—(%)>,,函數(shù)y=/a)具有尸⑺性質(zhì),充分性得證;
必要性:
若對任意t>o,函數(shù)y=/(x)均具有尸⑺性質(zhì),
假設(shè)函數(shù)y=f(x)-x不是增函數(shù),則存在%>玉,滿足了(尤2)-9<,(占)-占,
即/。2)-/(%)<馬-玉,取/+"五,
則顯然于(%)-f(xl)<t0<x2-xl,
即對于為,存在3-占〉/。,但是/(%)-/(占)<3
與“對任意t>0,函數(shù)y=/(x)均具有P⑺性質(zhì)”矛盾,因此假設(shè)不成立,
即函數(shù)y=f(x)-x為增函數(shù),必要性得證.
【點睛】新定義題型的特點是:通過給出一個新概念,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設(shè)全新
的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學(xué)的知識和方法,實現(xiàn)信息的
遷移,達(dá)到靈活解題的目的.遇到新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質(zhì),按新
定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗證、運算,使問題得以解決.
9.(2024?新疆喀什?三模)已知定義域為R的函數(shù)滿足:對于任意的xeR,都有
〃尤+2兀)=〃力+〃2兀),則稱函數(shù)f(x)具有性質(zhì)尸.
⑴判斷函數(shù)g(x)=x,%(x)=sinx是否具有性質(zhì)尸;(直接寫出結(jié)論)
357T
⑵已知函數(shù)"x)=sin3x+°)|d<1),判斷是否存在。,。,使函數(shù)具有性質(zhì)尸?若
存在,求出。,。的值;若不存在,說明理由;
(3)設(shè)函數(shù)〃尤)具有性質(zhì)P,且在區(qū)間[0,2可上的值域為[〃0)/(2兀)].函數(shù)g(x)=sin(/(x)),滿足
g(x+27i)=g(x),且在區(qū)間(0,2兀)上有且只有一個零點.求證:"2兀)=2九
【答案】(D〃(x)=sinx具有性質(zhì)產(chǎn)
(2)存在,a>=2,0=0
(3)證明見解析
【分析】(D利用定義直接判斷即可;
(2)假設(shè)函數(shù)具有性質(zhì)p,可求出e=0,進(jìn)而得到④=2,再根據(jù)定義驗證即可;
(3)分析可知函數(shù)“X)在[0,2句的值域為[0,m,由g(x)在區(qū)間(0,2兀)上有且僅有一個零點可知%>2時
不合題意,再求解當(dāng)k=l時,與函數(shù)g(x)是以2兀為周期的周期函數(shù)矛盾,由此可得%=2,進(jìn)而得證.
【詳解】(1)因為解x)=x,則g(x+27t)=x+2兀,又g(2兀)=2兀,
所以g(%+2兀)=g(x)+g(2兀),故函數(shù)g(x)=x具有性質(zhì)P;
因為/z(x)=sinx,貝?。??(尤+27r)=sin(x+27i)=sin_r,又M2;i)=sin2兀=0,
h^x)+h(2it)=sinx=h^x+lit),故〃(無)=sinx具有,性質(zhì)p.
(2)若函數(shù)/⑺具有性質(zhì)尸,貝!]/(0+2兀)=/(0)+/(2兀),即/(0)=sin°=0,
因為向苦,所以9=。,所以〃x)=sin(ox);
若/(2兀)/0,不妨設(shè)/(2兀)>0,由/(x+
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