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例1. 已知等比数列{}的各项为正数, 数列{ }满足 (>0且1), =18, =12.
(1) 求数列{}的通项公式;
(2) 试判断是否存在正整数,使得当>时, >1恒成立,并说明理由; (0<<1)
(3) 当>12时,
求证:+ ++...+<.
解:(1)∵ 数列{}是各项为正数的等比数列,∴ 当2时,=- = 为常数,
∴ 数列{}为等差数列。
∵ =18, =12, ∴=-2+24 .
(2) 由(1)知, =-n+12.
① 若01,则当12时, 1;当=12时, =1;当12时, 1,故当01时,存在=12,当12时, 1.
② 若1,则当12时, 1;当=12时, =1;当12时, 1,故当01时,不存在,当时, 1.
(3) 方法(一)
当14时
+ ++...+
=]
<
=[+]
=[][]= .
=
==
=<
当=13时,
+ ++...+=
<=
==
综上所述, 当13时, + ++...+<.
方法(二)
设=+ ++...+,则= +++...+
∴-=+-=
<=
<0 .
∴< , 即{ }单调递减,
∴<.
例2. 已知数列满足: .
(1) 证明: 数列成等比数列;
(2) 证明: .
(1) 证明: ∵ ,
∴ ,
∵ ∴ 数列 是以2为首项,公比为2的等比数列.
(2) 证明方法①: 由(1)可知,
∴ ,
解得: .
证明方法②:由(1)可知,
< < <
∴
=
=<
直线与平面平行的证明: 一般用下列两个基本图形在已知平面内给出一条直线与已知直线平行, 或用面面平行的方法证明.
证明直线与平面平行,如果利用线面平行的判定定理来证明,就必须在已知平面内找到一条直线与已知直线平行,这条直线一般可以过已知直线作一个与已知平面相交的平面而得到,而这个平面可以经过已知直线和与已知直线、已知平面都相交的另一条直线而得到(如图(1)),也可以经过过已知直线上两点且与已知平面相交的两条平行直线而得到(如图(2)). (辅助线的添加问题)
例3.四棱锥的底面是平行四边形, 点在棱SA上,点在BD上,且
, 求证: ∥平面.
例4.正三棱柱中,E为AC的中点.求证: ‖平面.
分析: 先利用图形(1)在平面内给出与直线平行的直线.
本例中与直线、平面都相交的直线有、、、.
① 与确定平面,
显然点是平面与平面的一个公共点,
延长、相交于点F,连结BF,则直线BF就是经过直线的平面与平面的交线,只要证明直线‖直线,就可得‖平面.
② 与确定平面,
显然点E是平面与平面的一个公共点,
连结,设直线与直线的交点为G, 连结EG,则直线EG就是平面与平面的交线,只要证明直线‖直线,就可得‖平面.
③ 与确定平面,显然点是平面与平面的一个公共点,因此,这时的证明方法与①相同.
④ 与确定平面,
显然点是平面与平面的一个公共点,延长到,使,连结,则就是平面与平面的交线,只要证明直线‖直线,就可得‖平面.
下面再利用图形(2)在平面内给出与直线平行的直线.
① 直线AC是过点A且与平面相交于点E的一条直线,下面我们在给出一条过点且与AC平行、与平面相交的另一条直线.
在平面内过点作‖,过点作,连结 ,只要证明就是经过直线的平面与平面的交线,且直线‖,就可得‖平面.
② 直线AB是过点A且与平面相交于点B的一条直线,下面我们在给出一条过点且与AB平行、与平面相交的另一条直线.
在平面内延长到T,使=,连结、,只要证明就是经过直线的平面与平面的交线,且直线‖,就可得‖平面.
本例也可以利用面面平行的性质证明‖平面.
取的中点F, 连结AF、B1F,证明平面‖平面,就可得‖平面.
本例也可以用基底向量法给出证明.
证明: 取为一组基底.
,, =,
设= , 则=()
=
∴ ∴ , , ∴ =-+ ,
∴‖平面.