7.无穷数列{}的前n项和为Sn,称为数列{}的无穷多项和或所有项和。求时,切不可分别求各项的极限后再求和;必须先求Sn,再求极限。若{}为等比数列,公比为q且|q|<1,则=。
[举例1]若数列满足: , 且对任意正整数都有, 则
(07高考湖南理2)
A. B. C. D.
解析:数列满足: , 且对任意正整数都有,,∴数列是首项为,公比为的等比数列。,选A.
[巩固2]如图,抛物线与轴的正半轴交
于点,将线段的等分点从左至右依次记为
,过这些分点分别作轴的垂线,
与抛物线的交点依次为,从而得到个直角三角形.当时,这些三角形的面积之和的极限为 .
解析:,,…,;,,…,,记的面积为Sn,则S1=,S2=
,…,Sn-1=; =
===.
[巩固1]数列{}的前n项和为Sn,则Sn=______________
[巩固2] 如图,等边三角形ABC的面积等于1,连结这个三角形各边的中
点得到一个小三角形,又连结这个小三角形各边的中点得到一个更小的
三角形,如此无限继续下去,求所有这些三角形的面积的和.
[巩固3]_____________
6.若||<1,则=0;=1,则=1;若>1或≤-1, 则不存在。
=(为常数);“ ”型的式子极限为0;“”型、“”型的极限不存在;“”型和“”型,一般分子、分母“同除以”一个式子(包括“约分”)后再求极限;含有根式的和(差)的式子一般有理化后再求极限。若=A、=B,则 (±)= A±B, ()=AB, = (B≠0).
[举例1]若 .
解析:分母有理化
[举例2]已知和是两个不相等的正整数,且,则( )
A.0 B.1 C. D. (07高考湖北理5)
解析:
===,选C。
[巩固1]把展开成关于的多项式,其各项系数和为,则等于( )
A. B. C. D.2
[巩固2]. n→∞lim等于( )
A. 1 B. C. D.0
[迁移]设正数满足,则( )
A. B. C. D. (07高考重庆理8)
5.若存在,则=,若==0,则一般“约分”(约去含的因式)后再求极限。若=A、=B,则[±]= A±B, []=AB, = (B≠0).
[举例] .(07高考陕西理13)
解析:==,
∴=
[巩固1] 下列四个命题中,不正确的是( )
A.若函数在处连续,则
B.函数的不连续点是和
C.若函数,满足,则
D. (07高考湖南理7)
[巩固2] ________
4.数学归纳法通常用于证明关于自然数n的等式、不等式、整除性等。用“归纳假设”即命题p(k)成立证明命题 p(k+1)成立(已知p(k)成立,求证p(k+1)成立)是数学归纳法证明中最关键的一步;而明晰命题p(k)与命题 p(k+1)之间的关系又是实现这一步的前提。
[举例1] 已知为正整数,用数学归纳法证明:当时,;
解析:视为关于的不等式,为参数,以下用数学归纳法证明:
(ⅰ)当时,原不等式成立;当时,左边,右边,
因为,所以左边右边,原不等式成立;
(ⅱ)假设当时,不等式成立,即,则当时,
,,于是在不等式两边同乘以得
,
所以.即当时,不等式也成立.
综合(ⅰ)(ⅱ)知,对一切正整数,不等式都成立.
[举例2]设正整数数列满足:,且对于任何,有
;(1)求,;(2)求数列的通项.
(07高考江西理22)
解析:(1)据条件得 ①
当时,由,即有,
解得.因为为正整数,故.
当时,由,解得,所以.
(2)由,,,猜想:.
下面用数学归纳法证明.
1当,时,由(1)知均成立;
2假设成立,则,则时
由①得
因为时,,所以.
,所以.又,所以.
故,即时,成立.由1,2知,对任意,.
[巩固1]已知数列,,…,,…;S为其前n项和,求S、S、S、S,推测S,并用数学归纳法证明。
[巩固2] 已知各项均为正数的数列的前项和满足,且,.(Ⅰ)求的通项公式;
(Ⅱ)设数列满足,并记为的前项和,求证:
(07高考重庆理21)
3.数学归纳法公理:如果关于自然数n 的一个命题p(n)满足下列条件 (1) p(n0)成立,即当n=n0时,命题成立,(2) 假设p(k)成立,则p(k+1)也成立;根据(1)(2)知命题p(n)对n≥n0的所有自然数n都成立。用数学归纳法证明问题的过程实质上是一个递推的过程,(1)是递推的基础,(2)是递推的条件;二者缺一不可。
2.能根据f(k)正确写出f(k+1),并能指出f(k)与f(k+1)之间的关系,这往往是运用数学归纳法的最关键的一步。
[举例1]已知,则=
A.+, B.++,
C.- D.+-
解析:是从n+1开始的n个连续自然数的倒数和,故是从n+2开始的n+1个连续自然数的倒数和,即
=
==++-
=+- 故选D。
[举例2]用数学归纳法证明“5n-2n能被3整除”的第二步中,n=k+1时,为了使用归纳假设,应将5k+1-2k+1变形为
[解析]假设n=k时命题成立.即:5k-2k 被3整除.当n=k+1时,5k+1-2 k+1 =5×5k-2×2 k
=5(5k-2k) +5×2k-2×2k=5(5k-2k) +3×2k
[巩固1] 用数学归纳法证明1+++…+<n (n>1)时,由n=k (k>1)不等式成立,推证n=k+1时,左边应增加的代数式的个数是_____。
A. 2 B. 2-1 C. 2 D. 2+1
[巩固2]用数学归纳法证明命题:
(n+1) ×(n+2) ×…×(n+n)=2n×1×3×…×(2n-1)
1.数学归纳法用于证明一个“关于正自然数n的命题对于从正自然数n0开始的所有正自然数n都成立”的问题。
4.复数包括实数和虚数,实数是虚部为0的复数;-1的“平方根”为,= -1,,=1,;复数运算遵循有理式的运算法则;复数的商一般将分母“实数化”(分子分母同乘分母的共扼复数);两个虚数不能比较大小;两个复数相等当且仅当它们的实部相等,虚部也相等;复数(∈R,∈R)在复平面内唯一对应点(,)。
[举例1] 设是实数,且是实数,则( )
A. B. C. D.
解析:==∈R,则1
[举例2] 已知,且(是虚数单位)是实系数一元二次方程
的两个根,那么的值分别是( )A
A. B.
C. D.
解析:分别将代入方程得: ①
② 对①②整理得:
;解得:。本题也可以用“韦达定理”求解:
③, ④ 对③④整理得:
。
[巩固1]在复平面内,复数z=对应的点位于
(A)第一象限 (B)第二象限 (C)第在象限 (D)第四象限
[巩固2] 设复数满足,则( )
A. B. C. D.
3.求在闭区间内的最值的步骤:(1)求导数(2)求导数方程=0的根(3)检查在根的左右值的符号,列表求得极值;也可通过解不等式≥0及≤0确定函数在给定区间内的单调情况,再确定函数的极值;最后将极值与区间端点的函数值比较以确定最值。
[举例1] 设函数在及时取得极值.
(Ⅰ)求a、b的值;(Ⅱ)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围.
解析:(Ⅰ),由,.解得,.
(Ⅱ)在[0,3]上恒成立即,
由(Ⅰ)可知,,.
当时,;当时,;当时,.
即在0,1]上递增,[1,2]上递减,[2,3]上递增;∴当时,取得极大值,又.故当时,的最大值为.
于是有:,解得 或,因此的取值范围为。
[举例2] 已知定义在正实数集上的函数,,其中.设两曲线,有公共点,且在该点处的切线相同.用表示,并求的最大值;
解析:设与在公共点处的切线相同.
,,由题意,.
即由得:,或(舍去).
即有.
令,则.于是当,即时,;当,即时,.故在为增函数,
在为减函数,∴在的最大值为.
[巩固1] 设函数,求在区间的最大值和最小值.
[巩固2] 已知函数,其图象为曲线C
(1) 直线l:y=x+1与曲线C相切于x轴上一点,求的a、b的值
(2)是否存在实数a、b,使f(x)在[-1、2]上取得最大值为3,最小值为-29。若存在,求出a、b的值,并指出函数y=f(x)的单调递增区间;若不存在,请说明理由。
2.“极值点”不是“点”,而是方程的根。是函数极值点则;但是,未必是极值点(还要求函数在左右两侧的单调性相反);若
(或)恒成立,则函数无极值。
[举例1] 已知函数在处取得极大值,在处取得极小值,且.(1)证明;(2)若z=a+2b,求z的取值范围。
解析:函数的导数.
(Ⅰ)由函数在处取得极大值,在处取得极小值,知是的两个根.所以;当时,为增函数,,由,得.
(Ⅱ)在题设下,等价于 即.
化简得.此不等式组表示的区域为平面上三条直线:
所围成的的内部,由“线性规划”的知识容易求得:的取值范围为.
[举例2] 已知函数在处有极值10,则
解析: ,∴= ①
② 由①②得:或
当时,,此时函数无极值,舍去;
当时,函数在处左减右增,有极小值;
此时∴18 。注:在解决“已知函数的极值点求参变量”的问题时,为避免“增根”,需将求出的参变量的值代入检验其是否为完全平方式,若是则函数无极值(单调),否则有极值;也可以对再次求导,看的值,为0则无极值,为正则有极小值,为负则有极大值。
[巩固1]已知在区间[0,1]上是增函数,在区间上是减函数,又(Ⅰ)求的解析式; (Ⅱ)若在区间(m>0)上恒有≤x成立,求m的取值范围.
[举例2]设函数,其中.证明:当时,函数没有极值点;当时,函数有且只有一个极值点,并求出极值.(07高考山东文21)
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