2013年的一套模拟试题,有点老,但是有价值
类型二 利用函数与方程思想解决数列问题
(浙江省各校新高考研究联盟2013届第一次联考)已知等比数列{an}满足an+1+an=9·2n-1,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{an}的前n项和为Sn,若不等式Sn>kan-2对一切n∈N*恒成立,求实数k的取值范围.
【思路点拨】 (1)由n=1,2得出两特殊等式,可求得a和q,问题即可解决;(2)由(1)可求出Sn,尽而求出k与n的不等关系,构造关于n的函数,利用函数性质求解.
【解】 (1)设等比数列{an}的公比为q,
∵an+1+an=9·2n-1,n∈N*,
∴a2+a1=9,a3+a2=18,
∴q=a3+a2a2+a1=189=2,
∴2a1+a1=9,∴a1=3.
∴an=3·2n-1,n∈N*.
(2)由(1)知,Sn=a11-qn1-q=31-2n1-2=3(2n-1),
∴3(2n-1)>k·3·2n-1-2,∴k<2-13·2n-1.
令f(n)=2-13·2n-1,则f(n)随n的增大而增大,
∴f(n)min=f(1)=2-13=53,∴k<53.
∴实数k的取值范围为(-∞,53).
【题后感悟】 (1)数列一般包含着多个基本量,如首项、公差(公比)、项数、前n项和等.在知道一些量求其他未知量时,通常用方程的思想考虑.
(2)数列的通项公式、前n项和公式是特殊的函数,对于数列的最值问题往往需要构造函数,利用函数的单调性来解决最值问题,这也是函数思想在数列中的具体应用.
2.(1)(2013·高考课标全国卷Ⅱ)等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )
A.13 B.-13
C.19 D.-19
(2)已知函数f(x)=\a\vs4\al\co1(\f(13))x,等比数列{an}的前n项和为f(n)-c,则an的最小值为( )
A.-1 B.1
C.23 D.-23
类型三 利用数形结合讨论方程的解
(2013·高考天津卷)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【思路点拨】 将函数零点视为两个函数图象的交点,分别画出函数图象,利用数形结合求解.
【解析】 令f(x)=2x|log0.5x|-1=0,
可得|log0.5x|=\a\vs4\al\co1(\f(12))x.
设g(x)=|log0.5x|,h(x)=\a\vs4\al\co1(\f(12))x,在同一坐标系下分别画出函数g(x),h(x)的图象,可以发现两个函数图象一定有2个交点,因此函数f(x)有2个零点.
【答案】 B
【题后感悟】 用函数的图象讨论方程(特别是含参数的指数、对数、根式、三角等复杂方程)的解的个数是一种重要的思想方法,其基本思想是先把方程两边的代数式看作是两个熟悉函数的表达式(不熟悉时,需要作适当变形转化为两熟悉的函数),然后在同一坐标系中作出两个函数的图象,图象的交点个数即为方程解的个数.
3.设函数f(x)=x2+bx+c,x≤0,2, x>0.)若f(-4)=f(0),
f(-2)=-2,则关于x的方程y=x的解的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
类型四 运用数形结合思想求解参数的范围
及最值问题
(1)(2013·高考重庆卷)设P是圆(x-3)2+(y+1)2=4上的动点,Q是直线x=-3上的动点,则|PQ|的最小值为( )
A.6 B.4
C.3 D.2
(2)(2013·长春调研)设函数f(x)=|x+a|,g(x)=x-1,对于任意的x∈R,不等式f(x)≥g(x)恒成立,则实数a的取值范围是________.
【思路点拨】 (1)求|PQ|的最小值,转化为求圆心到直线的距离.
(2)作函数f(x),g(x)的图象,利用数形结合求解.
【解析】 (1)如图,圆心M(3,-1)与定直线x=-3的最短距离为|MQ|=3-(-3)=6,又圆的半径为2,故所求最短距离为6-2=4.
(2)
如图,作出函数f(x)=|x+a|与g(x)=x-1的图象,观察图象可知:当且仅当-a≤1,即a≥-1时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,因此a的取值范围是[-1,+∞).
【答案】 (1)B (2)[-1,+∞)
【题后感悟】 (1)数形结合的基本思路是:根据数的结构特征,构造出与之相应的几何图形,并利用图形的特性和规律,解决数的问题;或将图形信息全部转化为代数信息,使解决形的问题转化为数量关系的讨论.
(2)在解含有参数的不等式时,由于涉及到参数,往往需要讨论,导致演算过程繁琐冗长.如果题设与几何图形有联系,那么利用数形结合的方法,问题将会被快速解决.
4.不等式|x+3|-|x-1|≤a2-3a对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,-1]∪[4,+∞)
B.(-∞,-2]∪[5,+∞)
C.[1,2]
D.(-∞,1]∪[2,+∞)
1.函数与方程思想在高考试题中主要以六个方面思考和切入
(1)构造等式关系,从函数或方程角度,选择主从变量,直接找到函数性质或利用二次方程探求出函数性质,再利用函数性质和图象解题;(2)函数与不等式也可以相互转化,对于函数y=f(x),当y>0时,就转化为不等式f(x)>0,借助于函数图象与性质可以解决;(3)数列的通项或前n项和是自变量为正整数n的函数,用函数的观点处理数列问题十分重要;(4)函数f(x)=(ax+b)n(n∈N*)与二项式定理是密切相关的,利用这个函数,结合赋值法和比较系数法可以解决很多二项式定理的问题;(5)解析几何中的许多问题,例如直线和二次曲线的位置关系问题,需要通过解二元方程组才能解决,涉及二次方程与二次函数的有关理论;(6)立体几何中有关线段、角、面积、体积的计算,经常需要运用列方程或建立函数表达式的方法加以解决.
2.数形结合思想在高考试题中主要有以下六个常考点
(1)集合的运算及Venn图;(2)函数及其图象;(3)数列通项及求和公式的函数特征及函数图象;(4)方程(多指二元方程)及方程的曲线;(5)对于研究距离、角或面积的问题,可直接从几何图形入手进行求解即可;(6)对于研究函数、方程或不等式(最值)的问题,可通过函数的图象求解(函数的零点、顶点是关键点),做好知识的迁移与综合运用.
3.运用以上两种数学思想解题时注意事项
(1)运用函数思想时注意函数的定义域;(2)运用方程思想时注意方程解的合理性;(3)在解答题中数形结合思想是探究解题的思路使用的,不可使用形的直观代替相关的计算和推理论证.