- 平面向量的综合应用
- 共1136题
已知函数f(x)=lg(-(
-1)tanx-tan2x).
(1)求函数f(x)的定义域.
(2)若β是两个模长为2的向量,
的夹角,且不等式f(x)≤lg(1+sinβ)对于定义域内的任意实数x恒成立,求
+
的取值范围.
正确答案
解.(1)令-(
-1)tanx-tan2 x>0,得-
<tanx<1,…(2分)
由此可得所求函数的定义域为D={x|kπ-<x<kπ+
,k∈Z}.…(4分)
(2)当x∈D时,tanx∈(-,1)而0<
-(
-1)tanx-tan2x=(
+tanx)(1-tanx)
≤(
(
3
+tanx)+(1-tanx)
2
)2=1+ …(6分)
取等条件是+tanx=1-tanx即tanx=
,
故f(x)有最大值lg(1+),…(7分)
原不等式等价于lg(1+)≤lg(1+sinβ)
∴sinβ≥且0≤β≤π
∴≤β≤
∴≤β≤
…(8分)
又|+
|=
=
=4|cos
|=4cos
…(10分)
当β=
时有最大值2
而当
β=
π时有最小值2,
故|+
|的值域是[2,2
].(12分)
己知实数m≠0,又=(x2-1,mx),
=(mx,
),设函数f(x)=
•
.
(1)若m>0,且f(-2)=f(2),求m的值;
(2)若对一切正整数k,有f(2k)>f(2k-1),求m的取值范围.
正确答案
=(x2-1,mx),
=(mx,
),设函数f(x)=
•
.
可得f(x)=(x2-1)mx+mx-1
(1)由题知3m-2+m-3=3m2+m,即m-4(3m2+m)=3m2+m,
∴m-4=1,
∴m=±1,又m>0,
∴m=1;
(2)由题知(4k2-1)m2k+m2k-1>(4k2-4k)m2k-1+m2k-2,两边同除m2k-2,
得(4k2-1)m2+m>(4k2-4k)m+1,
整理得4(m2-m)k2+4mk-m2+m-1>0
记g(k)=4(m2-m)k2+4mk-m2+m-1
①当m2-m>0,即m>1或m<0时,g(k)的对称轴为k=-<1
故要使g(k)>0对一切正整数k恒成立,只需g(1)>0
即3m2+m-1>0,解得m>或m<
∴m>1或m<
②当m2-m=0,即m=0或1时,m=0时,等价于-1>0恒成立,显然不符合题意m=1时,等价于4k-1>0对一切正整数k恒成立,显然符合题意
③当m2-m<0,即0<m<1时,g(k)是开口向下的抛物线,由图象知对一切正整数k,g(k)>0不可能恒成立
综上所述m<或m≥1.
在平面直角坐标系xOy中,点An满足=(0,1),且
=(1,1);点Bn满足
=(3,0),且
=(3•(
)n,0),其中n∈N*.
(1)求的坐标,并证明点An在直线y=x+1上;
(2)记四边形AnBnBn+1An+1的面积为an,求an的表达式;
(3)对于(2)中的an,是否存在最小的正整数P,使得对任意n∈N*都有an<P成立?若存在,求P的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由已知条件得,=(1,1),
=
-
,∴
=(1,2),
∵=(1,1),∴
-
=(1, 1)
设=(xn,yn),则xn+1-xn=1,yn+1-yn=1
∴xn=0+(n-1)•1=n-1;yn=1+(n-1)•1=n.
即An=(n-1,n)满足方程y=x+1,∴点An在直线y=x+1上.
(2)由(1)得An(n-1,n),=
-
=(3•(
) n,0),
设Bn(un,vn),则u1=3,v1=0,vn+1-vn=0,∴vn=0,
un+1-un=3•()n,逐差累和得,un=9(1-(
)n),
∴Bn(9(1-()n),0).
设直线y=x+1与x轴的交点P(-1,0),则an=S△PAn+1Bn+1-S△PAnBn=[10-9(
2
3
)n+1](n+1)-[10-9(
2
3
)n]nan=5+(n-2)()n-1,n∈N*.
(3)由(2)an=5+(n-2)()n-1,n∈N*an+1-an=[5+(n-1)(
2
3
)n]-[5+(n-2)(
2
3
)n-1]=(
)n-1,
于是,a1<a2<a3<a4=a5,a5>a6>a7>…
数列{an}中项的最大值为a4=a5=5+,则P>5
,即最小的正整数p的值为6,
所以,存在最小的自然数p=6,对一切n∈N*都有an<p成立.
已知向量=(1,1),向量
与
的夹角为
π,且
•
=-1.
(1)求:向量;
(2)若与
=(1,0)的夹角为
,而向量
=(2sin
,cosx),试求f(x)=|
+
|;
(3)已知△ABC的三边长a、b、c满足b2=ac且b所对的角为x,求此时(2)中的f(x)的取值范围.
正确答案
(1)设向量=(x,y)
∵•
=-1,
•
=|a||
|cosΘ=1×x+1×y=x+y
∴x+y=-1…①
∵|||
|cos
π=-
|
||
|=-
×
|
|=-|
|
∴||=1
∴x2+y2=1…②
①代入②得:
x2+(-x-1)2=1
可得 2x2+2x=0
x(x+1)=0,
∴x₁=0,x2=-1
y₁=-1,y2=0
∴=(0,-1),或
=(-1,0)
(2)因为与
=(1,0)的夹角为
,所以
=(0,-1),
因为向量=(2sin
,cosx),
+
=(2sin
,cosx-1),
所以f(x)=|+
|=
=
(3)因为△ABC的三边长a、b、c满足b2=ac且b所对的角为x,
所以b2=a2+c2-2accosx,
∴ac=a2+c2-2accosx,ac+2accosx≥2ac,解得1≥cosx≥,
f(x)=,1≥cosx≥
,
因为f(x)==
在1≥cosx≥
上是减函数,
所以f(x)∈[0,]
己知向量a=(2sin,1-
cos
),b=(cos
,1+
cos
),函数f(x)=log12(a•b).
(Ⅰ)求函数f(x)的定义域和值域;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)∵•
=2sin
cos
+(1-
cos
)(1+
cos
)=sinx+1-2cos2
=sinx-cosx=sin(x-
).
由sin(x-)>0,
得2kπ<x-<2kπ+π,
即2kπ+<x<2kπ+
,k∈Z.
∴f(x)的定义域是(2kπ+,2kπ+
),k∈Z.
∵0<sin(x-
)≤
,则f(x)≥log12
=-
,
∴f(x)的值域是[-,+∞).
(Ⅱ)由题设f(x)=log12sin(x-
).
若f(x)为增函数,则y=sin(x-
)为减函数,
∴2kπ+≤x-
<2kπ+π,
即2kπ+≤x<2kπ+
,
∴f(x)的递增区间是[2kπ+,2kπ+
),k∈Z.
若f(x)为减函数,则y=sin(x-
)为增函数,
∴2kπ<x-≤2kπ+
,即2kπ+
<x≤2kπ+
,
∴f(x)的递减区间是(2kπ+,2kπ+
],k∈Z.
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