- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
数列{an}满足Sn=2n-an(n∈N*)
(1)计算a1,a2,a3,a4,由此猜想通项公式an,并用数学归纳法证明此猜想;
(2)若数列{bn}满足bn=2n-1an,求证:+
+…+
<
.
正确答案
解:(1)由Sn=2n-an(n∈N*),
可得a1=S1=2-a1,可得a1=1,
a2=S2-S1=4-a2-1,可得a2=,
a3=S3-S2=6-a3-,可得a3=
,
a4=S4-S3=8-a4-,可得a4=
,
猜想得到an=,
由数学归纳法可得.
当n=1时,a1=1,=1,成立;
设n=k时,ak=成立,
当n=k+1时,ak+1=Sk+1-Sk=2(k+1)-ak+1-2k+ak,
可得ak+1=(2+ak)=
(2+
)=
,
即有n=k+1也成立.
综上可得an=,对n为一切非零自然数成立.
(2)证明:bn=2n-1an=2n-1,
即证1++
++…+
<
.
由<
-
,
等价于:2k+1-2<2k+1-1;
所以:①当n=1时,原不等式成立,
②当n≥2时,1++
+…+
≤1+(
-
)+(
-
)+…+(
-
)
=1+-
=
-
<
.
即有不等式成立.
解析
解:(1)由Sn=2n-an(n∈N*),
可得a1=S1=2-a1,可得a1=1,
a2=S2-S1=4-a2-1,可得a2=,
a3=S3-S2=6-a3-,可得a3=
,
a4=S4-S3=8-a4-,可得a4=
,
猜想得到an=,
由数学归纳法可得.
当n=1时,a1=1,=1,成立;
设n=k时,ak=成立,
当n=k+1时,ak+1=Sk+1-Sk=2(k+1)-ak+1-2k+ak,
可得ak+1=(2+ak)=
(2+
)=
,
即有n=k+1也成立.
综上可得an=,对n为一切非零自然数成立.
(2)证明:bn=2n-1an=2n-1,
即证1++
++…+
<
.
由<
-
,
等价于:2k+1-2<2k+1-1;
所以:①当n=1时,原不等式成立,
②当n≥2时,1++
+…+
≤1+(
-
)+(
-
)+…+(
-
)
=1+-
=
-
<
.
即有不等式成立.
求证:
(Ⅰ)已知a,b,c∈R,求证:a2+b2+c2≥ab+bc+ca
(Ⅱ)若a>0,b>0,且a+b=1,求证:+
≥4.
正确答案
证明:(I)由(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2≥0,
即有2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ca≥0,
即为a2+b2+c2≥ab+bc+ca;
(II)由a>0,b>0,且a+b=1,
可得=4,
当且仅当a=b=,取得等号.
解析
证明:(I)由(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2≥0,
即有2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ca≥0,
即为a2+b2+c2≥ab+bc+ca;
(II)由a>0,b>0,且a+b=1,
可得=4,
当且仅当a=b=,取得等号.
设≤x≤2,求证:2
+
+
<8.
正确答案
证明:由柯西不等式可得,
(2+
+
)2≤(22+12+12)(x+1+2x-3+6-3x)
=6×4,
即有2+
+
≤2
<8.
则≤x≤2时,不等式2
+
+
<8.
解析
证明:由柯西不等式可得,
(2+
+
)2≤(22+12+12)(x+1+2x-3+6-3x)
=6×4,
即有2+
+
≤2
<8.
则≤x≤2时,不等式2
+
+
<8.
(1)已知a>0,b>0,c>0,d>0.求证:+
≥4;
(2)已知a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,证明:+
+
≤3.
正确答案
证明:(1)+
=
+
+
+
=(
+
)+(
+
)≥2+2=4(当且仅当a=b,c=d时,取“=”),故
+
≥4.
(2)∵a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,
∴+
+
≤
+
+
=3(当且仅当a=b=c=
时等号成立).
解析
证明:(1)+
=
+
+
+
=(
+
)+(
+
)≥2+2=4(当且仅当a=b,c=d时,取“=”),故
+
≥4.
(2)∵a>0,b>0,c>0,a+b+c=1,
∴+
+
≤
+
+
=3(当且仅当a=b=c=
时等号成立).
证明下列各题:
(1)证明:、
、
不可能成等差数列;
(2)已知x,y,a,b都是实数,且x2+y2=1,a2+b2=1,求证:|ax+by|≤1.
正确答案
证明:(1)假设、
、
可能成等差数列.…(2分)
则,
两边平方,得20=10+2,…(5分)
即,
则25=21,显然等式不成立.…(8分)
故、
、
不可能成等差数列.…(10分)
(2)要证|ax+by|≤1
需证|ax+by|2=a2x2+2abxy+b2y2≤1.…(14分)
∵x2+y2=1,a2+b2=1∴1=(x2+y2)(a2+b2)=a2x2+b2y2+b2x2+a2y2≥a2x2+b2y2+2abxy…(19分)
故|ax+by|≤1.…(20分)
解析
证明:(1)假设、
、
可能成等差数列.…(2分)
则,
两边平方,得20=10+2,…(5分)
即,
则25=21,显然等式不成立.…(8分)
故、
、
不可能成等差数列.…(10分)
(2)要证|ax+by|≤1
需证|ax+by|2=a2x2+2abxy+b2y2≤1.…(14分)
∵x2+y2=1,a2+b2=1∴1=(x2+y2)(a2+b2)=a2x2+b2y2+b2x2+a2y2≥a2x2+b2y2+2abxy…(19分)
故|ax+by|≤1.…(20分)
已知a>0,b>0.
(I)若a+b=2,求的最小值;
(Ⅱ)求证:a2b2+a2+b2≥ab(a+b+1).
正确答案
解:(Ⅰ)由于a+b=2,
则=
(
)(1+a+1+b)
=(5+
+
)≥
(5+2
)=
等号成立条件为=
,而a+b=2,所以a=
,b=
,
因此当a=,b=
时,
+
取得最小值,且为
;
(Ⅱ)证明:由均值不等式得a2b2+a2≥2a2b,a2b2+b2≥2b2a,a2+b2≥2ab
三式相加得2a2b2+2a2+2b2≥2a2b+2ab2+2ab=2ab(a+b+1),
所以a2b2+a2+b2≥ab(a+b+1).
解析
解:(Ⅰ)由于a+b=2,
则=
(
)(1+a+1+b)
=(5+
+
)≥
(5+2
)=
等号成立条件为=
,而a+b=2,所以a=
,b=
,
因此当a=,b=
时,
+
取得最小值,且为
;
(Ⅱ)证明:由均值不等式得a2b2+a2≥2a2b,a2b2+b2≥2b2a,a2+b2≥2ab
三式相加得2a2b2+2a2+2b2≥2a2b+2ab2+2ab=2ab(a+b+1),
所以a2b2+a2+b2≥ab(a+b+1).
选做题:请考生在下列两题中任选一题作答.若两题都做,则按做的第一题评阅计分.本题共5分.
(1)(不等式选讲)若实数x、y满足|x|+|y|≤1,则x2-xy+y2的最大值为______.
(2)(坐标系与参数方程)若直线(t为参数)与直线4x+ky=1垂直,则常数k=______.
正确答案
1
-6
解析
解:(1)∵|x|+|y|≤1,∴x2 +2|xy|+y2≤1.
∵由于 x2-xy+y2≤x2 +|xy|+y2≤x2 +2|xy|+y2≤1,故 x2-xy+y2 的最大值为1,
当且仅当x=0或 y=0时,x2-xy+y2 有最大值为1,
故答案为 1.
(2)把直线(t为参数)消去参数化为普通方程为 3x+2y-7=0.
由于它和与直线4x+ky=1垂直,故有斜率之积等于-1,即-×(-
)=-1,解得k=-6,
故答案为-6.
选做题:(请考生在以下三个小题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题评阅记分)
A.(选修4-4坐标系与参数方程)已知点A是曲线ρ=2sinθ上任意一点,则点A到直线的距离的最小值是______.
B.(选修4-5不等式选讲)不等式|2x-1|+|2x-3|≥4的解集是______.
C.(选修4-1几何证明选讲)如图所示,AC和AB分别是圆O的切线,且OC=3,AB=4,延长AO到D点,则△ABD的面积是______.
正确答案
(-∞,0]∪[2,+∞)
解析
解:A 曲线ρ=2sinθ即 ρ2=2ρsinθ,化为直角坐标方程为 x2+(y-1)2=1,表示以(0,1)为圆心,以1为半径的圆.
直线 即
+
=4,化为直角坐标方程为
.
由于圆心到直线的距离等于 d==
,
故点A到直线的距离的最小值为
-1=
.
故答案为 .
B 由不等式|2x-1|+|2x-3|≥4 可得 ①,或
②,或
③.
解①得 x≤0,解②得 x∈∅,解 ③得 x≥2.
故原不等式的解集为{x|x≤0,或 x≥2},
故答案为 (-∞,0]∪[2,+∞).
C 令∠AOB=θ,则∠BOD=π-θ. Rt△AOB中,由勾股定理可得 AO==
=5.
由正弦定理可得 ,即
,∴sinθ=
.
故△ABD的面积 S△ABD=S△ABO+S△BOD=+
=
+
=
.
故答案为 .
下列四个命题中正确的是( )
正确答案
解析
解:对于A,若a,b∈R,则|a|-|b|<|a+b|.令a=1,b=-1.则|a|-|b|=|a+b|,故A不成立.
对于B,若a,b∈R,则|a-b|<|a|+|b|.令a=1,b=0,则|a-b|=|a|+|b|.故B不成立.
对于D,若实数a,b满足|a|-|b|<|a+b|,则ab<0,设a=1,b=2,满足|a|-|b|<|a+b|,但ab>0,.故D不成立.
故选择C.
解不等式:||x+log3x|<|x|+|log3x|.
正确答案
解:由对数函数的定义域得x>0,所以原不等式可化为|x+log3x|<x+|log3x|
①当log3x≥0时,x+log3x<x+log3x不成立
②当log3x<0时,|x+log3x|<x-log3x
此不等式等价于即
;
∴0<x<1
故原不等式的解集为{x|0<x<1}
解析
解:由对数函数的定义域得x>0,所以原不等式可化为|x+log3x|<x+|log3x|
①当log3x≥0时,x+log3x<x+log3x不成立
②当log3x<0时,|x+log3x|<x-log3x
此不等式等价于即
;
∴0<x<1
故原不等式的解集为{x|0<x<1}
不等式|x+3|-|x-1|≥-2的解集为( )
正确答案
解析
解:由于|x+3|-|x-1|表示数轴上的x对应点到-3和1对应点的距离之差,
数轴上的-2到-3和1对应点的距离之差等于-2,
故不等式|x+3|-|x-1|≥-2的解集为[-2,+∞),
故选:C.
如果|x+1|+|x+6|>a对任意实数x总成立,则a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:∵不等式|x+1|+|x+6|>a恒成立,
∴a小于|x+1|+|x+6|的最小值.
根据绝对值的几何意义,|x+1|+|x+6|表示在数轴上点x到-1、-6两点的距离之和.
∴当x在-1、-6点之间时(包括-1、-6点),这个距离之和的最小值为5
即当-6≤x≤-1时,|x+1|+|x+6|取得最小值5,
综上所述,可得a<5
故选:D
已知p:|x-4|≤6,q:[x-(1-m)][x-(1+m)]≤0(m>0),若¬P是¬q的充分不必要条件,则实数m的取值范围是( )
正确答案
解析
解:∵¬P是¬q的充分不必要条件,
∴q是p的充分不必要条件.
∵p:|x-4|≤6⇔-2≤x≤10,
q:[x-(1-m)][x-(1+m)]≤0(m>0)⇔1-m≤x≤1+m,(m>0),
∴,解得m≤3,又m>0,
∴0<m≤3.
故选D.
不等式|x-1|-|x+2|≤a恒成立,则参数a的取值范围是______.
正确答案
[3,+∞)
解析
解:由于|x-1|-|x+2|表示数轴上的x对应点到1对应点的距离减去数轴上的x对应点到-2对应点的距离,
故|x-1|-|x+2|的最大值等于3.
要使不等式|x-1|-|x+2|≤a恒成立,需a≥3,
故答案为[3,+∞).
不等式||>
的解集是( )
正确答案
解析
解:分析不等式||>
,
故的值必为负数.
即,
解得0<x<2.
故选A.
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