- 不等式和绝对值不等式
- 共3272题
若实数x、y、m满足|x-m|>|y-m|,则称x比y远离m,
(Ⅰ)若x2-1比1远离0,求x的取值范围;
(Ⅱ)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a3+b3比a2b+ab2远离2ab;
(Ⅲ)已知函数f(x)的定义域D={x|x≠,k∈Z,x∈R},任取x∈D,f(x)等于sinx和cosx中远离0的那个值.写出函数f(x)的解析式,并指出它的基本性质(结论不要求证明).
正确答案
(Ⅰ)解:由题意得|x2-1|>1,x2-1<-1或x2-1>1,即x2<0或x2>2,
∴x的取值范围是(-∞,-)∪(
,+∞)。
(Ⅱ)证明:当a、b是不相等的正数时,
,
又,
则,
于是,
∴a3+b3比a2b+ab2远离。
(Ⅲ)解:若|sinx|>|cosx| ,即sin2x>cos2x,cos2x<0,
;
同理,若|cosx|>|sinx|,则,
于是,函数f(x)的解析式是,
函数f(x)的大致图象如下:
函数f(x)的最小正周期T=2π,函数f(x)是非奇非偶函数;
当x=2kπ或时,函数f(x)取得最大值1;
当x=2kπ+π或时,函数f(x)取得最小值-1;
函数f(x)在区间上单调递增;
在区间
上单调递减。
已知数列{an}的前n项和Sn=-an-+2(n∈N*)。
(1)令bn=2nan,求证:数列{bn}是等差数列,并求数列{an}的通项公式。
(2)令,Tn=c1+c2+…+cn,试比较Tn与
的大小,并予以证明。
正确答案
解:(1)在中,令n=1,可得,
,即
当时,
,
∴
∴
即
∵
∴
即当时,
又
∴数列是首项和公差均为1的等差数列
于是
∴。
(2)由(1)得,
所以 ①
②
由①-②得
∴
∴
于是确定的大小关系等价于比较
的大小
由
可猜想当时
,证明如下:
(i)当n=3时,成立。
(ii)假设时
所以当时猜想也成立
综合(i)(ii)可知 ,对一切的正整数,都有
∴>0
已知数列{an}是等比数列,a1=2,a3=18;数列{bn}是等差数列,b1=2,b1+b2+b3+b4=a1+a2+a3>20,
(Ⅰ)求数列{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{bn}的前n项和Sn;
(Ⅲ)设Pn=b1+b4+b7+…+b3n-2,Qn=b10+b12+b14+…+b2n+8(n∈N*),比较Pn与Qn大小,并证明你的结论。
正确答案
解:(Ⅰ),
∴,
,
∴;
(Ⅱ);
(Ⅲ),
,
,
当n=19时,Pn=Qn;
当1≤n≤18时,Pn<Qn;
当n≥20时,Pn>Qn。
在直角坐标平面xOy上的一列点A1(1,a1),A2(2,a2),…,An(n,an),…,简记为{An}。若由 bn=构成的数列{bn}满足bn+1>bn,n=1,2,…,其中
为方向与y轴正方向相同的单位向量,则称{An}为T点列。
(1)判断A1(1,1),A2(2,),A3(3,
),…,An(n,
),…,是否为T点列,并说明理由;
(2)若{An}为T点列,且点A2在点A1的右上方、任取其中连续三点Ak、Ak+1、Ak+2,判断△AkAk+1Ak+2的形状(锐角三角形、直角三角形、钝角三角形),并予以证明;
(3)若{An}为T点列,正整数1≤m<n<p<q满足m+q=n+p,求证:。
正确答案
解:(1)
∴
显然有
∴是T点列;
(2)在△中
∵点A2在点A1的右上方
∵为T点列
∴
∴
则
∴
∴△为钝角三角形;
(3)
∴ ①
②
同理 ③
由于为T点列,于是
④
由①、②、③、④可推得
∴
即。
已知{an}是正数组成的数列,a1=1,且点(,an+1)(n∈N*)在函数y=x2+1的图象上。
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若列数{bn}满足b1=1,bn+1=bn+,求证bn·bn+2<bn+12。
正确答案
解:(1)由已知得an+1=an+1,即an+1-an=1,
又a1=1
所以数列{an}是以1为首项,公差为1的等差数列
故an=1+(a-1)×1=n。
(2)由(1)知:an=n从而bn+1-bn=2nbn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+···+(b2-b1)+b1=2n-1+2n-2+···+2+1
==2n-1
因为=(2n-1)(2n+2-1)-(2n+1-1)2=(22n+2-2n-2n+2+1)-(22n+2-2·2n+1+1)=-2n<0
∴bn·bn+2<bn+12。
已知数列{an}是等差数列,a2=6,a5=18,数列{bn}的前n项和是Tn,且Tn+bn=1,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证数列{bn}是等比数列;
(3)记cn=an·bn,求证:cn+1≤cn。
正确答案
解:(1)由已知,解得
,
∴。
(2)由于, ①
令n=1,得, 解得
,
当n≥2时,,②
①-②得,
∴,
又,
∴,
∴数列{bn}是以为首项,
为公比的等比数列。
(3)由(2)可得,
,
,
∵n≥1,故,
∴。
已知数列{an}的前n项和Sn=2n2+2n,数列{bn}的前n项和Tn=2-bn,
(Ⅰ)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=an2·bn,证明:当且仅当n≥3时,cn+1<cn。
正确答案
解:(1)由于;
当n≥2时,,
∴,
又当x≥n时,,∴
,
∴数列{bn}是等比数列,其首项为1,公比为,
∴;
(2)由(1)知,
∴,
由得
,即
,
∴,即n≥3,
又n≥3时,成立,即
,
由于恒成立,
因此,当且仅当n≥3时,。
已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1=1,a3=4,
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=+log2an,求数列{bn}的前n项和Sn;
(Ⅲ)比较n3+2(n∈N*)与(Ⅱ)中Sn的大小,并说明理由。
正确答案
解:(Ⅰ)因为,
所以q=2(舍负),
所以;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,,
所以数列{bn}是一个以为首项,1为公差的等差数列,
所以。
(Ⅲ)因为,
所以当n=1、2时,,即
;
当n≥3时,,即
。
在数列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,
(Ⅰ)证明数列{an-n}是等比数列;
(Ⅱ)求数列{an}的前n项和Sn;
(Ⅲ)证明不等式Sn+1≤4Sn,对任意n∈N*皆成立.
正确答案
(Ⅰ)证明:由题设,
得,n∈N*,
又,
所以数列{an-n}是首项为1,公比为4的等比数列。
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可知,
于是数列{an}的通项公式为,
所以数列{an}的前n项和;
(Ⅲ)证明:对任意的n∈N*,
,
所以不等式,对任意n∈N*皆成立.
数列{an}中a1=,前n项和Sn满足Sn+1-Sn=
,(n∈N*)。
(1)求数列{an}的通项公式an以及前n项和Sn;
(2)记(n∈N*)求数列{bn}的前n项和Tn;
(3)试确定Tn与(n∈N*)的大小并证明。
正确答案
解:(1)得
(n∈N*)
又
故(n∈N*)
从而。
(2)由(1)知
两式相减得
所以。
(3)
于是确定与
的大小关系等价于比较
与
的大小
时,
时,
时,
令
时,g(x)为增函数
所以时,
,
综上所述,2时,
时,
。
设不等式|2x-1|<1的解集为M,
(Ⅰ)求集合M;
(Ⅱ)若a,b∈M,试比较ab+1与a+b的大小.
正确答案
解:(Ⅰ)由|2x-1|<1得-1<2x-1<1,解得0<x<1,
所以M={x|0<x<1}.
(Ⅱ)由(Ⅰ)和a,b∈M可知0<a<1,0<b<1,
所以(ab+1)-(a+b)=(a-1)(b-1)>0,
故ab+1>a+b。
设函数方程f(x)=x有唯一的解,已知f(xn)=xn+1(n∈N﹡)且
(1)求证:数列{}是等差数列;
(2)若,求sn=b1+b2+b3+…+bn;
(3)在(2)的条件下,若不等式对一切n∈N﹡均成立,求k的最大值.
正确答案
(1)证明:由题意得:ax2+(2a﹣1)x=0(a≠0)有唯一解,得
∴f(x)=
∵f(xn)=xn+1(n∈N﹡)
∴
∴,即
∴数列{}是等差数列;
(2)解:由,即
,
解得x1=1故,即
∴,
∴
∴Sn=b1+b2+b3+…+bn=(1﹣
+
﹣
+…+
)=
(3)解:(理)∵
∴原不等式即为对一切n∈N*,
不等式恒成立,
设,
则h(n)>0
即h(n)随n递增,
故,
所以k的最大值为
已知点Pn(an,bn)(n∈N)满足an+1=anbn+1,bn+1=,且点P1的坐标为(1,﹣1).
(Ⅰ)求经过点P1,P2的直线l的方程;
(Ⅱ) 已知点Pn(an,bn)(n∈N)在P1,P2两点确定的直线l上,求数列{an}通项公式;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求对于所有n∈N,能使不等式(1+a1)(1+a2)…(1+an)k
成立的最大实数k的值。
正确答案
解:(Ⅰ)因为 =
,所以a2=a1b2=
.所以P2(
,
).
所以过点P1,P2的直线l的方程为 2x+y=1.
(Ⅱ)∵已知点Pn(an,bn)(n∈N)在P1,P2两点确定的直线l上,
∴2an+bn=1.由an+1=anbn+1 可得 an+1=an(1﹣2an+1),
∴=
,即
﹣
=2,
故{}是公差等于2的等差数列.所以
=1+2(n﹣1)=2n﹣1,所以an=
.
(Ⅲ)由上可得 bn=1﹣2an=.
依题意 k (1+a1)(1+a2)(1+a3)…(1+an)
恒成立.
设F(n)=(1+a1)(1+a2)(1+a3)…(1+an),
所以只需求满足 kF(n)的F(n)的最小值.
∴=
=(1+a n+1)
=
=
>1,
所以F(n)(x ∈N*)为增函数.
所以F(n)min=F(1)==
.
所以 k.所以kmax=
.
已知函数f(x)=2x+alnx。
(1)若a<0,证明:对于任意的两个正数x1,x2,总有成立;
(2)若对任意的x∈[1,e],不等式:f(x)≤(a+3)x-恒成立,求a的取值范围。
正确答案
解:(1)
而x1+x2≥2
又因为a<0
所以
即成立。
(2)由恒成立
即只要成立
又x∈[1,e],易知
令
令
h(x) min=h(2)=2-ln2>0,
∴ g'(x)>0
所以g(x)在x∈[1,e]上为增函数
即。
数列{xn}由下列条件确定:x1=a>0,xn+1=(xn+
),n∈N。
(1)证明:对n≥2,总有xn≥;
(2)证明:对n≥2,总有xn≥。
正确答案
解:(1)由及
可归纳证明
从而有
所以当且仅当时,
成立;
(2)当时,因为
所以
故当时,
成立。
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