- 不等式的性质
- 共451题
岳阳市临港新区自2009年6月8日开港来,吸引了一批投资过亿元的现代工业和物流储运企业落户。根据规划,2025年新港将全部建成13个泊位,从2014年(第一年)开始对其中某个子港口今后10年的发展规划,有如下两种方案:
方案甲:按现状进行运营。据测算,每年可收入800万元,但由于港口淤积日益严重,从明年开始需投资进行清淤,第一年投资50万元,以后逐年递增20万元。
方案乙:从2014年起开始投资4000万元进港口改造,以彻底根治港口淤积并提高吞吐能力。港口改造需用时4年,在此期间边改造边运营.据测算,开始改造后港口第一年的收入为400万元,在以后的4年中,每年收入都比上一年增长50%,而后各年的收入都稳定在第5年的水平上。
(1)至少经过多少年,方案乙能收回投资(累计总收益为正数)?
(2)到哪一年,方案乙的累计总收益超过方案甲?(收益=收入-投资)
正确答案
(1)5
(2)2020
解析
(1)设从2014年开始经过n年,方案乙的累计总收益为正数。
在方案乙中,前4年的总收入为 ,
故n必定不小于4,则由 ,
解得 ,故n的最小值为5
答: 从2014开始至少经过5年,方案乙能收回投资。
(2)设从2014年开始经过n年方案甲与方案乙的累计总收益分别为y1,y2万元,
则
当n≤4时,则y1>0,y2<0,可得y1>y2.
当n>5时,
令y1<y2,可得,即
由可得n的最小值为7.
答:到2020年,方案乙的累计总收益超过方案甲。
知识点
(1)已知,求证:
;
(2)已知,
>0(i=1,2,3,…,3n),求证:
+
+
+…+
正确答案
见解析。
解析
(1)证明: a+b+c=1,a、b、c∈(0,+∞),
alog3a+blog3b+clog3c= alog3a+blog3b+(1-a-b) log3(1-a-b)=f(a)
那么f ′ (a)= log3a-log3(1-a-b),当a∈(0,)时f ′ (a)<0,当a∈(
,1)时f ′ (a)>0,
f(a)在(0,
]上递减,在[
,1) 上递增;
f(a)≥f(
)=(1-b) log3
+ blog3b,记g(b)= (1-b) log3
+ blog3b
得:g′(b)= log3b-log3,当b∈(0,
)时g′(b) <0,当b∈(
,1)时,g′(b) >0,
g(b)在(0,
)递减,在(
,1)上递增;
g(b)≥g(
)=-1。
alog3a+blog3b+clog3c≥-1当a=b=c=时等号成立。
(2)证明:n=1时,+
+
=1,
>0(i=1,2,3),由(1)知
+
+
≥-1成立,即n=1时,结论成立。
设n=k时结论成立,即+
+…+
=1,
>0(i=1,2,3,…,3k)时
+
+
+…+
≥-k.
那么,n=k+1时,若+
+…+
+
+…+
=1,
>0(i=1,2,3,…,3k+1)时,
令+…+
=t,则
+
+…+
=1,由归纳假设:
+
+…+
≥-k
+
+
+…+
-(1-t)
(1-t) ≥-k(1-t)。
+
+
+…+
≥-k(1-t)+ (1-t)
(1-t)①
设+…+
=s,则
+…+
=t-s,
+
+…+
=1,
由归纳假设:+
+…+
≥-k.
+
+…+
≥-k(t-s)+ (t-s)
(t-s)②
+…+
=s,
+
+…+
=1;由归纳假设同理可得:
+
+…+
≥-ks+ s
s ③
将①②③两边分别相加得:
+
+…+
+…+
+…+
≥-k[(1-t)+(t-s)+s]+ (1-t)
(1-t)+ (t-s)
(t-s) + s
s
而(1-t)+(t-s)+s=1,(1-t)>0,(t-s) >0,s >0。 (1-t)
(1-t)+ (t-s)
(t-s) + s
s≥-1。
-k[(1-t)+(t-s)+s]+ (1-t)
(1-t)+ (t-s)
(t-s) + s
s≥-k-1=-(k+1)。
+
+…+
+…+
≥-(k+1)。
n=k+1时,题设结论成立。综上所述,题设结论得证。
知识点
设,
满足约束条件
,则
的最小值是 .
正确答案
-3
解析
画出约束条件的可行域,
由可行域知:目标函数过点(1,1)时,
取最小值-3.
知识点
若不等式的解集为空集,则实数
的取值范围为 。
正确答案
解析
根据几何意义可知:要使不等式的解集为空集,则
,所以实数
的取值范围为
。
知识点
已知函数。
(1)求函数的单调区间;
(2)若关于的不等式
对一切
(其中
,且为常数)都成立,求实数
的取值范围;
(3)某同学发现:总存在正实数、
,使
,试问:他的判断是否正确?若不正确,请说明理由;若正确,请写出
的取值范围(不需要解答过程)。
[来源:
正确答案
见解析。
解析
(1)定义域为,
,令
,则
,
当变化时,
,
的变化情况如下表:
∴的单调递增区间为
;
的单调递减区间为
. …………4分
(2)∵不等式对一切
(其中
)都成立,
∴分离得,
对一切
(其中
)都成立,………………6分
∴下面即求在
(其中
)上的最大值;
∵由(2)知:
在
上单调递增,在
上单调递减.
当时,即
时,
在
上单调递增,
∴………………………………7分
当时,
在
上单调递减,
∴………………8分
当时,即
时,
在
上单调递增,
在
上单调递减,
∴,………………9分
综上得:
当时,
当时,
当时,
。 ………………10分
(3)正确 ,的取值范围是
, ………14分 的大致图像,
注:理由如下,考虑函数的大致图象.当
时,
,当
时,
.又∵
在
上单调递增,在
上单调递减,且
∴的图象如右图所示。
∴总存在正实数且
,使得
,
即,即
,此时
。
知识点
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