- 平面直角坐标轴中的伸缩变换
- 共2题
已知a,b是不相等的正数,在a,b之间分别插入m个正数a1,a2,…,am和正数b1,b2,…,
bm,使a,a1,a2,…,am,b是等差数列,a,b1,b2,…,bm,b是等比数列。
(1)若m=5,,求的值;
(2)若b=λa(λ∈N*,λ≥2),如果存在n (n∈N*,6≤n≤m)使得an-5=bn,求λ的最小值及此时m的值;
(3)求证:an>bn(n∈N*,n≤m)。
正确答案
见解析。
解析
(1)设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q,
则d=,q=。
a3=a+3d=,b3=aq3=,
因为,所以,解得或,
(2)因为λa=a+(m+1)d,所以,从而得。
因为λa=a×qm+1,所以,从而得。
因为an-5=bn,所以。
因为a>0,所以1+=(*),
因为λ,m,n∈N*,所以1+为有理数。
要使(*)成立,则必须为有理数。
因为n≤m,所以n<m+1。
若λ=2,则为无理数,不满足条件。
同理,λ=3不满足条件,
当λ=4时,,要使为有理数,则必须为整数。
又因为n≤m,所以仅有2n=m+1满足条件。
所以,从而解得n=15,m=29。
综上,λ最小值为4,此时m为29.
(3)证法一:设cn>0,Sn为数列{cn}的前n项的和。
先证:若{cn}为递增数列,则为递增数列。
证明:当n∈N*时,,
因为,所以,即数列为递增数列,
同理可证,若{cn}为递减数列,则{}为递减数列。
1 当b>a时,q>1.当n∈N*,n≤m时,。
即,即,
因为b=aqm+1,bn=aqn,,
所以,即a+nd>bn,即an>bn,
2 当b<a时,0<q<1,当n∈N*,n≤m时,<。
即。
因为0<q<1,所以,以下同①。
综上, an>bn(n∈N*,n≤m),
证法二:设等差数列a,a1,a2,…,am,b的公差为d,等比数列a,b1,b2,…,bm,b的公比为q,
b=λa(λ>0,λ≠1)。
由题意,得d=a,,
所以an=a+nd=a+an,。
要证an>bn(n∈N*,n≤m),
只要证
构造函数(λ>0,λ≠1,0<x<m+1),
则f′(x)=-,令f′(x)=0,解得x0=(m+1)logλ。
以下证明0<logλ<1。
不妨设λ>1,即证明1<<λ,即证明lnλ-λ+1<0,λlnλ-λ+1>0。
设g(λ)=lnλ-λ+1,h(λ)=λlnλ-λ+1(λ>1),则,h′(λ)=lnλ>0,
所以函数g(λ)=lnλ-λ+1(λ>1)为减函数,函数h(λ)=λlnλ-λ+1(λ>1)为增函数。
所以g(λ)<g(1)=0,h(λ)>h(1)=0。
所以1<<λ,从而0<log<1,所以0<x0<m+1.
因为在(0,x0)上f′(x)>0,函数f(x)在(0,x0)上是增函数;
因为在(x0,m+1)上f′(x)<0,函数f(x)在(x0,m+1)上是减函数。
所以f(x)>min{f(0),f(m+1)}=0。
所以an>bn(n∈N*,n≤m)。
同理,当0<λ<1时,an>bn(n∈N*,n≤m)。
知识点
在极坐标系中,定点,点在直线上运动,当线段最
短时,点的极坐标为 ,
正确答案
解析
略
知识点
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