- 比较法
- 共468题
已知△ABC中,B=C=,记cosA=x,cosB=cosC=y.
(Ⅰ)求证:1+y=2x2;
(Ⅱ)若△ABC的面积等于2sin,求AC边上的中线BD的长.
正确答案
(Ⅰ)证明:∵B=C=,∴A=π-(B+C)=π-
=
∴1+y=1+cos=2cos2
=2x2.…(6分)
(Ⅱ)设△ABC中,角B、C所对的边分别为b、c,则有bcsinA=2sin
,
∵b=c,A=,
∴b2sin=4sin
,故b=c=2.…(9分)
又BD2=c2+()2-2×c×
cosA=22+12-2×2×1×cos
=5-4cos
,
∴BD=.…(12分)
已知f(x)是R上的增函数,a,b∈R.证明下面两个命题:
(1)若a+b>0,则f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b);
(2)若f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b),则a+b>0.
正确答案
证明:(1)证明:因为a+b>0,所以a>-b,b>-a,---------------------(2分)
又因为f(x)是R上的增函数,所以f(a)>f(-b),f(b)>f(-a),---------------------(4分)
由不等式的性质可知f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b).---------------------(5分)
(2)假设a+b≤0,则a≤-b,b≤-a,---------------------(6分)
因为f(x)是R上的增函数,所以f(a)≤f(-b),f(b)≤f(-a),
所以f(a)+f(b)≤f(-a)+f(-b),---------------------(8分)
这与已知f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b)矛盾,
所以假设不正确,所以原命题成立.---------------------(10分)
(1)解不等式≥3;
(2)a,b∈R+,2c>a+b,求证c-<a<c+
.
正确答案
(1)原不等式等价于≥0,即
≤0,
由穿根法(并验根)求得 x∈[-2,-1)∪(3,4].
(2)要证原式成立,即证-<a<c<
,即证|a-c|<
,即证|a-c|2<(
)2,
即证a2-2ac+c2<c2-ab,即证a2+ab>2ac,即证a+b<2c,由题设,此式成立,
∴原命题成立.
选修4-5:不等式选讲
(Ⅰ)已知x,y都是正实数,求证:x3+y3≥x2y+xy2;
(Ⅱ)已知a,b,c都是正实数,求证:a3+b3+c3≥(a2+b2+c2)(a+b+c).
正确答案
证明:(Ⅰ)∵(x3+y3)-(x2y+xy2)=x2(x-y)+y2(y-x)=(x-y)(x2-y2)=(x-y)2(x+y),
又∵x,y∈R+,∴(x-y)2≥0,,x+y>0,∴(x-y)2(x+y)≥0,
∴x3+y3≥x2y+xy2.…(5分)
(Ⅱ)∵a,b,c∈R+,由(Ⅰ)知:a3+b3≥a2b+ab2;b3+c3≥b2c+bc2;c3+a3≥c2a+ca2;
将上述三式相加得:2(a3+b3+c3)≥(a2b+ab2)+(b2c+bc2)+(c2a+ca2),
∴a3+b3+c3≥(a2+b2+c2)(a+b+c).…(10分)
(1)设a,b,c均为正实数,且a≠b≠c,求证:a3+b3>a2b+ab2
(2)求证:+2
<2+
.
正确答案
(1)证明:(分析法)a3+b3>a2b+ab2 成立,
只需证(a+b)(a2-ab+b2)>ab(a+b)成立.
又因为a>0,故只需证a2-ab+b2>ab成立,
而依题设a≠b,则(a-b)2>0显然成立,由此命题得证.
(2)证明:∵+2
和2+
都是正数,
要证+2
<2+
只需证:(+2
)2<(2+
)2
整理得:11+2<11+2
即证:<
即证6<7
∵6<7 当然成立
∴原不等式成立.
设x+y+z=2,则m=x2+2y2+z2的最小值为 ______.
正确答案
证明:∵(x2+2y2+z2)×(1++1 )≥(x+y+z)2=20,
∴x2+2y2+z2≥20×=8,
故 m=x2+2y2+z2的最小值为8,
故答案为:8.
已知函数f(x)(x∈R)满足下列条件:对任意的实数x1,x2都有λ(x1-x2)2≤(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]和|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|,其中λ是大于0的常数,设实数a0,a,b满足f(a0)=0和b=a-λf(a)。
(1)证明λ≤1,并且不存在b0≠a0,使得f(b0)=0;
(2)证明(b-a0)2≤(1-λ2)(a-a0)2;
(3)证明[f(b)]2≤(1-λ2)[f(a)]2。
正确答案
解:(1)不妨设,由
可知
∴f(x)是R上的增函数
∴不存在,使得
又∵
∴。
(2)要证:,即证
(*)
不妨设
由得
,即
则 ①
由得
即
则②
由①②可得
∴;
(3)因为
∴
∵
又由(2)中结论
∴。
已知函数f(x)=x+…+
,g(x)=
+
…+
,定义域为R,m,n∈N•,h1(x)=c+f(x)-g(x),h2(x)=c-f(x)+g(x)
(1)若n=1,m=2,求h1(x)的单调区间;若n=2,m=2,求h2(x)的最小值.
(2)(文科选做)若m=n,c=0时,令T(n)=h2(1),求T(n)的最大值.
(理科选做)若m=n,c=0时,令T(n)=h1(1),求证:T(n)=+
+…+
.
(3)若m=n+1,c=1时,F(x)=h1(x+3)h2(x-2)且函数F(x)的零点均在区间[a,b](a<b,a,b∈Z)内,求b-a的最小值.
正确答案
(1)n=1,m=2,f(x)=x+,g(x)=
,h1(x)=c+x-
+
,
h'(x)=1-x+x2>0,所以h1(x)在R上单调增; (2分)
n=2,m=2,f(x)=x+,g(x)=
+
,h2(x)=c-x+
-
+
,
h2'(x)=-1+x-x2+x3=(x-1)(1+x2),
当x<1时,h2'(x)<0,h2'(x)单调递减;当x>1时,h2'(x)>0,h2'(x)单调递增;
故x=1时,h2'(x)最小值为c-. (5分)
(2)文科:m=n,c=0,
T(n)=h2(1)=-1+-
+…-
+
.
T(n+1)=h2(1)=-1+-
+…-
+
-
+
.
知T(n+1)<T(n),故n=1时,T(n)最大为-.
理科:m=n,c=0,T(n)=h1(1)=1-+
+…
-
.
①当n=1时,左边T(1)=1-=
,右边=
;成立
②假设n=k时成立,则有
T(k)=1-+
+…
-
.
T(k+1)=1-+
+…
-
+
-
=T(k)+-
=
+
+…+
+
-
•
=+…+
+
+
.
故当n=k+1时也成立.
综上所述,等式成立. (11分)
(3)m=n+1,c=1,h1(x)=1+x-+
-…-
+
,(13分)
h(x)=1-x+x2-…-x2n-1+x2n,
=,
当x≥0时,h(x)>0;当-1<x<0时,h
(x)>0;当x<-1时,h
(x)>0,故函数h
(x)为R上的增函数,于是函数f(x)在R上最多只有一个零点.因h1(0)=1>0,h1(-1)=(1-1)+(-
+
)+…+(-
+
)<0,故h1(0)h1(-1)<0,
因而h1(x)在R上唯一零点在区间(-1,0)上,(15分)
于是h1(x+2)的唯一零点在区间(-3,-2)上.
同理可得,函数h2(x)为R上的减函数,于是函数h2(x)在R上最多只有一个零点.
又h2(1)=(1-1)+(-
)+…+(
-
)>0,
h2(2)=(1-2)+22(-
)+24(
-
)+…+22n(
-
)<0,于是h2(1)h2(2)<0,因而h2(x)在R上唯一零点在区间(1,2)上,于是h2(x-2)的唯一零点在区间(3,4)上.
所以,F(x)的两零点落在区间[-3,4]上,b-a的最小值为7. (18分)
已知函数f(x)=ax-lnx(a为常数),
(1)当a=1时,求函数f(x)的最小值;
(2)求函数f(x)在[1,+∞)上的最值;
(3)试证明对任意的n∈N*都有ln(1+)n<1。
正确答案
解:(1)当a=1时,函数f(x)=x-lnx,x∈(0,+∞),
∵,
令得x=1,
∵当,
∴函数f(x)在(0,1)上为减函数;
∵当,
∴函数f(x)在(1,+∞)上为增函数,
∴当x=1时,函数f(x)有最小值,;
(2)∵,
若a≤0,则对任意的,
∴函数f(x)在上为减函数,
∴函数f(x)在上有最大值,没有最小值,
;
若a>0,令,
当0<a<1时,,
当,函数f(x)在
上为减函数;
当,∴函数f(x)在
上为增函数,
∴当时,函数f(x)有最小值,
,
当a≥1时,,在[1,+∞)恒有
,
∴函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,
函数f(x)在[1,+∞)有最小值,;
综上得:当a≤0时,函数f(x)在[1,+∞)上有最大值,,没有最小值;
当0<a<1时,函数f(x)有最小值,,没有最大值;
当a≥1时,函数f(x)在[1,+∞)有最小值,,没有最大值。
(3)由(1)知函数f(x)=x-lnx在(0,+∞)上有最小值1,
即对任意的x∈(0,+∞)都有,
当且仅当x=1时“=”成立,
∵n∈N*,
∴,
∴,
∴对任意的n∈N*都有。
已知实数a≥,函数y=ex-ax是区间[-ln3,0)上的增函数,设函数f(x)=ax3-
x,
,
(Ⅰ)求a的值并写出g(x)的表达式;
(Ⅱ)求证:当x>0时,;
(Ⅲ)设,其中n∈N* ,问数列{an}中是否存在相等的两项?若存在,求出所有相等的两项;若不存在,请说明理由。
正确答案
(Ⅰ)解:∵函数y=ex-ax是区间[-ln3,0)上的增函数,
∴在[-ln3,0)上恒成立,
∴在x∈[-ln3,0)上恒成立,
即,∴
,
又∵a≥,
∴,
∴。
(Ⅱ)证明:当x>0时,原不等式等价于,
两边取对数,即证:,
即证:,
设,即证
,
事实上,设,
则,
∴在
上单调递减,
∴,∴
,
∴原不等式成立。
(Ⅲ)解:∵,由(Ⅱ)可知,
,
令,由
且n∈N*,得n≥4,
即n≥4时,,得
,
∴,
又,
∴,且
,
∴中只可能是
与后面的项相等,
又,
,
∴数列中存在唯一的两项相等
。
扫码查看完整答案与解析