1、第2节 数列的通项公式与求和题型74 数列通项公式的求解1. (2013安徽文19)设数列满足,且对任意,函数满足.(1)求数列的通项公式;(2)若,求数列的前项和.1. 分析 (1)求导,代入,并对所得式子进行变形,从而证明数列是等差数列,再由题目条件求基本量,得通项公式.(2)将代入化简,利用分组求和法,结合等差、等比数列的前项和公式计算.解析 (1)由题设可得.对任意,即,故为等差数列.由,可得数列的公差,所以.(2)由知,.2.(2013广东文19)设各项均为正数的数列的前项和为,满足,,且构成等比数列(1) 证明:;(2) 求数列的通项公式;(3) 证明:对一切正整数,有2.分析 (
2、1)把代入递推式,可以得到和的关系式,变形可得.(2)鉴于递推式含有的特点,常用公式进行化异为同,得到和的递推式,构造等差数列,进而求出数列的通项.(3)要证的不等式的左边是一个新数列的前项和,因此要求和、化简,因为是一个分式,常常通过裂项相消法逐项相消,然后再通过放缩,得出结论.解析 (1)证明:由,得,即,所以.因为,所以.(2)因为 所以当时, 由-得,即.因为,所以,即.因为成等比数列,所以,即,解得.又由(1)知,所以,所以.综上知,所以数列是首项为,公差为的等差数列.所以.所以数列的通项公式为.(3)证明:由(2)知,所以.3. (2013江西文16)正项数列满足:.(1) 求数列
3、的通项公式; (2) 令,数列的前项和为3.分析 (1)根据已知的和的关系式进行因式分解,通过得到数列的通项公式;(2)把数列的通项公式代入的表达式,利用裂项法求出数列的前项和. 解析 (1)由,得.由于是正项数列,所以.(2)由,则,.4. (2013重庆文16)设数列满足:.(1)求的通项公式及前项和;(2)已知是等差数列,为其前项和,且,求.4.分析 根据等比、等差数列的通项公式及前项和公式直接运算求解.解析 (1)由题设知是首项为,公比为的等比数列,所以.(2),所以公差,故.5. (2013湖南文19)设为数列的前项和,已知,2,.(1)求,并求数列的通项公式;(2)求数列的前项和.
4、 5.分析 根据消去得到关于的关系式,求其通项;利用错位相减法求前项和.解析 (1)令,得,即.因为,所以.令,得,解得.当时,由,即.于是数列是首项为.公比为的等比数列.因此,.所以的通项公式为.(2)由(1)知,.记数列的前项和为,于是, . ,得.从而.6.(2014陕西文4)根据如图所示框图,对大于的整数,输出的数列的通项公式是( ).A. B. C. D.7.(2014新课标文16)数列满足,则 .8.(2014江西文17)(本小题满分12分) 已知数列的前项和.(1)求数列的通项公式;(2)求证:对任意,都有,使得成等比数列.9.(2014大纲文17)(本小题满分10分)数列满足.
5、(1)设,证明是等差数列;(2)求的通项公式.10.(2014广东文19)(本小题满分14分)设各项均为正数的数列的前项和为,且满足.(1) 求的值;(2) 求数列的通项公式;(3) 求证:对一切正整数,有.11.(2014湖南文16)(本小题满分12分)已知数列的前项和.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.12.(2015陕西文16)观察下列等式:据此规律,第个等式可为_.12.解析 观察等式知,第个等式的左边有个数相加减,奇数项为正,偶数项为负,且分子为,分母是到的连续正整数,等式的右边是.故答案为.13.(2015江苏卷11)设数列满足,且,则数列前项的和为 13.解析 解
6、法一:可以考虑算出前项,但运算化简较繁琐解法二:由题意得,故累加得,从而,当时,满足通项故,则有14.(2015安徽理18)已知数列是递增的等比数列,且,.(1)求数列的通项公式;(2)设为数列的前项和,求数列的前项和.14.解析 (1)因为是等比数列,且,所以.联立,又为递增的等比数列,即.解得或(舍),可得,得.所以.(2)由(1)可知,所以,所以.故.15.(2015北京文16)已知等差数列满足,.(1)求的通项公式;(2)设等比数列满足,;问:与数列的第几项相等?15.解析(1)依题意,设等差数列的公差为, 得,.数列的通项公式为.(2)等比数列中,设等比数列的公比为,.,得,则与数列
7、的第项相等.16.(2015福建文17)在等差数列中,(1)求数列的通项公式;(2)设,求的值16.分析(1)利用基本量法可求得,进而求的通项公式;(2)求数列前项和,首先考虑其通项公式,根据通项公式的不同特点,选择相应的求和方法,本题,故可采取分组求和法求其前项和解析 (1)设等差数列的公差为由已知得,解得所以(2)由(1)可得,所以.17.(2015广东文19)设数列的前项和为,已知,且当时,(1)求的值;(2)求证:为等比数列;(3)求数列的通项公式17.解析(1)当时,即,解得.(2)因为(),所以(),即(),亦即,则.当时,满足上式.故数列是以为首项,公比为的等比数列.(3)由(2
8、)可得,即,所以数列是以为首项,为公差的等差数列,所以,即,所以数列的通项公式是.18.(2015湖北文19)设等差数列的公差为,前项和为,等比数列的公比为,已知,.(1)求数列,的通项公式;(2)当时,记,求数列的前项和.18.解析 (1)由题意有,即.解得,或.故或.(2)由,知,故,于是, . 式式可得.故. 19.(2015山东文19)已知数列是首项为正数的等差数列,数列的前项和为.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.19.解析(1)设数列的公差为,令,得,即. 令,得,即.联立,解得,.所以.(2)由(1)知,得到,从而,得,所以.19.(2015四川文16)设数列()
9、的前项和满足,且,成等差数列.(1)求数列的通项公式;(2)设数列的前项和为,求. 19.解析(1)由已知,可得,即.则,.又因为,成等差数列,即.所以,解得.所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.故.(2)由(1)可得,所以.20.(2015天津文18)已知是各项均为正数的等比数列,是等差数列,且,.(1)求和的通项公式;(2)设,求数列的前项和.20.分析(1)列出关于与的方程组,通过解方程组求出,即可确定通项;(2)用错位相减法求和.解析 (1)设的公比为,的公差为,由题意,由已知,有,消去得,解得,所以的通项公式为,的通项公式为.(2)由(1)有,设的前项和为,则,两式相减得,所以.
10、21.(2015浙江文17)已知数列和满足,.(1)求与;(2)记数列的前项和为,求.21.解析 (1)由题意知是等比数列,所以.当时,所以,所以,所以,又,所以.(或采用累乘法)(2),所以,所以,所以.22.(2015重庆文16)已知等差数列满足,前3项和.(1)求的通项公式;(2)设等比数列满足,求前项和. 22.解析(1)设的公差为,则由已知条件得,化简得,解得,故通项公式,(2)由(1)得,.设的公比为,则,从而,故的前项和.23.(2016浙江文17)设数列的前项和为.已知,.(1)求通项公式;(2)求数列的前项和.23.解析 (1)由题意得,则.因为,所以,得.又知,所以数列的通
11、项公式为,.(2)对于,当时,有.设,当时,有.设数列的前项和为,则,.当时,时也满足此式,所以.24.(2017全国3文17)设数列满足.(1)求的通项公式;(2)求数列的前项和.24.解析 (1)令 ,则有 ,即.当时, 得,即,得.当时,也符合,所以.(2)令, 所以.评注 本题具有一定的难度,第一问要求学生具备一定的转化与化归的思想,将不熟悉的表达形式转化为常规数列求通项问题才能迎刃而解.第二问属于常规裂项相消问题,没有难度,如果学生第一问求解时出现困难的话,可以用找规律的方法求出其通项,这样可以拿到第二问的分数,不失为一种灵活变通的处理方法.25.(2017山东文19)已知是各项均为
12、正数的等比数列,且,. (1)求数列的通项公式;(2)为各项非零的等差数列,其前项和,已知,求数列的前项和.25.解析 (1)设数列的公比为,由题意知,.又,解得,所以.(2)由题意知,.又,所以.令,则,因此,又,两式相减得,所以.题型75 数列的求和1.(2015湖南文5)执行如图所示的程序框图,如果输入,则输出的( ). A. B. C. D.1.解析 由题意,输出的为数列的前项和,即.故选B.2.(2015安徽理18)已知数列是递增的等比数列,且,.(1)求数列的通项公式;(2)设为数列的前项和,求数列的前项和.2.解析 (1)因为是等比数列,且,所以.联立,又为递增的等比数列,即.解
13、得或(舍),可得,得.所以.(2)由(1)可知,所以,所以.故.3. (2014安徽文18)(本小题满分12分)数列满足,.(1)求证:数列是等差数列;(2)设,求数列的前项和.3. 解析 (I)由已知可得,即.所以是以为首项,1为公差的等差数列.(II)由(I)得,所以.从而.,.得.所以.评注 本题考查等差数列定义的应用,错位相减法求数列的前项和,解题时利用题(I)提示对递推关系进行变形是关键.4.(2015福建文17)在等差数列中,(1)求数列的通项公式;(2)设,求的值4.分析(1)利用基本量法可求得,进而求的通项公式;(2)求数列前项和,首先考虑其通项公式,根据通项公式的不同特点,选
14、择相应的求和方法,本题,故可采取分组求和法求其前项和解析 (1)设等差数列的公差为由已知得,解得所以(2)由(1)可得,所以.5.(2015湖北文19)设等差数列的公差为,前项和为,等比数列的公比为,已知,.(1)求数列,的通项公式(2)当时,记,求数列的前项和.5.解析 (1)由题意有,即.解得,或.故或.(2)由,知,故,于是,. 式式可得.故. 6.(2015湖南文19)设数列的前项和为,已知,且.(1)证明:;(2)求.6.解析(1)由条件,对任意,有,因而对任意,有,两式相减,得,即,又,所以,故对一切,.(2)由(1)知,所以,于是数列是首项,公比为的等比数列,数列是首项,公比为的
15、等比数列,所以,(于是,从而,综上所述,.7.(2015山东文19)已知数列是首项为正数的等差数列,数列的前项和为.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前项和.7.解析(1)设数列的公差为,令,得,即 令,得,即 联立,解得,.所以.(2)由(1)知,得到,从而,得,所以.8.(2015四川文16)设数列()的前项和满足,且,成等差数列.(1)求数列的通项公式;(2)设数列的前项和为,求. 8.解析(1)由已知,可得,即.则,.又因为,成等差数列,即.所以,解得.所以数列是首项为2,公比为2的等比数列.故.(2)由(1)可得,所以.9.(2015天津文18)已知是各项均为正数的等比数列,
16、是等差数列,且,.(1)求和的通项公式;(2)设,求数列的前项和.9.分析(1)列出关于与的方程组,通过解方程组求出,即可确定通项;(2)用错位相减法求和.解析(1)设的公比为,的公差为,由题意,由已知,有,消去得,解得,所以的通项公式为,的通项公式为.(2)由(1)有,设的前项和为,则,两式相减得,所以.10.(2015浙江文17)已知数列和满足,.(1)求与;(2)记数列的前项和为,求.10.解析 (1)由题意知是等比数列,所以.当时,所以,所以,所以.又,所以(或采用累乘法).(2),所以,所以,所以.11.(2015重庆文16)已知等差数列满足,前3项和.(1)求的通项公式;(2)设等
17、比数列满足,求前项和. 11.解析 (1)设的公差为,则由已知条件得,化简得,解得,故通项公式,(2)由(1)得,.设的公比为,则,从而,故的前项和.12.(2016北京文15)已知是等差数列,是等比数列,且,.(1)求的通项公式;(2)设 ,求数列的前项和.12.解析 (1)等比数列的公比,所以,.设等差数列的公差为.因为,所以,即.所以.(2)由(1)知,.因此.从而数列的前项和.13.(2016山东文19)已知数列的前项和,是等差数列,且.(1)求数列的通项公式;(2)令.求数列的前n项和.13.解析 (1)由题意当时,当时,所以.设数列的公差为,由,即,解得,所以.(2)由(1)知,又
18、,即,所以,以上两式两边相减得.所以.14.(2016浙江文17)设数列的前项和为.已知,.(1)求通项公式;(2)求数列的前项和.14.解析 (1)由题意得:,则.因为,所以,得.又知,所以数列的通项公式为,.(2)对于,当时,有.设,当时,有.设数列的前项和为,则,.当时,时也满足此式,所以.15.(2017全国3文17)设数列满足.(1)求的通项公式;(2)求数列的前项和.15.解析 (1)令 ,则有 ,即.当时, 得,即,得.当时,也符合,所以.(2)令, 所以.评注 本题具有一定的难度,第一问要求学生具备一定的转化与化归的思想,将不熟悉的表达形式转化为常规数列求通项问题才能迎刃而解.
19、第二问属于常规裂项相消问题,没有难度,如果学生第一问求解时出现困难的话,可以用找规律的方法求出其通项,这样可以拿到第二问的分数,不失为一种灵活变通的处理方法.16.(2017山东文19)已知是各项均为正数的等比数列,且,. (1)求数列的通项公式;(2)为各项非零的等差数列,其前项和,已知,求数列的前项和.16.解析 (1)设数列的公比为,由题意知,.又,解得,所以.(2)由题意知,.又,所以.令,则,因此,又,两式相减得,所以.第十三章 推理与证明第一节 合情推理与演绎推理题型143 归纳推理2013年1. (2013陕西文13) 观察下列等式:照此规律,第个等式可为 . 2014年1.(2
20、014陕西文14)已知, , 则的表达式为_.2. (2014安徽文12)如图所示,在等腰直角三角形中,斜边,过点作的垂线,垂足为;过点作的垂线,垂足为;过点作的垂线,垂足为;,以此类推,设,则 .2015年1.(2015陕西文16)观察下列等式:据此规律,第个等式可为_.1.解析 观察等式知,第个等式的左边有个数相加减,奇数项为正,偶数项为负,且分子为,分母是到的连续正整数,等式的右边是.故答案为.2.(2015江苏23)已知集合,设整除或整除,令表示集合所含元素的个数(1)写出的值;(2)当时,写出的表达式,并用数学归纳法证明2. 分析 其实解决此除了需要有良好的数学分类思维以外,还需下表
21、辅助我们理解问题的本质带标记的表示为的倍数或约数(其实是奇葩,其余的都是的倍数),带标记的表示为的倍数或约数,而则表示既是的倍数或约数又是的倍数或约数(即为的倍数或约数,此题不作研究)这样研究时,可直接得:,当时,可直接得:这就是本题的本质,以为周期进行分类整合并进行数学归纳研究解析 (1)当时,可取,共个,故(2)当时,证明:当时,枚举可得,符合通式;假设时,成立,即成立,则当时,此时,此时比多出有序数对个,即多出,从而,符合通式;另外,当,同理可证,综上,即,即当时也成立例如时,则,综上所述:2016年1.(2016山东文12)观察下列等式:;照此规律,_.1. 解析 通过观察这一系列等式
22、可以发现,等式右边最前面的数都是,接下来是和项数有关的两项的乘积,经归纳推理可知是,所以第个等式右边是.题型144 类比推理暂无题型145 演绎推理隐含在好多题目的证明过程中补充题型 逻辑推理2014年1.(2014新课标文14)甲、乙、丙三位同学被问到是否去过,三个城市时, 甲说:我去过的城市比乙多,但没去过城市; 乙说:我没去过城市; 丙说:我们三人去过同一城市; 由此可判断乙去过的城市为 .2017年1.(2017全国2卷文9)甲、乙、丙、丁四位同学一起去向老师询问成语竞赛的成绩老师说:“你们四人中有2位优秀,2位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩”看后甲对大
23、家说:“我还是不知道我的成绩”根据以上信息,则( ).A乙可以知道四人的成绩 B丁可以知道四人的成绩C乙、丁可以知道对方的成绩 D乙、丁可以知道自己的成绩1.解析 由甲的说法可知乙、丙一人优秀一人良好,则甲、丁一人优秀一人良好,乙看到丙的结果则知道自己的结果,丁看到甲的结果则知道自己的结果.故选D.第二节 证明题型146 综合法与分析法证明2015年1.(2015全国II文24)选修4-5:不等式选讲设,均为正数,且.证明:(1)若,则;(2)是的充要条件.1. 分析(1)由,及 ,可证明 ,两边开方即得;(2)由第(1)问的结论来证明.在证明中要注意分别证明充分性和必要性.解析 (1)因为,
24、由题设,得,因此.(2)(i)若,则,即.因为,所以,由(1)得.(ii)若,则,即.因为,所以,于是,因此.综上,是的充要条件.命题意图 不等式的证明要紧抓不等式的性质,结合其正负性来证明.充要条件的证明体现了数学推理的严谨性,要分充分性和必要性两个方面来证明.2016年1.(2016四川文18(1)在中,角,所对的边分别是,且证明:.1. 解析 根据正弦定理,可设,则,.代入中,有,可变形得在中,由,有,所以2.(2016浙江文16(1)在中,内角,所对的边分别为,.已知.证明:.2.解析 (1)由正弦定理得,故,于是.又,故,所以或,因此(舍去)或,所以题型147 反证法证明2014年1
25、. (2014山东文4)用反证法证明命题:“设为实数,则方程至少有一个实根”时,要做的假设是( ).A. 方程没有实根B. 方程至多有一个实根C. 方程至多有两个实根D. 方程恰好有两个实根2015年1.(2015湖南理16(3)设,且.(1);(2)与不可能同时成立.1. 解析 证明: 由,得 .()由基本不等式及,有,即.() 假设与同时成立,则由及得;同理,从而,与相矛盾. 故与不可能同时成立.2016年1.(2016全国甲文16)有三张卡片,分别写有和,和,和. 甲,乙,丙三人各取走一张卡片,甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是”,乙看了丙的卡片后说:“我与丙的卡片上相同
26、的数字不是”,丙说:“我的卡片上的数字之和不是”,则甲的卡片上的数字是_. 1. 解析 由题意得:丙不拿,若丙,则乙,甲满足;若丙,则乙,甲不满足,故甲.2.(2016上海文22)对于无穷数列与,记,若同时满足条件:,均单调递增;且,则称与是无穷互补数列.(1)若,判断与是否为无穷互补数列,并说明理由;(2)若=且与是无穷互补数列,求数列的前项的和;(3)若与是无穷互补数列,为等差数列且,求与的通项公式.2. 解析 (1)易知,而,所以,从而与不是无穷互补数列.(2)由题意,因为,所以.数列的前项的和为.(3)设的公差为,则.由,得或.若,则,与“与是无穷互补数列”矛盾,因为此时不是无穷数列;
27、若,则,.综上所述,.第三章 导数第2节 导数的应用题型40 方程解(零点)的个数问题1.(2014江苏19(2)已知函数若(实数是与无关的常数),当函数有三个不同的零点时,的取值范围恰好是,求的值1.解析 解法一:因,故,由(1)得:当时,单调递增,不满足题意;当时,若函数有三个不同的零点,则恒成立,从而对恒成立,构造,则对恒成立,故单调递减,从而,故当时,若函数有三个不同的零点,则恒成立,从而对恒成立,构造,则,令,则,故在上单调递增,在上单调递减,则,从而,即综上得解法二:因,故,由(1)得:当时,单调递增,不满足题意;当时,若函数有三个不同的零点,则只需保证,又实数的解集为,因此,是方
28、程的三个实数根,易知该方程必有一根,从而若时,则,验证知不为其根,故舍;若时,则,验证知,是其根,验证不等式,即,即,其解集为,满足题意;若时,则,验证知不为其根,故舍综上得解法三:因,故,由(1)得: 当时,单调递增,不满足题意;当时,若函数有三个不同的零点,则,从而,根据的取值范围可知:是方程的根,因此当时,若,则根据函数有三个不同的零点,则必有,即因此解得或或,符合题意综上得评注 (2)的解法一将该问题转化到恒成立解决;解法二将问题统一归类转化到不等式的解集,进而转化到等式(方程)的根;解法三亦是将问题转化到不等式的解集问题进行解决2.(2015北京文19(2)设函数.证明:若存在零点,
29、则在区间上仅有一个零点.2. 解析 若存在零点,则即,解得.又,且函数在区间上单调递减,所以在区间上仅有一个零点.3.(2015广东文21(3)设为实数,函数当时,讨论在区间内的零点个数3.解析 由(2)得在上单调递增,在上单调递减,所以.(i)当时,.令=0,即.因为在上单调递减,所以.而在上单调递增,.所以在上,故与在无交点.当时,即.所以,所以.因为,所以.故当时,有一个零点.(ii)当时,当时, ,而在上单调递增,当时,.下面比较与的大小:因为,所以.结合图像可知当时,与有两个交点. 综上,当时,有一个零点;当时,与有两个零点.4.(2015新课标卷文21(1)设函数.讨论的导函数零点
30、的个数;4. 解析 由题意可得,.显然当时,恒成立,无零点; 当时,取,则,即单调递增.令,即.画出与的图像,如图所示.由图可知,必有零点,所以导函数存在唯一零点.5.(2015山东文20(2))设函数,. 已知曲线在点处的切线与直线平行.是否存在自然数,使得方程在内存在唯一的根?如果存在,求出;如果不存在,请说明理由;5. 解析 时,方程在内存在唯一的根.设,当时,.又,所以存在,使.因为,所以当时,;当时,所以当时,单调递增.所以时,方程在内存在唯一的根.6.(2015陕西文21(2)设证明:在内有且仅有一个零点(记为),且.6. 解析 因为,所以在内至少存在一个零点,又,所以在内单调递增
31、,因此,在内有且只有一个零点,由于,所以,由此可得,故,所以.7.(2015四川文21(2)已知函数,其中.求证:存在,使得恒成立,并且在区间内有唯一解.7. 解析 由,解得,令.则,所以存在,使得.令,其中.由,可知函数在区间上单调递增.故,即.当时,有,再由(1)可知,在区间上单调递增.当时,所以;当时,所以.又当时,故时,.综上所述,存在,使得恒成立,且在区间内有唯一解.8.(2016北京文20)设函数.(1)求曲线在点处的切线方程;(2)设,若函数有三个不同零点,求的取值范围;(3)求证:是有三个不同零点的必要而不充分条件. 8.解析 (1)由,得.因为,所以曲线在点处的切线方程为.(
32、2)当时,所以.令,得,解得或.与在区间上的变化情况如下表所示.所以当且时,存在,使得.由的单调性,当且仅当时,函数有三个不同零点.(3)证法一:分两步证明.必要性: 若函数有三个不同零点,那么的单调性必然变化次,因此其导函数必然有2个不同的零点,从而的判别式,即.非充分性:取,则函数,其导函数.所以其极大值为,其极小值为,因此函数只有1个零点.综上所述,是有三个不同零点的必要而不充分条件.证法二:分两步证明.必要性(反证法) 若,则恒成立,所以单调递增,于是最多只有1个零点,与条件不符,所以.以下证明同证法一.9.(2016山东文15)已知函数,其中,若存在实数,使得关于的方程有三个不同的根
33、,则的取值范围是_.9. 解析 因为的对称轴为,所以时单调递增,只要大于的最小值时,关于的方程在时有一根;又在,时,存在实数,使方程在时有两个根,只需; 故只需即可,又,所以解得,即的取值范围是.10.(2016江苏19)已知函数.(1)设,.求方程的根;若对于任意,不等式恒成立,求实数的最大值;(2)若,函数有且只有个零点,求的值.10.解析 (1),由可得,则,即,则,解得;由题意得恒成立,即恒成立.令,则由,可得,此时恒成立,即恒成立,因为时,当且仅当时等号成立,因此实数的最大值为.(2),由,可得,令,则单调递增,而,因此时.因此时,则;时,则.则在递减,递增.解法一:下证.若,则,于
34、是,又且, 因此连续函数在以与为端点的区间上存在零点,不妨记为.由且可知,这与“是函数的唯一零点”相矛盾.若,仿照可得到,连续函数在以与为端点的区间上存在大于的零点,也相矛盾.综合可知,即,即,即,因此,则.评注 解法二:(也可以作为研究对象)因此最小值为.若,时,则;时,则;因此且时,因此在有零点,且时,因此在有零点,则至少有两个零点,与条件矛盾;若,由函数有且只有个零点,最小值为,可得,由,因此,所以,即,亦即,因此,则.11.(2016全国乙文21)已知函数.(1)讨论的单调性; (2)若有两个零点,求的取值范围.11.解析 (1)由题意.当,即时,恒成立.令,则,所以的单调增区间为.同
35、理可得的单调减区间为.当,即时,令,则或.()当,即时,令,则或,所以的单调增区间为和.同理的单调减区间为;()当,即时,当时,所以.同理时,.故的单调增区间为;()当,即时.令,则或,所以的单调增区间为和,同理的单调减区间为.综上所述,当时,的单调增区间为和,单调减区间为;当时,的单调增区间为;当时,的单调增区间为和,单调减区间为; 当时,的单调增区间为,单调减区间为.(2)解法一(直接讨论法):易见,如(1)中讨论,下面先研究()()()三种情况.当时,由单调性可知,故不满足题意;当时,在上单调递增,显然不满足题意;当时,由的单调性,可知,且,故不满足题意;下面研究,当时,令,则,因此只有
36、个零点,故舍去;当时,所以在上有个零点;(i)当时,由,而,所以在上有个零点;(i i)当时,由,而,所以在上有个零点;可见当时有两个零点.所以所求的取值范围为.解法二(分离参数法):显然不是的零点,当时,由,得.设,则问题转化为直线与图像有两个交点,对求导得,所以在单调递增,在单调递减.当时,若,直线与图像没有交点,若,单调递减,直线与图像不可能有两个交点,故不满足条件;若时,取 ,则,而,结合在单调递减,可知在区间上直线与图像有一个交点,取,则,结合在单调递增,可知在区间上直线与图像有一个交点,综上所述,时直线与图像有两个交点,函数有两个零点.评注 此题与2015年文科卷第(1)问基本一致
37、,都是对函数零点个数的研究,基本形成分离与不分离两种解答方案,但不管是否分离,都涉及到零点的取值问题.【1】可放一起研究,当或,由题意,故不满足题意.【2】用分离参数的方法很多时候只能初步感知结论,不能替代论证.很多资料上在论证完的单调性后直接书写如下过程,当时,;当时,令,则,所以时,;时,.综上所述:时函数有两个零点.这里论述时是不完备的,这里涉及到极限的知识,仅仅用是不够的,可能会有值的趋向性,因此这种解析不完备是会扣除步骤分.【3】考试院提供的参考答案与去年提供的参考相仿:(i)设,则由(1)可知,在上单调递减,在上单调递增,又,取满足且,则,所以函数有两个零点.(ii)设,则,令,则
38、,因此只有个零点,故舍去;(iii)设,若,则由(1)知,在上单调递增,又当时,故不存在两个零点;当时,则由(1)知,在上单调递减,在上单调递增,又当时,故不存在两个零点.综上,的取值范围为.12.(2017全国3文12)已知函数有唯一零点,则( ).ABCD112.解析 (对称性解法) 因为关于直线对称,所以要有唯一零点,只有,由此解得.故选C.评注 难度中偏上,主要考查函数的性质与函数的零点结论,本题的难点在于对函数的对称性不够了解,一般学生很难看出后面函数的对称性,导致做题缺乏思路.本题与2016年的高考全国卷2文科数学的选择压轴题(第12题)类似,都是围绕函数的性质来考查,需要学生有较
39、强的基本功底并具有较强的运用能力.13.(2017江苏14)设是定义在且周期为的函数,在区间上,其中集合,则方程的解的个数是 13.解析 由题意,所以只需要研究内的根的情况在此范围内,且时,设,且互质,若,则由,可设,且互质.从而,则,此时左边为整数,右边为非整数,矛盾,因此,于是不可能与内的部分对应相等,所以只需要考虑与每个周期内部分的交点.如图所示,通过函数的草图分析,图中交点除外,其它交点均为的部分且当时,所以在附近只有一个交点,因而方程解的个数为个故填题型41 利用导数证明不等式1.(2015福建文22(2)已知函数求证:当时,;1. 分析 构造函数,欲证明,只需证明的最大值小于等于即可.解析 令,则有,当时,所以在上单调递减,故当时,即当时,2.(2015湖北文21)设函数,的定义域均为,且是奇函数,是偶函数,其中为自然对数的底数.(1)求,的解析式,并证明:当时,;(2)设,证明:当时,.2. 解析 (1)由,的奇偶性及条件 得 联立式式解得,.当时,故. 又由基本不等式,有,即. (2)由(1)得 , , 当时,等价于, 等价于
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