资源描述
算法
1.已知a=2,b=2,运算原理如下图所示,则输出的值为________.
解析 因为a=2=>2=b,所以输出a·b=2·2=.
答案
2.(2011·镇江调研)阅读如图所示的算法流程图,若输入的n是100,则输出的变量S的值是________.
解析 S=100+99+98+…+2=-1=5 050-1=5 049.
答案 5 049
3.(2011·扬州调研)执行如图的程序框图,若p=15,则输出的n=________.
解析 S=21+22+23+24>15,所以输出n=5.
答案 5
4.(2011·南京模拟)如图是一个算法的流程图,则输出的i值是________.
解析 i=1时,T=log22=1<2;i=2时,
T=1+log2=log23<2;i=3时,
T=log23+log2=log24=2;i=4时,
T=2+log2>2,所以输出的i为4+1=5.
答案 5
5.(2011·盐城调研)运行如图所示的程序框图,则输出的结果S=________.
解析 k=2时,S=1+22=5;k=3时,S=5+23=13;
k=4时,S=13+24=29;k=5时,S=29+25=61.
满足k>4,∴S=61.
答案 61
6.(2011·苏锡常镇扬五市调研)如图给出的是计算1+++…+的值的一个程序框图,其中判断框内应填入的条件是i>________.
解析 因为19=2×10-1,所以判断框中应填入的条件是i>10.
答案 10
7.(2011·南京模拟)如图所示的流程图,若输入的x=-9.5,则输出的结果为________.
解析 x=-9.5,x=-7.5,…,x=-1.5,x=0.5>0,所以输出c=2×0.5=1.
答案 1
8.求如图所示程序框图执行后输出的值.
解 输出的S=12-22+32-42=1-4+9-16=-10.
9.解答下列各题:
(1)如果执行如图所示的程序框图,那么输出的S的值是多少?
(2)如图所示的程序框图,若输入n=5,求输出的n值.
解 (1)k=1时,S=2-=;k=2时,S=2-=;k=3时,S=2-3=-1;k=4时,S=2+2=4;k=5时,S=2-=,…,因为2 010被4除余2,所以输出的S=.
(2)若n=5,则f(x)=x3在(0,+∞)上单调递增;若n=3,则f(x)=x在(0,+∞)上单调递增;若n=1,则f(x)=x-1在(0,+∞)上单调递减,故输出的n值为-1.
10.已知分段函数y=编写伪代码,输入自变量x的值,输出其相应的函数值,并画出流程图.
解 伪代码如下: 流程图:
解三角形
1.(2010·北京)在△ABC中,若b=1,c=,C=,则a=________.
解析 由正弦定理,有=,
即sin B=.又C为钝角,所以B必为锐角,所以B=,所以A=.故a=b=1.
答案 1
2.在△ABC中,若B=,b=a,则C=________.
解析 由正弦定理及b=a,得sin A===,又A<B=,所以A=,C=π--=.
答案
3.在△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,且b2+c2=bc+a2,则角A的大小为________.
解析 由余弦定理,得cos A==,所以A=.
答案
4.已知△ABC中,AB=2,C=,则△ABC的周长为________(用含角A的三角函数表示).
解析 由正弦定理,得△ABC的周长为a+b+c=++2=sin A+sin+2=2sin A+2cos A+2=4sin+2.
答案 4sin+2
5.(2011·四川卷改编)在△ABC中,sin2A≤sin2B+sin2C-sin Bsin C,则A的取值范围是________.
解析 由题意和正弦定理,得a2≤b2+c2-bc,b2+c2-a2≥bc,cos A=≥,所以0<A≤.
答案
6.(2011·重庆卷改编)若△ABC的内角A,B,C所对的边为a,b,c满足(a+b)2-c2=4,且C=60°,则ab的值为________.
解析 由(a+b)2-c2=4及余弦定理,得c2=a2+b2-2abcos 60°=(a+b)2-3ab,所以ab=.
答案
7.(2011·安徽卷)已知△ABC的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC的面积为________.
解析 不妨设A=120°,c<b,则a=b+4,c=b-4,于是由cos 120°==-,解得b=10,S=bcsin 120°=15.
答案 15
8.(2011·扬州调研)已知a=,b=(1,y),且a∥b.设函数y=f(x).
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)若在锐角△ABC中,f=,边BC=,求△ABC周长的最大值.
解 (1)因为a∥b,
所以y=sin x+cos x.所以f(x)=2sin.
(2)因为f=2sin=2sin A=,所以sin A=.
因为A∈,所以A=.
由余弦定理,知a2=b2+c2-2bccos A,3=(b+c)2-3bc,
3bc=(b+c)2-3≤3·,(b+c)2≤12.
所以b+c≤2,a+b+c≤a+2=3.
所以△ABC周长的最大值为3.
9.(2011·天津卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知B=C,2b=a.
(1)求cos A的值;(2)cos的值.
解 (1)由B=C,2b=a,可得c=b=a,所以cos A===.
(2)因为cos A=,A∈(0,π),所以sin A==,cos 2A=2cos2A-1=-,sin2A=2sinAcosA=.
所以cos=cos 2Acos-sin 2Asin=×-×=-.
10.(2011·湖北卷)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知a=1,b=2,cos C=.
(1)求△ABC的周长;(2)求cos(A-C)的值.
解 (1)因为c2=a2+b2-2abcos C=1+4-4×=4.所以c=2.
所以△ABC的周长为a+b+c=1+2+2=5.
(2)因为cos C=,所以sin C== =.
所以sin A===.
因为a<c,所以A<C,故A为锐角,所以cos A===.
所以cos(A-C)=cos Acos C+sin Asin C=×+×=.
1.渡轮以15km/h的速度沿与水流方向成120°角的方向行驶,水流速度为4 km/h,则渡轮实际航行的速度为(精确到0.1 km/h)________.
答案 13.5 km/h
2.江岸边有一炮台高30 m,江中有两条船,船与炮台底部在同一水面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则两条船相距________m.
解析 如图,OM=AOtan 45°=30 (m),
ON=AOtan 30°=×30=10 (m),
由余弦定理得,MN= ==10 (m).
答案 10
3.某人向正东方向走x km后,他向右转150°,然后朝新方向走3 km,结果他离出发点恰好 km,那么x的值为________.
解析 如图,在△ABC中,AB=x,BC=3,
AC=,∠ABC=30°,由余弦定理得()2=32+x2-2×3x×cos 30°,
即x2-3x+6=0,解得x1=,x2=2,经检测均合题意.
答案 或2
4.如图所示,为了测量河对岸A,B两点间的距离,在这一岸定一基线CD,现已测出CD=a和∠ACD=60°,∠BCD=30°,∠BDC=105°,∠ADC=60°,则AB的长为________.
解析 在△ACD中,已知CD=a,∠ACD=60°,∠ADC=60°,所以AC=a.①
在△BCD中,由正弦定理可得BC==a.②
在△ABC中,已经求得AC和BC,又因为∠ACB=30°,
所以利用余弦定理可以求得A,B两点之间的距离为
AB==a.
答案 a
5.(2010·新课标全国卷)在△ABC中,D为边BC上一点,BD=CD,∠ADB=120°,AD=2,若△ADC的面积为3-,则∠BAC=________.
解析 由A作垂线AH⊥BC于H.
因为S△ADC=DA·DC·sin 60°=×2×DC·=3-,
所以DC=2(-1),又因为AH⊥BC,∠ADH=60°,
所以DH=ADcos 60°=1,∴HC=2(-1)-DH=2-3.
又BD=CD,∴BD=-1,∴BH=BD+DH=.又AH=ADsin 60°=,
所以在Rt△ABH中AH=BH,∴∠BAH=45°.
又在Rt△AHC中tan∠HAC===2-,
所以∠HAC=15°.又∠BAC=∠BAH+∠CAH=60°,故所求角为60°.
答案 60°
6.如图,为测得河对岸塔AB的高,先在河岸上选一点C,使C在塔底B的正东方向上,测得点A的仰角为60°,再由点C沿北偏东15°方向走10米到位置D,测得∠BDC=45°,则塔AB的高是________米.
解析 在△BCD中,CD=10(米),∠BDC=45°,∠BCD=15°+90°=105°,∠DBC=30°,=,BC==10(米).在Rt△ABC中,tan 60°=,AB=BCtan 60°=10(米).
答案 10
7.(2011·安徽三校联考)2010年11月12日广州亚运会上举行升旗仪式.如图,在坡度为15°的观礼台上,某一列座位所在直线AB与旗杆所在直线MN共面,在该列的第一个座位A和最后一个座位B测得旗杆顶端N的仰角分别为60°和30°,且座位A,B的距离为10米,则旗杆的高度为________米.
解析 由题可知∠BAN=105°,∠BNA=30°,由正弦定理得=,解得AN=20(米),在Rt△AMN中,MN=20sin 60°=30(米).故旗杆的高度为30米.
答案 30
8.我国海军在东海举行大规模演习.在海岸A处,发现北偏东45°方向,距离A(-1)km的B处有一艘“敌舰”.在A处北偏西75°的方向,距离A 2 km的C处的“大连号”驱逐舰奉命以10 km/h的速度追截“敌舰”.此时,“敌舰”正以10 km/h的速度从B处向北偏东30°方向逃窜,问“大连号”沿什么方向能最快追上“敌舰”?
解 设“大连号”用t h在D处追上“敌舰”,则有CD=10t,BD=10t,如图在△ABC中,∵AB=-1,AC=2,∠BAC=120°,
∴由余弦定理,得
BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos∠BAC
=(-1)2+22-2·(-1)·2·cos 120°=6
∴BC=,且sin∠ABC=·sin∠BAC=·=.
∴∠ABC=45°,∴BC与正北方向垂直. ∴∠CBD=90°+30°=120°,
在△BCD中,由正弦定理,得sin∠BCD===,
∴∠BCD=30°.即“大连号”沿东偏北30°方向能最快追上“敌舰”.
9.(2011·广州二测)如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西60°方向的B处,且与岛屿A相距12海里,渔船乙以10海里/小时的速度从岛屿A出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上,此时到达C处.
(1)求渔船甲的速度;(2)求sin α的值.
解 (1)依题意知,∠BAC=120°,AB=12(海里),AC=10×2=20(海里),
∠BCA=α,在△ABC中,由余弦定理,得BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos∠BAC
=122+202-2×12×20×cos 120°=784.解得BC=28(海里).
所以渔船甲的速度为=14海里/时.
(2)在△ABC中,因为AB=12(海里),∠BAC=120°,BC=28(海里),∠BCA=α,由正弦定理,得=.即sin α===.
10.(★)某港口O要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口O北偏西30°且与该港口相距20海里的A处,并正以30海里/时的航行速度
沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v海里/时的航行速度匀速行驶,经过t小时与轮船相遇.
(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?
(2)假设小艇的最高航行速度只能达到30海里/时,试设计航行方案(即确定航行方向和航行速度的大小),使得小艇能以最短时间与轮船相遇,并说明理由.
思路分析 第(1)问建立航行距离与时间的函数关系式;第(2)问建立速度与时间的函数关系式.
解 (1)设相遇时小艇航行的距离为S海里,则
S=
== .
故当t=时,Smin=10(海里),此时v==30(海里/时).
即,小艇以30海里/时的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小.
(2)设小艇与轮船在B处相遇,则v2t2=400+900t2-2·20·30t·cos(90°-30°),
故v2=900-+,∵0<v≤30,∴900-+≤900,即-≤0,
解得t≥.又t=时,v=30海里/时.
故v=30海里/时时,t取得最小值,且最小值等于.
此时,在△OAB中,有OA=OB=AB=20海里,故可设计航行方案如下:
航行方向为北偏东30°,航行速度为30海里/时,小艇能以最短时间与轮船相遇.
【点评】 解决这一类问题一般是根据余弦定理来建立函数关系式,利用函数的有关知识解决问题,充分体现了函数与方程思想的重要性.
数列
1.在等比数列{an}中,各项都是正数,且a1,a3,2a2成等差数列,则=________.
解析 设等比数列{an}的公比为q(q>0),则由题意得a3=a1+2a2,所以a1q2=a1+2a1q,所以q2-2q-1=0,解得q=1±.又q>0,因此有q=1+,故==q2=(1+)2=3+2.
答案 3+2
2.(2011·广东揭阳一模)数列{an}是公差不为0的等差数列,且a1,a3,a7为等比数列{bn}中连续的三项,则数列{bn}的公比为________.
解析 设数列{an}的公差为d(d≠0),由a=a1a7得(a1+2d)2=a1(a1+6d),解得a1=2d,
故数列{bn}的公比q====2.
答案 2
3.有一种细菌和一种病毒,每个细菌在每秒钟杀死一个病毒的同时将自身分裂为2个,现在有一个这样的细菌和100个这样的病毒,问细菌将病毒全部杀死至少需要________秒.
解析 设至少需n秒钟,则1+21+22+…+2n-1≥100,
∴2n-1≥100,∴n≥7.
答案 7
4.已知各项均不为0的等差数列{an},满足2a3-a+2a11=0,数列{bn}是等比数列,且b7=a7,则b6b8=________.
解析 因为{an}为等差数列,所以a3+a11=2a7,所以已知等式可化为4a7-a=0,解得a7=4或a7=0(舍去),又{bn}为等比数列,所以b6b8=b=a=16.
答案 16
5.在如图所示的表格中,如果每格填上一个数后,每一行成等差数列,每一列成等比数列,那么x+y+z的值为________.
2
4
1
2
x
y
z
解析 由题知表格中第三列中的数成首项为4,公比为的等比数列,故有x=1.根据每行成等差数列得第四列前两个数字依次为5,,故第四列的公比为,所以y=5×3=,同理z=6×4=,故x+y+z=2.
答案 2
6.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S1,2S2,3S3成等差数列,则等比数列{an}的公比为________.
解析 设等比数列{an}的公比为q(q≠0),
由4S2=S1+3S3,得4(a1+a1q)=a1+3(a1+a1q+a1q2),
即3q2-q=0,又q≠0,∴q=.
答案
7.设关于x的不等式x2-x<2nx(n∈N*)的解集中整数的个数为an,数列{an}的前n项和为Sn,则S100的值为________.
解析 由x2-x<2nx(n∈N*),
得0<x<2n+1,
因此知an=2n.
∴S100==10 100.
答案 10 100
8.(2010·江苏)设各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,已知2a2=a1+a3,数列{}是公差为d的等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式(用n,d表示);
(2)设c为实数,对满足m+n=3k且m≠n的任意正整数m,n,k,不等式Sm+Sn>cSk都成立,求证:c的最大值为.
(1)解 由题意知,d>0,=+(n-1)d=+(n-1)d.
又2a2=a1+a3,所以3a2=S3,即3(S2-S1)=S3,
所以3[(+d)2-a1]=(+2d)2,整理,得
a1-2·d+d2=0,所以=d,a1=d2,=d+(n-1)d=nd,Sn=n2d2.
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2d2-(n-1)2d2=(2n-1)d2,适合n=1情形.
故所求an=(2n-1)d2.
(2)证明 由Sm+Sn>cSk,得m2d2+n2d2>c·k2d2,即m2+n2>c·k2,c>恒成立.
又m+n=3k且m≠n,所以2(m2+n2)>(m+n)2=9k2,即>,所以c≤.
故c的最大值为.
9.(2011·山东青岛模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn且满足a2=3,S6=36.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}是等比数列且满足b1+b2=3,b4+b5=24.设数列{an·bn}的前n项和为Tn,求Tn.
解 (1)∵数列{an}是等差数列,
∴S6=3(a1+a6)=3(a2+a5)=36.
∵a2=3,∴a5=9,
∴3d=a5-a2=6,∴d=2.
又∵a1=a2-d=1,∴an=2n-1.
(2)由等比数列{bn}且满足b1+b2=3,
b4+b5=24,
得=q3=8,∴q=2.
∵b1+b2=3,∴b1+b1q=3,
∴b1=1,bn=2n-1,
∴an·bn=(2n-1)·2n-1.
∴Tn=1×1+3×2+5×22+…+(2n-3)·2n-2+(2n-1)·2n-1,
则2Tn=1×2+3×22+5×23+…+(2n-3)·2n-1+(2n-1)·2n,
两式相减,得(1-2)Tn=1×1+2×2+2×22+…+2·2n-2+2·2n-1-(2n-1)·2n,
即-Tn=1+2(21+22+…+2n-1)-(2n-1)·2n
=1+2(2n-2)-(2n-1)·2n
=(3-2n)·2n-3.
∴Tn=(2n-3)·2n+3.
10.定义一种新运算*,满足n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ为非零常数).
(1)对于任意给定的k值,设an=n*k(n∈N*),求证:数列{an}是等差数列;
(2)对于任意给定的n值,设bk=n*k(k∈N*),求证:数列{bk}是等比数列;
(3)设cn=n*n(n∈N*),试求数列{cn}的前n项和Sn.
(1)证明 因为an=n*k(n∈N*),n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ为非零常数),所以an+1-an=(n+1)*k-n*k=(n+1)λk-1-nλk-1=λk-1.
又k∈N*,λ为非零常数,所以{an}是等差数列.
(2)证明 因为bk=n*k(k∈N*),n*k=nλk-1(n,k∈N*,λ为非零常数),所以===λ.又λ为非零常数,所以{bk}是等比数列.
(3)解 cn=n*n=nλn-1(n∈N*,λ为非零常数),Sn=c1+c2+c3+…+cn=λ0+2λ+3λ2+…+nλn-1,①
当λ=1时,Sn=1+2+3+…+n=;
当λ≠1时,λSn=λ+2λ2+3λ3+…+nλn.②
①-②,得Sn=-.
综上,得Sn=
1.已知{an}是等差数列,a1=15,S5=55,则过点P(3,a2),Q(4,a4)的直线的斜率为________.
解析 S5=5a1+d,所以5×15+10d=55,即d=-2.所以kPQ==2d=-4.
答案 -4
2.数列{an}的通项an=n2,其前n项和为Sn,则S30为________.
解析 注意到an=n2cos,且函数y=cos的最小正周期是3,因此当n是正整数时,an+an+1+an+2=-n2-(n+1)2+(n+2)2=3n+,其中n=1,4,7,…,
S30=(a1+a2+a3)+(a4+a5+a6)+…+(a28+a29+a30)=++…+=3×+×10=470.
答案 470
3.(★)对正整数n,若曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为an,则数列的前n项和为________.
解析 (等价转化法)由题意,得y′=nxn-1-(n+1)xn,故曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线的斜率为k=n2n-1-(n+1)2n,切点为(2,-2n),所以切线方程为y+2n=k(x-2).令x=0得an=(n+1)2n,即=2n,则数列的前n项和为2+22+23+…+2n=2n+1-2.
答案 2n+1-2
【点评】 通过“化复杂为简单、化陌生为熟悉”将问题等价转化成便于解决的问题,从而得到正确的结果.
4.在数列{an}中,若a-a=p(n≥1,n∈N*,p为常数),则称{an}为“等方差数列”,下列是对“等方差数列”的判断:
①若{an}是等方差数列,则{a}是等差数列;
②{(-1)n}是等方差数列;
③若{an}是等方差数列,则{akn}(k∈N*,k为常数)也是等方差数列.其中真命题的序号为________(将所有真命题的序号填在横线上).
解析 ①正确,因为a-a=p,所以a-a=-p,于是数列{a}为等差数列.②正确,因为(-1)2n-(-1)2(n+1)=0为常数,于是数列{(-1)n}为等方差数列.③正确,因为a-a=(a-a)+(a-a)+(a-a)+…+(a-a)=kp,则{akn}(k∈N*,k为常数)也是等方差数列.
答案 ①②③
5.(2011·福建省师大附中模拟)如图,坐标纸上的每个单元格的边长为1,由下往上的六个点:1,2,3,4,5,6的横纵坐标分别对应数列{an}(n∈N*)的前12项,如下表所示:
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
a8
a9
a10
a11
a12
x1
y1
x2
y2
x3
y3
x4
y4
x5
y5
x6
y6
按如此规律下去,则a2 009+a2 010+a2 011=________.
解析 观察发现,a2n=n,且当n为奇数时,a2n-1+a2n+1=0,所以a2 009+a2 010+a2 011=0+=1 005.
答案 1 005
6.(2011·准南模拟)若数列{an},{bn}的通项公式分别是an=(-1)n+2 010·a,bn=2+,且an<bn对任意n∈N*恒成立,则常数a的取值范围是________.
解析 由an<bn,得(-1)n·a<2-.若n为偶数,则a<2-对任意正偶数成立,所以a<2-=;若n为奇数,则a>-2-对任意正奇数成立,所以a≥-2.故-2≤a<.
答案
7.在数列{an}中,an+1+an=2n-44(n∈N*),a1=-23.
(1)求an;
(2)设Sn为{an}的前n项和,求Sn的最小值.
思路分析 由已知条件可推知n应分奇数和偶数.
解 (1)由an+1+an=2n-44(n∈N*),
an+2+an+1=2(n+1)-44.
∴an+2-an=2,又a2+a1=2-44,∴a2=-19.
同理得:a3=-21,a4=-17.故a1,a3,a5,…是以a1为首项、2为公差的等差数列,a2,a4,a6,…是以a2为首项、2为公差的等差数列.
从而an=
(2)当n为偶数时,
Sn=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(an-1+an)
=(2×1-44)+(2×3-44)+…+[2×(n-1)-44]
=2[1+3+…+(n-1)]-·44=-22n,
故当n=22时,Sn取得最小值-242.
当n为奇数时,
Sn=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(an-1+an)=a1+(2×2-44)+…+[2×(n-1)-44]
=a1+2[2+4+…+(n-1)]+·(-44)
=-23+-22(n-1)
=-22n-.
故当n=21或n=23时,Sn取得最小值-243.
综上所述:当n为偶数时,Sn取得最小值为-242;当n为奇数时,Sn取最小值为-243.
【点评】 数列中的分类讨论一般有两种:一是对项数n的分类;二是对公比q的分类,解题时只要细心就可避免失误.
8.已知在正项数列{an}中,a1=2,点An(,)在双曲线y2-x2=1上,数列{bn}中,点(bn,Tn)在直线y=-x+1上,其中Tn是数列{bn}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求证:数列{bn}是等比数列;
(3)若cn=an·bn,求证:cn+1<cn.
(1)解 由已知点An在y2-x2=1上知,an+1-an=1,∴数列{an}是一个以2为首项,以1为公差的等差数列, ∴an=a1+(n-1)d=2+n-1=n+1.
(2)证明 ∵点(bn,Tn)在直线y=-x+1上,
∴Tn=-bn+1,①
∴Tn-1=-bn-1+1(n≥2),②
①②两式相减得bn=-bn+bn-1(n≥2),
∴bn=bn-1,∴bn=bn-1.
令n=1,得b1=-b1+1,∴b1=,
∴{bn}是一个以为首项,以为公比的等比数列.
(3)证明 由(2)可知bn=·n-1=.
∴cn=an·bn=(n+1)·,∴cn+1-cn=(n+2)·-(n+1)·
=[(n+2)-3(n+1)]
=(-2n-1)<0,
∴cn+1<cn.
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