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1、湖南省長沙市望城區(qū)白箬中學高三數學第二輪專題講座復習:構建數學模型解數列綜合題和應用性問題
高考要求
縱觀近幾年的高考,在解答題中,有關數列的試題出現的頻率較高,不僅可與函數、方程、不等式、復數相聯系,而且還與三角、立體幾何密切相關;數列作為特殊的函數,在實際問題中有著廣泛的應用,如增長率,減薄率,銀行信貸,濃度匹配,養(yǎng)老保險,圓鋼堆壘等問題 這就要求同學們除熟練運用有關概念式外,還要善于觀察題設的特征,聯想有關數學知識和方法,迅速確定解題的方向,以提高解數列題的速度
重難點歸納
1 解答數列綜合題和應用性問題既要有堅實的基礎知識,又要有良好的思維能力和分析、解決問題的
2、能力;解答應用性問題,應充分運用觀察、歸納、猜想的手段,建立出有關等差(比)數列、遞推數列模型,再綜合其他相關知識來解決問題
2 縱觀近幾年高考應用題看,解決一個應用題,重點過三關
(1)事理關 需要讀懂題意,明確問題的實際背景,即需要一定的閱讀能力
(2)文理關 需將實際問題的文字語言轉化數學的符號語言,用數學式子表達數學關系
(3)事理關 在構建數學模型的過程中;要求考生對數學知識的檢索能力,認定或構建相應的數學模型,完成用實際問題向數學問題的轉化 構建出數學模型后,要正確得到問題的解,還需要比較扎實的基礎知識和較強的數理能力
典型題例示范講解
3、例1從社會效益和經濟效益出發(fā),某地投入資金進行生態(tài)環(huán)境建設,并以此發(fā)展旅游產業(yè),根據規(guī)劃,本年度投入800萬元,以后每年投入將比上年減少,本年度當地旅游業(yè)收入估計為400萬元,由于該項建設對旅游業(yè)的促進作用,預計今后的旅游業(yè)收入每年會比上年增加
(1)設n年內(本年度為第一年)總投入為an萬元,旅游業(yè)總收入為bn萬元,寫出an,bn的表達式;
(2)至少經過幾年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入?
命題意圖 本題主要考查建立函數關系式、數列求和、不等式等基礎知識;考查綜合運用數學知識解決實際問題的能力,本題有很強的區(qū)分度,屬于應用題型,正是近幾年高考的熱點和重點題型
知識依托
4、本題以函數思想為指導,以數列知識為工具,涉及函數建模、數列求和、不等式的解法等知識點
錯解分析 (1)問an、bn實際上是兩個數列的前n項和,易與“通項”混淆;(2)問是既解一元二次不等式又解指數不等式,易出現偏差
技巧與方法 正確審題、深刻挖掘數量關系,建立數量模型是本題的靈魂,(2)問中指數不等式采用了換元法,是解不等式常用的技巧
解 (1)第1年投入為800萬元,第2年投入為800×(1-)萬元,…
第n年投入為800×(1-)n-1萬元,所以,n年內的總投入為
an=800+800×(1-)+…+800×(1-)n-1
=800×(1-)k-1=400
5、0×[1-()n]
第1年旅游業(yè)收入為400萬元,第2年旅游業(yè)收入為400×(1+),…,
第n年旅游業(yè)收入400×(1+)n-1萬元 所以,n年內的旅游業(yè)總收入為
bn=400+400×(1+)+…+400×(1+)k-1
=400×()k-1=1600×[()n-1]
(2)設至少經過n年旅游業(yè)的總收入才能超過總投入,由此bn-an>0,即1600×[()n-1]-4000×[1-()n]>0,令x=()n,代入上式得 5x2-7x+2>0
解此不等式,得x<,或x>1(舍去) 即()n<,由此得n≥5
∴至少經過5年,旅游業(yè)的總收入才能超過總投入
例2已
6、知Sn=1++…+,(n∈N*),設f(n)=S2n+1-Sn+1,試確定實數m的取值范圍,使得對于一切大于1的自然數n,不等式f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恒成立
命題意圖 本題主要考查應用函數思想解決不等式、數列等問題,需較強的綜合分析問題、解決問題的能力
知識依托 本題把函數、不等式恒成立等問題組合在一起,構思巧妙
錯解分析 本題學生很容易求f(n)的和,但由于無法求和,故對不等式難以處理
技巧與方法 解決本題的關鍵是把f(n)(n∈N*)看作是n的函數,此時不等式的恒成立就轉化為
函數f(n)的最小值大于[logm(m
7、-1)]2-[log(m-1)m]2
解 ∵Sn=1++…+ (n∈N*)
∴f(n+1)>f(n)∴f(n)是關于n的增函數∴f(n) min=f(2)=
∴要使一切大于1的自然數n, f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恒成立
只要>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2成立即可
由得m>1且m≠2
此時設[logm(m-1)]2=t 則t>0于是 解得0<t<1
由此得0<[logm(m-1)]2<1 解得m>且m≠2
例3 已知二次函數y=f(x)在x=處取得最小值- (t>0),f(1)=0
(1)求y=f
8、(x)的表達式;
(2)若任意實數x都滿足等式f(x)·g(x)+anx+bn=xn+1[g(x)]為多項式,n∈N*),試用t表示an和bn;
(3)設圓Cn的方程為(x-an)2+(y-bn)2=rn2,圓Cn與Cn+1外切(n=1,2,3,…);{rn}是各項都是正數的等比數列,記Sn為前n個圓的面積之和,求rn、Sn
解 (1)設f(x)=a(x-)2-,由f(1)=0得a=1 ∴f(x)=x2-(t+2)x+t+1
(2)將f(x)=(x-1)[x-(t+1)]代入已知得 (x-1)[x-(t+1)]g(x)+anx+bn=xn+1,
上式對任意的x∈R都成立
9、,取x=1和x=t+1分別代入上式得
且t≠0,
解得an=[(t+1)n+1-1],bn=[1-(t+1n)
(3)由于圓的方程為(x-an)2+(y-bn)2=rn2,
又由(2)知an+bn=1,故圓Cn的圓心On在直線x+y=1上,
又圓Cn與圓Cn+1相切,故有rn+rn+1=|an+1-an|=(t+1)n+1
設{rn}的公比為q,則
②÷①得q==t+1,
代入①得rn=
∴Sn=π(r12+r22+…+rn2)=[(t+1)2n-1]
學生鞏固練習
1 已知二次函數y=a(a+1)x2-(2a+1)x+1,當a=
10、1,2,…,n,…時,其拋物線在x軸上截得的線段長依次為d1,d2,…,dn,…,則 (d1+d2+…+dn)的值是( )
A 1 B 2 C 3 D 4
2 在直角坐標系中,O是坐標原點,P1(x1,y1)、P2(x2,y2)是第一象限的兩個點,若1,x1,x2,4依次成等差數列,而1,y1,y2,8依次成等比數列,則△OP1P2的面積是_________
3 從盛滿a升酒精的容器里倒出b升,然后再用水加滿,再倒出b升,再用水加滿;這樣倒了n次,則容器中有純酒精_________升
4 據2000年3月5日九屆人大五次會議《政府工作報告
11、》 “2001年國內生產總值達到95933億元,比上年增長7 3%,”如果“十·五”期間(2001年~2020年)每年的國內生產總值都按此年增長率增長,那么到“十·五”末我國國內年生產總值約為_________億元
參考答案:
1 解析 當a=n時y=n(n+1)x2-(2n+1)x+1由|x1-x2|=,得dn=,
∴d1+d2+…+dn
答案 A
2 解析 由1,x1,x2,4依次成等差數列得 2x1=x2+1,x1+x2=5解得x1=2,x2=3
又由1,y1,y2,8依次成等比數列,得y12=y2,y1y2=8,解得y1=2,y2=4,
∴P1(2,2),P2(3,4) ∴=(3,4)∴
答案 1
3 解析 第一次容器中有純酒精a-b即a(1-)升,第二次有純酒精a(1-)-,即a(1-)2升,故第n次有純酒精a(1-)n升 答案 a(1-)n
4 解析 從2001年到2020年每年的國內生產總值構成以95933為首項,以7 3%為公比的等比數列,∴a5=95933(1+7 3%)4≈120000(億元) 答案 120000