第二行6414
第三行9818
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)如数列{bn}满足bn=an+(﹣1)nlnan,求数列bn的前n项和sn.
考点:等比数列的通项公式;数列的求和
专题:等差数列与等比数列.
分析:(Ⅰ)由表格可看出a1,a2,a3分别是2,6,18,由此可求出{an}的首项和公比,继而可求通项公式(Ⅱ)先写出bn发现bn由一个等比数列、一个等差数列乘(﹣1)n的和构成,故可分组求和.
解答:解:(Ⅰ)当a1=3时,不合题意当a1=2时,当且仅当a2=6,a3=18时符合题意当a1=10时,不合题意因此a1=2,a2=6,a3=18,所以q=3,所以an=2•3n﹣1.(Ⅱ)bn=an+(﹣1)nlnan=2•3n﹣1+(﹣1)n[(n﹣1)ln3+ln2]=2•3n﹣1+(﹣1)n(ln2﹣ln3)+(﹣1)nnln3所以sn=2(1+3+…+3n﹣1)+[﹣1+1﹣1+1+…+(﹣1)n](ln2﹣ln3)+[﹣1+2﹣3+4﹣…+(﹣1)nn]ln3所以当n为偶数时,sn==
当n为奇数时,sn=
=
综上所述sn=
点评:本题考查了等比数列的通项公式,以及数列求和的方法,只要简单数字运算时不出错,问题可解,是个中档题.
21.(12分)(2011•山东)某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为立方米,且l≥2r.假设该容器的建造费用仅与其表面积有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为c(c>3)千元.设该容器的建造费用为y千元.
(Ⅰ)写出y关于r的函数表达式,并求该函数的定义域;
(Ⅱ)求该容器的建造费用最小时的r.
考点:利用导数求闭区间上函数的最值;函数解析式的求解及常用方法
专题:函数的性质及应用;导数的概念及应用.
分析:(1)由圆柱和球的体积的表达式,得到l和r的关系.再由圆柱和球的表面积公式建立关系式,将表达式中的l用r表示.并注意到写定义域时,利用l≥2r,求出自变量r的范围.(2)用导数的知识解决,注意到定义域的限制,在区间(0,2]中,极值未必存在,将极值点在区间内和在区间外进行分类讨论.
解答:解:(1)由体积V=,解得l=
,∴y=2πrl×3+4πr2×c=6πr×
+4cπr2=2π•
,又l≥2r,即
≥2r,解得0<r≤2∴其定义域为(0,2].(2)由(1)得,y′=8π(c﹣2)r﹣
,=
,0<r≤2由于c>3,所以c﹣2>0当r3﹣
=0时,则r=
令
=m,(m>0)所以y′=
①当0<m<2即c>
时,当r=m时,y′=0当r∈(0,m)时,y′<0当r∈(m,2)时,y′>0所以r=m是函数y的极小值点,也是最小值点.②当m≥2即3<c≤
时,当r∈(0,2)时,y′<0,函数单调递减.所以r=2是函数y的最小值点.综上所述,当3<c≤
时,建造费用最小时r=2;当c>
时,建造费用最小时r=
点评:利用导数的知识研究函数单调性,函数最值问题是高考经常考查的知识点,同时分类讨论的思想也蕴含在其中.
22.(14分)(2011•山东)已知直线l与椭圆C:交于P(x1,y1),Q(x2,y2)两不同点,且△OPQ的面积S△OPQ=
,其中O为坐标原点.
(Ⅰ)证明x12+x22和y12+y22均为定值;
(Ⅱ)设线段PQ的中点为M,求|OM|•|PQ|的最大值;
(Ⅲ)椭圆C上是否存在点D,E,G,使得S△ODE=S△ODG=S△OEG=?若存在,判断△DEG的形状;若不存在,请说明理由.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程;圆锥曲线中的最值与范围问题.
分析:(Ⅰ)根据已知设出直线l的方程,利用弦长公式求出|PQ|的长,利用点到直线的距离公式求点O到直线l的距离,根据三角形面积公式,即可求得x12+x22和y12+y22均为定值;(Ⅱ)由(I)可求线段PQ的中点为M,代入|OM|•|PQ|并利用基本不等式求最值;(Ⅲ)假设存在D(u,v),E(x1,y1),G(x2,y2),使得S△ODE=S△ODG=S△OEG=由(Ⅰ)得u2+x12=3,u2+x22=3,x12+x22=3;v2+y12=2,v2+y22=2,y12+y22=2,从而求得点D,E,G,的坐标,可以求出直线DE、DG、EG的方程,从而得到结论.
解答:解:(Ⅰ)1°当直线l的斜率不存在时,P,Q两点关于x轴对称,所以x1=x2,y1=﹣y2,∵P(x1,y1)在椭圆上,∴ ①又∵S△OPQ=
,∴|x1||y1|=
②由①②得|x1|=
,|y1|=1.此时x12+x22=3,y12+y22=2;2°当直线l的斜率存在时,是直线l的方程为y=kx+m(m≠0),将其代入
得(3k2+2)x2+6kmx+3(m2﹣2)=0,△=36k2m2﹣12(3k2+2)(m2﹣2)>0即3k2+2>m2,又x1+x2=﹣
,x1•x2=
,∴|PQ|=
=
,∵点O到直线l的距离为d=
,∴S△OPQ=
=
,又S△OPQ=
,整理得3k2+2=2m2,此时x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1x2=(﹣
)2﹣2
=3,y12+y22=
(3﹣x12)+
(3﹣x22)=4﹣
(x12+x22)=2;综上所述x12+x22=3,y12+y22=2.结论成立.(Ⅱ)1°当直线l的斜率不存在时,由(Ⅰ)知|OM|=|x1|=
,|PQ|=2|y1|=2,因此|OM|•|PQ|=
.2°当直线l的斜率存在时,由(Ⅰ)知
=﹣
,
=k
+m=
=
|OM|2=(
)2+(
)2=
=
,|PQ|2=(1+k2)
=
=2(2+
),所以|OM|2|PQ|2=
×
=(3﹣
)(2+
)
=
.|OM|•|PQ|
.当且仅当
=2+
,即m=±
时,等号成立.综合1°2°得|OM|•|PQ|的最大值为
;(Ⅲ)椭圆C上不存在三点D,E,G,使得S△ODE=S△ODG=S△OEG=
,证明:假设存在D(u,v),E(x1,y1),G(x2,y2),使得S△ODE=S△ODG=S△OEG=
由(Ⅰ)得u2+x12=3,u2+x22=3,x12+x22=3;v2+y12=2,v2+y22=2,y12+y22=2解得u2=x12=x22=
;v2=y12=y22=1.因此u,x1,x2只能从±
中选取,v,y1,y2只能从±1中选取,因此点D,E,G,只能在(±
,±1)这四点中选取三个不同点,而这三点的两两连线中必有一条过原点,与S△ODE=S△ODG=S△OEG=
矛盾.所以椭圆C上不存在满足条件的三点D,E,G.
点评:此题是个难题.本题考查了直线与椭圆的位置关系,弦长公式和点到直线的距离公式,是一道综合性的试题,考查了学生综合运用知识解决问题的能力.其中问题(III)是一个开放性问题,考查了同学们观察、推理以及创造性地分析问题、解决问题的能力.