【例3】(2007年遼寧卷,理22)已知函數(shù)f(x)=e2x-2t(ex+x)+x2+2t2+1,g(x)=-f'(x)。
(I)證明:當t<2-時,g(x)在R上是增函數(shù);
(II)對于給定的閉區(qū)間[a,b],試說明存在實數(shù)k,t>k 時,g(x)在閉區(qū)間[a,b]上是減函數(shù);
(III)證明:f(x)≥-。
【解】(I)f'(x)=2e2x-2t(ex+1)+2x,
g(x)=-f'(x)=e2x-t(ex+1)+x,
g'(x)=2e2x-tex+1=2(ex--)2+1--,
因為t<2-,則1-->0,所以,g'(x)>0,
所以,當t<2-時,g(x)在R上是增函數(shù)。
(II)本題等價于存在實數(shù)k,當t>k時,在閉區(qū)間[a,b]上g'(x)<0;
由g'(x)=2e2x-tex+1<0,t>2ex+e-x令h(x)=2ex+e-x,
由于h(x)是閉區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù),所以,h(x) 一定有值,設(shè)該值為k,則必有t>k,
于是,當t>k=(2ex+e-x)max時,有g(shù)'(x)<0 ,即g(x)在閉區(qū)間[a,b]上是減函數(shù);
(III)證明:把f(x)看作t的函數(shù),
設(shè)F(t)=2t2-2(ex+x)t+e2x+x2+1,則F(t)=2(t--)2+-(ex-x)2+1≥-(ex-x)2+1。
設(shè)H(x)=ex-x則H'(x)=ex-1
所以,H(x)的最小值為1,從而H(x)=ex-x≥1于是,F(xiàn)(t)=-(ex-x)2+1≥-,即f(x)≥-。
【例4】(2007年重慶卷,理,文)已知各項均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足S1>1,且6Sn=(an+1)(an+2),n∈N。
(Ⅰ)求{an}的通項公式;
(Ⅱ)設(shè)數(shù)列{bn}滿足an(--1)=1并記Tn為{bn}的前n項和,求證:
3Tn+1>log2(an+3),n∈N。
【解】(I)由a1=S1=-(a1+1)(a1+2),解得a1=1或a1=2,
由假設(shè)a1=S1>1,因此a1=2,
又由an+1=Sn+1-Sn=-(an+1+1)(an+1+2)--(an+1)(an+2),
得(an+1+an)(an+1-an-3)=0,
即an+1-an-3=0或an+1=-an,因an>0,故an+1=-an不成立,舍去。
因此an+1-an=3,從而{an}是公差為3,首項為2的等差數(shù)列,
故{an}的通項為an=3n-1。
(II)證明:用比較法。由an(--1)=1可解得
bn=log2(1+-)=log2-;
從而Tn=b1+b2+……+bn=log2(-·■……-)。
因此3Tn+1-log2(an+3)=log2(-·■……-)3·■。
令f(n)=(-·■……-)3·■,
則-=-·(-)3=-。
因(3n+3)3-(3n+5)(3n+2)2=9n+7>0,故f(n+1)>f(n)。
特別地f(n)≥f(1)=->1,從而3Tn+1-log2(an+3)=log2f(n)>0 。
即3Tn+1>log2(an+3)。
以上,向大家介紹了數(shù)學(xué)高考的四個數(shù)學(xué)特點,數(shù)學(xué)試卷體現(xiàn)數(shù)學(xué)特點是順理成章的事情,這就啟發(fā)我們在高考復(fù)習(xí)時要注意數(shù)學(xué)特點所涉及的幾個方面
(I)證明:當t<2-時,g(x)在R上是增函數(shù);
(II)對于給定的閉區(qū)間[a,b],試說明存在實數(shù)k,t>k 時,g(x)在閉區(qū)間[a,b]上是減函數(shù);
(III)證明:f(x)≥-。
【解】(I)f'(x)=2e2x-2t(ex+1)+2x,
g(x)=-f'(x)=e2x-t(ex+1)+x,
g'(x)=2e2x-tex+1=2(ex--)2+1--,
因為t<2-,則1-->0,所以,g'(x)>0,
所以,當t<2-時,g(x)在R上是增函數(shù)。
(II)本題等價于存在實數(shù)k,當t>k時,在閉區(qū)間[a,b]上g'(x)<0;
由g'(x)=2e2x-tex+1<0,t>2ex+e-x令h(x)=2ex+e-x,
由于h(x)是閉區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù),所以,h(x) 一定有值,設(shè)該值為k,則必有t>k,
于是,當t>k=(2ex+e-x)max時,有g(shù)'(x)<0 ,即g(x)在閉區(qū)間[a,b]上是減函數(shù);
(III)證明:把f(x)看作t的函數(shù),
設(shè)F(t)=2t2-2(ex+x)t+e2x+x2+1,則F(t)=2(t--)2+-(ex-x)2+1≥-(ex-x)2+1。
設(shè)H(x)=ex-x則H'(x)=ex-1
所以,H(x)的最小值為1,從而H(x)=ex-x≥1于是,F(xiàn)(t)=-(ex-x)2+1≥-,即f(x)≥-。
【例4】(2007年重慶卷,理,文)已知各項均為正數(shù)的數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足S1>1,且6Sn=(an+1)(an+2),n∈N。
(Ⅰ)求{an}的通項公式;
(Ⅱ)設(shè)數(shù)列{bn}滿足an(--1)=1并記Tn為{bn}的前n項和,求證:
3Tn+1>log2(an+3),n∈N。
【解】(I)由a1=S1=-(a1+1)(a1+2),解得a1=1或a1=2,
由假設(shè)a1=S1>1,因此a1=2,
又由an+1=Sn+1-Sn=-(an+1+1)(an+1+2)--(an+1)(an+2),
得(an+1+an)(an+1-an-3)=0,
即an+1-an-3=0或an+1=-an,因an>0,故an+1=-an不成立,舍去。
因此an+1-an=3,從而{an}是公差為3,首項為2的等差數(shù)列,
故{an}的通項為an=3n-1。
(II)證明:用比較法。由an(--1)=1可解得
bn=log2(1+-)=log2-;
從而Tn=b1+b2+……+bn=log2(-·■……-)。
因此3Tn+1-log2(an+3)=log2(-·■……-)3·■。
令f(n)=(-·■……-)3·■,
則-=-·(-)3=-。
因(3n+3)3-(3n+5)(3n+2)2=9n+7>0,故f(n+1)>f(n)。
特別地f(n)≥f(1)=->1,從而3Tn+1-log2(an+3)=log2f(n)>0 。
即3Tn+1>log2(an+3)。
以上,向大家介紹了數(shù)學(xué)高考的四個數(shù)學(xué)特點,數(shù)學(xué)試卷體現(xiàn)數(shù)學(xué)特點是順理成章的事情,這就啟發(fā)我們在高考復(fù)習(xí)時要注意數(shù)學(xué)特點所涉及的幾個方面