2023年高考数列综合应用问题

发布 2022-01-13 11:54:28 阅读 8815

2011突破难点。

十四)数列综合应用问题。

案例**。例1]从社会效益和经济效益出发,某地投入资金进行生态环境建设,并以此发展旅游产业,根据规划,本年度投入800万元,以后每年投入将比上年减少,本年度当地旅游业收入估计为400万元,由于该项建设对旅游业的促进作用,预计今后的旅游业收入每年会比上年增加。

1)设n年内(本年度为第一年)总投入为an万元,旅游业总收入为bn万元,写出an,bn的表达式;

2)至少经过几年,旅游业的总收入才能超过总投入?

命题意图:本题主要考查建立函数关系式、数列求和、不等式等基础知识;考查综合运用数学知识解决实际问题的能力,本题有很强的区分度,属于应用题型,正是近几年高考的热点和重点题型,属★★★级题目。

知识依托:本题以函数思想为指导,以数列知识为工具,涉及函数建模、数列求和、不等式的解法等知识点。

错解分析:(1)问an、bn实际上是两个数列的前n项和,易与“通项”混淆;(2)问是既解一元二次不等式又解指数不等式,易出现偏差。

技巧与方法:正确审题、深刻挖掘数量关系,建立数量模型是本题的灵魂,(2)问中指数不等式采用了换元法,是解不等式常用的技巧。

解:(1)第1年投入为800万元,第2年投入为800×(1-)万元,…第n年投入为800×(1-)n-1万元,所以,n年内的总投入为。

an=800+800×(1-)+800×(1-)n-1=800×(1-)k-1

4000×[1-()n]

第1年旅游业收入为400万元,第2年旅游业收入为400×(1+),第n年旅游业收入400×(1+)n-1万元。所以,n年内的旅游业总收入为。

bn=400+400×(1+)+400×(1+)k-1=400×()k-1.

1600×[(n-1]

2)设至少经过n年旅游业的总收入才能超过总投入,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.

至少经过5年,旅游业的总收入才能超过总投入。

例2]已知sn=1++…n∈n*)设f(n)=s2n+1-sn+1,试确定实数m的取值范围,使得对于一切大于1的自然数n,不等式:f(n)>[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2恒成立。

命题意图:本题主要考查应用函数思想解决不等式、数列等问题,需较强的综合分析问题、解决问题的能力。属★★★级题目。

知识依托:本题把函数、不等式恒成立等问题组合在一起,构思巧妙。

错解分析:本题学生很容易求f(n)的和,但由于无法求和,故对不等式难以处理。

技巧与方法:解决本题的关键是把f(n)(n∈n*)看作是n的函数,此时不等式的恒成立就转化为:函数f(n)的最小值大于[logm(m-1)]2-[log(m-1)m]2.

解:∵sn=1++…n∈n*)

f(n+1)>f(n)

f(n)是关于n的增函数。

f(n) min=f(2)=

要使一切大于1的自然数n,不等式。

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

此时设[logm(m-1)]2=t 则t>0

于是解得0<t<1

由此得0<[logm(m-1)]2<1

解得m>且m≠2.

锦囊妙计。1.解答数列综合题和应用性问题既要有坚实的基础知识,又要有良好的思维能力和分析、解决问题的能力;解答应用性问题,应充分运用观察、归纳、猜想的手段,建立出有关等差(比)数列、递推数列模型,再综合其他相关知识来解决问题。

2.纵观近几年高考应用题看,解决一个应用题,重点过三关:

1)事理关:需要读懂题意,明确问题的实际背景,即需要一定的阅读能力。

2)文理关:需将实际问题的文字语言转化数学的符号语言,用数学式子表达数学关系。

3)事理关:在构建数学模型的过程中;要求考生对数学知识的检索能力,认定或构建相应的数学模型,完成用实际问题向数学问题的转化。构建出数学模型后,要正确得到问题的解,还需要比较扎实的基础知识和较强的数理能力。

歼灭难点训练。

一、选择题。

1.(★已知二次函数y=a(a+1)x2-(2a+1)x+1,当a=1,2,…,n,…时,其抛物线在x轴上截得的线段长依次为d1,d2,…,dn,…,则(d1+d2+…+dn)的值是( )

a.1b.2c.3d.4

二、填空题。

2.(★在直角坐标系中,o是坐标原点,p1(x1,y1)、p2(x2,y2)是第一象限的两个点,若1,x1,x2,4依次成等差数列,而1,y1,y2,8依次成等比数列,则△op1p2的面积是。

3.(★从盛满a升酒精的容器里倒出b升,然后再用水加满,再倒出b升,再用水加满;这样倒了n次,则容器中有纯酒精___升。

4.(★据2023年3月5日九届人大五次会议《**工作报告》:“2023年国内生产总值达到95933亿元,比上年增长7.

3%,”如果“十·五”期间(2023年~2023年)每年的国内生产总值都按此年增长率增长,那么到“十·五”末我国国内年生产总值约为___亿元。

三、解答题。

5.(★已知数列满足条件:a1=1,a2=r(r>0),且是公比为q(q>0)的等比数列,设bn=a2n-1+a2n(n=1,2,…)

1)求出使不等式anan+1+an+1an+2>an+2an+3(n∈n*)成立的q的取值范围;

2)求bn和,其中sn=b1+b2+…+bn;

3)设r=219.2-1,q=,求数列{}的最大项和最小项的值。

6.(★某公司全年的利润为b元,其中一部分作为奖金发给n位职工,奖金分配方案如下:首先将职工按工作业绩(工作业绩均不相同)从大到小,由1到n排序,第1位职工得奖金元,然后再将余额除以n发给第2位职工,按此方法将奖金逐一发给每位职工,并将最后剩余部分作为公司发展**。

1)设ak(1≤k≤n)为第k位职工所得奖金金额,试求a2,a3,并用k、n和b表示ak(不必证明);

2)证明ak>ak+1(k=1,2,…,n-1),并解释此不等式关于分配原则的实际意义;

3)发展**与n和b有关,记为pn(b),对常数b,当n变化时,求pn(b).

7.(★据有关资料,2023年我国工业废弃垃圾达到7.4×108吨,占地562.

4平方公里,若环保部门每年**或处理1吨旧物资,则相当于处理和减少4吨工业废弃垃圾,并可节约开采各种矿石20吨,设环保部门2023年**10万吨废旧物资,计划以后每年递增20%的**量,试问:

1)2023年**废旧物资多少吨?

2)从2023年至2023年可节约开采矿石多少吨(精确到万吨)?

3)从2023年至2023年可节约多少平方公里土地?

8.(★已知点的序列an(xn,0),n∈n,其中x1=0,x2=a(a>0),a3是线段a1a2的中点,a4是线段a2a3的中点,…,an是线段an-2an-1的中点,….

1)写出xn与xn-1、xn-2之间关系式(n≥3);

2)设an=xn+1-xn,计算a1,a2,a3,由此推测数列的通项公式,并加以证明;

3)求xn.

参***。难点磁场。

解:(1)设f(x)=a(x-)2-,由f(1)=0得a=1.

f(x)=x2-(t+2)x+t+1.

2)将f(x)=(x-1)[x-(t+1)]代入已知得:

x-1)[x-(t+1)]g(x)+anx+bn=xn+1,上式对任意的x∈r都成立,取x=1和x=t+1分别代入上式得:

且t≠0,解得an=[(t+1)n+1-1],bn=[1-(t+1n)

3)由于圆的方程为(x-an)2+(y-bn)2=rn2,又由(2)知an+bn=1,故圆cn的圆心on在直线x+y=1上,又圆cn与圆cn+1相切,故有rn+rn+1=|an+1-an|= t+1)n+1

设的公比为q,则。

得q==t+1,代入①得rn=

sn=π(r12+r22+…+rn2)=[t+1)2n-1]

歼灭难点训练。

一、1.解析:当a=n时y=n(n+1)x2-(2n+1)x+1

由|x1-x2|=,得dn=,∴d1+d2+…+dn

答案:a二、2.解析:

由1,x1,x2,4依次成等差数列得:2x1=x2+1,x1+x2=5解得x1=2,x2=3.又由1,y1,y2,8依次成等比数列,得y12=y2,y1y2=8,解得y1=2,y2=4,p1(2,2),p2(3,4).

∴3,4)

答案:13.解析:第一次容器中有纯酒精a-b即a(1-)升,第二次有纯酒精a(1-)-即a(1-)2升,故第n次有纯酒精a(1-)n升。

答案:a(1-)n

4.解析:从2023年到2023年每年的国内生产总值构成以95933为首项,以7.3%为公比的等比数列,∴a5=95933(1+7.3%)4≈120000(亿元).

答案:120000

三、5.解:(1)由题意得rqn-1+rqn>rqn+1.由题设r>0,q>0,故从上式可得:q2-q-1<0,解得<q<,因q>0,故0<q<;

2)∵.b1=1+r≠0,所以是首项为1+r,公比为q的等比数列,从而bn=(1+r)qn-1.

当q=1时,sn=n(1+r),从上式可知,当n-20.2>0,即n≥21(n∈n*)时,cn随n的增大而减小,故。

1<cn≤c21=1+=2.25

当n-20.2<0,即n≤20(n∈n*)时,cn也随n的增大而减小,故1>cn≥c20=1+=-4

综合①②两式知,对任意的自然数n有c20≤cn≤c21,故的最大项c21=2.25,最小项c20=-4.

6.解:(1)第1位职工的奖金a1=,第2位职工的奖金a2= (1-)b,第3位职工的奖金a3= (1-)2b,…,第k位职工的奖金ak= (1-)k-1b;

2)ak-ak+1= (1-)k-1b>0,此奖金分配方案体现了“按劳分配”或“不吃大锅饭”的原则。

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