每日一题[1812] 后发先至

$\tt Debra$ 不断地掷硬币,直到她连续得到两个正面或两个反面时停止,则她以看到连续两个正面为结束时看到第二个正面之前先看到第二个反面的概率是_______.

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每日一题[1811]来回摇摆

$\tt Henry$ 决定在某天早上进行锻炼,他从家出发 $2$ 千米外的健身房并走了 $\dfrac 34$ 的路程,此时他改变了主意,掉头回家,并走了离家距离的 $\dfrac 34$,然后他又改变了主意,走了离健身房距离的 $\dfrac 34$,以此类推.如果 $\tt Henry$ 持续在距离当前目的地的 $\dfrac 34$ 路程处改变主意,那么最后他将近似在离家 $A$ 千米处和离家 $B$ 千米处之家来回走动,则 $|A-B|=$ _______.

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每日一题[1810]递推构造

对于无穷数列 $\{a_n\},\{b_n\}$,若 $b_k=\max\{a_1,a_2,\cdots,a_k\}-\min\{a_1,a_2,\cdots,a_k\}$($k=1,2,3,\cdots$),则称 $\{b_n\}$ 是 $\{a_n\}$ 的收缩数列,其中,$\max\{a_1,a_2,\cdots,a_k\}$,$\min\{a_1,a_2,\cdots,a_k\}$ 分别表示 $a_1,a_2,\cdots,a_k$ 中的最大数与最小数.已知 $\{a_n\}$ 为无穷数列,其前 $n$ 项和为 $S_n$,数列 $\{b_n\}$ 是 $\{a_n\}$ 的收缩数列.

1、若 $a_n=2n+1$,求 $\{b_n\}$ 的前 $n$ 项和.

2、证明:$\{b_n\}$ 的收缩数列仍是 $\{b_n\}$.

3、若 $S_1+S_2+\cdots+S_n=\dfrac{n(n+1)}2a_1+\dfrac{n(n-1)}2b_n$($n=1,2,3,\cdots$),求所有满足该条件的 $\{a_n\}$.

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每日一题[1809]映射与对应

已知集合 $M\subseteq N^{\ast}$,且 $M$ 中的元素个数 $n$ 大于等于 $5$.若集合 $M$ 中存在四个不同的元素 $a,b,c,d$,使得 $a+b=c+d$,则称集合 $M$ 是关联的,并称集合 $\{a,b,c,d\}$ 是集合 $M$ 的关联子集;若集合 $M$ 不存在关联子集,则称集合 $M$ 是独立的.

1、分别判断集合 $\{2,4,6,8,10\}$ 与 $\{1,2,3,5,8\}$ 是关联的还是独立的?若是关联的,写出其所有的关联子集.

2、已知集合 $M=\{a_1,a_2,a_3,a_4,a_5\}$ 是关联的,且任取集合 $\{a_i,a_j\}\subseteq M$,总存在 $M$ 的关联子集 $A$,使得 $\{a_i,a_j\}\subseteq A$,若 $a_1<a_2<a_3<a_4<a_5$,求证:$a_1,a_2,a_3,a_4,a_5$ 是等差数列.

3、若集合 $M$ 是独立的,求证:存在 $x\in M$,使得 $x>\dfrac{n^2-n+9}4$.

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每日一题[1808]坐标变换

已知椭圆 $C:\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{2}=1$,过点 $P\left(\dfrac{\sqrt 2}{3},-\dfrac 13\right)$ 而不过点 $Q(\sqrt 2,1)$ 的动直线 $l$ 交椭圆 $C$ 于 $A,B$ 两点.

1、求 $\angle{AQB}$.

2、记 $\triangle{QAB}$ 的面积为 $S$,证明:$S<3$.

解析

1、平移坐标系,使得 $Q$ 为坐标原点,则椭圆方程变为\[C':\dfrac{\left(x'+\sqrt 2\right)^2}4+\dfrac{\left(y'+1\right)^2}2=1,\]即\[C':\dfrac{x'^2}4+\dfrac{y'^2}2+\dfrac{\sqrt 2}2x'+y'=0,\]此时 $P'\left(-\dfrac{2\sqrt 2}3,-\dfrac 43\right)$,设过点 $P'$ 的直线\[l':m\left(x'+\dfrac{2\sqrt 2}3\right)+n\left(y'+\dfrac 43\right)=0,\]化齐次联立,有\[\dfrac{x'^2}4+\dfrac{y'^2}2+\left(\dfrac{\sqrt 2}2x'+y'\right)\cdot \dfrac{mx'+ny'}{-\dfrac{2\sqrt 2}3m-\dfrac 43n}=0,\]由于 $x'^2$ 和 $y'^2$ 的系数之和为\[\dfrac 14+\dfrac 12+\dfrac{\dfrac{\sqrt 2}2m+n}{-\dfrac{2\sqrt 2}3m-\dfrac 43n}=0,\]因此 $A'Q'\perp B'Q'$,进而 $\angle AQB=90^\circ$.

2、作伸缩变换 $x'=x$,$y'=\sqrt 2y$,则椭圆方程变为 $C':x'^2+y'^2=4$,且 $P'\left(\dfrac{\sqrt 2}3,-\dfrac{\sqrt 2}3\right)$,$Q'\left(\sqrt 2,\sqrt 2\right)$,于是 $\triangle Q'A'B'$ 的面积\[S'<\dfrac 12\cdot |P'Q'|\cdot 4=\dfrac{4\sqrt{10}}3,\]因此 $\triangle QAB$ 的面积\[S<\dfrac1{\sqrt 2}S=\dfrac{4\sqrt 5}3<3,\]原命题得证.

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每日一题[1807]曲线救国

设数列 $\{a_n\}$ 为等差数列,数列 $\{b_n\}$ 满足:$b_1=a_1$,$b_2=a_2+a_3$,$b_3=a_4+a_5+a_6$,$\cdots $,若 $\lim\limits_{n\to \infty}{\dfrac{b_n}{n^3}}=2$,则数列 $\{a_n\}$ 的公差 $d$ 为(       )

A.$\dfrac 12$

B.$1$

C.$2$

D.$4$

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每日一题[1806]左右放缩

已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1=\dfrac 13$,$a_{n+1}=a_n+\dfrac{a_n^2}{n^2}$($n\in \mathbb N^{\ast}$).

1、证明:对一切 $n\in \mathbb N^{\ast}$,有 $a_n<a_{n+1}<1$.

2、证明:对一切 $n\in \mathbb N^{\ast}$,有 $a_n>\dfrac 12 -\dfrac 1{4n}$.

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每日一题[1805]因式分解

已知二次函数 $f(x)=x^2+bx+c$ 的图象过点 $(1,13)$,且函数 $y=f\left(x-\dfrac 12\right)$ 是偶函数.

1、求 $f(x)$ 的解析式.

2、函数 $y=f(x)$ 的图象上是否存在这样的点,其横坐标是正整数,纵坐标是一个完全平方数?如果存在,求出这样的点的坐标;如果不存在,请说明理由.

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每日一题[1804]“分离变量”

已知关于 $x$ 的方程 $|x-k|=\dfrac{\sqrt 2}{2}k\sqrt x$ 在区间 $[k-1,k+1]$ 上有两个不相等的实根,则实数 $k$ 的取值范围是_______.

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每日一题[1803]七虚三实

对一切满足 $|x|+|y|\leqslant 1$ 的实数 $x,y$,不等式 $\left|2x-3y+\dfrac 32\right|+|y-1|+|2y-x-3|\leqslant a$ 恒成立,则实数 $a$ 的最小值为_______.

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