每日一题[242] 图象的伸缩

正弦型函数\(y=A\sin(\omega x+\varphi)+B\)中最富有变化的参数是\(\omega\),\(\omega\)的变化相当于弹簧的压缩(\(\omega>1\))或拉伸(\(\omega<1\)),其中函数图象与\(y\)的交点为弹簧的固定点,各点到\(y\)轴的距离成比例变化.

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从图象伸缩的角度可以对正弦型函数中的参数\(\omega\)有更直观的认识,有时可以大大简化计算:

2015年全国高中数学联合竞赛A卷第7题:

设\(\omega\)为正实数,若存在\(a,b\)(\(\mathrm{\pi}\leqslant a<b\leqslant 2\mathrm{\pi}\)),使得\(\sin\omega a+\sin\omega b=2\),则\(\omega\)的取值范围是_______.

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每日一题[241] 分析端点

2013年高考浙江卷理科数学第17题(填空压轴题):

设\(a\in\mathcal R\),若\(x>0\)时均有\(\left[(a-1)x-1\right]\left(x^2-ax-1\right)\geqslant 0\),则\(a=\)_______.

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每日一题[240] 磁力神

2013年全国高中数学联赛江西省预赛第12题:

试确定,是否存在\(1,2,3,\cdots,2013\)的一个以\(2013\)结尾的排列,从第二项起,每一项与前一项的差的绝对值不是\(20\)就是\(13\)?证明你的结论. 继续阅读 →

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2015年全国高中数学联合竞赛A卷

一试

一、填空题 本小题共8小题,每小题8分,满分64分.

1、设\(a,b\)是不相等的实数,若二次函数\(f(x)=x^2+ax+b\)满足\(f(a)=f(b)\),则\(f(2)\)的值为_______. 继续阅读 →

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每日一题[239] 格物致知

2013年全国高中数学联赛湖北省预赛试题:

从集合\(\{1,2,3,\cdots,30\}\)中取出\(5\)个不同的数,使这五个数构成等差数列,则可以得到的不同的等差数列的个数为_______.

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每日一题[238] 从作图到破题

在四边形\(ABCD\)中,\(AB=AD\),\(\angle CAB=3\angle CAD\),\(\angle ACD=\angle CBD\)且为锐角,求\(\tan\angle ACD\).
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每日一题[237] 正三角形的亲密度

在正三角形\(ABC\)的底边\(BC\)上取中点\(M\),在与底边\(BC\)相邻的两条边\(BA\)和\(CA\)上分别取点\(P\)、\(Q\),若线段\(PQ\)对\(M\)的张角\(\angle PMQ\)为锐角,则称点\(P\)、\(Q\)亲密.若点\(P\)、\(Q\)在\(BA\)、\(CA\)上的位置随机均匀分布,则\(P\)、\(Q\)亲密的概率称为正三角形的亲密度.试求正三角形的亲密度.

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每日一题[236] 顺藤摸瓜

已知\(x,y,z\)均为非负实数,\(x+y+z=3\),求证:\(x^2y+y^2z+z^2x\leqslant 4\).

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每日一题[235] 弧长与折线长

2013年高考江西卷理科数学第10题(选择压轴题,有不影响本质的改动):

QQ20150911-2

如图,半径为\(1\)的半圆\(O\)与等边三角形\(ABC\)夹在平行线\(l_1\)、\(l_2\)之间,\(l\parallel l_1\),\(l\)与半圆相交于\(F\)、\(G\)两点,与三角形\(ABC\)两边相交于\(E\)、\(D\)两点.设弧\(FG\)的长为\(x\)(\(0<x<\pi\)),\(y=EB+BC+CD\),若\(l\)从\(l_1\)平行移动到\(l_2\),则函数\(y=f(x)\)的图象大致是_______.


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利用函数研究数列单调性的常见误区

数列是定义域离散化的函数,因此我们常常利用数列的通项公式对应的函数研究数列的性质(尤其是数列的单调性).但在使用这种方法研究数列的单调性时,一定需要时刻提醒自己注意数列的离散特性,否则容易进入以下两种新手常见的误区.

误区一     将函数的单调性等同于数列的单调性

例题1、数列\(\{a_n\}\)的通项公式为\(a_n=2n^2-tn+1,n\in \mathcal N^*\),若数列\(\{a_n\}\)为递增数列,求实数\(t\)的取值范围.

误解    题意等价为函数\[f(x)=2x^2-tx+1\]在\(x\geqslant 1\)时单调递增,而函数\(f(x)\)的单调递增区间为\(\left[\dfrac t4,+\infty\right)\),于是由\[\dfrac t4\leqslant 1,\]解得\[t\leqslant 4.\]

正解    当\(n\geqslant 2\land n\in\mathcal N^*\)时,数列\(\{a_n\}\)的阶差\[\begin{split}\Delta a_n&=a_n-a_{n-1}\\&=2n^2-tn+1-\left[2(n-1)^2-t(n-1)+1\right]\\&=4n-(t+2),\end{split}\]于是题意等价为\[\forall n\geqslant 2\land n\in \mathcal N^*,\Delta a_n>0\]于是解得\(t<6\).

错因    如图,当\(t=5.5\)时,\(f(x)\)虽然不是在\(x\geqslant 1\)上的单调递增函数,但其对应的散点图,也即\(n-a_n\)的图象仍然是上升的.

QQ20150910-2

小结    数列的通项公式对应的函数在某区间上存在单调性是数列在对应范围存在单调性的充分非必要条件.

误区二     将函数的最值等同于数列的最值

例题2、数列\(\{a_n\}\)的通项公式\(a_n=\dfrac{n-\sqrt{99}}{n-\sqrt{98}}\),\(n\in\mathcal N^*\),请问数列\(\{a_n\}\)是否有最大项和最小项?如果有,请求出;如果没有,请说明理由.

误解    由于数列通项对应的函数\[f(x)=\dfrac{x-\sqrt{99}}{x-\sqrt{98}}\]没有最值,于是数列\(\{a_n\}\)没有最值.

正解    如下图,由数列通项对应的函数\[f(x)=\dfrac{x-\sqrt{99}}{x-\sqrt{98}}\]的图象离散化可以得到数列\(n-a_n\)的图象.
QQ20150910-1
由图象知数列\(\{a_n\}\)中,\(a_9\)为最大项,\(a_{10}\)为最小项.

错因    数列的通项公式对应的函数没有最值并不能保证数列没有最大或最小项.

小结    数列的通项公式对应的函数有最大(小)值是数列有最大(小)项的既不充分也不必要条件.例题给出了不必要的情形,请读者给出不充分的例子.

参考答案    函数\(f(x)=\sin x\)有最大值和最小值,但\(a_n=\sin n,n\in\mathcal N^*\)既没有最大项也没有最小项.

练习    (云南师大附中2015届第7次月考理15文16)已知数列\(\left\{a_n\right\}\),并且\(a_n=\begin{cases}n^2-5xn+4,&n\leqslant 5,\\(x-23){\log_2}(n-4),&n>5,\end{cases}\)\(n\in\mathcal N^*\),若\(\{a_n\}\)是递减数列,则实数\(x\)的取值范围是_______.

参考答案    \(\left(\dfrac 95,2\right)\).

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