1、5个正整数,任意4个的和构成集合{44,45,46,47},求这5个整数.
2、甲乙两人采用五局三胜制比赛,单局甲获胜的概率为p且p>12,甲最终获胜的概率为q,当p为何值时q−p最大?
3、已知f(x)=√22(cosx−sinx)sin(x+π4)−2asinx+b的最大值为1,最小值为−4,求a,b的值.
4、已知f(x)的反函数为f−1(x),g(x)的反函数为g−1(x).
(1)求证:f(g(x))的反函数为g−1(f−1(x));
(2)若f(g(x))为奇函数,求证g−1(f−1(x))也为奇函数.
5、已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),圆x2+y2=b2,过椭圆上的动点M作圆的两条切线,切点分别为P、Q,直线PQ与坐标轴的交点为E、F,求△EOF面积的最小值.
6、已知数列{an}满足an+1=npn+qan,a1=0.
(1)若q=1,求{an}的通项公式;
(2)若|p|<1,|q|<1,求证:数列{an}有界.
7、求证:当x⩽n时,n−n(1−xn)nex⩽x2.
参考答案
1、设这5个整数分别为a1,a2,a3,a4,a5,则
它们任意4个的和(共有5个)之和为4(a1+a2+a3+a4+a5)必为4的倍数.
考虑到44≡0(mod4),45≡1(mod4),46≡2(mod4),47≡3(mod4),于是这5个整数任意4个的和为44,45,46,46,47.因此a1+a2+a3+a4+a5=14(44+45+46+46+47)=57.这5个整数分别为57−44,57−45,57−46,57−46,57−47即10,11,11,12,13.
2、根据题意q=C22p2⋅p+C23p2(1−p)⋅p+C24p2(1−p)2⋅p=p3+3p3(1−p)+6p3(1−p)2=6p5−15p4+10p3,于是q−p=6p5−15p4+10p3−p.因此(6p5−15p4+10p3−p)′=30p4−60p3+30p2−1=30p2(p−1)2−1,由p(p−1)=−√130,解得p=1+√1−4√1302为使得q−p最大的p的值.
3、根据题意f(x)=√22(cosx−sinx)(√22sinx+√22cosx)−2asinx+b=12(1−2sin2x)−2asinx+b=−sin2x−2asinx+b+12,令y=f(x),t=sinx,t∈[−1,1],则y=−t2−2at+b+12,考虑到对称轴为t=−a,于是{−a<−1y|t=−1=1y|t=1=−4∨{−1⩽−a<0y|t=−a=1y|t=1=−4∨{0⩽−a⩽1y|t=−a=1y|t=−1=−4∨{−a>1y|t=1=1y|t=−1=−4
解得a=±54,b=−1.
4、(1)设g(a)=b,f(b)=c,则f(g(a))=c,a=g−1(b),b=f−1(c),于是a=g−1(f−1(c)).因此f(g(x))的反函数为g−1(f−1(x)).
(2)用分析法,g−1(f−1(x))为奇函数只需要
∀x,g−1(f−1(x))+g−1(f−1(−x))=0⇐∀x,g−1(f−1(x))=−g−1(f−1(−x))⇐∀x,f(g(g−1(f−1(x))))=f(g(−g−1(f−1(−x))))⇐∀x,f(g(g−1(f−1(x))))=−f(g(g−1(f−1(−x))))⇐∀x,x=−(−x).
5、设M(acosθ,bsinθ),则PQ:xacosθ+ybsinθ=b2,即xb2acosθ+ybsinθ=1,于是S△EOF=|12⋅b2acosθ⋅bsinθ|=b3a⋅1|sin2θ|⩾b3a,等号当且仅当θ=π4时取得,因此△EOF面积的最小值为b3a.
6、(1)若p=1,则an=n(n−1)2;
若p≠1,则an=p−pn(1−p)2−(n−1)pn1−p.
(2)由an+1=npn+qan,a1=0,得an+1qn+1=anqn+1q⋅n⋅(pq)n,所以an+1qn+1=1q[(pq)+2(pq)2+3(pq)3+⋯+n(pq)n],故an+1=pqn−1+2p2qn−2+⋯+npn.而当|p|<1时,数列{npn}有界,即存在常数M>0,使得|npn|<M恒成立,所以|an+1|⩽|p|⋅|q|n−1+2|p|2⋅|q|n−2+⋯+n|p|n<M(1+|q|+|q|2+⋯+|q|n−1)<M1−|q|,故数列{an}有界.
7、法一
令f(x)=x2+n(1−xn)nex,则只需要证明当x⩽n时,f(x)⩾n.而
f′(x)=2x+ex[n(1−xn)n+n2(1−xn)n−1(−1n)]=x[2−ex(1−xn)n−1].
情形1 当n=1时,有f(x)=x2+(1−x)ex,于是f′(x)=x(2−ex),可得f(x)在(−∞,0)上单调递减,在(0,ln2)上单调递增,在(ln2,1)上单调递减.因此f(x)的极小值为f(0)=1,以及f(1)=1,原命题得证.
情形2 当n⩾2时,令g(x)=ex(1−xn)n−1,则g′(x)=ex⋅1−xn⋅(1−xn)n−2,于是当x=1时,g(x)取得最大值e(1−1n)n−1.
由于ln(1−1n)<−1n,因此e<(1−1n)−n.于是e(1−1n)n−1<(1−1n)−1=nn−1⩽2,因此2−ex(1−xn)n−1>0,从而f(x)的最小值为f(0)=n,原命题得证.
法二
由于ln(1+xn)<xn,于是ex>(1+xn)n,从而
n−n(1−xn)nex⩽n−n(1−xn)n(1+xn)n=n−n(1−x2n2)n⩽n−n(1−x2n2⋅n)=x2.其中倒数第二步用到了伯努利不等式.