20##年北京高考线性规划归类解析
线性规划问题是解析几何的重点,每年高考必有一道小题。
一、已知线性约束条件,探求线性目标关系最值问题
例1、设变量x、y满足约束条件,则的最大值为 。
解析:如图1,画出可行域,得在直线2x-y=2与直线x-y=-1的交点A(3,4)处,目标函数z最大值为18
点评:本题主要考查线性规划问题,由线性约束条件画出可行域,然后求出目标函数的最大值.,是一道较为简单的送分题。数形结合是数学思想的重要手段之一。
二、已知线性约束条件,探求非线性目标关系最值问题
例2、已知则的最小值是 .
解析:如图2,只要画出满足约束条件的可行域,而表示可行域内一点到原点的距离的平方。由图易知A(1,2)是满足条件的最优解。的最小值是为5。
点评:本题属非线性规划最优解问题。求解关键是在挖掘目标关系几何意义的前提下,作出可行域,寻求最优解。
三、约束条件设计参数形式,考查目标函数最值范围问题。
例3、在约束条件下,当时,目标函数
的最大值的变化范围是()A. B. C. D.
解析:画出可行域如图3所示,当时, 目标函数在处取得最大值, 即;当时, 目标函数在点处取得最大值,即,故,从而选D;
点评:本题设计有新意,作出可行域,寻求最优解条件,然后转化为目标函数Z关于S的函数关系是求解的关键。
四、已知平面区域,逆向考查约束条件。
例4、已知双曲线的两条渐近线与直线围成一个三角形区域,表示该区域的不等式组是()
(A) (B) (C) (D)
解析:双曲线的两条渐近线方程为,与直线围成一个三角形区域(如图4所示)时有。
点评:本题考查双曲线的渐近线方程以及线性规划问题。验证法或排除法是最效的方法。
五、已知最优解成立条件,探求目标函数参数范围问题。
例5已知变量,满足约束条件。若目标函数(其中)仅在点处取得最大值,则的取值范围为 。
解析:如图5作出可行域,由其表示为斜率为,纵截距为z的平行直线系, 要使目标函数(其中)仅在点处取得最大值。则直线过A点且在直线(不含界线)之间。即则的取值范围为。
点评:本题通过作出可行域,在挖掘的几何意义的条件下,借助用数形结合利用各直线间的斜率变化关系,建立满足题设条件的的不等式组即可求解。求解本题需要较强的基本功,同时对几何动态问题的能力要求较高。
六、设计线性规划,探求平面区域的面积问题
例6在平面直角坐标系中,不等式组表示的平面区域的面积是()(A) (B)4 (C) (D)2
解析:如图6,作出可行域,易知不等式组表示的平面区域是一个三角形。容易求三角形的三个顶点坐标为A(0,2),B(2,0),C(-2,0).于是三角形的面积为:从而选B。
点评:有关平面区域的面积问题,首先作出可行域,探求平面区域图形的性质;其次利用面积公式整体或部分求解是关键。
七、研究线性规划中的整点最优解问题
例7、某公司招收男职员x名,女职员y名,x和y须满足约束条件则的最大值是(A)80 (B) 85 (C) 90 (D)95
解析:如图7,作出可行域,由,它表示为斜率为,纵截距为的平行直线系,要使最得最大值。当直线通过取得最大值。因为,故A点不是最优整数解。于是考虑可行域内A点附近整点B(5,4),C(4,4),经检验直线经过B点时,
点评:在解决简单线性规划中的最优整数解时,可在去掉限制条件求得的最优解的基础上,调整优解法,通过分类讨论获得最优整数解。
一、等差数列
1、数列的概念
例1.根据数列前4项,写出它的通项公式:
(1)1,3,5,7……;(2),,,;(3),,,。
解析:(1)=2; (2)= ; (3)= 。
如(1)已知,则在数列的最大项为__ ;
(2)数列的通项为,其中均为正数,则与的大小关系为___;
(3)已知数列中,,且是递增数列,求实数的取值范围;
2、等差数列的判断方法:定义法或。
例2.设Sn是数列{an}的前n项和,且Sn=n2,则{an}是( )
A.等比数列,但不是等差数列 B.等差数列,但不是等比数列
C.等差数列,而且也是等比数列 D.既非等比数列又非等差数列
答案:B;解法一:an=,∴an=2n-1(n∈N)
又an+1-an=2为常数,≠常数,∴{an}是等差数列,但不是等比数列.
解法二:如果一个数列的和是一个没有常数项的关于n的二次函数,则这个数列一定是等差数列。
练一练:设是等差数列,求证:以bn= 为通项公式的数列为等差数列。
3、等差数列的通项:或。
4、等差数列的前和:,。
例3:等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a2+a4+a15的值是一个确定的常数,则数列{an}中也为常数的项是( )
A.S7 B.S8 C.S13 D.S15
解析:设a2+a4+a15=p(常数),∴3a1+18d=p,解a7=p.∴S13==13a7=p. 答案:C
例4.等差数列{an}中,已知a1=,a2+a5=4,an=33,则n为( )
A.48 B.49 C.50 D.51
解析:∵a2+a5=2a1+5d=4,则由a1=得d=,令an=33=+(n-1)×,可解得n=50.故选C.
如(1)等差数列中,,,则通项 ;
(2)首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差的取值范围是______ ;
例5:设Sn是等差数列{an}的前n项和,a12=-8,S9=-9,则S16=________.
解析:S9=9a5=-9,∴a5=-1,S16=8(a5+a12)=-72. 答案:-72
例6:已知数列{an}为等差数列,若<-1,且它们的前n项和Sn有最大值,则使Sn>0的n的最大值为( )
A.11 B.19 C.20 D.21
解析:∵<-1,且Sn有最大值,∴a10>0,a11<0,且a10+a11<0,∴S19==19·a10>0,S20==10(a10+a11)<0.
所以使得Sn>0的n的最大值为19,故选B.答案:B
如(1)数列 中,,,前n项和,则=_,= ;
(2)已知数列 的前n项和,求数列的前项和.
5、等差中项:若成等差数列,则A叫做与的等差中项,且。
提醒:(1)等差数列的通项公式及前和公式中,涉及到5个元素:、、、及,其中、称作为基本元素。只要已知这5个元素中的任意3个,便可求出其余2个,即知3求2。
(2)为减少运算量,要注意设元的技巧,如奇数个数成等差,可设为…,…(公差为);偶数个数成等差,可设为…,,…(公差为2)
6.等差数列的性质:
常用结论
(1)前n项和为,则(m、n∈N*,且m≠n)。
(2)若m+n=p+q(m、n、p、q∈N*,且m≠n,p≠q),则。
(3),,成等差数列。
即,则
(5) ①若a1>0,d<0,有最大值,可由不等式组来确定n;
②若a1<0,d>0,有最小值,可由不等式组来确定n,也可由前n项和公式来确定n。
(6)若an=m,am=n, (mn)则am+n=0
(7)若an=m,am=n, (mn)则am+n=0
(8)若Sn=m,Sm=n, (mn)则Sm+n=—m—n
重点:
(1)当公差时,等差数列的通项公式是关于的一次函数,且斜率为公差;前和是关于的二次函数且常数项为0.
(2)若公差,则为递增等差数列,若公差,则为递减等差数列,若公差,则为常数列。
(3)当时,则有,特别地,当时,则有.
(4)若、是等差数列,则、 (、是非零常数)、、 ,…也成等差数列,而成等比数列;若是等比数列,且,则是等差数列.
练一练:等差数列的前n项和为25,前2n项和为100,则它的前3n和为 。
(5)在等差数列中,当项数为偶数时,;项数为奇数时,,(这里即);。
练一练:项数为奇数的等差数列中,奇数项和为80,偶数项和为75,求此数列的中间项与项数.
(6)若等差数列、的前和分别为、,且,则.
练一练:设{}与{}是两个等差数列,它们的前项和分别为和,若,那么___________;
(7)“首正”的递减等差数列中,前项和的最大值是所有非负项之和;“首负”的递增等差数列中,前项和的最小值是所有非正项之和。法一:由不等式组确定出前多少项为非负(或非正);法二:因等差数列前项是关于的二次函数,故可转化为求二次函数的最值,但要注意数列的特殊性。上述两种方法是运用了哪种数学思想?(函数思想),由此你能求一般数列中的最大或最小项吗?
练一练:等差数列中,,,问此数列前多少项和最大?并求此最大值;
例7.(1)设{an}(n∈N*)是等差数列,Sn是其前n项的和,且S5<S6,S6=S7>S8,则下列结论错误的是( )
A.d<0 B.a7=0 C.S9>S5 D.S6与S7均为Sn的最大值
(2)等差数列{an}的前m项和为30,前2m项和为100,则它的前3m项和为( )
A.130 B.170 C.210 D.260
解析:(1)答案:C;由S5<S6得a1+a2+a3+…+a5<a1+a2+…+a5+a6,∴a6>0,又S6=S7,∴a1+a2+…+a6=a1+a2+…+a6+a7,∴a7=0,
由S7>S8,得a8<0,而C选项S9>S5,即a6+a7+a8+a9>02(a7+a8)>0,由题设a7=0,a8<0,显然C选项是错误的。
(2)答案:C。解法一:由题意得方程组,视m为已知数,解得,
∴。
解法二:设前m项的和为b1,第m+1到2m项之和为b2,第2m+1到3m项之和为b3,则b1,b2,b3也成等差数列。于是b1=30,b2=100-30=70,公差d=70-30=40。∴b3=b2+d=70+40=110,∴前3m项之和S3m=b1+b2+b3=210.
解法三:取m=1,则a1=S1=30,a2=S2-S1=70,从而d=a2-a1=40。于是a3=a2+d=70+40=110.∴S3=a1+a2+a3=210。
等差数列课后练习
一、选择题
1.若a≠b,数列a,x1,x 2 ,b和数列a,y1 ,y2 ,b都是等差数列,则 ( )
A. B. C.1 D.
2.在等差数列中,公差=1,=8,则= ( )
A.40 B.45 C.50 D.55
3.等差数列的前三项为,则这个数列的通项公式为 ( )
A. B. C. D.
4.在等差数列,则在Sn中最大的负数为 ( )
A.S17 B.S18 C.S19 D.S20
5.已知等差数列的首项为31,若此数列从第16项开始小于1,则此数列的公差d 的取值范围是
A.(-∞,-2) B.[-, -2] C.(-2, +∞) D.(— ,-2)
6.在等差数列中,若,则n的值为 ( )
A.18 B17. C.16 D.15
7.等差数列中,等于( )
A.-20.5 B.-21.5 C.-1221 D.-20
8.已知某数列前项之和为,且前个偶数项的和为,则前个奇数项的和为
A. B. C. D.
9.一个只有有限项的等差数列,它的前5项的和为34,最后5项的和为146所有项的和为234,则它的第七项等于
A.22 B .21 C.19 D.18
10.等差数列中,≠0,若m>1且,,则m的值是
A. 10 B. 19 C.20 D.38
二、填空题
11.已知是等差数列,且 则k= .
12.在△ABC中,A,B,C成等差数列,则 .
13.在等差数列中,若,则 .
14.是等差数列的前n项和,(n≥5,), =336,则n的值是 .
三、解答题
15.己知为等差数列,,若在每相邻两项之间插入三个数,使它和原数列的数构成一个新的等差数列,求:
(1)原数列的第12项是新数列的第几项? (2)新数列的第29项是原数列的第几项?
16.数列是首项为23,公差为整数的等差数列,且第六项为正,第七项为负。
(1)求数列公差;(2)求前项和的最大值;(3)当时,求的最大值。
17.设等差数列的前n项的和为S n ,且S 4 =-62, S 6 =-75,求:
(1)的通项公式a n 及前n项的和S n ; (2)|a 1 |+|a 2 |+|a 3 |+……+|a 14 |.
18.已知数列,首项a 1 =3且2a n+1=S n ·S n-1 (n≥2).
(1)求证:{}是等差数列,并求公差;(2)求{a n }的通项公式;
(3)数列{an }中是否存在自然数k0,使得当自然数k≥k 0时使不等式a k>a k+1对任意大于等于k的自然数都成立,若存在求出最小的k值,否则请说明理由.
选择题:ABCCB DABDA 填空题:11.8; 12.; 13.24; 14.21.
解答题:15.分析:应找到原数列的第n项是新数列的第几项,即找出新、旧数列的对应关系。解:设新数列为即3=2+4d,∴,∴,,∴,即原数列的第n项为新数列的第4n-3项.(1)当n=12时,4n-3=4×12-3=45,故原数列的第12项为新数列的第45项;(2)由4n-3=29,得n=8,故新数列的第29项是原数列的第8项。
说明:一般地,在公差为d的等差数列每相邻两项之间插入m个数,构成一个新的等差数列,则新数列的公差为原数列的第n项是新数列的第n+(n-1)m=(m+1)n-m项.
16.解: (1), ,, ∴ 为整数, ∴ .
(2)=23=-2 =-,∴当时最大=78
(3)时,0,故最大值为12.
17.解:设等差数列首项为a1,公差为d,依题意得,解得:a1=-20,d=3。⑴⑵
∴.
18.分析:证为等差数列,即证(d是常数)。解:⑴由已知当⑵
⑶
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