则f(1)?f(2)?f(3)?f(2000)?2000的值为 . (第12届希望杯)
例10:定义在R上的非常数函数,满足(1)f(10?x)为偶函数;(2)
f(5?x)?f(5?x),则f(x)一定是( )
(A)是偶函数,也是周期函数
(C)是奇函数,也是周期函数 12届希望杯)
(D)是奇函数,但不是周期函数 (第 (B)是偶函数,但不是周期函数
课后练习
1.函数f(x)是定义在R上的实函数,它既关于x?5对称,又关于x?7对称,那么f(x)的周期是( ) (A)4
(B)2
(C)
? 2
(D)?
2.已知定义域为R的函数f?x?在区间?8,???上为减函数,且函数y?f?x?8?为偶函数,则( )
(A)f?6??f?7? (B)f?6??f?9? (C)f?7??f?9? (D)f?7??f?10? (2007年重庆高考)
3.定义在R上的函数f(x)既是奇函数,又是周期函数,T是它的一个正周期.若将方程
f(x)?0在闭区间??T,T?上的根的个数记为n,则n可能为( )
(A)0
(B)1
(C)3
(D)5 (2007
年安徽高考)
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4.定义在R上的函数y?f(x),它具有下述性质:(1)对任何x?R,都有f(x)?f(x);(2)对任何x1,x2?R,x1?x2,都有f(x1)?f(x2).则f(0)?f(1)?f(?1)的值为( ) (A)0 确定
5.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足f(x?1)?f(x)?3,当x?[0,1]时,
(B)1
(C)?1
(D)不
33f(x)?2?x,则f(?2005.5)? .
6.函数f(x)是定义域为[?1,1]的奇函数,且为增函数,f(1?a)?f(1?a)?0,则实数
2a的取值范围
是 . (第5届希望杯)
7.定义在R上的函数f(x),恒有f(x?y)?f(x)?f(y.)若f(16)?4,那么
f(2003)? .
8.已知函数y?f(x)的定义域为R,并对一切实数x,都满足f(2?x)?f(2?x). (1)证明:函数y?f(x)的图像关于直线x?2对称.
(2)若f(x)又是偶函数,且x?[0,2]时,f(x)?2x?1,求x?[?4,0]时的f(x)的表达式.
9.设函数f(x)在(??,??)上满足f(2?x)?f(2?x),f(7?x)?f(7?x),且在闭区间[0,7]上,只有f(1)?f(3)?0. (1)试判断函数y?f(x)的奇偶性;
(2)试求方程f(x)?0在闭区间[?2005,2005]上的根的个数,并证明你的结论. (2005年广东高考)
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第三章:数列
§3.1 等差数列与等比数列
数列是中学数学中一个重要的课题,也是数学竞赛中经常出现的问题.
所谓数列就是按一定次序排列的一列数.数列的一般形式是a1, a2, ?,an, ?通常简记为{an}.如果数列{an}的第n项an与n之间的函数关系可用一个公式来表示,这个公式就叫做这个数列的通项公式.
从函数的角度看,数列可以看做是一个函数,定义域是自然数集或自然数集的一个有限子集,函数表达式就是数列的通项公式.
对于数列{an},把Sn=a1+a2+?+an叫做数列{an}的前n项和,则有
(n?1),?S1an??
S?S(n?2).n?1?nI.等差数列与等比数列
1.等差数列
(1)定义:an?1?an?d(常量)或an?1?(2)通项公式:an=a1+(n-1)d . (3)前n项和公式:Sn?an?an?2. 2n(a1?an)n(n?1)?na1?d. 22(4)等差中项:an?1?an?an?2. 2(5)任意两项:an=am+(n-m)d. (6)性质:
①公差为非零的等差数列的充要条件是通项公式为n的一次函数;
②公差为非零的等差数列的充要条件是前n项和公式为n的不含常数项的二次函数; ③设{an}是等差数列,如果m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,那么am+an=ap+aq;
④设Sn是等差数列{an}的前n项和,则Sm, S2m-Sm, S3m-S2m, ?, Spm-S(p-1)m(m>1,p≥3,m、p∈N*)仍成等差数列; ⑤设Sn是等差数列{an}的前n项和,则{Sn}是等差数列; n⑥设{an}是等差数列,则{λan+b}(λ,b是常数)是等差数列;
⑦设{an}与{bn}是等差数列,则{λ1an+λ2bn}(λ1,λ2是常数)也是等差数列;
⑧设{an}与{bn}是等差数列,且bn∈N*,则{abn}也是等差数列(即等差数列中等距离分离出的子数列仍为等差数列); ⑨设{an}是等差数列,则{Cn}(c>0, c≠1)是等比数列. 2.等比数列
a第37页
(1)定义:
an?1aa?q(常量),或n?2?n?1 anan?1an-
(2)通项公式:an=a1qn1.
(q?1).?na1?(3)前n项和公式:Sn??a1(1?qn)a1?anq
?(q?1).?1?q1?q?(4)等比中项:an?1??anan?2. (5)任意两项:an=amqnm.
(6)无穷递缩等比数列各项和公式:
-
S=
?an?limSn?n?1n????a1(0?|q|?1). 1?q(7)性质:
①设{an}是等比数列,如果m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,那么am·an=ap·aq;
②设Sn是等比数列{an}的前n项和,则Sm, S2m-Sm, S3m-S2m, ?, Spm-S(p-1)m(m>1, p≥3,m、n∈N*)仍为等比数列;
③设{an}是等比数列,则{λan}(λ是常数)、{an}(m∈Z*)仍成等比数列; ④设{an}与{bn}是等比数列,则{an·bn}也是等比数列;
⑤设{an}是等比数列,{bn}是等差数列,bn∈Z*,则{abn}是等比数列(即等比数列中等距离分离出的子数列仍为等比数列);
⑥设{an}是正项等比数列,则{logcan}(c>0, c≠1)是等差数列.
m赛题精讲
例1 设数列{an}的前n项和Sn=2an-1(n=1, 2,?),数列{bn}满足b1=3, bk+1=bk+ak(k=1,2,?),求数列{bn}的前n项之和.
(1996年全国数学联赛二试题1)
【思路分析】欲求数列{bn}前n项和,需先求bn. 由ak=bk+1-bk, 知求ak即可,利用 ak=Sk-Sk-1(k=2, 3, 4,?)可求出ak.
【略解】由Sn=2an-1和a1=S1=2a1-1,得a1=1, 又an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,即an=2an-1,
-
因此{an}是首项为1,公比为2的等比数列,则有an=2n1.
由ak=bk+1-bk,取k=1,2,?,n-1得
a1=b2-b1, a2=b3-b2, a3=b4-b3, ?, an-1=bn-bn-1,将上面n-1个等式相加,得bn-
--
b1=a1+a2+?+an. 即bn=b1+a1+a2+?+an=3+(1+2+22+?+2n1)=2n1+2,所以数列{bn}的前n项和为
-
Sn′=(2+1)+(2+2)+(2+22)+?+(2+2n1)=2n+2n-1.
【评述】求数列的前n 项和,一般情况必须先研究通项,才可确定求和的方法.
例2 求证:若三角形的三内角成等差数列,对应的三边成等比数列,则此三角形必是正三角形.
【思路分析】由△ABC的三个内角A、B、C成等差数列,知∠B=60°,三个角可设
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为60°-d, 60°, 60°+d,其中d为常数;又由对应的三边a、b、c成等比数列,知b2=ac,或将三边记为a、aq、aq2,其中q为正常数,由此知要证此三角形为正三角形只须证明d=0或q=1或a=b=c.
【证】设△ABC的三个内角为A、B、C及其对边a、b、c,依题意b2=ac, ∠B=60°. 【方法1】由余弦定理,得
a2?c2?b21cosB??cos60??,所以a2?c2?ac?ac,
2ac2整理得(a-c)2=0因此a=c.
故△ABC为正三角形.
【方法2】设a、b、c三边依次为a、aq、aq2,由余弦定理有
a2?(aq)2?(aq2)21??cos60?cosB=,整理得q4-2q2+1=0,解得q=1, q=-(1舍去) 222?a?aq所以a=b=c,故此△ABC为正三角形.
【方法3】因为b2=ac, 由正弦定理:
(2RsinB)2=2RsinA·2RsinC(其中R是△ABC外接圆半径)即sin2B=sinA·sinC,把 B=60°代入得sinA·sinC=
313,整理得[cos(A-C)-cos(A+C)=,即cos(A-C)=1,424所以A=C,且∠B=60°,故此△ABC为正三角形.
【方法4】将60°-d, 60°, 60°+d代入sin2B=sinAsinC, 得sin(60°-d)·sin(60°+d)=
313,即[cos(2d)-cos120°]= . 424得cos2d=1, d=0°,所以∠A=∠B=∠C,故△ABC为正三角形.
【评述】方法1、2着眼于边,方法3、4着眼于角.
例3 各项都是正数的数列{an}中,若前n项的和Sn满足2Sn=an+
1,求此数列的通项an公式.
【思路分析】 在Sn与an的混合型中,应整理成数列{Sn}的递推式或数列{an}的递推式,然后用递推关系式先求出Sn,再求an,或直接求an.本题容易得到数列{Sn}的递推式,利用an=Sn-Sn-1先求出Sn,再求an即可.
【解】n≥2时,将an=Sn-Sn-1代入2Sn=an+
11,得2Sn=Sn-Sn-1+,整理得 anSn?Sn?1222Sn?Sn?1(n?2),且S?a?1,{S所以数列 ?111n}是首项为1,公差为1的等差数列,
即Sn?1?(n?1)?1?n,Sn?时,由2S1=a1+
2n,从而an?Sn?Sn?1?n?n?1(n?2),当n=1
1,得a1=1也满足an?n?n?1. ann?n?1.
故数列{an}的通项公式为an?第39页