高中数学课时作业(人教A版选修第二册)详解答案

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【文档说明】高中数学课时作业(人教A版选修第二册)详解答案.docx,共(73)页,412.481 KB,由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

课时作业(一)数列的概念1.解析:因为数列是一类特殊的函数,其自变量n∈N*,故数列的图象是一群孤立的点,A正确;数列1,0,1,0,…与数列0,1,0,1,…的对应项不一样,故不是同一数列,B错误;观察数列12,23,34,45,…

的前四项规律,可知一个通项公式是an=nn+1()n∈N*,C正确;数列12,14,…,12n的每项越来越小,故数列是递减数列,D正确,故选B.答案:B2.解析:因为a1=12=12×1,a2=14=12×2,a3=16=12×3,a4=18=12×4,a5=110=12×5,…,所以an=12n

.故选B.答案:B3.解析:根据数列的相关概念,可知数列4,7,3,4的第1项就是首项,即4,故A正确.同一个数在一个数列中可以重复出现,故B错误.由无穷数列的概念可知C正确.当a,b都代表数时,能构成

数列;当a,b中至少有一个不代表数时,不能构成数列,因为数列是按确定的顺序排列的一列数,故D错误.故选AC.答案:AC4.解析:(1)由an=2n+3,可得a1=5,a2=7,a3=9,a4=11,a5=1

3.(2)由an=3,可得a1=3,a2=3,a3=3,a4=3,a5=3.(3)由an=13()2n-1,可得a1=13,a2=1,a3=73,a4=5,a5=313.(4)由an=1,n为奇数2n-1,n为偶数,可得a1=1,a2=3,a3=1,a4=7,a5=1.5.

解析:因为2,5,10,17,26,…的一个通项公式为an=n2+1,所以第100个数为1002+1=10001,故选C.答案:C6.解析:对于A,因为y=-1x为单调递增函数,所以an=-1n为递增数列,A正

确;对于B,因为a1=-2=a2,所以不是递增数列,B错误;对于C,因为y=2-x为递减函数,所以an=2-n为递减数列,C错误;对于D,an=()-nn为摆动数列,D错误.故选A.答案:A7.解析:由通项公式得a2=2×2-2=2,a3=3×

3+1=10,所以a2·a3=20.故选BC.答案:BC8.解析:(1)由题意,分子是从1开始的奇数,分母是项的平方,an=2n-1n2;(2)由题意,分子是从2开始的偶数,分母是分子加1、减1所得两数之积,an=2n(2n-1)(2n+1);

(3)由题意,各项减1后是10的幂,an=10n+1;(4)由题意,29=627,奇数项为正,偶数项为负,分子是项数乘以2,分母是3的幂,an=(-1)n+1·2n3n9题图9.解析:(1)a1=1-8+5=-2,a2=4-16+5=-7,a3

=9-24+5=-10,a4=16-32+5=-11,a5=25-40+5=-10,图象如图:(2)an=n2-8n+5=(n-4)2-11,当n=4时,an取得最小值,a4=-11为最小项.10.解析:(1)因为an

=n3n-2,所以a1=13×1-2=1,a2=23×2-2=12,a3=33×3-2=37,a4=43×4-2=25,a5=53×5-2=513,所以前5项分别是1,12,37,25,513.(2)数列{an}是单调递减数列.因为an+1-an=n+13()n+1-2

-n3n-2=-2()3n+1()3n-2<0,所以an+1<an,从而数列{an}是单调递减数列.11.解析:因为数列{an}的通项公式为an=n2-2λn(n=1,2,…),且{an}为递增数列,所以an<an+1对于∀n∈

N*都成立,所以n2-2λn<(n+1)2-2λ(n+1)对于∀n∈N*都成立,即n2-2λn<n2+2n+1-2λn-2λ,所以2λ<2n+1对于∀n∈N*都成立,所以λ<n+12对于∀n∈N*都成立,所以λ<1+12=32,即

λ的取值范围是-∞,32,故选D.答案:D12.解析:(1)由题得an=2n-1n=2-1n,所以a2=2-12=32.(2)证明:由题意得an=2-1n,因为n为正整数,所以n≥1,0<1n≤1,∴1≤2-1n<2,所

以1≤an<2.(3)由题得{an}是递增数列,证明:an=2n-1n=2-1n,an+1-an=1n-1n+1=1n()n+1>0,所以{an}是递增数列.课时作业(二)数列的递推公式1.解析:由an=n

2+1=122得n=11(-11舍去).故选C.答案:C2.解析:因为a1=2,an+1=an-1an+1,所以a2=a1-1a1+1=13,所以a3=a2-1a2+1=-12,所以a4=a3-1a3+1=-3.故选C.答案:C3.解析:由Sn=n2+

1得,a1=2,Sn-1=(n-1)2+1,所以an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,所以an=2,n=12n-1,n≥2,故a8=2×8-1=15.故选A.答案:A4.解析:(1)因为an+1-an=n+2,且a1=1,所以a

2=4,a3=8,a4=13.(2)b1=4a1-68×1=4×1-68×1=-64,b2=4a2-68×2=4×4-68×2=-120,b3=4a3-68×3=4×8-68×3=-172,b4=4a4-68×4

=4×13-68×4=-220.5.解析:因为an+1=1-1an,a7=2,所以a7=1-1a6,则a6=-1=1-1a5,则a5=12=1-1a4,则a4=2=1-1a3,则a3=-1=1-1a2,则a2=12=1-1a1,所以a1=2.故选D.答案:

D6.解析:对该数列进行重新分组:p1∶1p2∶12,21p3∶13,22,31p4∶14,23,32,41,…pn∶1n,2n-1,…,n1,则57出现在p11∶111,210,39,48,57,…,其项数是1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+5=60,故选C.答案:C7.解析:当n=1时

,a1=S1=-8;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-9n-[(n-1)2-9(n-1)]=2n-10,当n=1时,a1=-8满足上式,∴an=2n-10.由5<2k-10<8,得152<k<9.又k∈N*,∴k

=8.故选AC.答案:AC8.解析:(1)由题可知a1=1-p+q=0,a2=4-2p+q=-4,解之得p=7,q=6.可得an=n2-7n+6,所以a5=-4.(2)设数列{an}的第n项为66,则an=n2-7

n+6=66,即n2-7n-60=0,解之得n=12或-5(舍去),所以66是数列{an}的第12项.(3)因为an=n2-7n+6=(n-72)2-254,当n=3或4时,an最小.此时a3=a4=-6,故当n=3或4时,an有最小值-

6.9.解析:(1)a1=S1=1-6+1=-4;a1+a2=S2=22-6×2+1=-7,∴a2=-3;a1+a2+a3=S3=32-6×3+1=-8,∴a3=-1;(2)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-6n+1-[(n-1)2-6(n-1)+1]=n2-6n+1-(n2

-2n+1-6n+6+1)=2n-7,当n=1时,a1=-4,不满足上式,∴an=-4,n=1,2n-7,n≥2.10.解析:当n≥2时,由a1+3a2+32a3+…+3n-1an=n3,得a1+3a2+32a3+…+3

n-2an-1=n-13,两式相减得3n-1an=n3-n-13=13,则an=13n.当n=1时,a1=13,满足an=13n,所以an=13n.11.解析:因为a1=1,Sn=(n+1)an2,所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n

+1)an2-nan-12,化为ann=an-1n-1,从而ann=an-1n-1=…=a22=a11=1,所以an=n.适合n=1.所以an=n.故a2020=2020.故选C.答案:C12.解析:若a3为奇数,则3a3

+1=4,a3=1,若a2为奇数,则3a2+1=1,a2=0(舍去),若a2为偶数,则a22=1,a2=2.若a1为奇数,则3a1+1=2,a1=13(舍去),若a1为偶数,a12=2,a1=4;若a

3为偶数,则a32=4,a3=8,若a2为奇数,则3a2+1=8,a2=73(舍去).若a2为偶数,则a22=8,a2=16.若a1为奇数,则3a1+1=16,a1=5.若a1为偶数,则a12=16,a1=32.故m所有可能的取值为4,5,32.课时作

业(三)等差数列的概念和通项公式1.解析:因为an+1-an=1,所以数列{an}是等差数列,公差为1,所以an=a1+(n-1)d=2+(n-1)×1=n+1.故选B.答案:B2.解析:记等差数列为{an

},则a1=5,a2=9,所以公差d=a2-a1=9-5=4,所以an=a1+(n-1)d=5+4(n-1)=4n+1,所以a5=4×5+1=21.故选D.答案:D3.解析:由等差中项的定义可得a=2+62=4.答案:44.解析:(1)因为a1=23,d=-2,所以a8=a1+7d=

23-14=9.(2)an=a1+(n-1)d=23+(n-1)×(-2)=-2n+25,由an=-2n+25>0可得n<12.5,所以数列{an}中正数项的个数为12.5.解析:由题意知:设公差为d,则

a5=a1+4d=9a10=a1+9d=19,解得a1=1d=2,则an=1+2(n-1)=2n-1,则a50=2×50-1=99.故选A.答案:A6.解析:设{an}的首项为a1,根据题意

得a1+a1+2d+a1+4d=105a1+d+a1+3d+a1+5d=99,两式相减得d=-2.故选C.答案:C7.解析:因点P(an,an+1)在直线y=x+12上,所以an+1-an=12,所以数列{an}是以12为公差,1为首项的等差数列,所以a9=1

+8×12=5,故选D.答案:D8.解析:若选择①,a1=a2-d=13,数列{an}的通项公式an=a1+(n-1)d=13+(n-1)×(-3)=16-3n,即an=16-3n;若选择②,a1+2d=7a1+6d=-5,解得:

a1=13,d=-3,数列{an}的通项公式an=16-3n;若选择条件③2a1+2d=202a1+4d=14,解得:a1=13,d=-3,数列{an}的通项公式an=16-3n.9.解析:(1)由题意,设等差数列{an}的首项为a1,公差为d.由a2+a5=24,a

17=66,即a1+d+a1+4d=24,a1+16d=66,解得a1=2,d=4.所以,数列{an}的通项公式为an=2+4(n-1)=4n-2.所以a2022=4×2022-2=8086.(2)令an=4n-2=2022,解得n=506,

所以,2022是数列{an}中的第506项.10.解析:(1)由题可得1an+1=1an+3,1an+1-1an=3,∴1an是以3为首项,3为公差的等差数列;(2)由(1)得,1an=3+3(n-1)=3n,∴an=13n;(3)令an=13n=12022,解得n=67

4,674∈N*,故12022是数列{an}中的项﹒11.解析:∵数列{an},{bn}均为公差大于零的等差数列,∴可设an=p1n+q1,(p1>0),bn=p2n+q2(p2>0),其中p1,q1,p2,q2为常数,∴an+

bn=(p1+p2)n+q1+q2,∴an+1+bn+1-(an+bn)=p1+p2>0,∴数列{an+bn}是等差数列,且为递增数列,故AC正确;设an=n-2,bn=n-3,则a1b1=2,a2b2=0,a3b3=0,数列{anbn}不是递增数列,

故B错误;设an=p1n+q1,(p1>0),bn=p2n+q2(p2>0),其中p1,q1,p2,q2为常数,则anbn=(p1n+q1)(p2n+q2)=p1p2n2+(p1q2+p2q1)n+q1q2,∴an+

1bn+1-anbn=p1p2(n+1)2+(p1q2+p2q1)(n+1)+q1q2-[p1p2n2+(p1q2+p2q1)n+q1q2]=p1p2(2n+1)+p1q2+p2q1,由题可知p1p2>0,故an+1bn+1-anbn=p1p2(2n+1)+p1q2+p2q1不可能为常数,故

数列{anbn}不可能是等差数列,故D正确.故选ACD.答案:ACD12.解析:(1)证明:∵λSn=anan+1,∴λSn+1=an+1an+2,∴λ(Sn+1-Sn)=λan+1=an+1(an+2-an),又an≠0,∴an+2-an=λ,∴(an+3-an+1)-(an+2-an

)=0,∴数列{an+2-an}为等差数列;(2)∵a1=1,λSn=anan+1,∴a2=λ,又an+2-an=λ,∴a3=1+λ,若{an}是等差数列,则a1+a3=2a2,即1+1+λ=2λ,解得λ=2,当

λ=2时,由an+2-an=λ=2,∴数列{an}的奇数项构成的数列为首项为1,公差为2的等差数列,∴a2m-1=2m-1,即an=n,n为奇数,∴数列{an}的偶数项构成的数列为首项为2,公差为2的等差数列,∴a2m=2m,即an=n,n为偶数,综上可得,当λ=2时,a

n=n,an+1-an=1,故存在当λ=2时,使数列{an}是等差数列.课时作业(四)等差数列的性质1.解析:等差数列{an}中,因a4+a6=6,a8=4,而a2+a8=a4+a6,于是得a2+4=6,解得a2=2.故选B.答案:B2.解析:因为(an+1+an+3)-(an+an+2)=

(an+1-an)+(an+3-an+2)=2d,所以数列a1+a3,a2+a4,a3+a5,…,是公差为2d的等差数列.故选C.答案:C3.解析:由题意可知:每月还本金为2000元,设张华第n个月的还款金额为an元,则an=2000+[480000-(n-1)×2000]×0.4%=3928

-8n,故选D.答案:D4.解析:设这三个数分别为a-d,a,a+d,则有a-d+a+a+d=9,(a-d)2+a2+(a+d)2=35,解得a=3,d=±2.所以所求三个数分别为1,3,5或5,3,1.5.解析:因为(a2+a3)+(a5+a6)=(a2+a6)+(a3+a

5)=4a4=12,所以a4=3.故选C.答案:C6.解析:设冬至的日影子长为a1,则冬至、大寒、雨水的日影子长的和为a1+a3+a5=40.5,根据等差数列的性质可知3a3=40.5⇒a3=13.5,芒种的日影子长为a12=4.5,a1+2d=13.5a1+11d=4.5,解得

:a1=15.5,d=-1,所以冬至的日影子长为15.5尺.故选D.答案:D7.解析:用{an}表示自下而上各高度气温组成的等差数列,则a1=8.5,a5=-17.5,由a5=a1+4d=8.5+4d=-17.5,解得d=-6.5,∴an=15-6.5n.∴a2

=2,a4=-11,a8=-37,即2km,4km,8km高度的气温分别为2℃,-11℃,-37℃.答案:2℃-11℃-37℃8.解析:∵{an}是等差数列,且a2+a3+a4=18,∴3a3=18,a3=6.∵a2+a3+a4=18,a2a3a4=66,

∴a2+a4=12,a2a4=11,解得a2=11,a4=1或a2=1,a4=11.当a2=11,a4=1时,a1=16,d=-5.∴an=a1+(n-1)d=16+(n-1)(-5)=-5n+2

1,当a2=1,a4=11时,a1=-4,d=5.∴an=a1+(n-1)d=-4+(n-1)5=5n-9.综上:an=-5n+21或an=5n-9.9.解析:(1)1740,1823,1906,1989,…,构成等差

数列首项a1=1740,公差d=83,通项公式为an=a1+(n-1)d=1740+83(n-1)=83n+1657,故a8=83×8+1657=2321,即彗星第8次出现是在2321年.(2)由83n+1657

=2500,解得n=84383∉N,故这颗彗星不会在2500年出现.10.解析:设四个数为a-3d,a-d,a+d,a+3d(d>0),则(a-3d)2+(a+3d)2+(a-d)2+(a+d)2=94,(a-

3d)(a+3d)+18=(a-d)(a+d),所以解得a=±72,d=32,此等差数列为-1,2,5,8或-8,-5,-2,1.11.解析:现有一个高阶等差数列,其前6项分别为1,3,6,12,23,41,

各项与前一项之差{}an+1-an:a2-a1,a3-a2,a4-a3,a5-a4,a6-a5,…即2,3,6,11,18,…,3-2,6-3,11-6,18-11,…即1,3,5,7,…是等差数列,所以a7=41+(18+9)=68,a8=68+(18+9+

11)=106.故选C.答案:C12.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,根据等差中项的性质可得a2与a8的等差中项为a5,所以a5=8,又因为a3a7=28,即(a5-2d)(a5+2d)=28.所以d2=9,d=±3,因为公差为正数

,所以d=3.则a5=a1+4d=8,则a1=-4.∴{an}的通项公式an=a1+(n-1)d=-4+3(n-1)=3n-7(n∈N*).(2)结合(1)可知b1=a3=2,b2=a6=11,b3=a

9=20,…,bn=a3n=9n-7(n∈N*).令938=9n-7,即n=105∈N*,符合题意,即b105=938.所以938是数列{bn}中的项.课时作业(五)等差数列的前n项和1.解析:设公差为d,则d=3-1=2,则S10=10×1+10×92×2=100.故选A.答案

:A2.解析:设等差数列的首项为a1,由题意得,a1+d=7a1+8d=35,解得a1=3d=4,所以an=3+(n-1)×4=4n-1,所以a5=19,Sn=2n2+n,故选ACD.答案:ACD3.解析:根据等差数列前n项和的性质可得S

3,S6-S3,S9-S6成等差数列,所以2(S6-S3)=S3+S9-S6,即2×(12-3)=3+S9-12,所以S9=27.答案:274.解析:(1)∵a1=7,a10=-43,∴S10=10(a1+a10)2=10(7

-43)2=-180;(2)∵a1=100,d=-2,∴S50=50a1+50×492d=50×100+50×492×(-2)=2550.5.解析:由S5=5a3=15,解得a3=3,设等差数列{an}的公差为d,则a6+3a2=a1+5d+3a1+3d=4

a3=12.故选C.答案:C6.解析:设等差数列的公差为d,则由S5=35,a10=0,得5a1+10d=35a1+9d=0,解得a1=9d=-1,因为Sn=S5,所以9n-n(n-1)2=35,即n2-19n+70=0,解得n=14或n=5(舍去),故选B.答案:B7.解析:

设等差数列公差为d,∵S12=3(a3+2a5+ak),∴12a1+12×112·d=3[a1+2d+2(a1+4d)+a1+(k-1)d],即4a1+22d=4a1+(k+9)d,即k+9=22,∴k=13.答案:138.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,由题意可得a1+d=5a1

+6d=a1+3d+6,解得a1=3d=2.故an=a1+(n-1)d=2n+1.(2)由等差数列的前n项和公式可得Sn=(a1+an)n2=n2+2n.因为Sm=99,所以m2+2m=99,即(m-9)(m+11)=0,解得m=9(m=-11舍去).9.解析:设

等差数列{an}共有(2n+1)项,则奇数项有(n+1)项,偶数项有n项,中间项是第(n+1)项,即an+1,∴S奇S偶=12(a1+a2n+1)(n+1)12(a2+a2n)n=(n+1)an+1nan+1=n+1n=4433=43.∴n

=3.∵S奇=(n+1)an+1=44,∴an+1=11.∴这个数列的中间项为11,共有2n+1=7(项).10.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),由a3=a5a8a6=1,得:

a1+2d=(a1+4d)(a1+7d)a1+5d=1,解得:a1=-9d=2,∴an=-9+2(n-1)=2n-11.(2)由(1)得:Sn=n(-9+2n-11)2=n2-10n,若Sn<an,∴n2-10n<2n-11,即n2-12n+11=(n-11)(

n-1)<0,解得:1<n<11;∴Sn<an成立的最大正整数n=10.11.解析:根据题意,记第n个图形的点数为an,由题意知a1=1,a2-a1=4=1+3×1,a3-a2=1+3×2,a4-a3=1+3×3,…,an-an-1=1+3(n-1),累加得an-a1=4+7+…+[1+3(n-

1)]=(n-1)(3n+2)2,即an=n2(3n-1),所以a6=51,又ann=3n-12,所以a1+a22+a33+…+a2020=12(2+5+8+…+59)=12×2+592×20=305.答案:5130512.解析:(1)因为an和an+1恰是方程x2+nx

+bn=0的两个根,所以an+an+1=-nanan+1=bn,所以an+2+an+1-(an+1+an)=-(n+1)-(-n)=-1,所以an+2-an=-1,所以a1,a3,a5,a7,…构成以a1

=10为首项,-1为公差的等差数列,所以a21=a1+10×(-1)=10-10=0,所以b20=a20a21=0.(2)因为a1+a2=-1,a1=10,所以a2=-1-10=-11,因为an+2-an=-1,所以数列a2

,a4,a6,a8,…,a2n,…是以a2=-11为首项,-1为公差的等差数列,所以a2n=-11-(n-1)=-n-10,所以Sn=na2-n(n-1)2=-n2-21n2,所以S20=-202-21×202=-410.课时作业(六)等差数列的前n项和公式1.解析:若第一排座位数为a1,则a2

0=a1+19×2=a1+38,所以20×(2a1+38)2=680,可得a1=15.故选A.答案:A2.解析:由an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2,n∈N*,得an=2n-10.由5<2k-10<8得,7.5<k<9,∴k=8.故选B.答案:B3.解析:数列{an}

是等差数列,且a1+5a3=S8,得a1+5(a1+2d)=8a1+28d,得a1=-9d,则有a10=0,又因为a1>0,公差d<0,所以n=9或10时,Sn取得最大值.答案:9或104.解析:(1)设数列{an}的公差为d,∵a1=

-7,S3=-15,∴S3=3×(-7)+3×22·d,解得d=2,∴an=a1+(n-1)d=2n-9.(2)由(1)知d=2,∴Sn=na1+n(n-1)2d,=-7n+n(n-1)2×2,=(n-4)2-16,∴当n=4时,Sn取得最小值-16.5.解

析:因为等差数列{an}的公差d<0,a5a7=35,a4+a8=a5+a7=12,所以a5=7,a7=5,则d=-1,所以an=a7+(n-7)d=-n+12,由an=-n+12≥0an+1=-n+11<0,得11<n≤12,所以n=11或12时,该数列的前n项和Sn取得最大值,最大值为

S11=S12=12(a1+a12)2=12(11+0)2=66,故选A.答案:A6.解析:由S7=S11得,a8+a9+a10+a11=4a1+34d=0,∴a1=-172d,∴an=a1+(n-1)·d=n-192

·d,Sn=(a1+an)n2=n(n-18)2·d,∵d<0,∴a10=12d<0,A错;Sn对称轴为n=9,开口向下,所以n=9时,Sn最大,B对;S17=-172d>0,S19=192d<0,C对,D错,故选BC.答案:BC7.解析:因为{an}为等差数

列,且a11+a12+a13+a14+a15=0,对于A:由性质可得a11+a12+a13+a14+a15=5a13=0,解得a13=0,故A正确;对于B:|a15|=|a13+2d|=|2d|,|a10|=|a13-3d

|=|3d|≠|a15|,故B错误;对于C:S25=25(a1+a25)2=25a13=0,故C正确;对于D:因为a13=0,且公差d<0,所以Sn的最大值为S12或S13,故D正确.答案:ACD8.解析:(1)由a1=1,nan+1=(n+1)

an+2n(n+1)可得:an+1n+1-ann=2,故由bn=ann可知,bn+1-bn=2,故数列{bn}为等差数列.(2)由(1)知,数列{bn}为首项b1=a11=1,公差为2的等差数列,故bn=1+2(n-1)=2n-1,即ann=2n-1,an=2n2

-n,由于an是数列{cn}的前n项和,故c1=a1=1,当n≥2时,cn=an-an-1=2n2-n-[2(n-1)2-(n-1)]=4n-3,c1=1适合上式,故cn=4n-3.9.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠

0),由a3=S3a2a4=S4得:a1+2d=3a1+3×22d(a1+d)(a1+3d)=4a1+4×32d,解得:a1=-85d=165,∴an=-85+165(n-1)=16n-245.(2)由(1)得:Sn=-85n+n(n-1)2×1

65=8n2-16n5;由Sn>an得:8n2-16n5>16n-245,化简得:n2-4n+3>0;解得:n<1或n>3,又n∈N*,∴n的最小值为4.10.解析:(1)依题意,剧场座位数从第一排起的各排座位数依次

排成一列得等差数列{an}(n≤40,n∈N*),首项a1=20,公差d=2,数列{an}前n项和Sn,则S40=40a1+40(40-1)2d=40×20+40×39=2360,所以该剧场的座位数为2360

.(2)由(1)知,S10=10a1+10(10-1)2d=10×20+10×9=290,S30=30a1+30(30-1)2d=30×20+30×29=1470,剧场满座时,每场演出的总收入W=200S10+150(S30-S10

)+100(S40-S30)=200×290+150(1470-290)+100(2360-1470)=324000(元),所以剧场满座时,每场演出的总收入为324000元.11.解析:设成为等差数列的其中10层的塔数为:a1

,a2,…,a10,由已知得,该等差数列为递增数列,因为剩下两层的塔数之和为8,故剩下两层中的任一层,都不可能是第十二层,所以,第十二层塔数必为a10;故10×(a1+a10)2=108-8=100,a1+a10=20①;又由a

10-a1=9d②,d>0,且d∈N*,所以,①+②得,2a10=20+9d,得a10=10+92d,又因为a10∈N*,则当且仅当d=2时,a10满足条件,所以,a10=19;所以,十二层的塔数,从上到下,可以如下排列:1,2,3,

5,6,7,9,11,13,15,17,19;其中第二层的2和第五层的6不组成等差数列,组成等差数列的塔数为:1,3,5,7,9,11,13,15,17,19;满足题意.答案:C12.解析:a1=S1=-32×12+205

2×1=101,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-3n+104.∵n=1也符合上式,∴数列{an}的通项公式为an=-3n+104(n∈N*).由an=-3n+104≥0,得n≤3423,即当n≤34时,an>0;当n≥35时,an<0.当n≤34时,Tn=|a1|

+|a2|+…+|an|=a1+a2+…+an=Sn=-32n2+2052n;当n≥35时,Tn=|a1|+|a2|+…+|a34|+|a35|+…+|an|=(a1+a2+…+a34)-(a35+a36+…+an)=2(a1

+a2+…+a34)-(a1+a2+…+an)=2S34-Sn=2(-32×342+2052×34)-(-32n2+2052n)=32n2-2052n+3502,故Tn=-32n2+2052n(n≤34),32n2-2052n+3502(n≥35).课时作业(七

)等比数列的概念和通项公式1.解析:因为a1=1,a4=8,所以a1q3=8,所以q3=8,解得q=2.故选C.答案:C2.解析:由等比数列的性质知:a2a6=a24=9,因为{an}为正项等比数列,所以a4=3.故选C.答案:C3.解析:设等比数列的公式为q,

则a9=a1q8,即1243=27q8,解得q=±13,又a2a3=a21q3<0,所以q<0,所以q=-13.答案:-134.解析:设等比数列{an}的公比为q,则q≠0.a2=a3q=2q,a4=a3q=2q,∴2q+2

q=203,解得q1=13,q2=3.当q=13时,a1=18,∴an=18×(13)n-1=2×33-n.当q=3时,a1=29,∴an=29×3n-1=2×3n-3.综上,当q=13时,an=2×33-n,n∈N*;当q=3时,an=2×3n-3,n∈N*.5.解析:设等比数

列的公比为q(q>0),∵2a3,12a5,a4成等差数列,∴a5=2a3+a4,即q2-q-2=0,解得q=2或q=-1(舍去),∴a8+a9a6+a7=a1q7+a1q8a1q5+a1q6=a1q7(1+q)a1q5(1+q)=q2=4,故选A.答案:A

6.解析:设数列{an}的公比为q,由a1a2a3=a31q3=4,a4a5a6=a31q12=12,可得q9=3,又由a1a2a3=a32=4,a4a5a6=a35=12,所以AC错误;因为an+1an+2an+3=a3

n+2=(a2qn)3=a32(qn)3=4q3n=324,可得q3n=81=34=(q9)4=q36,所以3n=36,解得n=12,所以BD正确.答案:BD7.解析:设公比为q,插入的三个数分别为a2,a3,a4,因为a1=1,a5=9,所以

q4=9,得q2=3,所以a2·a3·a4=a1q·a1q2·a1q3=a31(q2)3=33=27.答案:278.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,因为a1+a5=2a3=-12,a4+a8=2a6

=0,所以a3=-6a6=0,所以a1+2d=-6a1+5d=0,解得a1=-10d=2,所以an=-10+2(n-1)=2n-12.(2)设等比数列{bn}的公比为q,因为b2=a1+a2+a3=-24,b1=-8,所以-8q=-24,即q=3,因

此bn=b1·qn-1=-8×3n-1.9.解析:设该等比数列的公比为q,∵a1+a1q+a1q2=168,a1q-a1q4=42,∴a1(1+q+q2)=168,①a1q(1-q3)=42.②1-q3=(1-q)(1+q+q2),②÷①得q(1-q)=14⇒q=12,∴

a1=42q-q4=4212-(12)4=96.设G是a5,a7的等比中项,则应有G2=a5·a7=a1q4·a1q6=a21q10=962·(12)10=9,∴a5,a7的等比中项是±3.10.解析:方法一:设这个等比数列的前4项分别为a,aq,aq2,aq3,由题意,得a

4q6=16,aq+aq2=5,即a2q3=4,①aq(1+q)=5,②将②式平方后除以①式,得(1+q)2q=254,整理得4q2-17q+4=0,解得q=4或q=14.因为等比数列为各项均为正数,且单调递增的等比数列,所以a>0

,q>1,即q=4,a=14.所以这个等比数列的前4项分别为14,1,4,16.方法二:根据数列{an}是一个各项均为正数的等比数列,可设这个数列的前4项分别为aq3,aq,aq,aq3.其中aq>0

,公比为q2.由题意,得a4=16,aq+aq=5,解得a=2,q=2或a=2,q=12或a=-2,q=-2或a=-2,q=-12.又因为数列{an}单调递增,所以q2>1,即a=

2,q=2或a=-2,q=-2,所以这个等比数列的前4项分别为14,1,4,16.11.解析:设等比数列{an}的公比为q,则a1>0,q>0,由已知2a1=a3-a2,可得q2-q-2=0,∵q>0,则q=2,A对;因为am·an=4

a1,则aman=a21×2m+n-2=16a21,可得m+n-2=4,可得m+n=6,C对;因为m、n∈N*,且m+n=6,当m=1,n=5时,1m+5n=2;当m=2,n=4时,1m+5n=74;当m=n=3时,1m+5n=2;当m=4,n

=2时,1m+5n=114;当m=5,n=1时,1m+5n=265.综上所述,1m+5n的最小值为74,B对D错.故选ABC.答案:ABC12.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,∵{an}是递增的等比数列且a3>0,∴q>1;则a2+a4=

a3q+a3q=2q+2q=203,解得:q=13(舍)或q=3;∴an=a3qn-3=2×3n-3.(2)由题意知:an+1=an+(n+2-1)dn,即dn=an+1-ann+1=2×3n-2-2×3n-3n+

1=4×3n-3n+1;假设存在3项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列,则d2k=dmdp,即16×32k-6(k+1)2=16×3m+p-6(m+1)(p+1);∵m,k,p成等差数列,∴2k=m+p,代入上式得:(k+1)2=(m+1)(

p+1),∴(m+p2+1)2=(m+1)(p+1),化简得:m=p,∴m=p=k,不合题意.综上所述:不存在3项dm,dk,dp(其中m,k,p成等差数列)成等比数列.课时作业(八)等比数列的性质1.解析:因为a,b,c

成等比数列且公比为q,所以ba=q,b2=ac,可得1b2=1ac,1b1a=ab=1q,由等比数列的中项可判断得1a,1b,1c成等比数列,并且公比为1q.故选C.答案:C2.解析:{an}是等比数列,所以a2a4=a1a5=64,a4=644

=16.故选C.答案:C3.解析:∵a7a12=a8a11=a9a10=5,∴a8a9a10a11=25.答案:254.解析:an=Sn-Sn-1=2n+a-2n-1-a=2n-1(n≥2).当n≥2时

,an+1an=2n2n-1=2.当n=1时,an+1an=a2a1=22+a.故当a=-1时,数列{an}成等比数列,其首项为1,公比为2;当a≠-1时,数列{an}不是等比数列.5.解析:设A=a1a4a7…a28,B=a2a5a8…a29,C=a3a6a9…a30,则A,B,C成等比数列

,公比为q10=210,且B2=A·C,由条件得A·B·C=230,所以B3=230,所以B=210,所以C=B·210=220.故选B.答案:B6.解析:对于A,设数列{an}的公差为d,则2an+12an=2an+1-an=2d≠0,首项为2a1≠0,所

以{2an}为等比数列,故A正确;对于B,当an>0恒成立时,设公比为q,有lnan+1-lnan=lnan+1an=lnq,则{lnan}为等差数列,当an>0不恒成立时,设ak≤0则lnak无意义,故B不成立;对于C,若q=0或an=0时,{

an}不是等比数列,故C不成立;对于D,设数列{an}的公差为d,由bn+1-bn=()a2n+1+a2n+2-()a2n-1+a2n=()a2n+1-a2n-1+()a2n+2-a2n=4d,所以{b

n}为等差数列,故D正确.故选AD.答案:AD7.解析:由题意,设等比数列公比为q,则a2+a3+a4=()a1+a2+a3q,故q=3,所以a6+a7+a8=()a1+a2+a3q5=35=243.答案:2438.解析:设等比数列{an}的

公比为q.根据题意,得a2a5=a3a4=45,a2+a5=18,解得a2=3,a5=15或a2=15,a5=3.∴q=513或q=5-13.∴an=3×5n-23或an=3×55-n3.

9.解析:(1)由题设,3(1-a2n+1)=2(1-a2n)且an≠±1,即3bn+1=2bn且bn≠0,而b1=1-a21=34,所以bn+1bn=23且b1=34,则{bn}是首项为34,公比为23的等比数列,得证.(2)由(1)可

得:bn=34·(23)n-1,故a2n=1-34·(23)n-1,则a2n+1=1-34·(23)n,所以cn=a2n+1-a2n=98·(23)n-34·(23)n=38·(23)n.则{cn}的通项公式为cn=38·(23)n.10.解析:(1)设中低价

房面积形成数列{an},由题意可知{an}是等差数列,其中a1=250,d=50,则Sn=250n+n(n-1)2×50=25n2+225n.令25n2+225n≥4750,即n2+9n-190≥0,n

是正整数,则n≥10.即到2030年底,该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万平方米.(2)设新建住房面积形成数列{bn},由题意可知{bn}是等比数列,其中b1=400,q=1.08,则bn=400×(1.08)n-1.由题意可知an>0.85bn,有250+(n

-1)×50>400×(1.08)n-1×0.85.n是正整数,则n的最小值为6.∴当2026年底,当年建造的中低价房的面积占该年建造住房面积的比例首次大于85%.11.解析:由图可知,每一个图形中小三角形的个数等于前一个图形小三角形个数的3倍加1,则当n=1时,a1=1;当n=2时

,a2=3+1=4;当n=3时,a3=3×4+1=13;当n=4时,a4=3×13+1=40;当n=5时,a5=3×40+1=121;当n=6时,a6=3×121+1=364.可以猜测an+1=3an+1,可化为an+1+12=3(an

+12),所以数列an+12为首项为32,公比为3的等比数列,有an+12=32×3n-1,可得an=3n-12,故当n=i时,ai=3i-12.答案:3i-1212.解析:(1)依题意,n∈N*,n≥2,an=(1-4%)an-1+(1-an-1)×16%=0.96an-1+

0.16-0.16an-1=0.8an-1+0.16=45an-1+425,所以an=45an-1+425,n≥2.(2)证明:由(1)知,n∈N*,n≥2,an=45an-1+425,即an-45=45(an-1-45),又a1=310,

有a1-45=-12,于是得an-45是以-12为首项,45为公比的等比数列,则an-45=-12×(45)n-1,所以an=-12×(45)n-1+45.(3)由(2)知,an=-12×(45)n-1+45>35,即(

45)n-1<25,两边取常用对数得(n-1)lg45<lg25,则n-1>lg25lg45=lg2-lg52lg2-lg5=1-2lg21-3lg2=1-2×0.3011-3×0.301=0.3980.097≈4.1,即n>5.

1,所以第6年该地区的绿洲面积可超过60%.课时作业(九)等比数列的前n项和1.解析:由等比数列的求和公式可得a1[1-(12)6]1-12=6332a1=1894,解得a1=24.故选D.答案:D2.解析:因为S

7=3≠0,所以S7,S14-S7,S21-S14成等比数列,所以S7(S21-S14)=(S14-S7)2,即3(18-x)=(x-3)2,整理得x2-3x-45=0.故选C.答案:C3.解析:因为Sn=33-n+k①,当n=1

时a1=S1=33-1+k=9+k,当n≥2时Sn-1=34-n+k②,①-②得an=Sn-Sn-1=33-n+k-(34-n+k)=-2·33-n,因为{an}是等比数列,所以-2·33-1=9+k,解得k=-27.答案:-27

4.解析:(1)设数列{an}的公比为q,因为a1=12,a4=4,所以a1q3=4,所以q=2,所以an=2n-2.(2)因为{an}为等比数列且q=2,所以{a2n}为等比数列,首项为a21=14且公比为q2=4,所以S5=14(1-45)1-4=3414.5.解析:设等比数列{an

}的公比为q,则a4-a2=a1q3-a1q=12a3-a1=a1q2-a1=6,解得a1=2q=2,则S6=2×(1-26)1-2=126,S3=2×(1-23)1-2=14,所以S6S3=12614=9.故选C.答案:C6.解析:因为

anan+2=a2n+1,且S3=13≠0,所以{an}各项均不为0,所以数列{an}为等比数列,设公比为q,则S3=a1+a1q+a1q2=13S6-S3=a4+a5+a6=a1q3+a1q4+a1q5=351,解得a1=1q=3,所以an=3n-1

,则3n-1<2022<2187=37,解得n-1<7,即n<8,因为n∈N*,所以n的最大值为7.故选C.答案:C7.解析:单调递增的正项等比数列中,公比为q(q>1),由a1q4-a1=30a1q3-a1q=12,可得a1=2q=2或

a1=-32q=12(舍),则数列{an}的通项公式为an=2n,前n项和Sn=2(1-2n)1-2=2n+1-2.选项A:q=2.判断正确;选项B:a8=28=256≠512.判断错误;选项C:2an-1=2×2n-1=2n+1-1≠Sn.判断错误;选项D:an+1=2n+

1>2n+1-2=Sn.判断正确.故选AD.答案:AD8.解析:(1)设正项等比数列{an}的公比为q(q>0),由a3=a4a2,可得a3=q2,所以a2=q,a1=1,又由a3+a5=20,可得q2+q4=20,解得q2=4,可得q=2,所以a

n=2n-1,即{an}的通项公式an=2n-1,n∈N*.(2)由an=2n-1,可得bn=2anan+1,所以b1=2a1a2=1,且bn+1bn=2an+1an+2·anan+12=anan+2=1q2=14,故数列{bn}是以1为首项,14为公比的

等比数列,所以Tn=b1+b2+…+bn=1-(14)n1-14=43(1-14n).9.解析:(1)因为an+1+an=3·2n,所以bn+1=an+1-2n+1=-an+3·2n-2n+1=-(an-2n)=

-bn.因为a1=1,所以b1=a1-2=-1,所以bn+1=-bn≠0,所以bn+1bn=-1,所以{bn}是首项和公比均为-1的等比数列.(2)由(1)易得:bn=(-1)n,因为bn=an-2n=

(-1)n,所以an=2n+(-1)n,所以Sn=(-1)1+(-1)2+(-1)3+…+(-1)n+2+22+…+2n=(-1)[1-(-1)n]2+2(1-2n)1-2=(-1)n2+2n+1-52.

10.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,因为a2a3=2a4=32,所以a21q3=322a1q3=32,又因为等比数列{an}中a1,q均不为0,所以解得a1=q=2,所以an=a1qn-1=2×2n-1

=2n.(2)证明:由(1)可得Sn=a1(1-qn)1-q=2(1-2n)1-2=2n+1-2,因为n≥2时,2n>3,所以a2n-Sn-5=(2n)2-2n+1-3=(2n)2-2·2n-3=(2n+1)(2n-3)>0,所以n≥2时,a2n>Sn+5.11.解析:由题

意,设等比数列的公比为q,则am·an=a1qm-1·a1qn-1=a21qm+n-2,若m+n为偶数时,m+n-2为偶数,所以qm+n-2>0,所以am·an=a21qm+n-2>0,若m+n为奇数时,m+n-2为奇数

,若q<0,则qm+n-2<0,所以am·an=a21qm+n-2<0,若q>0,则qm+n-2>0,所以am·an=a21qm+n-2>0,若q=1时,am·an=a21>0,故此时无法判断am·an正负.故A正确,B错误;若mn为

偶数时,则m、n为两偶或一奇一偶,当m、n为两偶数时,则m-1为奇数,若q∈(0,1)∪(1,+∞),则qm-1>0,1-qn1-q>0,此时am·Sn=a21qm-1·1-qn1-q>0,若q∈(-1,0),则

qm-1<0,1-qn1-q>0,此时am·Sn=a21qm-1·1-qn1-q<0,若q∈(-∞,-1),则qm-1<0,1-qn1-q<0,此时am·Sn=a21qm-1·1-qn1-q>0,若q=1

时,am·Sn=na21>0,若q=-1时,am·Sn=0,故无法判断am·Sn的正负;同理,当m、n为一奇一偶时,也无法判断am·Sn的正负;故C错误;当mn为奇数时,m、n都为奇数,则m-1为偶数,若q≠-1且q≠0且q≠1时

,qm-1>0,1-qn1-q>0,所以am·Sn=a21qm-1·1-qn1-q>0,若q=1时,am·Sn=na21>0,若q=-1时,am·Sn=a21>0,所以am·Sn=a21qm-1·1-qn1-q>0,故

D正确.故选AD.答案:AD12.解析:(1)由题意得,b1=a2=2a1=2,a3=32a2=3,b2=a4=2a3=6;当n=2k-1,k∈N*时,a2k=2a2k-1;当n=2k,k∈N*时,a2k+1=32a2k,当k>1时,a2(k-1)+1=32a2(k-1),即

a2k-1=32a2(k-1),则a2k=2a2k-1=3a2(k-1),所以bn=a2n=3a2(n-1)=3bn-1,所以数列{}bn是以b1=2为首项,3为公比的等比数列,故bn=2×3n-1.(2)由(1)得,a2k+1=32×2a2k-1=3a2k-1,即数列{a2n-1}

是以a1=1为首项,3为公比的等比数列,由(1)知a2n=3a2(n-1),故{a2n}是以a2=2为首项,3为公比的等比数列,故数列{an}的前100项和为(a1+a3+a5+…+a99)+(a2+a4+a6+…+a100)=1-3501-3+2(1-350)1-3=3(3

50-1)2.课时作业(十)等比数列的前n项和公式1.解析:设等比数列公比为q,由a2,3a5,9a8成等差数列可得,2×3a1·q4=a1·q+9a1·q7,化简得9q6-6q3+1=0,解得q3=13,S6S3=a1(1-q6)1-qa1(1-q3)1-q=1+

q3=43.故选B.答案:B2.解析:设这个塔顶层有x盏灯,则问题等价于一个首项为x,公比为2的等比数列的前7项和为381,所以x(27-1)2-1=381,解得x=3,所以这个塔的最底层有3×27-1=192盏灯.故选A.答案:A3.解析:由题意,设等比数列{an}首项为a1,

公比为q,可得a1(1-q3)1-q=14且a1(1-q6)1-q=126,所以1-q61-q3=1+q3=12614=9,解得a1=2,q=2,则a5=2×24=32,即第5个区域种植32棵.故选C.答案:C4.解析:(1)由题可知a1+2d=5,3a1+3d=9,解得

a1=1,d=2,∴an=2n-1.(2)∵bn=3an=32n-1,∴bn+1bn=32n+132n-1=9,∴{bn}是首项为3,公比为9的等比数列,∴Tn=3(1-9n)1-9=38(9n-1)﹒

5.解析:∵S3,S9,S6成等差数列,∴S3+S6=2S9,当q=1时,上式不成立,故q≠1,则a1(1-q3)1-q+a1(1-q6)1-q=2·a1(1-q9)1-q,a1≠0,整理可得,2q9-q6-q3=0,即2q6-q3-1=0,解得

,q3=-12,A:a1+a4=a1(1+q3)=12a1,2a7=2a1·q6=12a1,即a1+a4=2a7,故A正确;B:a1a4=a21q3=-12a21,a27=a21·q12=116a21,a1≠0,故a1a4≠a27,故B不正确;C:a1+a4=a1

(1+q3)=12a1,4a7=4a1·q6=a1,a1≠0,a1+a4≠4a7,故C不正确;D:a1a4=a21q3=-12a21,(2a7)2=4a21·q12=14a21,a1≠0,a1a4≠(2a7)2,故D不正确,故选A.答案:A6.解析:设该公司在2018年,2019年,……,202

8年的广告投入(单位:万元)分别为a1,a2,…,a11,依题意可得an+1=1.5an-2(n=1,2,…,11),则an+1-4=1.5(an-4)(n=1,2,…,11),所以数列{an-4}是首项为

1,公比为1.5的等比数列,则an-4=1.5n-1,即an=4+1.5n-1.a1+a2+…+a11=4×11+(1+1.5+…+1.510)=44+1-1.510×1.51-1.5=42+3×1.510≈42+3

×57.67=215.01,故从2018年到2028年该公司对该产品的广告总投入约为215万元.故选A.答案:A7.解析:将相同的正方形看作同一“层”,自下而上每一“层”正方形个数成等比数列,且公比为2,根据等比数列前n项和可知an=

2n-1.选项A:a5=25-1=31,A错误.选项B:又因自下而上每一“层”的正方形的边长也成等比数列,且公比为22,所以每“层”正方形边长bn=(22)n-1,所以b5=(22)5-1=14,B正确.选项C:a1+a2+a3+…+a10=21-1+22-1+23-1

+…+210-1=21+22+23+…+210-10=2036,C正确.选项D:an=2n-1=255解得n=8,每一“层”的面积和cn=2n-1[(22)n-1]2=1,所以当n=8时所有正方形的面积之和为8,D正确.故选BCD.答案:BCD8

.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0),∵S4=20,a1,a2,a4成等比数列,4a1+6d=20,(a1+d)2=a1(a1+3d),解得a1=2,d=2,∴an=a1+(n-1)d=2+(n-1)×2=2n.(2)由(1)得,

bn=2an=22n=4n,∴b1=4,bn+1bn=4n+14n=4,∴{bn}是首项为4,公比为4的等比数列,∴Tn=4×(1-4n)1-4=4×(4n-1)3=4n+1-43.9.解析:(1)设公比为q.因为2a1是a5与-3a3的等差中项,

所以a5-3a3=4a1,所以q4-3q2-4=0,解得q2=4,从而q=±2.当q=2时,an=2n-1;当q=-2时,an=(-2)n-1.所以{an}的通项公式为an=2n-1或an=(-2)n-1.(2)当a1=1,q=

2时,Sn=1-2n1-2=2n-1,由Sm=2m-1=127,得m=7,当a1=1,q=-2时,Sn=1-(-2)n1+2=1-(-2)n3,由Sm=1-(-2)m3=127,化简得(-2)m-2=-95,无解.综上,m=7.10.

解析:设第n个三角形边长为a,则第n+1个三角形边长为a2,设第n个三角形面积为an,则an=34a2,an+1=34·a22=316a2,∵an+1an=14,a1=S△ABC=34×202=1003,所以这些三角形面积成等比数列,且公比q=14

,首项a1=1003,所以前20个正三角形的面积和为:S20=10031-14201-14=40033(1-1420)cm2.11.解析:S1是边长为13的4个正方形的面积之和,故S1=132×4=49;S2是边长为132的

42个正方形的面积之和,故S2=1322×42=492;以此类推得:Sn=132n×4n=49n,从而S1+S2+…+Sn=49+492+…+49n=49-49n+11-49=45(1-4n9n)≥1725,所以4n9n≤320,函数

f(x)=49x关于x单调递减,且n=2时,4292=1681>320,n=3时,4393=64729<320,故n最小值取3.答案:312.解析:(1)设第n年的旅游业收入估计为an万元,则a1=400,a2=(1+14)a1=54a1,a3=(1+14)a2=54a2,…,an+1=

(1+14)an=54an,an+1an=54,即数列{an}是公比为54的等比数列,∴Sn=a1(1-qn)1-q=4001-54n1-54=160054n-1,即前n年旅游业总收入为1600[(54)n-1].(

2)由(1)知Sn=1600[(54)n-1],令Sn>8000,即1600[(54)n-1]>8000,∴(54)n>6,即lg(54)n>lg6,∴n>lg6lg54≈8.02,∴大约第9年后,旅游业总收入超过8000万元.课时作业(十一)数列求和习题课1.解析:(1

)a1,a2,S3成等比数列,故a22=a1S3⇒(1+d)2=3+3d,化简得:d2-d-2=0,因为d>0,所以d=2,因此an=2n-1.(2)bn=an+2an=2n-1+22n-1,因此Tn=(a1+a2+…+an

)+(21+23+…+22n-1)=(1+2n-1)n2+2×(1-4n)1-4=n2+22n+13-23.2.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,q>0,由2a1a2=a3,a1+a2=3,于是2a21q=a1q2a1(1+q)=3,解得a1=1q=2,所以,an=2n-

1,n∈N*.(2)即bn=log2an+1=log22n=n,n∈N*.所以,1bnbn+1=1n(n+1)=1n-1n+1,n∈N*.于是,Sn=(1-12)+(12-13)+…+(1n-1n+1)=nn+1,n∈N*.3.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d>1,∵a2=3,且

a1+1,a3-1,a6-3成等比数列,∴a1+d=3,(a3-1)2=(a1+1)(a6-3),即(a1+2d-1)2=(a1+1)(a1+5d-3),解得a1=1,d=2.∴an=1+2(n-1)=2n-1.(2)证明:1anan+1=1(2n-1)(2n+1)=12(12

n-1-12n+1),∴Sn=12(1-13+13-15+…+12n-1-12n+1)=12(1-12n+1),∵Sn+1-Sn=12(12n+1-12n+3)>0,∴数列{Sn}单调递增,∴S1≤Sn<1

2,即13≤Sn<12.4.解析:(1)设f(1)=a1+a2+…+an=Sn=n(n+1)2,则an=Sn-Sn-1=n(n+1)2-(n-1)n2=n,n≥2,当n=1时,a1=1,S1=1成立,所以an=n(n∈N*).(2)由(1)知f(x)=x+2x2+…+nxn,

所以f12=12+2×122+3×123+…+n×12n,①12f12=122+2×123+3×124+…+(n-1)12n+n×12n+1,②由①-②得12f12=12+122+…+12n-n×12n+1=12

1-12n1-12-n×12n+1=1-12n-n2n+1,所以f12=2-12n-1-n2n<2.5.解析:(1)因为Sn=n2an①,所以当n≥2时,Sn-1=(n-1)2an-1②,①-②可得:an=n2an-(n-1)2an-1

,整理可得anan-1=n-1n+1,则a2a1×a3a2×a4a3×…×anan-1=13×24×35×…×n-2n×n-1n+1,所以ana1=2n(n+1),所以当n≥2时an=2n(n+1),易知n=1时上式也成立,所以数列{an}的通项公式为an=2n(n+1).(

2)记等差数列{bn}的公差为d,由题可得nb1+n(n-1)d2=n(n+1)2,即dn2+(2b1-d)n=n2+n,所以d=12b1-d=1,解得d=1,b1=1,所以bn=n,所以cn=(-1)n·2n,所以Mn=-2+4-6+8

-…+(-1)n·2n,当n为奇数时,Mn=-2+(4-6)+(8-10)+…+[(-1)n-1·2(n-1)+(-1)n·2n]=-2-2×n-12=-n-1;当n为偶数时,Mn=(-2+4)+(-6

+8)+(-10+12)+…+[(-1)n-1·2(n-1)+(-1)n·2n]=2×n2=n.综上Mn=-n-1(n为奇数)n(n为偶数).6.解析:(1)由an+1=4an-3得:an+1-1=4(an-1),故{an-1}为等比数列,公比是4,首项为3-1=2,故

an-1=2×4n-1,所以an=2×4n-1+1=22n-1+1.(2)证明:bn=n2an-1=n222n-1,则b1+b2+b3+…+bn=Tn=12+423+925+…+n222n-1①,①乘以14得:14Tn=123+425+927+…+n222n+

1②,则①-②得:34Tn=12+323+525+727+…+2n-122n-1-n222n+1③,记Sn=12+323+525+727+…+2n-122n-1④,④乘以14得:14Sn=123+325+527+729+…+2n-122n+1⑤,④-⑤得:34Sn=1

2+223+225+…+222n-1-2n-122n+1=12+14-122n1-14-2n-122n+1=56-2n+5322n+1,所以Sn=109-2n+5322n+1×43,故34Tn=109-

2n+5322n+1×43-n222n+1,所以Tn=4027-2n+5322n+1×169-n222n+1×43<4027,其中4027<542,故b1+b2+b3+…+bn<542.课时作业(十二)数学归纳法1.解析:由题意知,n的最小值为3,所以第一步验证

n=3是否成立.故选C.答案:C2.解析:将n=1代入a2n+1得a3,故选C.答案:C3.解析:因为已知n为正偶数,故当n=k时,下一个偶数为k+2.故选B.答案:B4.证明:①当n=1时,左边=12

,右边=1-12=12,等式成立.②假设当n=k(k≥1,k∈N*)时,等式成立,即12+122+123+…+12k-1+12k=1-12k,那么当n=k+1时,左边=12+122+123+…+12k-1+12k+12k+1=1-12k+12k+1=1-12k+1.所以当n=k+1时,等式也成立

.根据①和②,可知等式对任意n∈N*都成立.5.解析:在n=k+1时,没有应用n=k时的归纳假设,不是数学归纳法.故选D.答案:D6.解析:取n=1,则2n-12n+1=13,nn+1=12,2n-12n+1

>nn+1不成立;取n=2,则2n-12n+1=35,nn+1=23,2n-12n+1>nn+1不成立;取n=3,则2n-12n+1=79,nn+1=34,2n-12n+1>nn+1成立;取n=4,则2n-12n+1=15

17,nn+1=45,2n-12n+1>nn+1成立;下证:当n≥3时,2n-12n+1>nn+1成立.当n=3,则2n-12n+1=79,nn+1=34,2n-12n+1>nn+1成立;设当n=k(k≥3)时,有2k-12k+1>kk+1成立,则当n=k+1时,有2k+1-12k+1+1

=32k-12k+1+12k-12k+1+3,令t=2k-12k+1,则2k+1-12k+1+1=3t+1t+3=3-8t+3,因为t>kk+1,故2k+1-12k+1+1>3-8kk+1+3=4k+14k+3,因为4k+14

k+3-k+1k+2=2k-1(4k+3)(k+2)>0,所以2k+1-12k+1+1>k+1k+2=k+1(k+1)+1,所以当n=k+1时,不等式也成立,由数学归纳法可知,2n-12n+1>nn+1对任意的n≥3都成立.故选CD.答案:CD7.解析:f(2k+1)=1+12+13+

…+12k+12k+1+12k+2+…+12k+1=f(2k)+12k+1+12k+2+…+12k+1,∴f(2k+1)-f(2k)=12k+1+12k+2+…+12k+1.答案:12k+1+12k+2+…+12k+18.证

明:①当n=1时,左边=2,右边=13×1×2×3=2,等式成立.②假设当n=k(k∈N*)时,等式成立,即(12+1)+(22+2)+…+(k2+k)=13k(k+1)(k+2),那么当n=k+1时,(12+1)+(22+2)+…+(k2+k)+[(k+1)2+(k+1)]

=13k(k+1)(k+2)+(k+1)2+(k+1)=13k(k+1)(k+2)+(k+1)(1+k+1)=13(k+1)(k+2)(k+3)=13(k+1)[(k+1)+1][(k+1)+2].故当n=k+1时

,等式也成立.综上可知等式对任意正整数n都成立.9.解析:(1)由a2n=an+1+3nan-3可得an+1=a2n-3nan+3,又a1=4,则a2=a21-3a1+3=7,a3=a22-6a2+3=1

0,则a2=7,a3=10,猜想an=3n+1.(2)证明:由(1)得an+1=a2n-3nan+3,当n≥2时,an=a2n-1-3(n-1)an-1+3,①当n=1时,猜想显然成立;②假设当n=k(k≥2,k∈N*)时成立,即ak=3k+1;当n=k+1时,ak+

1=a2k-3kak+3=(3k+1)2-3k(3k+1)+3=3k+4=3(k+1)+1,猜想成立,由①②知猜想恒成立,即an=3n+1.10.解析:(1)根据题意可得:2bn=an+an+1,a2n+1=bnbn+1,令n=1,则2b1=a1+a2,a22=b1b2,可得a2=6,b2=9,令

n=2,则2b2=a2+a3,a23=b2b3,可得a3=12,b3=16,令n=3,则2b3=a3+a4,a24=b3b4,可得a4=20,b4=25,猜想:an=n(n+1),bn=(n+1)2,当n=1,a1=2,b

1=4成立.假定当n=k(k≥1),ak=k(k+1),bk=(k+1)2,当n=k+1时,2bk=ak+ak+1,即2(k+1)2=k(k+1)+ak+1,则ak+1=(k+1)(k+2),a2k+1=bkbk+1,即[(k+1)(k+2)]2=(k+1)2bk+1,则bk+1=(k+

2)2成立,∴an=n(n+1),bn=(n+1)2.(2)1an+bn=1n(n+1)+(n+1)2=1(n+1)(2n+1)<12n(n+1)=12(1n-1n+1),1a1+b1+1a2+b2+…+1

an+bn<12(1-12+12-13+…+1n-1n+1)=12(1-1n+1)<12,即1a1+b1+1a2+b2+…+1an+bn<12.11.解析:①n=2时,两条直线相交把平面分成4个区域,命题成立.②假设当n=k(k≥2,k∈N*)时,k条直线将

平面分成k2+k+22块不同的区域.当n=k+1时,设其中的一条直线为l,其余k条直线将平面分成k2+k+22块区域,直线l与其余k条直线相交,得到k个不同的交点,这k个点将l分成k+1段,每段都将它所在的区域分成两部分,故新增区域为k+1

块.从而k+1条直线将平面分成k2+k+22+k+1=(k+1)2+(k+1)+22块区域.所以n=k+1时命题也成立.由①②可知,原命题成立.答案:n2+n+22(n≥2,n∈N*)12.解析:(1)设等差数列{

an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,依题意,2q2=2+6d2+2q+2q2=8+6d,整理得:q2=1+3dq+q2=3+3d,解得d=1,q=2,所以an=n+1,bn=2n.(2)由(1)知,1bn=12n,数列1bn是首项为12,公

比为12的等比数列,则Pn=121-12n1-12=1-12n,2anan+1=2(n+1)(n+2)=2(1n+1-1n+2),Qn=2[(12-13)+(13-14)+(14-15)+…+(1n+1-1n+2)]=2(12-

1n+2)=1-2n+2,则Pn-Qn=1n2+1-12n,用数学归纳法证明2n>n2+1,n∈N*,①当n=1时,左边=2,右边=32,左边>右边,即原不等式成立,②假设当n=k,k∈N*时,不等式

成立,即2k>k2+1,则2k+1>2k2+1=k+12+1+k+12>k+12+1,即n=k+1时,原不等式成立,综合①②知,∀n∈N*,2n>n2+1成立,因此,Pn-Qn=1n2+1-12n>0,即Pn>Qn,所以Pn>Qn.课时作业(十三)变化率问题1.解析:由题得该质

点从x=2到x=3的平均速度为f()3-f()23-2=-5.故选A.答案:A2.解析:f(2)-f(-1)2-(-1)=(4+2C)-(1+2C)3=1.故选A.答案:A3.解析:函数f(x)=x2在区间[

1,t]上的平均变化率为t2-12t-1=t+1=3,所以t=2.答案:24.解析:依题意,物体在t=1到t=1+Δt这段时间内的位移增量为:Δs=s(1+Δt)-s(1)=[(1+Δt)2+2(1+Δt)+3]-(12+2×1+3)=(Δt)2+4Δt,于是得ΔsΔt=(Δt)

2+4ΔtΔt=4+Δt,所以物体在t=1到t=1+Δt这段时间内的平均速度为4+Δt.5.解析:由题意可知t=1s时小球的瞬时速度为limΔt→0-4.9(1+Δt)2+4.9Δt=limΔt→0(-9.8-4.9Δt)=-9.8m/s.

故选B.答案:B6.解析:由题意,得9.8m/s是物体在t=1s这一时刻的速度,故C正确,A、B、D错误.故选ABD.答案:ABD7.解析:因为平均速度为ΔsΔt=s(t0+Δt)-s(t0)Δt=v(t0

+Δt)-vt0Δt=v,瞬时速度为limΔt→0ΔsΔt=limΔt→0s(t0+Δt)-s(t0)Δt=limΔt→0v(t0+Δt)-vt0Δt=limΔt→0vΔtΔt=v.所以平均速度与任何时刻的瞬时速度相等.答案:相等8.解析:(1)因为P(1,2),Q(5,7),所以kl=7-

25-1=54.(2)当Q沿曲线向点P靠近时,直线的倾斜角α(锐角)在变大,又k=tanα,所以直线l的斜率变大了.9.解析:因为f(2+Δx)-f(2)Δx=3(Δx)2+8ΔxΔx=3Δx+8,所以k=li

mΔx→0(3Δx+8)=8,则切线方程y-3=8(x-2),即8x-y-13=0.10.解析:质点M在t=2时的瞬时速度即为函数在t=2处的瞬时变化率.∵质点M在t=2附近的平均速度为ΔsΔt=s(2+Δt)-s(2)Δt=a(2+Δt)2

-4aΔt=4a+aΔt,∴limΔt→0ΔsΔt=4a=8,即a=2.11.解析:由f(1)-f(1-Δx)2Δx→-1得:f(1)-f(1-Δx)Δx→-2,即f′(1)=-2,∴曲线y=f(x)上点(1,f(1))处的切线斜率为-2,C错误;D正确

;f(1+Δx)-f(1-Δx)Δx=2×f(1+Δx)-f(1-Δx)2Δx=2×f(1)-f(1-Δx)Δx→-4,A正确;B错误.故选AD.答案:AD12.解析:(1)由已知在t∈[]3,5时,其时间变化量为Δt=2,其位移变化量为Δs=f(5)-f(3)=

3×25+2-(3×9+2)=48,故所求平均速度为ΔsΔt=482=24m/s.(2)求物体的初速度v0,即求物体在t=0时的瞬时速度.因为物体在t=0附近位移的平均变化率为ΔsΔt=f(0+Δt)-f(0)Δt=29+3(0+Δt-3

)2-29-3(0-3)2Δt=3Δt-18.所以物体在t=0处位移的瞬时变化率为limΔt→0ΔsΔt=limΔt→0(3Δt-18)=-18,即物体的初速度v0=-18m/s.(3)因为物体在t=1附近位移的平均变化率为ΔsΔt=f(1+Δt)-f(1)Δt=29+3(1+Δt-3)2

-29-3(1-3)2Δt=3Δt-12,故物体在t=1时的瞬时速度为limΔt→0ΔsΔt=limΔt→0()3Δt-12=-12,即物体在t=1时的瞬时速度为-12m/s.课时作业(十四)导数的概念及其几何意义1.解析:根据题意,函数y=f(x)在x=x0处的导数为f′(x0)=-1,而l

imΔx→0f(x0+Δx)-f(x0)Δx=f′(x0)=-1,故选A.答案:A2.解析:因为切线方程为:y=-2x+10,故f′(4)=-2,且f(4)=2,故f(4)+f′(4)=0.故选A.答案:A3.解析:根据导数

的几何意义及切线的定义知曲线在(x0,y0)处有导数,则切线一定存在,但反之不一定成立,故A、B、D错误.故选ABD.答案:ABD4.解析:令y=f(x),则ΔyΔx=f(x+Δx)-f(x)Δx=(x+Δx)2-2(x+Δx)

-x2+2xΔx=2x-2+Δx,于是得f′(x)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0(2x-2+Δx)=2x-2,f′(2)=2×2-2=2,所以f′(x)=2x-2,f′(2)=2.5.解析:函数f(x)在(1,f(1))处的切线为

l1,在(2,f(2))处的切线为l3,f(2)-f(1)=f(2)-f(1)2-1为过(1,f(1)),(2,f(2))两点的直线l2的斜率,由图可知,直线kl1<kl2<kl3,即f′(1)<f(2)-f(1)

<f′(2).故选A.答案:A6.解析:f′(x)=limΔx→0f(x+Δx)-f(x)Δx=9limΔx→01x+Δx-1xΔx=-9limΔx→01(x+Δx)x=-9x2,所以f′(3)=-1

.又切线的倾斜角α的范围为0°≤α<180°,所以所求倾斜角为135°.故选C.答案:C7.解析:y′=limΔx→0ΔyΔx=2x-1,在点P处的切线斜率为2×(-2)-1=-5.因为点P的横坐标是-2,所以点P的纵坐标

是6+c,故直线OP的斜率为-6+c2,根据题意有-6+c2=-5,解得c=4.答案:48.解析:显然点P(1,2)在曲线上,根据导数的几何意义,可知切线的斜率为k=limΔx→0f(1+Δx)-f(1)Δx=l

imΔx→0(1+Δx)2+1-(12+1)Δx=limΔx→0(Δx)2+2ΔxΔx=limΔx→0(Δx+2)=2.故切线方程为y-2=2(x-1),即y=2x.9.解析:y′=limΔx→0(x+Δx)2-x2Δx=limΔx→0(2x+Δx)=2x.设抛物线上点P(x

0,y0)处的切线平行于直线4x-y+1=0,则y′|x=x0=2x0=4,解得x0=2,所以y0=x20=4,即P(2,4),经检验,符合题意.则y′|x=x1=2x1=-14,解得x1=-18,所以y1=x21=164,即Q(-18,164),经检验,符合题意.故抛物线y=x2在点(2

,4)处的切线平行于直线4x-y+1=0,在点(-18,164)处的切线垂直于直线4x-y+1=0.10.解析:球的体积公式为:V(r)=43πr3,ΔV=V(3+Δr)-V(3)=43π(3+Δr)3-43π×33=43π·(27Δr+9Δr2+(Δr)3),在r=3时的瞬时变化率为

:limΔr→0ΔVΔr=limΔr→043π(27Δr+9Δr2+(Δr)3)Δr=43πlimΔr→0(27+9Δr+(Δr)2)=36π.这一瞬时变化率的实际意义为球的表面积.11.解析:由题设,f′(1)=limΔx→0f

(1)-f(1-3Δx)3Δx=-23.故选B.答案:B12.解析:设P(x0,y0),则y0=x20+1,f′(x0)=limΔx→0=(x0+Δx)2+1-(x20+1)Δx=2x0,所以过点P的切线方程为y-y0=2x0(x-x0),即y=2x

0x+1-x20,而此直线与曲线y=-2x2-1相切,所以切线与曲线y=-2x2-1只有一个公共点,由y=2x0x+1-x20,y=-2x2-1,得2x2+2x0x+2-x20=0,则Δ=4x20-8(2-x20)=0,解得x0=±233,则y0=73,所以点P的坐标为(233,73

)或(-233,73).课时作业(十五)基本初等函数的导数1.解析:由f(x)=x,得f′(x)=12x,所以f′(16)=18.故选A.答案:A2.解析:∵y′=-sinx,∴y=cosx在(π2,0)处的切线斜率k=-sinπ2=-1,∴所求切线方

程为:y=-(x-π2),即y=-x+π2.故选A.答案:A3.解析:∵y=ex,∴y′=ex,则在x=0处的切线的斜率为k=e0=1,又x=0,y=1,∴切线方程为:y-1=x,即:x-y+1=0.答案:x-y+1=04.解析:(

1)y′=8x7.(2)y′=(12)xln12=-(12)xln2.(3)∵y=xx=x32,∴y′=32x12.(4)y′=1xln13=-1xln3.5.解析:因为y′=1x·ln2,所以点A处切线方程为y-0=1ln2·(x-1),令x=0,得y

=-1ln2,所以B的坐标为(0,-1ln2),则S△AOP=12×1ln2×1=12ln2,故选A.答案:A6.解析:设过点(-1,3)的直线与曲线y=f(x)相切的切点为(x0,1x0),由f(x)=1x

求导得f′(x)=-1x2,于是得切线方程为y-1x0=-1x20(x-x0),即y=-1x20x+2x0,则3=1x20+2x0,解得x0=1或x0=-13,因此得切线方程为y=-x+2或y=-9x-6,所以所求切线的方程是y=-x+2或y=-9x-6.故选AB.答案:AB7.

解析:函数f(x)=x2(x∈R),①当x∈(0,+∞)时,f′(x)=2x>0;②x∈R,f(-x)=x2=f(x),所以f(x)=x2是偶函数,函数f(x)=x2(x∈R)同时满足条件.答案:f(x)=x2(答案不唯一)8.解析:设切点为(x0,lnx0),由y=lnx得y′=

1x.因为曲线y=lnx在x=x0处的切线方程为x-y+c=0,其斜率为1.所以y′|x=x0=1x0=1,即x0=1,所以切点为(1,0).又切线过切点(1,0),∴1-0+c=0,得c=-1.9.解析:设切点为(m,n),因为

y=5x,所以y′=52x,因为曲线的切线与直线y=2x-4平行,所以52m=2,解得m=2516,又点(m,n)在曲线y=5x上,则n=5m=254,所以切点坐标为(2516,254),所以曲线y=5x的与直线y=2x

-4平行的切线方程为:y-254=2(x-2516),即16x-8y+25=0.10.解析:因为y=cosx,所以y′=-sinx,令y′=-sinx=1,解得x=-π2+2kπ,k∈Z,此时cos(-π2

+2kπ)=0,k∈Z,所以曲线y=cosx在点(-π2+2kπ,0),k∈Z处的斜率为1;令y′=-sinx=0,x=2kπ,k∈Z或x=π+2kπ,k∈Z,当x=2kπ,k∈Z时,cos(2kπ)=1,k∈Z;当x=π+2kπ,k∈Z时,cos(π+2kπ

)=-1,k∈Z;所以曲线y=cosx在点(2kπ,1),k∈Z或(π+2kπ,-1),k∈Z处的切线平行于x轴.11.解析:∵f1(x)=sinx,∴f′1(x)=(sinx)′=cosx,f2(x)=f′1(x)=cosx,f3(

x)=f′2(x)=(cosx)′=-sinx,f4(x)=f′3(x)=(-sinx)′=-cosx,f5(x)=f′4(x)=(-cosx)′=sinx,由此可知:f2022(x)=f2(x)=cosx.故选C.答案:C12.解析:假设存在

这样的公共点,并设这两条曲线的一个公共点为P(x0,y0),∴两条曲线在P(x0,y0)处的切线斜率分别为k1=y′|x=x0=cosx0,k2=y′|x=x0=-sinx0.若使两条切线互相垂直,必须有cosx0·(-sinx

0)=-1,即sinx0·cosx0=1,也就是sin2x0=2,这是不可能的,∴两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.课时作业(十六)导数的四则运算法则1.解析:∵f(x)=x+1x,∴f′(x)=1-1x2,

∴f′(1)=1-112=0.故选A.答案:A2.解析:由已知f(x)=(ex)′cosx+ex(cosx)′=excosx-exsinx,故选D.答案:D3.解析:易知f(1)=1,又f′(x)=1+1x,

所以切线的斜率k=f′(1)=2,所以函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-1=2(x-1),化简得y=2x-1.答案:y=2x-14.解析:(1)函数f(x)=exlnx+3x定义域为(0,

+∞),所以函数f′(x)=exlnx+ex·1x+3=ex(lnx+1x)+3.(2)由(1)知,f′(1)=e+3,而f(1)=3,于是得y-3=(e+3)(x-1),即y=(e+3)x-e,所以函数f(x)的图象在点(1,f(1

))处的切线方程是y=(e+3)x-e.5.解析:设切点为(x0,x0lnx0).∵y=xlnx,∴y′=lnx+1,∴y′|x=x0=lnx0+1.易知曲线在点(x0,x0lnx0)处的切线的斜率为2.∴lnx0+1=2,

∴x0=e,∴切点为(e,e).把(e,e)代入切线方程,得e=2e+b,∴b=-e.故选C.答案:C6.解析:由f(x)+f(-x)=0可得2x3+(a-2)x2-3x+2(-x)3+(a-2)(-x)2-3(-x)=0,整理得2(a-2)x2=0,则a=2;则f(x)=2x3-3x,f′

(x)=6x2-3,f(1)=-1,f′(1)=3,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y+1=3(x-1),整理得3x-y-4=0.故选B.答案:B7.解析:函数f(x)=lnx+f′(1)x2+2x,则f′(x)=1x+

2f′(1)x-2x2,当x=1时,f′(1)=1+2f′(1)-2,因此f′(1)=1,所以f(x)=lnx+x2+2x,则f(1)=3.答案:38.解析:(1)由题知f′(x)=ax+1x2,因为f′(2)=1,所以f′(2)=a2+14=1,解得a=32,所以a=32.(2)由(1)

知f′(x)=ax+1x2,因为f(x)在()1,f(1)处的切线与直线2x-y=0平行,所以f′(1)=a+1=2,解得a=1.此时f(1)=-1,切线方程为:y+1=2(x-1),即y=2x-3,满足与直线2x-y=0平行,所以a=1.9.解析:由f(x)的图象经过P(

0,2),知d=2,所以f(x)=x3+bx2+cx+2,f′(x)=3x2+2bx+c.由在M(-1,f(-1))处的切线方程是6x-y+7=0,知-6-f(-1)+7=0,即f(-1)=1,f′(-1)=6.所以3-2b+c=6,-1+b-c+2=1,即2b-c=

-3,b-c=0.解得b=c=-3.故所求的解析式是f(x)=x3-3x2-3x+2.10.解析:由f(x)=x3+x-16得f′(x)=3x2+1,因为切线与直线y=-14x+3垂直,所以切线斜率为k=4.设切点为(x1,y1),则k=f′(x1)=3x21+1=4,解得x

1=±1,所以x1=1y1=-14或x1=-1y1=-18,即切点坐标为(1,-14)或(-1,-18).所以切线方程为y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18,即y=4x-18或y=4x-14.11.解析:由xf′(x)+f(x)=[xf(x)]′,可

得[xf(x)]′=ex,设xf(x)=ex+m,又由f(1)=2e,有f(1)=e+m=2e,得m=e,可得f(x)=ex+ex,f′(x)=xex-(ex+e)x2=(x-1)ex-ex2,f′(1)=-e,故所求切线方程为y-2e=-e(x-1),整理为y=-ex+3e.答案:y=-ex+3

e12.解析:(1)由题意,函数的定义域为(0,+∞),由f(x)=ax2+lnx,得f′(x)=2ax+1x,所以f(1)+f′(1)=3a+1.(2)因为曲线y=f(x)存在垂直于y轴的切线,故此时切线斜率为0,问题转化为在x∈(0,+∞)内导函数f′(x)=2ax+1x存在

零点.令f′(x)=0,即2ax+1x=0有正实数解,即2ax2=-1有正实数解,故有a<0,所以实数a的取值范围是(-∞,0).课时作业(十七)简单复合函数的导数1.解析:由复合函数求导法则,f′(x)=

-sin(x-1)·(x-1)′=-sin(x-1),故选B.答案:B2.解析:由已知得f′(x)=2cos(2x+π3),f′(π3)=2cos(2×π3+π3)=-2,故选A.答案:A3.解析:[ln

(2x+1)]′=22x+1,(e5x-4)′=5e5x-4,(2x-1)′=12·12x-1·(2x-1)′=12x-1,[sin(2x+π3)]′=2cos(2x+π3).故选AC.答案:AC4.解析:令y=lnu,u=2x+3,则y′x=(lnu)′·(2x+3

)′=1u·2=22x+3.当x=-12时,y′=23-1=1,即在点(-12,ln2)处切线的倾斜角的正切值为1,所以倾斜角为π4.5.解析:y′=ex-1-πcos(π2x),当x=1时,y′=1,所以所求切线方程为y+1=x-1,即x-y-2=0.故选

D.答案:D6.解析:依题意,曲线f(x)=-asinx-ln(x+1),求导得:f′(x)=-acosx-1x+1,则f′(0)=-a-1,因曲线y=f(x)在(0,0)处的切线方程为y=x,则f′(0)=1,即-a-1=1,解得a=-2,所以a的值为-2.故选A.答案:A7.

解析:因为y=16sin(5π6t+π2)=16cos5π6t,所以求导得y′=-16×5π6sin5π6t=-40π3sin5π6t,所以根据导数的几何意义得该振子在t=6s时的瞬时速度为y′|t=6=-16×5π6sin5π=0.答案:08.解析:(1)由题意,

函数f(x)=k(x+1)e-x+x2,可得f′(x)=k[]e-x-(x+1)e-x+2x=-kxe-x+2x.(2)当k=e时,可得f(1)=3,由(1)得f′(x)=-exe-x+2x,所以f′(1)=1,所以函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线

方程y-3=1·(x-1),即y=x+2.9.解析:由曲线y=f(x)过(0,0)点,可得ln1+1+b=0,故b=-1.由f(x)=ln(x+1)+x+1+ax+b,得f′(x)=1x+1+12x+1+a,则f′(0)=1+12+a=32+a,即为曲线y=f(x)

在点(0,0)处的切线的斜率.由题意,得32+a=32,故a=0.10.解析:由y′=(e2xcos3x)′=(e2x)′cos3x+e2x(cos3x)′=2e2xcos3x+e2x(-3sin3x)=e2x(2cos3x-3sin3x),得y′|x=0=2.则切线方程为y-1=2(x-0),

即2x-y+1=0.若直线l与切线平行,可设直线l的方程为2x-y+c=0,两平行线间的距离d=|c-1|5=5,得c=6或c=-4.故直线l的方程为2x-y+6=0或2x-y-4=0.11.解析:因为f(x)+f(2-x)=2022,所以f′(x)+f′(2-x)

·(2-x)′=0,所以f′(x)-f′(2-x)=0,所以f′(2022)-f′(2-2022)=0,所以f′(-2020)-f′(2022)=0.答案:012.解析:易得f′(x)=ex-ae-x,x

∈R.∵f′(x)为奇函数,∴f′(x)+f′(-x)=0对任意x∈R恒成立,即(1-a)(ex+e-x)=0对任意x∈R恒成立,∴a=1,∴f(x)=ex+e-x,f′(x)=ex-e-x,设切点的横坐标为x0,由题可得ex0-

e-x0=32,令ex0=t(t>0),则t-1t=32,解得t=2或t=-12(舍去),∴ex0=2,∴x0=ln2.课时作业(十八)函数的单调性1.解析:∵f(x)在(-∞,1),(4,+∞)上单调递减,在(1,4)上单调递增,∴当x<1或x>4时,f′(x)<

0;当1<x<4时,f′(x)>0.故选C.答案:C2.解析:由f′(x)=x-1x且x>0,当f′(x)<0且0<x<1,故f(x)递减区间为(0,1).故选D.答案:D3.解析:A:由f(x)=x2+sinx⇒f′

(x)=2x-cosx,令g(x)=f′(x)=2x-cosx,因为g′(x)=2+sinx>0,所以函数f′(x)是实数集上的增函数,符合题意;B:由f(x)=x2⇒f′(x)=2x,因为一次函数f′(x)=2x是实数集上的增函数,所以符合题意;C:由f(x)=1+cosx⇒f′(x)=-sin

x,因为函数f′(x)=-sinx是周期函数,所以函数f′(x)=-sinx不是实数集上的增函数,因此不符合题意;D:由f(x)=x2+lnx⇒f′(x)=2x+1x,令g(x)=f′(x)=2x+1x,则g′(x)=2-1x2=2x2-1x2,当x∈(0,22)时,g′(x)<0

,g(x)单调递减,因此不符合题意,故选AB.答案:AB4.解析:f(x)=x3+x2-x,则f′(x)=3x2+2x-1=(3x-1)·(x+1),由f′(x)>0,可得x>13或x<-1;由f′(x)<

0,可得-1<x<13,则函数f(x)=x3+x2-x的单调递增区间为(13,+∞)和(-∞,-1),单调递减区间为(-1,13).答案:(-1,13)5.解析:根据f′(x)>0时,y=f(x)递增,f′(x)<0时,y=f(

x)递减可得,①②中函数的图象的增减趋势与导函数的正负区间是吻合的,可能正确;而③中导函数为负的区间内相应的函数不为递减,故错误,④中导函数为负的区间内相应的函数不为递减,故错误.故选A.答案:A6.解析:由y=x+alnx⇒y′=1+ax,因为函数y=x+alnx在区间[1,+∞)内单调递

增,所以有y′≥0在[1,+∞)上恒成立,即1+ax≥0在[1,+∞)上恒成立,因为x∈[1,+∞),所以由1+ax≥0⇒x+a≥0⇒a≥-x,因为x∈[1,+∞),所以-x∈(-∞,-1],于是有a≥-1.故选D.答案:D7.

解析:f′(x)=x2-27x=x3-27x,x>0,令f′(x)≤0,得0<x≤3,而因为函数f(x)=13x3-27lnx在区间[a-1,a+1]上单调递减,故a-1>0a+1≤3,故1<a≤2.答案:1<a≤28.解析:函数f(x)=kx-lnx的定义

域为(0,+∞),f′(x)=k-1x=kx-1x.当k≤0时,kx-1<0,∴f′(x)<0,则f(x)在(0,+∞)上单调递减.当k>0时,由f′(x)<0,即kx-1x<0,解得0<x<1k;由f′(x)>0,即kx-1x>0,解得x>

1k.∴当k>0时,f(x)的单调递减区间为(0,1k),单调递增区间为(1k,+∞).综上所述,当k≤0时,f(x)的单调递减区间为(0,+∞),无单调递增区间;当k>0时,f(x)的单调递减区间为(0,1k),单调递增区间为(

1k,+∞).9.解析:(1)由题意知,f′(x)=3x2-6ax,又f(2)=8,f′(2)=0,即23-3a×22+b=83×22-6a×2=0,解得a=1,b=12.(2)已知f′(x)=3x2-6ax,令f′(x)=0,知x1=0,x

2=2a,当a=0时,f′(x)=3x2≥0,此时函数f(x)在R单调递增,当a>0时,令f′(x)>0⇒x<0或x>2a,令f′(x)<0⇒0<x<2a,所以函数f(x)在(-∞,0)、(2a,+∞)上单调递增,在(0,2a)上单调递减,当a<0时,令f′(x)>0⇒x<2a或x

>0,令f′(x)<0⇒2a<x<0,所以函数f(x)在(-∞,2a)、(0,+∞)上单调递增,在(2a,0)上单调递减.10.解析:(1)当a=2时,f(x)=ex-2x-1,∴f′(x)=ex-2.令f′

(x)>0,即ex-2>0,解得x>ln2;令f′(x)<0,即ex-2<0,解得x<ln2;∴当a=2时,函数f(x)的单调递增区间是(ln2,+∞),递减区间为(-∞,ln2).(2)∵f(x)=ex-

ax-1,∴f′(x)=ex-a.∵f(x)在R上单调递增,∴f′(x)=ex-a≥0恒成立,即a≤ex在x∈R恒成立,∵x∈R时,ex∈(0,+∞),∴a≤0.即a的取值范围为(-∞,0].11.解析:∵f(x)=lnx+ax2-2,∴f′(x)=1x+2ax,若f(x)在区间(12,2)内存在

单调递增区间,则f′(x)>0,x∈(12,2)有解,故a>-12x2,令g(x)=-12x2,则g(x)=-12x2在(12,2)单调递增,∴g(x)>g(12)=-2,故a>-2.故选D.答案:D12.解析:(1)∵f′(x)=1

x-a,g′(x)=-bx2,∴f′(1)=1-a,g′(1)=-b,∵y=f(x)与y=g(x)在交点(1,c)处具有公共切线,∴1-a=-b;又c=-a=b-3,∴由1-a=-b-a=b-3得a=2b=1

.(2)当b=1-a时,设h(x)=f(x)+g(x)=lnx-ax+1-ax-3(x>0),∴h′(x)=1x-a-1-ax2=-ax2+x-1+ax2=-(ax+a-1)(x-1)x2;设t(x)=-ax2+x-1+a(x>0),当a=0时,t(x

)=x-1;当x∈(0,1)时,t(x)<0;当x∈(1,+∞)时,t(x)>0;∴h(x)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞);当a≠0时,令t(x)=0,解得x1=1-aa=1a-1,x2=1;①当a=12时,1a-1=1时,t(x)≤0恒成立,即h′(x)≤0,∴h(

x)的单调递减区间为(0,+∞),无单调递增区间;②当0<a<12时,1a-1>1,当x∈(0,1)∪(1a-1,+∞)时,t(x)<0,则h′(x)<0;当x∈(1,1a-1)时,t(x)>0,则h′(x)>0;∴h(x)的单调递减区间为(0,1),(1a

-1,+∞);单调递增区间为(1,1a-1);综上所述:当a=0时,h(x)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞);当a=12时,h(x)的单调递减区间为(0,+∞),无单调递增区间;当0<a<12时,h(x)的单调递减区间为(0

,1),(1a-1,+∞);单调递增区间为(1,1a-1).课时作业(十九)函数的极值1.解析:A:因为函数y=ex是实数集上的增函数,所以函数y=ex没有极值;B:因为函数y=lnx是正实数集上的增函数,所以函数y=lnx没有极值;C:因为函数y=2x在区间(0,+∞

)、(-∞,0)上是减函数,所以函数y=2x没有极值;D:因为y=x2-2x=(x-1)2-1,所以该函数在(1,+∞)上是增函数,在(-∞,1)上是减函数,因此x=1是函数的极小值点,符合题意,故选D.答案:D2.解析:对于A,在(-2,-1),f′(x)>0,f(x)单

调递增,故A错误;对于B,在(0,2),f′(x)不恒为正或负,故f(x)不单调,故B错误;对于C,在(1,+∞),f′(x)≥0恒成立,故f(x)单调递增,故x=3不是极值点,故C错误;对于D,在(-3,-1),f′(x)>0,f(x)单调递增,在(-1,1),f′(x)<0,f(x)单调递减

,故x=-1是f(x)的极大值点,且是唯一的极大值点,故D正确.故选D.答案:D3.解析:由f(x)=sinx+ax知:f′(x)=cosx+a.因为x=π3是f(x)=sinx+ax的极值点,故f′(π3)=cosπ3+

a=0⇒a=-12.答案:-124.解析:(1)f′(x)=6x-9,令f′(x)=6x-9<0,解得x<32,故函数f(x)的单调递减区间是(-∞,32).(2)令f′(x)>0得x>32,故f(x)在(-∞,32)单调递减,在(32,+∞)单调递增,所以f(x)在x=32处取得极小值,f(3

2)=3×94-9×32+5=-74,所以f(x)的极小值为-74,无极大值.5.解析:对A,x=2是y=g(x)的零点,不一定为y=f(x)的零点,故A错误;对B,因为g(2)=0,在x=2左侧,()x-2f′(x)<0,故

f′(x)>0,在x=2右侧,()x-2f′(x)>0,故f′(x)>0,故x=2两侧f′(x)>0,故x=2不是y=f(x)的极大值点,故B错误;对C,因为g(1)=0,在x=1左侧,()x-2f′(x)>0,故f′(x)<0,在x=1右侧,()x-2f′(x

)<0,故f′(x)>0,故是y=f(x)的极小值点,故C错误;对D,因为g()-2=0,在x=-2左侧,()x-2f′(x)<0,故f′(x)>0,在x=-2右侧,()x-2f′(x)>0,故f′(x)<0,故x=

-2是y=f(x)的极大值点,故D正确,故选D.答案:D6.解析:∵函数f(x)=x3-2cx2+x有极大值点,∴f′(x)=3x2-4cx+1=0有两个不同的根,∴Δ=(-4c)2-12>0,解得c<-32或c>32,即实数c的范围是(-∞,

-32)∪(32,+∞).故选D.答案:D7.解析:由f(x)=x3-3x2-9x,得f′(x)=3x2-6x-9,令f′(x)>0⇒x<-1或x>3,令f′(x)<0⇒-1<x<3,所以函数f(x)在(-∞,-1)和(3,+∞)上单调递增,在(

-1,3)上单调递减,且f(-1)=5,f(3)=-27,如图,由图可知函数f(x)在x=-1处取得极大值,在x=3处取得极小值,又函数f(x)在(a,+∞)内有极大值,故a<-1.故选A.答案:A8.解析:(1)因为f(x)=13x3+ax2+bx,所以f′(x)=

x2+2ax+b,由f′(-1)=-4f′(1)=0,得1-2a+b=-41+2a+b=0,解得a=1,b=-3.(2)由(1)得f(x)=13x3+x2-3x,x∈R,f′(x)=x2+2x-3=(x-1)(x+3).由f′(x)>0得x>1或x<

-3;由f′(x)<0得-3<x<1.由f′(x)=0得x=1或x=-3;∴f(x)的单调递增区间为(-∞,-3),(1,+∞),单调递减区间为(-3,1),∴f(x)在x=-3处取得极大值9,在x=1处取得极小值-53.9.解析:(1)设y=f(

x)=ax3+bx2,则f′(x)=3ax2+2bx.由题意,知f(1)=3,f′(1)=0,即a+b=3,3a+2b=0,解得a=-6,b=9.(2)由(1),知y=-6x3+9x2.所以y′=

-18x2+18x=-18x(x-1).令y′=0,解得x1=1,x2=0.因为当x<0时,y′<0;当0<x<1时,y′>0;当x>1时,y′<0.所以当x=0时,y有极小值,其极小值为0.10.解析:(1)当a=0,f(x)=13x

3,则f(1)=13,即切点为(1,13).又f′(x)=x2,f′(1)=1即切线斜率k=1.所以切线方程为:y=x-23,整理得:3x-3y-2=0,曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为:3x-3y-2=0.(

2)f′(x)=x2-ax=x()x-a,令f′(x)=0,解得:x=0,x=a.由于x=1是函数f(x)的极大值点,所以f′(1)=0,即a=1,但此时x∈(-∞,0),f′(x)>0,f(x)在(-∞,0)上单调递增;x∈(0,1),f′(x)<0,f(x)在(0,1)上单调递减;x∈(

1,+∞),f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增;所以x=1是函数f(x)的极小值点.故a的取值范围为∅.11.解析:由f(x)=ex-a2x2-ax,得f′(x)=ex-ax-a,令f′

(x)=0,得ex-ax-a=0,当x=-1时,方程无解,所以x≠-1,化简得a=exx+1,令g(x)=exx+1,则g′(x)=ex(x+1)-ex(x+1)2=xex(x+1)2,当x>0时,g′(x)>0,当-1<x<0或x<-1时,g′(x)<0,所以g(x)在(0,+

∞)上递增,在(-1,0)和(-∞,-1)上递减,作出g(x)的图象,g(0)=1,因为函数f(x)=ex-a2x2-ax有两个极值点,所以方程a=exx+1有两个变号的实根,即y=a与y=exx+1的图象有两

个不同的交点,所以由图可得a>1,即实数a的取值范围是(1,+∞).故选B.答案:B12.解析:(1)当a=1时,f(x)=exx-1,f(2)=e22-1=e2,f′(x)=ex(x-1)-ex(x-1)2=(x-2)ex(x-1)2,f′(2)=0,所以f(x)在(2,f(2))处的切线方程

为y=e2.(2)f′(x)=ex(ax-1)-aex(ax-1)2=(ax-1-a)(ax-1)2·ex,当a=0时,f(x)=-ex,f(x)在R上递减,没有极值.当a≠0时,f(x)的定义域为x|x≠1

a,令f′(x)=(ax-1-a)(ax-1)2·ex=0,解得x=1+1a.当a>0时,f(x)在区间(-∞,1a),(1a,1+1a),f′(x)<0,f(x)递减;在区间(1+1a,+∞),f′(x)>0,f(x)递增;f(x)的极

小值为f(1+1a)=e1+1aa,无极大值.当a<0时,f(x)在区间(-∞,1a),(1a,1+1a),f′(x)>0,f(x)递增;在区间(1+1a,+∞),f′(x)<0,f(x)递减;f(x)的极大值为f(

1+1a)=e1+1aa,无极小值.课时作业(二十)函数的最大(小)值1.解析:由f(x)=lnx-x,得f′(x)=1x-1=1-xx,当0<x<1时,f′(x)>0,当1<x≤e,f′(x)<0,所以f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,e]上单

调递减,所以当x=1时,f(x)取得最大值f(1)=ln1-1=-1,故选A.答案:A2.解析:f′(x)=8x+1x2=8x3+1x2,令f′(x)=0,得x=-12.当-1≤x<-12时,f′(x)<0;当-12<x<0时,f′(x)>0.f(x)在[-

1,-12)上单调递减,在(-12,0)上单调递增,所以f(x)的最小值为f(-12)=3.答案:33.解析:因为f(x)=13x3-4x+4,x∈[0,3],所以f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2),所以当0<x<2时f′(x)<0

,当2<x<3时f′(x)>0,所以f(x)在[0,2]上单调递减,在(2,3]上单调递增,所以f(x)min=f(2)=-43,又f(0)=4,f(3)=1,所以f(x)max=f(0)=4.答案:4-434.解析:(1)由题意可得f(x)=x3-12x定义域

为R,f′(x)=3x2-12,令f′(x)=0,得x=-2或x=2.列表如下:所以f(x)单调递增区间为(-∞,-2)和(2,+∞),单调递减区间为(-2,2).(2)由(1)知f(x)在[-3,-2],[2,5]单调递增,在[-2,2]单调递减,又因为f(-3)=9,f(-2)

=16,f(2)=-16,f(5)=65.所以f(x)在区间[-3,5]上的最大值为65,最小值为-16.5.解析:由题意,函数f(x)=-x3+3x2+9x+a,x∈[-2,2],可得f′(x)=-3x2+6x+9,令f′(x)=0

,即-3x2+6x+9=0,解得x=-1或3(舍去).当-2<x<-1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当-1<x<2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以当x=-1时取最小值,而f(2)=22+a>f(-2)=2+a,即最大值为22+a=

20,所以a=-2,所以此函数在区间[-2,2]上的最小值为f(-1)=-5-2=-7.故选B.答案:B6.解析:函数f(x)=lnx-|x-2|=lnx+x-2,0<x≤2lnx-x+2,x>2,所以当0<x≤2时,f(x)=lnx+x-2单调

递增,所以f(x)max=ln2,当x>2时,f(x)=lnx-x+2,f′(x)=1x-1=1-xx<0,函数单调递减,所以f(x)<ln2;综上,函数的最大值为ln2.答案:ln27.解析:函数f(x

)=(x+a)ex的定义域为R,f′(x)=(x+a+1)ex.所以当x∈(-∞,-a-1)时,f′(x)<0,y=f(x)单调递减;当x∈(-a-1,+∞)时,f′(x)>0,y=f(x)单调递增,所以函数f

(x)=(x+a)ex的最小值为f(-a-1)=(-a-1+a)e-a-1=-e2,解得a=-3.答案:-38.解析:(1)因为f(x)=13x3+ax+b,所以f′(x)=x2+a.依题意可得f′(2)=0f(2)=-43,即4+a=083+

2a+b=-43,解得a=-4b=4,所以f(x)=13x3-4x+4,经检验符合题意.(2)由(1)知f(x)=13x3-4x+4,则f′(x)=x2-4,令f′(x)=0,解得x=2或x=-2,所以当-4

<x<-2时f′(x)>0,当-2<x<1时f′(x)<0,所以f(x)在[-4,-2]上单调递增,在(-2,1]上单调递减.又f(-2)=283,f(1)=13,f(-4)=-43,所以f(x)最大值为283,最小值为-43.9.解析:∵f′(x)=

3x2+2x+a,∴Δ=4-12a,又-83<a<0,∴Δ>0;令f′(x)=0,解得:x1=-1-1-3a3,x2=-1+1-3a3;则x,f′(x),f(x)变化情况如下表:x(-∞,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值极小值∴

f(x)在(-∞,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,∵-83<a<0,x1<0<x2<2,∴f(x)min=f(x2),又f(0)=0,f(2)=12+2a>0,∴f(x)在[0,2]

上的最大值为f(2)=12+2a=10,解得:a=-1;∴f(x)min=f(x2)=f(13)=127+19-13=-527.10.解析:(1)f′(x)=ex-1-1,由f′(x)=0得x=1.当x变化时,f′(x),f(x)的变化如下表所示:x

(-∞,1)1(1,+∞)f′(x)-0+f(x)极小值由上表可知f(x)在x=1处取得极小值f(1)=-1,无极大值.(2)证明:g(x)=ex-1x+1,令h(x)=(x+1)24ex-1(x≥1),h

′(x)=2(x+1)-(x+1)24ex-1=1-x24ex-1≤0,所以h(x)在[1,+∞)单调递减,所以当x≥1时,h(x)≤h(1)=1.所以当x≥1时,(x+1)24ex-1≤1,即ex-1

x+1≥x+14,故当x≥1时,g(x)≥x+14.11.解析:由f(x)=x3-3a2x2+4,得f′(x)=3x2-3ax=3x(x-a),当a≤0时,f′(x)>0在[1,2]上恒成立,所以f(x)在[1,2]上递增,所以f(x

)min=f(1)=1-3a2+4=0,解得a=103(舍去),当a>0时,由f′(x)=0,得x=0或x=a,当0<a≤1时,f′(x)>0在[1,2]上恒成立,所以f(x)在[1,2]上递增,所以f(x)min=f(1)=1-3a2+4=0,解得a=103(舍去),当1<a<2时,当1<x<a

时,f′(x)<0,当a<x<2时,f′(x)>0,所以f(x)在(1,a)上递减,在(a,2)上递增,所以当x=a时,f(x)取得最小值,所以f(a)=a3-3a2a2+4=0,解得a=2(舍去),当a≥2时,当1≤x≤2时,f′(x)<0,所以f(x)在[1,2]上递减,所以f

(x)min=f(2)=23-3a2×4+4=0,解得a=2,综上,a=2.故选C.答案:C12.解析:(1)因为f(x)=x2(x-3)+acos2x+2,所以f′(x)=(x2)′(x-3)+x2(x-3)′+a·(-sin2x)·(2x)′=3x2-6x-2asin2x,即f′(x)

=3x2-6x-2asin2x.(2)当a=0时,f(x)=x2(x-3)+2,且f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),因为f(x)=x2(x-3)+2的定义域为[0,m],令f′(x)=0,得x=0,x=2

,①若0<m≤2,则当x∈[0,m]时,f′(x)<0,f(x)为单调递减函数,所以f(x)的最大值为f(0)=2;②若m>2,则当x∈(0,2)时,f′(x)<0;当x∈(2,m)时,f′(x)>0,所以

f(x)在区间[0,2]上单调递减,在区间(2,m]上单调递增;所以f(x)的最大值为f(0)=2与f(m)=m2(m-3)+2中的较大值,考虑f(m)-f(0)=m2(m-3),易知当2<m≤3时,f(m)-f(0)≤0,即f(m)≤f(0),所以f(x)的最大值为f(0

)=2;当m>3时,f(m)-f(0)>0,即f(m)>f(0),所以f(x)的最大值为f(m)=m2(m-3)+2=m3-3m2+2,综上所述,当0<m≤3时,f(x)的最大值为2;当m>3时,f(x)的最大值为m3-3m2+2.课时作业(二十一)函数极值与最值的综合应用1.解析:(1)f′(x

)=6x2-12x=6x(x-2),x-2(-2,0)0(0,2)2(2,3)3f′(x)+-+f(x)f(-2)=-33f(0)=7f(2)=-1f(3)=7∴f(x)的最大值为7,最小值为-33.(2)x(-

∞,0)0(0,2)2(2,+∞)f′(x)+-+f(x)f(0)=7f(2)=-1当a<-1或a>7时,方程有一个根;当a=-1或7时,方程有两个根;当-1<a<7时,方程有三个根.2.解析:(1)由题

可知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),当a=1时,f(x)=xlnx-x+1,f′(x)=lnx,由f′(x)<0得f(x)在区间(0,1)上单调递减,由f′(x)>0得f(x)在区间(1,+∞)上单调递增,所以函数f(x)在x=1处取得极小值

f(1)=0,无极大值.(2)由题可知,当x≥1时,f(x)≥0恒成立,即lnx-a+ax≥0恒成立,设g(x)=lnx-a+ax(x≥1),g′(x)=1x-ax2=x-ax2,当a≤1时,g′(x)≥0,∴g(x)在

[1,+∞)上单调递增,∴g(x)≥g(1)=0,满足条件;当a>1时,令g′(x)=0得x=a,当1≤x<a时,g′(x)<0;当x>a时,g′(x)>0,∴g(x)在[1,a]上单调递减,在[a,+∞)上单调递增,∴g(a)<g(1)=0,与已知矛盾.综上,a的取值范围是(-∞,1].3.解析

:(1)设当2≤t<10时,减少的人数与(10-t)2成正比,比例系数为k,所以P(t)=1200-k(10-t)2,2≤t<10,当t=5时,P(5)=950,即1200-k(10-5)2=950,解得k=

10,所以P(t)=1200-10(10-t)2,2≤t<101200,10≤t≤20.(2)由题意可得:Q(t)=700t-2048-2t3,2≤t<10900t-40t2-2048,10≤t≤20,所以Q

(t)t=700-2t2-2048t,2≤t<10900-40t-2048t,10≤t≤20,令H(t)=Q(t)t,当2≤t<10时,H′(t)=-4t+2048t2=2048-4t3t2;令H′(t)=0得t=8;当2≤t<

8时,H′(t)>0,当8<t<10时,H′(t)<0,所以H(t)的最大值为H(8)=316;当10≤t≤20时,H′(t)=-40+2048t2<0,所以H(t)最大值为H(10)=295.2;因为295.2<316,所以单位时间的净收益最大

为316元;综上,当发车时间间隔为8分钟时,单位时间净收益最大,且最大为316元.4.解析:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a-2x=ax-2x.当a≤0时,f′(x)<0恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上

单调递减;当a>0时,令f′(x)<0,得0<x<2a,令f′(x)>0,得x>2a,所以f(x)在(0,2a)上单调递减,在(2a,+∞)上单调递增.(2)令ax-2lnx=0,得a=2lnxx(x>0

).令g(x)=2lnxx,则g′(x)=2(1-lnx)x2,令g′(x)>0,得0<x<e;令g′(x)<0,得x>e,所以函数g(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减.所以g(x)max=g(e)=2

e;当0<x<e时,g(x)∈(-∞,2e),当x>e时,g(x)>0,所以g(x)∈(0,2e),所以函数g(x)的图象如图所示,由图可得,当a>2e时,直线y=a与函数g(x)的图象没有交点,函数f(x

)没有零点;当a=2e或a≤0时,直线y=a与函数g(x)的图象有1个交点,函数f(x)有1个零点;当0<a<2e时,直线y=a与函数g(x)的图象有2个交点,函数f(x)有2个零点.章末过关检测(一)数列1.解

析:数列的分母5,7,9,…形成首项为5,公差为2的等差数列,则通项公式为5+(n-1)×2=2n+3,所以an=(-1)n2n+3.故选C.答案:C2.解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意得a5=a1+4d=4a2

+a6=2a1+6d=10,即a1=8d=-1.故选A.答案:A3.解析:由题意得:∵等差数列{an}中,a4+a10=a1+a13=6,∴S13=13(a1+a13)2=13×62=39.故选C.答案:C

4.解析:由题意知:{an}为等比数列,故a1a8a15=(a8)3=27,∴a8=3,a3·a13=(a8)2=9,故选C.答案:C5.解析:因为等比数列{an}的前n项和为Sn,所以S8,S16-S8,S24-S

16成等比数列,因为S8=12,S24=36,所以(S16-12)2=12×(36-S16),解得S16=24或S16=-12,因为S16-S8=q8S8>0,所以S16>0,则S16=24.故选A.答案:A6.解析:不妨设插入两个正数为a,b,即3,a,b,9,∵

3,a,b成等比数列,则a2=3b,a,b,9成等差数列,则a+9=2b,即a2=3ba+9=2b,解得a=92b=274或a=-3b=3(舍去),则a+b=454=1114.故选B.答案:B7.

解析:等差数列{an}的首项为1,所以a1=1,a2,a5,a14成等比数列,所以a25=a2·a14,所以(a1+4d)2=(a1+d)·(a1+13d),解得:d=2,所以数列{an}的前6项和为:6a1+6×52d=6+30=36.故选C.答案:C8.解析:

由于an+2=an+2,n=2m-12an,n=2m(m∈N+),所以当n为奇数时,是等差数列,即:a1=2,a3=2+2×1,a5=2+2×2,a7=2+2×3,…,a19=2+2×9,共10项,和为2+2+2×92×1

0=110;a2=20,a4=21,a6=22,a8=23,…,a20=29,共10项,其和为20×1-2101-2=210-1=1023;∴该数列前20项的和S20=1023+110=1133.故选C.答案:C9.解析:对于A,数列1,12,13,14,…为递减数列,故不符合题意;对于B,数

列sinπ7,sin2π7,sin3π7,…为周期数列,且sinπ7>sin8π7,故不符合题意;对于C,数列-1,-12,-14,-18,…为递增数列,故符合题意;对于D,数列1,2,3,…,21为递增数列,故符合题意.故选CD.答案:CD10.解析:由题设,a6+a9=a7+a8<0,而a7>

0,∴a8=a7+d<0,则d<-a7<0,则{an}为递减数列,A错误,B正确;S13=13(a1+a13)2=13a7>0,S14=14(a1+a14)2=7(a6+a9)<0,C正确,D错误.故选BC.答案:BC11.解析:an=n,则a2n=

n,{an}是等方差数列,但{an}不是等差数列,A错;an=5,a2n=25,a2n-a2n-1=0,{a2n}是等差数列,{an}也是等差数列,B正确;an=(-1)n,则a2n=1,{a2n}是等差数列,C正确;若{an}是等方差数列,

则a2n+1-a2n=d是常数,因此a22(n+1)-a22n=a22(n+1)-a22n+1+a22n+1-a22n=d+d=2d是常数,所以{a22n}是等方差数列,D正确.故选BCD.答案:BCD12.解析

:由图可知an=an+1(sin15°+cos15°)=an+1×2sin(15°+45°)=62an+1,所以an+1an=63,所以数列{an}是首项为1,公比为63的等比数列,故A错误;则an=63n-1,由题可得Sn=12·

an+1sin15°·an+1cos15°=18a2n+1=18×23n,所以S1=18×23=112,故B正确;因为Sn+1Sn=23,所以数列{Sn}是公比为23的等比数列,故C错误;Tn=1121-23n1-23=1

4-14·23n<14,故D正确.故选BD.答案:BD13.解析:因为数列{an}的递推公式an+1=anan+1,且首项a1=1,则a2=a1a1+1=12,a3=a2a2+1=13,a4=a3a3+1=14.答案:

1414.解析:当n=1时,a1=S1=2+3+1=6,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n2+3n+1-[2(n-1)2+3(n-1)+1]=4n+1,检验:a1=5≠S1,所以an=6,n=14n+1,n≥

2.答案:an=6,n=14n+1,n≥215.解析:设正项等比数列{an}的公比为q,则q>0,∵3a1,12a3,2a2成等差数列,∴a3=3a1+2a2,∴q2-2q-3=0,∴q=3或q=-1(舍去),∴a8+a9a6

+a7=a1q7+a1q8a1q5+a1q6=q2=32=9.答案:916.解析:令13-2n≤0,解得:n≥132,则当n≤6时,an>0;当n≥7时,an<0;∴当n≤6时,Tn=n(a1+an)2=n(11+13-2n)2=-

n2+12n;当n≥7时,Tn=(a1+a2+…+a6)-(a7+a8+…+an)=2(a1+a2+…+a6)-(a1+a2+…+a6+a7+a8+…+an)=2(-36+72)-(-n2+12n)=n2-12n+72;∴T1

0=102-120+72=52;∵Tnn=-n+12,n≤6n+72n-12,n≥7,∴当n≤6时,Tnnmin=T66=6;当n≥7时,∵y=x+72x在(0,62)上单调递减,在(62,+∞)上单调递增,又n∈N*,T88=8+9-12=5,T99=9+8-12

=5,∴当n≥7时,Tnnmin=5;综上所述:Tnnmin=5.答案:52517.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q.∵a1,a2,a3-2成等差数列,a1=2,∴2a2=a1+(a3-2)=2+(a3-2)=a3,∴q=a3a2=2,∴an=a1qn-1=2n(n

∈N*)(2)bn=1an+2log2an-1=12n+2log22n-1=12n+2n-1则Sn=12+1+[122+3]+[123+5]+…+[12n+(2n-1)]=12+122

+123+…+12n+[1+3+5+…+(2n-1)]=121-12n1-12+n[1+(2n-1)]2=n2-12n+1(n∈N*)18.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,因为a8=a2+6d,a2=22,a8=4,所以4

=22+6d,所以d=-3,a1=25,所以an=28-3n.(2)因为an=28-3n,令28-3n<0,得n>913,所以当n≤9时,an>0;当n≥10时,an<0,故当n=9时,Sn最大,且最大值为S9=25×9+

12×9×8×(-3)=117.19.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q,则2+d=2q2+2q2=2+4d⇒d=q=2.所以an=2n,bn=2n.(2)Sn=n(2

+2n)2=n(n+1),则1Sn=1n(n+1)=1n-1n+1,Tn=(1S1+1S2+…+1Sn)+(b1+b2+…+bn)=(1-12+12-13+…+1n-1n+1)+(2+22+…+2n)=1-1n

+1+2-2n+11-2=2n+1-1n+1-1.20.解析:(1)证明:因为Tn为数列{an}的前n项积,所以可得TnTn-1=an(n≥2),因为1Tn+2an=1,所以1Tn+2Tn-1Tn=1(n≥2),

即1+2Tn-1=Tn(n≥2),所以Tn+1Tn-1+1=2(n≥2),又1T1+2a1=1,所以a1=T1=3,故{Tn+1}是以4为首项,2为公比的等比数列;(2)由(1)得:Tn+1=4×2n-1=2n+1,所

以Tn=2n+1-1,则nTn=n·2n+1-n,设An=1×22+2×23+3×24+…+n·2n+1,①∴2An=1×23+2×24+3×25+…+n·2n+2,②则①-②得:-An=1×22+(23+24+…

+2n+1)-n·2n+2=4+23-2n+21-2-n·2n+2=-4+(1-n)2n+2,则An=4+(n-1)2n+2,所以{nTn}的前n项和Sn=4+(n-1)2n+2-n(n+1)2.21.解析:(1)设等差数列{an}的公差为d,则an=a1+(n-1)d,∵a2

=3,且a2,a3+1,a5+3成等比数列,∴a1+d=3且(a1+2d+1)2=3(a1+4d+3),解得a1=1d=2或a1=4d=-1(舍),∴an=2n-1(n∈N*),且Sn=n(a1+an)2=n2.(2)由题意可知,新数列{bn}为1,2,3,22,22,5,23,23

,23,7,…按照此规律,假设第24项在ak与ak+1(k=1,2,…)之间,则M=1+2+3+…+(k-1)+k≤24,解得当k=6时M=21,∴数列{bn}的前24项和T24=(2+2·22+3·23+…+5·25)+(1+3+5+7

+9+11)+3×26=(2+4×26)+62+3×26=38+7×26=486.22.解析:(1)依题意,小李在乙公司工作第n年的年薪为bn=4.8×(1+8%)n-1(n∈N*).所以小李在乙公司连续工作5年,则

b5=4.8×(1+8%)4≈6.72万元;(2)由题意,小李在甲公司工作连续工作n年的工资总收入为4.2n+n(n-1)2×0.6,小李在乙公司工作10年的总收入4.8[1-(1+8%)10]1-(1+8%)+7.2,则4.2n+n(n-1)2×0.6≥4.8[1-(1+8

%)10]1-(1+8%)+7.2,∴(n+24)(n-11)≥0,∴n≥11,∴小李在甲公司至少要连续工作11年,他的工资总收入才不低于在乙公司工作10年的总收入.章末过关检测(二)一元函数的导数及其应用1.解析:由题意得,f′(x)=2x-3,故f′

(1)=2-3=-1.故选A.答案:A2.解析:∵f(x)=(x-1)ex,∴f′(x)=ex+(x-1)ex=xex,令f′(x)<0,即xex<0,解得x<0,∴f(x)的单调递减区间为(-∞,0).故选A.答案:A3.解析:根据导函数的正负可判断,

原函数的单调性为先增后减再增,故排除AD;又C选项,递减区间斜率不变,故排除.故选B.答案:B4.解析:由f(x)=(x+a)ex,得f′(x)=ex+(a+x)ex=(x+a+1)ex,则f′(-1

)=ae,因为曲线f(x)=(x+a)ex,在点(-1,f(-1))处的切线与直线2x+y-1=0垂直,所以ae=12,故a=e2.故选D.答案:D5.解析:由题意,设切点为(x0,x0-1),所以x0-1=ln(x0-a),y′=1x-a,所以1x0-a=1⇒x0

-a=1,所以x0-1=0⇒x0=1,则ln(1-a)=0⇒a=0.故选B.答案:B6.解析:因为f(x)=x3-4x2-3x-5,所以f′(x)=3x2-8x-3=(3x+1)(x-3),所以当x>

3或x<-13时f′(x)>0,当-13<x<3时f′(x)<0,所以f(x)的单调递增区间为(-∞,-13)和(3,+∞),单调递减区间为(-13,3),所以f(x)的极大值点为x=-13,即a=-13.故选B.答案:B7.解析:设f(x)=lnxx(x>0),则f′(x)=1-lnxx

2,当0<x<e时,f′(x)>0,f(x)递增,当x>e时,f′(x)<0,f(x)递减,当x=e时,函数取得最大值,由于e<3<8,故lnee>ln33>ln88,即b>a>c.故选A.答案:A8.解析:构造函数g(x)=f(x)x(x≠0),∵函数f(x)在R上可导,

且满足f(x)-xf′(x)<0,∴g′(x)=xf′(x)-f(x)x2>0,∴x>0时,函数g(x)单调递增,∴g(3)>g(2),即f(2)2<f(3)3,即3f(2)<2f(3).故选A.答案:A9.解析:A,因为f(x)=sin(2x-1),所以f′(x)=2cos(2

x-1),故正确;B,因为f(x)=e-0.05x+1,所以f′(x)=-0.05e-0.05x+1,故错误;C,因为f(x)=xex,所以f′(x)=1-xex,故错误;D,因为f(x)=xlnx,所以f′(x)=lnx+1,故正确.故选AD.答案:AD10.解析:由导函数f′(x

)的图象可知,当x>2时,f′(x)<0;当x<2时,f′(x)≥0,即函数f(x)在(-∞,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,即函数f(x)在x=2出取得极大值.故选BD.答案:BD11.解析:因为直线y=3x+b能作为曲线f(x)的切线,所以f′(x)=3

有解,对于A,由f(x)=-1x,得f′(x)=1x2,由f′(x)=3,得1x2=3,解得x=±33,所以直线y=3x+b能作为曲线f(x)=-1x的切线,所以A正确;对于B,由f(x)=12x2+4lnx,得f′(x)=x+4x(x>0),由f′(x)=3,得x+

4x=3,化简得x2-3x+4=0,因为Δ=(-3)2-4×4<0,所以方程无解,所以直线y=3x+b不能作为曲线f(x)=12x2+4lnx的切线,所以B错误;对于C,由f(x)=x3,得f′(x)=

3x2,由f′(x)=3,得3x2=3,解得x=±1,所以直线y=3x+b能作为曲线f(x)=x3的切线,所以C正确;对于D,由f(x)=ex,得f′(x)=ex,由f′(x)=3,得ex=3,解得x=ln3,所以直线y=3x+b能作为曲线f(x)=ex的切线,所以D正确.故

选ACD.答案:ACD12.解析:由题意,函数f(x)=xex-ax-1,可得f′(x)=(x+1)ex-a,当a=1时,f′(x)=(x+1)ex-1,且f′(0)=0,当x<0时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>0时,f′

(x)>0,f(x)单调递增,所以当x=0时,函数f(x)取得极小值f(0),所以A正确;当a=-1时,f′(x)=(x+1)ex+1,令g(x)=(x+1)ex+1,可得g′(x)=(x+2)ex,当x<-2时,g′(x)<0,f(x)单调递减

;当x>-2时,g′(x)>0,f(x)单调递增,又由g(-2)=-e-2+1>0,所以g(x)>0,即f′(x)>0,所以f(x)单调递增,所以f(x)没有极值点,所以B错误;由函数f(x)=xex-ax-1,则f(0)=-1,所以0不是f(x)的零点,令f(

x)=0,即xex-ax-1=0,所以a=ex-1x,所以函数f(x)的零点,即为函数y=a与h(x)=ex-1x的交点横坐标,又由h′(x)=ex+1x2>0,可得函数h(x)单调递增,当x<0时,h(x)>0;当x→0时,h(x)→-∞;当x

→+∞时,h(x)→+∞;在直角坐标系中画出函数y=a与h(x)=ex-1x的图象,结合图象得:当a≤0时,函数f(x)有一个零点,这个零点为正数;当a>0时,函数f(x)有两个零点,其中一个是正数一个

是负数.故选ACD.答案:ACD13.解析:∵f(x)=4lnx-xf′(2),∴f′(x)=4x-f′(2),令x=2,则f′(2)=42-f′(2),∴f′(2)=1.答案:114.解析:因为函数f(x)=x2cosx的导数为f′(x

)=2xcosx-x2sinx,所以可得在x=π2处的切线斜率k=f′(π2)=2×π2cosπ2-(π2)2sinπ2=-π24.答案:-π2415.解析:由①f(x)-f(-x)=0,即f(x)=f(-x),则f(x)是偶函数,由②f(xy)=f(x)f(y),可得f(x)可以是幂的形式

,由③当x∈(0,+∞)时,f′(x)<0可得f(x)在(0,+∞)单调递减,综上,可得f(x)的一个解析式可以为f(x)=-x2.答案:f(x)=-x2(答案不唯一)16.解析:由ex2-aex=0,得a=x2e1-x.设g(x)=x2e1-x,则g′(

x)=e1-xx(2-x).当x∈(-∞,0)时,g′(x)<0,当x∈(0,2)时,g′(x)>0,当x∈(2,+∞)时,g′(x)<0,所以函数g(x)在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,2)上单调递增,在区间(2,+∞)上单调递减,又g(0)=

0,g(2)=4e,故函数g(x)=x2e1-x的图象如图所示:故当0<a<4e时,函数f(x)=e2-aex有三个零点,即a∈(0,4e).答案:(0,4e)17.解析:(1)因为f′(x)=-x2+2x,所以f′(1)=-1+2=1,因此曲线y=f(x)在点

1,23处的切线的斜率为1.(2)令f′(x)=-x2+2x=0,解得:x=0或2.x(-∞,0)0(0,2)2(2,+∞)f′(x)-0+0-f(x)极小值极大值所以f(x)在(-∞,0),(2,+∞)内是减函数,在(0,2)内是增函数.因此函数f(x)在x=0处取得

极小值f(0),且f(0)=0,函数f(x)在x=2处取得极大值,且f(2)=43;综上:f(x)的单调递增区间为(0,2),单调递减区间为(-∞,0),(2,+∞),极小值为0,极大值为43.18.解析:(1)f′(x)=(x-c)

2+2x(x-c)=(x-c)(3x-c),由f′(-1)=(-1-c)(-3-c)=0得c=-1或c=-3,当c=-3时,f(x)=x(x+3)2,f′(x)=(x+3)(3x+3),令f(x)>0,可得x>-1或x<-3,令f(x)<0,

可得-3<x<-1,所以函数f(x)在区间(-∞,-3)和(-1,+∞)上单调递增,在区间(-3,-1)上单调递减,所以函数f(x)在x=-1处取得极小值;当c=-1时,f(x)=x(x+1)2,f′(x)=(x+1)(3x+1),令f(x)>0,可得x>-13或x<-1,令f(

x)<0,可得-1<x<-13,所以函数f(x)在区间(-∞,-1)和(-13,+∞)上单调递增,在区间(-1,-13)上单调递减,所以函数f(x)在x=-1处取得极大值,舍去;综上,c=-3.(2)由(1)知函数f(x)在区间[-4,-3]和[-1,0]上

单调递增,在区间[-3,-1]上单调递减,又因为f(-4)=-4,f(-3)=0,f(-1)=-4,f(0)=0,所以f(x)的最大值为0,最小值为-4.19.解析:(1)依题意可得f(1)=a+4=5,则a=1,

∵f′(x)=3x2+8x,∴f′(1)=11,∴曲线y=f(x)在点(1,5)处的切线方程为y-5=11(x-1),即y=11x-6.(2)设过原点的切线方程为y=kx,则切点为(m,km),则m3+

4m2=km,3m2+8m=k,消去k,整理得m3+2m2=0,解得m=0或m=-2,所以曲线y=f(x)存在过坐标原点的切线,且切点的坐标为(0,0)或(-2,8).20.解析:(1)f′(x)=x2+x-a,因为在x=0处切线的斜率为

-2,所以f′(0)=-2,则a=2.f′(x)=x2+x-2=(x+2)(x-1),令f′(x)=0,解得x=-2或x=1,当x变化时,f′(x),f(x)变化情况如下:x(-∞,-2)-2(-2,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0-f(x)单调递增133单调递减-

16单调递增故f(x)的极小值为f(1)=-16.(2)由(1)知,f(x)在(-∞,-2)上单调递增,[-2,1]上单调递减,(1,+∞)上单调递增.当x→+∞时,f(x)→+∞;当x→-∞时,f(x)→-∞.当m>133或m<

-16时,方程f(x)=m有1个实数解;当m=133或m=-16时,方程f(x)=m有2个实数解,当-16<m<133时,方程f(x)有3个实数解.21.解析:(1)因为f(x)=xea-x+bx,所以f′(x)

=(1-x)ea-x+b,依题意可得f(1)=2f′(1)=1,即ea-1+b=2(1-1)ea-1+b=1,解得a=1b=1.(2)证明:由(1)可得f(x)=xe1-x+x,则f′(x)=(1-x)e1-

x+1,令g(x)=f′(x)=(1-x)e1-x+1,则g′(x)=(x-2)e1-x,所以当x>2时g′(x)>0,当x<2时g′(x)<0,即g(x)在(2,+∞)上单调递增,在(-∞,2)上单调递减,所以g(x)min=g(2)=

1-e-1,即g(x)≥1-e-1,即f′(x)≥1-e-1.22.解析:(1)依题意,速度是x(海里/时),轮船每小时的燃料费0.6x2,总共行驶500x(小时),所以全程运输成本y=500x(960+0.6x2)=480000x+300x,由题意知,函数的定义域为(

0,35],即全程运输成本y(元)表示为速度x(海里/时)的函数为y=480000x+300x(0<x≤35).(2)由(1)知,y′=-480000x2+300=300(x+40)(x-40)x2,当0<x≤35时,y′<0,即y=480000x

+300x在(0,35]上单调递减,所以当x=35时,y=480000x+300x取得最小值.故当轮船以35海里/时的速度行驶时,全程运输成本最小.本册过关检测1.解析:令an=n2+n=12,解得:n=3(n=-4舍去).故选B.答案:B2.解析:由题意

,h′(t)=-10t+5,故该运动员在起跳后1秒时的瞬时速度为h′(1)=-10+5=-5,故选D.答案:D3.解析:由题得S9=92(a1+a9)=92(a3+a7)=92×6=27.故选B.答案:B4.解析:因为{an}为等比数列,所以a1a5=a2a4=36,所

以1a2+1a4=a2+a4a2a4=a2+a436=1336,则a2+a4=13,又{an}单调递增,所以q>1,解得:a2=4,a4=9,则q2=94,因为q>1,所以q=32.故选A.答案:A5.解析:f′(x)=cosx-m,由函数f(x)=sinx-mx为增函数,所以f′(

x)=cosx-m≥0恒成立,即m≤cosx,由-1≤cosx≤1,所以m≤-1.故选A.答案:A6.解析:由题意,W=16bh2=16b(d2-b2)=-16b3+16d2b,故W′=-12b2+16d2=-12(b+33d)(b-33d),故当0<b<33d时,W′>0,当b>33d时,

W′<0,故当b=33d时W取最大值.故选D.答案:D7.解析:第一次操作去掉的区间长度为13,第二次操作去掉两个长度为19的区间,长度和为29,第三次操作去掉四个长度为127的区间,长度和为427,……,第n次操作去掉2n-1个长度为13n的区间,长度和为2n-13n,于是进行了

n次操作后,所有去掉的区间长度之和为Sn=13+29+…+2n-13n=131-23n1-23=1-(23)n,由题意可知,1-(23)n≥45,即nlg23≤lg15,解得n≥3.97,又

n为整数,所以需要操作的次数n的最小值为4.故选A.答案:A8.解析:设切点为P(x0,y0),y′=ex,故过P(x0,y0)的切线方程为y-ex0=ex0(x-x0),即y=ex0x+(1-x0)ex0.故b=(1-x0)ex

0有且仅有两根.设g(x)=(1-x)ex,则g′(x)=-xex,令g′(x)>0则x<0,令g′(x)<0则x>0,且g(0)=e0=1,又当x<0时,g(x)>0,g(1)=0.故b=(1-x0)ex0有且仅有两根,则b的取值范围为(0,1).故选A.答案:A9.解析:∵S

9=S10,∴a10=S10-S9=0,所以B正确;又S10<S11,∴a11=S11-S10=a10+d>0,∴d>0,所以A错误;∵a10=0,d>0,∴a9<0,S18=18(a1+a18)2=9(a1+a18)=9(a9+a10)=9a9<0,故C正确;∵a9<0,S

9=S8+a9,∴S8>S9,故D错误.故选BC.答案:BC10.解析:对于AB,若n是f′(x)的图象,则当0<x<2时,f′(x)<0,则f(x)在(0,2)上递减,与曲线m在(0,2)上不单调相矛盾,所以n是f(x)

的图象,m是f′(x)的图象,所以A错误,B正确;对于CD,由f(x)>f′(x)0<x<2,得0<x<10<x<2,解得0<x<1,所以不等式组的解集为(0,1),所以C正确,D错误.故选BC.答案:BC11.解析:由题得f′

(x)=1-lnxx2,x>0,所以当x∈(0,e)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.A.11<4,∴f(4)<f(11),∵f(4)=f(2)=ln22,所以f(2)<f()11,所以该选项正确;B.因为0<e<π,所以f

()e<f()π,所以该选项正确;C.因为e<e2<8,所以f(8)<f(e2),所以该选项正确;D.f(x)max=f(e)=1e,所以f()22<1e,所以该选项错误.故选ABC.答案:ABC12.解析:根据题意:经过1

年之后,该项目的资金为a1=2000(1+20%)-200=2200万元,A正确;an+1=an×(1+20%)-200=1.2an-200,B不正确;∵an+1=1.2an-200,则an+1-1000=1.2(an-1000),即数列{an-1000

}是以首项为1200,公比为1.2的等比数列,C正确;an-1000=1200×1.2n-1=1000×1.2n,即an=1000(1.2n+1),令an=1000(1.2n+1)≥4000,则n≥log1.23=lg32lg2+lg3-1≈6,至少要经过6年,该项目的资金才可以达到或超过翻一

番(即为原来的2倍)的目标,D正确.故选ACD.答案:ACD13.解析:∵数列{an}为等差数列,∴a2+a8=2a5,又a2+a5+a8=15,∴3a5=15,解得a5=5.答案:514.解析:由等比数列的

性质可得a1a5=a2a4=a23,则a1a2a3a4a5=a53=25=32.答案:3215.解析:f′(x)=ex-a,当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)上为增函数,f(x)最多只有一个零点,不符合题意;当a>0时,令f′(x)<

0,得x<lna,令f′(x)>0,得x>lna,所以f(x)在(-∞,lna)上为减函数,在(lna,+∞)上为增函数,所以f(x)在x=lna时取得极小值为f(lna)=elna-a(lna+3)=-2a-alna,也是最小值,因为当x趋近于正负无穷时,f(x)都是趋近于正无穷,所以要使f(

x)有两个零点,只要-2a-alna<0,即a>1e2就可以了.所以a的范围是(1e2,+∞).答案:(1e2,+∞)16.解析:由f(x)=ex(x-1),得f′(x)=ex(x-1)+ex=xex

,令f′(x)=0,得x=0,列表如下:x(-∞,0)0(0,+∞)f′(x)-0+f(x)递减极小值递增所以,函数y=f(x)的极小值为f(0)=e0(0-1)=-1;∀x1∈[-2,2],∃x2∈[-1,2],使得f(x1)>g(x2),即f(x)min>g(x)min,∴g(

x)min<f(x)min=-1.①当m>0时,函数y=g(x)单调递增,g(x)min=g(-1)=-m-12,∴-m-12<-1,即m>12;②当m<0时,函数y=g(x)单调递减,g(x)min=g(2)=2m-12,∴2m-

12<-1,即m<-14;③当m=0时,g(x)=-12,不符合题意.综上:m∈(-∞,-14)∪(12,+∞).答案:-1(-∞,-14)∪(12,+∞)17.解析:(1)设等差数列{an}首项为a1,公差为d.∵a3=2

S4=7,∴a1+2d=24a1+4×(4-1)2d=7,解得:a1=1d=12,∴等差数列{an}通项公式an=1+(n-1)×12=12n+12.(2)设等比数列{bn}首项为b1,公比为q

,∵b2=a3=2b4=a15=8,∴b1·q=2b1·q3=8,解得:q2=4,即b1=1q=2或b1=-1q=-2,∴等比数列{bn}的通项公式为bn=2n-1或bn=-(-2)n-1.18.解析:(1)选择①,当n≥2时an=Sn-Sn

-1=n2+3n2-(n-1)2+3(n-1)2=n+1,而n=1时,a1=12+3×12=2满足左式,∴an=n+1.选择②,n≥2时,an=anan-1·an-1an-2·an-2an-3…a3a2

·a2a1·a1=n+1n·nn-1…43×32×2=n+1,n=1时,a1=2满足上式.选择③,∵a2n+1-a2n=an+1+an,∴()an+1+an()an+1-an-1=0,∴an+1-an=1,从而得an=n+1.(2)∵1an·(an-1)=1n×(n+1)=1n-1n+1,∴Tn=

(1-12)+(12-13)+(13-14)+…+(1n-1n+1)=1-1n+1,∵n∈N*,∴1n+1>0,∴1-1n+1<1.∴Tn<1.19.解析:(1)函数f(x)的定义域为R,f′(x)=-x2+2x+3=-

(x-3)(x+1).令f′(x)=0,得x=-1或x=3.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如表所示.x(-∞,-1)-1(-1,3)3(3,+∞)f′(x)-0+0-f(x)单调递减-23单调递增10单调递减故f(x)的单调

增区间为[-1,3],单调减区间为(-∞,-1)和(3,+∞).当x=-1时,f(x)有极小值f(-1)=-23;当x=3时,f(x)有极大值f(3)=10.(2)由(1)可知,f(x)在[0,3]上单调递增,在

[3,6]上单调递减,所以f(x)在[0,6]上的最大值为f(3)=10.又f(0)=1,f(6)=-17,f(6)<f(0),所以f(x)在区间[0,6]上的最小值为f(6)=-17.20.解析:(1)当n=1时,

a2=2a1-1=57;当n=2时,a3=2a2-1=37;当n=3时,a4=2a3=67;∴数列{an}是以3为周期的周期数列;∴a2021=a3×673+2=a2=57,S2022=674S3=674×(67+57+37)=674×2=1348;(2)由(1)得:S3n=

nS3=2n,∴bn=2n·2n-1=n·2n,∴Tn=21+2×22+3×23+…+(n-1)·2n-1+n·2n,2Tn=22+2×23+3×24+…+(n-1)·2n+n·2n+1,两式作差得:Tn=n·2n+1-2-(22+23+…+2n)=n·2n+1-2(

1-2n)1-2=(n-1)·2n+1+2.21.解析:(1)函数f(x)在区间(0,π2)上单调递增,f′(x)=sinx+xcosx,因为x∈(0,π2),所以sinx>0,cosx>0,所以f′(x)>0,所以函数f(x)在区间(0,π2)上单调递增

.(2)证明:令h(x)=f′(x),则h′(x)=2cosx-xsinx,当x∈π2,π时,h′(x)<0,h(x)单调递减,又因为f′π2=1>0,f′(π)=-π<0,所以存在唯一x0∈π2,π,使得f′(x0)=0,随着x

变化f′(x),f(x)的变化情况如下;x(π2,x0)x0(x0,π)f′(x)+0-f(x)递增极大值递减所以f(x)在(π2,π)内有且只有一个极值点.22.解析:(1)证明:f(x)=x-xlnx-1的定义域为(0,+∞),且f′(x)=1-(lnx+x·1x)=-lnx.

令f′(x)=0,得x=1.当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)max=f(1)=0,所以f(x)≤0.(2)令g(x)=ex-ax-1,则g′(x)=ex-a.当a≤0时,有g(-1)=e-1+a-1<

0,与题设矛盾,故舍去.当a>0时,令g′(x)=0,得x=lna.当x<lna时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x>lna时,g′(x)>0,g(x)单调递增,所以g(x)min=g(lna)=a-alna-1≥0.由(1)知

,a-alna-1≤0(当且仅当a=1时,取等号),所以a-alna-1=0,所以a=1.

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