解三角形与数列Word版
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专题强化训练(十六) 解三角形1.[2019·天津卷]在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知b +c =2a,3c sin B =4a sin C .(1)求cos B 的值;(2)求sin ⎝⎛⎭⎪⎫2B +π6的值. 解:(1)在△ABC 中,由正弦定理bsin B =csin C ,得b sin C =c sin B ,又由3c sin B =4a sin C ,得3b sin C =4a sin C ,即3b =4a .又因为b +c =2a ,得到b =43a ,c =23a .由余弦定理可得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+49a 2-169a 22·a ·23a =-14. (2)由(1)可得sin B =1-cos 2B =154, 从而sin2B =2sin B cos B =-158, cos2B =cos 2B -sin 2B =-78, 故sin ⎝⎛⎭⎪⎫2B +π6=sin2B cos π6+cos2B sin π6=-158×32-78×12=-35+716. 2.[2019·石家庄一模]已知△ABC 的面积为33,且内角A ,B ,C 依次成等差数列.(1)若sin C =3sin A ,求边AC 的长;(2)设D 为AC 边的中点,求线段BD 长的最小值.解:(1)∵△ABC 三个内角A 、B 、C 依次成等差数列,∴B =60°.设A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,由△ABC 的面积S =33=12ac sin B 可得ac =12. ∵sin C =3sin A ,由正弦定理知c =3a ,∴a =2,c =6.在△ABC 中,由余弦定理可得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =28,∴b =27,即AC 的长为27.(2)∵BD 是AC 边上的中线,∴BD →=12(BC →+BA →), ∴BD →2=14(BC →2+BA →2+2BC →·BA →)=14(a 2+c 2+2ac cos B )=14(a 2+c 2+ac )≥14(2ac +ac )=9,当且仅当a =c 时取“=”,∴|BD →|≥3,即BD 长的最小值为3.3.[2019·合肥质检二]在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,sin 2A +sin 2B +sin A sin B =2c sinC ,△ABC 的面积S =abc .(1)求角C ;(2)求△ABC 周长的取值范围.解:(1)由S =abc =12ab sin C 可得2c =sin C , ∴sin 2A +sin 2B +sin A sin B =sin 2C ,由正弦定理得a 2+b 2+ab =c 2,由余弦定理得cos C =-12,∴C =2π3. (2)由(1)知2c =sin C ,同理可知2a =sin A ,2b =sin B .△ABC 的周长为 a +b +c =12(sin A +sin B +sin C )=12[sin A +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-A ]+34 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫sin A +32cos A -12sin A +34=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin A +32cos A +34=12sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π3+34. ∵A ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3,∴A +π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,2π3, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3∈⎝ ⎛⎦⎥⎤32,1, ∴△ABC 周长的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤32,2+34.4.[2019·武汉4月调研]在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A =104,B =2A ,b =15. (1)求a ;(2)已知M 在边BC 上,且CM MB =12,求△CMA 的面积. 解:(1)由0<A <π,cos A =104,知sin A =64, ∴sin B =sin2A =2sin A cos A =2×64×104=154, 由正弦定理a sin A =b sin B =csin C 可知, a =b sin A sin B= 6. (2)cos B =cos2A =2cos 2A -1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫1042-1=14, sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =64×14+104×154=368, △ABC 的面积S △ABC =12ab ·sin C =12×6×15×368=9158, 又CM MB =12,∴S △CMA =13S △ABC =13×9158=3158. 5.[2019·济南模拟]△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2b sin C =a cos C +c cos A ,B =2π3,c = 3. (1)求角C ; (2)若点E 满足AE →=2EC →,求BE 的长.解:(1)解法一:由题设及正弦定理得2sin B sin C =sin A cos C +sin C cos A ,又sin A cos C +sin C cos A =sin(A +C )=sin(π-B )=sin B ,所以2sin B sin C =sin B .由于sin B =32≠0,所以sin C =12. 又0<C <π3,所以C =π6. 解法二:由题设及余弦定理可得2b sin C =a ×a 2+b 2-c 22ab +c ×b 2+c 2-a 22bc, 化简得2b sin C =b .因为b >0,所以sin C =12. 又0<C <π3,所以C =π6. 解法三:由2b sin C =a cos C +c cos A ,结合b =a cos C +c cos A ,可得2b sin C =b .因为b >0,所以sin C =12. 又0<C <π3,所以C =π6. (2)解法一:由正弦定理易知b sin B =csin C =23,解得b =3. 又AE →=2EC →,所以AE =23AC =23b ,即AE =2. 在△ABC 中,因为∠ABC =23π,C =π6, 所以A =π6, 所以在△ABE 中,A =π6,AB =3,AE =2, 由余弦定理得BE =AB 2+AE 2-2AB ·AE cos π6= 3+4-2×3×2×32=1, 所以BE =1.解法二:在△ABC 中,因为∠ABC =23π,C =π6,所以A =π6,a =c = 3. 由余弦定理得b =(3)2+(3)2-2×3×3×co s 23π=3. 因为AE →=2EC →,所以EC =13AC =1. 在△BCE 中,C =π6,BC =3,CE =1,由余弦定理得BE =BC 2+EC 2-2BC ·EC cos π6=3+1-2×3×1×32=1, 所以BE =1. 解法三:在△ABC 中,因为∠ABC =23π,C =π6, 所以A =π6,a =c = 3. 因为AE →=2EC →,所以BE →=13BA →+23BC →. 则|BE →|2=19(BA →+2BC →)2=19(|BA →|2+4BA →·BC →+4|BC →|2)=19(3-4×3×3×12+4×3)=1,所以BE =1.6.[2019·太原一模]如图,已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且a sin A +(c -a )sin C =b sin B ,点D 是AC 的中点,DE ⊥AC ,交AB 于点E ,且BC =2,DE =62.(1)求B ;(2)求△ABC 的面积.解:(1)∵a sin A +(c -a )sin C =b sin B ,∴由a sin A =b sin B =c sin C 得a 2+c 2-ac =b 2, 由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12, ∵0°<B <180°,∴B =60°.(2)如图,连接CE ,∵D 是AC 的中点,DE ⊥AC ,∴AE =CE ,∴CE =AE =DEsin A =62sin A . 在△BCE 中,由正弦定理得CEsin B=BC sin ∠BEC =BC sin2A , ∴62sin A sin60°=22sin A cos A ,∴cos A =22, ∵0°<A <180°,∴A =45°,∴∠ACB =75°,∴∠BCE =∠ACB -∠ACE =30°,∠BEC =90°,∴CE =AE =3,AB =AE +BE =3+1,∴S △ABC =12AB ·CE =3+32. 7.[2019·长沙一模]已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .且a sin(A +B )=c sin B +C2.(1)求A ;(2)若△ABC 的面积为3,周长为8,求a .解:(1)由题设得a sin C =c cos A 2, 由正弦定理得sin A sin C =sin C cos A 2,∵sin C ≠0, 所以sin A =cos A 2, 所以2sin A 2cos A 2=cos A 2,又cos A 2≠0, 所以sin A 2=12, 故A =60°.(2)由题设得12bc sin A =3,从而bc =4. 由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得a 2=(b +c )2-12.又a +b +c =8,所以a 2=(8-a )2-12,解得a =134. 8.[2019·福州质检]△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若角A ,B ,C 成等差数列,且b =32.(1)求△ABC 的外接圆直径;(2)求a +c 的取值范围.解:(1)因为角A ,B ,C 成等差数列,所以2B =A +C ,又因为A +B +C =π,所以B =π3. 根据正弦定理得,△ABC 的外接圆直径2R =b sin B =32sin π3=1. (2)解法一:由B =π3,知A +C =2π3, 可得0<A <2π3. 由(1)知△ABC 的外接圆直径为1,根据正弦定理得, a sin A =b sin B =c sin C =1, 所以a +c =sin A +sin C=sin A +sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3-A =3⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin A +12cos A =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π6. 因为0<A <2π3,所以π6<A +π6<5π6. 所以12<sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π6≤1, 从而32<3sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π6≤3, 所以a +c 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤32,3. 解法二:由(1)知,B =π3, b 2=a 2+c 2-2ac cos B=(a +c )2-3ac≥(a +c )2-3⎝⎛⎭⎪⎫a +c 22=14(a +c )2(当且仅当a =c 时,取等号), 因为b =32,所以(a +c )2≤3,即0<a +c ≤3, 又三角形两边之和大于第三边, 所以32<a +c ≤3, 所以a +c 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤32,3.。
第十二章 解三角形及数列一.重点知识1.解三角形重点知识:1、正弦定理:外接圆的半径)是ABC (2sin sin sin ∆===R R CcB b A a 2、余弦定理:Cab b a c B ac c a b Abc c b a cos 2cos 2cos 2222222222-+=-+=-+=3、三角形面积公式:B ac A bc C ab S ABC sin 21sin 21sin 21===∆2.数列重点知识1.在数列{a n }中,前n 项和S n 与通项a n 的关系为:⎩⎨⎧∈≥-===-)N n ,2( )1(111n S S n S a a n n n2.等差与等比数列的定义、通项公式、求和公式重要性质比较3.知识梳理(数列求和的方法)1.公式法:1)等差数列求和公式;2)等比数列求和公式;3)可转化为等差、等比的数列;2.分组求和法:把数列的每一项分成多个项或把数列的项重新组合,使其转化成等差数列或等比数列,然后由等差、等比数列求和公式求解。
3.裂项相消法:即把每一项都拆成正负两项,使其正负抵消,只余有限几项,可求和。
如:1)111111()n n n na a d a a++=-⋅;21d=。
常见裂项公式:(1)111(1)1n n n n++=-;(2)1111()()n n k k n n k++=-;4.错位相减法:适用于差比数列(如果{}n a等差,{}n b等比,那么{}n na b叫做差比数列)即把每一项都乘以{}n b的公比q,向后错一项,再对应同次项相减,转化为等比数列求和.二.课前自测1.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知1=a,1=b,︒=120C,则=c. 2.在ABC∆中,已知35513sin B,cos A==,则cosC=.3.已知锐角△ABC的面积为33,BC=4,CA=3,则角C的大小为________.4.在中,若,则最大角的余弦值等于_______________.5、已知数列{a n}的前n项和S n=n2+3n+1,求通项.6、数列{}n a适合:11a=,1na+22nnaa=+,写出前四项并写出其通项公式;7、在等差数列{a n}中,已知a15=10,a45=90,求a608、在等比数列{}n a中,若1232a a a=,23416a a a=, 则公比q=ABC∆6:2:1::=cba三.典例解析【例1】在∆ABC中,已知=ac 060=B ,求b 及A ;【变式训练1】△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2=c ,6=b ,︒=120B 。
数列解三角形数列是数学中一个重要的概念,它是由一系列按照一定规律排列的数字组成的。
解三角形则是指根据已知条件推导出三角形中各边长和角度的过程。
本文将以数列和解三角形为主题,讨论它们的相关性和应用。
一、数列的定义与性质数列是由一系列按照一定规律排列的数字组成的序列。
数列中的每个数字被称为数列的项,用a_n表示第n个项。
数列可以是有限的,也可以是无限的。
数列有许多重要性质和特征,其中包括等差数列和等比数列。
等差数列是指数列中相邻两项之差始终相等的数列,通常用a, a+d, a+2d, ...来表示,其中a为首项,d为公差。
等比数列是指数列中相邻两项的比值始终相等的数列,通常用a, ar, ar^2, ...来表示,其中a为首项,r为公比。
二、数列的应用领域数列在许多领域中都有重要的应用。
在数学中,数列是数学归纳法的研究对象,通过研究数列的性质和规律,可以推导出各种数学定理和公式。
在物理学中,数列可以用来描述许多自然现象的规律。
比如,等差数列可以用来描述自由落体运动的位移变化,等比数列可以用来描述指数增长或衰减的现象。
在计算机科学中,数列被广泛应用于算法设计和数据结构的研究中。
比如,斐波那契数列是一种经典的数列,它在递归和动态规划算法中有着重要的应用。
三、解三角形的方法和技巧解三角形是根据已知条件确定三角形的各边长和角度的过程。
常见的解三角形方法包括正弦定理、余弦定理和正切定理。
正弦定理是指在任意三角形中,三条边的比值等于相应的正弦比,即a/sinA = b/sinB = c/sinC,其中a、b、c分别为三角形的边长,A、B、C分别为相应的角度。
余弦定理是指在任意三角形中,三条边的平方和等于另外两边的平方和减去它们的二倍乘积和相应的余弦值的乘积,即a^2 = b^2 + c^2 -2bc*cosA,其中a、b、c分别为三角形的边长,A为对应的夹角。
正切定理是指在任意三角形中,两条边的比值等于相应的正切比,即tanA = b/c,其中A为夹角,b、c分别为相应边长。
一、解三角形一、知识点 1、正弦定理:2sin sin sin a b cR A B C=== (边角灵活转化) 2、余弦定理:2222cos a b c bc A =+-;2222cos b c a ca B =+-;2222cos c a b ab C =+-.(灵活变形) 3、大边对大角,小边对小角(灵活取舍单解、多解)4、内角和:在△ABC 中,有()A B C C A B ππ++=⇔=-+222C A B π+⇔=-222()C A B π⇔=-+. 5、三角形五心内心:内切圆圆心,3内角平分线交点,内心到3边距离相等; 外心:外接圆圆心,3垂直平分线交点,外心到3顶点距离相等; 重心:3中线交点,每条中线被分成2:1,△ABC 的重心的坐标是123123(,)33x x x y y y G ++++; 垂心:3高交点,垂心及顶点四点中任一点是其余三点为顶点的三角形的垂心;旁心:1内角平分线与其他2角的外角平分线交点。
每个三角形都有3个旁心,旁心到三边等距。
【不做要求】 二、题型:(1)求未知边角:梳理已知条件,选择用什么定理;(2)判断三角形形状【思路一:等式化成角(正弦定理+内角和+诱导公式);思路二:等式化成边(两定理联合)】 (3)求三角形面积:111222a b c S ah bh ch ===;111sin sin sin 222S ab C bc A ca B ===;S 二、数列一、知识点: (一)、求通项公式n a 1、已知n s 求n a :⎩⎨⎧∈≥-==-),2()1(*11N n n S S n S a n n n 注意验证n=1。
2、已知递推公式求n a (已知首项1a )(1)c a a n n +=+1型【构造等差数列】 (2)c ka a n n +=+1型【构造等比数列*1-k c】 (3))(1n f a a n n +=+型【累加法】 (4))(1n f a a n n =+型【累乘法】 (二)、n a 、n S 的最大最小问题: [不等式法]n a 最大⎩⎨⎧≥≥⇔+-11n n n n a a a a ;n a 最小⎩⎨⎧≤≤⇔+-11n n n n a a a a ;n S 最大⎩⎨⎧≤≥⇔+001n n a a ;n S 最小⎩⎨⎧≥≤⇔+01n n a a ;[函数法]:数列是特殊的函数(特别注意定义域:*N n ∈)(三)、等差等比数列必备知识点:(四)、重点题型混合型【等差等比混合--分清主次】(五)数列求和【弄清共有多少项?整理完剩余什么项?】 1、公式法【借助常用结论、公式、构造等差等比】2)1(321+=++++n n n ;6)12)(1(3212222++=++++n n n n ;4)1(2)1(3212223333+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=++++n n n n n 2、错位相减法【每项为等差等比项之积/2式同乘公比,再1式减2式】 3、裂项相消法【通项可拆成两项差】111)1(1+-=+n n n n ; ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+k n n k t k n n t 11)(; n n n n -+=++111三、不等式㈠ 一元二次不等式1、解法:二次项系数化正→∆>0,解对应方程两根,大时取两边小时取中间;0≤∆时结合对应函数图像写出解集;2、注意事项:(1)解集是集合,要用描述法或区间表示。
必修5第一章《解三角形》知识点归纳1. 高线定理:△ABC 中,a 边上的高B c C b h a sin sin ==2. 正弦定理:△ABC 中,A a sin =B b sin =Ccsin =2R ,推论c b a C B A ::sin :sin :sin = 3. 余弦定理:△ABC 中,a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,推论 cos A =bcac b 2222-+4. 三角形的面积公式:△ABC 的面积C ab B ac A bc S sin 21sin 21sin 21===5. 解三角形的四种基本类型:(1)已知三边(SSS 型)----用余弦定理推论求三角(2)已知两边和它们的夹角(SAS 型)----用余弦定理求第三边(3)已知两角和任一边(AAS 型)----用内角和定理求第三角,用正弦定理求另两边 (4)已知两边和其中一边的对角(SSA 型)----用正弦定理求另一边的对角 注1:SSS 型,SAS 型,AAS 型至多有一解. 注2:SSA 型解情况复杂:若正弦值小于1,则用大边对大角判定角范围,可能一解或两解;若正弦值大于1,则无解.若已知角为锐角,则可能一解或两解;若已知角为钝角,则至多一解.注3:SSA 型也可以用余弦定理求第三边,通过一元二次方程解的情况判断三角形解的情况!!! 6. 应用举例:(1)求河两岸两点的水平距离(一点可达,另一点不可达). (2)求河对岸两点的水平距离(两点均不可达).(3)求底部不可达的建筑物的竖直高度(即两点的垂直距离)(注意取测量点的两种方法). (4)求航行距离与航向(方向角或方位角). 7. 常用方法:(1)边角混合式的处理方法!!!(2)韦达定理、降次公式、二倍角公式、和差角公式、辅助角公式的运用方法!!! (3)平面向量的数量积定义与坐标运算公式、两个向量夹角公式的运用方法!!!8. 其他有关结论:在△ABC 中, 下列结论也应熟记:B A B A <⇔<sin sinπ=+=⇔=B A B A B A 22222sin 2sin 或sin(A+B)=sinCcos(A+B) -cosCtan(A+B) -tanC ==2cos 2sinC B A =+ 2sin 2cos CB A =+ 12tan 2tan =+C B A tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=⋅⋅【典型题目】(学案)必修5第二章《数列》知识点归纳1. 等差数列与等比数列知识点类比:2. 等差数列与等比数列有关公式的推导方法:等差数列通项公式推导方法----累差法,等比数列通项公式推导方法----累商法;等差数列前n项和公式推导方法----倒序相加法,等比数列前n项和公式推导方法----乘公比错位相减法.3. 等差数列与等比数列的函数特征:等差数列通项公式是关于n的一次函数,等比数列通项公式是关于n的指数型函数;等差数列前n项和公式是关于n的二次函数,且常数项为零;等比数列前n 项和公式形如)1(nqA -,其中1,0≠≠q A .4. 证明一个数列是等差数列或等比数列的方法!!!5. 求等差数列前n 项和S n 最值的方法------对称轴法与变号项法!!!6. 形如}{n nb a +的数列求前n 项和S n 的方法-----拆项重组法!!!(其中}{n a }{n b 为等差或等比数列)7. 形如}1{1+⋅n n a a 的数列求前n 项和S n 的方法-----裂项相消法!!!(其中}{n a 为等差数列)8. 形如}{n nb a ⋅的数列求前n 项和S n 的方法-----乘公比错位相减法!!!(其中}{n a 为等差,}{n b 等比)9. 由S n 求a n 的方法!!!10. 处理S n 与a n 混合式的方法!!!11. 求等差数列的绝对值数列的前n 项和S n 的方法. 12. 判断一个数列单调性的方法.13. 等差数列的单调性与什么量有关?有什么关系?!!! 14. 等比数列的单调性与什么量有关?有什么关系?!!! **15. 求两个等差数列的公共项的方法.**16. 求一个等差数列与一个等比数列的公共项的方法.【典型题目】(学案)。
课时规范训练[A级基础演练]1.在锐角△ABC中,角A,B所对的边长分别为a,b,若2a sin B=3b,则角A等于()A.π12 B.π6C.π4D.π3解析:选D.在△ABC中,利用正弦定理得2sin A sin B =3sin B,∴sin A=3 2.又A为锐角,∴A=π3.2.(2022·高考天津卷)在△ABC中,若AB=13,BC=3,∠C=120°,则AC=() A.1 B.2C.3 D.4解析:选A.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则a=3,c=13,∠C=120°,由余弦定理得13=9+b2+3b,解得b=1,即AC=1.3.在△ABC,已知∠A=45°,AB=2,BC=2,则∠C等于()A.30°B.60°C.120°D.30°或150°解析:选A.在△ABC中,ABsin C=BCsin A,∴2sin C=2sin 45°,∴sin C=12,又AB<BC,∴∠C<∠A,故∠C=30°.4.一艘海轮从A处动身,以每小时40海里的速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观看灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观看灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是()A.102海里B.103海里C.203海里D.202海里解析:选A.如图所示,易知,在△ABC中,AB=20海里,∠CAB=30°,∠ACB=45°,依据正弦定理得BCsin 30°=ABsin 45°,解得BC=102(海里).5.(2022·高考山东卷)△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c.已知b=c,a2=2b2(1-sin A),则A=()A.3π4B.π3C.π4D.π6解析:选C.由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A=2b2-2b2cos A,所以2b2(1-sin A)=2b2(1-cos A),所以sin A=cos A,即tan A=1,又0<A<π,所以A=π4.6.(2022·高考北京卷)在△ABC中,∠A=2π3,a=3c,则bc=.解析:∵a=3c,∴sin A=3sin C,∵∠A=2π3,∴sin A=32,∴sin C=12,又∠C必为锐角,∴∠C=π6,∵∠A+∠B+∠C=π,∴∠B=π6,∴∠B=∠C,∴b=c,∴bc=1.答案:17.在△ABC中,已知AB=3,A=120°,且△ABC的面积为1534,则BC边的长为.解析:由S△ABC=1534得12×3×AC sin 120°=1534,所以AC=5,因此BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos 120°=9+25+2×3×5×12=49,解得BC=7.答案:78.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c-bc-a=sin Asin C+sin B,则B=() A.π6B.π4C.π3 D .3π4解析:选C.依据正弦定理:a sin A =b sin B =csin C =2R ,得c -b c -a=sin Asin C +sin B =a c +b,即a 2+c 2-b 2=ac ,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12,故B =π3,故选C.9.△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .(1)若a ,b ,c 成等差数列,证明:sin A +sin C =2sin(A +C ); (2)若a ,b ,c 成等比数列,且c =2a ,求cos B 的值. 解:(1)证明:∵三角形的三边a ,b ,c 成等差数列, ∴a +c =2b .由正弦定理得sin A +sin C =2sin B . ∵sin B =sin [π-(A +C )]=sin(A +C ), ∴sin A +sin C =2sin(A +C ).(2)由题设有b 2=ac ,c =2a ,∴b =2a ,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+4a 2-2a 24a 2=34.10.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知4sin 2A -B2+4sin A sin B =22.(1)求角C 的大小;(2)已知b =4,△ABC 的面积为6,求边长c 的值.解:(1)由已知得2[1-cos(A -B )]+4sin A sin B =2+2,化简得-2cos A cos B +2sin A sin B 2,故cos(A +B )=-22,所以A +B =3π4,从而C =π4. (2)由于S △ABC =12ab sin C ,由S △ABC =6,b =4,C =π4,得a =3 2.由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得c =10. [B 级 力量突破]1.(2021·辽宁五校联考)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若b +c =2a ,3sin A =5sin B ,则角C =( )A.2π3 B .π3 C.3π4D .5π6解析:选A.由3sin A =5sin B ,得3a =5b . 又由于b +c =2a , 所以a =53b ,c =73b ,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =⎝ ⎛⎭⎪⎫53b 2+b 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫73b 22×53b ×b=-12.由于C ∈(0,π),所以C =2π3.2.(2021·北京东城一模)在锐角△ABC 中,AB =3,AC =4,S △ABC =33,则BC =( ) A .5 B .13或37 C.37D .13解析:选D.由S △ABC =12AB ·AC ·sin ∠BAC =12×3×4×sin ∠BAC =33,得sin ∠BAC =32,由于△ABC 为锐角三角形,所以∠BAC ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,故∠BAC =π3,在△ABC 中,由余弦定理得,BC 2=AC 2+AB 2-2AC ·AB ·cos ∠BAC =42+32-2×4×3×cos π3=13.所以BC =13,故选D.3.(2021·厦门模拟)在不等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,假如sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2解析:选D.由题意得sin 2A <sin 2B +sin 2C , 再由正弦定理得a 2<b 2+c 2, 即b 2+c 2-a 2>0. 则cos A =b 2+c 2-a 22bc >0, ∵0<A <π,∴0<A <π2.又a 为最大边,∴A =A ,A >B ,A >C , 即3A >A +B +C =π,∴A >π3. 因此得角A 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2.4.(2021·云南第一次检测)已知a 、b 、c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,若cos B =45,a =10,△ABC 的面积为42,则b +asin A的值等于 . 解析:依题意可得sin B =35,又S △ABC =12ac sin B =42,则c =14.故b =a 2+c 2-2ac cos B =62,所以b +a sin A =b +bsin B =16 2.答案:16 25.海上一观测站测得方位角240°的方向上有一艘停止待修的商船,在商船的正东方有一艘海盗船正向它靠近,速度为每小时90海里.此时海盗船距观测站107海里,20分钟后测得海盗船距观测站20海里,再过 分钟,海盗船即可到达商船.解析:如图,设开头时观测站、商船、海盗船分别位于A 、B 、C 处,20分钟后,海盗船到达D 处,在△ADC 中,AC =107,AD =20,CD =30,由余弦定理得cos ∠ADC =AD 2+CD 2-AC 22AD ·CD=400+900-7002×20×30=12.∴∠ADC =60°,在△ABD 中由已知得∠ABD =30°. ∠BAD =60°-30°=30°,∴BD =AD =20,2090×60=403(分钟). 答案:4036.(2021·成都外国语学校模拟)已知函数f (x )=23sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x +2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x . (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c 且角A 满足f (A )=3+1.若a =3,BC 边上的中线长为3,求△ABC 的面积S .解:(1)由题意知,f (x )=3⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x=3()1+sin 2x +cos 2x =3+3sin 2x +cos 2x =3+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,由2k π-π2≤2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z ,解得 k π-π3≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6,k ∈Z .(2)由f (A )=3+1,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6=12,∴2A +π6=π6或5π6,即A =0或π3. 又A 为△ABC 的内角,∴A =π3. 由A =π3,a =3.得|BC→|=|AC →-AB →|=a =3,① 又BC 边上的中线长为3,知|AB →+AC →|=6.②联立①②,解得AB →·AC→=274,即|AB →|·|AC →|·cos π3=274, ∴|AB →|·|AC →|=272. ∴△ABC 的面积为S =12|AB →|·|AC →|·sin π3=2738.。
高一数学期末复习专题解三角形3. 正、余玄定理的解题类型: (1) 两类正弦定理解三角形的问题: ① 已知两角和任意一边,求其他的两边及一角 ② 已知两角和其中一边的对角,求其他边角 (2) 两类余弦定理解三角形的问题: ①已知三边求三角.②已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两角4. 判定三角形形状时,可利用正余弦定理实现边角转化,统一成边的形 式或角的形式.5. 解题中利用 ABC 中:ABC,以及由此推得的一些基本关系式进行三角变换的运算,如:sin(A B) si nC,cos(A B) cosC, tan (A B) tanC,.A B C AB .CAB C sincos —,cos sin ,ta ncot .2 2 2 2 2 26、 三角公式: (1) 倍角公式: (2) 两角和、差公式:1正弦定理:a b c2Rsin AsinB sin Ca:b:c sin A:sin B:sin C .cos A2a b 2c 2bc cos A2.余弦定理: b22a c 2 2ac cos B 或 cos B2cb 2a 2ba cos Ccos Cb 22c 2a2bc2 22ac b2ac222ba c2ab数列基础知识点和方法归纳1.等差数列的定义与性质(1)定义:a n 1 and ( d 为常数),通项公式: a n ai n 1 d(2)等差中项: x , A y 成等差数列 2A x y (3) 前n 项和: S na 1 a n nnnn n 1d 122(4)性质: a n 是等差数列① 任意两项间的关系式; a n = a m + (n — m )d (m 、n € N ) ② 若 m n p q ,贝U a m a . a p a q ;③ S n , S 2n S n , S 3n S 2n ……仍为等差数列,公差为n 'd ; ④ 若三个成等差数列,可设为a d , a, a d⑤ 若a n , b n 是等差数列,且前n 项和分别为S n , T n ,则空 乩b m T 2m 1⑥a n 为等差数列 S n an 2 bn ( a,b 为常数,是关于n 的常数项为0的二次函数)S n 的最值可求二次函数S n an 2 bn 的最值;或者求出a .中的正、负分界项,a o即:当a ,, d 0,解不等式组时o 可得§达到最大值时的n值.a o当a ,0, d 0,由“ 可得S n 达到最小值时的n 值.a n 1 0⑦项数为偶数2n 的等差数列a n 有n(a n a n 1)6, a . 1为中间两项)⑧ 项数为奇数2n 1的等差数列a n 有:S偶S奇nd ,a n 1S2n 1 (2n 1)a n(a n为中间项),a n ,32.等比数列的定义与性质(1) 定义:也a nq ( q 为常数,q 0),(2) (3) (4) 通项公式: 等比中项: 前n 项和: 性质: a n a nX 、S nG 、y 成等比数列na(q 1) a 11 q n 1 q(q 1)是等比数列 ①任意两项间的关系: —m - na m = a n . q②若 m n p q ,贝U a . a p- a qG 2 xy ,或 G 、、xy(要注意!)(m 、n € N ).③S n , S 2nS n , S sn S ?n ……仍为等比数列,公比为ql注意:由S n 求a n 时应注意什么?n 1 时,a 1 S i ; n 2 时,a nS n S n 13.求数列通项公式的常用方法(1)求差(商)法 如:数列a n , 1 12a 1 尹2 夬n 2n 5, 求 an解:n 1时, n 2时,為 2 1 / 1尹214 2n①-②得:寺a n2,…a n 14(n 1) 2n1( n 2)5& 1a n 1, 3注意到a n 1 Sn 1 S n ,代入得S n[练习]数列a n 满足S n a 1 n 2 时,a nS n S n 14,求 a n又S 4 , • S n 是等比数列,S n 4(2)叠乘法如:数列a n 中, 3,3a nn求a n n 1解: a2a1 a3a2 a n 1又a1 3, —a n(3)等差型递推公式由a n a n 1 f(n).a o,求a n,用迭加法a2 a i a3 a2 f(2)f⑶两边相加得an a i f (2) f (3) f (n)--a n a0f(2)f(3)……[练习]数列a n中,a11 (4)等比型递推公式a n ca n 1d( c、d为常数,可转化为等比数列 ,设a n x令(c 1)x d , x d5・■ i c 1d d n 1…a n a1cc 1 c 1(5)倒数法如:a11,an 12a n求a n 2由已知得:1a n 21a n 12a n2••• 1为等差数列,11 ,a n a1 a n a n…a n a n a n 1 f (n)f(n)a n 3n1a n 2,求a n a n(3n1),a n丄a n公差为1,a n是首项为a ia n—,c为公比的等比数列c 11a n(附:公式法、利用a n S(nS n S n1)1 (n2)、累加法、累乘法•构造等差或等比3换元法)4.求数列前n 项和的常用方法(1) 公式法 (2)裂项相消法把数列各项拆成两项或多项之和,使之出现成对互为相反数的项da 1a n 1(3)错位相减法由 S n qS n ,求 S n , 其中q 为b n 的公比.(4)分组求和法所谓分组求和法就是对一类既不是等差数列, 也不是等比数列的数列,若将这类 数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并。
高二数学(《解三角形》与《数列》)(满分:150分 时间:120分钟)一、选择题:(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1、数列1,-3,5,-7,9,…的一个通项公式为 ( )A 12-=n a nB )21()1(n a nn --= C )12()1(--=n a nn D )12()1(+-=n a nn 2.已知{}n a 是等比数列,41252==a a ,,则公比q =( )A .21-B .2-C .2D .213.若∆ABC 中,sin A :sin B :sin C =2:3:4,那么cos C =( )A. 14-B.14C. 23-D.234.设数}{n a 是单调递增的等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是( )A .1B .2C .2±D .45.在各项均为正数的等比数列{}n b 中,若783b b ⋅=,则3132log log b b ++……314log b +等于( ) (A) 5 (B) 6 (C)7 (D)86.在ABC ∆中,根据下列条件解三角形,其中有两个解的是( )A. b=10, A=450, C=600B. a=6, c=5, B=60C. a=7, b=5, A=600D. a=14, b=16, A=4507.在数列{}n a 中,12a =, 11ln (1)n n a a n+=++,则n a =( )A .2ln n +B .2(1)ln n n +-C .2ln n n +D .1ln n n ++ 8.在ABC ∆中,若cos cos a B b A =,则ABC ∆的形状一定是( ) A .锐角三角形 B .钝角三角形 C .直角三角形 D .等腰三角形9.在200m 高的山顶上,测得山下一塔顶与塔底的俯角分别是30°,60°,则塔高为( ) AB3C3Dm10.等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,且132+=n n T S nn ,则55b a ( )A 32 B 149 C 3120 D9711.已知{}n a 为公比q >1的等比数列,若20052006a a 和是方程24830x x -+=的两根,则20072008a a +的值是( )A 18B 19C 20D 2112.已知数列{}n a 中,11,a =前n 项和为n S ,且点*1(,)()n n P a a n N +∈在直线10x y -+=上,则1231111nS S S S ++++=( )A.(1)2n n + B.2(1)n n + C.21n n + D.2(1)n n +二、填空题:(本大题共4小题,每小题4分,共16分)13.已知{}n a 为等差数列,3822a a +=,67a =,则5a =____________ 14. 已知数列{a n }的前n 项和是21n S n n =++, 则数列的通项a n =__15.在△ABC 中,若a 2+b 2<c 2,且sin C =23,则∠C =16.△ABC 中,a 、b 、c 成等差数列,∠B=30°,ABC S ∆=23,那么b =三、解答题:(本大题分6小题共74分) 17.(本小题满分12分) 在△ABC 中,已知3=a ,2=b ,B=45︒ 求A 、C 及c18.(本小题满分12分)等比数列{}n a 中, 72=S ,916=S ,求4S .19. (本小题满分12分)在A B C △中,内角A B C ,,对边的边长分别是a b c ,,,已知2c =,3C π=.(Ⅰ)若A B C △,求a b ,;(Ⅱ)若sin 2sin B A =,求A B C △的面积.20.(12分)已知{}n a 是等差数列,其中1425,16a a ==(1)求{}n a 的通项;(2)求n a a a a ++++ 321的值。
专题三角形中的数列问题(研究性学习)一、范例研究:设在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,范例1:已知a,b,c成等差数列(1)证明:;(2)证明:;(3)求角B的范围.范例2:已知a,b,c成等比数列(1)证明:cos(A-C)+cosB+cos2B=1;(2)证明:;(3)求角B的范围.1、探索:运用正弦定理对已知条件变形、转化与延伸.(1)第一次探索a,b,c成等差数列①②③注:范例1(3)求角B的范围请同学们自己思考(2)第二次探索a,b,c成等比数列(第一阶段的转化与延伸)(第二阶段转化与延伸的开始)(第二阶段的转化与延伸)∴注:范例2的(2)、(3)小问请同学们练习2、小结小结1:在△ABC中,若a,b,c成等差数列,则有(1)2b=a+c;(2);(3).小结2:在△ABC中,若a,b,c成等比数列,则有(1);(2);(3).二、联想联想是探索的先驱,人们在学习与研究中,总是在实践中获取真知,在认知中产生联想,进而由联想引发新的探索,由新的探索与发现促进认知的再次升华.注意到“等差数列”与“等比数列”仅一字之差,他们的性质大多有惊人的相似之处.由此我们联想到,上面已经认知的等差(或等比)数列条件下的三角等式两边,在等比(或等差)数列的条件下会是何种关系呢?循着“相等”与“不等”相互依存的辩证关系,我们可以断言:一般情况下,等差(或等比)数列条件下的三角“等式”两边,在等比(或等差)数列条件下必是“不等”关系.我们需要进一步了解的是,如此变更条件之后,上述等式两边是否具有确定的大小关系?上述不等式两边,是否具有相等关系?注意到等差数列与等比数列的密切联系,我们由等差(比)数列的命题联想等比(差)数列的情形.三、再探索立足于前面对范例1、范例2的证明与讨论,对联想中所提出的问题进行探索.1、第三次探索:解决联想1提出的问题在△ABC中,若a,b,c成等比数列得::由第一次探索过程改造而成:由第二次探索过程改造而成2、第四次探索:解决联想2提出的问题在△ABC中,若a,b,c成等差数列2b=a+c(1)2b=a+c即(2):由第二次探索过程改造而成(3)可由命题1的证明改造而成四、再认知有比较才能鉴别(毛泽东语),有鉴别才能有更深层面的感悟和认知.作为本节课的总结,我们对a,b,c成等差数列和a,b,c成等比数列的不同条件下的结论进行比较,从中品悟三角形三边成等差数列(或等比数列)的特性,以及在不同条件(a,b,c成等差数列或a,b,c成等比数列)下有关量之间的联系.1、比较、品悟在△ABC中,若a,b,c成在△ABC中,若a,b,c成等差数列,则有等比数列,则有(1)2b=a+c a+c(2)2、点评:对于上面每一组对应的命题,等号或不等号的两边,在“等差”或“等比”的不同条件下展示出“相等”与“不等”(一般情况下)的个性,凸现着对偶范畴间既相互对立,又相互依存和相互联系的辩证关系.五、总结与自我训练1、总结(1)联想:亲缘联想:联想“已知”或“目标”的亲密一方;对立联想:联想“已知”或“目标”的对立一方.(2)收获(思维、经验、认知等)2、练习:设在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,Ⅰ、自选习题(1)若a,b,c依次成等差数列试求①(学生自选、自解)②(学生自选、自解)(2)若A,B,C依次成等差数列试求①(学生自选、自解)②(学生自选、自解)(3)若A,B,C依次成等比数列试求①(学生自选、自解)②(学生自选、自解)Ⅱ、规定问题1、若a,b,c依次成等比数列试求:(1)角B的取值范围;(2)设t=sinB+cosB,求t的取值范围;(3)设,求y的取值范围.2、若a,b,c成等比数列,且3、若A,B,C成等差数列(1)的取值范围;(2)若最大边长与最小边长的比值为m,求m的取值范围.参考答案:1、解:由题意得①(1)由余弦定理得②∴由①②得③又④∴由③④得∴注意到,即所求B的取值范围为.(2)∵,∴∴∴即所求t的取值范围为.(3)设t=sinB+cosB,则且∴()()∵∴∴即即所求y的取值范围为.点评:在已知条件下求出角B的取值范围,由此为求t及y的取值范围奠定了必要基础.2、解:(1)由a,b,c成等比数列得又∴在△ABC中由余弦定理得∴(2)解法一(运用正弦定理)在△ABC中由正弦定理得①∵,②∴由①②得解法二(运用三角形面积公式):在△ABC中由三角面积公式得③∵,∴由③得点评:当已知式或目标式为三角形边角混合式时,通常首选正弦定理.但是,在条件适宜时利用三角形及其面积公式推理,也不免会收到出奇制胜的效果.本例解法二便是利用三角形面积公式解题成功的一个范例.3、解:由A,B,C成等差数列得2B=A+C又∴(1)==(运用和差化积公式)==①∵∴∴∴∴由①得即所求的取值范围为(2)不妨设A<B<C,则=∵且A<C∴cosC cosA即cosA∴cosA∴②于是由正弦定理得:===③∴由②得∴由③得∴m>1∴所求m的取值范围为(1,+∞).点评:已知A,B,C成等差数列,既要想到利用由此导出的等量关系:;又要想到由此导出的不等关系,这里在A,B,C成等差数列的条件下,寻求三角形边角式的取值范围的关键环节之一.。
专题24 解三角形中的最值、范围问题解三角形问题是高考高频考点,命题大多放在解答题的第一题,主要利用三角形的内角和定理,正、余弦定理、三角形面积公式等知识解题,解题时要灵活利用三角形的边角关系进行“边转角”“角转边”,另外要注意22,,a c ac a c ++三者的关系. 高考中经常将三角变换与解三角形知识综合起来命题,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理实现边角互化;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.而三角变换中主要是“变角、变函数名和变运算形式”,其中的核心是“变角”,即注意角之间的结构差异,弥补这种结构差异的依据就是三角公式. 1、正弦定理:2sin sin sin a b cR A B C===,其中R 为ABC 外接圆的半径 正弦定理的主要作用是方程和分式中的边角互化.其原则为关于边,或是角的正弦值是否具备齐次的特征.如果齐次则可直接进行边化角或是角化边,否则不可行 学/科-+网 例如:(1)222222sin sin sin sin sin A B A B C a b ab c +-=⇔+-= (2)cos cos sin cos sin cos sin b C c B a B C C B A +=⇒+=(恒等式) (3)22sin sin sin bc B Ca A= 2、余弦定理:2222cos a b c bc A =+-变式:()()2221cos a b c bc A =+-+ 此公式在已知,a A 的情况下,配合均值不等式可得到b c +和bc 的最值4、三角形中的不等关系(1)任意两边之和大于第三边:在判定是否构成三角形时,只需验证较小的两边之和是否比第三边大即可.由于不存在等号成立的条件,在求最值时使用较少(2)在三角形中,边角以及角的三角函数值存在等价关系:sin sin cos cos a b A B A B A B >⇔>⇔>⇒<其中由cos cos A B A B >⇔<利用的是余弦函数单调性,而sin sin A B A B >⇔>仅在一个三角形内有效.5、解三角形中处理不等关系的几种方法(1)转变为一个变量的函数:通过边角互化和代入消元,将多变量表达式转变为函数,从而将问题转化为求函数的值域(最值) (2)利用均值不等式求得最值【经典例题】例1.【2018届百校联盟TOP20高三四月联考全国一卷】已知四边形中,,设与面积分别为,则的最大值为_____.【答案】【解析】分析:利用余弦定理推,求出的表达式,利用二次函数以及余弦函数的值的范围,求的最大值即可.点睛:求解三角函数的最值(或值域)时一定要注意自变量的取值范围,由于三角函数的周期性,正弦函数、余弦函数的最大值和最小值可能不在自变量区间的端点处取得.例2.【2018届普通高等学校招生全国统一考试高三下学期第二次调研】在中,角A,B,C所对的边分别为,则实数a的取值范围是____________.【答案】.【解析】由,得,所以,则由余弦定理,得,解得,又,所以的范围是.例3.【2018届浙江省杭州市高三第二次检测】在△ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c.若对任意λ∈R,不等式恒成立,则的最大值为_____.【答案】2例4.【衡水金卷信息卷三】已知的三边分别为,,,所对的角分别为,,,且满足,且的外接圆的面积为,则的最大值的取值范围为__________.【答案】【解析】由的三边分别为,,可得:,可知:,,,例5.【2018届湖南省株洲市高三检测(二)】已知中,角所对的边分别是,且.(1)求角的大小; (2)设向量,边长,当取最大值时,求边的长. 【答案】(1)(2).【解析】分析:(1)由题意,根据正弦定理可得,再由余弦定理可得,由此可求角的大小; (2)因为由此可求当取最大值时,求边的长.(2)因为所以当时,取最大值,此时,由正弦定理得,例6.【2018届四川省攀枝花市高三第三次(4月)统考】已知的内角的对边分别为其面积为,且.学/科/*网(Ⅰ)求角;(II )若,当有且只有一解时,求实数的范围及的最大值.【答案】(Ⅰ).(Ⅱ).【解析】分析:(Ⅰ)利用余弦定理和三角形的面积公式化简得到,再解这个三角方程即得A 的值. (II )先根据有且只有一解利用正弦定理和三角函数的图像得到m 的取值范围,再写出S 的函数表达式求其最大值.详解:(Ⅰ)由己知(Ⅱ)由己知,当有且只有一解时,或,所以;当时,为直角三角形,当 时,由正弦定理 ,,所以,当时,综上所述,.例7.【2018届四川省资阳市高三4月(三诊)】在ABC ∆中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且()()sin sin a b A B +- ()sin sin c C B =-.(1)求A .(2)若4a =,求22b c +的取值范围.【答案】(1)3A π=;(2)(]16,32.221616b c bc +=+>,进而可得结果.试题解析:(1)根据正弦定理得()()a b a b +- ()c c b =-,即222a b c bc -=-,则222122b c a bc +-=,即1cos 2A =,由于0πA <<,【方法点睛】本题主要考查正弦定理及余弦定理的应用,属于中档题.在解与三角形有关的问题时,正弦定理、余弦定理是两个主要依据. 除了直接利用两定理求边和角以外,恒等变形过程中,一般来说 ,当条件中同时出现ab 及2b 、2a 时,往往用余弦定理,而题设中如果边和正弦、余弦函数交叉出现时,往往运用正弦定理将边化为正弦函数再结合和、差、倍角的正余弦公式进行解答. 例8.【2018届甘肃省张掖市高三三诊】已知3cos,cos 44x x m ⎛⎫= ⎪⎭, sin ,cos 44x x n ⎛⎫= ⎪⎝⎭,设函数()f x m n =⋅.(1)求函数()f x 的单调增区间;(2)设ABC ∆的内角A , B , C 所对的边分别为a , b , c ,且a , b , c 成等比数列,求()f B 的取值范围.【答案】(1) 424,433k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦, k Z ∈.(2) ⎛ ⎝⎦. 【解析】试题分析:(1)由题()13cos ,cos sin ,cos sin 4444262x x x x x f x m n π⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⋅=⋅=++ ⎪ ⎪ ⎪⎭⎝⎭⎝⎭,根据正弦函数的性质222262x k k πππππ-≤+≤+可求其单调增区间;(2)由题2b ac =可知2222221cos 2222a cb ac ac ac ac B ac ac ac +-+--==≥=, (当且仅当a c =时取等号),所以03B π<≤,6263B πππ<+≤,由此可求 ()f B 的取值范围.(当且仅当a c =时取等号),所以03B π<≤, 6263B πππ<+≤, ()1f B <≤,综上, ()f B的取值范围为⎛ ⎝⎦. 例9.【2018届吉林省吉林市高三第三次调研】锐角ABC ∆中, ,,A B C 对边为,,a b c ,()()()222sin cos ba c B C A C --+=+(1)求A 的大小; (2)求代数式b c a +的取值范围.【答案】(1)3π(22b ca+<≤ 【解析】试题分析:(1)由()()()222sin cos b a c B C A C --+=+及余弦定理的变形可得2cos sin B A B -,因为cos 0B ≠,故得sin A =ABC ∆中3A π=.(2)利用正弦定理将所求变形为2sin sin 32sin sin 6B B b c B a A ππ⎛⎫++ ⎪+⎛⎫⎝⎭==+ ⎪⎝⎭,然后根据6B π+的取值范围求出代数式b ca+的取值范围即可.试题解析: (1)∵2222cos b a c ac B --=-, ()()()222sin cos b a c B C A C --+=+,∴()()2cos sin cos ac B B C A C -+=+ , ∴()()2cos sin ,B A B ππ--=-∴2cos sin B A B -=,∴23sin sin sin sin sin 3222sin sin sin 6sin 3B B B Bb c B C B a A A πππ⎛⎫+++ ⎪++⎛⎫⎝⎭====+ ⎪⎝⎭,∵ABC ∆为锐角三角形,且3A π=∴02{02B C ππ<<<<,即02{ 2032B B πππ<<<-<, 解得62B ππ<<,∴2,363B πππ<+<sin 16B π⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭.2b c a +<≤.故代数式b c a +的取值范围2⎤⎦.点睛:(1)求b ca+的取值范围时,可根据正弦定理将问题转化为形如()sin y A x ωϕ=+的函数的取值范围的问题解决,这是在解三角形问题中常用的一种方法,但在解题中要注意确定角x ωϕ+的范围.(2)解答本题时要注意“锐角三角形”这一条件的运用,根据此条件可的求得6B π+的范围,然后结合函数的图象可得sin 6B π⎛⎫+⎪⎝⎭的范围,以达到求解的目的. 例10.【2018届衡水金卷信息卷(一)】已知ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若向量()()2,cos ,,cos m b c B n a A =-=-,且//m n .(1)求角A 的值;(2)已知ABC ∆的外接圆半径为2ABC ∆周长的取值范围. 【答案】(1) 3A π=(2) (]4,6 【解析】试题分析:(1)由//m n ,得62)0c c o s A a c o s B-+=(,利用正弦定理统一到角上易得1cos 2A =;(2)根据题意,得2sin 2a R A ==,由余弦定理,得()223a b c bc =+-,结合均值不等式可得()216b c +≤,所以b c +的最大值为4,又2b c a +>=,从而得到ABC ∆周长的取值范围.得1cos 2A =.又()0,A π∈,所以3A π=.(2)根据题意,得2sin 2a R A ===.由余弦定理,得()22222cos 3a b c bc A b c bc =+-=+-,即()223432b c bc b c +⎛⎫=+-≤ ⎪⎝⎭,整理得()216b c +≤,当且仅当2b c ==时,取等号, 所以b c +的最大值为4.又2b c a +>=,所以24b c <+≤,所以46a b c <++≤. 所以ABC ∆的周长的取值范围为(]4,6.【精选精练】1.【2018届东莞市高三第二次考试】在中,若,则的取值范围为( )A.B.C.D. 【答案】D【解析】因为,所以,即,即,2.【2018届湖南省衡阳市高三二模】在中,已知为的面积),若,则的取值范围是( )A.B.C.D.【答案】C【解析】 ,,,,又,,,,故选C.3.【2018届四川省绵阳市高三三诊】四边形ABCD 中, AB =, 1BC CD DA ===,设ABD ∆、BCD ∆的面积分别为1S 、2S ,则当2212S S +取最大值时, BD =__________.【点睛】本小题主要考查三角形的面积公式的应用,考查同角三角函数关系,考查利用余弦定理解三角形,考查二次函数最值的求法.首先根据题目所求,利用三角形面积公式,写出面积的表达式,利用同角三角函数关系转化为余弦值,利用余弦定理化简,再利用配方法求得面积的最值,并求得取得最值时BD 的值. 4.【2018届广东省肇庆市高三第三次模拟】已知的角对边分别为,若,且的面积为,则的最小值为________.【答案】5.【2018届辽宁省辽南协作校高三下学期一模】设的内角所对的边分别为且+,则的范围是__________.【答案】 【解析】由+得,所以,即,再由余弦定理得 ,即,解得,又,所以的范围是.点睛:在解三角形问题中,一般需要利用余弦定理结合均值不等式,来求两边和的取值范围或者是三角形的面积的最值,只需运用余弦定理,并变形为两边和与两边积的等式,在利用均值不等式转化为关于两边和或两边积的不等式,解不等式即可求出范围.6.【2018届四川省攀枝花市高三第三次(4月)统考】已知锐角ABC ∆的内角A B C 、、的对边分别为a b c 、、,且2cos 2,2a C c b a +==,则ABC ∆的最大值为__________.即4bc ≤,所以ABC ∆的最大值为max 11sin 422S bc A ==⨯= 点睛:本题主要考查了利用正弦定理和三角函数的恒等变换求解三角形问题,对于解三角形问题,通常利用正弦定理进行“边转角”寻求角的关系,利用“角转边”寻求边的关系,利用余弦定理借助三边关系求角,利用两角和差公式及二倍角公式求三角函数值. 利用正、余弦定理解三角形问题是高考高频考点,经常利用三角形内角和定理,三角形面积公式,结合正、余弦定理解题.7.【2018届宁夏石嘴山市高三4月适应性测试(一模)】已知,,a b c 分别为ABC ∆内角,,A B C 的对边,且sin cos b A B =.(1)求角B ;(2)若b =ABC ∆面积的最大值.【答案】(1)3B π=;(2).【解析】试题分析:(1)由正弦定理边化角得到tan B =(2)由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-, 2212a c ac =+-结合222a c ac +≥即可得最值.试题解析:(1)∵sin cos b A B =,∴由正弦定理可得sin sin cos B A A B =,即ABC ∆面积的最大值为.8.【2018届四川省攀枝花市高三第三次(4月)统考】已知的内角的对边分别为其面积为,且.(Ⅰ)求角;(II )若,当有且只有一解时,求实数的范围及的最大值.【答案】(Ⅰ).(Ⅱ).【解析】分析:(Ⅰ)利用余弦定理和三角形的面积公式化简得到,再解这个三角方程即得A 的值. (II )先根据有且只有一解利用正弦定理和三角函数的图像得到m 的取值范围,再写出S 的函数表达式求其最大值.详解:(Ⅰ)由己知由余弦定理得,所以,即,,所以.由正弦定理 ,,所以,当时,综上所述,.点睛:本题在转化有且只有一解时,容易漏掉m=2这一种情况.此时要通过正弦定理和正弦函数的图像分析,不能死记硬背.先由正弦定理得再画正弦函数的图像得到或.9.【衡水金卷信息卷(二)】在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知sin cos a C A =. (1)求角A 的大小;(2)若2b =,且43B ππ≤≤,求边c 的取值范围.【答案】(1) 3A π=;(2) 1⎡⎤⎣⎦.在ABC ∆中,由正弦定理,得sin sin b c B C=,∴22sin 2sin 311sin sin sin tan B C B c B B B B π⎛⎫- ⎪⎝⎭===+=+,∵43B ππ≤≤,∴1tan B ≤≤21c ≤≤,即c的取值范围为1⎡⎤⎣⎦.10.【2018届辽宁省沈阳市东北育才学校高三三模】已知ABC ∆三个内角 ,,A B C 的对边分别为,,a b c ,ABC ∆的面积S满足222a b c =+-. (1)求角C 的值;(2)求()cos2cos A A B +-的取值范围. 【答案】(1)23π;(2)(tan C =0C π<<, 23C π∴=.(2)()3cos2cos =cos2cos 2cos232A A B A A A A π⎛⎫+-+-= ⎪⎝⎭23A π⎛⎫+ ⎪⎝⎭0,2333A A ππππ<<∴<+<(203A π⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭ 11.【2018届江苏省姜堰、溧阳、前黄中学高三4月联考】在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知222a c b -=,且sin cos 3cos sin A C A C =.(1)求b 的值;(2)若4B π=, S 为ABC ∆的面积,求cos S A C +的取值范围.【答案】(1) 4b =(2) (【解析】试题分析:(1)利用正余弦定理, sin cos 3cos sin A C A C =可转化为2222b ac -=,又222a c b -=,从而得到b 的值; (2)由正弦定理1sin sin 2S bc A A C ==,故324S AcosC A π⎛⎫+=- ⎪⎝⎭限制角A的范围,求出cos S A C +的取值范围.(2)由正弦定理sin sin b c B C =得114sin 4sin sin sin 22sin4S bc A A C A C π==⋅⋅=()324S AcosC A C A π⎛⎫∴+=-=-⎪⎝⎭, 在ABC ∆中,由3040{ 202A A C A C πππ<<<<<<> 得3,82A ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ 320,44A ππ⎛⎫∴-∈ ⎪⎝⎭,3cos 24A π⎫⎛⎫∴-∈⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(S AcosC ∴+∈.12.【衡水金卷信息卷 (五)】在锐角ABC ∆中,内角A , B , C 的对边分别为a , b , c ,且25sin 2sin 224B C A π+⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭.(1)求角A ;(2)若a =ABC ∆周长的取值范围. 【答案】(1) 3A π=(2) (3+(3.试题解析:(1)∵252224B C sin A sin π+⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭,∴()15224cos B C cos A -+-=-, ∴2152124cosA cos A +--=-,整理,得28210cos A cosA --=,∴14cosA =-或12cosA =, ∵02A π<<,∴12cosA =,即3A π=.(2)设ABC ∆的外接圆半径为r,则22a r sinA===,∴1r =. ∴()2b c r sinB sinC +=+ 223sinB sin B π⎡⎤⎛⎫=+-⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦6B π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,∴ABC ∆周长的取值范围是(3+.。
解三角形、数列两章知识点查漏补缺知识点1:正、余弦定理综合应用例1:在∆ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知cos A-2cosC 2c-a=cos B b. (I )求sin sin CA的值; (II )若cosB=14,b=2,ABC ∆的面积S 。
总结:解题中利用ABC ∆中A B C π++=,以及由此推得的一些基本关系式进行三角变换的运算.如:sin()sin ,A B C +=cos()cos ,A B C +=-tan()tan ,A B C +=-sin cos ,cos sin ,tan cot 222222A B C A B C A B C+++===. 练习:在ABC ∆中,若cos cos 2B bC a c -=+ (1)求角B 的大小(2)若b =4a c +=,求ABC ∆的面积 知识点2:正、余弦定理实际应用 求解三角形应用题的一般步骤:(1)分析:分析题意,弄清已知和所求;(2)建模:将实际问题转化为数学问题,写出已知与所求,并画出示意图; (3)求解:正确运用正、余弦定理求解;(4)检验:检验上述所求是否符合实际意义。
1、距离问题:为了测量河对岸两个建筑物C ,D 两点之间的距离,在河岸这边选取点A ,B ,测得∠BAC=45°,∠DAC=75°,∠ABD=30°,∠DBC=45°,又知AB=3,试求CD 的长.2、高度问题:航空测量组的飞机航线和山顶在同一铅直平面内,已知飞机的高度为海拔10000m,速度为180km (千米)/h (小时)飞机先看到山顶的俯角为150,经过420s (秒)后又看到山顶的俯角为450,求山顶的海拔高度(取2=1.4,3=1.7).图1 图23、角度问题:在海岸A 处,发现北偏东45︒方向,距A1海里的B 处有一艘走私船,在A 处北偏西75︒方向,距A 为2海里的C处的缉私船奉命以海里/小时的速度追截走私船.此时走私船正以10海里/小时的速度从B 处向北偏东30︒方向逃窜,问缉私船沿什么方向能最快追上走私船,并求出所需要的时间?知识点3:数列提高题例1:若一个等差数列的前4项和为36,后4项和为124,且所有项的和为780,求这个数列的项数n .练习:等差数列{a n }中, 前4项和为26, 后4项之和为110, 且n 项和为187, 则n 的值为____________.例2:设n S 、n T 分别是等差数列{}n a 、{}n a 的前n 项和,327++=n n T S n n ,则=55b a .n n b a =例3:设{a n }是公差为-2的等差数列,如果a 1+ a 4+ a 7+……+ a 97=50,则a 3+ a 6+a 9……+ a 99= ( )(A)182 (B)-80 (C)-82 (D)-84 练习:等比数列{a n }中, 公比为2, 前99项之和为56, 则a 3+a 6+a 9+…a 99等于________. 例4:等差数列{a n } 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)160 练习:1、已知n S 为等比数列{}n a 前n 项和,54=n S ,602=n S ,则=n S 3 . 2、已知等比数列前10项的和为10,前20项的和为30,那么前30项的和为 3、等差数列{a n }中,a 1+a 2+……a 10=15,a 11+a 12+……a 20=20,则a 21+a 22+……a 30=( ) (A)15 (B)25 (C)35 (D)45 知识点4:三个或四个数成等差、等比数列,如何设元 例题:1、三个正数成等差数列,它们的和为15,分别加上1,3,9就成为等比数列,则这三个数为________.2、已知5个数成等差数列,它们的和为5,平方和为985,求这5个数. 3、三个数成等比数列,它们的积为512,如果中间一个数加上2,则成等差数列, 这三个是总结:已知三个或四个数成等差、等比数列一类问题时,要善于设元,目的在于减少运算量,如三个数成等差数列时,除了设a,a+d,a+2d 外,还可设a-d,a,a+d;四个数成等差数列时,可设为a-3d,a-d,a+d,a+3d.;如三个数成等比数列时,45︒75︒ 30︒ ACB除了设a,aq,aq2,还可以设aq a qa,,,四个数成等比数列时,可设为33,,,aq aq qaq a 。
解三角形与数列-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1解三角形及其数列专练1.(2016·吉林)△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知向量m =(cosA ,3sinA),n =(2cosA ,-2cosA),m ·n =-1. (1)若a =23,c =2,求△ABC 的面积; (2)求b -2c acos (π3+C )的值.解析 (1)因为m ·n =2cos 2A -3sin2A =cos2A -3sin2A +1=2cos(2A +π3)+1=-1,所以cos(2A +π3)=-1.又π3<2A +π3<2π+π3,所以2A +π3=π,A =π3.由12=4+b 2-2×2×b×cos π3,得b =4(舍负值).所以△ABC 的面积为12×2×4×sin π3=2 3. (2)b -2c acos (π3+C )=sinB -2sinC sinAcos (π3+C )=sin (A +C )-2sinC32cos (π3+C )=32cosC -32sinC 32cos (π3+C )=3cos (π3+C )32cos (π3+C )=2.2.(2016·福建)在△ABC 中,B =π3,点D 在边AB 上,BD =1,且DA =DC.(1)若△BCD 的面积为3,求CD ; (2)若AC =3,求∠DCA.解析 (1)因为S △BCD =3,即12BC ·BD · sinB =3,又B =π3,BD =1,所以BC =4. 在△BDC 中,由余弦定理得,CD 2=BC 2+BD 2-2BC·BD·cosB , 即CD 2=16+1-2×4×1×12=13,解得CD =13.(2)在△ACD 中,DA =DC ,可设∠A =∠DCA =θ,则∠ADC =π-2θ,又AC =3,由正弦定理,有AC sin2θ=CD sin θ,所以CD =32cos θ.在△BDC 中,∠BDC =2θ,∠BCD =2π3-2θ,由正弦定理得,CD sinB =BD sin ∠BCD ,即32cos θsin π3=1sin (2π3-2θ),化简得cos θ=sin(2π3-2θ),于是sin(π2-θ)=sin(2π3-2θ). 因为0<θ<π2,所以0<π2-θ<π2,-π3<2π3-2θ<2π3, 所以π2-θ=2π3-2θ或π2-θ+2π3-2θ=π, 解得θ=π6或θ=π18,故∠DCA =π6或∠DCA =π18.3.(2017·河北)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且(a 2+b 2-c 2)sinA =ab(sinC +2sinB),a =1. (1)求角A 的大小;(2)求△ABC 的周长的取值范围.解析 (1)由(a 2+b 2-c 2)sinA =ab(sinC +2sinB),结合余弦定理可得2abcosCsinA =ab(sinC +2sinB),即2cosCsinA =sinC +2sin(A +C),化简得sinC(1+2cosA)=0. 因为sinC ≠0,所以cosA =-12,又A ∈(0,π),所以A =2π3.(2)因为A =2π3,a =1,由正弦定理可得b =asinB sinA =233sinB ,c =233sinC ,所以△ABC 的周长l =a +b +c =1+233sinB +233sinC =1+233[sinB +sin(π3-B)]=1+233(12sinB +32cosB)=1+233sin(B +π3).因为B ∈(0,π3),所以(B +π3)∈(π3,2π3),则sin(B +π3)∈(32,1], 则l =a +b +c =1+233sin(B +π3)∈(2,1+233].4.已知函数f(x)=(3sin ωx -cos ωx)·cos ωx +12(其中ω>0),若f(x)的一条对称轴离最近的对称中心的距离为π4.(1)求y =f(x)的单调递增区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足(2b -a)cosC =c·cosA ,且f(B)恰是f(x)的最大值,试判断△ABC 的形状.解析 (1)f(x)=3sin ωx ·cos ωx -cos 2ωx +12=32sin2ωx -12(2cos 2ωx -1) =32sin2ωx -12cos2ωx =sin(2ωx -π6).因为函数f(x)的一条对称轴离最近的对称中心的距离为π4, 所以T =π,所以2π2ω=π,所以ω=1. 所以f(x)=sin(2x -π6).由-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π(k ∈Z),得-π6+k π≤x ≤π3+k π(k ∈Z). 所以函数f(x)的单调递增区间为[-π6+k π,π3+k π](k ∈Z). (2)因为(2b -a)cosC =c·cosA ,由正弦定理,得(2sinB -sinA)cosC =sinC ·cosA , 即2sinBcosC =sinAcosC +sinCcosA =sin(A +C)=sinB , 因为sinB ≠0,所以cosC =12,所以C =π3. 所以0<B<2π3,0<2B<4π3,-π6<2B -π6<7π6.根据正弦函数的图像,可以看出f(x)的最大值为f(B)=1,此时2B -π6=π2,即B =π3,所以A =π3,所以△ABC 为等边三角形. 5.(2017·山西)已知f(x)=cosx (λsinx -cosx)+cos 2(π2-x)+1(λ>0)的最大值为3.(1)求函数f(x)的对称轴;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cosA cosB =a2c -b ,若不等式f(B)<m 恒成立,求实数m 的取值范围.解析(1)f(x)=cosx (λsinx -cosx)+cos 2(π2-x)+1=λsinxcosx -cos 2x +sin 2x +1=12λsin2x -cos2x +1.≤λ24+1+1,由题意知:λ24+1+1=3,λ2=12,∵λ>0,∴λ=2 3. ∴f(x)=3sin2x -cos2x +1=2sin(2x -π6)+1. 令2x -π6=π2+k π,解得x =k π2+π3,(k ∈Z). ∴函数f(x)的对称轴为x =k π2+π3(k ∈Z). (2)∵cosA cosB =a 2c -b ,由正弦定理,cosA cosB =sinA2sinC -sinB可变形得,sin(A +B)=2cosAsinC ,即sinC =2cosAsinC ,∵sinC ≠0,∴cosA =12,又0<A<π,所以A =π3.∴f(B)=2sin(2B -π6)+1,只需f(B)max <m ,∵0<B<2π3,∴-π6<2B -π6<7π6, ∴-12<sin(2B -π6)≤1,即0<f(B)≤3. ∴m>3.数列小题专练一、选择题1.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 11=22,则a 3+a 7+a 8=( ) A .18 B .12 C .9 D .6 答案 D解析 由题意得S 11=11(a 1+a 11)2=11(2a 1+10d )2=22,即a 1+5d =2,所以a 3+a 7+a 8=a 1+2d +a 1+6d +a 1+7d =3(a 1+5d)=6,故选D.2古代数学着作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少”根据上题的已知条件,若要使织布的总尺数不少于30,该女子所需的天数至少为( )A .7B .8C .9D .10 答案 B解析 设该女子第一天织布x 尺,则x (1-25)1-2=5,得x =531,∴前n 天所织布的尺数为531(2n -1).由531(2n -1)≥30,得2n ≥187,则n 的最小值为8.3各项均为正数的等差数列{a n }中,a 4a 9=36,则前12项和S 12的最小值为( ) A .78 B .48 C .60 D .72 答案 D解析 S 12=6(a 1+a 12)=6(a 4+a 9)≥6×2a 4a 9=72,当且仅当a 4=a 9=6时等号成立. 5已知a n =log n +1(n +2)(n ∈N *),观察下列算式:a 1·a 2=log 23·log 34=lg3lg2·lg4lg3=2;a 1·a 2·a 3·a 4·a 5·a 6=log 23·log 34·…·log 78=lg3lg2·lg 4lg3·…·lg8lg7=3,…;若a 1·a 2·a 3·…·a m =2 016(m ∈N *).则m 的值为( ) A .22 016+2 B .22 016 C .22 016-2 D .22 016-4 答案 C解析 由于a 1·a 2·a 3·…·a m =lg3lg2·lg4lg3·lg5lg4·…·lg (m +2)lg (m +1)=lg (m +2)lg2=2 016,可得lg(m +2)=2 016lg2=lg22 016,可得m +2=22 016,解得m =22 016-2.7.(2016·福建质检)已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T n >1的n 的最小值为( ) A .4 B .5 C .6 D .7 答案 C解析 通解:设等比数列{a n }的公比为q(q>1),因为a 2a 4=a 3,所以a 32=a 3,又a n >0,所以a 3=1,所以等比数列{a n }的前n 项积T n =a 1·a 2·a 3·a 4·…·a n =a 3q 2·a 3q ·a 3·a 3q ·…·a 3q n -3=q n (-2+n -3)2=qn (n -5)2,则使得T n >1的n 的最小值为6,故选C.优解:设等比数列{a n }的公比为q(q>1),因为a 2a 4=a 3,所以a 32=a 3,又a n >0,所以a 3=1,所以T 4=a 1·a 2·a 3·a 4=a 3q 2·a 3q ·a 3·a 3q =1q 2<1,排除A ;T 5=1q 2·a 3q 2=1,排除B ;T 6=T 5·a 3q 3=q 3>1,故选C.8.(2016·长沙调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n (S n ≠0),a 1=12,且对任意正整数n ,都有a n+1+S n S n +1=0,则a 1+a 20=( )答案 A解析 由条件可得a n +1=-S n S n +1,即S n +1-S n =-S n S n +1,所以1S n +1-1S n =1,则数列{1S n}是公差为1的等差数列,故1S n=1S 1+(n -1)×1=2+n -1=n +1,故S n =1n +1,则a 20=S 20-S 19=121-120=-1420,故a 1+a 20=12-1420=209420.9.(2016·郑州预测)正项等比数列{a n }中的a 1、a 4 031是函数f(x)=13x 3-4x 2+6x -3的极值点,则log6a 2 016=()A .1B .2 D .-1 答案 A解析 因为f ′(x)=x 2-8x +6,且a 1、a 4 031是方程x 2-8x +6=0的两根,所以a 1·a 4 031=a 20162=6,即a 2 016=6,所以log 6a 2 016=1,故选A.10.(2015·洛阳调研)已知等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 3=6,S 5=252,则数列{a n 2n }的前n 项和为( )A .1-n +22n +1B .2-n +42n +1C .2-n +42nD .2-n +22n +1 答案 B解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则S n =na 1+n (n -1)2d ,因为S 3=6,S 5=252,所以⎩⎪⎨⎪⎧3a 1+3d =6,5a 1+10d =252,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,d =12,所以a n =12n +1,a n 2n =n +22n +1,设数列{a n2n }的前n 项和为T n ,则T n =322+423+524+…+n +12n +n +22n +1,12T n =323+424+525+…+n +12n +1+n +22n +2,两式相减得12T n =34+(123+124+…+12n +1)-n +22n +2=34+14(1-12n -1)-n +22n +2,所以T n =2-n +42n +1.11.在等差数列{a n }中,a 1=-2 017,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 017的值等于( )A .-2 016B .-2 017C .-2 015D .-2 018 答案 B解析 ∵S 1212-S 1010=2,∴12(a 1+a 12)212-10(a 1+a 10)210=2,故a 12-a 10=4. ∴2d =4,d =2,∴S 2 017=2 017a 1+2 017×2 0162×d =2 017×(-2 017)+2 017×2 016=-2 017.12.(2016·长沙四校)已知函数f(x +12)为奇函数,g(x)=f(x)+1,即a n =g(n2 014),则数列{a n }的前2 013项和为( )A .2 014B .2 013C .2 012D .2 011 答案 B解析 因为f(x +12)为奇函数,所以函数y =f(x)的图像关于点(12,0)对称,则函数y =g(x)的图像关于点(12,1)对称,故函数g(x)满足g(x)+g(1-x)=2.设S =g(12 014)+g(22 014)+…+g(2 0132 014),倒序后得S =g(2 0132 014)+g(2 0122 014)+…+g(12 014), 两式相加后得2S =[g(12 014)+g(2 0132 014)]+[g(22 014)+g(2 0122 014)]+…+[g(2 0132 014)+g(12 014)]=2 013×2,所以S =2 013. 二、填空题15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +1=2S n +3,则S 4=________.答案 66 解析 依题a n =2S n -1+3(n≥2),与原式作差得,a n +1-a n =2a n ,n ≥2,即a n +1=3a n ,n ≥2,可见,数列{a n }从第二项起是公比为3的等比数列,a 2=5,所以S 4=1+5×(1-33)1-3=66.16.若等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3+a 5=40,则公比q =________;前n 项和S n =________.答案 2 2n +1-2解析 由等比数列的性质,得a 3+a 5=(a 2+a 4)q ,解得q =a 3+a 5a 2+a 4=2,又∵a 2+a 4=a 1(q +q 3)=20,∴a 1=2. ∴S n =a 1(1-q n )1-q=2n +1-2.17.设数列{a n }的前n 项和为S n .已知a 1=1,2S n n =a n +1-13n 2-n -23,n ∈N *.则a 2=_______,a n =________.答案 4 n 2解析 依题意,2S 1=a 2-13-1-23,又S 1=a 1=1,所以a 2=4. 当n≥2时,2S n =na n +1-13n 3-n 2-23n , 2S n -1=(n -1)a n -13(n -1)3-(n -1)2-23(n -1),两式相减得2a n =na n +1-(n -1)a n -13(3n 2-3n +1)-(2n -1)-23,整理得(n +1)a n =na n +1-n(n +1),即a n +1n +1-a n n=1.又a 22-a 11=1,故数列{a n n }是首项为a 11=1,公差为1的等差数列.所以a nn =1+(n -1)×1=n.所以a n =n 2. 18.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为_____. -49 解析 由S n =na 1+n (n -1)2d ,得⎩⎨⎧10a 1+45d =0,15a 1+105d =25,解得a 1=-3,d =23. 则S n =-3n +n (n -1)2·23=13(n 2-10n),所以nS n =13(n 3-10n 2). 令f(x)=13(x 3-10x 2),则f ′(x)=x 2-203x =x(x -203),当x ∈(1,203)时,f(x)递减; 当x ∈(203,+∞)时,f(x)递增,又6<203<7,f(6)=-48,f(7)=-49,19.已知奇函数f(x)是定义在R 上的增函数,数列{x n }是一个公差为2的等差数列,满足f(x 8)+f(x 9)+f(x 10)+f(x 11)=0,则x 2 017=________. 答案 4 015解析 因为f(x)是奇函数,在R 上是增函数,且数列{x n }是递增数列,所以由f(x 8)+f(x 9)+f(x 10)+f(x 11)=0可得x 8+x 11=x 9+x 10=0.由数列{a n }的公差为2,得x 1=-17,所以x n =x 1+(n -1)d =2n -19.所以x 2 017=2×2 017-19=4 015.20.已知{a n }是等差数列,设T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |(n ∈N *).某同学设计了一个求T n 的部分算法流程图(如图),图中空白处理框中是用n 的表达式对T n 赋值,则空白处理框中应填入:T n =________. 答案 n 2-9n +40解析 由流程图可知该等差数列的通项公式是a n =2n -10或a n =-2n +10.不妨令a n =2n -10,则当n≥6时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-a 1-a 2-…-a 5+a 6+a 7+…+a n =20+(n -5)(2+2n -10)2=n 2-9n +40.1.在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7=________.答案 20解析 方法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 8=2a 1+9d =10,3a 5+a 7=4a 1+18d =2(2a 1+9d)=20.方法二:∵{a n }为等差数列,∴3a 5+a 7=2a 5+(a 5+a 7)=2a 5+2a 6=2(a 5+a 6)=2(a 3+a 8)=20.2.已知等差数列{a n }的公差和等比数列{b n }的公比都是d(d≠1),且a 1=b 1, a 4=b 4,a 10=b 10,则a 1和d 的值分别为( ),32 B .-32,32 C .-32,-32 ,-32 答案 D3.设数列{a n }是公差不为0的等差数列,S n 是数列{a n }的前n 项和,若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 4a 1=( )A .3B .4C .6D .7 答案 D解析 由S 1,S 2,S 4成等比数列,得S 22=S 1S 4,即为(2a 1+d)2=a 1(4a 1+6d).又d≠0,故可化简为d =2a 1,所以a 4a 1=a 1+3×2a 1a 1=7. 4.已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=( ) A .7 B .5 C .-5 D .-7 答案 D 解析 ∵{a n }为等比数列,∴a 5a 6=a 4a 7=-8.联立⎩⎨⎧a 4+a 7=2,a 4a 7=-8,可解得⎩⎨⎧a 4=4,a 7=-2或⎩⎨⎧a 4=-2,a 7=4.当⎩⎨⎧a 4=4,a 7=-2时,q 3=-12,故a 1+a 10=a 4q 3+a 7q 3=-7;当⎩⎨⎧a 4=-2,a 7=4时,q 3=-2,同理,有a 1+a 10=-7. 数列大题专练1.(2016·湖北)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n =2-3S n (n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{a n +b n }的前n 项和T n . 解析 (1)当n≥2时,由a n =2-3S n ①, 得a n -1=2-3S n -1②,①-②即得4a n =a n -1,而当n =1时,a 1=2-3a 1,故a 1=12.因而数列{a n }是首项为12,公比为14的等比数列,其通项公式为a n =12·(14)n -1=(12)2n -1(n ∈N *). (2)由(1)得b n =log 2a n =1-2n(n ∈N *).数列{a n +b n }的前n 项和T n =a 1+b 1+a 2+b 2+…+a n +b n =(a 1+…+a n )+(b 1+…+b n ) =12[1-(14)n ]1-14+(-1+1-2n )n 2=23-n 2-23×(14)n,(n ∈N *). 2.设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=2,对任意n ∈N *,都有2S n =(n +1)a n . (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{4a n (a n +2)}的前n 项和为T n ,求证:12≤T n <1.解析 (1)因为2S n =(n +1)a n ,当n≥2时,2S n -1=na n -1, 两式相减,得2a n =(n +1)a n -na n -1,即(n -1)a n =na n -1, 所以当n≥2时,a n n =a n -1n -1,所以a n n =a 11. 因为a 1=2,所以a n =2n.(2)因为a n =2n ,令b n =4a n (a n +2),n ∈N *,所以b n =42n (2n +2)=1n (n +1)=1n -1n +1.所以T n =b 1+b 2+…+b n =(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)=1-1n +1=nn +1.因为1n +1>0,所以1-1n +1<1. 因为f(n)=1n +1在n ∈N *上是递减函数,所以1-1n +1在n ∈N *上是递增的, 所以当n =1时,T n 取最小值12. 所以12≤T n <1.3.(2016·长沙调研)已知数列{a n }与{b n }满足a n +1-a n =2(b n +1-b n )(n ∈N *). (1)若a 1=1,b n =3n +5,求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1=6,b n =2n (n ∈N *),且λa n >2n +n +2λ对一切n ∈N *恒成立,求实数λ的取值范围. 解析 (1)因为a n +1-a n =2(b n +1-b n ),b n =3n +5, 所以a n +1-a n =2(b n +1-b n )=2(3n +8-3n -5)=6,所以{a n }是首项为a 1=1,公差为6的等差数列.所以a n =6n -5(n ∈N *). (2)因为b n =2n ,所以a n +1-a n =2(2n +1-2n )=2n +1,当n≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n +2n -1+…+22+6=2n +1+2,当n =1时,a 1=6,符合上式,所以a n =2n +1+2(n ∈N *), 由λa n >2n +n +2λ得λ>2n +n 2n +1=12+n 2n +1,所以当n =1,2时,2n +n 2n +1取最大值34,故λ的取值范围为(34,+∞).4.(2016·衡中一调)已知数列{a n }满足a n +2=qa n (q 为实数,且q≠1),n ∈N *,a 1=1,a 2=2,且a 2+a 3,a 3+a 4,a 4+a 5成等差数列. (1)求q 的值和{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a 2n a 2n -1,n ∈N *,求数列{b n }的前n 项和.解析 (1)由已知,有(a 3+a 4)-(a 2+a 3)=(a 4+a 5)-(a 3+a 4), 即a 4-a 2=a 5-a 3,所以a 2(q -1)=a 3(q -1), 又因为q≠1,所以a 2=a 3. 由a 3=qa 1,得q =2. 当n =2k -1(k ∈N *)时,a n =a 2k -1=2k -1=2n -12;当n =2k(k ∈N *)时,a n =a 2k =2k =2n 2,所以数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -12,n 为奇数,2n 2,n 为偶数.(2)由(1)得b n =log 2a 2n a 2n -1=n2n -1,n ∈N *. 设数列{b n }的前n 项和为S n ,则S n =1×120+2×121+3×122+…+(n -1)×12n -2+n×12n -1,12S n =1×121+2×122+3×123+…+(n -1)×12n -1+n×12n ,上述两式相减,得12S n =120+12+122+…+12n -1-n 2n =1-12n1-12-n 2n =2-22n -n2n , 整理,得S n =4-n +22n -1,n ∈N *.5.已知数列{a n }的前n 项的和为S n ,且a 1=12,a n +1=n +12n a n .(1)证明:数列{a nn }是等比数列; (2)求通项公式a n 与前n 项的和S n ;(3)设b n =n(2-S n ),n ∈N *,若集合M ={n|b n ≥λ,n ∈N *}恰有4个元素,求实数λ的取值范围.解析 (1)因为a 1=12,a n +1=n +12n a n ,当n ∈N *时,a n n ≠0.又因为a 11=12,a n +1n +1∶a n n =12(n ∈N *)为常数,所以{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列.(2)由{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列,得a n n =12×(12)n -1=(12)n . 所以a n =n×(12)n . 由错位相减法得S n =2-(12)n -1-n(12)n. (3)因为b n =n(2-S n )(n ∈N *),所以b n =n(12)n -1+n 2(12)n.因为b n +1-b n =(3-n 2)(12)n +1,所以b 2>b 1,b 2>b 3>b 4>….因为集合M ={n|b n ≥λ,n ∈N *}恰有4个元素,且b 1=b 4=32,b 2=2,b 3=158,b 5=3532,所以3532<λ≤32.数列专练(二)·1.(2017·长沙模拟)已知数列{a n }满足a 1+a 22+…+a nn =2n +1, (1)求{a n }的通项公式; (2)求{a n }的前n 项和.解析 (1)当n =1时,由题设知a 1=4;当n≥2时,由题设a 1+a 22+…+a n n =2n +1知a 1+a 22+…+a n -1n -1=2n ,两式相减得a nn =2n +1-2n , 即a n =n×2n (n≥2), 故{a n }的通项公式为a n =⎩⎨⎧4,n =1,n ×2n (n≥2,n ∈N *).(2)设{a n }的前n 项和为S n , 则S n =1×22+2×22+…+n×2n ,2S n =1×23+2×23+…+(n -1)×2n +n×2n +1,两式相减得S n =n×2n +1-(22+23+…+2n )=n×2n +1-4×(2n -1-1)=(n -1)×2n +1+4.2.(2016·四川)已知等比数列{a n }的首项a 1=13,前n 项和S n 满足S 1,2S 2,3S 3成等差数列. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =2-(11+a n +11-a n +1),数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:T n <13.解析 (1)因为S 1,2S 2,3S 3成等差数列,所以4S 2=S 1+3S 3,当q =1时,不符合;当q≠1时,得4a 1(1-q 2)1-q =a 1+3a 1(1-q 3)1-q ,故q =13或q =0(舍去).综上可知,a n =(13)n.(2)由(1)知a n =(13)n ,所以b n =2-[11+(13)n +11-(13)n +1]=2-11+(13)n -11-(13)n +1=1-11+(13)n +1-11-(13)n +1=(1-3n 3n +1)+(1-3n +13n +1-1)=13n +1-13n +1-1, 由13n +1<13n ,13n +1-1>13n +1得13n +1-13n +1-1<13n -13n +1,所以b n <13n-13n +1, 从而T n =b 1+b 2+…+b n <(13-132)+(132-133)+…+(13n -13n +1)=13-13n +1<13,因此T n <13.3.(2016·湖南)已知△ABC 的角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,其面积S =43,B =60°,且a 2+c 2=2b 2;等差数列{a n }中,a 1=a ,公差d =b.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *.(1)求数列{a n }、{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前2n +1项和P 2n +1.解析 (1)∵S =12acsinB =43,∴ac =16,又a 2+c 2=2b 2,b 2=a 2+c 2-2accosB ,∴b 2=ac =16,∴b =4, 从而(a +c)2=a 2+c 2+2ac =64,a +c =8,∴a =c =4. 故可得⎩⎨⎧a 1=4,d =4,∴a n =4n.∵T n -2b n +3=0,∴当n =1时,b 1=3, 当n≥2时,T n -1-2b n -1+3=0, 两式相减,得b n =2b n -1(n≥2),∴数列{b n }为等比数列,∴b n =3·2n -1. (2)依题意,c n =⎩⎨⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数. P 2n +1=(a 1+a 3+…+a 2n +1)+(b 2+b 4+…+b 2n )=[4+4(2n +1)]·(n +1)2+6(1-4n )1-4=22n +1+4n 2+8n +2. 4.(2017·保定调研)已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=3,其前n 项和为S n ,且当n≥2时,a n +1S n -1-a n S n =0.(1)求证:数列{S n }是等比数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)令b n =9a n (a n +3)(a n +1+3),记数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n .解析 (1)当n≥2时,a n +1S n -1-a n S n =(S n +1-S n )S n -1-(S n -S n -1)S n =S n +1S n -1-S n 2=0, ∴S n 2=S n -1S n +1(n≥2),又由S 1=1≠0,S 2=4≠0,可推知对一切正整数n 均有S n ≠0,则数列{S n }是等比数列,S n =4n -1. 当n≥2时,a n =S n -S n -1=3×4n -2,又a 1=S 1=1,∴a n =⎩⎨⎧1,(n =1),3×4n -2,(n≥2). (2)当n≥2时,b n=9a n(a n +3)(a n +1+3)=9×3×4n -2(3×4n -2+3)(3×4n -1+3)=3×4n -2(4n -2+1)(4n -1+1),又b 1=38, ∴b n =⎩⎪⎨⎪⎧38,(n =1),3×4n -2(4n -2+1)(4n-1+1),(n≥2),则T 1=b 1=38 当n≥2时,b n =3×4n -2(4n -2+1)(4n -1+1)=14n -2+1-14n -1+1,则T n =38+(142-2+1-142-1+1)+…+(14n -2+1-14n -1+1)=78-14n -1+1.综上:T n =78-14n -1+1.5.(2016·河南联考)已知数列{a n }满足前n 项和S n =n 2+1,数列{b n }满足b n =2a n +1,且前n项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n . (1)求数列{b n }的通项公式; (2)判断数列{c n }的单调性;(3)当n≥2时,T 2n +1-T n <15-712log a (a -1)恒成立,求a 的取值范围. 解析 (1)当n =1时,a 1=S 1=2,当n≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1. ∴数列{b n }的通项公式为b n =⎩⎪⎨⎪⎧23,n =1,1n ,n ≥2.(2)∵c n =T 2n +1-T n ,∴c n =b n +1+b n +2+…+b 2n +1=1n +1+1n +2+…+12n +1.∴c n +1-c n =12n +2+12n +3-1n +1=12n +3-12n +2=-1(2n +3)(2n +2)<0. ∴数列{c n }是递减数列.(3)由(2)知,当n≥2时,c 2=13+14+15为最大, ∴13+14+15<15-712log a (a -1)恒成立,即log a (a -1)<-1.由真数a -1>0,得a>1,∴a -1<1a . 整理为a 2-a -1<0,解得1<a<5+12.∴a 的取值范围是(1,5+12).。
(教师独具) 一、解三角形1.正弦定理及其推论:设△ABC的外接圆半径为R,则(1)asin A=bsin B=csin C=2R.(2)a=2R sin_A,b=2R sin_B,c=2R sin_C.(3)sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R.(4)在△ABC中,A>B⇔a>b⇔sin_A>sin_B.2.余弦定理及其推论:(1)a2=b2+c2-2bc cos_A,b2=a2+c2-2ac cos_B,c2=a2+b2-2ab cos_C.(2)cos A b2+c2-a22bc;cos B=a2+c2-b22ac;cos C=a2+b2-c22ab.(3)在△ABC中,c2=a2+b2⇔∠C为直角;c2>a2+b2⇔∠C为钝角;c2<a2+b2⇔∠C为锐角.3.正弦定理、余弦定理解三角形的问题:(1)两类正弦定理解三角形的问题:①已知两角和任意一边,求其他的两边及一角.②已知两边和其中一边的对角,求其他边角.(2)两类余弦定理解三角形的问题:①已知三边求三角.②已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两角.4.三角形面积公式:(1)S=12ah a=12bh b=12ch c.(2)S=12ab sin C=12bc sin A=12ac sin B.二、数列1.由递推关系求数列通项公式时的常用方法有:(1)已知a 1,且a n -a n -1=f (n ),可用“累加法”求a n ; (2)已知a 1,且a na n -1=f (n ),可用“累乘法”求a n ; (3)已知a 1,且a n +1=qa n +b ,则a n +1+k =q ()a n +k ,(其中k 可由待定系数法确定),可转化为数列{a n +k }成等比数列求a n ;(4)形如a n +1=Aa nBa n +C (A ,B ,C 为常数)的数列,可通过两边同时取“倒数”构造新数列求解.注意求出n =1时,公式是否成立.2.a n 与S n 关系的应用问题:(1)由a n 与前n 项和S n 关系求a n 时:a n =⎩⎨⎧a 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,当n =1时,若a 1适合a n =S n -S n -1(n ≥2),则n =1时的情况可并入n ≥2时的通项a n ;否则用分段函数的形式表示.(2)由a n 与前n 项和S n 关系求S n ,通常利用a n =S n -S n -1(n ≥2)将已知关系式转化为S n 与S n -1的关系式,然后求解.3.判定一个数列是等差数列的方法:(1)用定义法(当n ≥2时,a n -a n -1为同一常数); (2)等差中项法(n ≥2,2a n =a n -1+a n +1); (3)a n =an +b (a ,b 为常数); (4)S n =an 2+bn (a ,b 为常数).4.解决等差数列问题时,基本量法是常用方法,即把条件用公差d 与首项a 1来表示,列出方程进行求解.5.求等差数列前n 项和的最值的常用方法:(1)运用配方法转化为二次函数,借助二次函数的性质求最值; (2)用通项公式求最值:求使a n ≥0(a n ≤0)成立时的最大值即可. 6.判定一个数列是等比数列的方法: (1)定义法(n ≥2,a na n -1为同一常数); (2)等比中项法(n ≥2,a 2n =a n -1·a n +1)(a n ≠0). 7.解决等比数列问题时,基本量法是常用方法,即把条件用公比q 与首项a 1来表示,列出方程进行求解.8.数列求和常用方法有:(1)公式法:直接利用等差、等比数列的前n项和公式求和(等比数列求和需考虑q=1与q≠1);(2)倒序相加法:若一个数列{a n}的前n项中与首末两端等“距离”的两项和相等或等于同一个常数,这样的求和问题可用倒序相加法;(3)裂项相消法:把数列的通项拆成两项,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和;(4)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的求和问题可用错位相减法;(5)分组求和法:若一个数列是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后相加减.三、不等式1.(1)比较两个实数大小的依据是:a-b>0⇔a>b;a-b=0⇔a=b;a-b<0⇔a<b.(2)作差比较两个代数式的大小过程中,变形的方法常有因式分解和配方法.2.不等式的性质(1)性质1如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.(对称性)(2)性质2如果a>b , 且b>c , 则a>c.(传递性)(3)性质3如果a>b,则a+c>b+c.推论1不等式中的任意一项都可以把它的符号变成相反的符号后,从不等式的一边移到另一边.(移项法则)推论2如果a>b,c>d,则a+c>b+d.(4)性质4如果a>b,c>0 ,则ac>bc;如果a>b,c<0,则ac<bc.推论1如果a>b>0 ,c>d>0 ,则ac>bd.推论2如果a>b>0 ,则a n>b n(n∈N+,n>1).推论3若果a>b>0 ,则na>nb(n∈N+,n>1).3.均值不等式的变形式:(1)a,b∈R⇒a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号);(2)a,b∈R+当且仅当a=b时取“=”号).4.利用基本不等式求最大值、最小值,其基本法则是:(1)如果x>0,y>0,xy=p(定值),当x=y时,x+y有最小值2p(简记为:积定,和有最小值);(2)如果x>0,y>0,x+y=s(定值),当x=y时,xy有最大值14s2(简记为:和定,积有最大值).5.利用基本不等式求最值满足条件:一正、二定、三相等.注意:(1)若多次利用基本不等式求解一个式子的最值时,需验证每次等号成立的条件必须相同;(2)若等号成立不在给定的区间内,通常利用函数的单调性求最值.6.一元二次不等式的解法先化为一般形式ax2+bx+c>0(a≠0),再求相应一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根,最后根据相应二次函数图象与x轴的位置关系,确定一元二次不等式的解集.7.简单分式不等式的解法(1)f(x)g(x)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0);(2)f(x)g(x)≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.8.线性规划中常见目标函数的转化公式:(1)截距型:z=ax+by⇒y=-ab x+zb,与直线的截距相关联,若b>0,则zb的最值情况和z的一致;若b<0,则zb的最值情况和z的相反;(2)斜率型:z=y-bx-a⇒(a,b)与(x,y)的斜率;(3)点点距离型:z=x2+y2+ax+by+c⇒z=(x-m)2+(y-n)2表示(x,y)到(m,n)两点距离的平方;(4)点线距离型:z=|ax+by+c|⇒z=|ax+by+c|a2+b2×a2+b2表示(x,y)到直线ax+by+c=0的距离的a2+b2倍.(教师独具)1.在三角形中,大边对大角,小边对小角.(√)2.任意给定三边和三角中的三个元素,都可以用正弦、余弦定理解三角形.(×) 提示:已知三角无法解得三角形三边.3.已知三角形两边及一边的对角时,解可能有两个.(√)4.已知三角形两边及一边的对角时,解一定有两个.(×)提示:可能无解,也可能一解,也可能两解.5.在△ABC中,若a2<b2+c2,则△ABC一定为锐角三角形.(×)提示:若a2<b2+c2,则∠A为锐角,而锐角三角形是三个角均为锐角.6.若数列{a n}满足a n-a n-1=d(其中d为常数,则{a n}为等差数列.(×)提示:n≥2.7.任意两个实数都有等差中项.(√)8.任意两个非零实数都有等比中项.(×)提示:只有同号的两数才有等比中项.9.若数列{a n}满足a n=qa n-1(其中q为非零常数),则{a n}为等比数列.(×) 提示:n≥2.10.x,G,y成等比数列,则G=xy.(×)提示:G=±xy.11.若数列{a n}的前n项和S n=an2+bn+c(a,b,c∈R),则数列{a n}为等差数列的充要条件是c=0.(√)12.等差数列{a n}的前n项和为S n,则S m,S2m-S m,S3m-S2m(m∈N+)是等差数列.(√)13.两个等差数列{a n}与{b n}的和差的数列{a n+b n}、{a n-b n}仍为等差数列.(√)14.两个等比数列{a n}与{b n}的积、商、倒数组成的数列仍为等比数列.(√) 15.若数列{a n}的前n项和为S n,则a n=S n-S n-1.(×)提示:a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2.16.等比数列的首项为a 1,公比为q ,那么其前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q .(×)提示:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q,q ≠1.17.若数列{a n }的前n 项和S n =k ·q n -k (k 为常数且k ≠0,q ≠0,1),则{a n }是等比数列.(√)18.若ac >bc ,则a >b .(×) 提示:c <0时,a <b .19.两个不等式相乘时,同向同负时也能相乘符号不变.(×) 提示:a <b <0,c <d <0则ac >bd .20.利用均值不等式求最值时,如果没要求就可以不用写出等号成立的条件.(×)提示:一正、二定,三相等,必需要点明,要注意等号成立的条件是否在给定范围内.21.(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +4y ≥2xy ·24xy =8.(×)提示:两个均值不等式等号成立条件不同. 22.若xy >0,则(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +4y =5+y x +4x y ≥5+2y x ·4xy =9.(√)23.不等式ax 2+bx +c >0恒成立等价于a >0且b 2-4ac <0.(×) 提示:a =0时,也可能恒成立.24.含参数的一元二次不等式必须要根据Δ>0,Δ=0,Δ<0进行分类讨论.(×) 提示:还可能讨论二次项系数,也可能讨论根的大小. 25.含参数的一元二次不等式可能不用分类讨论.(√)26.f (x )g (x )≥0⇔f (x )g (x )≥0.(×) 提示:g (x )≠0.27.线性规划问题中线性目标函数一定有最大值.(×) 提示:当可行域为开放型区域时,不一定有最大值.28.线性规划问题中最优解一定在顶点处取得,所以只需要把顶点坐标代入目标函数,然后比较函数值的大小即可得到最大值或最小值.(×)提示:有时最优解不一定在顶点处取得.29.线性规划问题中取得最大值的最优解要么没有,要么一个.(×) 提示:也可能无数个,也可能有几个,如整点.30.比较两数或两式大小时,作差法和作商法均可以.(×) 提示:作商法要求分母不为零,且要注意分子、分母的符号.1.(2018·全国卷Ⅱ)在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB =( ) A .42 B .30 C .29D .2 5A [因为cos C 2=55,所以cos C =2cos 2 C 2-1=2×552-1=-35.于是,在△ABC 中,由余弦定理得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ×BC ×cos C =52+12-2×5×1×-35=32,所以AB =4 2.故选A .]2.(2018·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=( )A .-12B .-10C .10D .12B [法一:设等差数列{a n }的公差为d ,∵3S 3=S 2+S 4,∴3⎝⎛⎭⎪⎫3a 1+3×22d =2a 1+d +4a 1+4×32d ,解得d =-32a 1,∵a 1=2,∴d =-3,∴a 5=a 1+4d =2+4×(-3)=-10.故选B .法二:设等差数列{a n }的公差为d ,∵3S 3=S 2+S 4,∴3S 3=S 3-a 3+S 3+a 4,∴S 3=a 4-a 3,∴3a 1+3×22d =D .∵a 1=2,∴d =-3,∴a 5=a 1+4d =2+4×(-3)=-10.故选B .]3.(2018·全国卷Ⅲ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为a 2+b 2-c 24,则∠C =( )A .π2B .π3C .π4D .π6C [因为S △ABC =12ab sin C ,所以a 2+b 2-c 24=12ab sin C .由余弦定理a 2+b 2-c 2=2ab cos C ,得2ab cos C =2ab sin C ,即cos C =sin C ,所以在△ABC 中,∠C =π4.故选C .]4.(2018·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,C .已知b sin C +c sin B =4a sin B sin C ,b 2+c 2-a 2=8,则△ABC 的面积为________.233 [由b sin C +c sin B =4a sin B sin C 得sin B sin C +sin C sin B =4sin A sinB sinC ,因为sin B sin C ≠0,所以sin A =12.因为b 2+c 2-a 2=8,cos A =b 2+c 2-a 22bc ,所以bc =833,所以S △ABC =12bc sin A =12×833×12=233.]5.(2018·全国卷Ⅰ)记S n 为数列{a n }的前n 项和.若S n =2a n +1,则S 6=________.-63 [法一:因为S n =2a n +1,所以当n =1时,a 1=2a 1+1,解得a 1=-1;当n =2时,a 1+a 2=2a 2+1,解得a 2=-2; 当n =3时,a 1+a 2+a 3=2a 3+1,解得a 3=-4; 当n =4时,a 1+a 2+a 3+a 4=2a 4+1,解得a 4=-8; 当n =5时,a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=2a 5+1,解得a 5=-16; 当n =6时,a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6=2a 6+1,解得a 6=-32. 所以S 6=-1-2-4-8-16-32=-63.法二:因为S n =2a n +1,所以当n =1时,a 1=2a 1+1,解得a 1=-1, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n +1-(2a n -1+1),所以a n =2a n -1,所以数列{a n }是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以a n =-2n -1,所以S 6=-1×(1-26)1-2=-63.]6.(2018·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x -2y -2≤0,x -y +1≥0,y ≤0,则z =3x +2y 的最大值为________.6 [作出可行域为如图所示的△ABC 所表示的阴影区域,作出直线3x +2y =0,并平移该直线,当直线过点A (2,0)时,目标函数z =3x +2y 取得最大值,且z max =3×2+2×0=6.]7.(2018·天津高考)已知a ,b ∈R ,且a -3b +6=0,则2a +18b 的最小值为________.14[因为a-3b+6=0,所以a-3b=-6,2a+18b=2a+123b=2a+2-3b≥22a·2-3b=22a-3b=22-6=14(当且仅当2a=18b,即a=-3,b=1时取等号),所以2a+18b的最小值为14.]8.(2018·全国卷Ⅰ)在平面四边形ABCD中,∠ADC=90°,∠A=45°,AB=2,BD=5.(1)求cos∠ADB;(2)若DC=22,求BC.[解](1)在△ABD中,由正弦定理得BDsin∠A =ABsin∠ADB.由题设知,5sin 45°=2sin∠ADB,所以sin∠ADB=25.由题设知,∠ADB<90°,所以cos∠ADB=1-225=235.(2)由题设及(1)知,cos∠BDC=sin∠ADB=2 5.在△BCD中,由余弦定理得BC2=BD2+DC2-2·BD·DC·cos∠BDC=25+8-2×5×22×2 5=25.所以BC=5.9.(2018·全国卷Ⅱ)记S n为等差数列{a n}的前n项和,已知a1=-7,S3=-15.(1)求{a n}的通项公式;(2)求S n,并求S n的最小值.[解](1)设{a n}的公差为d,由题意得3a1+3d=-15.由a1=-7得d=2.高中数学课程所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)由(1)得S n =n 2-8n =(n -4)2-16. 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.10.(2018·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }满足a 1=1,na n +1=2(n +1)a n .设b n =a n n .(1)求b 1,b 2,b 3;(2)判断数列{b n }是否为等比数列,并说明理由;(3)求{a n }的通项公式.[解] (1)由条件可得a n +1=2(n +1)n a n .将n =1代入得,a 2=4a 1,而a 1=1,所以,a 2=4. 将n =2代入得,a 3=3a 2,所以,a 3=12. 从而b 1=1,b 2=2,b 3=4.(2){b n }是首项为1,公比为2的等比数列. 由条件可得a n +1n +1=2a n n ,即b n +1=2b n ,又b 1=1,所以{b n }是首项为1,公比为2的等比数列.(3)由(2)可得a n n =2n -1,所以a n =n ·2n -1.。
数列——命题规律——数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础,所以在高考中占有重要地位,高考对本部分的考查比较全面,对等差数列、等比数列的考查每年都不会遗漏,且多以一个选择题或填空题、一个解答题的形式进行考查,小题难度一般为中等偏下,大题难度一般为中等偏上。
有关数列的大题大多是综合题,经常把数列和指数函数、对数函数或者不等式的知识综合起来。
——知识总结——等差数列等比数列定义数列从第2项起,每一项与它前一项的差都是同一个常数数列从第2项起,每一项与它前一项的比都是同一个常数限定条件首项、公差没有任何限定首项、公差都不能为0通项公式dnaan)1(1-+=11-=nnqaa图像特点直线dxay)1(1-+=上孤立的点函数11-=x qay图像上孤立的点性质①dmnaamn)(-+=②若kqpnm2=+=+,则kqpnmaaaaa2=+=+①mnmnqaa-=②若kqpnm2=+=+,则2kqpnmaaaaa==等差/等比中项2baA+=abG=2abG±=前n 项和公式①2)(1naaS nn+=②dnnnaSn2)1(1-+=③ndandSn)2(212-+=⎪⎩⎪⎨⎧≠--=--==).1(11)1()1(111qqqaaqqaqnaSnnn前n 项和性质①“片段和”性质:kkkkkSSSSS232,,--,…构成等差数列;②⎭⎬⎫⎩⎨⎧nSn也为等差数列;③项数“奇偶”性质:(Ⅰ)项数为偶数n2项:naaSnnn)(12++=ndSS=-奇偶①“片段和”性质:kkkkkSSSSS232,,--,…构成等比数列;②若某数列的前n项和AAqS nn+-=),1,0(+∈≠≠NnqAq,则该数列为等比数列;③在等比数列中,若项数为偶数n2项:S偶(Ⅱ)项数为奇数12-n项:nnanS)12(12-=-naSS=-偶奇1偶奇-=nnSS——题型方法总结——类型一等差、等比数列性质考查:例1.已知等差数列{}na中,(1)若11,395=-=aa,则=7a_____;(2)若48262532=+++aaaa,则=14a_____;(3)若1,16497==+aaa,则=12a_____;(4)若52,34525432==+++aaaaaa,则=d_____。
解三角形及其数列专练1.(2016·吉林)△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知向量m=(cosA,3sinA),n=(2cosA,-2cosA),m·n=-1.(1)若a=23,c=2,求△ABC的面积;(2)求b-2cacos(π3+C)的值.解析(1)因为m·n=2cos2A-3sin2A=cos2A-3sin2A+1=2cos(2A+π3)+1=-1,所以cos(2A+π3)=-1.又π3<2A+π3<2π+π3,所以2A+π3=π,A=π3.由12=4+b2-2×2×b×cosπ3,得b=4(舍负值).所以△ABC的面积为12×2×4×sinπ3=2 3.(2)b-2cacos(π3+C)=sinB-2sinCsinAcos(π3+C)=sin(A+C)-2sinC32cos(π3+C)=32cosC-32sinC32cos(π3+C)=3cos(π3+C)32cos(π3+C)=2.2.(2016·福建)在△ABC中,B=π3,点D在边AB上,BD=1,且DA=DC.(1)若△BCD的面积为3,求CD;(2)若AC=3,求∠DCA.解析(1)因为S△BCD=3,即12BC·BD· sinB=3,又B=π3,BD=1,所以BC=4.在△BDC中,由余弦定理得,CD2=BC2+BD2-2BC·BD·cosB,即CD2=16+1-2×4×1×12=13,解得CD=13.(2)在△ACD中,DA=DC,可设∠A=∠DCA=θ,则∠ADC=π-2θ,又AC=3,由正弦定理,有AC sin2θ=CD sin θ,所以CD =32cos θ.在△BDC 中,∠BDC =2θ,∠BCD =2π3-2θ, 由正弦定理得,CD sinB =BD sin ∠BCD ,即32cos θsin π3=1sin (2π3-2θ),化简得cos θ=sin(2π3-2θ),于是sin(π2-θ)=sin(2π3-2θ). 因为0<θ<π2,所以0<π2-θ<π2,-π3<2π3-2θ<2π3, 所以π2-θ=2π3-2θ或π2-θ+2π3-2θ=π, 解得θ=π6或θ=π18,故∠DCA=π6或∠DCA=π18.3.(2017·河北)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且(a 2+b 2-c 2)sinA =ab(sinC +2sinB),a =1. (1)求角A 的大小;(2)求△ABC 的周长的取值范围.解析 (1)由(a 2+b 2-c 2)sinA =ab(sinC +2sinB),结合余弦定理可得2abcosCsinA =ab(sinC +2sinB),即2cosCsinA =sinC +2sin(A +C),化简得sinC(1+2cosA)=0. 因为sinC ≠0,所以cosA =-12,又A∈(0,π),所以A =2π3.(2)因为A =2π3,a =1,由正弦定理可得b =asinB sinA =233sinB ,c =233sinC , 所以△ABC 的周长l =a +b +c =1+233sinB +233sinC =1+233[sinB +sin(π3-B)]=1+233(12sinB +32cosB)=1+233sin(B +π3). 因为B∈(0,π3),所以(B +π3)∈(π3,2π3),则sin(B +π3)∈(32,1], 则l =a +b +c =1+233sin(B +π3)∈(2,1+233].4.已知函数f(x)=(3sin ωx -cos ωx )·cos ωx +12(其中ω>0),若f(x)的一条对称轴离最近的对称中心的距离为π4.(1)求y =f(x)的单调递增区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足(2b -a)cosC =c·cosA ,且f(B)恰是f(x)的最大值,试判断△ABC 的形状.解析 (1)f(x)=3sin ωx ·cos ωx -cos 2ωx +12=32sin2ωx -12(2cos 2ωx -1)=32sin2ωx -12cos2ωx =sin(2ωx -π6). 因为函数f(x)的一条对称轴离最近的对称中心的距离为π4, 所以T =π,所以2π2ω=π,所以ω=1. 所以f(x)=sin(2x -π6). 由-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π(k∈Z),得-π6+k π≤x ≤π3+k π(k∈Z). 所以函数f(x)的单调递增区间为[-π6+k π,π3+k π](k∈Z).(2)因为(2b -a)cosC =c·cosA ,由正弦定理,得(2sinB -sinA)cosC =sinC ·cosA , 即2sinBcosC =sinAcosC +sinCcosA =sin(A +C)=sinB , 因为sinB ≠0,所以cosC =12,所以C =π3.所以0<B<2π3,0<2B<4π3,-π6<2B -π6<7π6. 根据正弦函数的图像,可以看出f(x)的最大值为f(B)=1,此时2B -π6=π2,即B =π3,所以A =π3,所以△ABC 为等边三角形.5.(2017·山西)已知f(x)=cosx (λsinx -cosx)+cos 2(π2-x)+1(λ>0)的最大值为3. (1)求函数f(x)的对称轴;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cosA cosB =a2c -b ,若不等式f(B)<m 恒成立,求实数m 的取值范围.解析(1)f(x)=cosx(λsinx-cosx)+cos2(π2-x)+1=λsinxcosx-cos2x+sin2x+1=12λsin2x-cos2x+1.≤λ24+1+1,由题意知:λ24+1+1=3,λ2=12,∵λ>0,∴λ=2 3.∴f(x)=3sin2x-cos2x+1=2sin(2x-π6)+1.令2x-π6=π2+kπ,解得x=kπ2+π3,(k∈Z).∴函数f(x)的对称轴为x=kπ2+π3(k∈Z).(2)∵cosAcosB=a2c-b,由正弦定理,cosAcosB=sinA2sinC-sinB可变形得,sin(A+B)=2cosAsinC,即sinC=2cosAsinC,∵sinC≠0,∴cosA=12,又0<A<π,所以A=π3.∴f(B)=2sin(2B-π6)+1,只需f(B)max<m,∵0<B<2π3,∴-π6<2B-π6<7π6,∴-12<sin(2B-π6)≤1,即0<f(B)≤3.∴m>3.数列小题专练一、选择题1.等差数列{an }的前n项和为Sn,若S11=22,则a3+a7+a8=( )A.18 B.12 C.9 D.6 答案D解析由题意得S11=11(a1+a11)2=11(2a1+10d)2=22,即a1+5d=2,所以a3+a7+a8=a 1+2d+a1+6d+a1+7d=3(a1+5d)=6,故选D.2古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件,若要使织布的总尺数不少于30,该女子所需的天数至少为( )A.7 B.8 C.9 D.10 答案B解析 设该女子第一天织布x 尺,则x (1-25)1-2=5,得x =531,∴前n 天所织布的尺数为531(2n-1).由531(2n-1)≥30,得2n ≥187,则n 的最小值为8.3各项均为正数的等差数列{a n }中,a 4a 9=36,则前12项和S 12的最小值为( ) A .78 B .48 C .60 D .72 答案 D解析 S 12=6(a 1+a 12)=6(a 4+a 9)≥6×2a 4a 9=72,当且仅当a 4=a 9=6时等号成立. 5已知a n =log n +1(n +2)(n∈N *),观察下列算式:a 1·a 2=log 23·log 34=lg3lg2·lg4lg3=2;a 1·a 2·a 3·a 4·a 5·a 6=log 23·log 34·…·log 78=lg3lg2·lg 4lg3·…·lg8lg7=3,…;若a 1·a 2·a 3·…·a m=2 016(m∈N *).则m 的值为( )A .22 016+2B .22 016C .22 016-2D .22 016-4 答案 C 解析 由于a 1·a 2·a 3·…·a m =lg3lg2·lg4lg3·lg5lg4·…·lg (m +2)lg (m +1)=lg (m +2)lg2=2 016,可得lg(m +2)=2 016lg2=lg22 016,可得m +2=22 016,解得m =22 016-2.7.(2016·福建质检)已知等比数列{a n }的各项均为正数且公比大于1,前n 项积为T n ,且a 2a 4=a 3,则使得T n >1的n 的最小值为( ) A .4 B .5 C .6 D .7 答案 C解析 通解:设等比数列{a n }的公比为q(q>1),因为a 2a 4=a 3,所以a 32=a 3,又a n >0,所以a 3=1,所以等比数列{a n }的前n 项积T n =a 1·a 2·a 3·a 4·…·a n =a 3q 2·a 3q·a 3·a 3q ·…·a 3q n -3=qn (-2+n -3)2=qn (n -5)2,则使得T n >1的n 的最小值为6,故选C.优解:设等比数列{a n }的公比为q(q>1),因为a 2a 4=a 3,所以a 32=a 3,又a n >0,所以a 3=1,所以T 4=a 1·a 2·a 3·a 4=a 3q 2·a 3q ·a 3·a 3q =1q 2<1,排除A ;T 5=1q 2·a 3q 2=1,排除B ;T 6=T 5·a 3q 3=q 3>1,故选C.8.(2016·长沙调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n (S n ≠0),a 1=12,且对任意正整数n ,都有a n +1+S n S n +1=0,则a 1+a 20=( ) A.209420 B.1921 C.2342 D.1342答案 A解析由条件可得an+1=-SnSn+1,即Sn+1-Sn=-SnSn+1,所以1Sn+1-1Sn=1,则数列{1Sn}是公差为1的等差数列,故1Sn=1S1+(n-1)×1=2+n-1=n+1,故S n =1n +1,则a 20=S 20-S 19=121-120=-1420,故a 1+a 20=12-1420=209420.9.(2016·郑州预测)正项等比数列{a n }中的a 1、a 4 031是函数f(x)=13x 3-4x 2+6x -3的极值点,则log6a 2 016=( )A .1B .2 C. 2 D .-1 答案 A解析 因为f ′(x)=x 2-8x +6,且a 1、a 4 031是方程x 2-8x +6=0的两根,所以a 1·a 4 031=a 2 0162=6,即a 2 016=6,所以log6a 2 016=1,故选A.10.(2015·洛阳调研)已知等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 3=6,S 5=252,则数列{a n2n }的前n项和为( ) A .1-n +22n +1 B .2-n +42n +1 C .2-n +42n D .2-n +22n +1答案 B 解析 设等差数列{a n }的公差为d ,则S n =na 1+n (n -1)2d ,因为S 3=6,S 5=252,所以⎩⎨⎧3a 1+3d =6,5a 1+10d =252,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=32,d =12,所以a n=12n +1,a n2n=n +22n +1,设数列{a n 2n}的前n 项和为T n,则T n =322+423+524+…+n +12n +n +22n +1,12T n =323+424+525+…+n +12n +1+n +22n +2,两式相减得12T n =34+(123+124+…+12n +1)-n +22n +2=34+14(1-12n -1)-n +22n +2,所以T n =2-n +42n +1. 11.在等差数列{a n }中,a 1=-2 017,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 017的值等于( ) A .-2 016 B .-2 017 C .-2 015 D .-2 018 答案 B 解析 ∵S 1212-S 1010=2,∴12(a 1+a 12)212-10(a 1+a 10)210=2,故a 12-a 10=4.∴2d =4,d =2,∴S 2 017=2 017a 1+2 017×2 0162×d =2 017×(-2 017)+2 017×2 016=-2 017.12.(2016·长沙四校)已知函数f(x +12)为奇函数,g(x)=f(x)+1,即a n =g(n2 014),则数列{an}的前2 013项和为( )A.2 014 B.2 013 C.2 012 D.2 011 答案B解析因为f(x+12)为奇函数,所以函数y=f(x)的图像关于点(12,0)对称,则函数y=g(x)的图像关于点(12,1)对称,故函数g(x)满足g(x)+g(1-x)=2.设S=g(12 014)+g(22 014)+…+g(2 0132 014),倒序后得S=g(2 0132 014)+g(2 0122 014)+…+g(12 014),两式相加后得2S=[g(12 014)+g(2 0132 014)]+[g(22 014)+g(2 0122 014)]+…+[g(2 0132 014)+g(12 014)]=2 013×2,所以S=2 013.二、填空题15.设数列{an }的前n项和为Sn,且a1=1,an+1=2Sn+3,则S4=________.答案66解析依题an =2Sn-1+3(n≥2),与原式作差得,an+1-an=2an,n≥2,即an+1=3an,n≥2,可见,数列{an }从第二项起是公比为3的等比数列,a2=5,所以S4=1+5×(1-33)1-3=66.16.若等比数列{an }满足a2+a4=20,a3+a5=40,则公比q=________;前n项和Sn=________.答案 2 2n+1-2解析由等比数列的性质,得a3+a5=(a2+a4)q,解得q=a3+a5a2+a4=2,又∵a2+a4=a1(q+q3)=20,∴a1=2. ∴Sn=a1(1-q n)1-q=2n+1-2.17.设数列{an }的前n项和为Sn.已知a1=1,2Snn=an+1-13n2-n-23,n∈N*.则a2=_______,an=________.答案 4 n2解析依题意,2S1=a2-13-1-23,又S1=a1=1,所以a2=4.当n≥2时,2Sn =nan+1-13n3-n2-23n,2Sn-1=(n-1)an-13(n-1)3-(n-1)2-23(n-1),n =nan+1-(n-1)an-13(3n2-3n+1)-(2n-1)-23,两式相减得2a整理得(n +1)a n =na n +1-n(n +1),即a n +1n +1-a n n =1.又a 22-a 11=1,故数列{a n n }是首项为a 11=1,公差为1的等差数列.所以a nn =1+(n -1)×1=n.所以a n =n 2.18.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为_____. -49 解析 由S n =na 1+n (n -1)2d ,得⎩⎨⎧10a 1+45d =0,15a 1+105d =25,解得a 1=-3,d =23.则S n =-3n +n (n -1)2·23=13(n 2-10n),所以nS n =13(n 3-10n 2). 令f(x)=13(x 3-10x 2),则f ′(x)=x 2-203x =x(x -203),当x∈(1,203)时,f(x)递减;当x∈(203,+∞)时,f(x)递增,又6<203<7,f(6)=-48,f(7)=-49,19.已知奇函数f(x)是定义在R 上的增函数,数列{x n }是一个公差为2的等差数列,满足f(x 8)+f(x 9)+f(x 10)+f(x 11)=0,则x 2 017=________. 答案 4 015解析 因为f(x)是奇函数,在R 上是增函数,且数列{x n }是递增数列,所以由f(x 8)+f(x 9)+f(x 10)+f(x 11)=0可得x 8+x 11=x 9+x 10=0.由数列{a n }的公差为2,得x 1=-17,所以x n =x 1+(n -1)d =2n -19.所以x 2 017=2×2 017-19=4 015.20.已知{a n }是等差数列,设T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |(n∈N *).某同学设计了一个求T n 的部分算法流程图(如图),图中空白处理框中是用n 的表达式对T n 赋值,则空白处理框中应填入:T n =________. 答案 n 2-9n +40解析 由流程图可知该等差数列的通项公式是a n =2n -10或a n =-2n +10.不妨令a n =2n -10,则当n≥6时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |= -a 1-a 2-…-a 5+a 6+a 7+…+a n =20+(n -5)(2+2n -10)2=n 2-9n +40.1.在等差数列{a n }中,已知a 3+a 8=10,则3a 5+a 7=________.答案 20解析 方法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 8=2a 1+9d =10,3a 5+a 7=4a 1+18d =2(2a 1+9d)=20.方法二:∵{a n }为等差数列,∴3a 5+a 7=2a 5+(a 5+a 7)=2a 5+2a 6=2(a 5+a 6)= 2(a 3+a 8)=20.2.已知等差数列{a n }的公差和等比数列{b n }的公比都是d(d≠1),且a 1=b 1, a 4=b 4,a 10=b 10,则a 1和d 的值分别为( )A.32,32 B .-32,32 C .-32,-32 D.32,-32 答案 D3.设数列{a n }是公差不为0的等差数列,S n 是数列{a n }的前n 项和,若S 1,S 2,S 4成等比数列,则a 4a 1=( ) A .3 B .4 C .6 D .7 答案 D解析 由S 1,S 2,S 4成等比数列,得S 22=S 1S 4,即为(2a 1+d)2=a 1(4a 1+6d).又d≠0,故可化简为d =2a 1,所以a 4a 1=a 1+3×2a 1a 1=7.4.已知{a n }为等比数列,a 4+a 7=2,a 5a 6=-8,则a 1+a 10=( ) A .7 B .5 C .-5 D .-7 答案 D 解析 ∵{a n }为等比数列,∴a 5a 6=a 4a 7=-8.联立⎩⎨⎧a 4+a 7=2,a 4a 7=-8,可解得⎩⎨⎧a 4=4,a 7=-2或⎩⎨⎧a 4=-2,a 7=4.当⎩⎨⎧a 4=4,a 7=-2时,q 3=-12,故a 1+a 10=a 4q3+a 7q 3=-7;当⎩⎨⎧a 4=-2,a 7=4时,q 3=-2,同理,有a 1+a 10=-7. 数列大题专练1.(2016·湖北)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n =2-3S n (n∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{a n +b n }的前n 项和T n . 解析 (1)当n≥2时,由a n =2-3S n①, 得a n -1=2-3S n -1②,①-②即得4a n =a n -1,而当n =1时,a 1=2-3a 1,故a 1=12.因而数列{a n }是首项为12,公比为14的等比数列,其通项公式为a n =12·(14)n -1=(12)2n -1(n∈N *).(2)由(1)得b n =log 2a n =1-2n(n∈N *). 数列{a n +b n }的前n 项和T n =a 1+b 1+a 2+b 2+…+a n +b n =(a 1+…+a n )+(b 1+…+b n ) =12[1-(14)n ]1-14+(-1+1-2n )n 2=23-n 2-23×(14)n ,(n∈N *).2.设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=2,对任意n∈N *,都有2S n =(n +1)a n . (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{4a n (a n +2)}的前n 项和为T n ,求证:12≤T n <1.解析 (1)因为2S n =(n +1)a n ,当n≥2时,2S n -1=na n -1, 两式相减,得2a n =(n +1)a n -na n -1,即(n -1)a n =na n -1,所以当n≥2时,a n n =a n -1n -1,所以a n n =a 11. 因为a 1=2,所以a n =2n.(2)因为a n =2n ,令b n =4a n (a n +2),n ∈N *,所以b n =42n (2n +2)=1n (n +1)=1n -1n +1.所以T n =b 1+b 2+…+b n =(1-12)+(12-13)+…+(1n -1n +1)=1-1n +1=nn +1.因为1n +1>0,所以1-1n +1<1. 因为f(n)=1n +1在n∈N *上是递减函数,所以1-1n +1在n∈N *上是递增的, 所以当n =1时,T n 取最小值12. 所以12≤T n <1.3.(2016·长沙调研)已知数列{a n }与{b n }满足a n +1-a n =2(b n +1-b n )(n∈N *). (1)若a 1=1,b n =3n +5,求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1=6,b n =2n (n∈N *),且λa n >2n +n +2λ对一切n∈N *恒成立,求实数λ的取值范围. 解析 (1)因为a n +1-a n =2(b n +1-b n ),b n =3n +5, 所以a n +1-a n =2(b n +1-b n )=2(3n +8-3n -5)=6,所以{a n }是首项为a 1=1,公差为6的等差数列.所以a n =6n -5(n∈N *). (2)因为b n =2n ,所以a n +1-a n =2(2n +1-2n )=2n +1,当n≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n +2n -1+…+22+6=2n +1+2, 当n =1时,a 1=6,符合上式,所以a n =2n +1+2(n∈N *),由λa n >2n+n +2λ得λ>2n +n 2n +1=12+n 2n +1,所以当n =1,2时,2n +n 2n +1取最大值34,故λ的取值范围为(34,+∞).4.(2016·衡中一调)已知数列{a n }满足a n +2=qa n (q 为实数,且q≠1),n ∈N *,a 1=1,a 2=2,且a 2+a 3,a 3+a 4,a 4+a 5成等差数列. (1)求q 的值和{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a 2na 2n -1,n ∈N *,求数列{b n }的前n 项和.解析 (1)由已知,有(a 3+a 4)-(a 2+a 3)=(a 4+a 5)-(a 3+a 4), 即a 4-a 2=a 5-a 3,所以a 2(q -1)=a 3(q -1), 又因为q≠1,所以a 2=a 3. 由a 3=qa 1,得q =2. 当n =2k -1(k∈N *)时,a n =a 2k -1=2k -1=2n -12;当n =2k(k∈N *)时,a n =a 2k =2k =2n 2,所以数列{a n}的通项公式为a n=⎩⎪⎨⎪⎧2n -12,n 为奇数,2n 2,n 为偶数.(2)由(1)得b n =log 2a 2n a 2n -1=n2n -1,n ∈N *. 设数列{b n }的前n 项和为S n ,则 S n =1×120+2×121+3×122+…+(n -1)×12n -2+n×12n -1,12S n =1×121+2×122+3×123+…+(n -1)×12n -1+n×12n , 上述两式相减,得12S n =120+12+122+…+12n -1-n 2n =1-12n 1-12-n 2n =2-22n -n2n ,整理,得S n =4-n +22n -1,n ∈N *.5.已知数列{a n }的前n 项的和为S n ,且a 1=12,a n +1=n +12n a n .(1)证明:数列{a nn }是等比数列;(2)求通项公式a n 与前n 项的和S n ;(3)设b n =n(2-S n ),n ∈N *,若集合M ={n|b n ≥λ,n ∈N *}恰有4个元素,求实数λ的取值范围.解析 (1)因为a 1=12,a n +1=n +12n a n ,当n∈N *时,a n n ≠0.又因为a 11=12,a n +1n +1∶a n n =12(n∈N *)为常数,所以{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列.(2)由{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列,得a n n =12×(12)n -1=(12)n . 所以a n =n×(12)n.由错位相减法得S n =2-(12)n -1-n(12)n.(3)因为b n =n(2-S n )(n∈N *),所以b n =n(12)n -1+n 2(12)n.因为b n +1-b n =(3-n 2)(12)n +1,所以b 2>b 1,b 2>b 3>b 4>….因为集合M ={n|b n ≥λ,n ∈N *}恰有4个元素,且b 1=b 4=32,b 2=2,b 3=158,b 5=3532,所以3532<λ≤32.数列专练(二)·1.(2017·长沙模拟)已知数列{a n }满足a 1+a 22+…+a nn =2n +1,(1)求{a n }的通项公式; (2)求{a n }的前n 项和.解析 (1)当n =1时,由题设知a 1=4;当n≥2时,由题设a 1+a 22+…+a n n =2n +1知a 1+a 22+…+a n -1n -1=2n ,两式相减得a nn=2n +1-2n , 即a n =n×2n (n≥2), 故{a n }的通项公式为a n =⎩⎨⎧4,n =1,n ×2n (n≥2,n ∈N *). (2)设{a n }的前n 项和为S n , 则S n =1×22+2×22+…+n×2n ,2S=1×23+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,n两式相减得S n =n×2n +1-(22+23+…+2n )=n×2n +1-4×(2n -1-1) =(n -1)×2n +1+4.2.(2016·四川)已知等比数列{a n }的首项a 1=13,前n 项和S n 满足S 1,2S 2,3S 3成等差数列.(1)求{a n }的通项公式; (2)设b n =2-(11+a n +11-a n +1),数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:T n <13. 解析 (1)因为S 1,2S 2,3S 3成等差数列,所以4S 2=S 1+3S 3,当q =1时,不符合;当q≠1时,得4a 1(1-q 2)1-q =a 1+3a 1(1-q 3)1-q ,故q =13或q =0(舍去).综上可知,a n =(13)n .(2)由(1)知a n =(13)n ,所以b n =2-[11+(13)n+11-(13)n +1]=2-11+(13)n -11-(13)n +1=1-11+(13)n +1-11-(13)n +1=(1-3n 3n +1)+(1-3n +13n +1-1)=13n +1-13n +1-1,由13n+1<13n ,13n +1-1>13n +1得13n +1-13n +1-1<13n -13n +1,所以b n <13n -13n +1, 从而T n =b 1+b 2+…+b n <(13-132)+(132-133)+…+(13n -13n +1)=13-13n +1<13,因此T n <13.3.(2016·湖南)已知△ABC 的角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,其面积S =43,B =60°,且a 2+c 2=2b 2;等差数列{a n }中,a 1=a ,公差d =b.数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n -2b n +3=0,n ∈N *.(1)求数列{a n }、{b n }的通项公式;(2)设c n =⎩⎨⎧a n ,n 为奇数,b n ,n 为偶数,求数列{c n }的前2n +1项和P 2n +1.解析 (1)∵S=12acsinB =43,∴ac =16,又a 2+c 2=2b 2,b 2=a 2+c 2-2accosB ,∴b 2=ac =16,∴b =4,从而(a +c)2=a 2+c 2+2ac =64,a +c =8,∴a =c =4. 故可得⎩⎨⎧a 1=4,d =4,∴a n =4n.∵T n -2b n +3=0,∴当n =1时,b 1=3,当n≥2时,T n -1-2b n -1+3=0, 两式相减,得b n =2b n -1(n≥2), ∴数列{b n }为等比数列,∴b n =3·2n -1. (2)依题意,c n =⎩⎨⎧4n ,n 为奇数,3·2n -1,n 为偶数. P 2n +1=(a 1+a 3+…+a 2n +1)+(b 2+b 4+…+b 2n )=[4+4(2n +1)]·(n +1)2+6(1-4n )1-4=22n +1+4n 2+8n +2.4.(2017·保定调研)已知数列{a n }中,a 1=1,a 2=3,其前n 项和为S n ,且当n≥2时,a n +1S n-1-a n S n =0.(1)求证:数列{S n }是等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)令b n =9a n(a n +3)(a n +1+3),记数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n .解析 (1)当n≥2时,a n +1S n -1-a n S n =(S n +1-S n )S n -1-(S n -S n -1)S n =S n +1S n -1-S n 2=0, ∴S n 2=S n -1S n +1(n≥2),又由S 1=1≠0,S 2=4≠0,可推知对一切正整数n 均有S n ≠0,则数列{S n }是等比数列,S n =4n -1. 当n≥2时,a n =S n -S n -1=3×4n -2,又a 1=S 1=1,∴a n =⎩⎨⎧1,(n =1),3×4n -2,(n≥2). (2)当n≥2时,b n =9a n (a n +3)(a n +1+3)=9×3×4n -2(3×4n -2+3)(3×4n -1+3)=3×4n -2(4n -2+1)(4n -1+1),又b 1=38, ∴b n=⎩⎪⎨⎪⎧38,(n =1),3×4n -2(4n -2+1)(4n -1+1),(n≥2),则T 1=b 1=38 当n≥2时,b n =3×4n -2(4n -2+1)(4n -1+1)=14n -2+1-14n -1+1, 则T n =38+(142-2+1-142-1+1)+…+(14n -2+1-14n -1+1)=78-14n -1+1.综上:T n =78-14n -1+1.5.(2016·河南联考)已知数列{a n }满足前n 项和S n =n 2+1,数列{b n }满足b n =2a n +1,且前n项和为T n ,设c n =T 2n +1-T n . (1)求数列{b n }的通项公式;(2)判断数列{cn}的单调性;(3)当n≥2时,T2n+1-Tn<15-712loga(a-1)恒成立,求a的取值范围.解析(1)当n=1时,a1=S1=2,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1.∴数列{bn }的通项公式为bn=⎩⎪⎨⎪⎧23,n=1,1n,n≥2.(2)∵cn =T2n+1-Tn,∴cn=bn+1+bn+2+…+b2n+1=1n+1+1n+2+…+12n+1.∴cn+1-cn=12n+2+12n+3-1n+1=12n+3-12n+2=-1(2n+3)(2n+2)<0.∴数列{cn}是递减数列.(3)由(2)知,当n≥2时,c2=13+14+15为最大,∴13+14+15<15-712loga(a-1)恒成立,即loga(a-1)<-1.由真数a-1>0,得a>1,∴a-1<1a. 整理为a2-a-1<0,解得1<a<5+12.∴a的取值范围是(1,5+12).(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。