高中2010年数学高考萃取精华复习测试题8
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2010高考数学萃取精华30套(25)1. 南京市二模17、(本小题满分15分,第一问3分,第二问4分,第三问8分。
) 如图,直角三角形ABC 的顶点坐标(2,0)A -,直角顶点(0,22)B -,顶点C 在x 轴上,点P 为线段OA 的中点.(1)求BC 边所在直线方程;(2)M 为直角三角形ABC 外接圆的圆心,求圆M 的方程; (3)若动圆N 过点P 且与圆M 内切,求动圆N 的圆心N 的轨迹方程.17、(1)∵2AB k =-,AB BC ⊥,∴22CB k =,∴2:222BC y x =- 【3分】 (2)在上式中,令0y =,得(4,0)C ,∴圆心(1,0)M又∵3AM =,∴外接圆的方程为22(1)9x y -+=【7分】(3)∵(1,0)P -,(1,0)M∵圆N 过点(1,0)P -,∴PN 是该圆的半径又∵动圆N 与圆M 内切,∴3MN PN =-,即3MN PN +=【11分】 ∴点N 的轨迹是以M 、P 为焦点,长轴长为3的椭圆, ∴32a =,1c =,【13分】 2254b ac =-=, ∴轨迹方程为2219544x y += 【15分】18、(本小题满分15分,第一问4分,第二问3分,第三问8分。
)已知向量2(3,1),(,)a x b x y =-=-,(其中实数y 和x 不同时为零),当||2x <时,有a b ⊥,当||2x ≥时,//a b .(1) 求函数式()y f x =;(2)求函数()f x 的单调递减区间;(3)若对(,2]x ∀∈-∞-[2,)+∞,都有230mx x m +-≥,求实数m 的取值范围.18、(1)当||2x <时,由a b ⊥得2(3)0a b x x y ⋅=--=,33y x x =-;(||2x <且0x ≠)当||2x ≥时,由//a b .得23xy x =-- ∴323,(220)().(22)3x x x x y f x x x x x⎧--<<≠⎪==⎨≥≤-⎪-⎩且或【4分】(2)当||2x <且0x ≠时,由2'33y x =-<0,解得(1,0)(0,1)x ∈-,【6分】 当||2x ≥时,222222(3)(2)3'0(3)(3)x x x x y x x ---+==>-- ∴函数()f x 的单调减区间为(-1,0)和(0,1)【8分】 (3)对(,2]x ∀∈-∞-[2,)+∞,都有230mx x m +-≥即2(3)m x x -≥-,也就是23xm x ≥-对(,2]x ∀∈-∞-[2,)+∞恒成立, 由(2)知当||2x ≥时,222222(3)(2)3'()0(3)(3)x x x x f x x x ---+==>-- ∴函数()f x 在(-,-2]∞和[2,+)∞都单调递增【12分】又2(2)234f --==-,2(2)234f ==-- 当2x ≤-时2()03xf x x=>-,∴当(,2]x ∈-∞-时,0()2f x <≤ 同理可得,当2x ≥时,有2()0f x -≤<,综上所述得,对(,2]x ∈-∞-[2,)+∞, ()f x 取得最大值2; ∴实数m 的取值范围为2m ≥.【15分】19、(本小题满分14分,第一问9分,第二问5分。
2010高考数学萃取精华30套(21)1. 聊城一模20.(本小题满分12分)已知等比数列}{n a 中,432,,a a a 分别是某等差数列的第5项、第3项、第2项,且,211=a 公比.1≠q (1)求数列}{n a 的通项公式;(2)已知数列}{n b 满足n n n S a b ,log 221=是数列}{n b 的前n 项和,求证:当.1,5<≥n n S a n 时20.解:(1)由已知得).(24332a a a a -=- 从而得01322=+-q q解得121==q q 或(舍去) …………4分 所以.)21(4na =…………6分(2)由于.2)1(),1(2)21(log 221nn n n nn n n S a n n S n b +=+=⋅== 因此所证不等式等价于:.)5()1(2≥+>n n n n①当n=5时,因为左边=32,右边=30,所以不等式成立; ②假设)5(≥=k k n 时不等式成立,即),1(2+>k k k两边同乘以2得).2)(1(21++>+k k k这说明当n=k+1时也不等式成立。
由①②知,当)1(25+>≥n n n n时成立。
因此,当1,5<≥n n S a n 时成立。
…………12分21.(本小题满分12分)已知函数)('),(4)(23x f R a ax x x f ∈-+-=是)(x f 的导函数。
(1)当a=2时,对于任意的)(')(],1,1[],1,1[n f m f n m +-∈-∈求的最小值; (2)若存在),0(0+∞∈x ,使,0)(0>x f 求a 的取值范围。
21.解:(1)由题意知.43)(',42)(223x x x f x x x f +-=-+-=令.340,0)('或得==x x f当x 在[-1,1]上变化时,)(),('x f x f 随x 的变化情况如下表:)(],1,1[m f m -∈∴对于的最小值为,4)0(-=f x x x f 43)('2+-=Θ的对称轴为,22=x 且抛物线开口向下)('],1,1[n f n -∈∴对于的最小值为.7)1('-=-f)(')(n f m f +∴的最小值为-11。
2010高考数学萃取精华30套(3)1.泉州模拟21.(本小题满分12分)过抛物线y x 42=上不同两点A 、B 分别作抛物线的切线相交于P 点,.0=⋅PB PA(1)求点P 的轨迹方程;(2)已知点F (0,1),是否存在实数λ使得0)(2=+⋅λ?若存在,求出λ的值,若不存在,请说明理由。
解法(一):(1)设)(),4,(),4,(21222211x x x x B x x A ≠由,42y x =得:2'x y =2,221x k x k PB PA ==∴ 4,,021-=∴⊥∴=⋅x x PB PA PB PA Θ………………………………3分直线PA 的方程是:)(241121x x x x y -=-即42211x x x y -= ① 同理,直线PB 的方程是:42222x x x y -= ② 由①②得:⎪⎩⎪⎨⎧∈-==+=),(,142212121R x x x x y x x x ∴点P 的轨迹方程是).(1R x y ∈-=……………………………………6分(2)由(1)得:),14,(211-=x x ),14,(222-=x x )1,2(21-+xx P 4),2,2(2121-=-+=x x x x 42)14)(14(2221222121x x x x x x +--=--+=⋅ …………………………10分2444)()(22212212++=++=x x x x所以0)(2=+⋅故存在λ=1使得0)(2=+⋅λ…………………………………………12分 解法(二):(1)∵直线PA 、PB 与抛物线相切,且,0=⋅ ∴直线PA 、PB 的斜率均存在且不为0,且,PB PA ⊥ 设PA 的直线方程是)0,,(≠∈+=k R m k m kx y由⎩⎨⎧=+=yx m kx y 42得:0442=--m kx x 016162=+=∆∴m k 即2k m -=…………………………3分即直线PA 的方程是:2k kx y -= 同理可得直线PB 的方程是:211kx k y --= 由⎪⎩⎪⎨⎧--=-=2211k x k y k kx y 得:⎪⎩⎪⎨⎧-=∈-=11y R k k x 故点P 的轨迹方程是).(1R x y ∈-=……………………………………6分 (2)由(1)得:)1,1(),1,2(),,2(22---kk P k k B k k A )11,2(),1,2(22--=-=kk FB k k FA)2,1(--=kk FP)1(2)11)(1(42222kk k k +--=--+-=⋅………………………………10分)1(24)1()(2222kk k k ++=+-=故存在λ=1使得0)(2=+⋅λ…………………………………………12分 22.(本小题满分14分)设函数x axxx f ln 1)(+-=在),1[+∞上是增函数。
2010高考数学萃取精华30套(9)1. 冀州一模20、已知数列{}n a 满足11a =,212a =,且2[3(1)]22[(1)1]n nn n a a ++-=---, (n=1,2,3,).(1)求3456,,,a a a a 的值及数列{}n a 的通项公式;(2)令212n n n b a a -=⋅,记数列{}n b 的前n 项的和为n T ,求证:n T <3.20、解:(1)分别令n=1,2,3,4可求得3456113,,5,48a a a a ==== ………2分 当n 为奇数时,不妨设n=2m1,*m N ∈,则21212m m a a +--=, 21{}m a -为等差数列,21m a -=1+2(m1)=2m1, 即n a n =。
………4分当n 为偶数时,设n=2m ,*m N ∈,则22220m m a a +-=, 2{}m a 为等比数列,12111()222m m m a -==,故21()2n n a =,综上所述,**2(21)1()2)2n n n n m m N a n m m N ⎧=-∈⎪=⎨=∈⎪⎩( ………6分 (2)2121(21)2n n n n b a a n -==-231111135(21)2222n n T n =⨯+⨯+⨯++- ………8分2311111113(23)(21)22222n n n T n n +=⨯+⨯++-+- 两式相减:2311111112()(21)222222n n n T n +=++++--1111(1)1142(21)12212n n n -+-=+--- ………10分2332n nn T +=-,故3n T < ………12分 注:若求出3456,,,a a a a 猜想出通项(1)问给2分,在上面基础上(2)问解答正确给8分。
21、已知、分别是直线x y 33=和x y 33-=上的两个动点,线段AB 的长为32,是AB 的中点.(1)求动点的轨迹C 的方程;(2)过点)0,1(Q 任意作直线l (与轴不垂直),设l 与(1)中轨迹C 交于M N 、两点,与轴交于点.若RM MQ λ=,RN NQ μ=,证明:λμ+为定值. 21、解:(1)设),(y x P ,),(11y x A ,),(22y x B .∵是线段AB 的中点,∴1212,2.2x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩ ………2分∵A B 、分别是直线3y x =和3y x =-上的点,∴11y =和223y x =-.∴1212,.3x x y y x ⎧-=⎪⎨-=⎪⎩…………4分又23AB =12)()(221221=-+-y y x x . …………5分∴22412123y x +=,∴动点的轨迹C 的方程为2219x y +=. …………6分 (2)依题意,直线l 的斜率存在,故可设直线l 的方程为(1)y k x =-. 设),(33y x M 、),(44y x N 、),0(5y R ,则M N 、两点坐标满足方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=.19,)1(22y x x k y 消去并整理,得2222(19)18990k x k x k +-+-=, …………8分 ∴22439118k k x x +=+, ① 23429919k x x k-=+. ② ∵λ=,∴[]),()0,1(),0(),(33533y x y y x -λ=-即⎩⎨⎧λ-=--λ=.,)1(35333y y y x x ∴)1(33x x -λ=.∵l 与轴不垂直,∴13≠x ,∴331x x -=λ,同理441x x -=μ. ………10分∴443311x x x x -+-=μ+λ34343434()21()x x x x x x x x +-=-++. 将①②代入上式可得49-=μ+λ. …………12分22、已知0,1a a >≠且函数()log (1)xa f x a =-。
2010高考数学萃取精华30套(28)1. 台州二模(20)(本题满分14分)数列{}n a 中,11a =,当2n ≥时,其前n 项的和n S 满足()12-=n n n S a S .(Ⅰ)证明:数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列; (Ⅱ)设22+=n nn S S log b ,数列{}n b 的前n 项和为n T ,求满足6≥n T 的最小正整数n . (20)解(Ⅰ)()12-=n n n S a S()21()(1)2n n n n S S S S n -∴=--≥11,n n n n S S S S --∴=-即1111,n n S S --= 1n S ⎧⎫∴⎨⎬⎩⎭是1为首项,1为公差的等差数列. ………………………………7分(Ⅱ)由(Ⅰ)知212,log n n n S b n n+=∴=, ()()221234562log log 6,12342n n n n T n +++⎛⎫∴=⨯⨯⨯⨯⨯=≥ ⎪⎝⎭ 128)1)(2(≥++∴n n n N +∈ 10≥∴n ,所以满足6≥n T 的最小正整数为10. ………………………………14分(21)(本题满分15分)已知函数()().a x x x h ,x ln x x f +-=-=222(Ⅰ)求函数()x f 的极值;(Ⅱ)设函数()()(),x h x f x k -=若函数()x k 在[]31,上恰有两个不同零点,求实数 a的取值范围.(21)解: (Ⅰ)xx x f 22)('-= ,令'()0,01f x x x =>∴=所以)(x f 的极小值为1,无极大值. ……………………………………7分 (Ⅱ)12)(ln 2)()()('+-=∴-+-=-=xx k a x x x h x f x k ,若2,0)('==x x k 则 当[)1,2x ∈时,()'0fx <;当(]2,3x ∈时,()'0f x >.故()k x 在[)1,2x ∈上递减,在(]2,3x ∈上递增. ……………………………10分(1)0,1,(2)0,22ln 2,22ln 232ln 3.(3)0,32ln 3,k a k a a k a ≥≤⎧⎧⎪⎪∴<∴>-∴-<≤-⎨⎨⎪⎪≥≤-⎩⎩所以实数 a 的取值范围是(]22ln 2,32ln3-- ………………………………15分(22)(本题满分15分)已知曲线C 上的动点(),P x y 满足到点()1,0F 的距离比到直线:2l y =-的距离小1.(Ⅰ)求曲线C 的方程;(Ⅱ)动点E 在直线l 上,过点E 分别作曲线C 的切线,EA EB ,切点为A 、B .(ⅰ)求证:直线AB 恒过一定点,并求出该定点的坐标;(ⅱ)在直线l 上是否存在一点E ,使得ABM ∆为等边三角形(M 点也在直线l上)?若存在,求出点E 坐标,若不存在,请说明理由.(22)解:(Ⅰ) 曲线C 的方程 y x 42= …………………………………………5分(Ⅱ)(ⅰ)设),2,(-a E )4,(),4,(222211x x B x x A ,x y x y 214'2=∴=,)(2141121点切线过,的抛物线切线方程为过点E x x x x y A -=-),(21421121x a x x -=--∴整理得:082121=--ax x同理可得:222280x ax --=8,2082,2121221-=⋅=+∴=--∴x x a x x ax x x x 的两根是方程)24,(2+a a AB 中点为可得又2212121212124442ABx x y y x x a k x x x x --+====--2(2)()22a aAB y x a ∴-+=-直线的方程为()22ay x AB =+∴即过定点0,2 ………………………………10分 (ⅱ)由(ⅰ)知AB 中点)24,(2+a a N ,22aAB y x =+直线的方程为 当0a ≠时,则AB 的中垂线方程为)(2242a x a a y --=+- AB ∴的中垂线与直线2-=y 的交点312(,2)4a aM +- 322222221241()(2)(8)(4)4216a a a MN a a a ++∴=-+--=++)8)(4(4)(4122212212++=-++=a a x x x x a AB若ABM ∆为等边三角形,则MN =),8)(4(43)4()8(16122222++=++∴a a a a 解得,2,42±=∴=a a 此时(2,2)E ±-, 当0a =时,经检验不存在满足条件的点E综上可得:满足条件的点E 存在,坐标为(2,2)E ±-. ……………………15分2. 树德一模20.(本题满分12分)已知实数a≠0,函数)()2()(2R x x ax x f ∈-=有极大值32.(1)求实数a 的值; (2)求函数)(x f 的单调区间.20. 解(Ⅰ),44)(23ax ax ax x f +-=)2)(23(483)(2--=+-='∴x x a a ax ax x f 令0)(='x f ,得32=x 或2. ∵函数)()2()(2R x x ax x f ∈-=有极大值32, )(,0)2(x f f ∴=∴在32=x 时取得极大值. .322732)32(==a f 解得.27=a ).2)(23(27)(--='∴x x x f当32<x 时,,0)(>'x f 当232<<x 时,,0)(<'x f )(x f ∴在32=x 时,有极大值32. 27=∴a 时函数)(x f 有极大值32. ……7分(Ⅱ)由,0)2)(23(27)(>--='x x x f 得32<x 或.2>x∴函数)(x f 的单调增区间是(-),2(),32,+∞∞;单调减区间是().2,3221.(本题满分12分)已知曲线C上任意一点到直线2x =的距离与它到点的(I)求曲线C 的方程; (II)设B 为曲线C 与y 轴负半轴的交点,问:是否存在方向向量为(1,)(0)m k k =≠的直线l ,l 与曲线C 相交于M N 、两点,使||||BM BN =,且BM 与BN 夹角为60?若存在,求出k 值,并写出直线l 的方程;若不存在,请说明理由。
2010高考数学萃取精华30套(11)1.江西五校联考20.(本小题满分12分)已知a R ∈,函数()ln 1af x x x=+-,()()ln 1x g x x e x =-+(其中e 为自然对数的底数). (1)判断函数()f x 在区间(]0,e 上的单调性; (2)是否存在实数(]00,x e ∈,使曲线()y g x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直? 若存在,求出0x 的值;若不存在,请说明理由.20. (1)解:∵()ln 1a f x x x =+-,∴221()a x af x x x x-'=-+=. 令()0f x '=,得x a =.①若a ≤0,则()0f x '>,()f x 在区间(]0,e 上单调递增.②若0a e <<,当()0,x a ∈时,()0f x '<,函数()f x 在区间()0,a 上单调递减, 当(],x a e ∈时,()0f x '>,函数()f x 在区间(],a e 上单调递增, ③若a e ≥,则()0f x '≤,函数()f x 在区间(]0,e 上单调递减. ……6分(2)解:∵()()ln 1xg x x e x =-+,(]0,x e ∈,()()()()ln 1ln 11x x g x x e x e '''=-+-+()1ln 11ln 11x x x e x e x e x x ⎛⎫=+-+=+-+ ⎪⎝⎭由(1)可知,当1a =时,1()ln 1f x x x=+-.此时()f x 在区间(]0,e 上的最小值为ln10=,即1ln 10x x+-≥.当(]00,x e ∈,00x e >,001ln 10x x +-≥,∴00001()ln 1110x g x x e x ⎛⎫'=+-+≥> ⎪⎝⎭.曲线()y g x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直等价于方程0()0g x '=有实数解.而()00g x '>,即方程0()0g x '=无实数解.故不存在(]00,x e ∈,使曲线()y g x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直……12分 21.(本小题满分12分)已知线段CD =,CD 的中点为O ,动点A 满足2AC AD a +=(a 为正常数). (1)建立适当的直角坐标系,求动点A 所在的曲线方程;(2)若2a =,动点B 满足4BC BD +=,且OA OB ⊥,试求AOB ∆面积的最大值和最小值.21. (1)以O 为圆心,CD 所在直线为轴建立平面直角坐标系若2AC AD a +=<,即0a <<A 所在的曲线不存在;若2AC AD a +==,即a =,动点A 所在的曲线方程为0(y x =;若2AC AD a +=>a >,动点A 所在的曲线方程为222213x y a a +=-.…………………………4分(2)当2a =时,其曲线方程为椭圆2214x y +=由条件知,A B 两点均在椭圆2214x y +=上,且OA OB ⊥设11(,)A x y ,22(,)B x y ,OA 的斜率为k (0)k ≠,则OA 的方程为y kx =,OB 的方程为1y x k =- 解方程组2214y kxx y =⎧⎪⎨+=⎪⎩得212414x k =+,2212414k y k =+ 同理可求得222244k x k =+,22244y k =+ AOB ∆面积2S ==………………8分 令21(1)k t t +=>则S ==令22991125()49()(1)24g t t t t t =-++=--+> 所以254()4g t <≤,即415S ≤<当0k =时,可求得1S =,故415S ≤≤, 故S 的最小值为45,最大值为1. ……12分(2)另解:令1122(cos ,sin ),(sin ,cos )A r r B r r θθθθ-,则2222112222221cos sin 14,1sin cos 14r r r r θθθθ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩解得212222222244cos 4sin 13sin 44sin 4cos 13cos r r θθθθθθ⎧==⎪⎪++⎨⎪==⎪++⎩所以2212222166449sin cos 169sin 2r r θθθ==++,而[]2sin 20,1θ∈ 因此1214,125S r r ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,即最大值是1,最小值是45.22.(本小题满分12分)函数()(01)1x f x x x =<<-的反函数为1()f x -,数列{}n a 和{}n b 满足:112a =,11()n n a f a -+=,函数1()y f x -=的图象在点()1,()()n f n n N -*∈处的切线在y 轴上的截距为n b .(1)求数列{n a }的通项公式; (2)若数列2{}n n n b a a λ-的项中仅5255b a a λ-最小,求λ的取值范围; (3)令函数2121()[()()]1x g x f x f x x --=+⋅+,01x <<.数列{}n x 满足:112x =,01n x <<且1()n n x g x +=,(其中n N *∈).证明:2222311212231()()()n n n n x x x x x x x x x x x x ++---+++…. 22. 解:(1)令,1xy x=- 解得;1y x y =+ 由01,x << 解得0.y > ∴函数()f x 的反函数1()(0).1xf x x x-=>+则错误!不能通过编辑域代码创建对象。
2010高考数学萃取精华30套(7)9、对于在区间[m ,n ]上有意义的两个函数f (x )与g (x ),如果对任意x ∈[m ,n ]均有| f (x ) – g (x ) |≤1,则称f (x )与g (x )在[m ,n ]上是接近的,否则称f (x )与g (x )在[m ,n ]上是非接近的,现有两个函数f 1(x ) = log a (x – 3a )与f 2 (x ) = log a ax -1(a > 0,a ≠1),给定区间[a + 2,a + 3]. (1)若f 1(x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上都有意义,求a 的取值范围; (2)讨论f 1(x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上是否是接近的? 解:(1)要使f 1 (x )与f 2 (x )有意义,则有a x a a a x a x 31003>⇒⎪⎩⎪⎨⎧≠>>->-且要使f 1 (x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上有意义, 等价于真数的最小值大于0 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≠><<⇒>-+>-+1010032031a a a a a a a 且 (2)f 1 (x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上是接近的⇔| f 1 (x ) – f 2 (x )|≤1⇔ax a x aa ---1log )3(log ≤1 ⇔|log a [(x – 3a )(x – a )]|≤1⇔a ≤(x – 2a )2 – a 2≤a1对于任意x ∈[a + 2,a + 3]恒成立设h (x ) = (x – 2a )2 – a 2,x ∈[a + 2,a + 3]且其对称轴x = 2a < 2在区间[a + 2,a + 3]的左边⎪⎩⎪⎨⎧++⇔⎪⎩⎪⎨⎧⇔)3( 1)2( )( 1)( max min a h a a h a x h a x h a ⎪⎩⎪⎨⎧+-⇔⎪⎩⎪⎨⎧--⇔0 19265469 144 a a a a a aa ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-⇔12579 12579 54 a a a 或 12579 0-<⇔a 当12579 0-<a 时 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤≥ ≥ ≥ ≥ ≥ ≤f 1 (x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上是接近的 当12579 -< a < 1时,f 1 (x )与f 2 (x )在给定区间[a + 2,a + 3]上是非接近的.10、min{1s ,2s ,┅,n s },max{1s ,2s ,┅,n s }分别表示实数1s ,2s ,┅,n s 中的最小者和最大者.(1)作出函数)(x f =|x +3|+2|x -1|(x ∈R )的图像;(2)在求函数)(x f =|x +3|+2|x -1|(x ∈R )的最小值时,有如下结论: min )(x f =min{)3(-f ,)1(f }=4.请说明此结论成立的理由; (3)仿照(2)中的结论,讨论当1a ,2a ,┅,n a 为实数时,函数)(x f =||11x x a -+||22x x a -+┅+||n n x x a -(x ∈R ,1x <2x <┅<n x ∈R )的最值.解:(1)图略;(2)当x ∈(-∞,-3)时,)(x f 是减函数,当x ∈[-3,1)时,)(x f 是减函数, 当x ∈[1,+∞)时,)(x f 是增函数, ∴min )(x f =min{)3(-f ,)1(f }=4.(3)当1a +2a +┅+n a <0时,max )(x f =max{)(1x f ,)(2x f ,┅,)(n x f };当1a +2a +┅+n a >0时,min )(x f =min{)(1x f ,)(2x f ,┅,)(n x f }; 当1a +2a +┅+n a =0时,min )(x f =min{)(1x f ,)(n x f },max )(x f =max{)(1x f ,)(n x f }.11、已知函数y =f (x)满足f (a -tan θ)=cot θ-1,(其中,a 、θ∈R 均为常数)(1)求函数y =f (x)的解析式;(2)利用函数y =f (x )构造一个数列{x n },方法如下:对于给定的定义域中的x 1,令x 2= f (x 1),x 3= f (x 2),…,x n = f (x n-1),…在上述构造过程中,如果x i (i=1,2,3,…)在定义域中,构造数列的过程继续下去;如果x i 不在定义域中,则构造数列的过程停止.① 如果可以用上述方法构造出一个常数列{x n },求a 的取值范围;② 如果取定义域中的任一值作为x 1,都可以用上述方法构造出一个无穷数列{x n },求a 实数的值.解:(1)令tan ,cot 1.x a y θθ=-⎧⎨=-⎩ 则tan ,cot 1.a x y θθ=-⎧⎨=+⎩①×②,并整理,得 y=xa ax --+1,∴y =f (x) =xa ax --+1, (x ≠a ). ………………………………4分(2)①根据题意,只需当x≠a 时,方程f (x) =x 有解,① ②亦即方程 x 2+(1-a )x+1-a =0 有不等于的解.将x=a 代入方程左边,得左边为1,故方程不可能有解x=a . 由 △=(1-a )2-4(1-a )≥0,得 a ≤-3或a ≥1,即实数a 的取值范围是(,3][1,)-∞-+∞ . …………………………9分 ②根据题意,xa ax --+1=a 在R 中无解,亦即当x≠a 时,方程(1+a )x=a 2+a -1无实数解. 由于x=a 不是方程(1+a )x=a 2+a -1的解,所以对于任意x ∈R ,方程(1+a )x=a 2+a -1无实数解,∴ a = -1即为所求a 的值. ……………………………………14分12、(Ⅰ)已知函数:1()2()(),([0,),)n n n f x x a x a x n N -*=+-+∈+∞∈求函数()f x 的最小值;(Ⅱ)证明:()(0,0,)22n n na b a b a b n N *++≥>>∈; (Ⅲ)定理:若123,,k a a a a 均为正数,则有123123()n n nn nk k a a a a a a a a k k++++++++≥ 成立(其中2,,)k k N k *≥∈为常数.请你构造一个函数()g x ,证明:当1231,,,,,k k a a a a a + 均为正数时,12311231()11n n n nn k k a a a a a a a a k k ++++++++++≥++ . 解:(Ⅰ)令111'()2()0n n n f x nx n a x ---=-+=得11(2)()2n n x a x x a x x a --=+∴=+∴=…2分 当0x a ≤≤时,2x x a <+ '()0f x ∴≤ 故()f x 在[0,]a 上递减.当,'()0x a f x >>故()f x 在(,)a +∞上递增.所以,当x a =时,()f x 的最小值为()0f a = (4)分(Ⅱ)由0b >,有()()0f b f a ≥= 即1()2()()0n n n n f b a b a b -=+-+≥故()(0,0,)22n n na b a b a b n N *++≥>>∈.………………………………………5分 (Ⅲ)证明:要证:12311231()11n n n nn k k a a a a a a a a k k ++++++++++≥++ 只要证:112311231(1)()()n n n n n n k k k a a a a a a a a -+++++++≥++++设()g x =1123123(1)()()n n n nn n k a a a x a a a x -+++++-++++ …………………7分 则11112'()(1)()n n n k g x k nx n a a a x ---=+⋅-++++令'()0g x =得12ka a a x k+++=…………………………………………………….8分当0x ≤≤12ka a a k+++ 时,1112'()[(]()n n k g x n kx x n a a a x --=+-++++≤111212()()0n n k k n a a a x n a a a x --++++-++++=故12()[0,]k a a a g x k +++ 在上递减,类似地可证12()(,)ka a a g x k++++∞ 在递增所以12()k a a a x g x k +++= 当时,的最小值为12()ka a a g k+++ ………………10分而11212121212()(1)[()]()n n n n n nk k k k k a a a a a a a a a g k a a a a a a k k k-+++++++++=+++++-++++=1121212(1)[()()(1)()]n n n n nn n k k k nk k a a a a a a k a a a k-++++++++-++++ =11212(1)[()()]n n n n n nk k nk k a a a k a a a k -++++-+++ =1112121(1)[()()]n n n n n n k k n k k a a a a a a k---++++-+++ 由定理知: 11212()()0n n n nn k k k a a a a a a -+++-+++≥ 故12()0k a a a g k+++≥1211[0,)()()0kk k a a a a g a g k+++++∈+∞∴≥≥故112311231(1)()()n n n n n nk k k a a a a a a a a -+++++++≥++++即:12311231()11n n n nn k k a a a a a a a a k k ++++++++++≥++ .…………………………..14分 13、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n .(Ⅰ)若S m ,S m +2,S m +1成等差数列,证明a m ,a m +2,a m +1成等差数列; (Ⅱ)写出(Ⅰ)的逆命题,判断它的真伪,并给出证明. 证:(Ⅰ) ∵S m +1=S m +a m +1,S m +2=S m +a m +1+a m +2.由已知2S m +2=S m +S m +1,∴ 2(S m +a m +1+a m +2)=S m +(S m +a m +1),∴a m +2=-12a m +1,即数列{a n }的公比q =-12.∴a m +1=-12a m ,a m +2=14a m ,∴2a m +2=a m +a m +1,∴a m ,a m +2,a m +1成等差数列.(Ⅱ) (Ⅰ)的逆命题是:若a m ,a m +2,a m +1成等差数列,则S m ,S m +2,S m +1成等差数列.设数列{a n }的公比为q ,∵a m +1=a m q ,a m +2=a m q 2.由题设,2a m +2=a m +a m +1,即2a m q 2=a m +a m q ,即2q 2-q -1=0,∴q =1或q =-12.当q =1时,A ≠0,∴S m , S m +2, S m +1不成等差数列.逆命题为假.14、已知二次函数()()R x a ax x x f ∈+-=2同时满足:①不等式()0≤x f 的解集有且只有一个元素;②在定义域内存在210x x <<,使得不等式()()21x f x f >成立。
2010高考数学萃取精华30套(23)1. 西工大附中三模19.(12分) 在数列{}n a 中,已知),3,2,1(12,111 =+-=-=+n n a a a n n . (1)证明数列{}n a n -是等比数列;(2) n nnn S a b ,2=令为数列{}n b 的前n 项和,求n S 的表达式.19.解:(1)解: ∵ 121+-=+n a a n n , ∴)(2)1(1n a n a n n -=+-+,∴ 2)1(1=-+-+na n a n n , 又211-=-a ,∴ 数列{}n a n -是以2为公比、以-2为首项的等比数列.…………… 6分(2)由(1)得: n n n n a 22)2(1-=⋅-=--, ∴ n n n a 2-=,122-==nn nn n a b , ∴++-+-=+++= )122()121(221n n b b b S n nn n n -+++=-)22221()12(2 ,令n n n T 223222132++++= , 则132221222121++-+++=n n n nn T ,两式相减得: 1132221122121212121++--=-++++=n n n n n nn T∴ nn n T 222+-=, 即n n S n n -+-=222. ………………………12分20. (13分)已知函数()2ln bx x a x f -=图象上一点P (2,(2)f )处的切线方程为22ln 23++-=x y .(1)求b a ,的值;(2)若方程()0=+m x f 在1[,e]e内有两个不等实根,求m 的取值范围(其中e 为自然对数的底).20. 解(1)()2a f x bx x '=-,()242af b '=-,()2ln 24f a b =-. ∴432ab -=-,且ln 2462ln 22a b -=-++. …………………… 2分 解得a =2,b =1. …………………… 4分 (2)()22ln f x x x =-,令()2()2ln h x f x m x x m =+=-+,则()222(1)2x h x x x x -'=-=,令()0h x '=,得x =1(x =-1舍去).在1[,e]e内,当x ∈1[,1)e 时,()0h x '>,∴h (x )是增函数;当x ∈(1,e]时,()0h x '<,∴h (x )是减函数. …………………… 7分则方程()0h x =在1[,e]e内有两个不等实根的充要条件是1()0,e (1)0,(e)0.h h h ⎧⎪⎪⎪>⎨⎪⎪⎪⎩≤≤ ……10分 即21e 2m <-≤. 13分21.(14分)已知椭圆C 的中心在坐标原点,焦点在x 轴上,离心率e =.直线l :220x y -+=与椭圆C 相交于E F 、两点,且EF =求椭圆C 的方程;(2)点P (2-,0),A 、B为椭圆C 上的动点,当PA PB ⊥时,求证:直线AB 恒过一个定点.并求出该定点的坐标.21.解:(1)设椭圆方程为12222=+by a x (a>b>0),11(,)E x y 22(,)F x yc e a ==令2,a t c == 则b t = 222214x y t t ∴+=…………2分 由22244220x y t x y ⎧+=⎨-+=⎩得:222210y y t -+-= ……………………………… 4分 2442(1)0t ∆=-⨯-> 212t ∴>12EF y =-== 21t ∴=椭圆C 的方程是:2214x y += …………………………………… 7分 (2) 当直线AB 不垂直于x 轴时,设AB :y kx m =+ 11(,)A x y 22(,)B x y22244x y t y kx m⎧+=⎨=+⎩得222(14)84(1)0k x kmx m +++-= 1222121212(2)(2)(1)(2)()4PA PB x x y y k x x km x x m =+++=++++++=222224(1)8(1)(2)401414m kmk km m k k--+++++=++ …………………… 10分 22125160k m km ∴+-= (65)(2)0k m k m --=625m k m k ∴==或当65m k =时,6:5AB y kx k =+恒过定点6(,0)5-当2m k =时,:2AB y kx k =+恒过定点(2,0)-,不符合题意舍去 … 12分当直线AB 垂直于x 轴时,若直线AB :65x =- 则AB 与椭圆C相交于64(,)55A --,64(,)55B - 24444444(,)(,)()()()05555555PA PB ∴=-=+-=PA PB ⊥,满足题意综上可知,直线AB 恒过定点,且定点坐标为6(,0)5- ……………… 14分2. 濮阳市二模20.(本小题满分12分)已知椭圆的一个顶点为A (0,-1),焦点在x 轴上.若右焦点到直线x -y +0 的距离为3.(1)求椭圆的方程;(2)设椭圆与直线y =kx +m (k ≠0)相交于不同的两点M 、N .当|AM |=|AN |时,求m 的取值范围.21.(本小题满分12分) 已知函数f (x )=lnx ,g (x )=12ax 2+bx (a ≠0) (1)若a =-2时,函数h (x )=f (x )-g (x ),在其定义域上是增函数,求b 的取值范围; (2)在(1)的结论下,设函数ϕ(x )=2xe +b xe ,x ∈[0,ln2],求函数ϕ(x )的最小值;(3)设函数f (x )的图象C 1与函数g (x )的图象C 2交于P 、Q ,过线段PQ 的中点R作x 轴的垂线分别交C 1、C 2于点M 、N ,问是否存在点R ,使C 1在M 处的切线与 C 2在N 处的切线平行?若存在,求出R 的横坐标;若不存在,请说明理由。
2010高考数学萃取精华30套(1)1.重庆一模21.(12分)已知抛物线、椭圆和双曲线都经过点()1,2M ,它们在x 轴上有共同焦点,椭圆和双曲线的对称轴是坐标轴,抛物线的顶点为坐标原点。
(Ⅰ)求这三条曲线的方程;(Ⅱ)已知动直线l 过点()3,0P ,交抛物线于,A B 两点,是否存在垂直于x 轴的直线l '被以AP 为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,求出l '的方程;若不存在,说明理由。
21.(12分)解:(Ⅰ)设抛物线方程为()220y px p =>,将()1,2M 代入方程得2p =24y x ∴= 抛物线方程为: ………………………………………………(1分)由题意知椭圆、双曲线的焦点为()()211,0,1,0,F F -∴ c=1…………………(2分) 对于椭圆,1222a MF MF =++(222222211321a ab ac ∴=∴=+=+∴=-=+∴= 椭圆方程为:………………………………(4分)对于双曲线,1222a MF MF '=-=2222221321a abc a '∴=-'∴=-'''∴=-=∴= 双曲线方程为:………………………………(6分)(Ⅱ)设AP 的中点为C ,l '的方程为:x a =,以AP 为直径的圆交l '于,D E 两点,DE 中点为H令()11113,,,22x y A x y +⎛⎫∴ ⎪⎝⎭ C ………………………………………………(7分)()1112312322DC AP x CH a x a ∴==+=-=-+()()()2222221112121132344-23246222DH DC CH x y x a a x a aa DH DE DH l x ⎡⎤⎡⎤∴=-=-+--+⎣⎦⎣⎦=-+==-+=∴=='= 当时,为定值; 此时的方程为: …………(12分)22.(14分)已知正项数列{}n a 中,16a =,点(n n A a 在抛物线21y x =+上;数列{}n b 中,点(),n n B n b 在过点()0,1,以方向向量为()1,2的直线上。
2010高考数学萃取精华30套(8)1.山东三模20. 已知椭圆C 的中心为坐标原点O ,一个长轴端点为)2,0(,短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,直线l 与y 轴交于点),0(m P ,与椭圆C 交于相异两点A 、B ,且2=.(Ⅰ)求椭圆方程;(Ⅱ)求m 的取值范围.20.解:(Ⅰ)由题意知椭圆的焦点在y 轴上,设椭圆方程为)0(12222>>=+b a bx a y ,由题意知2=a ,c b =,又222c b a +=则2=b ,所以椭圆方程为12422=+x y --------------------------------------4分 (Ⅱ)设),(),,(2211y x B y x A ,由题意,直线l 的斜率存在, 设其方程为m kx y +=,与椭圆方程联立即⎩⎨⎧+==+mkx y x y 4222, 则0)4)(2(4)2(,042)2(222222>---=∆=-+++m k mk m mkx x k由韦达定理知⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=⋅+-=+22212212422k m x x k m k x x ;----------------------------------------6分又PB AP 2=,即有),(2),(2211m y x y m x -=--2222222122121)22(22422km k k m x x x x x x x x +-=+-∴⎩⎨⎧-=-=+∴=-∴--------------------------------------------8分 整理得22228)49(m k m -=-又0492=-m 时不成立,所以04928222>--=m m k ---------------------------10分得4942<<m ,此时0>∆ 所以m 的取值范围为)2,32()32,2(⋃--.-------------------------------------12分21. 已知关于x 函数x a xx g ln 2)(+=(R ∈a ),)()(2x g x x f +=, (Ⅰ)试讨论函数)(x g 的单调区间;(Ⅱ)若,0>a 试证)(x f 在区间)1,0(内有极值. 21.解:(Ⅰ)由题意)(x g 的定义域为),0(+∞x a xx g ln 2)(+=22'22)(x ax x a x x g -=+-=∴(i )若0≤a ,则0)('<x g 在),0(+∞上恒成立,),0(+∞为其单调递减区间; (ii )若0>a ,则由0)('=x g 得ax 2=, )2,0(a x ∈时,0)('<x g ,),2(+∞∈a x 时,0)('>x g ,所以)2,0(a 为其单调递减区间;),2(+∞a为其单调递增区间;----------6分(Ⅱ))()(2x g x x f +=所以)(x g 的定义域也为),0(+∞,且232''2'2222)()()(xax x x ax x x g x x f -+=-+=+=令),0[,22)(3+∞∈-+=x ax x x h因为0>a ,则06)(2'>+=a x x h ,所以)(x h 为),0[+∞上的单调递增函数,又0)1(,02)0(>=<-=a h h ,所以在区间)1,0(内)(x h 至少存在一个变号零点0x ,且0x 也是)('x f 的变号零点,所以)(x f 在区间)1,0(内有极值. --------------------12分22.已知数列}{n a 满足:)(1*N n a S n n ∈-=,其中n S 为数列}{n a 的前n 项和. (Ⅰ)试求}{n a 的通项公式; (Ⅱ)若数列}{n b 满足:)(*N n a nb nn ∈=,试求}{n b 的前n 项和公式n T ; (III )设11111n n n c a a +=++-,数列}{n c 的前n 项和为n P ,求证:212->n P n . 22. 解:(Ⅰ)n n a S -=1 ①111++-=∴n n a S ②②-①得n n n a a a +-=++11 )(,21*1N n a a n n ∈=∴+ 又1=n 时,111a a -=211=∴a )(,)21()21(21*1N n a n n n ∈=⋅=∴---------------------------------4分 (Ⅱ))(,2*N n n a nb n nn ∈⋅==n n n T 223222132⨯++⨯+⨯+⨯=∴ ③ 143222322212+⨯++⨯+⨯+⨯=∴n n n T ④③-④得1132221)21(222222++⨯---=⨯-++++=-n n n n n n n T整理得:*1,22)1(N n n T n n ∈+-=+-------------------------8分 (III ))121121(212111*********)21(11)21(111111111111--+-=-+++-=-++=-++=-++=++++++n n n n n n n n n n n n n a a c ----------------------------------------------------10分又1112121112121121122212222)12)(12()12(12121121+++++++<-+=-+<-+-=-++--=--+n nn n n nn n n n n n n n n -----------------------------------------------------------12分*1214322,21221212211)211(212)21212121(22N n n n n n P n n n n ∈->+-=---=+++->∴++ -----------------------------------------------------------14分2.江苏一模17.(本小题满分15分)设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且5133349a a S +==,.(1)求数列{}n a 的通项公式及前n 项和公式; (2)设数列{}n b 的通项公式为nn n a b a t=+,问: 是否存在正整数t ,使得12m b b b ,,(3)m m ≥∈N ,成等差数列?若存在,求出t 和m 的值;若不存在,请说明理由.【解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d . 由已知得51323439a a a +=⎧⎨=⎩,, ……………………2分 即118173a d a d +=⎧⎨+=⎩,,解得112.a d =⎧⎨=⎩,……………………4分.故221n n a n S n =-=,.………6分(2)由(1)知2121n n b n t-=-+.要使12m b b b ,,成等差数列,必须212m b b b =+,即312123121m t t m t -⨯=+++-+,……8分.整理得431m t =+-, …………… 11分因为m ,t 为正整数,所以t 只能取2,3,5.当2t =时,7m =;当3t =时,5m =;当5t =时,4m =.故存在正整数t ,使得12m b b b ,,成等差数列. ………………… 15分18.(本小题满分15分)某地有三个村庄,分别位于等腰直角三角形ABC 的三个顶点处,已知AB =AC =6km ,现计划在BC 边的高AO 上一点P 处建造一个变电站. 记P 到三个村庄的距离之和为y . (1)设PBO α∠=,把y 表示成α的函数关系式; (2)变电站建于何处时,它到三个小区的距离之和最小? 【解】(1)在Rt AOB ∆中,6AB =,所以OB =OA=.所以πABC ∠=由题意知π0α≤≤. (2)分所以点P 到A 、B 、C 的距离之和为 2sin 22)cos y PB PA ααα-=+==. ……………………6分 故所求函数关系式为()2sin π0cos 4y ααα-=≤≤. ……………………7分(2)由(1)得22s i n 1cos y αα-'=,令0y '=即1sin 2α=,又π04α≤≤,从而π6α=. ……………………9分.当π06α≤<时,0y '<;当ππ64α<≤时, 0y '>. 所以当π6α=时,2sin 4cos y αα-=+取得最小值, ………………… 13分 此时π6OP ==km ),即点P 在OA 上距O 处. 【答】变电站建于距O 处时,它到三个小区的距离之和最小. ………… 15分19.(本小题满分16分)已知椭圆()22220y x C a b a b:+=1>>A 的直线l 与椭圆C 相交于A 、B 两点,且(13)B --,. (1)求椭圆C 和直线l 的方程;(2)记曲线C 在直线l 下方的部分与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .若曲线2222440x mx y y m -+++-=与D 有公共点,试求实数m 的最小值.【解】(1)由离心率e ==,即223a b =. ① ………………2分又点(13)B --,在椭圆2222:1y x C a b =+上,即2222(3)(1)1a b--=+.② ………………4分解 ①②得22124a b ==,,OBCAP(第18题图)故所求椭圆方程为221124y x +=. …………………6分由(20)(13)A B --,,,得直线l 的方程为2y x =-. ………8分 (2)曲线2222440x mx y y m -+++-=,即圆22()(2)8x m y -++=,其圆心坐标为(2)G m -,,半径r =,表示圆心在直线2y =-上,半径为. ………………… 10分由于要求实数m 的最小值,由图可知,只须考虑0m <的情形.设G 与直线l 相切于点T=,得4m =±,………………… 12分当4m =-时,过点(42)G --,与直线l 垂直的直线l '的方程为60x y ++=, 解方程组6020x y x y ++=⎧⎨--=⎩,得(24)T --,. ………………… 14分 因为区域D 内的点的横坐标的最小值与最大值分别为12-,,所以切点T D ∉,由图可知当G 过点B 时,m 取得最小值,即22(1)(32)8m --+-+=,解得min 1m =. ………………… 16分3.深圳一模20.(本题满分14分)如图,为半圆,AB 为半圆直径,O 为半圆圆心,且OD ⊥AB ,Q 为线段OD 的中点,已 知|AB|=4,曲线C 过Q 点,动点P 在曲线C 上运动且保 持|PA|+|PB|的值不变.(1)建立适当的平面直角坐标系,求曲线C 的方程;(2)过D 点的直线l 与曲线C 相交于不同的两点M 、N ,且M 在D 、N 之间,设DN DM =λ,求λ的取值范围.20解:(1)以AB 、OD 所在直线分别为x 轴、y 轴,O 为原点,建立平面直角坐标系,∵|PA|+|PB|=|QA|+|QB|=2521222=+>|AB|=4.∴曲线C 为以原点为中心,A 、B 为焦点的椭圆.设其长半轴为a,短半轴为b,半焦距为c,则2a=25,∴a=5,c=2,b=1.∴曲线C 的方程为52x +y2=1.(2)设直线l 的方程为y=kx+2,代入52x +y2=1,得(1+5k2)x2+20kx+15=0.Δ=(20k)2-4×15(1+5k2)>0,得k2>53.由图可知21x x DN DM ==λ由韦达定理得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=⋅+-=+22122151155120k x x k k x x 将x1=λx2代入得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=λ+=λ+2222222225115)51(400)1(k x k k x两式相除得)5(380)51(15400)1(2222k k k +=+=λλ+ 316)51(3804,320515,3510,532222<+<<+<∴<<∴>k k k k 即331,0,316)1(42<λ<∴>=λ<λλ+<∴解得DN DM①,21DNDM x x ==λ M 在D 、N 中间,∴λ<1②又∵当k 不存在时,显然λ=31=DN DM (此时直线l 与y 轴重合) 综合得:1/3 ≤λ<1.21.已知函数3()3.f x x x =- (1)求曲线()y f x =在点2x =处的切线方程;(2)若过点(1,)(2)A m m ≠-可作曲线()y f x =的三条切线,求实数m 的取值范围.20.解(1)23()33,(2)9,(2)2322f x x f f ''=-==-⨯= ……………………………2分∴曲线()y f x =在2x =处的切线方程为29(2)y x -=-,即9160x y --=;…………4分(2)过点(1,)A m 向曲线()y f x =作切线,设切点为00(,)x y则32000003,()3 3.y x x k f x x '=-==-则切线方程为320000(3)(33)()y x x x x x --=--………………………………………………6分整理得32002330(*)x x m -++= ∵过点(1,)(2)A m m ≠-可作曲线()y f x =的三条切线 ∴方程(*)有三个不同实数根.记322()233,()666(1)g x x x m g x x x x x '=-++=-=- 令()0,0g x x '==或 1. …10分则,(),()x g x g x '的变化情况如下表当0,()x g x =有极大值3;1,()m x g x +=有极小值2m +. ………………12分由()g x 的简图知,当且仅当(0)0,(1)0g g >⎧⎨<⎩即30,3220m m m +>⎧-<<-⎨+<⎩时,函数()g x 有三个不同零点,过点A 可作三条不同切线.所以若过点A 可作曲线()y f x =的三条不同切线,m 的范围是(3,2)--.……22.(本小题满分14分)已知函数2()2f x x x =+. (Ⅰ)数列11{}:1,(),n n n a a a f a +'==满足求数列}{n a 的通项公式;(Ⅱ)已知数列11{}0,()(*)n n n b b t b f b n N +=>=∈满足,求数列{}n b 的通项公式;(Ⅲ)设11,{}n n n n b c c b ++=数列的前n 项和为Sn ,若不等式n S <λ对所有的正整数n 恒成立,求λ的取值范围。