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北 京 四 中
1.已知i,m,n是正整数,且1<i≤m<n。
(I)证明ni <mi ;
(II)证明(1+m)n>(1+n)m。
本题考察排列、组合、二项式定理、不等式的基本知识和逻辑推理能力.
证明:(I) 对于1<i≤m,有 =m……(m-i+1), ,
同理 ,
由于m<n, 对整数k=1,2,……,i-1,有 ,
所以 ,即mi >ni 。
(II) 证明:由二项式定理有
(1+m)n= mi , (1+n)m= ni ,
由(I)知mi >ni (1<i≤m<n),
而 , 所以,mi >ni (1<i≤m<n),
因此, ,
又m0 =n0C =1, m =n =mn, mi >0 (m<i≤n).
∴ ,即(1+m)n>(1+n)m.
2. a>b>1, P= , Q= (lga+lgb), R=lg( ),则( )。
A、R<P<Q B、P<Q<R C、Q<P<R D、P<R<Q
精析:观察P,Q,R三式的结构特点,联想对数运算法则,注意到均值不等式,就有如下解法过程。
∵ a>b>1, ∴ lga>lgb>0, lga+lgb>2 ,
即 (lga+lgb)> , 故Q>P,
又由 > 得lg( )>lg ,
即lg( )> (lga+lgb)。故R>Q,从而选B。
注意:本题也可用特殊值法来判定,如取a=100, b=10,很容易选B。解这类题要善于利用特例法求解,利用均值不等式和函数单调性比较大小,是比较大小常用的方法。
3.已知a,b,c是实数,函数f(x)=ax2+bx+c, g(x)=ax+b, 当-1≤x≤1时,|f(x)|≤1.
(1)证明:|c|≤1; (2)证明:-1≤x≤1时,|g(x)|≤2;
(3)设a>0,当 -1≤x≤1时,g(x)的最大值为2,求f(x)。
精析:(1)由条件-1≤x≤1, |f(x)|≤1, 取x=0,得|c|=|f(0)|≤1,即|c|≤1.
(2)由于g(x)=ax+b中含有字母未知数a,因而用分类讨论,结合函数g(x)的单调性来证明。
当a>0时,g(x)=ax+b,在[-1,1]上是增函数,∴ g(-1)≤g(x)≤g(1),
∵ |f(x)|≤1 (-1≤x≤1), |c|≤1, ∴ g(1)=a+b=f(1)-c≤|f(1)|+|c|≤2.
g(-1)=-a+b=-f(-1)+c≥-(|f(-1)|+|c|)≥-2,
由此 得|g(x)|≤2,
当a<0时,g(x)=ax+b在[-1,1]上是减函数,
∴ g(-1)≥g(x)≥g(1),
∵ |f(x)|≤1 (-1≤x≤1), |c|≤1,
∴ g(-1)=-a+b=-f(-1)+c≤|f(-1)|+|c|≤2,
g(1)=a+b=f(1)-c≥-(|f(1)|+|c|)≥-2,
由此得|g(x)|≤2,
当a=0时,g(x)=b,f(x)=bx+c
∵ -1≤x≤1
∴ |g(x)|=|f(1)-c|≤|f(1)|+|c|≤2
综上所述,得|g(x)|≤2.
(3)利用题设先求c值,再求f(x).
∵ a>0, g(x)在[-1,1]上是增函数,当x=1时取得最大值2,
即g(1)=a+b=f(1)-f(0)=2,
∵ -1≤f(0)=f(1)-2≤1-2=-1, ∴ c=f(0)=-1,
∵ 当-1≤x≤1时,f(x)≥-1, 即f(x)≥f(0),
根据二次函数性质,直线x=0为二次函数f(x)的图像的对称轴,
故有- =0,那么b=0,a=2. ∴f(x)=2x2-1。
注意:本题综合性较强。前两问考查绝对值不等式的证明,第三问求函数的表达式,技巧性较高。要求考生会灵活应用绝对值不等式的性质及函数的单调性,并会进行合理的分类讨论。
注:在高考中单纯的不等式证明题比较少,多数是和应用题等其它知识结合在一起考察的。
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