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第0章 零基础

  1. 的()

A. 充分非必要条件
B. 必要非充分条件
C. 充分必要条件
D. 既非充分又非必要条件

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答案:B

解析:

成立,则

两边平方得

所以

,即

但反过来不一定成立。例如取

因此, 的必要非充分条件。

  1. 证明:对任意正整数 ,均有
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答案:对任意正整数 ,不等式 恒成立。

解析:

先验证

时,不等式分别为

均成立。

下面对 使用数学归纳法。假设当 时成立,即

又因为

所以

由数学归纳法,对任意正整数 ,均有

  1. 设实数 ,数列 满足 ,且对任意正整数 ,均有 ,证明:对任意正整数 ,有
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答案:原命题不成立,题干存在明显错误。

解析:

由递推式直接计算得

此后数列在 之间交替。

也可以将递推式改写为

因此

所以对任意正整数 ,均不可能有 。此外,题干中的参数 没有出现在递推关系中,也说明原题很可能存在漏字或录入错误。

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答案:

解析:

逐项相乘:

其中两项 相互抵消。

  1. ,则

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答案:

解析:

先提取公因式

由于 ,可以约去 。又有

因为 ,故

  1. 设函数 ,则

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答案:

解析:

对于任意 ,有

所以

因此

故所求和为

  1. 上有定义,,且对任意 ,均有

证明:当 时,

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答案:

解析:

不妨设 ,并令

由题设的 Lipschitz 条件,直接有

另一方面,利用 ,由三角不等式得

因此

对于任意 ,均有

  1. ,求函数 的最小值。
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答案:最小值为 ,在 时取得。

解析:

由于 ,由均值不等式,

等号成立当且仅当

,从而

因此函数的最小值为

  1. 设实数 满足 ,求 的最大值。
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答案:

解析:

写成

由柯西不等式,

所以

时,

因此最大值为

  1. 函数 的图像如图所示,且 ,则有()

A.
B.
C.
D.

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答案:现有源文件缺少题目所引用的图像,无法在 A、B 中唯一确定;由文字条件可以确定

解析:

若图中的 表示除 外的两个零点,则

是方程

的两个根。由韦达定理,

从而

,即 同号,所以只能在 A、B 中选择。

若图中的 表示两个驻点,则它们满足

于是

仍然只能推出 同号。

最后还需由原图的左右端走势判断 的符号:若图像右端向上,则 ,选 A;若图像右端向下,则 ,选 B。由于当前 Markdown 中未保留原图,不能可靠地进一步判定。

  1. 设函数 满足

其中 ,求函数 的表达式。

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答案:

解析:

在原等式中将 换成 ,得到

因此 满足方程组

用第一式乘以 ,再减去第二式,得

因为 ,所以

  1. 已知 ,则 的值为多少?
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答案:

解析:

注意到

利用余函数关系

可得

  1. 已知 ,求证:

(1)

(2)若 ,且 ,则

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答案:两组不等式均成立。

解析:

可得

(1)两式相加,得

同时

(2)由

,有

又因为 ,所以 。于是

特别地,必有

  1. 已知等差数列 满足

求:

(1)数列 的通项公式;

(2)数列 的前 项和

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答案:

(1)

(2)

解析:

设等差数列的首项为 ,公差为 ,则

从而

因此

由题设,

除以 ,得

比较关于 的一次项和常数项,得到

下面计算

利用有限等比数列及其导数公式,

因此

  1. 函数

在区间 的图像大致为何?

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答案:正确图像应关于 轴对称,在原点与 轴相切并取得局部极小值;在 处各有一个局部极大值,在 处与 轴相交,区间两端函数值为负。

解析:

将函数写为

因为 为偶函数, 均为奇函数,所以 为偶函数,从而

因此图像关于 轴对称。

附近作展开:

所以 ,且在 的充分小去心邻域内 ,故原点是局部极小值点,图像在原点与 轴相切而不穿过。

函数的一阶导数为

数值求解 ,在 内得到唯一非零驻点

此处

为局部极大值点。由偶对称性, 处也有相同的局部极大值。

再数值求解 ,除 外,在区间内还有

并且

因此图像从左端负值上升,穿过 轴后达到左侧极大值,再下降至原点的局部极小值;随后关于 轴对称地变化。

  1. 已知曲线 的极坐标方程是 ,以极点为原点、极轴为 轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线 的参数方程为

为参数)。

(1)写出直线 与曲线 的直角坐标方程;

(2)设曲线 经过伸缩变换

得到曲线 。设曲线 上任一点为 ,求 的最小值。

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答案:

(1)

(2)最小值为

解析:

(1)由

代入 的参数式,得

故直线 的直角坐标方程为

曲线 的极坐标方程为 ,而

所以曲线 的直角坐标方程为

(2)设变换前曲线 上的点为 ,变换后为 ,则

由于

所以曲线 的方程为

,所求式为

由柯西不等式,

因此

时等号成立。此时

的最小值为