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23 2008~2019年江苏高考数学分类汇编(解析版)---数列加试

2008~2019年江苏高考数学分类汇编
数列
2010-23 已知△ABC 的三边长都是有理数.
(1)求证cosA 是有理数;
(2)求证:对任意正整数n ,cosnA 是有理数.
【解析】本题主要考查余弦定理、数学归纳法等基础知识,考查推理论证的能力与分析问
题、解决问题的能力.
(方法一)(1)证明:设三边长分别为,,a b c ,222
cos 2b c a A bc
+-=,
∵,,a b c 是有理数,
222b c a +-是有理数,分母2bc 为正有理数,又有理 数集对于除法的具有封闭性,
∴2222b c a bc
+-必为有理数,∴cosA 是有理数.
(2)①当1n =时,显然cosA 是有理数;
当2n =时,∵2cos22cos 1A A =-,因为cosA 是有理数,
∴cos2A 也是有理数;
②假设当(2)n k k ≤≥时,结论成立,
即coskA 、cos(1)k A -均是有理数.
当1n k =+时,cos(1)cos cos sin sin k A kA A kA A +=-,
1
cos(1)cos cos [cos()cos()]2k A kA A kA A kA A +=---+,
11
cos(1)cos cos cos(1)cos(1)22
k A kA A k A k A +=--++,
解得:cos(1)2cos cos cos(1)k A kA A k A +=-- ∵cosA ,cos kA ,cos(1)k A -均是有理数, ∴2cos cos cos(1)kA A k A --是有理数, ∴cos(1)k A +是有理数.
即当1n k =+时,结论成立.
综上所述,对于任意正整数n ,cosnA 是有理数.
(方法二)证明:(1)由AB 、BC 、AC 为有理数及余弦定理知
222
cos 2AB AC BC A AB AC
+-=
⋅是有理数. (2)用数学归纳法证明cosnA 和sin sin A nA ⋅都是有理数.
①当1n =时,由(1)知cos A 是有理数,
从而有2
sin sin 1cos A A A ⋅=-也是有理数.
②假设当(1)n k k =≥时,cos kA 和sin sin A kA ⋅都是有理数. 当1n k =+时,由cos(1)cos cos sin sin k A A kA A kA +=⋅-⋅, sin sin(1)sin (sin cos cos sin )A k A A A kA A kA ⋅+=⋅⋅+⋅
(sin sin )cos (sin sin )cos A A kA A kA A =⋅⋅+⋅⋅
由①和归纳假设,知cos(1)k A +和sin sin(1)A k A ⋅+都是有理数. 即当1n k =+时,结论成立.
综合①、②可知,对任意正整数n ,cosnA 是有理数.
2013-23 设数列{}n a :1
11,2,2,3,3,3,4,4,4,4,,(1),,(1)k k k k k --------⋅⋅⋅-⋅⋅⋅-⋅⋅⋅644474448

,,
即当
(1)(1)()22
k k k k n k N *-+<≤∈时,
记1(1)k n a k -=-.记12()n n S a a a n N *
=++⋅⋅⋅+∈. 对于l N *∈,定义集合{|l n p n S =是n a 的整数倍,n N *∈,且1}n l ≤≤. (1)求集合11p 中元素的个数; (2)求集合2000p 中元素的个数.
【解析】
2014-23 已知函数0sin ()(0)x
f x x x
=
>,设()n f x 为1()n f x -的导数,*n N ∈ (1)求122()()2
22
f f ππ
π
+
的值; (2)证明:对任意*
n N ∈,等式12
()()4
442
n n nf f ππ
π-+
=
都成立
2015-23 已知集合{}3,2,1=X ,{
})(,,3,2,1*
N n n Y n ∈=Λ,{
,),(a b b a b a S n 整除或整除= }n Y b X a ∈∈,,令()f n 表示集合n S 所含元素的个数.
(1)写出(6)f 的值;
(2)当6n ≥时,写出()f n 的表达式,并用数学归纳法证明.
2018-23 设,对1,2,···,n的一个排列,如果当s<t时,有,则称是排列的一个逆序,排列的所有逆序的总个数称为其逆序数.例如:对1,2,3的一个排列
231,只有两个逆序(2,1),(3,1),则排列231的逆序数为2.记为1,2,···,n的
所有排列中逆序数为k的全部排列的个数.
(1)求的值;
(2)求的表达式(用n表示).
【分析】(1)先根据定义利用枚举法确定含三个元素的集合中逆序数为2的个数,再利用枚举法确定含四个元素的集合中逆序数为2的个数;(2)先寻求含n个元素
的集合中逆序数为2与含n+1个元素的集合中逆序数为2的个数之间的关系,
再根据叠加法求得结果.
【详解】(1)记为排列abc的逆序数,对1,2,3的所有排列,有

所以.
对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4
在新排列中的位置只能是最后三个位置.
(2)对一般的n(n≥4)的情形,逆序数为0的排列只有一个:12…n,
所以.
逆序数为1的排列只能是将排列12…n中的任意相邻两个数字调换位置得到
的排列,所以.
为计算,当1,2,…,n的排列及其逆序数确定后,将n+1添加进原
排列,n+1在新排列中的位置只能是最后三个位置.
因此,.
当n≥5时,

因此,n≥5时,.
【点睛】探求数列通项公式的方法有观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等方法.寻求相邻项之间的递推关系,是
求数列通项公式的一个有效的方法.
【答案】(1)2 5
(2)n≥5时,。

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