21.(1)双曲线C的渐近线
直线l的方程………………..6分
直线l与m的距离……….8分
(2)设过原点且平行与l的直线
则直线l与b的距离
当
又双曲线C的渐近线为
双曲线C的右支在直线b的右下方,
双曲线右支上的任意点到直线的距离为。
故在双曲线的右支上不存在点,使之到直线的距离为。
[ 证法二] 双曲线的右支上存在点到直线的距离为,
则
由(1)得,
设
当,0………………………………..13分
将 代入(2)得 (*)
方程(*)不存在正根,即假设不成立
故在双曲线C的右支上不存在Q,使之到直线l 的距离为…………….16分
22(1)解,函数的反函数是
而其反函数为
故函数不满足“1和性质”
(2)设函数满足“2和性质”,
…….6分
而得反函数………….8分
由“2和性质”定义可知=对恒成立
即所求一次函数为………..10分
(3)设,,且点在图像上,则在函数图象上,
故,可得, ......12分
,
令,则。,即。 ......14分
综上所述,,此时,其反函数就是,
而,故与互为反函数 。 ......16分
23.[解法一](1)由,得, ......2分
整理后,可得,、,为整数,
不存在、,使等式成立。 ......5分
(2)若,即, (*)
(ⅰ)若则。
当{}为非零常数列,{}为恒等于1的常数列,满足要求。 ......7分
(ⅱ)若,(*)式等号左边取极限得,(*)式等号右边的极限只有当时,才能等于1。此时等号左边是常数,,矛盾。
综上所述,只有当{}为非零常数列,{}为恒等于1的常数列,满足要求。......10分
【解法二】设
则
(i)若d=0,则
(ii)若(常数)即,则d=0,矛盾
综上所述,有, 10分
(3)
设.
,
. 13分
取 15分
由二项展开式可得正整数M1、M2,使得(4-1)2s+2=4M1+1,
故当且仅当p=3s,sN时,命题成立.
说明:第(3)题若学生从以下角度解题,可分别得部分分(即分步得分)
若p为偶数,则am+1+am+2+……+am+p为偶数,但3k为奇数
故此等式不成立,所以,p一定为奇数。
当p=1时,则am+1=bk,即4m+5=3k,
而3k=(4-1)k
=
当k为偶数时,存在m,使4m+5=3k成立 1分
当p=3时,则am+1+am+2+am+3=bk,即3am+2-bk,
也即3(4m+9)=3k,所以4m+9=3k-1,4(m+1)+5=3k-1
由已证可知,当k-1为偶数即k为奇数时,存在m, 4m+9=3k成立 2分
当p=5时,则am+1+am+2+……+am+5=bk,即5am+3=bk
也即5(4m+13)=3k,而3k不是5的倍数,所以,当p=5时,所要求的m不存在
故不是所有奇数都成立. 2分