19.(本小题满分13分)
某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为米的相邻两墩之间的桥面工程费用为万元。假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为万元。
(Ⅰ)试写出关于的函数关系式;
(Ⅱ)当=640米时,需新建多少个桥墩才能使最小?
解 (Ⅰ)设需要新建个桥墩,
所以
(Ⅱ) 由(Ⅰ)知,
令,得,所以=64
当0<<64时<0, 在区间(0,64)内为减函数;
当时,>0. 在区间(64,640)内为增函数,
所以在=64处取得最小值,此时,
故需新建9个桥墩才能使最小。
20(本小题满分13分)
在平面直角坐标系xOy中,点P到点F(3,0)的距离的4倍与它到直线x=2的距离的3倍之和记为d,当P点运动时,d恒等于点P的横坐标与18之和
(Ⅰ)求点P的轨迹C;
(Ⅱ)设过点F的直线I与轨迹C相交于M,N两点,求线段MN长度的最大值。
解(Ⅰ)设点P的坐标为(x,y),则3︳x-2︳
由题设
当x>2时,由①得
化简得
当时 由①得
化简得
故点P的轨迹C是椭圆在直线x=2的右侧部分与抛物线在直线x=2的左侧部分(包括它与直线x=2的交点)所组成的曲线,参见图1
(Ⅱ)如图2所示,易知直线x=2与,的交点都是A(2,),
B(2,),直线AF,BF的斜率分别为=,=.
当点P在上时,由②知
. ④
当点P在上时,由③知
⑤
若直线l的斜率k存在,则直线l的方程为
(i)当k≤,或k≥,即k≤-2 时,直线I与轨迹C的两个交点M(,),N(,)都在C 上,此时由④知
∣MF∣= 6 - ∣NF∣= 6 -
从而∣MN∣= ∣MF∣+ ∣NF∣= (6 - )+ (6 - )=12 - ( +)
由 得 则,是这个方程的两根,所以+=*∣MN∣=12 - (+)=12 -
因为当
当且仅当时,等号成立。
(2)当时,直线L与轨迹C的两个交点 分别在上,不妨设点在上,点上,则④⑤知,
设直线AF与椭圆的另一交点为E
所以。而点A,E都在上,且
有(1)知
若直线的斜率不存在,则==3,此时
综上所述,线段MN长度的最大值为
21.(本小题满分13分)
对于数列若存在常数M>0,对任意的,恒有
则称数列为B-数列
(1) 首项为1,公比为的等比数列是否为B-数列?请说明理由;
请以其中一组的一个论断条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(2) 设是数列的前项和,给出下列两组论断;
A组:①数列是B-数列 ②数列不是B-数列
B组:③数列是B-数列 ④数列不是B-数列
请以其中一组中的一个论断为条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题。
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(3) 若数列都是数列,证明:数列也是数列。
解(1)设满足题设的等比数列为,则,于是
因此|- |+|-|+…+|-|=
因为所以即
故首项为1,公比为的等比数列是B-数列。
(2)命题1:若数列是B-数列,则数列是B-数列
次命题为假命题。
事实上,设,易知数列是B-数列,但
由的任意性知,数列是B-数列此命题为。
命题2:若数列是B-数列,则数列是B-数列
此命题为真命题
事实上,因为数列是B-数列,所以存在正数M,对任意的有
即。于是
所以数列是B-数列。
(III)若数列 {}是数列,则存在正数,对任意的有
注意到
同理:
记,则有
因此
+
故数列是数列