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2011年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷) :理数第22题

  2016-10-28 16:58:35  

(2011湖南卷计算题)

(本小题满分13分)

已知函数

(Ⅰ)求函数的零点个数。并说明理由;

(Ⅱ)设数列满足,证明:存在常数,使得对于任意的,都有

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷) :理数第22题
【答案】

(Ⅰ)由,知,而,且

,则的一个零点,且内有零点。

因此至少有两个零点。

,记,则

时,,因此上单调递增,则内至多只有一个零点。又因为,则内有零点,

所以内有且只有一个零点,

记此零点为,则当时,

时,

所以,当时,单调递减,而,则内无零点;

时,单调递增,而内至多只有一个零点。

从而内至多只有一个零点。

综上所述,有且只有两个零点。

(Ⅱ)记的正零点为,即

(1)当时,由,即

,因此

由此猜测:。下面用数学归纳法证明。

①当时,显然成立。

②假设当时,成立,则当时,由知,

因此,当时,成立。

故对任意的成立。

(2)当,由(Ⅰ)知,上单调递增,则

,从而,即

由此猜测:,下面用数学归纳法证明,

①当时,显然成立。

②假设当时,成立,则当时,

知,
因此,当时,成立,

故对任意的成立。

综上所述,存在常数,使得对于任意的,都有

【解析】

本题主要考查导数的运用、函数零点的判断和数学归纳法。

(Ⅰ)由,又因为,再研究函数在上的单调性便可确定函数零点的个数。

(Ⅱ)本题应该根据的大小关系进行判断。先由出发,猜想可能成立的结论,然后再验证即可。记的正零点为,即,当时,由,得,而,由此猜测。当时,当时,单调递增,,从而,由此猜测,然后由数学归纳法证明即可。 

【考点】
函数与方程数学归纳法导数在研究函数中的应用
【标签】
数学归纳法直接法分类讨论思想


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