第一题是一道代数题,an是一道多项式之和,求证:当正整数n≥2时,a(n+1)<an。
刚看见这题的时候,陆时羡还有些没有思路,于是一下子就顿在那里了。
毕竟纯粹的代数题,非常考验人的逻辑联系思维能力。
难道连第一道证明题都做不出来?这已经是最简单的了。
陆时羡忽然紧张起来,如果连第一题都做不出来,绝对是对他后面题目解答的一个巨大打击。
他轻吐一口气,慢慢迫使自己平静下来。
越是紧张越不能着急。
陆时羡再次审题,忽然发现自己陷入了一个误区,证明这种比大小的题目,何必将其分别代入后再比呢?
他只需要转换一下思维方式。
A与B比大小也可以转换成A与B比差或者A与B比商。
如果A-B最后的结果大于零,或者A/B的结果大于1,那就可以说明A大于B.
想到这,陆时羡的眼睛越来越亮。
他在草稿纸上飞快地验算,对于an式,可以利用乘法分配律将n+1单独分离出来。
再得出对任意的正整数n≥2,an-a(n+1)最后的简化式。
最后证明简化式大于零。
故a(n+1)<an。
此题得证。
将这道题解决,陆时羡长松一口气,开始看下一题。
第二题是一道平面解析几何。
题目大意是对勾函数和一条直线得到的两个交点,然后求交点在对勾函数上两条切线的交点轨迹是多少?
不得不说,如果逻辑思维能力不够,光是看题目就足够让你看晕了。
不过说起来,这种题还是陆时羡的强项,他在数学里最擅长的就是将图形转化成代数。
无非就是求交点的坐标。
根据给出的条件联立方程组,由题意知,该方程在(0,+∞)上有两个相异的实根x1、x2,故k≠1,且Δ(1)式=1+4(k−1)>0,两个实根之和(2)式与之积(3)式都大于零。
由此可以得出直线的斜率k的取值范围,最后对对勾函数进行求导
化简得到直线l1和l2的方程(4)式和(5)式
(4)式-(5)式得xp的函数表达式(6)式
将(2)(3)两式代入(6)式得xp=2
(4)式+(5)式得yp的函数表达式(7)式
将(2)(3)的组合式代入(7)式得2yp=(3−2k)xp+2,而xp=2,得yp=4−2k
根据斜率k的取值范围2<yp<2.5
即点P的轨迹为(2,2),(2,2.5)两点间的线段(不含端点)
陆时羡写完这题,考试时间已经只剩下四十分钟了。
第二道大题还真的不难,思路很简单,就是计算过程有些复杂,同时也比较费时间,光这一个题目就花了他几十分钟。
来不及吐槽,陆时羡赶紧望向第三大题,
设函数f(x)对所有的实数x都满足f(x+2π)=f(x)。
求证:存在4个函数fi(x)(i=1,2,3,4)满足:
(1)对i=1,2,3,4,fi(x)是偶函数,且对任意的实数x,有fi(x+π)=fi(x);
(2)对任意的实数x,有f(x)=f1(x)+f2(x)cosx+f3(x)sinx+f4(x)sin2x。
题目看起来非常简洁,可是陆时羡知道最后的解答过程是题目的数倍,可能还不止。
时间不多,陆时羡决定先解决第一题。
陆时羡用屁股想都明白,凡是跟圆周率π挨上边的基本上就跟周期函数挂钩了。
他直接策反了敌方f(x)两员大将的g(x)与h(x),且g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,对任意的x∈R,g(x+2π)=g(x),h(x+2π)=h(x)。
然后分别代入四条函数fi(x),i=1,2,3,4。得到四条函数f1(x)、f2(x)、f2(x)、f4(x)的表达式。
故fi(x),i=1,2,3,4是偶函数,且对任意的x∈R,fi(x+π)=fi(x)。
这个倒是简单,极有限次数的验证只需要分别代入验证就行了,不费脑子。
陆时羡觉得只要次数在10以下,他都能接受,无非就是费点笔芯而已。
毕竟总比看半天题目无从下手的强。
不过此题好像还是给了参赛者一些余地,因为陆时羡发现第二问与第一问的关联很大。
将刚刚第一问得到的代数式代入f(x)=f1(x)