2018年武汉大学自主招生试题解析

1.对于数列{un},若存在常数M>0,对任意的nN*,恒有

|un+1un|+|unun1|++|u2u1|M

则称数列{un}B数列.

(1)首项为1,公比为q(|q|<1)的等比数列是否为B数列?请说明理由;

(2)Sn是数列{xn}的前n项和,给出下列两组判断:

A组:①数列{xn}B—数列,②数列{xn}不是B—数列;

B组:③数列{Sn}B—数列,④数列{Sn}不是B—数列.

请以其中一组中的论断为条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题,判断所给出的命题的真假,并证明你的结论;

(3)若数列{an}{bn}都是B数列,证明:数列{anbn}也是B数列.

【解析】(1)由题意,un=qn1|ui+1ui|=|q|i1(1q)

于是:

|un+1un|+|unun1|++|u2u1|

=(1q)·

1|q|n

1

由定义知,数列为B数列.

(2)命题1:数列{xn}B数列,数列{Sn}B数列.此命题是假命题.

xn=1(nN*),则数列{xn}B数列;而Sn=n

|Sn+1Sn|+|SnSn1|++|S2S1|=n

由于n的任意性,显然{Sn}不是B数列.

命题2:若数列{Sn}B数列,则数列{xn}B数列.此命题是真命题.

证明:|Sn+1Sn|+|SnSn1|++|S2S1|=|xn+1|+|xn|++|x2|M

又因为

|xn+1xn|+|xnxn1|++|x2x1|

|xn+1|+2|xn|+2|xn1|++2|x2|+|x1|

2M+|x1|

所以:数列{xn}B数列.

(3)若数列{an}{bn}均为B数列,则存在正数M1M2,对于任意的nN*,有

|an+1an|++|a2a1|M1

|bn+1bn|++|b2b1|M2

注意到:

|an|=|anan1+an1an2++a2a1+a1|

|an+1an|++|a2a1|+a1M1+a1

同理:|bn|M2+b1

k1=M1+a1k2=M2+b1

|an+1bn+1anbn|=|an+1bn+1anbn+1+anbn+1anbn|

|bn+1||an+1an|+|an||bn+1bn|

k2|an+1an|+k1|bn+1bn|

从而:

|an+1bn+1anbn|+|anbnan1bn1|++|a2b2a1b1|

k2(|an+1an|+|anan1|++|a2a1|)+k1(|bn+1bn|+|bnbn1|++|b2b1|)

k2M1+k1M2.

所以:数列{anbn}B数列.

2.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知F1F2分别是椭圆E的左、右焦点,AB分别是椭圆E的左、右顶点,D(10)为线段OF2的中点,且+5=0.

(1)求椭圆E的方程;

(2)M为椭圆上的动点(异于点AB),连接MF1并延长交椭圆E于点N,连接MDND并分别延长交椭圆E于点PQ,连接PQ.设直线MNPQ的斜率存在且分别为k1k2,试问是否存在常数λ,使得k1+λk2=0恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由.

【解析】(1)易知c=2,因为+5,即a+c=5(ac),解得:a=3,所以:b2=a2c2=5.

所以:椭圆E的方程为.

(2)设直线MN的方程为x=ty2M(x1y1)N(x2y2)

所以:直线MP的方程为y= (x1),联立椭圆方程和直线方程可得:

消去y得:(5x1)x2(9)x+9x15=0

由根与系数的关系可得:xP=

于是P,同理可得:Q

所以:k2==,即:k1+

所以:存在λ=满足题意.

3.已知函数f (x)=lnxax+,其中a为常数.

(1)f(x)的图象在x=1处的切线经过点(34),求a的值;

(2)0<a<1,求证:f >0

(3)当函数f (x)存在三个不同的零点时,求a的取值范围.

【解析】(1)f (x)=,所以f(1)=12a

因为切点坐标为(10),所以k=2,所以:12a=2,解得:a=.

(2)证明:原题即证2lnaln2>0对任意的a(01)成立.

g(a)= 2lnaln2,所以:g(a)= =

h(a)=4a3a44,则h(a)=412a3,则h(a)单调递增,在上单调递减,而h(a)max=h=4<0

所以:g(a)<0,所以:g(a)(01)上单调递减,

所以:g(a)>g(1)=ln2+>0.

(3)显然x=1是函数的一个零点,则只需a=有两个不等的实数解即可.

g(x)=x>0x1.

g(x)=,令φ(x)=lnx

φ(x)= = >0

于是φ(x)(0+)上单调递增,同时注意到φ(1)=0.

所以g(x)(01)上单调递增,在(1+)单调递减.

因为===

又因为===0 ==0

所以:0<a<.

4.设非负实数xyz满足xy+yz+zx=1,求证:.

【解析】证明:由于对称性,不妨设xyz,设y+z=a,则ax=1yz1,所以:x

=f (x)

所以:f (x)==<0,即f (x)为单调递减函数,

所以:f (x)f =

因为=≥0

当且仅当a=1时等号成立,此时x=1,则y+z+yz=1,且yz=0

所以等号成立的条件为x=1y=1z=0(或者其轮换).

变式题:设非负实数xyz满足xy+yz+zx=1,求证:.

5.设函数f (x)是定义在区间(1+)上的函数,其导函数为f (x),如果存在实数a和函数h(x),其中,h(x)对任意的x(1+)都有h(x)>0,使得f (x)=h(x)(x2ax++1),则称函数f (x)具有性质P(a).

(1)设函数f (x)=lnx+ (x>1),其中b为常数;

①求证函数f (x)具有性质P(a)

②求函数f (x)的单调区间;

(2)已知函数g(x)具有性质P(2),给定x1x2(1+)x1<x2α=mx1+(1m)x2β=mx2+(1m)x1,且α>1β>1,若|g(α)g(β)|<|g(x1)g(x2)|,求m的取值范围.

【解析】(1)①因为f (x)=,显然对x2bx+1=t(x),存在b使得对x(1+)t(x)>0恒成立,h(x)= >0恒成立.

②由①知,f (x)=,当b2时,f (x)0恒成立,此时f (x)(0+)单调递增,

b>2时,f (x)(1+)上有一个零点x0=

函数f (x)上单调递减,在单调递增.

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