同一骨架 2026 年贵州预赛 · P006016
两题都由小角极限找参数的必要边界,再用差函数的导数符号证明边界可行。定义域长度不能忽略:有限正角区间里的符号证明,未必能直接延伸到整个正半轴。
一题的全半轴条件需要把远端另作粗估计;另一题另含快速缩角的和式,要把首项与小角尾段分开控制。
已知
若 时, 恒成立,求实数 的最大值;
求证:对任意正整数 ,
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
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先回想这道题的想法,再试试当前题。
恒成立参数的最大值是对应上界函数的下确界,下确界可以只在端点极限逼近。小角估计可用 、;有限正项和可放大成收敛无穷几何级数。
想法从哪来:第一问的参数乘在一个正因子上,先除去它,把问题改写为一族上界共同限制参数。角趋于零时的比值提示临界常数,但端点极限只能给必要性,仍需证明整段区间不低于该值。对“原函数减候选直线”求导,再将余弦作为变量,便能检查差是否恒正。 第二问要求的是和的上界,不能直接拿第一问的下界相加。注意各角按固定倍数迅速缩小:把较大的首项精确算出,余项都在很小区间内,用正弦小于角、余弦有统一正下界取得线性上界。最后角度的和是几何级数,只要常数留有余量,就无需追求最紧估计。
第一问除以正量 ,考察 的单调性。 第二问首项可以精确计算,其余各项的自变量不超过 ;在这一区间给 建立线性上界,再对几何级数求和即可留出严格余量。
(1) 当 时,,所以条件等价于
令 。写 ,则
又 ,故在 时 ,从而 。 另一方面,
因此 在该区间的下确界为 。 时(1)成立,而任意 都会在充分小的正数 处违反(1)。故最大值为
(2) 记 。首项为
当 时,。由 ,可得
再由 (),
于是对任意正整数 ,由(2)(3)及正项性,
利用 与 ,
命题得证。
第一问中 ,除法不改变不等号方向;下确界虽不在开区间内取到, 仍对每个正 成立。第二问把有限和放大到无穷正项和,方向正确; 时同一估计仍成立。
参数恒成立问题可先改写为参数不超过某函数的下确界,再用导数和端点极限确定最佳值。 含快速缩小角度的三角函数和式,则适合分离首项,并在小区间用统一线性上界配合几何级数。
第一问通过导数分解和零端极限确定最优常数;第二问需另行分离首项并选择足够精确的小角上界控制等比尾和。
同一骨架 2026 年贵州预赛 · P006016
两题都由小角极限找参数的必要边界,再用差函数的导数符号证明边界可行。定义域长度不能忽略:有限正角区间里的符号证明,未必能直接延伸到整个正半轴。
一题的全半轴条件需要把远端另作粗估计;另一题另含快速缩角的和式,要把首项与小角尾段分开控制。
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