已知向量，（），函数，且图象上一个最高点为，与最近的一个最低-优题课

题文

已知向量，（），函数，且图象上一个最高点为，与最近的一个最低点的坐标为.
（1）求函数的解析式；
（2）设为常数，判断方程在区间上的解的个数；
（3）在锐角中，若，求的取值范围.

科目数学题型解答题难度中等

知识点：多面角及多面角的性质

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在等式 $\cos 2 x = 2 \cos^{2} x - 1 (x \in R)$ 的两边求导，得： $(\cos 2 x) ` = (2 \cos^{2} x - 1) `$ ，由求导法则，得 $(- \sin 2 x) 2 ` = 4 \cos x (- \sin x)$ ，化简得等式： $\sin 2 x = 2 \cos x \sin x$ .
（1）利用上题的想法（或其他方法），结合等式 $(1 + x)^{n} = C \begin{matrix} 0 \\ n \end{matrix} + C_{n}^{1} x + C_{n}^{2} x^{2} + . . . + C_{n}^{n} x^{n}$  （ $x \in R$ ，正整数 $n \geq 2$ ），证明： $n [(1 + x)^{n - 1} - 1] = \sum_{k = 2}^{n} k C_{n}^{k} x^{k - 1}$ （2）对于正整数 $n \geq 3$ ，求证：
（i） $\sum_{k = 1}^{n} (- 1)^{k} k C_{n}^{k} = 0$    (ii) $\sum_{k = 1}^{n} (- 1)^{k} k^{2} C_{n}^{k} = 0$ ； （iii） $\sum_{k = 1}^{n} \frac{1}{k + 1} C_{n}^{k} = \frac{2^{n - 1} - 1}{n + 1}$

记动点P是棱长为 $1$ 的正方体 $A B C D - A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 的对角线 $B D_{1}$ 上一点，记 $\frac{D_{1} P}{D_{1} B} = λ$ 。当 $∠ A P C$ 为钝角时，求 $λ$ 的取值范围.

A．选修4-1　几何证明选讲

如图，设 $△ A B C$ 的外接圆的切线 $A E$ 与 $B C$ 的延长线交于点 $E$ ， $∠ B A C$ 的平分线与 $B C$ 交于点 $D$ .求证： $E D^{2} = E B \cdot E C$ .

B．选修4-2　矩阵与变换

在平面直角坐标系 $x O y$ 中，设椭圆 $4 x^{2} + y^{2} = 1$ 在矩阵对应的变换作用下得到曲线 $F$ ，求 $F$ 的方程.

C．选修4-4　参数方程与极坐标

在平面直角坐标系 $x O y$ 中，点 $P (x, y)$ 是椭圆 $\frac{x^{2}}{3} + y^{2} = 1$ 上的一个动点，求 $S = x + y$ 的最大值.

D．选修4-5　不等式证明选讲

设 $a, b, c$ 为正实数，求证： $\frac{1}{a^{3}} + \frac{1}{b^{3}} + \frac{1}{c^{3}} + a b c \geq 2 \sqrt{3}$ .

若 $f_{1} (x) = 3^{|x - p_{1}|}, f_{2} (x) = 3^{|x - p_{2}|}, x \in R, p_{1}, p_{2}$ 为常数，且 $f (x) = {\begin{matrix} f_{1} (x), f_{1} (x) \leq f_{2} (x) \\ f_{2} (x), f_{1} (x) > f_{2} (x) \end{matrix}$ .
（Ⅰ）求 $f (x) = f_{1} (x)$ 对所有的实数 $x$ 成立的充要条件（用 $p_{1}, p_{2}$ 表示）；
（Ⅱ）设 $a, b$ 为两实数， $a < b$ 且 $p_{1}, p_{2} \in (a, b)$ ，若 $f (a) = f (b)$ ，求证： $f (x)$ 在区间 $[a, b]$ 上的单调增区间的长度和为 $\frac{b - a}{2}$ （闭区间 $[m, n]$ 的长度定义为 $n - m$ ）.

（I）设 $a_{1}, a_{2}, \dots a_{n}$ 是各项均不为零的等差数列 $(n \geq 4)$ ，且公差 $d \neq 0$ ，若将此数列删去某一项得到的数列（按原来的顺序）是等比数列：
①当 $n = 4$ 时，求 $\frac{a_{1}}{d}$ 的数值；②求 $n$ 的所有可能值；
（II）求证：对于一个给定的正整数 $(n \geq 4)$ ，存在一个各项及公差都不为零的等差数列 $b_{1}, b_{2} \dots \dots b_{n}$ ，其中任意三项（按原来的顺序）都不能组成等比数列。

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