(1)已知向量的夹角为,且,则。 (2)某公司一年购买某种货物吨,每次购买吨,运费为万元次,一年的总存储费 用为万元,要使一年的总运费与总存储之和最小,则的值是 。 (3)等比数列的各项均为正数,且则数列的通项公式。 (4)已知定义在上的奇函数,设其导函数为,当时,恒有,令,则满足的实数的取值集合是___。
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完整解法
(1)
1. 对已知模的等式进行平方展开以引入数量积
已知 ,两边平方得:
2. 利用夹角和已知模求出关于目标向量模的二次方程,并求解
因为 ,且 的夹角为 ,
所以 。
代入上式得:
解此关于 的一元二次方程,得:
所以 。
(2)
1. 根据实际情境列出一年的总运费与总存储费用之和的函数表达式
购买货物的总吨数为 吨,每次购买 吨,则一年购买的次数为 次。
每次运费为 万元,则一年的总运费为 万元。
一年的总存储费用为 万元。
所以一年的总运费与总存储费用之和(万元)为:
2. 利用基本不等式求出总费用最小时的 $x$ 值
因为 ,由基本不等式得:
当且仅当 ,即 时取等号。
由于 ,解得 。
因此,当 时,总费用最小。
(3)
1. 通过等比数列性质和已知等式确定数列的公比 $q$
设等比数列 的公比为 。
由 及等比数列性质 ,得:
因为各项均为正数,所以 。
公比为:
2. 求出首项 $a_1$,进而写出通项公式 $a_n$
由已知 ,代入 得:
由此得等比数列的通项公式为:
(4)
1. 分析导数条件,确定构造函数 $F(x)$ 在负半轴上的单调性
因为 是定义在 上的奇函数,所以当 时,有 。
已知当 时,,即:
对于函数 ,其导函数为:
所以在 时,恒有 。
由此可知, 在 上单调递减。
2. 判断 $F(x)$ 的奇偶性,并推出其在正半轴上的单调性
因为 是奇函数,所以:
因此 是 上的偶函数。
结合其在 上单调递减,可知 在 上单调递增。
3. 利用单调性和奇偶性将自变量不等式进行转化并求解
利用偶函数性质,不等式 等价于:
由于 在 上单调递增,上式等价于:
展开绝对值不等式:
因此,满足条件的实数 的取值集合为 。
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