衡中同卷2024-2023高三年级五调考试(全国卷)数学

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衡中同卷2024-2023高三年级五调考试(全国卷)数学试卷答案

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12．观察式子：
cos$\frac{2}{3}$π=-$\frac{1}{2}$；
cos$\frac{2}{5}$π+cos$\frac{4}{5}$π=-$\frac{1}{2}$；
cos$\frac{2}{7}$π+cos$\frac{4}{7}$π+cos$\frac{6}{7}$π=-$\frac{1}{2}$；
按此规律猜想第五个的等式为cos$\frac{2}{11}$π+cos$\frac{4}{11}$π+cos$\frac{6}{11}$π+cos$\frac{8}{11}$π+cos$\frac{10}{11}$π=-$\frac{1}{2}$．

分析设a=x，b=$\frac{1}{y}$，c=y+$\frac{1}{x}$=$\frac{1}{a}$+$\frac{1}{b}$都大于0．不妨设a≤b．可得$\frac{1}{b}$+$\frac{1}{b}$-b≤c-a=$\frac{1}{a}$+$\frac{1}{b}$-a≤$\frac{1}{a}$+$\frac{1}{a}$-a．即$\frac{2-{b}^{2}}{b}$≤c-a≤$\frac{2-{a}^{2}}{a}$．对a与$\sqrt{2}$的大小分类讨论即可得出最大值．

解答解：设a=x，b=$\frac{1}{y}$，c=y+$\frac{1}{x}$=$\frac{1}{b}$+$\frac{1}{a}$．都大于0．
不妨设a≤b．则$\frac{1}{a}$≥$\frac{1}{b}$．
则$\frac{1}{b}$+$\frac{1}{b}$-b≤c-a=$\frac{1}{a}$+$\frac{1}{b}$-a≤$\frac{1}{a}$+$\frac{1}{a}$-a．
∴$\frac{2-{b}^{2}}{b}$≤c-a≤$\frac{2-{a}^{2}}{a}$，
①当a≥$\sqrt{2}$时，c≤a，此时c最小；
②当0＜a＜$\sqrt{2}$，c-a≥0，此时a最小，S≤$\sqrt{2}$．
综上可得：S的最大值为：$\sqrt{2}$．
故答案为：$\sqrt{2}$．

点评本题考查了不等式的性质、分类讨论的思想方法，考查了推理能力与计算能力，属于难题．

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