已知数列{an}是公差d≠0的等差数列,其前n项和为Sn.
(1)求证:点,,…,在同一条直线l1上;
(2)过点Q1(1,a1),Q2(2,a2)作直线l2,设l1与l2的夹角为θ,求tanθ的最大值.
网友回答
解:(1)证明:因为等差数列{an}的公差d≠0,所以Sk=ka1+,=a1+d
当k≥2(k∈N)时,==d(d为常数),
所以P2,P3,…,Pn都在过点P1(1,a)且斜率为常数的直线l1上(k=2,3,…,n).
(2)直线l2的方程为y-a1=d(x-1),直线l2的斜率为d.分别设l1与l2的倾斜角为α和β,则θ=|β-α|,tanα=,tanβ=d,
则tanθ=|tan(β-α)|=||==≤=,当且经当=|d|即|d|=时取等号.
所以tanθ在|d|=2时的最大值为.
解析分析:(1)要证明这些点都在一条直线上,就要找出这些点都过一点和斜率固定的直线方程,根据等差数列{an}的前k项的和公式化简得到当k大于等于2时,经过计算得到每一个点与第一个点所求的斜率为定值,可得证;(2)根据Q1,Q2的坐标表示出直线l2,分别设l1与l2的倾斜角为α和β,则θ=|β-α|,两边都取正切,根据倾斜角的正切等于斜率及两角差的正切函数公式化简,利用基本不等式得到tanθ的最大值即可.
点评:本题是一道中档题,要求学生灵活运用等差数列的前n和公式化简求值,掌握直线的倾斜角与斜率的关系,会利用基本不等式求函数的最大值.