Question

【題目】一青蛙從點(diǎn)開始依次水平向右和豎直向上跳動(dòng)，其落點(diǎn)坐標(biāo)依次是，（如圖所示，坐標(biāo)以已知條件為準(zhǔn)），表示青蛙從點(diǎn)到點(diǎn)所經(jīng)過的路程.

（1）若點(diǎn)為拋物線（）準(zhǔn)線上一點(diǎn)，點(diǎn)均在該拋物線上，并且直線經(jīng)過該拋物線的焦點(diǎn)，證明.

（2）若點(diǎn)要么落在所表示的曲線上，要么落在所表示的曲線上，并且,試寫出（不需證明）；

（3）若點(diǎn)要么落在所表示的曲線上，要么落在所表示的曲線上，并且，求的表達(dá)式.

Answer 1

【答案】解：(1)設(shè)，由于青蛙依次向右向上跳動(dòng)，

所以，，由拋物線定義知：分

(2) 依題意，

隨著的增大，點(diǎn)無限接近點(diǎn)分

橫向路程之和無限接近，縱向路程之和無限接近分

所以=分

(3)方法一：設(shè)點(diǎn)，由題意，的坐標(biāo)滿足如下遞推關(guān)系：，且

其中分

∴，即，

∴是以為首項(xiàng)，為公差的等差數(shù)列，

∴，

所以當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，，于是，

又

∴當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，分

當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

所以，當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

所以，分

方法二：由題意知

其中

觀察規(guī)律可知：下標(biāo)為奇數(shù)的點(diǎn)的縱坐標(biāo)為首項(xiàng)為，公比為的等比數(shù)列．相鄰橫坐標(biāo)之差為首項(xiàng)為2，公差為1的等差數(shù)列．下標(biāo)為偶數(shù)的點(diǎn)也有此規(guī)律．并由數(shù)學(xué)歸納法可以證明．分

所以，當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，分

所以，分

【解析】

試題（1）直接借助題設(shè)求解即可獲證；（2）運(yùn)用題設(shè)條件和極限思想表示出來再求解即可；（3）運(yùn)用題設(shè)中提供的信息分類進(jìn)行求解．

試題解析：（1）設(shè)，由于青蛙依次向右向上跳動(dòng)，

所以，，由拋物線定義知：．

（2）依題意，，，（）

隨著的增大，點(diǎn)無限接近點(diǎn)，

橫向路程之和無限接近，縱向路程之和無限接近，

所以．

（3）方法一：設(shè)點(diǎn)，則題意，的坐標(biāo)滿足如下遞推關(guān)系：

，且，（）

其中，

∴，即，

∴是以為首項(xiàng)，2為公差的等差數(shù)列，

∴，

所以當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，，于是，

又，

∴當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，，，

當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

所以，當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

所以，．

方法二：由題意知，，，，，，…

其中，，，，…

，，，…

觀察規(guī)律可知：下標(biāo)為奇數(shù)的點(diǎn)的縱坐標(biāo)為首項(xiàng)為，公比為4的等比數(shù)列，相鄰橫坐標(biāo)之差為首項(xiàng)為2，公差為1的等差數(shù)列，下標(biāo)為偶數(shù)的點(diǎn)也有此規(guī)律，并由數(shù)學(xué)歸納法可以證明．

所以，當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，，

當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

所以，．