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解: $\frac{a + b}{2}-\frac{2ab}{a + b}=\frac{(a + b)^{2}-4ab}{2(a + b)}=\frac{a^{2}+2ab + b^{2}-4ab}{2(a + b)}=\frac{(a - b)^{2}}{2(a + b)}$
∵ $b > a > 0,$
∴ $a + b > 0,$$(a - b)^{2} > 0,$
∴ $\frac{a + b}{2}-\frac{2ab}{a + b} > 0,$
∴ $\frac{a + b}{2} > \frac{2ab}{a + b}$
$\frac{1}{m}-\frac{1}{m + 1}$
$\frac{2025}{2026}$
B
(1)证明:$\frac{1}{m}-\frac{1}{m + 1}=\frac{(m + 1)-m}{m(m + 1)}=\frac{1}{m(m + 1)}$,
与左边相等,猜想成立。
$\frac{a + b}{2}$
$\frac{2ab}{a + b}$
解:$Q_{1}-Q_{2}=\frac{a + b}{2}-\frac{2ab}{a + b}=\frac{(a + b)^{2}-4ab}{2(a + b)}=\frac{(a - b)^{2}}{2(a + b)}.$
∵ $a ≠ b,$
∴ $(a - b)^{2} > 0.$ 由题意可知$a > 0,$$b > 0,$
∴ $a + b > 0,$
∴ $Q_{1}-Q_{2} > 0,$
∴ $Q_{1} > Q_{2},$
∴ 乙的平均单价更便宜
【解析】
$\frac{a + b}{2}-\frac{2ab}{a + b}=\frac{(a + b)^{2}-4ab}{2(a + b)}=\frac{a^{2}+2ab + b^{2}-4ab}{2(a + b)}=\frac{(a - b)^{2}}{2(a + b)}$
∵ $b > a > 0$,
∴ $a + b > 0$,$(a - b)^{2} > 0$,
∴ $\frac{a + b}{2}-\frac{2ab}{a + b}>0$,
∴ $\frac{a + b}{2}>\frac{2ab}{a + b}$
【答案】
$\frac{a + b}{2}>\frac{2ab}{a + b}$
【知识点】
作差法比较大小、分式化简、完全平方公式
【点评】
本题考查利用作差法比较两个分式的大小,核心是通过通分和完全平方公式化简差式,结合已知条件判断差的正负来确定式子大小关系,属于基础代数题型。
【难度系数】
0.7
【解析】
(1) 猜想:$\frac{1}{m(m + 1)}=\frac{1}{m}-\frac{1}{m + 1}$。
证明:$\frac{1}{m}-\frac{1}{m + 1}=\frac{(m + 1)-m}{m(m + 1)}=\frac{1}{m(m + 1)}$,与左边相等,猜想成立。
(2) 利用裂项相消法计算:
$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{2025×2026}$
$=1 - \frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+…+\frac{1}{2025}-\frac{1}{2026}$
$=1 - \frac{1}{2026}$
$=\frac{2025}{2026}$
【答案】
(1) $\frac{1}{m}-\frac{1}{m + 1}$;证明见解析
(2) $\frac{2025}{2026}$
【知识点】
分式裂项相消,分式通分化简
【点评】
本题通过观察等式归纳裂项公式,再用裂项相消法简化求和运算,考查归纳推理能力与分式运算能力,规律应用明确,易于理解。
【难度系数】
0.7
【解析】
甲从A到C的总路程为 $100 + 200 = 300$ m,根据“时间=路程÷速度”,甲到达C地的时间为 $\frac{300}{a}$ min;
乙从B到C的路程为200 m,乙到达C地的时间为 $\frac{200}{b}$ min。
比较两人时间的大小,作差得:
$\frac{300}{a} - \frac{200}{b} = \frac{300b - 200a}{ab} = \frac{100(3b - 2a)}{ab}$
因为速度 $a>0$,$b>0$,且 $3b>2a$,所以 $3b-2a>0$,$ab>0$,则 $\frac{100(3b - 2a)}{ab} > 0$,即 $\frac{300}{a} > \frac{200}{b}$。
说明甲用的时间比乙长,故乙先到C地。
【答案】
B
【知识点】
行程问题、作差法比较大小、分式运算
【点评】
本题结合行程问题考查分式的应用与作差法比较大小,核心是根据路程、速度、时间的关系表示出两人的到达时间,再利用已知条件判断时间长短,解题关键是掌握作差法比较两个正数大小的方法。
【难度系数】
0.6
【解析】
(1) 甲两次加油的总费用为$40a + 40b$元,总油量为$40 + 40 = 80$L,根据平均单价=总费用÷总油量,可得$Q_1=\frac{40a + 40b}{80}=\frac{a + b}{2}$;
乙两次加油的总油量为$\frac{200}{a} + \frac{200}{b}$L,总费用为$200 + 200 = 400$元,同理可得$Q_2=\frac{400}{\frac{200}{a} + \frac{200}{b}}=\frac{2ab}{a + b}$。
(2) 用作差法比较$Q_1$与$Q_2$的大小:
$Q_1 - Q_2 = \frac{a + b}{2} - \frac{2ab}{a + b} = \frac{(a + b)^2 - 4ab}{2(a + b)} = \frac{(a - b)^2}{2(a + b)}$,
因为$a≠b$,所以$(a - b)^2 > 0$,又因为$a$、$b$是汽油单价,故$a > 0$,$b > 0$,则$a + b > 0$,
所以$\frac{(a - b)^2}{2(a + b)} > 0$,即$Q_1 - Q_2 > 0$,$Q_1 > Q_2$,因此乙加的汽油更便宜。
【答案】
(1) $\frac{a + b}{2}$;$\frac{2ab}{a + b}$
(2) 乙加的汽油更便宜,理由见解析。
【知识点】
分式的化简求值;作差法比较大小;平均数计算
【点评】
本题考查分式在实际问题中的应用,核心是通过计算平均单价,利用作差法比较大小,需熟练掌握分式通分变形及正数的性质,提升实际问题的数学建模能力。
【难度系数】
0.6