题目内容

近日国内某大报纸有如下报导:
加薪的学问
学数学,其实是要使人聪明,使人的思维更加缜密.在美国广为流传的一道数学题目:老板给出两个加工资的方案,一是每年年末加一千;二是每半年结束时加300元,请选一种.一般不擅长数学的,很容易选前者,因为一年加一千元总比两半年共600元要多.其实,由于加工资是累计的,时间稍长,往往第二种方案更有利.例如,在二年的年末,依第一种方案可以加得1000+2000=3000元,而第二种方案在第一年加得300+600元,第二年加得900+1200=2100元,总数也是3000元.但到第三年,第一方案可得1000+2000+3000=6000元,第二种方案则为300+600+900+1200+1500+1800=6300元,比第一方案多了300元.第四年、第五年会更多.因此,你若会在该公司工作三年以上,则应选择第二方案.根据以上材料,解答下列问题:
(1)如果在该公司干10年,问选择第二方案比选择第一方案多加薪水多少元?
(2)如果第二方案中的每半年加300元改成每半年加a元,问a取何值时,总是选择第二方案比选择第一方案多加薪?
分析:(1)第一方案、第二方案的加薪额都是递增的等差数列,到第10年末,第一方案加薪总额为:1000+2000+3000+…+10000;第二方案加薪总额为:300+300×2+300×3+…+300×20;在该公司干满10年,作差比较可知,第二方案比第一方案多加薪多少;
(2)第n年(n∈N*)选择第二方案总比选择第一方案加薪多,即等差数列的前n项和:2na+
2n(2n-1)
2
a>1000n+
n(n-1)
2
×1000,整理得a>
500(n+1)
2n+1
,右边=250(1+
1
2n+1
)
,对于n∈N*时恒成立,存在最大值,从而得出a的取值范围.
解答:解:(1)由题意,第一方案每年的加薪额,第二方案每半年的加薪额都构成等差数列
第10年末,第一方案加薪总额为:1000+2000+3000+…+10000=55000元,
第二方案加薪总额为:300+300×2+300×3+…+300×20=63000元,
所以在该公司干10年,选择第二方案比选择第一方案多加薪:63000-55000=8000元;
(2)由题意,第n年(n∈N*)选择第二方案总比选择第一方案加薪多,
则由等差数列的前n项和公式:2na+
2n(2n-1)
2
a>1000n+
n(n-1)
2
×1000
化简得a>
500(n+1)
2n+1
=250(1+
1
2n+1
)
,对于n∈N*时恒成立,
又当n=1时,
1
2n+1
取最大值
1
3
,此时250(1+
1
2n+1
)
取得最大值
1000
3
;所以,
当a>
1000
3
时选择第二方案总是比选择第一方案多加薪.
点评:本题考查了根据实际问题选择函数模型,考查了数列与函数,数列与不等式的实际应用,是中高档题.
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