题目内容
1.设等差数列{an}满足:$\frac{{{{sin}^2}{a_2}-{{cos}^2}{a_2}+{{cos}^2}{a_2}{{cos}^2}{a_7}-{{sin}^2}{a_2}{{sin}^2}{a_7}}}{{sin({a_4}+{a_5})}}=1$,公差$d∈(-\frac{1}{2},0)$若当且仅当n=11时,数列{an}的前n项和Sn取得最大值,则首项a1的取值范围是( )| A. | $(\frac{10}{11}π,π)$ | B. | $[\frac{10}{11}π,π)$ | C. | $[π,\frac{11}{10}π)$ | D. | $(π,\frac{11}{10}π)$ |
分析 利用三角函数的倍角公式、积化和差与和差化积公式化简已知的等式,根据公差d的范围求出公差的值,代入前n项和公式后利用二次函数的对称轴的范围求解首项a1取值范围.
解答 解:由$\frac{{{{sin}^2}{a_2}-{{cos}^2}{a_2}+{{cos}^2}{a_2}{{cos}^2}{a_7}-{{sin}^2}{a_2}{{sin}^2}{a_7}}}{{sin({a_4}+{a_5})}}=1$,
得$\frac{si{n}^{2}{a}_{2}(1-si{n}^{2}{a}_{7})-co{s}^{2}{a}_{2}(1-co{s}^{2}{a}_{7})}{sin({a}_{4}+{a}_{5})}$=$\frac{si{n}^{2}{a}_{2}co{s}^{2}{a}_{7}-co{s}^{2}{a}_{2}si{n}^{2}{a}_{7}}{sin({a}_{4}+{a}_{5})}$
=$\frac{(sin{a}_{2}cos{a}_{7}-cos{a}_{2}sin{a}_{7})(sin{a}_{2}cos{a}_{7}+cos{a}_{2}sin{a}_{7})}{sin({a}_{4}+{a}_{5})}$
=$\frac{sin({a}_{2}-{a}_{7})sin({a}_{2}+{a}_{7})}{sin({a}_{4}+{a}_{5})}$=sin(a2-a7)=sin(-5d)=1
∴sin(5d)=-1.
∵d∈(-$\frac{1}{2}$,0),∴5d∈(-$\frac{5}{2}$,0),
则5d=$-\frac{π}{2}$,d=-$\frac{π}{10}$.
由Sn=na1+$\frac{n(n-1)d}{2}$=na1-$\frac{n(n-1)}{2}×\frac{π}{10}$=-$\frac{{n}^{2}}{20}$π+(a1+$\frac{π}{20}$)n.
对称轴方程为n=$\frac{10}{π}$(a1+$\frac{π}{20}$),
由题意当且仅当n=11时,数列{an}的前n项和Sn取得最大值,
∴$\frac{21}{2}$<$\frac{10}{π}$(a1+$\frac{π}{20}$)<$\frac{23}{2}$,解得:π<a1<$\frac{11π}{10}$.
∴首项a1的取值范围是(π,$\frac{11π}{10}$).
故选:D.
点评 本题考查了等差数列的通项公式,考查了三角函数的有关公式,考查了等差数列的前n项和,训练了二次函数取得最值得条件,考查了计算能力.
| A. | C${\;}_{12}^{10}$($\frac{3}{8}$)10($\frac{5}{8}$)2 | B. | C${\;}_{12}^{9}$($\frac{3}{8}$)9($\frac{5}{8}$)2($\frac{3}{8}$) | C. | C${\;}_{11}^{9}$($\frac{5}{8}$)9($\frac{3}{8}$)2 | D. | C${\;}_{11}^{9}$($\frac{3}{8}$)10($\frac{5}{8}$)2 |