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- 2021-06-15 发布
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第一章单元质量评估
时限:120分钟 满分:150分
第Ⅰ卷(选择题 共 60分)
一、选择题(本大题共 12小题,每小题 5分,共 60分,在每小
题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)
1.数列 3,5,9,17,33,…的通项 an=( B )
A.2n B.2n+1
C.2n-1 D.2n+1
2.用数学归纳法证明 1+1
2
+
1
3
+…+
1
2n-1
1)时,
第一步应验证不等式( B )
A.1+1
2
<2 B.1+1
2
+
1
3
<2
C.1+1
2
+
1
3
<3 D.1+1
2
+
1
3
+
1
4
<3
解析:由 n∈N*,n>1知 n的第一个值为 2,此时不等式为 1+1
2
+
1
22-1
<2,故选 B.
3.用数学归纳法证明“凸 n边形的内角和等于(n-2)π”时,归
纳奠基中 n0的取值应为( C )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:边数最少的凸 n边形为三角形,故 n0=3.
4.用反证法证明命题“若关于 x的方程 ax2+bx+c=0(a≠0,a,
b,c∈Z)有有理根,那么 a,b,c中至少有一个是奇数”时,下列假
设正确的是( B )
A.假设 a,b,c都是奇数
B.假设 a,b,c都不是奇数
C.假设 a,b,c至多有一个奇数
D.假设 a,b,c至多有两个奇数
解析:命题“a,b,c中至少有一个是奇数”的否定是“a,b,
c都不是奇数”,故选 B.
5.类比平面内“垂直于同一条直线的两条直线互相平行”的性
质,可得出空间内的下列结论( D )
①垂直于同一个平面的两条直线互相平行;②垂直于同一条直线
的两条直线互相平行;③垂直于同一个平面的两个平面互相平行;④
垂直于同一条直线的两个平面互相平行.
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:显然①④正确.②中空间内垂直于同一条直线的两直线可
能平行,可能相交,也可能异面;③垂直于同一个平面的两个平面可
能平行,也可能相交,故 D正确.
6.已知函数 f(x)=5x,则 f(2 014)的末四位数字为( B )
A.3 125 B.5 625
C.0 625 D.8 125
解析:因为 f(5)=55=3 125的末四位数字为 3 125,f(6)=56=15
625的末四位数字为 5 625,f(7)=57=78 125的末四位数字为 8 125,
f(8)=58=390 625的末四位数字为 0 625,f(9)=59=1 953 125的末四
位数字为 3 125,故周期 T=4.又由于 2 014=503×4+2,因此 f(2 014)
的末四位数字与 f(6)的末四位数字相同,即 f(2 014)的末四位数字是 5
625.
7.如图是今年元宵花灯展中一款五角星灯连续旋转闪烁所成的
三个图形,照此规律闪烁,下一个呈现出来的图形是( A )
解析:该五角星花灯每一次变化相当于按顺时针方向旋转 2 个
角,故下一个呈现出来的图形是 A.
8.设 f(x)是定义在正整数集上的函数,且 f(x)满足:“当 f(k)≥k2
成立时,总可推出 f(k+1)≥(k+1)2成立”.那么,下列命题总成立
的是( D )
A.若 f(1)<1成立,则 f(10)<100成立
B.若 f(2)<4成立,则 f(1)≥1成立
C.若 f(3)≥9成立,则当 k≥1时,均有 f(k)≥k2成立
D.若 f(4)≥25成立,则当 k≥4时,均有 f(k)≥k2成立
解析:题设中“当 f(k)≥k2成立时,总可推出 f(k+1)≥(k+1)2成
立”.实际上是给出了一个递推关系,从数学归纳法来考虑,因为
f(4)≥25成立,所以 f(4)≥16成立,即 k的基础值为 4.选项 A、B、C
都错误,故选 D.
9.已知 a,b,c∈R,且 a+b+c=0,abc>0,则
1
a
+
1
b
+
1
c
的值
( B )
A.一定是正数 B.一定是负数
C.可能是 0 D.以上均有可能
解析:∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)=0,又 abc>0,
∴a,b,c均不为 0,∴a2+b2+c2>0,∴ab+bc+ca<0,∴
1
a
+
1
b
+
1
c
=
ab+bc+ca
abc
<0.
10.如图甲,在平行四边形ABCD中,有AC2+BD2=2(AB2+AD2),
那么在图乙所示的平行六面体 ABCDA1B1C1D1中,AC21+BD21+CA21+
DB21=( A )
A.4(AB2+AD2+AA21) B.3(AB2+AD2+AA21)
C.2(AB2+AD2+AA21) D.4(AB2+AD2)
解析:已知平面上平行四边形的对角线的平方和等于从同一顶点
出发的两条边的平方和的 2倍,利用类比推理可知,空间中,平行六
面体的体对角线的平方和等于从同一顶点出发的三条棱的平方和的 4
倍.
11.已知 f(x)=x3+x,若 a,b,c∈R,且 a+b>0,a+c>0,b
+c>0,则 f(a)+f(b)+f(c)的值( A )
A.一定大于 0 B.一定等于 0
C.一定小于 0 D.正负都有可能
解析:∵y=x3与 y=x在 R 上均为增函数,∴f(x)在 R 上是增函
数.又 a+b>0,∴a>-b,∴f(a)>f(-b),又 f(x)=x3+x是奇函数,
∴f(a)>-f(b),即 f(a)+f(b)>0.同理,f(b)+f(c)>0,f(c)+f(a)>0,∴f(a)
+f(b)+f(c)>0,故选 A.
12. 在 f(m,n)中,m,n,f(m,n)∈N*,且对任意 m,n都有:
(1)f(1,1)=1;(2)f(m,n+1)=f(m,n)+2;
(3)f(m+1,1)=2f(m,1).给出下列三个结论:
①f(1,5)=9;②f(5,1)=16;③f(5,6)=26.
其中正确结论的个数是( A )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:∵f(m,n+1)=f(m,n)+2,∴f(m,n)构成首项为 f(m,1),
公差为 2的等差数列,∴f(m,n)=f(m,1)+2(n-1).
又 f(1,1)=1,∴f(1,5)=f(1,1)+2×(5-1)=9.
又∵f(m+1,1)=2f(m,1),∴f(m,1)构成首项为 f(1,1),公比为 2的
等比数列,∴f(m,1)=f(1,1)·2m-1=2m-1,∴f(5,1)=25-1=16,∴f(5,6)
=f(5,1)+2×(6-1)=16+10=26,∴①②③都正确,故选 A.
第Ⅱ卷(非选择题 共 90分)
二、填空题(本大题共 4小题,每小题 5分,共 20分,请把答案
填写在题中横线上)
13.在平面上,若两个正三角形的边长的比为 1∶2,则它们的
面积比为 1∶4,类似地,在空间中,若两个正四面体的棱长的比为 1∶
2,则它们的体积比为 1∶8.
解析:由类比思想,面积比是边长比的平方,体积比是棱长比的
立方.
14.设 S(n)=1
n
+
1
n+1
+
1
n+2
+
1
n+3
+…+
1
n2
,则 S(n)有 n2-n+
1项,S(2)=13
12
.
解析:分析分母即得项数.
S(2)=1
2
+
1
3
+
1
4
=
6+4+3
12
=
13
12
.
15.若符号“*”表示求实数 a与 b的算述平均数的运算,即 a*b
=
a+b
2
,如果用含有运算符号“*”和“+”的式子表示 a+(b*c),要
求是一种乘积形式,则 a+(b*c)=(a+b)*(a+c).
解析:a+(b*c)=a+b+c
2
=
2a+b+c
2
=
a+b+a+c
2
=(a+
b)*(a+c).
16.已知集合{a,b,c}={0,1,2},且下列三个关系:①a≠2;
②b=2;③c≠0有且只有一个正确,则 100a+10b+c等于 201.
解析:可分下列三种情形;(1)若只有①正确,则 a≠2,b≠2,c
=0,所以 a=b=1与集合元素的互异性相矛盾,所以只有①正确是
不可能的;(2)若只有②正确,则 b=2,a=2,c=0,这与集合元素
的互异性相矛盾,所以只有②正确是不可能的;(3)若只有③正确,则
c≠0,a=2,b≠2,所以 b=0,c=1,所以 100a+10b+c=100×2
+10×0+1=201.
三、解答题(本大题共 6小题,共 70分.解答应写出文字说明,
证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知 00.
要证
1
a
+
4
1-a
≥9成立,只需证 1-a+4a≥9a·(1-a),
即证 9a2-6a+1≥0,即证(3a-1)2≥0,
该式显然成立,故
1
a
+
4
1-a
≥9成立.
18.(12分)已知 a,b,c是互不相等的实数,求证:由 y=ax2+
2bx+c,y=bx2+2cx+a,y=cx2+2ax+b确定的三条抛物线中至少
有一条与 x轴有两个不同的交点.
证明:假设题设中的函数确定的抛物线与 x轴都最多有一个交
点.
由 y=ax2+2bx+c,y=bx2+2cx+a,y=cx2+2ax+b,
得Δ1=(2b)2-4ac≤0,且Δ2=(2c)2-4ab≤0,
且Δ3=(2a)2-4bc≤0.
不等式相加得 4b2+4c2+4a2-4ac-4ab-4bc≤0,
∴2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ac≤0,
∴(a-b)2+(b-c)2+(a-c)2≤0,
∴a=b=c,这与题设 a,b,c互不相等矛盾,
因此假设不成立,从而命题得证.
19.(12分)已知α,β≠kπ+π
2
(k∈Z)且 sinθ+cosθ=2sinα,sinθcosθ
=sin2β.求证:
1-tan2α
1+tan2α
=
1-tan2β
21+tan2β
.
证明:要证
1-tan2α
1+tan2α
=
1-tan2β
21+tan2β
成立,
只需证
1-sin2α
cos2α
1+sin2α
cos2α
=
1-sin2β
cos2β
2
1+sin2β
cos2β
,
即证 cos2α-sin2α=1
2
(cos2β-sin2β),
即证 1-2sin2α=1
2
(1-2sin2β),
即证 4sin2α-2sin2β=1.
因为 sinθ+cosθ=2sinα,
所以(sinθ+cosθ)2=1+2sinθcosθ=4sin2α,又 sinθcosθ=sin2β,
所以 1+2sin2β=4sin2α,得 4sin2α-2sin2β=1.
故原结论得证.
20.(12分)如图,棱柱 ABCA1B1C1的侧面 BCC1B1是菱形,B1C
⊥A1B.
(1)证明:平面 AB1C⊥平面 A1BC1;
(2)设 D是 A1C1上的点,且 A1B∥平面 B1CD,求 A1D∶DC1的值.
解:(1)证明:因为侧面 BCC1B1是菱形,所以 B1C⊥BC1.
又 B1C⊥A1B,且 A1B∩BC1=B,A1B,BC1⊂平面 A1BC1,
所以 B1C⊥平面 A1BC1,而 B1C⊂平面 AB1C,
所以平面 AB1C⊥平面 A1BC1.
(2)如图,
设 BC1交 B1C于点 E,连接 DE,则 DE是平面 A1BC1与平面 B1CD
的交线.
因为 A1B∥平面 B1CD,DE⊂平面 B1CD,
所以 A1B∥DE.
因为侧面 BCC1B1是菱形,B1C与 BC1交于点 E,
所以 E是 BC1的中点,
所以 D为 A1C1的中点,
即 A1D∶DC1=1.
21.(12分)设 an=1+1
2
+
1
3
+…+
1
n
(n∈N+),是否存在 n的整式,
使得等式 a1+a2+a3+…+an-1=g(n)(an-1)对大于 1的一切自然数 n
都成立?证明你的结论.
解:假设 g(n)存在,探索 g(n).
当 n=2时,由 a1=g(2)·(a2-1),
即 1=g(2)
1+1
2
-1
,得 g(2)=2;
当 n=3时,由 a1+a2=g(3)(a3-1),
即 1+
1+1
2 =g(3)·
1+1
2
+
1
3
-1
,
得 g(3)=3;
当 n=4时,同理可得 g(4)=4.
当此猜想 g(n)=n(n≥2且 n∈N+).
利用数学归纳法证明:a1+a2+…+an-1=n(an-1)(n≥2,且 n∈
N+).
(1)当 n=2时,结论成立.
(2)假设当 n=k(k≥2)时,等式成立,
即 a1+a2+…+ak-1=k(ak-1).
则当 n=k+1时,左式=a1+a2+…+ak-1+ak=k(ak-1)+ak=(k
+1)ak-k,
右式=(k+1)(ak+1-1)
=(k+1)
ak+
1
k+1
-1
=(k+1)ak-k,
左式=右式,即等式成立.
综合(1)、(2)得,结论成立.
22.(12分)阅读下列材料:
根据两角和与差的正弦公式,有
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ, ①
sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ, ②
由①+②,得 sin(α+β)+sin(α-β)=2sinαcosβ, ③
令α+β=A,α-β=B,有α=A+B
2
,β=A-B
2
,
代入③,得 sinA+sinB=2sinA+B
2
cosA-B
2
.
(1)类比上述推证方法,根据两角和与差的余弦公式,证明:cosA
-cosB=-2sinA+B
2
sinA-B
2
;
(2)若△ABC的三个内角 A,B,C满足 cos2A-cos2B=2sin2C,
试判断△ABC的形状.
解:(1)证明:cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ, ①
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ, ②
①-②,得
cos(α+β)-cos(α-β)=-2sinαsinβ. ③
令α+β=A,α-β=B,有α=A+B
2
,β=A-B
2
,
代入③,得
cosA-cosB=-2sinA+B
2
sinA-B
2
.
(2)方法 1:cos2A-cos2B=2sin2C,可化为 1-2sin2A-1+2sin2B
=2sin2C,
即 sin2A+sin2C=sin2B.
设△ABC的三个内角 A,B,C所对的边分别为 a,b,c,
由正弦定理可得 a2+c2=b2.
根据勾股定理的逆定理知△ABC为直角三角形.
方法 2:利用(1)中的结论,cos2A-cos2B=2sin2C可化为-2sin(A
+B)sin(A-B)=2sin2C,
因为 A,B,C为△ABC的内角,
所以 A+B+C=π,
所以-sin(A+B)sin(A-B)=sin2(A+B).
又因为 0
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