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2016-2017学年福建省莆田二十五中高二(上)第一次月考数学试卷(理科)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知数列1,,,,…,,…,则3是它的( )
A.第22项 B.第23项 C.第24项 D.第28项
2.已知△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+c2﹣bc,bc=4,则△ABC的面积为( )
A. B.1 C. D.2
3.在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C所对的边,若ccos A=b,则△ABC( )
A.一定是锐角三角形 B.一定是钝角三角形
C.一定是直角三角形 D.一定是斜三角形
4.若互不相等的实数a,b,c成等差数列,c,a,b成等比数列,且a+3b+c=10,则a=( )
A.4 B.2 C.﹣2 D.﹣4
5.在等差数列{an}中,若a6+a9+a12+a15=20,则S20等于( )
A.90 B.100 C.110 D.120
6.已知数列{an}的前n项和Sn=3n+k(k为常数),那么下述结论正确的是( )
A.k为任意实数时,{an}是等比数列
B.k=﹣1时,{an}是等比数列
C.k=0时,{an}是等比数列
D.{an}不可能是等比数列
7.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=﹣9,a2+a8=﹣2,当Sn取得最小值时,n=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
8.数列{an}中,a3=2,a7=1,若为等差数列,则a11=( )
A.0 B. C. D.2
9.若 {an}是等比数列,a4a7=﹣512,a3+a8=124,且公比q为整数,则a10=( )
A.256 B.﹣256 C.512 D.﹣512
10.数列{an}是正项等比数列,{bn}是等差数列,且a6=b7,则有( )
A.a3+a9≤b4+b10 B.a3+a9≥b4+b10
C.a3+a9≠b4+b10 D.a3+a9与b4+b10 大小不确定
11.等差数列{an}共有2n+1项,其中a1+a3+…+a2n+1=4,a2+a4+…+a2n=3,则n的值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
12.将正奇数排成如图所示的三角形数阵(第k行有k个奇数),其中第i行第j个数表示为aij,例如a42=15,若aij=2015,则i﹣j=( )
A.26 B.27 C.28 D.29
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)
13.已知数列{an}的通项公式an=11﹣2n,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,则S10= .
14.已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则an=
15.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b= .
16.如图,为测量山高MN,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点.从A点测得 M点的仰角∠MAN=60°,C点的仰角∠CAB=45°以及∠MAC=75°;从C点测得∠MCA=60°.已知山高BC=100m,则山高MN= m.
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.如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西60°方向的B处,且与岛屿A相距12海里,渔船乙以10海里/小时的速度从岛屿A出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上.
(1)求渔船甲的速度;
(2)求sinα的值.
18.△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知3cos(B﹣C)﹣1=6cosBcosC.
(1)求cosA;
(2)若a=3,△ABC的面积为,求b,c.
19.数列{an}的前n项和记为Sn,a1=1,an+1=2Sn+1(n≥1).
(1)求{an}的通项公式;
(2)等差数列{bn}的各项为正,其前n项和为Tn,且T3=15,又a1+b1,a2+b2,a3+b3成等比数列,求Tn.
20.等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a5=10,S7=49,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
21.设数列{an}是等差数列,数列{bn}的前n项和Sn满足Sn=(bn﹣1)且a2=b1,a5=b2
(Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=an•bn,设Tn为{cn}的前n项和,求Tn.
22.如图,经过村庄A有两条夹角为60°的公路AB,AC,根据规划拟在两条公路之间的区域内建一工厂P,分别在两条公路边上建两个仓库M、N (异于村庄A),要求PM=PN=MN=2(单位:千米).如何设计,使得工厂产生的噪声对居民的影响最小(即工厂与村庄的距离最远).
2016-2017学年福建省莆田二十五中高二(上)第一次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知数列1,,,,…,,…,则3是它的( )
A.第22项 B.第23项 C.第24项 D.第28项
【考点】数列的概念及简单表示法.
【分析】先化简3=,进而利用通项即可求出答案.
【解答】解:∵3=,令45=2n﹣1,解得n=23.∴3是此数列的第23项.
故选B.
2.已知△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+c2﹣bc,bc=4,则△ABC的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【考点】余弦定理.
【分析】由已知及余弦定理可求cosA,从而可求sinA的值,结合已知由三角形面积公式即可得解.
【解答】解:∵a2=b2+c2﹣bc,
∴由余弦定理可得:cosA===,又0<A<π,
∴可得A=60°,sinA=,
∵bc=4,
∴S△ABC=bcsinA==.
故选:C.
3.在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C所对的边,若ccos A=b,则△ABC( )
A.一定是锐角三角形 B.一定是钝角三角形
C.一定是直角三角形 D.一定是斜三角形
【考点】正弦定理.
【分析】已知等式利用正弦定理化简,再利用两角和与差的正弦函数公式变形,得到cosC为0,确定出C为直角,即可得到三角形为直角三角形.
【解答】解:已知等式ccosA=b,利用正弦定理化简得:sinCcosA=sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC,
整理得:sinAcosC=0,
∵sinA≠0,∴cosC=0,即C=90°,
则△ABC为直角三角形.
故选:C.
4.若互不相等的实数a,b,c成等差数列,c,a,b成等比数列,且a+3b+c=10,则a=( )
A.4 B.2 C.﹣2 D.﹣4
【考点】等差数列;等比数列.
【分析】因为a,b,c成等差数列,且其和已知,故可设这三个数为b﹣d,b,b+d,再根据已知条件寻找关于b,d的两个方程,通过解方程组即可获解.
【解答】解:由互不相等的实数a,b,c成等差数列,可设a=b﹣d,c=b+d,由题设得,
,
解方程组得,或,
∵d≠0,
∴b=2,d=6,
∴a=b﹣d=﹣4,
故选D.
5.在等差数列{an}中,若a6+a9+a12+a15=20,则S20等于( )
A.90 B.100 C.110 D.120
【考点】等差数列的前n项和.
【分析】利用等差数列的性质和前n项和公式即可得出.
【解答】解:由等差数列{an}的性质可得:a6+a15=a9+a12=a1+a20.
又a6+a9+a12+a15=20,∴.
∴=10×10=100.
故答案为:B.
6.已知数列{an}的前n项和Sn=3n+k(k为常数),那么下述结论正确的是( )
A.k为任意实数时,{an}是等比数列
B.k=﹣1时,{an}是等比数列
C.k=0时,{an}是等比数列
D.{an}不可能是等比数列
【考点】等比关系的确定.
【分析】可根据数列{an}的前n项和Sn=3n+k(k为常数),求出a1,以及n≥2时,an,再观察,k等于多少时,,{an}是等比数列即可.
【解答】解:∵数列{an}的前n项和Sn=3n+k(k为常数),∴a1=s1=3+k
n≥2时,an=sn﹣sn﹣1=3n+k﹣(3n﹣1+k)=3n﹣3n﹣1=2×3n﹣1
当k=﹣1时,a1=2满足an=2×3n﹣1
当k=0时,a1=3不满足2×3n﹣1
故选B
7.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=﹣9,a2+a8=﹣2,当Sn取得最小值时,n=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【考点】等差数列的性质.
【分析】利用等差数列的通项公式,可求得公差d=2,从而可得其前n项和为Sn的表达式,配方即可求得答案.
【解答】解:等差数列{an}中,a1=﹣9,a2+a8=2a1+8d=﹣18+8d=﹣2,解得d=2,
所以,Sn=﹣9n+=n2﹣10n=(n﹣5)2﹣25,
故当n=5时,Sn取得最小值,
故选:A.
8.数列{an}中,a3=2,a7=1,若为等差数列,则a11=( )
A.0 B. C. D.2
【考点】等差数列.
【分析】设数列的公差为d,根据等差数列的性质,求出d,在根据等差数列的性质,即可求出a11
【解答】解:设数列的公差为d
∵数列{an}中,是等差数列
∴
将a3=2,a7=1代入得:d=
∵
∴a11=
故选B.
9.若 {an}是等比数列,a4a7=﹣512,a3+a8=124,且公比q为整数,则a10=( )
A.256 B.﹣256 C.512 D.﹣512
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】由题设条件知a3和a8是方程x2﹣124x﹣512=0的两个实数根,解方程x2﹣124x﹣512=0,得x1=128,x2=﹣4,由公比q为整数,知a3=﹣4,a8=128,由此能够求出a10.
【解答】解:{an}是等比数列,
∵a4a7=﹣512,a3+a8=124,
∴a3a8=﹣512,a3+a8=124,
∴a3和a8是方程x2﹣124x﹣512=0的两个实数根,
解方程x2﹣124x﹣512=0,
得x1=128,x2=﹣4,
∵公比q为整数,
∴a3=﹣4,a8=128,
﹣4q5=128,解得q=﹣2,
∴a10=a8•(﹣2)2=128×4=512.
故选C.
10.数列{an}是正项等比数列,{bn}是等差数列,且a6=b7,则有( )
A.a3+a9≤b4+b10 B.a3+a9≥b4+b10
C.a3+a9≠b4+b10 D.a3+a9与b4+b10 大小不确定
【考点】数列的函数特性.
【分析】由于{bn}是等差数列,可得b4+b10=2b7.已知a6=b7,于是b4+b10=2a6.由于数列{an}是正项等比数列,可得a3+a9=≥=2a6.即可得出.
【解答】解:∵{bn}是等差数列,
∴b4+b10=2b7,
∵a6=b7,∴b4+b10=2a6,
∵数列{an}是正项等比数列,∴a3+a9=≥=2a6,
∴a3+a9≥b4+b10.
故选:B.
11.等差数列{an}共有2n+1项,其中a1+a3+…+a2n+1=4,a2+a4+…+a2n=3,则n的值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【考点】等差数列的前n项和.
【分析】等差数列{an}共有2n+1项,由a1+a3+…+a2n+1=4,a2+a4+…+a2n=3,两式相减,得a1+nd=1,两式相加,得S2n+1=7=(2n+1)a1+,由此能求出n.
【解答】解:等差数列{an}共有2n+1项,∵a1+a3+…+a2n+1=4,a2+a4+…+a2n=3,
∴两式相减,得a1+nd=1,
两式相加,得S2n+1=7=(2n+1)a1+,
∴(2n+1)(a1+nd)=7
∴(2n+1)=7,
∴n=3.
故选A.
12.将正奇数排成如图所示的三角形数阵(第k行有k个奇数),其中第i行第j个数表示为aij,例如a42=15,若aij=2015,则i﹣j=( )
A.26 B.27 C.28 D.29
【考点】归纳推理.
【分析】分析正奇数排列的正三角图表知,第i行(其中i∈N*)有i个奇数,且从左到右按从小到大的顺序排列,则2015是第1008个奇数,由等差数列的知识可得,它排在第几行第几个数
【解答】解:根据正奇数排列的正三角图表知,2015是第1008个奇数,应排在i行(其中i∈N*),
则1+2+3+…+(i﹣1)=i(i﹣1)≤1008①,
且1+2+3+…+i=i(i+1)>1008②;
验证i=45时,①②式成立,所以i=45;
第45行第1个奇数是2××44×45+1=1981,
而1981+2(j﹣1)=2015,
∴j=18;
∴i﹣j=45﹣18=27.
故选:B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)
13.已知数列{an}的通项公式an=11﹣2n,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,则S10= 50 .
【考点】数列的函数特性.
【分析】由数列的通项公式得到数列的首项和公差,再由通项大于等于0解出数列的前5项为正数,从第6项起为负数,则Sn=|a1|+|a2|+…+|an|可求.
【解答】解:由an=11﹣2n≥0,得,
∴数列{an}的前5项为正数,从第6项起为负数,
又由an=11﹣2n,得a1=9,an+1﹣an=11﹣2(n+1)﹣11+2n=﹣2,
∴数列{an}是首项为9,公差为﹣2的等差数列.
则Sn=|a1|+|a2|+…+|an|=(a1+a2+…+a5)﹣(a6+a7+…+a10)
=﹣(a1+a2+…+a10)+2(a1+a2+…+a5)
=﹣S10+2S5=
=﹣(10×9﹣90)+2(5×9﹣20)=50.
故答案为:50.
14.已知数列{an}满足a1=1,an+1=,则an=
【考点】数列递推式.
【分析】由,可得,因而可知数列{}是等差数列,求得数列{}的递推式,进而可求出数列{an}的通项公式.
【解答】解:由,
可得,
可得数列{}为,公差为3的等差数列,
求得数列{}递推式为,
可求出数列{an}的通项公式为,
故答案为.
15.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b= .
【考点】解三角形.
【分析】运用同角的平方关系可得sinA,sinC,再由诱导公式和两角和的正弦公式,可得sinB,运用正弦定理可得b=,代入计算即可得到所求值.
【解答】解:由cosA=,cosC=,可得
sinA===,
sinC===,
sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC=×+×=,
由正弦定理可得b=
==.
故答案为:.
16.如图,为测量山高MN,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点.从A点测得 M点的仰角∠MAN=60°,C点的仰角∠CAB=45°以及∠MAC=75°;从C点测得∠MCA=60°.已知山高BC=100m,则山高MN= 150 m.
【考点】解三角形的实际应用.
【分析】由题意,可先求出AC的值,从而由正弦定理可求AM的值,在RT△MNA中,AM=100m,∠MAN=60°,从而可求得MN的值.
【解答】解:在RT△ABC中,∠CAB=45°,BC=100m,所以AC=100m.
在△AMC中,∠MAC=75°,∠MCA=60°,从而∠AMC=45°,
由正弦定理得,,因此AM=100m.
在RT△MNA中,AM=100m,∠MAN=60°,由
得MN=100×=150m.
故答案为:150.
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.如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西60°方向的B处,且与岛屿A相距12海里,渔船乙以10海里/小时的速度从岛屿A出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上.
(1)求渔船甲的速度;
(2)求sinα的值.
【考点】解三角形的实际应用.
【分析】(1)由题意推出∠BAC=120°,利用余弦定理求出BC=28,然后推出渔船甲的速度;
(2)方法一:在△ABC中,直接利用正弦定理求出sinα.
方法二:在△ABC中,利用余弦定理求出cosα,然后转化为sinα.
【解答】解:(1)依题意,∠BAC=120°,AB=12,AC=10×2=20,∠BCA=α.
在△ABC中,由余弦定理,得BC2=AB2+AC2﹣2AB×AC×cos∠BAC
=122+202﹣2×12×20×cos120°=784.
解得BC=28.
所以渔船甲的速度为海里/小时.
答:渔船甲的速度为14海里/小时.
(2)方法1:在△ABC中,因为AB=12,∠BAC=120°,BC=28,∠BCA=α,
由正弦定理,得.
即.
答:sinα的值为.
方法2:在△ABC中,因为AB=12,AC=20,BC=28,∠BCA=α,
由余弦定理,得.
即.
因为α为锐角,所以=.
答:sinα的值为.
18.△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知3cos(B﹣C)﹣1=6cosBcosC.
(1)求cosA;
(2)若a=3,△ABC的面积为,求b,c.
【考点】余弦定理;诱导公式的作用;两角和与差的余弦函数;正弦定理.
【分析】(1)利用两角和与差的余弦函数公式化简已知等式左边的第一项,移项合并后再利用两角和与差的余弦函数公式得出cos(B+C)的值,将cosA用三角形的内角和定理及诱导公式变形后,将cos(B+C)的值代入即可求出cosA的值;
(2)由cosA的值及A为三角形的内角,利用同角三角函数间的基本关系求出sinA的值,利用三角形的面积公式表示出三角形ABC的面积,将已知的面积及sinA的值代入,得出bc=6,记作①,再由a及cosA的值,利用余弦定理列出关于b与c的关系式,记作②,联立①②即可求出b与c的值.
【解答】解:(1)3cos(B﹣C)﹣1=6cosBcosC,
化简得:3(cosBcosC+sinBsinC)﹣1=6cosBcosC,
变形得:3(cosBcosC﹣sinBsinC)=﹣1,
即cos(B+C)=﹣,
则cosA=﹣cos(B+C)=;
(2)∵A为三角形的内角,cosA=,
∴sinA==,
又S△ABC=2,即bcsinA=2,解得:bc=6①,
又a=3,cosA=,
∴由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA得:b2+c2=13②,
联立①②解得:或.
19.数列{an}的前n项和记为Sn,a1=1,an+1=2Sn+1(n≥1).
(1)求{an}的通项公式;
(2)等差数列{bn}的各项为正,其前n项和为Tn,且T3=15,又a1+b1,a2+b2,a3+b3成等比数列,求Tn.
【考点】等比数列的通项公式;等差数列的前n项和.
【分析】(1)由题意可得:an=2Sn﹣1+1(n≥2),所以an+1﹣an=2an,即an+1=3an(n≥2),又因为a2=3a1,故{an}是等比数列,进而得到答案.
(2)根据题意可得b2=5,故可设b1=5﹣d,b3=5+d,所以结合题意可得(5﹣d+1)(5+d+9)=(5+3)2,进而求出公差得到等差数列的前n项和为Tn.
【解答】解:(1)因为an+1=2Sn+1,…①
所以an=2Sn﹣1+1(n≥2),…②
所以①②两式相减得an+1﹣an=2an,即an+1=3an(n≥2)
又因为a2=2S1+1=3,
所以a2=3a1,
故{an}是首项为1,公比为3的等比数列
∴an=3n﹣1.
(2)设{bn}的公差为d,由T3=15得,可得b1+b2+b3=15,可得b2=5,
故可设b1=5﹣d,b3=5+d,
又因为a1=1,a2=3,a3=9,并且a1+b1,a2+b2,a3+b3成等比数列,
所以可得(5﹣d+1)(5+d+9)=(5+3)2,
解得d1=2,d2=﹣10
∵等差数列{bn}的各项为正,
∴d>0,
∴d=2,
∴.
20.等差数列{an}的前n项和记为Sn,若a5=10,S7=49,
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
【考点】数列的求和.
【分析】(1)设等差数列{an}的公差为d,由a5=10,S7=49,利用等差数列的通项公式及其求和公式即可得出.
(2)bn==,利用“裂项求和”方法即可得出.
【解答】解:(1)设等差数列{an}的公差为d,∵a5=10,S7=49,
∴a1+4d=10,7a1+d=49,联立解得a1=﹣2,d=3,
∴an=﹣2+3(n﹣1)=3n﹣5.
(2)bn===,
∴数列{bn}的前n项和Tn=++…+
==.
21.设数列{an}是等差数列,数列{bn}的前n项和Sn满足Sn=(bn﹣1)且a2=b1,a5=b2
(Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn=an•bn,设Tn为{cn}的前n项和,求Tn.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【分析】(Ⅰ)利用等差数列与等比数列的通项公式即可得出;
(Ⅱ)利用“错位相减法”和等比数列的前n项和公式即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)∵数列{bn}的前n项和Sn满足Sn=(bn﹣1),
∴b1=S1=,解得b1=3.
当n≥2时,bn=Sn﹣Sn﹣1=,
化为bn=3bn﹣1.
∴数列{bn}为等比数列,
∴.
∵a2=b1=3,a5=b2=9.
设等差数列{an}的公差为d.
∴,解得d=2,a1=1.
∴an=2n﹣1.
综上可得:an=2n﹣1,.
(Ⅱ)cn=an•bn=(2n﹣1)•3n.
∴Tn=3+3×32+5×33+…+(2n﹣3)•3n﹣1+(2n﹣1)•3n,
3Tn=32+3×33+…+(2n﹣3)•3n+(2n﹣1)•3n+1.
∴﹣2Tn=3+2×32+2×33+…+2×3n﹣(2n﹣1)•3n+1
=﹣(2n﹣1)•3n+1﹣3=(2﹣2n)•3n+1﹣6.
∴.
22.如图,经过村庄A有两条夹角为60°的公路AB,AC,根据规划拟在两条公路之间的区域内建一工厂P,分别在两条公路边上建两个仓库M、N (异于村庄A),要求PM=PN=MN=2(单位:千米).如何设计,使得工厂产生的噪声对居民的影响最小(即工厂与村庄的距离最远).
【考点】解三角形的实际应用.
【分析】设∠AMN=θ,在△AMN中,求出AM,在△APM中,利用余弦定理,建立函数,利用辅助角公式化简,即可得出结论.
【解答】解:设∠AMN=θ,在△AMN中, =.
因为MN=2,所以AM=sin. …2分
在△APM中,cos∠AMP=cos(60°+θ). …6分
AP2=AM2+MP2﹣2AM•MP•cos∠AMP
=sin2+4﹣2×2×sin cos(60°+θ) …8分
=sin2(θ+60°)﹣sin(θ+60°) cos(θ+60°)+4
= [1﹣cos (2θ+120°)]﹣sin(2θ+120°)+4
=﹣ [sin(2θ+120°)+cos (2θ+120°)]+
=﹣sin(2θ+150°),θ∈(0,120°). …12分
当且仅当2θ+150°=270°,即θ=60°时,AP2取得最大值12,即AP取得最大值2.
答:设计∠AMN为60°时,工厂产生的噪声对居民的影响最小.…14分