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- 2021-07-01 发布
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2017-2018学年江苏省泰州中学高二(上)期初数学试卷
一、填空题:(本大题共14个小题,每小题5分,共70分.将答案填在答题纸上.)
1.(5分)函数的定义域为 .
2.(5分)已知全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣6≤0},,那么集合A∩(∁UB)= .
3.(5分)用“<”将0.2﹣0.2、2.3﹣2.3、log0.22.3从小到大排列是 .
4.(5分)已知变量x,y满足约束条件,则目标函数z=3x﹣y的取值范围是 .
5.(5分)已知sinα=,α∈(﹣,),则cos(απ)= .
6.(5分)设与是两个不共线向量,且向量+λ与2﹣共线,则λ= .
7.(5分)若m、n、l是互不重合的直线,α,β,γ是互不重合的平面,给出下列命题:
①若α⊥β,α∩β=m,m⊥n,则n⊥α或n⊥β
②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n
③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线
④若α∩β=m,m∥n,且n⊄α,n⊄β,则n∥α且n∥β
⑤若α∩β=m,β∩γ=n,α∩γ=l,且α⊥β,α⊥γ,β⊥γ,则m⊥n,m⊥l,n⊥l
其中正确命题的序号是 .
8.(5分)已知等比数列{an}中,各项都是正数,且成等差数列,则等于 .
9.(5分)已知直线x﹣y+a=0与圆心为C的圆x2+y2+
2x﹣4y﹣4=0相交于A、B两点,且AC⊥BC,则实数a的值为 .
10.(5分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若三边的长为连续的三个正整数,且A>B>C,3b=20acos A,则sin A:sin B:sin C为 .
11.(5分)设a,b∈R,c∈[0,2π),若对于任意实数x都有2sin(3x﹣)=asin(bx+c),则满足条件的有序实数组(a,b,c)的组数为 .
12.(5分)设x,y为实数,若4x2+y2+xy=1,则2x+y的最大值是 .
13.(5分)已知函数f(x)=sinx,若存在x1,x2,…,xm满足0≤x1<x2<…xm≤6π,且|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…|f(xn﹣1)﹣f(xn)|=12,(m≥2,m∈N*),则m的最小值为 .
14.(5分)在锐角三角形 A BC中,tanA=,D为边 BC上的点,△A BD与△ACD的面积分别为2和4.过D作D E⊥A B于 E,DF⊥AC于F,则•= .
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
15.(15分)已知直线l:x﹣2y+2m﹣2=0.
(1)求过点(2,3)且与直线l垂直的直线的方程;
(2)若直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积大于4,求实数m的取值范围.
16.(15分)一副直角三角板(如图1)拼接,将△BCD折起,得到三棱锥A﹣BCD(如图2).
(1)若E,F分别为AB,BC的中点,求证:EF∥平面ACD;
(2)若平面ABC⊥平面BCD,求证:平面ABD⊥平面ACD.
17.(15分)为响应国家扩大内需的政策,某厂家拟在2016年举行某一产品的促销活动,经调查测算,该产品的年销量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用t(t≥0)万元满足x=4﹣(k为常数).如果不搞促销活动,则该产品的年销量只能是1万件.已知2016年生产该产品的固定投入为6万元,每生产1万件该产品需要再投入12万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品平均生产投入成本的1.5倍(生产投入成本包括生产固定投入和生产再投入两部分).
(1)求常数k,并将该厂家2016年该产品的利润y万元表示为年促销费用t万元的函数;
(2)该厂家2016年的年促销费用投入多少万元时,厂家利润最大?
18.(15分)在平面直角坐标系中,圆O:x2+y2=4与x轴的正半轴交于点A,以A为圆心的圆A:(x﹣2)2+y2=r2(r>0)与圆O交于B,C两点.
(1)若直线l与圆O切于第一象限,且与坐标轴交于D,E,当线段DE长最小时,求直线l的方程;
(2)设P是圆O上异于B,C的任意一点,直线PB、PC分别与x轴交于点M和N,问OM•ON是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
19.(15分)已知a∈R,函数f(x)=log2(+a).
(1)当a=5时,解不等式f(x)>0;
(2)若关于x的方程f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0的解集中恰好有一个元素,求a的取值范围.
(3)设a>0,若对任意t∈[,1],函数f(x)在区间[t,t+1]上的最大值与最小值的差不超过1,求a的取值范围.
20.(15分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2an﹣2;数列{bn}的前n项和为Tn,且满足b1=1,b2=2,.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)是否存在正整数n,使得恰为数列{bn}中的一项?若存在,求所有满足要求的bn;若不存在,说明理由.
2017-2018学年江苏省泰州中学高二(上)期初数学试卷
参考答案与试题解析
一、填空题:(本大题共14个小题,每小题5分,共70分.将答案填在答题纸上.)
1.(5分)函数的定义域为 (﹣2,)∪(,+∞) .
【分析】由0指数幂的底数不为0,分母中根式内部的代数式大于0联立不等式组求解.
【解答】解:由,解得x>﹣2且x.
∴函数的定义域为(﹣2,)∪(,+∞).
故答案为:(﹣2,)∪(,+∞).
【点评】本题考查函数的定义域及其求法,是基础题.
2.(5分)已知全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣6≤0},,那么集合A∩(∁UB)= {x|0≤x≤3} .
【分析】解不等式求出集合A、B,根据补集与交集的定义写出运算结果.
【解答】解:全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣6≤0}={x|﹣2≤x≤3},
={x|x<0或x>4},
∴∁UB={x|0≤x≤4},
∴A∩(∁UB)={x|0≤x≤3}.
故答案为:{x|0≤x≤3}.
【点评】本题考查了集合的化简与运算问题,是基础题.
3.(5分)用“<”将0.2﹣0.2、2.3﹣2.3、log0.22.3从小到大排列是 log0.22.3<2.3﹣2.3
<0.2﹣0.2 .
【分析】先根据指数函数与对数函数的图象与性质得到前两个数大于0,第三个数小于0,然后比较两个大于0之间的大小,根据指数函数底数大于1为增函数,底数小于1为减函数,由自变量与0的大小,分别根据函数的增减性即可作出判断,进而得到从小到大的顺序.
【解答】解:由指数函数图象与性质得:0.2﹣0.2>0,2.3﹣2.3>0,
由对数函数的图象与性质得:log0.22.3<0,
∵y=0.2x为减函数,由﹣0.2<0,0.2﹣0.2>0.20=1,
又y=2.3x为增函数,由﹣2.3<0,2.3﹣2.3<2.30=1,
∴2.3﹣2.3<0.2﹣0.2,
则从小到大排列为:log0.22.3<2.3﹣2.3<0.2﹣0.2.
故答案为:log0.22.3<2.3﹣2.3<0.2﹣0.2
【点评】此题考查了对数值大小的比较以及分数指数幂的运算,要求学生掌握指数函数及对数函数的图象与性质.比较前两数大小时找出一个中间量“1”是解本题的关键.
4.(5分)已知变量x,y满足约束条件,则目标函数z=3x﹣y的取值范围是 [﹣,6] .
【分析】作出不等式组表示的平面区域;作出目标函数对应的直线;结合图象根据截距的大小进行判断,从而得出目标函数z=3x﹣y的取值范围.
【解答】解:∵变量x,y满足约束条件,
目标函数为:z=3x﹣y,
直线4x﹣y+1=0与x+2y﹣2=0交于点A(0,1),
直线2x+y﹣4=0与x+2y﹣2=0交于点B(2,0),
直线4x﹣y+1=0与2x+y﹣4=0交于点C(,3),
分析可知z在点C处取得最小值,zmin=3×﹣1=﹣,
z在点B处取得最大值,zmax=3×2﹣0=6,
∴﹣≤z≤6,
故答案为[﹣,6];
【点评】本题考查画不等式组表示的平面区域、考查数形结合求函数的最值,此题是一道中档题,有一定的难度,画图是关键;
5.(5分)已知sinα=,α∈(﹣,),则cos(απ)= ﹣ .
【分析】由α的范围,得到cosα大于0,由sinα的值,利用同角三角函数间的基本关系求出sinα的值,利用诱导公式化简所求式子中,再利用两角和与差的余弦函数公式及特殊角的三角函数值化简后,把各自的值代入即可求出值.
【解答】解:∵sinα=,α∈(﹣,),
∴cosα==,
则cos(α+π)=cos[π+(α+)]=﹣cos(α+)=﹣cosαcos+sinαsin=﹣×+×=﹣.
故答案为:﹣
【点评】此题考查了两角和与差的余弦函数公式,同角三角函数间的基本关系,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握公式是解本题的关键.
6.(5分)设与是两个不共线向量,且向量+λ与2﹣共线,则λ= ﹣ .
【分析】根据平面向量共线的定义,列出方程,求出λ的值.
【解答】解:∵向量+λ与2﹣共线,
∴+λ=μ(2﹣),μ∈R;
∴+λ=2μ﹣μ,
∴,
解得λ=﹣.
故答案为:﹣.
【点评】本题考查了平面向量共线的应用问题,是基础题目.
7.(5分)若m、n、l是互不重合的直线,α,β,γ是互不重合的平面,给出下列命题:
①若α⊥β,α∩β=m,m⊥n,则n⊥α或n⊥β
②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n
③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线
④若α∩β=m,m∥n,且n⊄α,n⊄β,则n∥α且n∥β
⑤若α∩β=m,β∩γ=n,α∩γ=l,且α⊥β,α⊥γ,β⊥γ,则m⊥n,m⊥l,n⊥l
其中正确命题的序号是 ②④⑤ .
【分析】①中n与α和β可以有相交或包含的关系,叙述的不正确,②是教材上两个平面平行的性质定理,③中m可能垂直于α内的无数条直线,④符合线与面平行的判定,⑤符合三个平面两两相交时,交线平行或交于一点.
【解答】解:若α⊥β,α∩β=m,m⊥n,则n与α和β可以有相交或包含的关系,故①不正确,
若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n,这是两个平面平行的性质定理,故②正确,
若m不垂直于α,则m可能垂直于α内的无数条直线,③不正确,
若α∩β=m,m∥n,且n⊄α,n⊄β,则n∥α且n∥β,④正确
若α∩β=m,β∩γ=n,α∩γ=l,且α⊥β,α⊥γ,β⊥γ,
则m⊥n,m⊥l,n⊥l,符合三个平面两两相交时,交线平行或交于一点,故⑤正确,
总上可知②④⑤正确,
故答案为:②④⑤
【点评】本题考查空间中直线与平面之间的位置关系,本题所给的线与面比较多,关系比较复杂,需要逐个检验是否正确,题目中包含的教材中的性质定理可以直接得到结论.
8.(5分)已知等比数列{an}中,各项都是正数,且成等差数列,则等于 .
【分析】根据所给的三项成等差数列,写出关系式,得到公比的值,把要求的代数式整理成只含有首项和公比的形式,约分化简得到结果.
【解答】解:成等差数列,
∴a3=a1+2a2,
∴q2﹣2q﹣1=0,
∴q=1+,q=1﹣(舍去)
∴===q2=3+2
故答案为:3+2
【点评】本题考查数列的基本量的运算,本题解题的关键是根据条件得到首项和公比之间的关系,为后面在约分整理提供依据.
9.(5分)已知直线x﹣y+a=0与圆心为C的圆x2+y2+2x﹣4y﹣4=0相交于A、B两点,且AC⊥BC,则实数a的值为 0或6 .
【分析】根据圆的标准方程,求出圆心和半径,根据点到直线的距离公式即可得到结论.
【解答】解:圆的标准方程为(x+1)2+(y﹣2)2=9,圆心C(﹣1,2),半径r=3,
∵AC⊥BC,
∴圆心C到直线AB的距离d=,
即d==,
即|a﹣3|=3,
解得a=0或a=6,
故答案为:0或6.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式的应用,利用条件求出圆心和半径,结合距离公式是解决本题的关键.
10.(5分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若三边的长为连续的三个正整数,且A>B>C,3b=20acos A,则sin A:sin B:sin C为 6:5:4 .
【分析】设三边长分别为 a、a﹣1、a﹣2.由余弦定理可得 cosA=.再由3b=20acos A,可得cosA=,
故有 =,解得a的值,可得三边长.再由正弦定理可得 sinA:sinB:sinC的值.
【解答】解:由于a,b,c 三边的长为连续的三个正整数,且A>B>C,可设三边长分别为 a、a﹣1、a﹣2.
由余弦定理可得 cosA===.
再由3b=20acos A,可得cosA==,故有 =,
解得 a=6,故三边分别为6,5,4.
由正弦定理可得 sinA:sinB:sinC=a:b:c=a:(a﹣1):( a﹣2)=6:5:4,
故答案为 6:5:4.
【点评】本题主要考查正弦定理、余弦定理的应用,求出a=6是解题的关键,属于中档题.
11.(5分)设a,b∈R,c∈[0,2π),若对于任意实数x都有2sin(3x﹣
)=asin(bx+c),则满足条件的有序实数组(a,b,c)的组数为 4 .
【分析】根据三角函数恒成立,则对应的图象完全相同.
【解答】解:∵对于任意实数x都有2sin(3x﹣)=asin(bx+c),
∴必有|a|=2,
若a=2,则方程等价为sin(3x﹣)=sin(bx+c),
则函数的周期相同,若b=3,此时C=,
若b=﹣3,则C=,
若a=﹣2,则方程等价为sin(3x﹣)=﹣sin(bx+c)=sin(﹣bx﹣c),
若b=﹣3,则C=,若b=3,则C=,
综上满足条件的有序实数组(a,b,c)为(2,3,),(2,﹣3,),(﹣2,﹣3,),(﹣2,3,),
共有4组,
故答案为:4.
【点评】本题主要考查三角函数的图象和性质,结合三角函数恒成立,利用三角函数的性质,结合三角函数的诱导公式进行转化是解决本题的关键.
12.(5分)设x,y为实数,若4x2+y2+xy=1,则2x+y的最大值是 .
【分析】设t=2x+y,将已知等式用t表示,整理成关于x的二次方程,二次方程有解,判别式大于等于0,求出t的范围,求出2x+y的最大值.
【解答】解:∵4x2+y2+xy=1
∴(2x+y)2﹣3xy=1
令t=2x+y则y=t﹣2x
∴t2﹣3(t﹣2x)x=1
即6x2﹣3tx+t2﹣1=0
∴△=9t2﹣24(t2﹣1)=﹣15t2+24≥0
解得
∴2x+y的最大值是
故答案为
【点评】本题考查利用换元转化为二次方程有解、二次方程解的个数由判别式决定.
13.(5分)已知函数f(x)=sinx,若存在x1,x2,…,xm满足0≤x1<x2<…xm≤6π,且|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…|f(xn﹣1)﹣f(xn)|=12,(m≥2,m∈N*),则m的最小值为 8 .
【分析】由正弦函数的有界性可得,对任意xi,xj(i,j=1,2,3,…,m),都有|f(xi)﹣f(xj)|≤f(x)max﹣f(x)min=2,要使m取得最小值,尽可能多让xi(i=1,2,3,…,m)取得最高点,然后作图可得满足条件的最小m值.
【解答】解:∵y=sinx对任意xi,xj(i,j=1,2,3,…,m),
都有|f(xi)﹣f(xj)|≤f(x)max﹣f(x)min=2,
要使m取得最小值,尽可能多让xi(i=1,2,3,…,m)取得最高点,
考虑0≤x1<x2<…<xm≤6π,|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…+|f(xm﹣1)﹣f(xm)|=12,
按下图取值即可满足条件,
∴m的最小值为8.
故答案为:8.
【点评】本题考查正弦函数的图象和性质,考查正弦函数的有界性的应用,考查分析问题和解决问题的能力,考查数学转化思想方法,属于难题.
14.(5分)在锐角三角形 A BC中,tanA=,D为边 BC上的点,△A BD与△ACD的面积分别为2和4.过D作D E⊥A B于 E,DF⊥AC于F,则•= ﹣ .
【分析】由题意画出图形,结合面积求出cosA=,,然后代入数量积公式得答案.
【解答】解:如图,
∵△ABD与△ACD的面积分别为2和4,∴,,
可得,,∴.
又tanA=,∴,联立sin2A+cos2A=1,得,cosA=.
由,得.
则.
∴•==.
故答案为:.
【点评】本题考查平面向量的数量积运算,考查了数形结合的解题思想方法,考查了三角函数的化简与求值,是中档题.
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
15.(15分)已知直线l:x﹣2y+2m﹣2=0.
(1)求过点(2,3)且与直线l垂直的直线的方程;
(2)若直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积大于4,求实数m的取值范围.
【分析】(1)由直线l:x﹣2y+2m﹣2=0的斜率为,可得所求直线的斜率为﹣2,代入点斜式方程,可得答案;
(2)直线l与两坐标轴的交点分别为(﹣2m+2,0),(0,m﹣1),则所围成的三角形的面积为×|﹣2m+2|×|m﹣1|,根据直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积大于4,构造不等式,解得答案.
【解答】解:(1)∵直线l:x﹣2y+2m﹣2=0的斜率为,
∴与直线l垂直的直线的斜率为﹣2,…(2分)
因为点(2,3)在该直线上,
所以所求直线方程为y﹣3=﹣2(x﹣2),
故所求的直线方程为2x+y﹣7=0. …(6分)
(2)直线l与两坐标轴的交点分别为(﹣2m+2,0),(0,m﹣1),…(8分)
则所围成的三角形的面积为×|﹣2m+2|×|m﹣1|.…(10分)
由题意可知×|﹣2m+2|×|m﹣1|>4,化简得(m﹣1)2>4,…(12分)
解得m>3或m<﹣1,
所以实数m的取值范围是(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞). …(14分)
【点评】本题考查的知识点是直线的点斜式方程,直线与直线的交点,解不等式,是直线与不等式的综合应用,难度中档.
16.(15分)一副直角三角板(如图1)拼接,将△BCD折起,得到三棱锥A﹣BCD(如图2).
(1)若E,F分别为AB,BC的中点,求证:EF∥平面ACD;
(2)若平面ABC⊥平面BCD,求证:平面ABD⊥平面ACD.
【分析】(1)利用三角形中位线的性质,可得EF∥AC,即可证明EF∥平面ACD;
(2)若平面ABC⊥平面BCD,可得CD⊥平面ABC,CD⊥AB,因为AB⊥AC,所以AB⊥平面ACD,即可证明:平面ABD⊥平面ACD.
【解答】证明:(1)因为E,F分别为AB,BC的中点,所以EF∥AC. …(2分)
又EF⊄平面ACD,AC⊂平面ACD,所以EF∥平面ACD. …(6分)
(2)因为平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC,
CD⊂平面BCD,CD⊥BC,所以CD⊥平面ABC. …(8分)
因为AB⊂平面ABC,所以CD⊥AB. …(10分)
又因为AB⊥AC,AC∩CD=C,AC⊂平面ACD,CD⊂平面ACD,
所以AB⊥平面ACD. …(12分)
又AB⊂平面ABD,所以平面ABD⊥平面ACD. …(14分)
【点评】本题考查线面平行的判定,考查平面与平面垂直的判定与性质,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
17.(15分)为响应国家扩大内需的政策,某厂家拟在2016年举行某一产品的促销活动,经调查测算,该产品的年销量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用t(t≥0)万元满足x=4﹣(k为常数).如果不搞促销活动,则该产品的年销量只能是1万件.已知2016年生产该产品的固定投入为6万元,每生产1万件该产品需要再投入12万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品平均生产投入成本的1.5倍(生产投入成本包括生产固定投入和生产再投入两部分).
(1)求常数k,并将该厂家2016年该产品的利润y万元表示为年促销费用t万元的函数;
(2)该厂家2016年的年促销费用投入多少万元时,厂家利润最大?
【分析】(1)利用不搞促销活动,则该产品的年销量只能是1万件,可求k的值;确定每件产品的销售价格,结合厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍,即可求得函数解析式;
(2)利用基本不等式,即可求得最值.
【解答】解:(1)由题意,不搞促销活动,则该产品的年销量只能是1万件,知t=0时,x=1(万件),
∴1=4﹣k,得k=3,
从而x=4﹣,又每件产品的销售价格为1.5×元,
∴2016年的利润为y=1.5××x﹣(6+12x+t)=3+6x﹣t=27﹣﹣t(t≥0);
(2)设2t+1=m(m≥1),由(1)得,y=﹣(+),
∵m≥01时,+≥2=6,
∴y≤,
当且仅当=,即m=6,t=2.5(万元)时取等号,此时,ymax=(万元).
答:该厂家2016年的促销费用投入2.5万元时,厂家的利润最大,最大值为万元.
【点评】本题考查根据实际问题选择函数类型,考查基本不等式的运用,解题的关键是确定函数解析式.
18.(15分)在平面直角坐标系中,圆O:x2+y2=4与x轴的正半轴交于点A,以A为圆心的圆A:(x﹣2)2+y2=r2(r>0)与圆O交于B,C两点.
(1)若直线l与圆O切于第一象限,且与坐标轴交于D,E,当线段DE长最小时,求直线l的方程;
(2)设P是圆O上异于B,C的任意一点,直线PB、PC分别与x轴交于点M和N,问OM•ON是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)由截距式设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),从而可得,再由基本不等式可得,从而解得.
(2)设B(x0,y0),P(x1,y1)(y1≠±y0),则C(x0,﹣y0),,,写出直线PB与直线PC的方程,从而得到M,N的坐标,从而求OM•ON即可.
【解答】解:(1)设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),
即bx+ay﹣ab=0,
由直线l与圆O相切得,
即,
,
(当且仅当时取等号),
此时直线l的方程为.
(2)设B(x0,y0),P(x1,y1)(y1≠±y0),
则C(x0,﹣y0),,,
直线PB的方程为:,
直线PC的方程为:,
分别令y=0,得,
所以OM•ON=为定值.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系的应用及化简运算的能力,属于中档题.
19.(15分)已知a∈R,函数f(x)=log2(+a).
(1)当a=5时,解不等式f(x)>0;
(2)若关于x的方程f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0的解集中恰好有一个元素,求a的取值范围.
(3)设a>0,若对任意t∈[,1],函数f(x)在区间[t,t+1]上的最大值与最小值的差不超过1,求a的取值范围.
【分析】(1)当a=5时,解导数不等式即可.
(2)根据对数的运算法则进行化简,转化为一元二次方程,讨论a的取值范围进行求解即可.
(3)根据条件得到f(t)﹣f(t+1)≤1,恒成立,利用换元法进行转化,结合对勾函数的单调性进行求解即可.
【解答】解:(1)当a=5时,f(x)=log2(+5),
由f(x)>0;得log2(+5)>0,
即+5>1,则>﹣4,则+4=>0,即x>0或x<﹣,
即不等式的解集为{x|x>0或x<﹣}.
(2)由f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0得log2(+a)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0.
即log2(+a)=log2[(a﹣4)x+2a﹣5],
即+a=(a﹣4)x+2a﹣5>0,①
则(a﹣4)x2+(a﹣5)x﹣1=0,
即(x+1)[(a﹣4)x﹣1]=0,②,
当a=4时,方程②的解为x=﹣1,代入①,成立
当a=3时,方程②的解为x=﹣1,代入①,成立
当a≠4且a≠3时,方程②的解为x=﹣1或x=,
若x=﹣1是方程①的解,则+a=a﹣1>0,即a>1,
若x=是方程①的解,则+a=2a﹣4>0,即a>2,
则要使方程①有且仅有一个解,则1<a≤2.
综上,若方程f(x)﹣log2[(a﹣4)x+2a﹣5]=0的解集中恰好有一个元素,则a的取值范围是1<a≤2,或a=3或a=4.
(3)函数f(x)在区间[t,t+1]上单调递减,
由题意得f(t)﹣f(t+1)≤1,
即log2(+a)﹣log2(+a)≤1,
即+a≤2(+a),即a≥﹣=
设1﹣t=r,则0≤r≤,
==,
当r=0时,=0,
当0<r≤时,=,
∵y=r+在(0,)上递减,
∴r+≥=,
∴==,
∴实数a的取值范围是a≥.
【点评】本题主要考查函数最值的求解,以及对数不等式的应用,利用换元法结合对勾函数的单调性是解决本题的关键.综合性较强,难度较大.
20.(15分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=2an﹣2;数列{bn}的前n项和为Tn,且满足b1=1,b2=2,.
(1)求数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)是否存在正整数n,使得恰为数列{bn}中的一项?若存在,求所有满足要求的bn;若不存在,说明理由.
【分析】(1)由当n≥2时,Sn﹣1=2an﹣1﹣2,an=Sn﹣Sn﹣1,即可求得an=2an﹣1,则数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列;由.采用“累乘法”即可求得当n≥2时,bn+1﹣bn﹣1=2,数列{bn}的奇数项,偶数项分别成立等差数列,b3=T2=b1+b2=3,b1+b3=2b2,数列{bn}是以b1=1为首项,1为公差的等差数列,即可求得数列{an}、{bn}的通项公式;
(2)设cn==,作差比较大小,cn>cn+1>1,根据数列的单调性,即可求得存在n=2,使得b7=c2,b3=c3.
【解答】解:(1)由Sn=2an﹣2,则当n≥2时,Sn﹣1=2an﹣1﹣2,
两式相减得:an=2an﹣2an﹣1,则an=2an﹣1,
由S1=2a1﹣2,则a1=2,
∴数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,则an=2n,
由.
则=,=,=,…,=.=
以上各式相乘,=,则2Tn=bnbn+1,
当n≥2时,2Tn﹣1=bn﹣1bn,两式相减得:2bn=bn(bn+1﹣bn﹣1),即bn+1﹣bn﹣1=2,
∴数列{bn}的奇数项,偶数项分别成等差数列,
由=,则b3=T2=b1+b2=3,b1+b3=2b2,
∴数列{bn}是以b1=1为首项,1为公差的等差数列,
∴数列{bn}的通项公式bn=n;
(2)当n=1时,无意义,
设cn==,(n≥2,n∈N*),
则cn+1﹣cn=﹣=<0,
即cn>cn+1>1,
显然2n+n+1>2n﹣(n+1),则c2=7>c3=3>c4>…>1,
∴存在n=2,使得b7=c2,b3=c3,
下面证明不存在c2=2,否则,cn==2,即2n=3(n+1),
此时右边为3的倍数,而2n不可能是3的倍数,故该不等式成立,
综上,满足要求的bn为b3,b7.
【点评】本题考查数列的综合应用,考查等比数列及等差数列的通项公式及证明,考查数列单调性的判断,考查转化思想,属于难题.