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- 2021-07-01 发布
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2016-2017学年上海外国语大学附中高二(上)期中数学试卷
一、填空题(共14小题,每小题3分,满分42分)
1.若等差数列{an}中有a6+a9+a12+a15=20,则其前20项和等于 .
2.前100个正整数中,除以7余数为2的所有数的和是 .
3.在等差数列{an}中,a1=45,a3=41,则前n项的和Sn达到最大值时n的值是 .
4.公差不为0的等差数列的第2,3,6项依次构成一等比数列,该等比数列的公比q= .
5.设Sn使等比数列{an}的前n项和,若S3=3a3,则公比q= .
6.数列{an}中,a3=2,a7=1,又数列{}是等差数列,则a1= .
7.已知数列{an}的通项公式an=11﹣2n,Sn=|a1|+|a2|+…+|an|,则S10= .
8.一个项数为偶数的等差数列,其奇数项之和为24,偶数项之和为30,最后一项比第一项大,则最后一项为
.
9.已知an=an﹣1﹣an﹣2(n≥3),a1=1,a2=2,a2016= .
10.已知x、y、x+y成等差数列,x、y、xy成等比数列,且0<logmxy<1,则实数m的取值范围是 .
11.用数学归纳法证明命题:1+2+3+…+(n﹣1)+n+(n﹣1)+…+3+2+1=n2,当从k到k+1时左边增加的式子是 .
12.从盛满2升纯酒精的容器里倒出1升,然后加满水,再倒出1升混合溶液后又用水填满,以此继续下去,则至少应倒 次后才能使纯酒精体积与总溶液的体积之比低于10%.
13.数列{an}满足a1=2016,前n项和Sn=(1+2+…+n)•an,对任意n∈N*成立,则a2015= .
14.若an>0,a1=2,且an+an﹣1=+2(n≥2),则++…+= .
二、选择题(共4小题,每小题3分,满分12分)
15.设等差数列的首项为a,公差为d,则它含负数项且只有有限个负数项的条件是( )
A.a>0,d>0 B.a>0,d<0 C.a<0,d>0 D.a<0,d<0
16.已知数列{an}中,,(n∈N+),则在数列{an}的前50项中最小项和最大项分别是( )
A.a1,a50 B.a1,a8 C.a8,a9 D.a9,a50
17.等比数列前n项和为Sn,有人算得S1=27,S2=63,S3=109,S4=175,后来发现有一个数算错了,错误的是( )
A.S1 B.S2 C.S3 D.S4
18.已知等比数列{an}满足an>0,n=1,2,…,且a5•a2n﹣5=22n(n≥3),则当n≥1时,log2a1+log2a3+…+log2a2n﹣1=( )
A.n(2n﹣1) B.(n+1)2 C.n2 D.(n﹣1)2
三、解答题:共46分.
19.已知四个数,前三个数成等比数列,和为19,后三个数成等差数列,和为12,求此四个数.
20.求和:Sn=++…+,并用数学归纳法证明.
21.某企业投资1千万元用于一个高科技项目,每年可获利25%.由于企业间竞争激烈,每年底需要从利润中取出资金200万元进行科研、技术改造与广告投入,方能保持原有的利润增长率.经过多少年后,该项目的资金可以达到4倍的目标?
22.设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式:3tSn﹣(2t+3)Sn﹣1=3t(t>0,n=2,3,4…)
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)设数列{an}的公比为f(t),作数列{bn},使,求数列{bn}的通项bn;
(3)求和:b1b2﹣b2b3+b3b4﹣b4b5+…+b2n﹣1b2n﹣b2nb2n+1.
23.如图,平面直角坐标系中,射线y=x(x≥0)和y=0(x≥0)上分别依次有点A1、A2,…,An,…,和点B1,B2,…,Bn…,其中,,.且,(n=2,3,4…).
(1)用n表示|OAn|及点An的坐标;
(2)用n表示|BnBn+1|及点Bn的坐标;
(3)写出四边形AnAn+1Bn+1Bn的面积关于n的表达式S(n),并求S(n)的最大值.
2016-2017学年上海外国语大学附中高二(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(共14小题,每小题3分,满分42分)
1.若等差数列{an}中有a6+a9+a12+a15=20,则其前20项和等于 100 .
【考点】等差数列的前n项和;等差数列的性质.
【分析】由等差数列{an}中有a6+a9+a12+a15=20,知a1+a20=10,由此能求出其前20项和.
【解答】解:等差数列{an}中,
∵a6+a9+a12+a15=2(a1+a20)=20,
∴a1+a20=10,
∴=10×10=100.
故答案为:100.
2.前100个正整数中,除以7余数为2的所有数的和是 765 .
【考点】数列的求和.
【分析】前100个正整数中,除以7余数为2的所有数为:2,9,…,100,此数列是公差为7的等差数列,利用求和公式即可得出.
【解答】解:前100个正整数中,除以7余数为2的所有数为:2,9,…,100,此数列是公差为7的等差数列.
令100=2+7(n﹣1),解得n=15.
∴前100个正整数中,除以7余数为2的所有数的和==765.
故答案为:765.
3.在等差数列{an}中,a1=45,a3=41,则前n项的和Sn达到最大值时n的值是 23 .
【考点】等差数列的前n项和.
【分析】利用等差数列的通项公式可得公差d,令an≥0,解得n即可得出.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,∵a1=45,a3=41,
∴45+2d=41,解得d=﹣2.
∴an=45﹣2(n﹣1)=47﹣2n.
令an≥0,解得n=23+.
则前n项的和Sn达到最大值时n的值是23.
故答案为:23.
4.公差不为0的等差数列的第2,3,6项依次构成一等比数列,该等比数列的公比q= 3 .
【考点】等比数列;等差数列.
【分析】设出等差数列的首项为a,公差为d,根据等差数列的通项公式分别表示出第2,3,6项,根据等比数列的性质列出关于a与d的等式,由d不为0得到d与a的关系式,用a表示出d,代入表示出的第2,3,6项,此三项可以用a表示,然后根据等比数列的性质可用第3项除以第2项即可求出公比q的值.
【解答】解:设等差数列的首项为a,公差为d(d不为0),
则等差数列的第2,3,6项分别为a+d,a+2d,a+5d,
则(a+2d)2=(a+d)(a+5d),即d2+2ad=0,
∵d≠0,
∴在等式两边同时除以d得:d=﹣2a,
∴等差数列的第2,3,6项分别为:﹣a,﹣3a,﹣9a,
∴公比q==3.
故答案为:3.
5.设Sn使等比数列{an}的前n项和,若S3=3a3,则公比q= 1或 .
【考点】等比数列的前n项和.
【分析】当公比q=1时,符合题意;当公比q≠1时,由已知可得2q2﹣q﹣1=0,解之即可.
【解答】解:当公比q=1时,an=a1,故S3=3a1=3a3,符合题意;
当公比q≠1时,S3==3a1q2,即2q2﹣q﹣1=0,
解之可得q=,或q=1(舍去)
综上可得,q=1或,
故答案为:1或
6.数列{an}中,a3=2,a7=1,又数列{}是等差数列,则a1= 3 .
【考点】等差数列的性质.
【分析】由a3=2,a7=1求出等差数列{}的公差,再代入通项公式求出,可求出a1.
【解答】解:因为数列{}是等差数列,且a3=2,a7=1,
所以=, =,﹣=,
设{}公差为d,则4d=,故d=,
所以=+(n﹣3)d=+(n﹣3)×=,
故an=,
所以a1==3.
故答案是:3.
7.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.
8.一个项数为偶数的等差数列,其奇数项之和为24,偶数项之和为30,最后一项比第一项大,则最后一项为
12 .
【考点】等差数列的通项公式.
【分析】根据等差数列的性质建立方程即可得到结论.
【解答】解:设等差数列{an}项数为2n,
∵末项与首项的差为,
∴a2n﹣a1=(2n﹣1)d=,
∵S奇=24,S偶=30,
∴S偶﹣S奇=30﹣24=6=nd,
解得d=;n=4,即项数是8.
∵a1+a3+a5+a7=24,
∴4a1+12d=24.
∴.
∴a8==12.
故答案为:12.
9.已知an=an﹣1﹣an﹣2(n≥3),a1=1,a2=2,a2016= ﹣1 .
【考点】数列递推式.
【分析】由a1=1,a2=2,an=an﹣1﹣an﹣2(n≥3),求得a3,a4,a5,a6,a7,…,可知数列{an}是以6为周期的周期数列,a2016=a336×6=a6=﹣1.
【解答】解:由a1=1,a2=2,an=an﹣1﹣an﹣2(n≥3),得
a3=a2﹣a1=2﹣1=1,
a4=a3﹣a2=1﹣2=﹣1,
a5=a4﹣a3=﹣1﹣1=﹣2,
a6=a5﹣a4=﹣2﹣(﹣1)=﹣1,
a7=a6﹣a5=﹣1﹣(﹣2)=1,
…
由上可知,数列{an}是以6为周期的周期数列,
则a2016=a336×6=a6=﹣1.
故答案为:﹣1.
10.已知x、y、x+y成等差数列,x、y、xy成等比数列,且0<logmxy<1,则实数m的取值范围是 m>8 .
【考点】等差数列的通项公式.
【分析】由条件可得y=2x,y=x2,由此求得x=2,y=4,xy=8,从而得到0<logm8<1,则答案可求.
【解答】解:∵x、y、x+y成等差数列,
∴2y=2x+y,即y=2x.
∵x、y、xy成等比数列,
∴y2=x2y,即y=x2.
综上可得,x=2,y=4,xy=8.
再由0<logmxy<1,可得 0<logm8<1,
∴m>8.
故答案为:m>8.
11.用数学归纳法证明命题:1+2+3+…+(n﹣1)+n+(n﹣1)+…+3+2+1=n2,当从k到k+1时左边增加的式子是 2k+1 .
【考点】数学归纳法.
【分析】分别计算当n=k时,以及n=k+1时,观察计算即可
【解答】解:从n=k到n=k+1时,左边添加的代数式为:k+1+k=2k+1.
故答案为:2k+1.
12.从盛满2升纯酒精的容器里倒出1升,然后加满水,再倒出1升混合溶液后又用水填满,以此继续下去,则至少应倒 4 次后才能使纯酒精体积与总溶液的体积之比低于10%.
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】设开始的浓度为1,操作1次后的浓度为a1=1﹣,操作n次后的浓度为an,则an+1=an(1﹣),利用等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:设开始的浓度为1,操作1次后的浓度为a1=1﹣,
操作n次后的浓度为an,则an+1=an(1﹣),
∴数列{an}构成a1=1﹣为首项,q=1﹣为公比的等比数列,
∴an=(1﹣)n,即第n次操作后溶液的浓度为(1﹣)n;
当a=2时,可得an=(1﹣)n=,由an=()n<,解得n>4.
∴至少应倒4次后才能使酒精的浓度低于10%.
故答案为:4.
13.数列{an}满足a1=2016,前n项和Sn=(1+2+…+n)•an,对任意n∈N*成立,则a2015= .
【考点】数列递推式.
【分析】由前n项和Sn=(1+2+…+n)•an=an,可得n≥2时,an=Sn﹣Sn,化为: =.利用“累乘求积”即可得出.
【解答】解:∵前n项和Sn=(1+2+…+n)•an=an,
∴n≥2时,an=Sn﹣Sn=an﹣,
化为: =.
∴an=••…•a1=••…××××2016
=.
∴a2015==.
故答案为:.
14.若an>0,a1=2,且an+an﹣1=+2(n≥2),则++…+= .
【考点】数列的求和.
【分析】an+an﹣1=+2(n≥2),取分母化为:﹣=n.利用“累加求和”可得,再利用“裂项求和”方法即可得出.
【解答】解:∵an+an﹣1=+2(n≥2),
∴=n+2(an﹣an﹣1),
化为:﹣=n.
∴=[﹣]+[﹣+…++
=n+(n﹣1)+…+2+1=.
∴==2.
∴++…+=2+…+
=2=.
故答案为:.
二、选择题(共4小题,每小题3分,满分12分)
15.设等差数列的首项为a,公差为d,则它含负数项且只有有限个负数项的条件是( )
A.a>0,d>0 B.a>0,d<0 C.a<0,d>0 D.a<0,d<0
【考点】等差数列的性质.
【分析】先利用反证法证明d大于0,方法为:假设d小于0,由首项为a,公差为d,利用等差数列的通项公式表示出此数列的通项,假设ak小于0,则n大于k时,后面的项都为负数,这就与此数列只有负数项矛盾,故d不能小于0,得到d大于0,再根据此数列含有负数项,首项a必须小于0,从而得到满足题意的条件.
【解答】解:若d<0,由等差数列的通项公式得:an=a+(n﹣1)d,
此时设ak<0,则n>k时,后面的项都为负数,
与只有有限个负数项矛盾,
∴d>0,又数列有负数项,
∴a<0,
则满足题意的条件是a<0,d>0.
故选C
16.已知数列{an}中,,(n∈N+),则在数列{an}的前50项中最小项和最大项分别是( )
A.a1,a50 B.a1,a8 C.a8,a9 D.a9,a50
【考点】数列的函数特性.
【分析】令=1+,根据,,我们易判断数列各项的符号及单调性,进而得到答案.
【解答】解:∵ =1+,(n∈N+),
∵,,
∴数列的前8项小于1且递减,从第9项开始大于1且递减,
故数列{an}的前50项中最小项和最大项分别是a8,a9.
故选C.
17.等比数列前n项和为Sn,有人算得S1=27,S2=63,S3=109,S4=175,后来发现有一个数算错了,错误的是( )
A.S1 B.S2 C.S3 D.S4
【考点】等比数列的前n项和.
【分析】由已知可得:a1=27,a1+a2=a1(1+q)=63,a1+a2+a3=a1(1+q+q2)=109,a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=175,不妨假设第一个与第二个等式成立,解得a1=27,q=,经过验证即可判断出结论.
【解答】解:由已知可得:a1=27,a1+a2=a1(1+q)=63,a1+a2+a3=a1(1+q+q2)=109,a1+a2+a3+a4=a1(1+q+q2+q3)=175,
不妨假设第一个与第二个等式成立,解得a1=27,q=,经过验证第四个等式成立,第三个等式不成立,因此:算错的这个数是S3,
故选:C.
18.已知等比数列{an}满足an>0,n=1,2,…,且a5•a2n﹣5=22n(n≥3),则当n≥1时,log2a1+log2a3+…+log2a2n﹣1=( )
A.n(2n﹣1) B.(n+1)2 C.n2 D.(n﹣1)2
【考点】等比数列的性质.
【分析】先根据a5•a2n﹣5=22n,求得数列{an}的通项公式,再利用对数的性质求得答案.
【解答】解:∵a5•a2n﹣5=22n=an2,an>0,
∴an=2n,
∴log2a1+log2a3+…+log2a2n﹣1=log2(a1a3…a2n﹣1)=log221+3+…+(2n﹣1)=log2=n2.
故选:C.
三、解答题:共46分.
19.已知四个数,前三个数成等比数列,和为19,后三个数成等差数列,和为12,求此四个数.
【考点】等差数列的性质;等比数列的性质.
【分析】先根据题意设出这四个数,进而根据前三个数和为19列出方程求得d,则四个数可得.
【解答】解:依题意可设这四个数分别为:
,4﹣d,4,4+d,则由前三个数和为19可列方程得,
,整理得,
d2﹣12d+28=0,解得d=﹣2或d=14.
∴这四个数分别为:25,﹣10,4,18或9,6,4,2.
20.求和:Sn=++…+,并用数学归纳法证明.
【考点】数学归纳法;数列的求和.
【分析】利用条件计算S1,S2,S3,由此推测Sn的计算公式;利用归纳法进行证明,检验n=1时等式成立,假设n=k时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.
【解答】解:S1=,S2=,S3=
猜想:Sn=.
①n=1时,S1成立;
②假设n=k时,猜想成立,即Sk=,
则n=k+1时,Sk+1=+=,
∴n=k+1时猜想也成立
根据①②可知猜想对任何n∈N*都成立
21.某企业投资1千万元用于一个高科技项目,每年可获利25%.由于企业间竞争激烈,每年底需要从利润中取出资金200万元进行科研、技术改造与广告投入,方能保持原有的利润增长率.经过多少年后,该项目的资金可以达到4倍的目标?
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】设第n年终资金为an万元,由题意可得an=(1+25%)an﹣1﹣200(n≥2),变形整理可得:an﹣800=(an﹣1﹣800),利用等比数列的通项公式可得an,进而得出.
【解答】解:设第n年终资金为an万元,由题意可得an=(1+25%)an﹣1﹣200(n≥2),
变形整理可得:an﹣800=(an﹣1﹣800),
故{an﹣800}构成一个等比数列,a1=1000(1+25%)﹣200=1050,⇒a1﹣800=250,
∴an﹣800=250×,
令an≥4000,得≥16,两边取对数可得:n≥≈13,
故至少要13年才能达到目标.
22.设数列{an}的首项a1=1,前n项和Sn满足关系式:3tSn﹣(2t+3)Sn﹣1=3t(t>0,n=2,3,4…)
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)设数列{an}的公比为f(t),作数列{bn},使,求数列{bn}的通项bn;
(3)求和:b1b2﹣b2b3+b3b4﹣b4b5+…+b2n﹣1b2n﹣b2nb2n+1.
【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.
【分析】(1)通过3tSn﹣(2t+3)Sn﹣1=3t与3tSn﹣1﹣(2t+3)Sn﹣2=3t作差、整理得(n=2,3,…),进而可得结论;
(2)通过(1)可知bn=f+bn﹣1,即数列{bn}是一个首项为1、公差为的等差数列,进而即得结论;
(3)通过bn=可知数列{b2n﹣1}和{b2n}是首项分别为1和、公差均为的等差数列,并项取公因式,计算即得结论.
【解答】(1)证明:∵a1=S1=1,S2=1+a2,
∴a2=
又3tSn﹣(2t+3)Sn﹣1=3t ①
∴3tSn﹣1﹣(2t+3)Sn﹣2=3t ②
①﹣②得:3tan﹣(2t+3)an﹣1=0,
∴,(n=2,3,…)
∴{an}是一个首项为1、公比为的等比数列;
(2)解:∵f(t)=,
∴bn=f+bn﹣1.
∴数列{bn}是一个首项为1、公差为的等差数列.
∴bn=1+(n﹣1)=;
(3)解:∵bn=,
∴数列{b2n﹣1}和{b2n}是首项分别为1和,公差均为的等差数列,
于是b1b2﹣b2b3+b3b4﹣b4b5+…+b2n﹣1b2n﹣b2nb2n+1
=b2(b1﹣b3)+b4(b3﹣b5)+b6(b5﹣b7)+…+b2n(b2n﹣1+b2n+1)
=﹣(b2+b4+…+b2n)
=﹣
=﹣(2n2+3n).
23.如图,平面直角坐标系中,射线y=x(x≥0)和y=0(x≥0)上分别依次有点A1、A2,…,An,…,和点B1,B2,…,Bn…,其中,,.且,(n=2,3,4…).
(1)用n表示|OAn|及点An的坐标;
(2)用n表示|BnBn+1|及点Bn的坐标;
(3)写出四边形AnAn+1Bn+1Bn的面积关于n的表达式S(n),并求S(n)的最大值.
【考点】数列与解析几何的综合;数列递推式.
【分析】(1)由,能求出.
(2)由,知,由此能用n表示|BnBn+1|及点Bn的坐标.
(3)由,写出四边形AnAn+1Bn+1Bn的面积关于n的表达式S(n),并求出S(n)的最大值.
【解答】解:(1)∵…
∴…
(2)…
,
∴…
(3),
∴…
∵,
∴n≥4时,S(n)单调递减.
又,.
∴n=2或3时,S(n)取得最大值…