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2016-2017学年山东省菏泽市鄄城一中高二(上)第四次月考数学试卷(探究部)
一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.设a∈R,则a>1是<1的( )
A.必要但不充分条件 B.充分但不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.等差数列{an}中,2(a1+a4+a7)+3(a9+a11)=24,则其前13项和为( )
A.13 B.26 C.52 D.156
3.对抛物线y=4x2,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为(0,1) B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(1,0) D.开口向右,焦点为
4.若△ABC中,sinA:sinB:sinC=2:3:4,那么cosC=( )
A. B. C. D.
5.若不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣2,2] B.[﹣2,2] C.(2,+∞) D.(﹣∞,2]
6.已知双曲线C:(a>0,b>0)的离心率为,则C的渐近线方程为( )
A.y= B.y= C.y=±x D.y=
7.下列函数中,最小值为4的函数是( )
A.y=x+ B.y=sinx+(0<x<π)
C.y=ex+4e﹣x D.y=log3x+4logx3
8.数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则a6=( )
A.3×44 B.3×44+1 C.44 D.44+1
9.有下列四个命题:
①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;
②“全等三角形的面积相等”的否命题;
③“若q≤1,则x2+2x+q=0有实根”的逆否命题;
④“不等边三角形的三个内角相等”逆命题;
其中真命题为( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
10.若点O和点F(﹣2,0)分别是双曲线的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.若A(3,),B(4,),则|AB|=____(注A、B两点坐标为极坐标)( )
A.4 B.5 C.4 D.2
12.设x,y满足条件,若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的最大值为12,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分)
13.已知AB是过抛物线2x2=y的焦点的弦,若|AB|=4,则AB的中点的纵坐标为 .
14.设数列{an}的前n项和为Sn,令Tn=,称Tn为数列a1,a2,…,an的“理想数”,已知数列a1,a2,…,a100的“理想数”为101,那么数列2,a1,a2,…,a100的“理想数”为 .
15.某船开始看见灯塔在南偏东30°方向,后来船沿南偏东60°的方向航行45km后,看见灯塔在正西方向,则这时船与灯塔的距离是 .
16.设x,y,z∈R,且满足x2+y2+z2=5,则x+2y+3z之最大值为 .
三、解答题(本大题共6个小题,满分70分.解答应写出文字说明、证明过程或推演步骤.)
17.给定两个命题,P:对任意实数x都有ax2+ax+1>0恒成立;Q:a2+8a﹣20<0.如果P∨Q为真命题,P∧Q为假命题,求实数a的取值范围.
18.等比数列{an}的各项均为正数,且2a1+3a2=1,a32=9a2a6,
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求数列{}的前n项和.
19.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知sinB(tanA+tanC)=tanAtanC.
(Ⅰ)求证:a,b,c成等比数列;
(Ⅱ)若a=1,c=2,求△ABC的面积S.
20.如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求B点在AM上,D点在AN上,且对角线MN过点C,已知AB=3米,AD=2米.
(Ⅰ)要使矩形AMPN的面积大于32平方米,则DN的长应在什么范围内?
(Ⅱ)当DN的长度为多少时,矩形花坛AMPN的面积最小?并求出最小值.
21.已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=,
(1)写出直线l的参数方程;
(2)设l与圆x2+y2=4相交于两点A,B,求点P到A,B两点的距离之积.
22.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),且M是线段PN的中点,过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,延长QM交C于点B.
(ⅰ)设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,证明为定值;
(ⅱ)求直线AB的斜率的最小值.
2016-2017学年山东省菏泽市鄄城一中高二(上)第四次月考数学试卷(探究部)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.设a∈R,则a>1是<1的( )
A.必要但不充分条件 B.充分但不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】不等关系与不等式;充要条件.
【分析】根据 由a>1,一定能得到<1.但当<1时,不能推出a>1 (如 a=﹣1时),从而得到结论.
【解答】解:由a>1,一定能得到<1.但当<1时,不能推出a>1 (如 a=﹣1时),
故a>1是<1 的充分不必要条件,
故选 B.
2.等差数列{an}中,2(a1+a4+a7)+3(a9+a11)=24,则其前13项和为( )
A.13 B.26 C.52 D.156
【考点】等差数列的性质.
【分析】由已知,根据通项公式,能求出a7=2,S13运用求和公式能得出S13=13a7,问题解决.
【解答】解:∵2(a1+a1+3d+a1+6d)+3(a1+8d+a1+10d)
=2(3a1+9d)+3(2a1+18d)
=12a1+72d=24,
∴a1+6d=2,
即a7=2
S13===2×13=26
故选B
3.对抛物线y=4x2,下列描述正确的是( )
A.开口向上,焦点为(0,1) B.开口向上,焦点为
C.开口向右,焦点为(1,0) D.开口向右,焦点为
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】根据二次函数的性质进行判断.
【解答】解:∵a=4>0,
∴图象开口向上,
焦点为.
故选B.
4.若△ABC中,sinA:sinB:sinC=2:3:4,那么cosC=( )
A. B. C. D.
【考点】余弦定理.
【分析】通过正弦定理求出,a:b:c=2:3:4,设出a,b,c,利用余弦定理直接求出cosC即可.
【解答】解:因为sinA:sinB:sinC=2:3:4
所以a:b:c=2:3:4,设a=2k,b=3k,c=4k
由余弦定理可知:
cosC===﹣.
故选A.
5.若不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣2,2] B.[﹣2,2] C.(2,+∞) D.(﹣∞,2]
【考点】函数最值的应用.
【分析】分类讨论,结合不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0对任意实数x均成立,利用函数的图象,建立不等式,即可求出实数a的取值范围.
【解答】解:a=2时,不等式可化为﹣4<0对任意实数x均成立;
a≠2时,不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0对任意实数x均成立,等价于,
∴﹣2<a<2.
综上知,实数a的取值范围是(﹣2,2].
故选A.
6.已知双曲线C:(a>0,b>0)的离心率为,则C的渐近线方程为( )
A.y= B.y= C.y=±x D.y=
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由离心率和abc的关系可得b2=4a2,而渐近线方程为y=±x,代入可得答案.
【解答】解:由双曲线C:(a>0,b>0),
则离心率e===,即4b2=a2,
故渐近线方程为y=±x=x,
故选:D.
7.下列函数中,最小值为4的函数是( )
A.y=x+ B.y=sinx+(0<x<π)
C.y=ex+4e﹣x D.y=log3x+4logx3
【考点】基本不等式.
【分析】利用基本不等式的使用法则“一正二定三相等”即可判断出结论.
【解答】解:A.x<0时,y<0,不成立;
B.令sinx=t∈(0,1),则y=t+,y′=1﹣<0,因此函数单调递减,∴y>5,不成立.
C.y=4,当且仅当x=0时取等号,成立.
D.x∈(0,1)时,log3x,logx3<0,不成立.
故选:C.
8.数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则a6=( )
A.3×44 B.3×44+1 C.44 D.44+1
【考点】等比数列的通项公式;等比数列的前n项和.
【分析】根据已知的an+1=3Sn,当n大于等于2时得到an=3Sn﹣1,两者相减,根据Sn﹣Sn﹣1=an,得到数列的第n+1项等于第n项的4倍(n大于等于2),所以得到此数列除去第1项,从第2项开始,为首项是第2项,公比为4的等比数列,由a1=1,an+1=3Sn,令n=1,即可求出第2项的值,写出2项以后各项的通项公式,把n=6代入通项公式即可求出第6项的值.
【解答】解:由an+1=3Sn,得到an=3Sn﹣1(n≥2),
两式相减得:an+1﹣an=3(Sn﹣Sn﹣1)=3an,
则an+1=4an(n≥2),又a1=1,a2=3S1=3a1=3,
得到此数列除去第一项后,为首项是3,公比为4的等比数列,
所以an=a2qn﹣2=3×4n﹣2(n≥2)
则a6=3×44.
故选A
9.有下列四个命题:
①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;
②“全等三角形的面积相等”的否命题;
③“若q≤1,则x2+2x+q=0有实根”的逆否命题;
④“不等边三角形的三个内角相等”逆命题;
其中真命题为( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】写出“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题判断真假;
写出“全等三角形的面积相等”的否命题判断真假;
通过若q≤1,则方程x2+2x+q=0有实根,根据二次方程根的存在性,即可得到其真假,然后利用互为逆否命题的两个命题即可判定该命题的正误.
利用原命题与逆否命题同真同假判断即可.
【解答】解:对于①,“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题是:若x,y互为相反数,则x+y=0.它是真命题.
对于②,“全等三角形的面积相等”的否命题是:若两个三角形不是全等三角形,则这两个三角形的面积不相等.它是假命题.
对于③,若q≤1,则△=4﹣4q≥0,故命题若q≤1,则方程x2+2x+q=0有实根是真命题;它的逆否命题的真假与该命题的真假相同,故(3)是真命题.
对于④,原命题为假,故逆否命题也为假.
故选:B.
10.若点O和点F(﹣2,0)分别是双曲线的中心和左焦点,点P为双曲线右支上的任意一点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质;平面向量数量积的运算.
【分析】先根据双曲线的焦点和方程中的b求得a,则双曲线的方程可得,设出点P,代入双曲线方程求得y0的表达式,根据P,F,O的坐标表示出,进而求得的表达式,利用二次函数的性质求得其最小值,则的取值范围可得.
【解答】解:因为F(﹣2,0)是已知双曲线的左焦点,
所以a2+1=4,即a2=3,所以双曲线方程为,
设点P(x0,y0),
则有,解得,
因为,,
所以=x0(x0+2)+=,
此二次函数对应的抛物线的对称轴为,
因为,
所以当时,取得最小值=,
故的取值范围是,
故选B.
11.若A(3,),B(4,),则|AB|=____(注A、B两点坐标为极坐标)( )
A.4 B.5 C.4 D.2
【考点】简单曲线的极坐标方程.
【分析】求出A,B的直角坐标,利用两点间的距离公式,可得结论.
【解答】解:A(3,),B(4,),直角坐标方程为A(﹣,),B(2,2),
∴|AB|=5,
故选B.
12.设x,y满足条件,若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的最大值为12,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
【考点】基本不等式在最值问题中的应用;简单线性规划的应用;基本不等式.
【分析】先根据条件画出可行域,设z=ax+by,再利用几何意义求最值,将最大值转化为y轴上的截距,只需求出直线z=ax+by,过可行域内的点(4,6)时取得最大值,从而得到一个关于a,b的等式,最后利用基本不等式求最小值即可.
【解答】解:不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,
当直线ax+by=z(a>0,b>0)过直线x﹣y+2=0与直线3x﹣y﹣6=0的交点(4,6)时,目标函数z=ax+by(a>0,b>0)取得最大12,
∴4a+6b=12,即2a+3b=6,
∴=()×=(12+)≥4
当且仅当时,的最小值为4
故选D.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分)
13.已知AB是过抛物线2x2=y的焦点的弦,若|AB|=4,则AB的中点的纵坐标为 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2),由AB的长为4,|AB|=y1+y2+p,知y1+y2=,可得A、B中点的纵坐标.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则
∵|AB|=4,
∴|AB|=y1+y2+=4,
∴y1+y2=,
∴A、B中点的纵坐标为.
故答案为.
14.设数列{an}的前n项和为Sn,令Tn=,称Tn为数列a1,a2,…,an的“理想数”,已知数列a1,a2,…,a100的“理想数”为101,那么数列2,a1,a2,…,a100的“理想数”为 102 .
【考点】数列的求和.
【分析】据“理想数”的定义,列出a1,a2,…,a100的“理想数”满足的等式及2,a1,a2,…,a100的“理想数”的式子,两个式子结合求出数列2,a1,a2,…,a100的“理想数”.
【解答】解:∵为数列a1,a2,…,an的“理想数”,
∵a1,a2,…,a100的“理想数”为101
∴
又数列2,a1,a2,…,a100的“理想数”为:
=
故答案为102
15.某船开始看见灯塔在南偏东30°方向,后来船沿南偏东60°的方向航行45km后,看见灯塔在正西方向,则这时船与灯塔的距离是 15km .
【考点】正弦定理.
【分析】根据题意画出图形,如图所示,求出∠CAB与∠ACB的度数,在三角形ABC中,利用正弦定理列出关系式,将各自的值代入即可求出BC的长.
【解答】解:根据题意画出图形,如图所示,
可得∠DAB=60°,∠DAC=30°,AB=45km,
∴∠CAB=30°,∠ACB=120°,
在△ABC中,利用正弦定理得: =,
即=,
∴BC===15(km),
则这时船与灯塔的距离是15km.
故答案为:15km
16.设x,y,z∈R,且满足x2+y2+z2=5,则x+2y+3z之最大值为 .
【考点】二维形式的柯西不等式.
【分析】由条件利用柯西不等式可得 14(x2+y2+z2)≥(x+2y+3z)2,由此求得x+2y+3z之最大值.
【解答】解:∵x2+y2+z2=5,12+22+32=14,利用柯西不等式可得 14(x2+y2+z2)≥(x+2y+3z)2,
即14×5)≥(x+2y+3z)2,∴x+2y+3z≤,当且仅当==时,取等号,
故x+2y+3z之最大值为,
故答案为:.
三、解答题(本大题共6个小题,满分70分.解答应写出文字说明、证明过程或推演步骤.)
17.给定两个命题,P:对任意实数x都有ax2+ax+1>0恒成立;Q:a2+8a﹣20<0.如果P∨Q为真命题,P∧Q为假命题,求实数a的取值范围.
【考点】复合命题的真假.
【分析】由ax2+ax+1>0恒成立可得,可求P的范围;由a2+8a﹣20<0解不等式可求Q的范围,然后由P∨Q为真命题,P∧Q为假命题,可知P,Q为一真一假,可求
【解答】(本小题满分12分)
解:命题P:ax2+ax+1>0恒成立
当a=0时,不等式恒成立,满足题意﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
当a≠0时,,解得0<a<4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
∴0≤a<4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
命题Q:a2+8a﹣20<0解得﹣10<a<2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
∵P∨Q为真命题,P∧Q为假命题
∴P,Q有且只有一个为真,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
如图可得﹣10<a<0或2≤a<4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
18.等比数列{an}的各项均为正数,且2a1+3a2=1,a32=9a2a6,
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,求数列{}的前n项和.
【考点】等比数列的通项公式;数列的求和.
【分析】(Ⅰ)设出等比数列的公比q,由a32=9a2a6
,利用等比数列的通项公式化简后得到关于q的方程,由已知等比数列的各项都为正数,得到满足题意q的值,然后再根据等比数列的通项公式化简2a1+3a2=1,把求出的q的值代入即可求出等比数列的首项,根据首项和求出的公比q写出数列的通项公式即可;
(Ⅱ)把(Ⅰ)求出数列{an}的通项公式代入设bn=log3a1+log3a2+…+log3an,利用对数的运算性质及等差数列的前n项和的公式化简后,即可得到bn的通项公式,求出倒数即为的通项公式,然后根据数列的通项公式列举出数列的各项,抵消后即可得到数列{}的前n项和.
【解答】解:(Ⅰ)设数列{an}的公比为q,由a32=9a2a6得a32=9a42,所以q2=.
由条件可知各项均为正数,故q=.
由2a1+3a2=1得2a1+3a1q=1,所以a1=.
故数列{an}的通项式为an=.
(Ⅱ)bn=++…+=﹣(1+2+…+n)=﹣,
故=﹣=﹣2(﹣)
则++…+=﹣2[(1﹣)+(﹣)+…+(﹣)]=﹣,
所以数列{}的前n项和为﹣.
19.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知sinB(tanA+tanC)=tanAtanC.
(Ⅰ)求证:a,b,c成等比数列;
(Ⅱ)若a=1,c=2,求△ABC的面积S.
【考点】等比数列的性质;三角函数中的恒等变换应用;解三角形.
【分析】(I)由已知,利用三角函数的切化弦的原则可得,sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinAsinC,利用两角和的正弦公式及三角形的内角和公式代入可得sin2B=sinAsinC,由正弦定理可证
(II)由已知结合余弦定理可求cosB,利用同角平方关系可求sinB,代入三角形的面积公式S=可求.
【解答】(I)证明:∵sinB(tanA+tanC)=tanAtanC
∴sinB()=
∴sinB•=
∴sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinAsinc
∴sinBsin(A+C)=sinAsinC,
∵A+B+C=π
∴sin(A+C)=sinB
即sin2B=sinAsinC,
由正弦定理可得:b2=ac,
所以a,b,c成等比数列.
(II)若a=1,c=2,则b2=ac=2,
∴,
∵0<B<π
∴sinB=
∴△ABC的面积.
20.如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求B点在AM上,D点在AN上,且对角线MN过点C,已知AB=3米,AD=2米.
(Ⅰ)要使矩形AMPN的面积大于32平方米,则DN的长应在什么范围内?
(Ⅱ)当DN的长度为多少时,矩形花坛AMPN的面积最小?并求出最小值.
【考点】基本不等式在最值问题中的应用;函数模型的选择与应用.
【分析】(Ⅰ)设DN的长为x(x>0)米,则|AN|=(x+
2)米,表示出矩形的面积,利用矩形AMPN的面积大于32平方米,即可求得DN的取值范围.
(2)化简矩形的面积,利用基本不等式,即可求得结论.
【解答】解:(Ⅰ)设DN的长为x(x>0)米,则|AN|=(x+2)米
∵,∴
∴
由SAMPN>32得
又x>0得3x2﹣20x+12>0
解得:0<x<或x>6
即DN的长取值范围是
(Ⅱ)矩形花坛的面积为
当且仅当3x=,即x=2时,矩形花坛的面积最小为24平方米.
21.已知直线l经过点P(1,1),倾斜角α=,
(1)写出直线l的参数方程;
(2)设l与圆x2+y2=4相交于两点A,B,求点P到A,B两点的距离之积.
【考点】直线的参数方程;直线与圆的位置关系;圆的参数方程.
【分析】(1)利用公式和已知条件直线l经过点P(1,1),倾斜角,写出其极坐标再化为一般参数方程;
(2)由题意将直线代入x2+y2=4,从而求解.
【解答】解:(1)直线的参数方程为,即.
(2)把直线代入x2+y2=4,
得,t1t2=﹣2,
则点P到A,B两点的距离之积为2.
22.已知椭圆C: +=1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),且M是线段PN的中点,过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,延长QM交C于点B.
(ⅰ)设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,证明为定值;
(ⅱ)求直线AB的斜率的最小值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(Ⅰ)利用已知条件求出椭圆的几何量,即可求解椭圆C的方程;
(Ⅱ)(ⅰ)设出N的坐标,求出PQ坐标,求出直线的斜率,即可推出结果
(ⅱ)求出直线PM,QM的方程,然后求解B,A坐标,利用AB的斜率求解最小值.
【解答】解:(Ⅰ)椭圆C: +=1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2.可得a=2,c=,b=,
可得椭圆C的方程:;
(Ⅱ)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),设N(﹣t,0)t>0,M是线段PN的中点,则P(t,2m),过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,Q(t,﹣2m),
(ⅰ)证明:设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,
k==,k′==﹣,
==﹣3.为定值;
(ⅱ)由题意可得,m2=4﹣t2,QM的方程为:y=﹣3kx+m,
PN的方程为:y=kx+m,
联立,可得:x2+2(kx+m)2=4,
即:(1+2k2)x2+4mkx+2m2﹣4=0
可得xA=,yA=+m,
同理解得xB=,
yB=,
xA﹣xB=k﹣=,
yA﹣yB=k+m﹣()=,
kAB===,由m>0,x0>0,可知k>0,
所以6k+,当且仅当k=时取等号.
此时,即m=,符合题意.
所以,直线AB的斜率的最小值为:.
2017年2月8日