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- 2021-05-13 发布
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2016年上海市宝山区高考数学一模试卷
一.填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,只要求直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.
1.方程4x﹣2x﹣6=0的解为 .
2.已知:(i是虚数单位 ),则z= .
3.以点(1,2)为圆心,与直线4x+3y﹣35=0相切的圆的方程是 .
4.数列所有项的和为 .
5.已知矩阵A=,B=,AB=,则x+y= .
6.等腰直角三角形的直角边长为1,则绕斜边旋转一周所形成的几何体的体积为 .
7.若(x﹣)9的展开式中x3的系数是﹣84,则a= .
8.抛物线y2=12x的准线与双曲线的两条渐近线所围成的三角形的面积等于 .
9.已知ω,t>0,函数的最小正周期为2π,将f(x)的图象向左平移t个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则t的最小值为 .
10.两个三口之家,共4个大人,2个小孩,约定星期日乘“奥迪”、“捷达”两辆轿车结伴郊游,每辆车最多只能乘坐4人,其中两个小孩不能独坐一辆车,则不同的乘车方法种数是 .
11.向量,满足,,与的夹角为60°,则= .
12.数列,则是该数列的第 项.
13.已知直线(1﹣a)x+(a+1)y﹣4(a+1)=0(其中a为实数)过定点P,点Q在函数的图象上,则PQ连线的斜率的取值范围是 .
14.如图,已知抛物线y2=x及两点A1(0,y1)和A2(0,y2),其中y1>y2>0.过A1,A2分别作y轴的垂线,交抛物线于B1,B2两点,直线B1B2与y轴交于点A3(0,y3),此时就称A1,A2确定了A3.依此类推,可由A2,A3确定A4,….记An(0,yn),n=1,2,3,….
给出下列三个结论:
①数列{yn}是递减数列;
②对∀n∈N*,yn>0;
③若y1=4,y2=3,则.
其中,所有正确结论的序号是 .
二.选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题都给出代号为A、B、C、D的四个结论,其中有且只有一个结论是正确的.必须用2B铅笔将正确结论的代号涂黑,选对得5分,不选、选错或者选出的代号超过一个,一律得零分.
15.如图,该程序运行后输出的结果为( )
A.1 B.2 C.4 D.16
16.P是△ABC所在平面内一点,若,其中λ∈R,则P点一定在( )
A.△ABC内部 B.AC边所在直线上
C.AB边所在直线上 D.BC边所在直线上
17.若a,b是异面直线,则下列命题中的假命题为( )
A.过直线a可以作一个平面并且只可以作一个平面α与直线b平行
B.过直线a至多可以作一个平面α与直线b垂直
C.唯一存在一个平面α与直线a、b等距
D.可能存在平面α与直线a、b都垂直
18.王先生购买了一部手机,欲使用中国移动“神州行”卡或加入联通的130网,经调查其收费标准见下表:(注:本地电话费以分为计费单位,长途话费以秒为计费单位.)
网络
月租费
本地话费
长途话费
甲:联通130
12元
0.36元/分
0.06元/秒
乙:移动“神州行”
无
0.60元/分
0.07元/秒
若王先生每月拨打本地电话的时间是拨打长途电话时间的5倍,若要用联通130应最少打多长时间的长途电话才合算.( )
A.300秒 B.400秒 C.500秒 D.600秒
三.解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须写出必要的步骤,答题务必写在黑色矩形边框内.
19.在三棱锥P﹣ABC中,已知PA,PB,PC两两垂直,PB=5,PC=6,三棱锥P﹣ABC的体积为20,Q是BC的中点,求异面直线PB,AQ所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
20.设a、b、c分别是△ABC三个内角∠A、∠B、∠C的对边,若向量,且,
(1)求tanA•tanB的值;
(2)求的最大值.
21.某市2013年发放汽车牌照12万张,其中燃油型汽车牌照10万张,电动型汽车2万张.为了节能减排和控制总量,从2013年开始,每年电动型汽车牌照按50%增长,而燃油型汽车牌照每一年比上一年减少0.5万张,同时规定一旦某年发放的牌照超过15万张,以后每一年发放的电动车的牌照的数量维持在这一年的水平不变.
(1)记2013年为第一年,每年发放的燃油型汽车牌照数构成数列{an},每年发放的电动型汽车牌照数为构成数列{bn},完成下列表格,并写出这两个数列的通项公式;
a1=10
a2=9.5
a3=
a4=
…
b1=2
b2=
b3=
b4=
…
(2)从2013年算起,累计各年发放的牌照数,哪一年开始超过200万张?
22.已知椭圆+y2=1上两个不同的点A,B关于直线对称.
(1)若已知,M为椭圆上动点,证明:;
(2)求实数m的取值范围;
(3)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).
23.已知函数f(x)=logkx(k为常数,k>0且k≠1),且数列{f(an)}是首项为4,公差为2的等差数列.
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)若bn=an+f(an),当时,求数列{bn}的前n项和Sn的最小值;
(3)若cn=anlgan,问是否存在实数k,使得{cn}是递增数列?若存在,求出k的范围;若不存在,说明理由.
2016年上海市宝山区高考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一.填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,只要求直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.
1.方程4x﹣2x﹣6=0的解为 log23 .
【考点】指数式与对数式的互化;二次函数的性质.
【专题】计算题.
【分析】由4x﹣2x﹣6=0,得(2x)2﹣2x﹣6=0,由此能求出方程4x﹣2x﹣6=0的解.
【解答】解:由4x﹣2x﹣6=0,得
(2x)2﹣2x﹣6=0,
解得2x=3,或2x=﹣2(舍去),
∴x=log23.
故答案为:log23.
【点评】本题考查指数方程的解法,解题时要认真审题,注意指数式和对数式的互化.
2.已知:(i是虚数单位 ),则z= ﹣3﹣4i .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【专题】计算题;方程思想;数学模型法;数系的扩充和复数.
【分析】把已知的等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简求得,再求其共轭复数得答案.
【解答】解:由,得:
,
∴z=﹣3﹣4i.
故答案为:﹣3﹣4i.
【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查共轭复数的概念,是基础的计算题.
3.以点(1,2)为圆心,与直线4x+3y﹣35=0相切的圆的方程是 (x﹣1)2+(y﹣2)2=25 .
【考点】圆的标准方程;直线与圆的位置关系.
【专题】计算题.
【分析】先求圆心到直线4x+3y﹣35=0的距离,再求出半径,即可由圆的标准方程求得圆的方程.
【解答】解:以点(1,2)为圆心,与直线4x+3y﹣35=0相切,
圆心到直线的距离等于半径,即:
所求圆的标准方程:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25
故答案为:(x﹣1)2+(y﹣2)2=25
【点评】本题考查圆的标准方程,直线与圆相切,是基础题.
4.数列所有项的和为 2 .
【考点】等比数列的前n项和.
【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列.
【分析】先求出数列前n项和,再求出前n项和的极限,从而求出结果.
【解答】解:数列前n项和:
Sn==2[1﹣()n],
∴数列所有项的和为:
S===2.
故答案为:2.
【点评】本题考查等比数列的前n项和的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用.
5.已知矩阵A=,B=,AB=,则x+y= 8 .
【考点】矩阵与矩阵的乘法的意义.
【专题】计算题;转化思想;综合法;矩阵和变换.
【分析】利用矩阵乘法法则求解.
【解答】解:∵矩阵A=,B=,AB=,
∴AB===,
∴,解得x=5,y=3,
∴x+y=8.
故答案为:8.
【点评】本题考查代数式的值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意矩阵乘法法则的合理运用.
6.等腰直角三角形的直角边长为1,则绕斜边旋转一周所形成的几何体的体积为 .
【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台).
【专题】计算题;空间位置关系与距离;立体几何.
【分析】直角边长为1的等腰直角三角形,绕斜边旋转一周所形成的几何体是两个底面半径为:,高也为的圆锥的组合体,代入圆锥体积公式,可得答案.
【解答】解:直角边长为1的等腰直角三角形,
绕斜边旋转一周所形成的几何体是两个底面半径为:,高也为的圆锥的组合体,
故该几何体的体积V=2×[×]•=.
故答案为:
【点评】本题考查的知识点是旋转体,圆锥的体积,难度不大,属于基础题.
7.若(x﹣)9的展开式中x3的系数是﹣84,则a= 1 .
【考点】二项式系数的性质.
【专题】计算题.
【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为3得展开式中x3的系数,列出方程解得.
【解答】解:展开式的通项为=(﹣a)rC9rx9﹣2r
令9﹣2r=3得r=3
∴展开式中x3的系数是C93(﹣a)3=﹣84a3=﹣84,
∴a=1.
故答案为1
【点评】本试题主要考查二项展开式的通项公式和求指定项系数的方法.
8.抛物线y2=12x的准线与双曲线的两条渐近线所围成的三角形的面积等于 .
【考点】双曲线的简单性质;抛物线的简单性质.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】写出抛物线y2=12x的准线与双曲线的两条渐近线方程是解决本题的关键,然后确定三角形的形状和边长利用面积公式求出三角形的面积.
【解答】解:抛物线y2=12x的准线为x=﹣3,
双曲线的两条渐近线方程分别为:y=x,y=﹣x,
这三条直线构成边长为2的等边三角形,
因此,所求三角形面积等于×2×2×sin60°=.
故答案为:.
【点评】本题考查三角形形状的确定和面积的求解,考查双曲线标准方程与其渐近线方程的联系,抛物线标准方程与其准线方程的联系,考查学生直线方程的书写,考查学生分析问题解决问题的能力,属于基本题型.
9.已知ω,t>0,函数的最小正周期为2π,将f(x)的图象向左平移t个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则t的最小值为 .
【考点】三角函数中的恒等变换应用;正弦函数的图象;二阶矩阵.
【专题】计算题;函数思想;数学模型法;三角函数的图像与性质.
【分析】由题意得到函数解析式,利用辅助角公式化积后结合周期求得ω,再由函数图象的平移求得平移后的函数解析式,结合平移后的函数为偶函数求出t的取值集合得答案.
【解答】解: ==.
∵f(x)的最小正周期为2π,∴,得ω=1.
将f(x)的图象向左平移t个单位,得f(x+t)=.
∵函数f(x+t)为偶函数,
∴,则t=.
取k=0时,t的最小值为.
故答案为:.
【点评】本题考查三角函数中的恒等变换应用,考查了三角函数的图象平移,训练了函数奇偶性的求法,是中档题.
10.两个三口之家,共4个大人,2个小孩,约定星期日乘“奥迪”、“捷达”两辆轿车结伴郊游,每辆车最多只能乘坐4人,其中两个小孩不能独坐一辆车,则不同的乘车方法种数是 48 .
【考点】排列、组合及简单计数问题.
【专题】计算题.
【分析】只需选出乘坐奥迪车的人员,剩余的可乘坐捷达.再分奥迪车上没有小孩、奥迪车上有一个小孩、奥迪车上有2个小孩这三种情况,分别求得乘车的方法数,相加即得所求.
【解答】解:只需选出乘坐奥迪车的人员,剩余的可乘坐捷达.
若奥迪车上没有小孩,则有=10种方法;
若奥迪车上有一个小孩,则有=28种;
若奥迪车上有两个小孩,则有=10种.
综上,不同的乘车方法种数为10+28+10=48种,
故答案为 48.
【点评】本题主要考查排列与组合及两个基本原理的应用,体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.
11.向量,满足,,与的夹角为60°,则= .
【考点】平面向量数量积的运算.
【专题】方程思想;综合法;平面向量及应用.
【分析】求出,对两边平方,解出||.
【解答】解: =||×=||.
∵,∴()2=.∴﹣2+=.∴1﹣||+||2=.解得||=.
故答案为:.
【点评】本题考查了平面向量的数量积运算,是基础题.
12.数列,则是该数列的第 128 项.
【考点】数列的概念及简单表示法;数列的函数特性.
【专题】等差数列与等比数列.
【分析】该数列中:分子、分母之和为2的有1项,为3的有2项,为4的有3项,为5的有4项,…,由此可知:分子、分母之和为16的有15项.而分子、分母之和为17的有16项,排列顺序为:,,,,…,,;即可得出是分子、分母之和为17的第8项.
【解答】解:观察数列,
该数列中:分子、分母之和为2的有1项,为3的有2项,为4的有3项,为5的有4项,…,
∴分子、分母之和为16的有15项.
而分子、分母之和为17的有16项,排列顺序为:
,,,,…,,;其中是分子、分母之和为17的第8项;.
故共有项.
故答案为128.
【点评】本题考查了通过观察所要解决的提问转化为利用等差数列的前n项和公式解决,属于中档题.
13.已知直线(1﹣a)x+(a+1)y﹣4(a+1)=0(其中a为实数)过定点P,点Q在函数的图象上,则PQ连线的斜率的取值范围是 [﹣3,+∞) .
【考点】恒过定点的直线;直线的斜率.
【专题】直线与圆.
【分析】直线方程即 x+y﹣4+a(﹣x+y﹣4)=0,由,求得定点P的坐标,设点Q(m,m+),m≠0,则PQ连线的斜率为为=﹣3,再利用二次函数的性质求得它的范围.
【解答】解:已知直线(1﹣a)x+(a+1)y﹣4(a+1)=0即 x+y﹣4+a(﹣x+y﹣4)=0,
由,解得,故定点P的坐标为(0,4).
设点Q(m,m+),m≠0,则PQ连线的斜率为=1+﹣=﹣3≥﹣3,
故PQ连线的斜率的取值范围为[﹣3,+∞),
故答案为[﹣3,+∞).
【点评】本题主要考查直线过定点问题,直线的斜率公式,二次函数的性质应用,属于中档题.
14.如图,已知抛物线y2=x及两点A1(0,y1)和A2(0,y2),其中y1>y2>0.过A1,A2分别作y轴的垂线,交抛物线于B1,B2两点,直线B1B2与y轴交于点A3(0,y3),此时就称A1,A2确定了A3.依此类推,可由A2,A3确定A4,….记An(0,yn),n=1,2,3,….
给出下列三个结论:
①数列{yn}是递减数列;
②对∀n∈N*,yn>0;
③若y1=4,y2=3,则.
其中,所有正确结论的序号是 ①②③ .
【考点】数列与解析几何的综合.
【专题】计算题;压轴题.
【分析】先确定直线Bn﹣1Bn﹣2的方程,求得,由此即可得到结论.
【解答】解:由题意,Bn﹣1(),Bn﹣2(),则直线Bn﹣1Bn﹣2的方程为
令x=0,则,∴
∴
∴
∵y1>y2>0,∴yn>0,故②正确;
,∴yn<yn﹣1,故①正确;
若y1=4,y2=3,则,y4=,,故③正确.
故答案为:①②③.
【点评】本题考查数列与解析几何的综合,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
二.选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,每题都给出代号为A、B、C、D的四个结论,其中有且只有一个结论是正确的.必须用2B铅笔将正确结论的代号涂黑,选对得5分,不选、选错或者选出的代号超过一个,一律得零分.
15.如图,该程序运行后输出的结果为( )
A.1 B.2 C.4 D.16
【考点】程序框图.
【专题】计算题;图表型.
【分析】由题意可得:①a=1≤3,b=2,a=1+1=2;②a=2≤3,b=4,a=2+1=3;③a=3≤3,b=16,a=3+1=4;进而程序结束得到答案.
【解答】解:由题意可得:①a=1≤3,b=2,a=1+1=2;
②a=2≤3,b=4,a=2+1=3;
③a=3≤3,b=16,a=3+1=4;
因为a=4≤3不成立,所以输出b的数值为16.
故选D.
【点评】本题考查的知识点是程序框图,模拟循环的执行过程是解答此类问题常用的办法.
16.P是△ABC所在平面内一点,若,其中λ∈R,则P点一定在( )
A.△ABC内部 B.AC边所在直线上
C.AB边所在直线上 D.BC边所在直线上
【考点】向量在几何中的应用.
【专题】平面向量及应用.
【分析】根据,代入,根据共线定理可知与共线,从而可确定P点一定在AC边所在直线上.
【解答】解:∵,,
∴=,则,
∴∥,即与共线,
∴P点一定在AC边所在直线上,
故选B.
【点评】本题主要考查向量的共线定理,要证明三点共线时一般转化为证明向量的共线问题.属于中档题.
17.若a,b是异面直线,则下列命题中的假命题为( )
A.过直线a可以作一个平面并且只可以作一个平面α与直线b平行
B.过直线a至多可以作一个平面α与直线b垂直
C.唯一存在一个平面α与直线a、b等距
D.可能存在平面α与直线a、b都垂直
【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.
【专题】计算题;转化思想;综合法;空间位置关系与距离.
【分析】在A中,把直线b平移与直线a相交,确定一个平面平行于b;在B中,只有a、b垂直时才能作出一个平面α与直线b垂直;在C中,由唯一性定理得唯一存在一个平面α与直线a、b等距;在D中:若存在平面α与直线a、b都垂直,则a∥b.
【解答】解:由a,b是异面直线,知:
在A中:a,b是两异面直线,把直线b平移与直线a相交,确定一个平面,因此经过直线a只能作出1个平面平行于b,故A正确;
在B中:只有a、b垂直时才能作出一个平面α与直线b垂直,否则过直线a不可以作一个平面α与直线b垂直,故B正确;
在C中:由唯一性定理得唯一存在一个平面α与直线a、b等距,故C正确;
在D中:若存在平面α与直线a、b都垂直,则直线与平面垂直的性质定理得a∥b,故D错误.
故选:D.
【点评】本题考查命题真假的判断,是中档题,解题时要认真审题,注意空间中线线、线面、面面间的位置关系的合理运用.
18.王先生购买了一部手机,欲使用中国移动“神州行”卡或加入联通的130网,经调查其收费标准见下表:(注:本地电话费以分为计费单位,长途话费以秒为计费单位.)
网络
月租费
本地话费
长途话费
甲:联通130
12元
0.36元/分
0.06元/秒
乙:移动“神州行”
无
0.60元/分
0.07元/秒
若王先生每月拨打本地电话的时间是拨打长途电话时间的5倍,若要用联通130应最少打多长时间的长途电话才合算.( )
A.300秒 B.400秒 C.500秒 D.600秒
【考点】函数与方程的综合运用;函数的值;分段函数的应用.
【专题】计算题;转化思想;函数的性质及应用.
【分析】根据每月的通话时间和甲方式的收费标准,可知所需花费=月租费+本地话费+长途话费,可求所需话费y(元)与通话时间x(分钟)的函数关系式;将乙方式所需话费y(元)与通话时间x(分钟)的函数关系式求出,将两个式子进行比较,可得出较为省钱的入网方式.
【解答】解:每月接打本地电话的时间是接打长途电话的5倍,王先生每月拨打长途电话时间为x(分钟),他所需话费y(元),联通130他所需话费y(元)与通话时间x(分钟)的函数关系式为y=12+0.36×5x+3.6x(x>0);
移动“神州行”他所需话费y(元)与通话时间x(分钟)的函数关系式为:y=0.6×5x+4.2x,
若要用联通130应最少打多长时间的长途电话才合算,可得:12+0.36×5x+3.6x<0.6×5x+4.2x,
解得:x>(分钟)=400秒.
故选:B.
【点评】本题主要是应用数学模型来解决实际问题,考查一次函数的应用.
三.解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,解答下列各题必须写出必要的步骤,答题务必写在黑色矩形边框内.
19.在三棱锥P﹣ABC中,已知PA,PB,PC两两垂直,PB=5,PC=6,三棱锥P﹣ABC的体积为20,Q是BC的中点,求异面直线PB,AQ所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
【考点】异面直线及其所成的角.
【专题】计算题;转化思想;综合法;空间角.
【分析】由三棱锥P﹣ABC的体积为20,得PA=4,取PC的中点为D,连结AD,DQ,则∠AQD为异面直线PB,AQ所成的角,由此能求出异面直线PB,AQ所成的角.
【解答】解:∵在三棱锥P﹣ABC中,PA,PB,PC两两垂直,PB=5,PC=6,三棱锥P﹣ABC的体积为20,
∴,解得PA=4,
取PC的中点为D,连结AD,DQ,
则∠AQD为异面直线PB,AQ所成的角,
,DA=5,
∵QD⊥平面PAC,∴QD⊥AD,
∴tan∠AQD=2,
∴异面直线PB,AQ所成的角为arctan2.
【点评】本题考查异面直线所成角的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意空间能力的培养.
20.设a、b、c分别是△ABC三个内角∠A、∠B、∠C的对边,若向量,且,
(1)求tanA•tanB的值;
(2)求的最大值.
【考点】三角函数的化简求值;平面向量数量积的运算.
【专题】计算题.
【分析】(1)由,化简得 4cos(A﹣B)=5cos(A+B),由此求得tanA•tanB的值.
(2)利用正弦定理和余弦定理化简为,而,利用基本不等式
求得它的最小值等于,从而得到tanC有最大值,从而求得所求式子的最大值.
【解答】解:(1)由,得.…
即 ,
亦即 4cos(A﹣B)=5cos(A+B),…
所以 .…
(2)因,…
而,
所以,tan(A+B)有最小值,…
当且仅当时,取得最小值.
又tanC=﹣tan(A+B),则tanC有最大值,故的最大值为.…
【点评】本题主要考查两个向量数量积公式,正弦定理和余弦定理,两角和的正切公式,以及基本不等式的应用,属于中档题.
21.某市2013年发放汽车牌照12万张,其中燃油型汽车牌照10万张,电动型汽车2万张.为了节能减排和控制总量,从2013年开始,每年电动型汽车牌照按50%增长,而燃油型汽车牌照每一年比上一年减少0.5万张,同时规定一旦某年发放的牌照超过15万张,以后每一年发放的电动车的牌照的数量维持在这一年的水平不变.
(1)记2013年为第一年,每年发放的燃油型汽车牌照数构成数列{an},每年发放的电动型汽车牌照数为构成数列{bn},完成下列表格,并写出这两个数列的通项公式;
a1=10
a2=9.5
a3= 9
a4= 8.5
…
b1=2
b2= 3
b3= 4.5
b4= 6.75
…
(2)从2013年算起,累计各年发放的牌照数,哪一年开始超过200万张?
【考点】数列的应用.
【专题】应用题;点列、递归数列与数学归纳法.
【分析】(1)利用从2013年开始,每年电动型汽车牌照按50%增长,而燃油型汽车牌照每一年比上一年减少0.5万张,同时规定一旦某年发放的牌照超过15万张,以后每一年发放的电动车的牌照的数量维持在这一年的水平不变,可填写表格,并写出这两个数列的通项公式;
(2)利用等差数列与等比数列的求和公式,可得﹣n2+17n﹣≥200,即可得出结论.
【解答】解:(1)
a1=10
a2=9.5
a3=9
a4=8.5
…
b1=2
b2=3
b3=4.5
b4=6.75
…
…
当1≤n≤20且n∈N*,an=10+(n﹣1)×(﹣0.5)=﹣0.5n+10.5;
当n≥21且n∈N*,an=0.
∴an=…
而a4+b4=15.25>15
∴bn=,…
(2)当n=4时,Sn=a1+a2+a3+a4+b1+b2+b3+b4=53.25.
当5≤n≤21时,Sn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+b3+b4+b5+…+bn)=10n+++6.75(n﹣4)
=﹣n2+17n﹣…
由Sn≥200得﹣n2+17n﹣≥200,即n2﹣68n+843≤0,得34﹣≤n≤21 …
∴到2029年累积发放汽车牌照超过200万张.…
【点评】本题考查数列的应用,考查利用数学知识解决实际问题,考查数列的求和,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
22.已知椭圆+y2=1上两个不同的点A,B关于直线对称.
(1)若已知,M为椭圆上动点,证明:;
(2)求实数m的取值范围;
(3)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).
【考点】椭圆的简单性质.
【专题】数形结合;方程思想;转化思想;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)设M(x,y),则+y2=1,利用两点之间的距离公式、二次函数的单调性即可得出.
(2)由题意知m≠0,可设直线AB的方程为.与椭圆方程联立得.△>0,再利用中点坐标公式、根与系数的关系即可得出.
(3)利用弦长公式、点到直线的距离公式可得S△AOB,再利用二次函数的单调性即可得出.
【解答】(1)证明:设M(x,y),则+y2=1,
于是===,
∵﹣1≤y≤1,
∴当时,.即.
(2)解:由题意知m≠0,可设直线AB的方程为.
由消去y,得.
∵直线与椭圆有两个不同的交点,
∴,
即 ①
将AB中点,
代入直线方程解得 ②
由①②得或.
(3)解:令,即,
则,
且O到直线AB的距离为,
设△AOB的面积为S(t),∴,
当且仅当时,等号成立.
故△AOB面积的最大值为.
【点评】本题考查了椭圆的定义及其标准方程、直线与椭圆相交弦长问题、点到直线的距离公式、三角形面积计算公式、轴对称问题、两点之间的距离公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
23.已知函数f(x)=logkx(k为常数,k>0且k≠1),且数列{f(an)}是首项为4,公差为2的等差数列.
(1)求证:数列{an}是等比数列;
(2)若bn=an+f(an),当时,求数列{bn}的前n项和Sn的最小值;
(3)若cn=anlgan,问是否存在实数k,使得{cn}是递增数列?若存在,求出k的范围;若不存在,说明理由.
【考点】数列与函数的综合;对数函数的图像与性质.
【专题】分类讨论;定义法;函数的性质及应用;等差数列与等比数列.
【分析】(1)运用等差数列的通项公式和对数的定义,可得an=k2n+2,再由等比数列的定义即可得证;
(2)求得an,f(an),再由等差数列和等比数列的求和公式,运用单调性即可得到最小值;
(3)由题意可得(n+1)lgk<(n+2)•k2•lgk对一切n∈N*成立.讨论k>1,0<k<1,运用数列的单调性即可得到所求k的范围.
【解答】解:(1)证明:由题意可得f(an)=4+2(n﹣1)=2n+2,
即logkan=2n+2,
∴,
∴.
∵常数k>0且k≠1,∴k2为非零常数,
∴数列{an}是以k4为首项,k2为公比的等比数列;
(2)当时,,f(an)=2n+2,
所以,
因为n≥1,所以,是递增数列,
因而最小值为S1=1+3+﹣=.
(3)由(1)知,,
要使cn<cn+1对一切n∈N*成立,
即(n+1)lgk<(n+2)•k2•lgk对一切n∈N*成立.
当k>1时,lgk>0,n+1<(n+2)k2对一切n∈N*恒成立;
当0<k<1时,lgk<0,n+1>(n+2)k2对一切n∈N*恒成立,
只需,
∵单调递增,
∴当n=1时,.
∴,且0<k<1,∴.
综上所述,存在实数满足条件.
【点评】本题考查等差数列和等比数列的通项公式和求和公式的运用,考查数列的单调性的判断和运用,以及数列不等式恒成立问题的解法,属于中档题.