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- 2021-06-09 发布
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2019-2020学年高一第二学期期中数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题).
1.不等式(x﹣1)(x﹣2)<0的解集为( )
A.{x|x<1,或x>2} B.{x|1<x<2} C.{x|x<﹣2,或x>﹣1} D.{x|﹣2<x<﹣1}
2.cos45°cos15°﹣sin45°sin15°=( )
A.12 B.32 C.-12 D.-32
3.设a>b,则下列不等式成立的是( )
A.a2>b2 B.1a<1b C.ac2>bc2 D.1a-b>1a
4.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a4+a6=﹣6,则S9=( )
A.﹣27 B.27 C.﹣54 D.54
5.已知{an}是等比数列,且a5=12,4a3+a7=2,则a9=( )
A.2 B.±2 C.8 D.18
6.已知△ABC中,A=45°,a=2,b=2,那么∠B为( )
A.30° B.60° C.30°或150° D.60°或120°
7.若函数f(x)=2x-3ax2+ax+1的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.(0,4) B.[0,2) C.[0,4) D.(2,4]
8.在△ABC中,若2cosB•sinA=sinC,则△ABC的形状一定是( )
A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等边三角形
9.在△ABC,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若内角A,B,C依次成等差数列,且不等式﹣2x2+ax+c>0的解集为(﹣1,2),则b等于( )
A.23 B.3 C.4 D.47
10.如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北45°(即∠BAC=45°)的方向上,行驶6006m后到达B处,测得此山顶在北偏东15°(即∠ABC=75°)的方向上,仰角∠DBC为30°,则此山的高度CD=( )
A.2003m B.4003m C.6003m D.8003m
11.已知2sin2θ﹣cos2θ=1,则sin2θ+cos2θ+1sin2θ-cos2θ+1的值为( )
A.45 B.0 C.2 D.0或2
12.已知函数f(x)=2cosx(sinx﹣cosx)+1的定义域为[a,b],值域为[-2,22],则b﹣a的值不可能是( )
A.π3 B.π2 C.7π12 D.34π
二.填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知等差数列{an}的通项公式为an=2﹣3n,那么它的公差为 .
14.九连环是我国从古至今广泛流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合面为一”.在某种玩法中,用an表示解下n(n≤9,n∈N*)个圆环所需的移动最少次数,{an}满足a1=1,且an=2an-1-1,n为偶数2an-1+2,n为奇数,则解下4个环所需的最少移动次数为 .
15.若sin76°=m,则cos7°= .
16.在锐角三角形△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,a2+c2﹣b2=3ac,则cosA+sinC
的取值范围为 .
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.已如α,β∈[π2,π],且cosα=-35.(Ⅰ)求tan(π4-α)的值;(Ⅱ)若sin(α﹣β)=35,求sinβ的值.
18.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=﹣5,S6=﹣12.(1)求{an}的通项公式;(2)求Sn,并求当n取何值时Sn有最小值.
19.已知sinx2+2cosx2=0.(1)求tanx的值;(2)求sinx的值;(3)求cos2x2cos(x+π4)sinx的值.
20.在△ABC中,a、b、c是角A、B、C所对的边,且(a﹣2b)cosC+ccosA=0.(1)求C的大小;
(2)若b=2,c=7,求AB边上的高.
21.定义行列式运算:x1x2x3x4=x1x4﹣x2x3,若函数f(x)=sin(ωx-π3)cosωx01(ω>0)的最小正周期是π.(1)求函数f(x)的单调增区间;(2)数列{an}的前n项和Sn=An2,且A=f(5π12),求证:数列{2anan+1}的前n项和Tn<1.
22.已知{xn}是各项均为正数的等比数列,且x1+x2=3,x3﹣x2=2.(Ⅰ)求数列{xn}的通项公式;(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy中,依次连接点P1(x1,1),P2(x2,2)…Pn+1(xn+1,n+1)得到折线P1P2…Pn+1,求由该折线与直线y=0,x=x1,x=xn+1所围成的区域的面积Tn.
参考答案
一.选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1.不等式(x﹣1)(x﹣2)<0的解集为( )
A.{x|x<1,或x>2} B.{x|1<x<2}
C.{x|x<﹣2,或x>﹣1} D.{x|﹣2<x<﹣1}
【分析】根据一元二次不等式的解法与步骤,求解即可.
解:解不等式(x﹣1)(x﹣2)<0,
得1<x<2,
∴不等式的解集为{x|1<x<2}.
故选:B.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法与应用问题,是基础题.
2.cos45°cos15°﹣sin45°sin15°=( )
A.12 B.32 C.-12 D.-32
【分析】观察所求的式子,发现满足两角和与差的余弦函数公式,故利用此公式化简,再利用特殊角的三角函数值即可求出值.
解:cos45°cos15°﹣sin45°sin15°
=cos(45°+15°)
=cos60°
=12.
故选:A.
【点评】此题考查了两角和与差的余弦函数公式,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握公式是解本题的关键.
3.设a>b,则下列不等式成立的是( )
A.a2>b2 B.1a<1b C.ac2>bc2 D.1a-b>1a
【分析】通过举例可得ABD不正确,利用不等式的基本性质可得C成立.
解:A.取a=2,b=﹣3,则a2>b2不成立;
B.取a=2,b=﹣3,则1a<1b不成立;
C.由a>b,1c2>0,可得ac2>bc2成立;
D.取a=2,b=﹣3,则1a-b<1a,因此不正确.
故选:C.
【点评】本题考查了不等式的基本性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
4.设等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a4+a6=﹣6,则S9=( )
A.﹣27 B.27 C.﹣54 D.54
【分析】由等差数列{an}的性质可得:a4+a6=﹣6=a1+a9,再利用等差数列的前n项和公式即可得出.
解:由等差数列{an}的性质可得:a4+a6=﹣6=a1+a9,
则S9=9(a1+a9)2=9×(﹣3)=﹣27.
故选:A.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式及其前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
5.已知{an}是等比数列,且a5=12,4a3+a7=2,则a9=( )
A.2 B.±2 C.8 D.18
【分析】由已知列式求得a3,进一步求得公比,再由等比数列的通项公式求得a9.
解:在等比数列{an}中,由a5=12,
得a3a7=a52=14,又4a3+a7=2,
联立解得:a3=14.
则q2=a5a3=1214=2,∴a9=a5q4=12×4=2.
故选:A.
【点评】本题考查等比数列的通项公式,考查了等比数列的性质,是基础的计算题.
6.已知△ABC中,A=45°,a=2,b=2,那么∠B为( )
A.30° B.60° C.30°或150° D.60°或120°
【分析】根据正弦定理,求出sinB的值,再根据b<a得出B<A,即可求出B的值.
解:△ABC中,A=45°,a=2,b=2,
由正弦定理得,asinA=bsinB,
∴sinB=bsinAa=2sin45°2=12;
又b<a,
∴B<A,
∴B=30°.
故选:A.
【点评】本题考查了正弦定理的简单应用问题,是基础题目.
7.若函数f(x)=2x-3ax2+ax+1的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.(0,4) B.[0,2) C.[0,4) D.(2,4]
【分析】根据f(x)的定义域为R可得出ax2+ax+1>0的解集为R,讨论a:a=0时,显然满足题意;a≠0时,需满足a>0△=a2-4a<0,解出a的范围即可.
解:∵f(x)的定义域为R;
∴ax2+ax+1>0的解集为R;
①a=0时,1>0恒成立,ax2+ax+1>0的解集为R;
②a≠0时,则a>0△=a2-4a<0;
解得0<a<4;
∴综上得,实数a的取值范围是[0,4).
故选:C.
【点评】考查函数定义域的概念及求法,一元二次不等式的解集为R时,判别式△满足的条件.
8.在△ABC中,若2cosB•sinA=sinC,则△ABC的形状一定是( )
A.等腰直角三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形 D.等边三角形
【分析】在△ABC中,总有A+B+C=π,利用此关系式将题中:“2cosB•sinA=sinC,”化去角C,最后得到关系另外两个角的关系,从而解决问题.
【解答】解析:∵2cosB•sinA=sinC=sin(A+B)⇒sin(A﹣B)=0,
又B、A为三角形的内角,
∴A=B.
故选:C.
【点评】本题主要考查三角函数的两角和与差的正弦函数,属于基础题,在判定三角形形状时,一般考虑两个方向进行变形,一个方向是边,走代数变形之路,另一个方向是角,走三角变换之路.
9.在△ABC,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若内角A,B,C依次成等差数列,且不等式﹣2x2+ax+c>0的解集为(﹣1,2),则b等于( )
A.23 B.3 C.4 D.47
【分析】不等式﹣2x2+ax+c>0的解集为(﹣1,2),可得﹣1,2是方程﹣2x2+ax+c=0的两个实数根,利用根与系数点关系可得:a,c.根据A,B,C依次成等差数列,可得B.再利用余弦定理即可得出.
解:不等式﹣2x2+ax+c>0的解集为(﹣1,2),
∴﹣1,2是方程﹣2x2+ax+c=0的两个实数根,
可得:﹣1+2=a2,﹣1×2=-c2,
a=2,c=4.
∵A,B,C依次成等差数列,
∴B=12(A+C)=12(π﹣B),解得B=π3.
则b2=22+42﹣2×2×4cosπ3=12,解得b=23.
故选:A.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
10.如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北45°(即∠BAC=45°)的方向上,行驶6006m后到达B处,测得此山顶在北偏东15°(即∠ABC=75°)的方向上,仰角∠DBC为30°,则此山的高度CD=( )
A.2003m B.4003m C.6003m D.8003m
【分析】△ABC中由正弦定理求得BC的值,Rt△ABC中求出山高CD的值.
解:△ABC中,∠BAC=45°,AB=6006,∠ABC=75°,
∴∠ACB=60°,
由正弦定理得BCsin45°=6006sin60°,
BC=6006×2232=1200,
Rt△ABC中,∠DBC=30°,
∴CD=BCtan∠DBC=1200×33=4003,
则山高CD为4003m.
故选:B.
【点评】本题考查了解三角形的应用问题,从实际问题中抽象出三角形是解题的关键,属基础题.
11.已知2sin2θ﹣cos2θ=1,则sin2θ+cos2θ+1sin2θ-cos2θ+1的值为( )
A.45 B.0 C.2 D.0或2
【分析】由已知求得cosθ=0或tanθ=12,然后分类求解得答案.
解:由2sin2θ﹣cos2θ=1,得4sinθcosθ=2cos2θ,
得cosθ=0或tanθ=12.
若cosθ=0则θ=π2+kπ,2θ=π+2kπ,
则sin2θ+cos2θ+1sin2θ-cos2θ+1=0;
若tanθ=12,
则sin2θ+cos2θ+1sin2θ-cos2θ+1=2sinθcosθ+2cos2θ2sinθcosθ+2sin2θ
=tanθ+1tanθ+tan2θ=12+112+14=2.
∴sin2θ+cos2θ+1sin2θ-cos2θ+1的值为0或2.
故选:D.
【点评】本题考查三角函数的化简求值,考查同角三角函数基本关系式的应用,考查分类讨论的数学思想方法,是中档题.
12.已知函数f(x)=2cosx(sinx﹣cosx)+1的定义域为[a,b],值域为[-2,22],则b﹣a的值不可能是( )
A.π3 B.π2 C.7π12 D.34π
【分析】利用辅助角公式将函数化为y=Asin(ωx+φ)的形式,根据正弦函数在一个区间上单调性,建立关系,求解b﹣a的范围.
解:函数f(x)=2cosx(sinx﹣cosx)+1
=2sinxcosx﹣2cos2x+1
=sin2x﹣cos2x
=2sin(2x-π4),
其定义域为[a,b],即x∈[a,b],
所以2x-π4∈[2a-π4,2b-π4];
又其值域为[-2,22],
即-2≤2sin(2x-π4)≤22,
所以﹣1≤sin(2x-π4)≤12;
在正弦函数y=sinx的一个周期内,要满足上式,
则-π2≤2x-π4≤π6,
所以(b﹣a)max=π6-(-π2)=2π3,
所以b﹣a的值不可能为3π4.
故选:D.
【点评】本题考查了三角函数的性质与应用问题,也考查了分析与运算能力,是中档题.
二.填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知等差数列{an}的通项公式为an=2﹣3n,那么它的公差为 ﹣3 .
【分析】利用公差d=a2﹣a1即可得出.
解:公差d=a2﹣a1=2﹣3×2﹣(2﹣3)=﹣3.
故答案为:﹣3.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式及其性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
14.九连环是我国从古至今广泛流传的一种益智游戏,它用九个圆环相连成串,以解开为胜.据明代杨慎《丹铅总录》记载:“两环互相贯为一,得其关捩,解之为二,又合面为一”.在某种玩法中,用an表示解下n(n≤9,n∈N*)个圆环所需的移动最少次数,{an}满足a1=1,且an=2an-1-1,n为偶数2an-1+2,n为奇数,则解下4个环所需的最少移动次数为 7 .
【分析】根据已知规律和递归式,推导出a4的值即可.
解:根据题意,
a2=2a1﹣1=1;
a3=2a2+2=4;
a4=2a3﹣1=7;
即解下4个圆环最少移动7次;
故答案为:7.
【点评】本题比较新颖,考查学生对于递归式的掌握和理解,属基础题.要注意n的奇偶性,代入不能搞错.
15.若sin76°=m,则cos7°= 2m+22 .
【分析】将已知等式中的角76°变形为90°﹣14°,利用诱导公式sin(90°﹣α)=cosα化简,用m表示出cos14°,将cos14°利用二倍角的余弦函数公式化简,得到关于cos7°的方程,求出方程的解即可用m表示出cos7°.
解:∵sin76°=sin(90°﹣14°)=cos14°=m,
∴cos14°=2cos27°﹣1=m,
则cos7°=m+12=2m+22.
故答案为:2m+22
【点评】此题考查了同角三角函数间的基本关系,以及二倍角的余弦函数公式,熟练掌握基本关系及公式是解本题的关键.
16.在锐角三角形△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,a2+c2﹣b2=3ac,则cosA+sinC的取值范围为 (32,32) .
【分析】由已知及余弦定理可求cosB,结合B是锐角,可求B,根据三角形内角和定理可求C=5π6-A,利用三角函数恒等变换的应用可求cosA+sinC=3sin(A+π3),由△ABC是锐角三角形,可求A的范围,进而可求范围2π3<A+π3<5π6,利用正弦函数的图象和性质即可得解其取值范围.
解:由条件a2+c2-b2=3ac
根据余弦定理得:cosB=a2+c2-b22ac=32,
∵B是锐角,
∴B=π6.
∴A+C=5π6,即C=5π6-A,
∴cosA+sinC=cosA+sin(5π6-A)#/DEL/#=cosA+sin5π6cosA-cos5π6sinA=32sinA+32cosA#/DEL/#
=3sin(A+π3),
又△ABC是锐角三角形,
∴0<A<π20<C<π2,即0<A<π20<5π6-A<π2,
∴π3<A<π2,
∴2π3<A+π3<5π6,
∴cosA+sinC∈(32,32).
故答案为:(32,32).
【点评】本题主要考查了余弦定理,三角形内角和定理,三角函数恒等变换的应用,正弦函数的图象和性质在解三角形中的应用,考查了转化思想和数形结合思想,属于中档题.
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.已如α,β∈[π2,π],且cosα=-35.
(Ⅰ)求tan(π4-α)的值;
(Ⅱ)若sin(α﹣β)=35,求sinβ的值.
【分析】(Ⅰ)根据cosα=-35,求出tanα,然后由两角差的正切公式求出tan(π4-α)的值;
(Ⅱ)根据sin(α﹣β)=35,求出cos(α-β)=45,然后由sinβ=sin[α﹣(α﹣β)]求出sinβ的值.
解:(Ⅰ)∵α∈[π2,π],且cosα=-35,
∴sinα=45,∴tanα=-43,
∴tan(π4-α)=1-tanα1+tanα=-7;
(Ⅱ)由α,β∈[π2,π],得-π2<α-β<π2,
∵sin(α-β)=35,∴cos(α-β)=45,
∴sinβ=sin[α﹣(α﹣β)]
=sinαcos(α-β)-cosαsin(α-β)
=45×45-(-35)×35=1.
【点评】本题考查了两角差的正弦公式,两角差的正切公式和三角函数求值,考查了计算能力和转化思想,属基础题.
18.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=﹣5,S6=﹣12.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn,并求当n取何值时Sn有最小值.
【分析】(1)设{an}的公差为d,由题意得a1+d=-52a1+5d=-4,解得a1,d,即可得出通项公式.
(2)由(1)得Sn=n2﹣8n=(n﹣4)2﹣16,利用二次函数的单调性即可得出.
解:(1)设{an}的公差为d,由题意得a1+d=-52a1+5d=-4,
得a1=﹣7,d=2.
∴{an}的通项公式为an=2n﹣9.
(2)由(1)得Sn=n2﹣8n=(n﹣4)2﹣16,
∴当n=4时,Sn取得最小值,最小值为﹣16.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式、方程的解法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
19.已知sinx2+2cosx2=0.
(1)求tanx的值;
(2)求sinx的值;
(3)求cos2x2cos(x+π4)sinx的值.
【分析】(1)由已知利用同角三角函数基本关系式可求tanx2=-2,利用二倍角的正切函数公式即可求解.
(2)由(1)利用二倍角的正弦函数公式,同角三角函数基本关系式即可求解.
(3)利用二倍角公式,两角和的余弦函数公式,同角三角函数基本关系式化简所求即可求解.
解:由sinx2+2cosx2=0,得tanx2=-2,
(1)tanx=2tanx21-tan2x2=2×(-2)1-(-2)2=43,
(2)sinx=2sinx2cosx2=2sinx2cosx2sin2x2+cos2x2=2tanx2tan2x2+1=2×(-2)(-2)2+1=-45,
(3)cos2x2cos(x+π4)sinx=cos2x-sin2x2(22cosx-22sinx)sinx=(cosx-sinx)(cosx+sinx)(cosx-sinx)sinx=cosx+sinxsinx=1+1tanx=1+34=74.
【点评】本题主要考查了同角三角函数基本关系式,二倍角公式,两角和的余弦函数公式在三角函数化简求值中的应用,考查了转化思想,属于基础题.
20.在△ABC中,a、b、c是角A、B、C所对的边,且(a﹣2b)cosC+ccosA=0.
(1)求C的大小;
(2)若b=2,c=7,求AB边上的高.
【分析】(1)由已知结合正弦定理及和差角公式进行化简可求cosC,进而可求C;
(2)由余弦定理可求a,然后结合正弦定理可求sinA,进而可求.
解:(1)∵(a﹣2b)cosC+ccosA=0,
由正弦定理得sinAcosC+cosAsinC﹣2sinBcosC=0,
即sin(A+C)﹣2sinBcosC=0,即sinB(1﹣2cosC)=0,
∵0<B<π,∴sinB>0,则有cosC=12,∵0<C<π,因此,C=π3;
(2)由余弦定理得c2=a2+b2﹣2abcosC,整理得a2﹣2a﹣3=0,∵a>0,解得a=3,
由正弦定理asinA=csinC,得sinA=asinCc=32114,
因此,AB边上的高为bsinA=2×32114=3217.
【点评】本题主要考查了正弦定理,余弦定理及和差角公式在求解三角形中的应用,属于中档试题.
21.定义行列式运算:x1x2x3x4=x1x4﹣x2x3,若函数f(x)=sin(ωx-π3)cosωx01(ω>0)的最小正周期是π.
(1)求函数f(x)的单调增区间;
(2)数列{an}的前n项和Sn=An2,且A=f(5π12),求证:数列{2anan+1}的前n项和Tn<1.
【分析】(1)利用已知条件,结合运算法则,利用两角和与差的三角函数化简,结合正弦函数的单调性求解即可.
(2)求出A,利用数列的和求出通项公式,然后化简2anan+1,通过裂项相消法求解数列的和即可.
【解答】(1)解:由题意x1x2x3x4=x1x4﹣x2x3,
可得函数f(x)=sin(ωx-π3)cosωx01=sin(ωx-π3)×1﹣0×cosωx=sin(ωx-π3),
所以f(x)=sin(ωx-π3),
∵2π|ω|=π,ω>0⇒ω=2,
∴f(x)=sin(2x-π3),
由2kπ-π2≤2x-π3≤2kπ+π2,k∈Z可得kπ-π12≤x≤kπ+5π12,k∈Z.
∴f(x)的单调增区间为[kπ-π12,kπ+5π12],k∈Z.
(2)证明:由(Ⅰ)得A=f(5π12)=sin(2×5π12-π3)=sinπ2=1,
∴Sn=n2,
①当n=1时,a1=S1=1;
②当n≥2(n∈N+)时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,而a1=2×1﹣1=1,满足上式,
∴an=2n﹣1,
则2anan+1=2(2n-1)(2n+1)=12n-1-12n+1,
∴Tn=1-13+13-15+⋯+12n-1-12n+1=1-12n+1<1.
【点评】本题考查新定义的应用,数列求和以及数列的递推关系式的应用,三角函数的单调区间的求法,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
22.已知{xn}是各项均为正数的等比数列,且x1+x2=3,x3﹣x2=2.
(Ⅰ)求数列{xn}的通项公式;
(Ⅱ)如图,在平面直角坐标系xOy中,依次连接点P1(x1,1),P2(x2,2)…Pn+1(xn+1,n+1)得到折线P1P2…Pn+1,求由该折线与直线y=0,x=x1,x=xn+1所围成的区域的面积Tn.
【分析】(I)列方程组求出首项和公比即可得出通项公式;
(II)从各点向x轴作垂线,求出梯形的面积的通项公式,利用错位相减法求和即可.
解:(I)设数列{xn}的公比为q,则q>0,
由题意得x1+x1q=3x1q2-x1q=2,
两式相比得:1+qq2-q=32,解得q=2或q=-13(舍),
∴x1=1,
∴xn=2n﹣1.
(II)过P1,P2,P3,…,Pn向x轴作垂线,垂足为Q1,Q2,Q3,…,Qn,
记梯形PnPn+1Qn+1Qn的面积为bn,
则bn=n+n+12×2n-1=(2n+1)×2n﹣2,
∴Tn=3×2﹣1+5×20+7×21+…+(2n+1)×2n﹣2,①
∴2Tn=3×20+5×21+7×22+…+(2n+1)×2n﹣1,②
①﹣②得:﹣Tn=32+(2+22+…+2n﹣1)﹣(2n+1)×2n﹣1
=32+2(1-2n-1)1-2-(2n+1)×2n﹣1=-12+(1﹣2n)×2n﹣1.
∴Tn=(2n-1)×2n+12.
【点评】本题考查了等比数列的性质,错位相减法求和,属于中档题.