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- 2021-06-10 发布
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2016-2017学年辽宁省沈阳市铁路实验中学高二(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,共计60分)
1.正数x、y满足x+2y=1,则xy的最大值为( )
A. B. C.1 D.
2.设α∈(0,),β∈[0,],那么2α﹣的取值范围是( )
A.(0,) B.(﹣,) C.(0,π) D.(﹣,π)
3.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )
A. B. C. D.
4.如果a<b<0,那么下列不等式成立的是( )
A. B.ab<b2 C.﹣ab<﹣a2 D.
5.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若﹣a2013<a1<﹣a2014,则必定有( )
A.S2013>0,且S2014<0 B.S2013<0,且S2014>0
C.a2013>0,且a2014<0 D.a2013<0,且a2014>0
6.已知Sn=1﹣2+3﹣4+5﹣6+…+(﹣1)n+1•n,则S6+S10+S15等于( )
A.﹣5 B.﹣1 C.0 D.6
7.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sk+2﹣Sk=24,则k=( )
A.8 B.7 C.6 D.5
8.已知关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.
9.已知不等式组表示的平面区域的面积等于3,则a的值为( )
A.﹣1 B. C.2 D.
10.下列命题中正确的是( )
①若数列{an}是等差数列,且am+an=as+at(m、n、s、t∈N*),则m+n=s+t;
②若Sn是等差数列{an}的前n项的和,则Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n成等差数列;
③若Sn是等比数列{an}的前n项的和,则Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n成等比数列;
④若Sn是等比数列{an}的前n项的和,且;(其中A、B是非零常数,n∈N*),则A+B为零.
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
11.不等式x2﹣2ax+a+2≤0的解集为M,如果M⊆[1,4],求实数a的取值范围是( )
A.(﹣1,] B.(﹣1,2] C.[2,3) D.(﹣,]
12.设x,y满足约束条件,若z=的最小值为,则a的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题(共4小题,每小题5分,共计20分)
13.已知关于x的不等式ax2+3ax+a﹣2<0的解集为R,则实数a的取值范围 .
14.等比数列{an}的公比q>1, +=3,a1a4=,则a3+a4+a5+a6+a7+a8= .
15.已知正实数x,y满足xy=1,则(+y)(+x)的最小值为 .
16.已知x>0,y>0, +=2,则2x+y的最小值为 .
三、解答题(共6题,17题10分,18~22每题12分,总计70分)
17.已知数列{xn}的首项x1=3,通项xn=2np+nq(n∈N*,p,q为常数),且x1,x4,x5成等差数列.求:
(Ⅰ)p,q的值;
(Ⅱ)数列{xn}前n项和Sn的公式.
18.已知,求:
(Ⅰ)z=的取值范围;
(Ⅱ)z=x2+y2﹣8x﹣2y+17的最小值.
(III)求z=|x﹣2y+1|的取值范围.
19.解关于x的不等式:.
20.某校要建一个面积为450平方米的矩形球场,要求球场的一面利用旧墙,其他各面用钢筋网围成,且在矩形一边的钢筋网的正中间要留一个3米的进出口(如图).设矩形的长为x米,钢筋网的总长度为y米.
(Ⅰ)列出y与x的函数关系式,并写出其定义域;
(Ⅱ)问矩形的长与宽各为多少米时,所用的钢筋网的总长度最小?
(Ⅲ)若由于地形限制,该球场的长和宽都不能超过25米,问矩形的长与宽各为多少米时,所用的钢筋网的总长度最小?
21.已知正项数列{an}满足:a1=,an+1=.
(Ⅰ)求通项an;
(Ⅱ)若数列{bn}满足bn•an=3(1﹣),求数列{bn}的前n和.
22.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,a2=8,Sn+1+4Sn﹣1=5Sn(n≥2),Tn是数列{log2an}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求Tn;
(3)求满足(1﹣)(1﹣)…(1﹣)>的最大正整数n的值.
2016-2017学年辽宁省沈阳市铁路实验中学高二(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,共计60分)
1.正数x、y满足x+2y=1,则xy的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【考点】基本不等式在最值问题中的应用.
【分析】总经理于基本不等式求解表达式的最值即可.
【解答】解:xy=x•2y≤=,当且仅当x=,时取等号.
故选:A.
2.设α∈(0,),β∈[0,],那么2α﹣的取值范围是( )
A.(0,) B.(﹣,) C.(0,π) D.(﹣,π)
【考点】不等关系与不等式;角的变换、收缩变换.
【分析】从不等式的性质出发,注意不等号的方向.
【解答】解:由题设得0<2α<π,0≤≤,
∴﹣≤﹣≤0,
∴﹣<2α﹣<π.
故选D.
3.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=a2+10a1,a5=9,则a1=( )
A. B. C. D.
【考点】等比数列的前n项和.
【分析】设等比数列{an}的公比为q,利用已知和等比数列的通项公式即可得到,解出即可.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,
∵S3=a2+10a1,a5=9,
∴,解得.
∴.
故选C.
4.如果a<b<0,那么下列不等式成立的是( )
A. B.ab<b2 C.﹣ab<﹣a2 D.
【考点】不等关系与不等式.
【分析】由于a<b<0,不妨令a=﹣2,b=﹣1,代入各个选项检验,只有D正确,从而得出结论.
【解答】解:由于a<b<0,不妨令a=﹣2,b=﹣1,可得=﹣1,∴,故A不正确.
可得ab=2,b2=1,∴ab>b2,故B不正确.
可得﹣ab=﹣2,﹣a2=﹣4,∴﹣ab>﹣a2,故C不正确.
故选D.
5.设等差数列{an}的前n项和为Sn,若﹣a2013<a1<﹣a2014,则必定有( )
A.S2013>0,且S2014<0 B.S2013<0,且S2014>0
C.a2013>0,且a2014<0 D.a2013<0,且a2014>0
【考点】等差数列的性质.
【分析】根据等差数列的性质以及等差数列的前n项和公式即可得到结论.
【解答】解:∵﹣a2013<a1<﹣a2014,
∴a2013+a1>0,a1+a2014<0,
∴S2013=
S2014=<0,
故选:A.
6.已知Sn=1﹣2+3﹣4+5﹣6+…+(﹣1)n+1•n,则S6+S10+S15等于( )
A.﹣5 B.﹣1 C.0 D.6
【考点】数列的求和.
【分析】相邻两项依次结合,能求出S6+S10+S15的值.
【解答】解:相邻两项依次结合,得:S6=3×(﹣1)=﹣3,
S10=5×(﹣1)=﹣5,
S15=7×(﹣1)+15=8,
∴S6+S10+S15=(﹣3)+(﹣5)+8=0.
故选:C.
7.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sk+2﹣Sk=24,则k=( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【考点】等差数列的前n项和.
【分析】先由等差数列前n项和公式求得Sk+2,Sk,将Sk+2﹣Sk=24转化为关于k的方程求解.
【解答】解:根据题意:
Sk+2=(k+2)2,Sk=k2
∴Sk+2﹣Sk=24转化为:
(k+2)2﹣k2=24
∴k=5
故选D
8.已知关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.
【考点】函数恒成立问题;基本不等式.
【分析】关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,即求(2x+)min≥7,将不等式2x+配凑成基本不等的形式,利用基本不等式求最小值,进而求得a的最小值.
【解答】解:∵关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,
∴(2x+)min≥7,
∵x>a,
∴y=2x+=2(x﹣a)++2a≥+2a=4+2a,当且仅当,即x=a+1时取等号,
∴(2x+)min=4+2a,
∴4+2a≥7,解得,a≥,
∴实数a的最小值为.
故选A.
9.已知不等式组表示的平面区域的面积等于3,则a的值为( )
A.﹣1 B. C.2 D.
【考点】简单线性规划.
【分析】作出不等式组对应的区域,利用的平面区域的面积等于3,建立条件关系即可得到结论.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:
∵ax﹣y+2=0过定点A(0,2),
∴ax﹣y+2≥0表示直线ax﹣y+2=0的下方,
∴a>0,则由图象可知C(2,0),
由,解得,
即B(2,2+2a),
则△ABC的面积S=,
故a=,
故选:D.
10.下列命题中正确的是( )
①若数列{an}是等差数列,且am+an=as+at(m、n、s、t∈N*),则m+n=s+t;
②若Sn是等差数列{an}的前n项的和,则Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n成等差数列;
③若Sn是等比数列{an}的前n项的和,则Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n成等比数列;
④若Sn是等比数列{an}的前n项的和,且;(其中A、B是非零常数,n∈N*),则A+B为零.
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【考点】命题的真假判断与应用;等差数列的性质;等比数列的性质.
【分析】①取数列{an}为常数列,即可推出该命题是假命题;
②根据等差数列的性质,推出2(S2n﹣Sn)=Sn+(S3n﹣S2n),即可得到Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n,…为等差数列;
③利用等比数列an=(﹣1)n,判断选项是否正确;
④根据数列的前n项的和减去第n﹣1项的和得到数列的第n项的通项公式,即可得到此等比数列的首项与公比,根据首项和公比,利用等比数列的前n项和的公式表示出前n项的和,即可得到结论.
【解答】解:①取数列{an}为常数列,对任意m、n、s、t∈N*,都有am+an=as+at,故错;
②设等差数列an的首项为a1,公差为d,
则Sn=a1+a2+…+an,S2n﹣Sn=an+1+an+2+…+a2n=a1+nd+a2+nd+…+an+nd=Sn+n2d,
同理:S3n﹣S2n=a2n+1+a2n+2+…+a3n=an+1+an+2+…+a2n+n2d=S2n﹣Sn+n2d,
∴2(S2n﹣Sn)=Sn+(S3n﹣S2n),
∴Sn,S2n﹣Sn,S3n﹣S2n是等差数列,此选项正确;
③设an=(﹣1)n,则S2=0,S4﹣S2=0,S6﹣S4=0,
∴此数列不是等比数列,此选项错;
④因为an=Sn﹣Sn﹣1=(Aqn+B)﹣(Aqn﹣1+B)=Aqn﹣Aqn﹣1=(Aq﹣1)×qn﹣1,
所以此数列为首项是Aq﹣1,公比为q的等比数列,则Sn=,
所以B=,A=﹣,∴A+B=0,故正确;
故选C.
11.不等式x2﹣2ax+a+2≤0的解集为M,如果M⊆[1,4],求实数a的取值范围是( )
A.(﹣1,] B.(﹣1,2] C.[2,3) D.(﹣,]
【考点】一元二次不等式的解法.
【分析】该题实质上是二次函数的区间根问题,已知M⊆[1,4],首先分类讨论①M=∅,得出△<0,解出a的范围;②M≠∅,此时△=0或△>0,分三种情况计算a的取值范围,然后综合①②的情况求出实数a的取值范围.
【解答】解:设f(x)=x2﹣2ax+a+2,有△=(﹣2a)2﹣4(a+2)=4(a2﹣a﹣2),
∵M⊆[1,4]有两种情况:
①M=∅,此时△<0;
当△<0时,﹣1<a<2,M=∅⊆[1,4];
②其二是M≠∅,此时△=0或△>0,分三种情况计算a的取值范围
当△=0时,a=﹣1或2;
当a=﹣1时M={﹣1}⊈[1,4];
当a=2时,m={2}⊆[1,4].
当△>0时,a<﹣1或a>2.
设方程f(x)=0的两根x1,x2,且x1<x2,
那么M=[x1,x2],M⊆[1,4]
∴1≤x1<x2≤4,
∴f(1)≥0且f(4)≥0,1≤a≤4,且△>0,
即,解得2<a≤,
综上讨论知,当M⊆[1,4]时,a的取值范围是(﹣1,],
故选:A.
12.设x,y满足约束条件,若z=的最小值为,则a的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】简单线性规划.
【分析】根据分式的意义将分式进行化简,结合斜率的意义,得到的最小值是,利用数形结合进行求解即可.
【解答】解:z===1+2•,
若z=的最小值为,
即1+2•的最小值为,
由1+2•=,得的最小值是,
作出不等式组对应的平面区域,即的几何意义是区域内的点P(x,y)到定点D(﹣1,﹣1)的斜率的最小值是,
由图象知BD的斜率最小,由得,
即B(3a,0),
则=,即3a+1=4,则3a=3,
则a=1,
故选:A.
二、填空题(共4小题,每小题5分,共计20分)
13.已知关于x的不等式ax2+3ax+a﹣2<0的解集为R,则实数a的取值范围 (﹣,0] .
【考点】函数恒成立问题.
【分析】根据不等式恒成立的条件建立不等式即可得到结论.
【解答】解:若a=0,不等式等价为﹣2<0,满足条件,
若a≠0,则要使不等式恒成立,
则,
即,
即,
综上:(﹣,0],
故答案为:(﹣,0]
14.等比数列{an}的公比q>1, +=3,a1a4=,则a3+a4+a5+a6+a7+a8= 63 .
【考点】等比数列的前n项和.
【分析】由等比数列的定义和性质求出a3=1,公比q=2,再由等比数列的前n项和公式计算可得.
【解答】解:∵等比数列{an}的公比q>1, +=3,a1a4=,
∴a2•a3=a1•a4=,
∴+==3=2(a2+a3),
∴a2+a3=.
解得a2=,a3=1,故公比q=2.
∴a3+a4+a5+a6+a7+a8 ==63,
故答案为:63
15.已知正实数x,y满足xy=1,则(+y)(+x)的最小值为 4 .
【考点】基本不等式.
【分析】将(+y)(+x)展开,出现,注意到乘积为xy=1,是定值,故直接利用基本不等式求解即可.
【解答】解:依题意,( +y)(+x)=1+++1≥2+2=4,
当且仅当x=y=1时取等号.
故答案为:4
16.已知x>0,y>0, +=2,则2x+y的最小值为 4 .
【考点】基本不等式.
【分析】由题意可得2x+y=(+)(2x+y)=(4+++),运用基本不等式即可得到最小值.
【解答】解:∵x>0,y>0, +=2,
∴2x+y=(+)(2x+y)=(4+++)≥(4+2)=4,
当且仅当y=2x=2时取等号.
故答案为:4.
三、解答题(共6题,17题10分,18~22每题12分,总计70分)
17.已知数列{xn}的首项x1=3,通项xn=2np+nq(n∈N*,p,q为常数),且x1,x4,x5成等差数列.求:
(Ⅰ)p,q的值;
(Ⅱ)数列{xn}前n项和Sn的公式.
【考点】数列递推式;等差数列的前n项和;等比数列的前n项和;等差数列的性质.
【分析】(Ⅰ)根据x1=3,求得p,q的关系,进而根据通项xn=2np+np(n∈N*,p,q为常数),且x1,x4,x5成等差数列.建立关于p的方求得p,进而求得q.
(Ⅱ)进而根据(1)中求得数列的首项和公差,利用等差数列的求和公式求得答案.
【解答】解:(Ⅰ)∵x1=3,
∴2p+q=3,①
又x4=24p+4q,x5=25p+5q,且x1+x5=2x4,
∴3+25p+5q=25p+8q,②
联立①②求得 p=1,q=1
(Ⅱ)由(1)可知xn=2n+n
∴Sn=(2+22+…+2n)+(1+2+…+n)
=.
18.已知,求:
(Ⅰ)z=的取值范围;
(Ⅱ)z=x2+y2﹣8x﹣2y+17的最小值.
(III)求z=|x﹣2y+1|的取值范围.
【考点】简单线性规划.
【分析】画出平面区域,分别有目标函数的几何意义求取值范围.
【解答】解:由已知得到平面区域如图:(Ⅰ)由z=的几何意义是过点(﹣1,﹣2)与区域内的点连接的直线的斜率所以,与B连接的直线斜率最小,与A连接的直线斜率最大,所以z=的取值范围是[];
(Ⅱ)z=x2+y2﹣8x﹣2y+17=(x﹣4)2+(y﹣1)2表示区域内 的点到(4,1)的距离的平方,所以最小值是与直线2x﹣y﹣5=0的距离的平方,()2=,所以最小值为.
(III)z=|x﹣2y+1|的几何意义表示区域内的点到直线x﹣2y+1=0的距离的倍,因为直线穿过区域,所以最小值为0,点C到直线的距离最大,所以最大值为,所以z=|x﹣2y+1|的取值范围是[0,10].
19.解关于x的不等式:.
【考点】其他不等式的解法.
【分析】转化分式不等式一侧为0,对x的系数是否为0,因式的根的大小讨论,分别求出不等式的解集即可.
【解答】解:原不等式化为…
当m=0时,原不等式化为﹣x﹣1>0,解集为(﹣∞,﹣1); …
当m>0时,原不等式化为,又,
所以原不等式的解集为; …
当m<0时,原不等式化为,
当时,即﹣1<m<0,所以原不等式的解集为;
当时,即m=﹣1,所以原不等式的解集为∅;
当时,即m<﹣1,所以原不等式的解集为;…
综上所述,当m=0时,原不等式解集为(﹣∞,﹣1);
当m>0时,原不等式的解集为;
当﹣1<m<0时,原不等式的解集为;
当m=﹣1时,原不等式的解集为∅;
当m<﹣1时,原不等式的解集为; …
20.某校要建一个面积为450平方米的矩形球场,要求球场的一面利用旧墙,其他各面用钢筋网围成,且在矩形一边的钢筋网的正中间要留一个3米的进出口(如图).设矩形的长为x米,钢筋网的总长度为y米.
(Ⅰ)列出y与x的函数关系式,并写出其定义域;
(Ⅱ)问矩形的长与宽各为多少米时,所用的钢筋网的总长度最小?
(Ⅲ)若由于地形限制,该球场的长和宽都不能超过25米,问矩形的长与宽各为多少米时,所用的钢筋网的总长度最小?
【考点】函数解析式的求解及常用方法;函数的最值及其几何意义;基本不等式.
【分析】第一问较简单,别忘记写定义域;第二问用到基本不等式的性质注意能否取到“=”;第三问在求函数的单调区间时可以用导数求,也可以用函数单调性的定义求解,都能得到y在(0,25]上是单调递减函数;再求出函数最值.
【解答】解:(Ⅰ)∵矩形的宽为:米,
∴= 定义域为{x|0<x<150};
(Ⅱ)y=
当且仅当即x=30时取等号,此时宽为:米,
∴长为30米,宽为15米,所用的钢筋网的总长度最小.
(Ⅲ)法一:y=(0<x≤25),∵
∴当0<x≤25时,x+30>0,x﹣30<0,x2>0∴y'<0∴y在(0,25]上是单调递减函数
∴当x=25时,,此时,长为25米,宽为米
所以,长为25米,宽为18米时,所用的钢筋网的总长度最小.
法二:设,0<x1<x2≤25,
则 =;
∵0<x1<x2≤25,∴x2﹣x1>0,x1x2>0,x1x2﹣900<0∴f(x2)﹣f(x1)<0,
∴f(x2)<f(x1)∴f(x)在(0,25]上是单调递减函数;
∴当x=25时,
此时,长为25米,宽为米
所以,长为25米,宽为18米时,所用的钢筋网的总长度最小.
21.已知正项数列{an}满足:a1=,an+1=.
(Ⅰ)求通项an;
(Ⅱ)若数列{bn}满足bn•an=3(1﹣),求数列{bn}的前n和.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【分析】(Ⅰ)观察数列的递推公式,利用递推公式即可求出数列通项.
(Ⅱ)求出数列{bn}的通项,利用公式法和错位相减法 求出数列{bn}的前n和.
【解答】解:(Ⅰ)∵,即,
∴=+=,
∴.
(Ⅱ)∵,
∴bn==2n﹣,
∴Sn=b1+b2+…bn=(2+4+…+2n)
=,
令,则,
两式相减得:
=1+…+
=﹣
=2(1)﹣,
∴
∴.
22.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,a2=8,Sn+1+4Sn﹣1=5Sn(n≥2),Tn是数列{log2an}的前n项和.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求Tn;
(3)求满足(1﹣)(1﹣)…(1﹣)>的最大正整数n的值.
【考点】数列的求和.
【分析】(1)由已知条件得Sn+1﹣Sn=4(Sn﹣Sn﹣1),从而an+1=4an,由此推导出数列{an}是以a1=2为首项,公比为4的等比数列.从而=22n﹣1.
(2)由log2an==2n﹣1,能求出数列{log2an}的前n项和.
(3)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)=,令>,能求出满足条件的最大正整数n的值为1.
【解答】解:(1)∵当n≥2时,Sn+1+4Sn﹣1=5Sn(n≥2),
∴Sn+1﹣Sn=4(Sn﹣Sn﹣1),
∴an+1=4an,∵a1=2,a2=8,
∴a2=4a1,
∴数列{an}是以a1=2为首项,公比为4的等比数列.
∴=22n﹣1.
(2)由(1)得:log2an==2n﹣1,
∴Tn=log2a1+log2a2+…+log2an
=1+3+…+(2n﹣1)
==n2.
(3)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)
=(1﹣)(1﹣)…(1﹣)
=
=
=,
令>,解得:n<
故满足条件的最大正整数n的值为1.