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2016-2017学年江苏省盐城市龙岗中学高三(上)入学数学试卷(理科)
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分)
1.已知全集U=R,集合A={x|y=lg(x﹣1)},集合B={y|y=},则A∩B= .
2.不等式>1的解集是 .
3.已知复数z满足(1+2i3)z=1+2i(i为虚数单位),则z共轭复数等于 .
4.设x∈R,则“|x﹣2|<1”是“x2+x﹣2>0”的 条件.(填充分不必要、必要不充分、充要条件、既不充分也不必要)
5.执行如图所示的程序框图,则输出S的值为 .
6.已知||=4,||=2,且与夹角为120°,则(+2)•(+)= .
7.已知等比数列{an}中,各项都是正数,且a1, a3,2a2成等差数列,则的值为 .
8.已知函数f(x)=sinx+2xf′(),则f′()= .
9.tan70°+tan50°﹣= .
10.若x>0,y>0,且2x+y=2,则+的最小值是 .
11.若圆x2+y2=r2过双曲线﹣=1的右焦点F,且圆与双曲线的渐近线在第一、四象限的交点分别为A、B,当四边形OAFB为菱形时,双曲线的离心率为 .
12.已知函数f(x)=则方程f(x)=ax恰有两个不同实数根时,实数a的取值范围是 .
13.已知f(x)=x3﹣3x+m,若在区间[0,2]上任取三个数a、b、c,均存在以f(a)、f(b)、f(c)为边长的三角形,则实数m的取值范围为 .
14.设函数f(x)=x()x+,O为坐标原点,An为函数y=f(x)图象上横坐标为n(n∈N*)的点,向量与向量=(1,0)的夹角为αn,则满足tanα1+tanα2+…+tanαn<的最大整数n的值为 .
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.已知向量=(,﹣sinx),=(1,sinx+cosx),x∈R,函数f(x)=•.
(I)求f(x)的最小正周期及值域;
(2)已知△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c,若f(A)=0,a=,bc=2,求△ABC的周长.
16.如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.
求证:
(1)DE∥平面AA1C1C;
(2)BC1⊥AB1.
17.已知美国苹果公司生产某款iphone手机的年固定成本为40万美元,每生产1只还需另投入16美元.设苹果公司一年内共生产该款iphone手机x万只并全部销售完,每万只的销售收入为R(x)万美元,且R(x)=
(1)写出年利润W(万元)关于年产量x(万只)的函数解析式;
(2)当年产量为多少万只时,苹果公司在该款手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润.
18.如图,设F是椭圆+=1的下焦点,直线y=kx﹣4(k>0)与椭圆相交于A、B两点,与y轴交于点P
(1)若=,求k的值;
(2)求证:∠AFP=∠BF0;
(3)求面积△ABF的最大值.
19.已知正项数列{an},{bn}满足:对任意正整数n,都有an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列,且a1=10,a2=15.
(Ⅰ)求证:数列是等差数列;
(Ⅱ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅲ) 设,如果对任意正整数n,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
20.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2(f'(x)+)在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围;
(Ⅲ)求证:×××…×<(n≥2,n∈N*).
2016-2017学年江苏省盐城市龙岗中学高三(上)入学数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分)
1.已知全集U=R,集合A={x|y=lg(x﹣1)},集合B={y|y=},则A∩B= [2,+∞) .
【考点】交集及其运算.
【分析】求出A中x的范围确定出A,求出B中y的范围确定出B,找出A与B的交集即可.
【解答】解:由A中y=lg(x﹣1),得到x﹣1>0,
解得:x>1,即A=(1,+∞),
由B中y==≥2,得到B=[2,+∞),
则A∩B=[2,+∞),
故答案为:[2,+∞)
2.不等式>1的解集是 (﹣1,) .
【考点】指、对数不等式的解法.
【分析】不等式可化为2x2+x﹣1<0,求出解集即可.
【解答】解:∵不等式>1,
∴2x2+x﹣1<0,
即(2x﹣1)(x+1)<0,
解得﹣1<x<;
所以原不等式的解集为(﹣1,).
故答案为:(﹣1,).
3.已知复数z满足(1+2i3)z=1+2i(i为虚数单位),则z共轭复数等于 .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】把已知等式变形,然后利用复数代数形式的乘除运算化简,再由共轭复数的概念得答案.
【解答】解:由(1+2i3)z=1+2i,得,
∴.
故答案为:.
4.设x∈R,则“|x﹣2|<1”是“x2+x﹣2>0”的 充分不必要 条件.(填充分不必要、必要不充分、充要条件、既不充分也不必要)
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】根据充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【解答】解:由|x﹣2|<1得﹣1<x﹣2<1,得1<x<3,
由x2+x﹣2>0得x>1或x<﹣2,
则(1,3)⊊(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞),
故“|x﹣2|<1”是“x2+x﹣2>0”的充分不必要条件,
故答案为:充分不必要
5.执行如图所示的程序框图,则输出S的值为 2 .
【考点】程序框图.
【分析】由程序框图求出前5次运行结果,得到该程序框图的运行得到的S的结果每四次循环一次,由程序框图得需要输出S的值是第2016次的运行结果,由此能求出结果.
【解答】解:由程序框图得:
第1次运行时,k=1,S==﹣3,
第2次运行时,k=2,S==﹣,
第3次运行时,k=3,S==,
第4次运行时,k=4,S==2,
第5次运行时,k=5,S==﹣3,
…
第2016次运行时,k=2016,S==2,
∵k=2016≥2016,
∴结束运行,输出S=2.
故答案为:2.
6.已知||=4,||=2,且与夹角为120°,则(+2)•(+)= 12 .
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】求出,再将(+2)•(+)展开计算即可.
【解答】解: =4×2×cos120°=﹣4.
∴(+2)•(+)==16﹣12+8=12.
故答案为:12.
7.已知等比数列{an}中,各项都是正数,且a1, a3,2a2成等差数列,则的值为 3+2 .
【考点】等比数列的性质;等差数列的性质.
【分析】先根据等差中项的性质可知得2×()=a1+2a2,进而利用通项公式表示出q2=1+2q,求得q,然后把所求的式子利用等比数列的通项公式化简后,将q的值代入即可求得答案.
【解答】解:依题意可得2×()=a1+2a2,
即,a3=a1+2a2,整理得q2=1+2q,
求得q=1±,
∵各项都是正数,
∴q>0,q=1+,
∴==q2=3+2.
故答案为:3+2
8.已知函数f(x)=sinx+2xf′(),则f′()= ﹣ .
【考点】导数的运算.
【分析】根据导数的求导公式,x=即可得到结论.
【解答】解:∵f(x)=sinx+2xf′(),
∴f′(x)=cosx+2f′(),
令x=,
则f′()=cos+2f′()=+2f′(),
∴f′()=,
故答案为:
9.tan70°+tan50°﹣= ﹣ .
【考点】两角和与差的正切函数.
【分析】直接根据两角和正切公式的变形形式tan(α+β)(1﹣tanαtanβ)=tanα+tanβ;整理即可得到答案.
【解答】解:因为:tan70°+tan50°﹣
=tan(70°+50°)(1﹣tan70°tan50°)﹣tan70°tan50°
=﹣(1﹣tan70°tan50°)﹣tan70°tan50°
=﹣+tan70°tan50°﹣tan70°tan50°
=﹣.
故答案为:﹣.
10.若x>0,y>0,且2x+y=2,则+的最小值是 + .
【考点】基本不等式.
【分析】由+=(+)×(2x+y)=(2+1++),根据基本不等式即可求出最小值.
【解答】解:∵x>0,y>0,且2x+y=2,
∴+=(+)×(2x+y)=(2+1++)≥(3+2)=+,当且仅当x=2﹣,y=2﹣2.
故+的最小值是+,
故答案为: +.
11.若圆x2+y2=r2过双曲线﹣=1的右焦点F,且圆与双曲线的渐近线在第一、四象限的交点分别为A、B,当四边形OAFB为菱形时,双曲线的离心率为 2 .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由题意,直线的一条渐近线方程斜率为,由此即可求出双曲线的离心率.
【解答】解:由题意,直线的一条渐近线方程斜率为,
∴=,
∴e==2,
故答案为:2.
12.已知函数f(x)=则方程f(x)=ax恰有两个不同实数根时,实数a的取值范围是 [,) .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的零点与方程根的关系;分段函数的应用.
【分析】由题意,方程f(x)=ax恰有两个不同实数根,等价于y=f(x)与y=ax有2个交点,又a表示直线y=ax的斜率,求出a的取值范围.
【解答】解:∵方程f(x)=ax恰有两个不同实数根,
∴y=f(x)与y=ax有2个交点,
又∵a表示直线y=ax的斜率,
∴y′=,
设切点为(x0,y0),k=,
∴切线方程为y﹣y0=(x﹣x0),
而切线过原点,∴y0=1,x0=e,k=,
∴直线l1的斜率为,
又∵直线l2与y=x+1平行,
∴直线l2的斜率为,
∴实数a的取值范围是[,)
故答案为:[,).
13.已知f(x)=x3﹣3x+m,若在区间[0,2]上任取三个数a、b、c,均存在以f(a)、f(b)、f(c)为边长的三角形,则实数m的取值范围为 (6,+∞) .
【考点】函数的值.
【分析】三角形的边长为正数,而且任意两边之和大于第三边才能构成三角形,故只需求出函数在区间[0,2]上的最小值与最大值,从而可得不等关系,即可求解.
【解答】解:f(x)=x3﹣3x+m,求导f'(x)=3x2﹣3,由f'(x)=0得到x=1或者x=﹣1,
又x在[0,2]内,∴函数f(x)在区间(0,1)单调递减,在区间(1,2)单调递增,
则f(x)min=f(1)=m﹣2,f(x)max=f(2)=m+2,f(0)=m.
在[0,2]上任取三个数a,b,c,均存在以f(a),f(b),f(c)为边的三角形,
三个不同的数a,b,c对应的f(a),f(b),f(c)可以有两个相同.
由三角形两边之和大于第三边,可知最小边长的二倍必须大于最大边长.
由题意知,f(1)=﹣2+m>0…(1),
f(1)+f(1)>f(0),得到﹣4+2m>m…(2),
f(1)+f(1)>f(2),得到﹣4+2m>2+m…(3),
由(1)(2)(3)得到m>6为所求.
故答案为:(6,+∞).
14.设函数f(x)=x()x+,O为坐标原点,An为函数y=f(x)图象上横坐标为n(n∈N*)的点,向量与向量=(1,0)的夹角为αn,则满足tanα1+tanα2+…+tanαn<的最大整数n的值为 2 .
【考点】数列的应用.
【分析】由题意,,,代入tanα1+tanα2+…+tanαn<,构造函数,判断出符合条件的最大整数n的值
【解答】解:,,
∴
即,
函数为减函数,
,,,
故最大整数n的值为2.
故答案为:2.
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.已知向量=(,﹣sinx),=(1,sinx+cosx),x∈R,函数f(x)=•.
(I)求f(x)的最小正周期及值域;
(2)已知△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c,若f(A)=0,a=,bc=2,求△ABC的周长.
【考点】三角函数中的恒等变换应用;平面向量数量积的运算;余弦定理.
【分析】(1)由向量和三角函数化简可得f(x)=1+cos(2x+),可得值域和周期;
(2)由(1)的结果和三角形的值易得A=,由余弦定理整体可得b+c的值,可得三角形周长.
【解答】解:(1)∵向量=(,﹣sinx),=(1,sinx+cosx),x∈R,
∴f(x)=•=﹣sinx(sinx+cosx)=﹣sin2x﹣sinxcosx
=﹣(1﹣cos2x)﹣sin2x=1+cos2x﹣sin2x
=1+cos(2x+),故函数的值域为[0,2],
周期为T==π;
(2)∵在△ABC中f(A)=1+cos(2A+)=0,
∴cos(2A+)=﹣1,即2A+=π,解得A=,
又a=,bc=2,∴3=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc
=(b+c)2﹣3bc=(b+c)2﹣6,解得b+c=3,
∴△ABC的周长为a+b+c=3+.
16.如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.
求证:
(1)DE∥平面AA1C1C;
(2)BC1⊥AB1.
【考点】直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的性质.
【分析】(1)根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;
(2)先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC1⊥AC;最后证明BC1⊥平面B1AC,即可证出BC1⊥AB1.
【解答】证明:(1)根据题意,得;
E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;
又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,
所以DE∥平面AA1C1C;
(2)因为棱柱ABC﹣A1B1C1是直三棱柱,
所以CC1⊥平面ABC,
因为AC⊂平面ABC,
所以AC⊥CC1;
又因为AC⊥BC,
CC1⊂平面BCC1B1,
BC⊂平面BCC1B1,
BC∩CC1=C,
所以AC⊥平面BCC1B1;
又因为BC1⊂平面BCC1B1,
所以BC1⊥AC;
因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,
所以BC1⊥平面B1AC;
又因为AB1⊂平面B1AC,
所以BC1⊥AB1.
17.已知美国苹果公司生产某款iphone手机的年固定成本为40万美元,每生产1只还需另投入16美元.设苹果公司一年内共生产该款iphone手机x万只并全部销售完,每万只的销售收入为R(x)万美元,且R(x)=
(1)写出年利润W(万元)关于年产量x(万只)的函数解析式;
(2)当年产量为多少万只时,苹果公司在该款手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润.
【考点】函数与方程的综合运用.
【分析】(1)利用利润等于收入减去成本,可得分段函数解析式;
(2)分段求出函数的最大值,比较可得结论.
【解答】解:(1)利用利润等于收入减去成本,可得
当0<x≤40时,W=xR(x)﹣(16x+40)=﹣6x2+384x﹣40;当x>40时,W=xR(x)﹣(16x+40)=
∴W=;
(2)当0<x≤40时,W=﹣6x2+384x﹣40=﹣6(x﹣32)2+6104,∴x=32时,Wmax=W(32)=6104;
当x>40时,W=≤﹣2+7360,
当且仅当,即x=50时,Wmax=W(50)=5760
∵6104>5760
∴x=32时,W的最大值为6104万美元.
18.如图,设F是椭圆+=1的下焦点,直线y=kx﹣4(k>0)与椭圆相交于A、B两点,与y轴交于点P
(1)若=,求k的值;
(2)求证:∠AFP=∠BF0;
(3)求面积△ABF的最大值.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)联立,得(3k2+4)x2﹣24kx+36=0,由此利用韦达定理、根的判别式、向量相等,结合已知条件能求出k.
(2)证明∠AFP=∠BFO,等价于证明等价于kAF+kBF=0,由此能证明∠AFP=∠BFO.
(3)S△ABF=S△PBF﹣S△PAF==.令t=,利用基本不等式性质能求出△ABF面积的最大值.
【解答】解:(1)联立,得(3k2+4)x2﹣24kx+36=0,
∵直线y=kx﹣4(k>0)与椭圆相交于A、B两点,∴△=144(k2﹣4)>0,即k>2或k<﹣2,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
∵,∴x2=2x1,
代入上式,解得k=.
证明:(2)由图形得要证明∠AFP=∠BFO,等价于证明直线AF与直线BF的倾斜角互补,
即等价于kAF+kBF=0,
kAF+kBF=+
=
=2k﹣3()
=2k﹣
=2k﹣2k=0,
∴∠AFP=∠BFO.
解:(3)∵k>2或k<﹣2,
∴S△ABF=S△PBF﹣S△PAF=
=
=.
令t=,则t>0,3k2+4=3t2+16,
∴S△ABF===≤=,
当且仅当3t=,即t2=,k=取等号,
∴△ABF面积的最大值为.
19.已知正项数列{an},{bn}满足:对任意正整数n,都有an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列,且a1=10,a2=15.
(Ⅰ)求证:数列是等差数列;
(Ⅱ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅲ) 设,如果对任意正整数n,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
【考点】等差数列与等比数列的综合;数列与不等式的综合.
【分析】(Ⅰ)通过已知得到关于数列的项的两个等式,处理方程组得到,利用等差数列的定义得证
(Ⅱ)利用等差数列的通项公式求出,求出bn,an.
(Ⅲ)先通过裂项求和的方法求出Sn,代入化简得到关于n的二次不等式恒成立,构造新函数,通过对二次项系数的讨论求出函数的最大值,令最大值小于0,求出a的范围.
【解答】解:(Ⅰ)由已知,得2bn=an+an+1①,an+12=bn•bn+1②.由②得③.
将③代入①得,对任意n≥2,n∈N*,有.
即.
∴是等差数列.
(Ⅱ)设数列的公差为d,
由a1=10,a2=15.经计算,得.
∴.
∴.
∴,.
(Ⅲ)由(1)得.∴.
不等式化为.
即(a﹣1)n2+(3a﹣6)n﹣8<0.
设f(n)=(a﹣1)n2+(3a﹣6)n﹣8,则f(n)<0对任意正整数n恒成立.
当a﹣1>0,即a>1时,不满足条件;
当a﹣1=0,即a=1时,满足条件;
当a﹣1<0,即a<1时,f(n)的对称轴为,f(n)关于n递减,
因此,只需f(1)=4a﹣15<0.解得,∴a<1.
综上,a≤1.
20.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2(f'(x)+)在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围;
(Ⅲ)求证:×××…×<(n≥2,n∈N*).
【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】利用导数求函数的单调区间的步骤是①求导函数f′(x);②解f′(x)>0(或<0);③得到函数的增区间(或减区间),
对于本题的(1)在求单调区间时要注意函数的定义域以及对参数a的讨论情况;
(2)点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,即切线斜率为1,即f'(2)=1,可求a值,代入得g(x)的解析式,由t∈[1,2],且g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数可知:,于是可求m的范围.
(3)是近年来高考考查的热点问题,即与函数结合证明不等式问题,常用的解题思路是利用前面的结论构造函数,利用函数的单调性,对于函数取单调区间上的正整数自变量n有某些结论成立,进而解答出这类不等式问题的解.
【解答】解:(Ⅰ)
当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞);
当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1];
当a=0时,f(x)不是单调函数
(Ⅱ)得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3
∴,
∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2
∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2
∴
由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立,
所以有:,∴
(Ⅲ)令a=﹣1此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2,
由(Ⅰ)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增,
∴当x∈(1,+∞)时f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0,
∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立,
∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n﹣1,
∴
∴
2016年12月11日