广东省广州市2020届高三年级12月调研测试文科数学试卷 -含答案
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2020届人教B版(文科数学)推理与证明、算法、复数 (8) 单元测试1.若a,b,c是不全相等的实数,求证:a2+b2+c2>ab+bc+ca.证明过程如下:因为a,b,c∈R,所以a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2ac,又因为a,b,c不全相等,所以以上三式至少有一个“=”不成立,所以将以上三式相加得2(a2+b2+c2)>2(ab+bc+ac),所以a2+b2+c2>ab+bc+ca.此证法是(B)(A)分析法 (B)综合法(C)分析法与综合法并用(D)反证法解析:由已知条件入手证明结论成立,满足综合法的定义.故选B.2.用数学归纳法证明“2n>2n+1对于n≥n的正整数n都成立”时,第一步证明中的应取(B)起始值n(A)2 (B)3 (C)5 (D)6解析:因为n=1时,21=2,2×1+1=3,2n>2n+1不成立;n=2时,22=4,2×2+1=5,2n>2n+1不成立;n=3时,23=8,2×3+1=7,2n>2n+1成立.=3.故选B.所以n的第一个取值n3.按照图1~图3的规律,第10个图中圆点的个数为(B)(A)36 (B)40 (C)44 (D)52解析:因为根据图形,第一个图有4个点,第二个图有8个点,第三个图有12个点,…,所以第10个图有10×4=40个点,故选B.4.在△ABC中,不等式++≥成立;在四边形ABCD中,不等式+++≥成立;在五边形ABCDE中,++++≥成立.猜想在n边形中,成立的不等式为(C)(A)++…+≥(B)++…+≥(C)++…+≥(D)++…+≥解析:通过观察发现不等式左边为多边形的各个内角的倒数之和,右边的分子为边数的平方,分母为多边形的内角和,而n边形的内角和为(n-2)π,故猜想在n边形中成立的不等式为++…+≥,故选C.5.如图,有一个六边形的点阵,它的中心是1个点(算第1层),第2层每边有2个点,第3层每边有3个点,…,依此类推,如果一个六边形点阵共有169个点,那么它的层数为(C)(A)6 (B)7 (C)8 (D)9解析:由题意知,第1层的点数为1,第2层的点数为6,第3层的点数为2×6,第4层的点数为3×6,第5层的点数为4×6,…,第n(n≥2,n∈N+)层的点数为6(n-1).设一个点阵有n(n≥2,n∈N+)层,则共有的点数为1+6+6×2+…+6(n-1)=1+×(n-1)=3n2-3n+1,由题意得3n2-3n+1=169,即(n+7)·(n-8)=0,所以n=8,故共有8层.6.函数y=x+在(0,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数,函数y=x+在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数,函数y=x+在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数,……利用上述所提供的信息解决下列问题:若函数y=x+(x>0)的值域是[6,+∞),则实数m的值为(B)(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:由归纳和类比推理知,函数y=x+(x>0)在(0,]上是减函数,在[,+∞)上为增函数,所以当x=时,y有最小值,即+=6,解得m=2,故选B.7.用数学归纳法证明“当n为正奇数时,x n+y n能被x+y整除”,当第二步假设n=2k-1(k∈N*)命题为真时,进而需证n=时,命题亦真.解析:n为正奇数,假设n=2k-1成立后,需证明的应为n=2k+1时成立.答案:2k+18.若下列两个方程x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0中至少有一个方程有实根,则实数a的取值范围是.解析:假设两个一元二次方程均无实根,则有即解得{a|-2<a<-1},所以其补集{a|a≤-2或a≥-1}即为所求的a的取值范围.答案:{a|a≤-2或a≥-1}9.(2018·渭南一模)观察下列不等式:①<1;②+<;③++<;…则第5个不等式为.解析:由①<1;②+<;③++<;归纳可知第4个不等式应为+++<2;第5个不等式应为++++<.答案:++++<能力提升练(时间:15分钟)10.导学号 18702625将1,,,按如图所示的方式排列,若规定(m,n)表示第m排从左往右第n个数,则(7,5)表示的数是(B)1第1排第2排1第3排1第4排1第5排…………(A)1 (B)(C)(D)解析:所给数字4个数一循环,且每排的个数与排数相等.因为前6排的个数为1+2+3+4+5+6==21,所以(7,5)表示第21+5=26个数,因为26÷4=6……2,所以(7,5)表示的数为.选B.11.导学号 18702626从1开始的自然数按如图所示的规则排列,现有一个三角形框架在图中上下或左右移动,使每次恰有九个数在此三角形内,则这九个数的和可以为(C)(A)2 097 (B)1 553 (C)1 517 (D)2 111解析:根据如题图所示的规则排列,设最上层的一个数为a,则第二层的三个数为a+7,a+8,a+9,第三层的五个数为a+14,a+15,a+16,a+17,a+18,这9个数之和为a+3a+24+5a+80=9a+104.由9a+104=1 517,得a=157,是自然数.且a为表中第20行第5个数,符合,若9a+104=2 097,a≈221.4不合题意;若9a+104=1 553,a=161,a为表中第21行第一个数不合题意;若9a+104=2 111,a=223,a为表中第28行第7个数,不合题意.12.已知命题:在平面直角坐标系xOy中,椭圆+=1(a>b>0),△ABC的顶点B在椭圆上,顶点A,C分别为椭圆的左、右焦点,椭圆的离心率为e,则=,现将该命题类比到双曲线中,△ABC的顶点B在双曲线上,顶点A,C分别为双曲线的左、右焦点,设双曲线的方程为-=1(a>0,b>0).双曲线的离心率为e,则有.解析:根据题意,由类比推理知,命题的前提已经给出,需要计算研究命题的结论, 在双曲线中===,在△ABC中,由正弦定理得=,所以=.答案:=好题天天练1.导学号 18702627运用合情推理知识可以得到:当n≥2时,(1-)(1-)(1-)…(1-)=.解题关键:根据n=2,3时的关系式寻找规律,利用归纳推理求解.解析:n=2时,1-==,n=3时, (1-)(1-)=×==,…从而可得当n≥2时, (1-)(1-)(1-)…(1-)=.答案:2.导学号 18702628在计算“1×2+2×3+…+n(n+1)”时,某同学学到了如下一种方法:先改写第k项:k(k+1)=[k(k+1)(k+2)-(k-1)k(k+1)],由此得1×2=(1×2×3-0×1×2),2×3=(2×3×4-1×2×3),…n(n+1)=[n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)],相加,得1×2+2×3+…+n(n+1)=n(n+1)(n+2),类比上述方法,请你计算“1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)”,其结果为.解题关键:根据已知条件及类比推理将n(n+1)(n+2)表示为某相邻两式的差.解析:因为k(k+1)=[k(k+1)(k+2)-(k-1)k(k+1)]=k(k+1)[(k+2)-(k-1)],所以k(k+1)(k+2)=k(k+1)(k+2)[(k+3)-(k-1)]=[k(k+1)(k+2)(k+3)-(k-1)k(k+1)(k+2)].因为n(n+1)(n+2)=[n(n+1)(n+2)(n+3)-(n-1)n(n+1)(n+2)],所以1×2×3=(1×2×3×4-0×1×2×3),2×3×4=(2×3×4×5-1×2×3×4),…n(n+1)(n+2)=[n(n+1)(n+2)(n+3)-(n-1)n(n+1)(n+2)].所以1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2)=[(1×2×3×4-0×1×2×3)+(2×3×4×5-1×2×3×4)+…+n(n+1)×(n+2)×(n+3)-(n-1)×n×(n+1)×(n+2)]=n(n+1)(n+2)(n+3).答案:n(n+1)(n+2)(n+3)。
《等差数列及其前n 项和》专题一、相关知识点1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列(5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(6)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(7)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(8)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n +1,则 ①S 2n +1=(2n +1)a n +1; ②S 奇S 偶=n +1n .二.等差数列的常用结论1.等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则S n 有最大值,即所有正项之和最大,若a 1<0, d >0,则S n 有最小值,即所有负项之和最小.2.等差数列的前n 项和公式与函数的关系:S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).题型一 等差数列基本量的运算1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于解析:由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98.2.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=A .-12B .-10C .10D .12解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得; 3⎣⎡⎦⎤3a 1+3×(3-1)2×d =2a 1+2×(2-1)2×d +4a 1+4×(4-1)2×d , 将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 4.在等差数列{a n }中,若前10项的和S 10=60,且a 7=7,则a 4=解析:法一:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧10a 1+45d =60,a 1+6d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =23,∴a 4=a 1+3d =5.法二:由等差数列的性质有a 1+a 10=a 7+a 4,∵S 10=10(a 1+a 10)2=60,∴a 1+a 10=12.又∵a 7=7,∴a 4=5.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k = 解析:由3a n +1=3a n -2⇒a n +1-a n =-23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N +,∴k =23. 6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是解析:由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.7.数列{2n -1}的前10项的和是解析:∵数列{2n -1}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=100.8.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于解析:因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2.9.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =解析:∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2. 10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为 解析:设等差数列{a n}的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80. 11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1. 12.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法一:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法二:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.13.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 18=54,S 19=437,则a 2 018的值是 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+22d =54,19a 1+171d =437,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,d =2,所以a 2 018=5+2017×2=4 039. 14.已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 7=2a 1+6d =-8,a 2=a 1+d =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧d =-3,a 1=5,.15.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有一女子擅长织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女子最后一天织布的尺数为( )A .18B .20C .21D .25 解析:C ,用a n 表示第n 天织布的尺数,由题意知,数列{a n }是首项为5,项数为30的等差数列.所以30(a 1+a 30)2=390,即30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,故选C .16.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.17.已知在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=2a +1,a 5=3a +2,若S n =a 1+a 2+…+a n ,且S k=66,则k 的值为解析:∵在等差数列中,2a 3=a 1+a 5,∴2(2a +1)=1+3a +2, 解得a =1,即a 1=1,a 3=3,a 5=5,∴公差d =1,∴S k =k ×1+k (k -1)2×1=66,解得k =11或k =-12(舍).18.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=解析:法一:设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法二:由于数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.19.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n解析:A ,由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. 20.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?”(“钱”是古代一种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32 C.43 D .54解析:选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即⎩⎨⎧2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.21.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011 C.910 D .89解析:选B ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d=12,又a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫110-111=1-111=1011.22.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15.法二:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去), 则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15.23.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.解析:由题意得a 1-a 2=x -y 3,b 1-b 2=x -y 4,所以a 1-a 2b 1-b 2=43.24.设{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是________.解析:2 25.数列{a n }满足1a n +1=1a n +1(n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n ,且b 1+b 2+…+b 9=45,则b 4b 6( )A .最大值为100B .最大值为25C .为定值24D .最大值为50解析:C ,由1a n +1=1a n +1(n ∈N +),得1a n +1-1a n =1,∵b n =1a n ,∴b n +1-b n =1,则数列{b n }是公差为1的等差数列,∵b 1+b 2+…+b 9=45,∴9b 1+9×82=45,即b 1=1,则b n =1+(n -1)×1=n ,则b 4b 6=4×6=24.26.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N +),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析:由a n =2n -10(n ∈N +)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.27.设数列{a n }满足:a 1=1, a 2=3, 且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是________. 解析:∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245.28.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. ∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.28.已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2. 解析:(1)设{a n }的公差为d .由题意,得a 211=a 1a 13,即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ).于是d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,所以d =0(舍去)或d =-2.故a n =-2n +27. (2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .题型二 等差数列的性质及应用类型一 等差数列项的性质的应用1.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________. 解析:依题意,得a 2+a 4+a 6+a 8=(a 2+a 8)+(a 4+a 6)=2(a 3+a 7)=74.2.在等差数列{a n }中,3(a 3+a 5)+2(a 7+a 10+a 13)=24,则该数列前13项的和是________. 解析:263.若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 1=2a 3-3,则S 9=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,a 1=2a 3-3=2a 1+4d -3,∴a 5=a 1+4d =3,S 9=9a 5=27.4.在等差数列{a n }中, a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=____ 解析:因为a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,所以a 1+a 2 019=10.由等差数列的性质可知,a 1 010=a 1+a 2 0192=5,a 2+a 2 018=a 1+a 2 019=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=10+5=15.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 6=39,则a 3+a 4=解析:由等差数列{a n }的性质及其S 6=39,可得6(a 1+a 6)2=3(a 3+ a 4)=39,则a 3+ a 4=13.6.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 7+a 12=24,则S 13= 解析:由a 2+a 7+a 12=24得3a 7=24,即a 7=8,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=13×8=104.8.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于解析:法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27.法二:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27. 9.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.10.等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为 解析:由a 3+a 6+a 10+a 13=32得4a 8=32,即a 8=8.又d ≠0,所以等差数列{a n }是单调数列,由a m =8,知m =8.11.设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则S 153a 5等于解析:因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8.又S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8, 所以S 153a 5=15a 8a 8=15.12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =10,S 2m -1=110,则m =________. 解析:S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=2(2m -1)a m2=110,解得m =6.类型二:等差数列前n 项和的性质1.在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( )A .9B .10C .11D .12解析:选B ,∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.又a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10.2.等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,m ≥2,m ∈N *,则m = 解析:∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0,∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3,∴d =a m +1-a m =1.又 S m =m (a 1+a m )2=m (a 1+2)2=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于 解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,即a 7+a 8+a 9=45. 4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 019=________.解析:由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4,∴S 2 019=8 076. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析:由题意知,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列.则2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),即40=10+(S 30-30),解得S 30=60. 6.若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=解析:根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.7.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.8.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列.因为S 1212-S 1010=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1,又S 11=a 11=-2 015,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-2 015为首项,1为公差的等差数列,所以S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,所以S 2 018=4 036.9.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7=________.解析:a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=132(a 1+a 13)132(b 1+b 13)=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.10.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析:∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 类型三:等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)二次函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .1.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析:设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最大,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26. 2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是 解析:法一:由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大. 法二:由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大. 法三:根据a 1=13,S 3=S 11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和是先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图像的对称性,可得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值. 4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.又数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最大值时,n =6.5.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 7B .S 6C .S 5D .S 4解析:C ,∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 6.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并求S n 的最小值.解析:(1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15.又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)法一:(二次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.法二:(通项变号法)由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,又n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最小值为S 4=-16. 7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满足a 1+a 2=10,S 5=40.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10,S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2. (2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=⎩⎪⎨⎪⎧11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6, 设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n .当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.8.已知等差数列{a n }的前三项和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得,a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{3n -7}的前n 项和为S n , 则S n =n [(-4)+(3n -7)]2=32n 2-112n . 当n ≤2时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-(a 1+a 2+…+a n )=-32n 2+112n , 当n ≥3时,T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-(a 1+a 2)+(a 3+a 4+…+a n ) =S n -2S 2=32n 2-112n +10,综上知:T n =⎩⎨⎧ -32n 2+112n ,n ≤2,32n 2-112n +10,n ≥3.题型三 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法与技巧1.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为解析:∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66. 2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6.(1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)设数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-6, ∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2. (2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2=-6n 2-4n -6, 2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.3.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解析:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根,∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.4.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解析:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a ,由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1),则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析:(1)证明 由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)解 由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2, 因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.6.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.解析:(1)证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数.所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.7.已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式. 解析:(1)由已知,得a 2-2a 1=4,则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)由已知na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a n n=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差d =2的等差数列. 则a n n=1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n . 8.已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式; (2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n .解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a n n=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a n n =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n . 令b n =2n -15≤0,n ∈N *,解得n ≤7.∴n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n = -2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.。
《三角函数的图像与性质》专题一、相关知识点1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像与性质(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 4.奇偶性相关结论(1)若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则①f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z);②f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z).(2)若f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0),则①f (x )为奇函数的充要条件:φ=k π+π2,k ∈Z ;②f (x )为偶函数的充要条件:φ=k π,k ∈Z.题型一 三角函数的定义域1.函数y =log 2(sin x )的定义域为________.2.函数y =2sin x -3的定义域为( )A .⎣⎡⎦⎤π3,2π3B .⎣⎡⎦⎤2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) C .⎝⎛⎭⎫2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) D .⎣⎡⎦⎤k π+π3,k π+2π3(k ∈Z)3.y =2sin x -2的定义域为________________________.4.函数y =tan 2x 的定义域是( )A .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π+π4,k ∈Z B .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2+π8,k ∈Z C .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π+π8,k ∈Z D .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π2+π4,k ∈Z5.x ∈[0,2π],y =tan x +-cos x 的定义域为( )A.⎣⎡⎭⎫0,π2B.⎝⎛⎦⎤π2,πC.⎣⎡⎭⎫π,3π2D.⎝⎛⎦⎤3π2,2π题型二 三角函数的值域(最值)三角函数值域的不同求法(1)利用sin x 和cos x 的值域直接求(2)把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域(3)把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域 (4)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域1.函数f (x )=4-2cos 13x 的最小值是________,取得最小值时,x 的取值集合为________.2.函数f (x )=2cos x +sin x 的最大值为________.3.已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( )A .f (x )的最小正周期为π,最大值为3B .f (x )的最小正周期为π,最大值为4C .f (x )的最小正周期为2π,最大值为3D .f (x )的最小正周期为2π,最大值为44.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为( ) A .⎣⎡⎦⎤-32,32 B .⎣⎡⎦⎤-32,3 C .⎣⎡⎦⎤-332,332 D .⎣⎡⎦⎤-332,35.函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3,x ∈⎝⎛⎭⎫-π6,π6的值域为________.6.函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6-π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A .2-3B .0C .-1D .-1- 37.已知f (x )=sin 2x -3cos 2x ,若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,都有|f (x )|<m ,则实数m 的取值范围是________.8.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________.9.函数f (x )=cos 2x +6cos π2-x 的最大值为10.函数y =sin x +cos x +sin x cos x 的值域为_______11.函数y =sin x -cos x +sin x cos x ,x ∈[0,π]的值域为________.12.函数y =tan ⎝⎛⎭⎫π2-x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,且x ≠0的值域为________.题型三 三角函数的单调性类型一 求三角函数的单调区间 1.f (x )=|tan x |;2.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π3.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的递增区间是________.4.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-2x ,则函数f (x )的单调递减区间为( )A.⎣⎡⎦⎤3π8+2k π,7π8+2k π(k ∈Z)B.⎣⎡⎦⎤-π8+2k π,3π8+2k π(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤3π8+k π,7π8+k π(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z) 5.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的减区间为________.6.函数y =cos ⎝⎛⎭⎫π4-2x 的单调递减区间为________.7.函数 f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6在x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的单调性递增区间为 ; 递减区间为8.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3,x ∈[-2π,2π]的递增区间是( )A .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3 B .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3和⎣⎡⎦⎤π3,2π C .⎣⎡⎦⎤-5π3,π3 D .⎣⎡⎦⎤π3,2π9.已知函数f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈[-π,0],则f (x )的单调递增区间是________.10.若锐角φ满足sin φ-cos φ=22,则函数f (x )=sin 2(x +φ)的单调递增区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤2k π-5π12,2k π+π12(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤2k π+π12,2k π+7π12(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z)11.比较大小:sin ⎝⎛⎭⎫-π18________sin ⎝⎛⎭⎫-π10.12.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.13.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6.讨论函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π2上的单调性并求出其值域.类型二 已知单调性求参数值或范围 已知单调区间求参数范围的3种方法 1.函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω等于2.若f (x )=cos 2x +a cos ( π2+x )在区间⎝⎛⎭⎫π6,π2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.3.已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4的一个递减区间为⎣⎡⎦⎤π8,5π8,则ω=________.4.若函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上是减函数,则ω的取值范围是 .5.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π3(ω>0),若函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π,3π2上为减函数,则实数ω的取值范围是________.6.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0),f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,且f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω=________.7.若函数f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为1,则ω=________.8.若函数f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]是减函数,则a 的最大值是________.题型四 三角函数的周期性三角函数周期的求解方法1.已知函数f (x )=cos ⎝⎭⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π,则ω=________. 2.函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫πx +π3的最小正周期为________ 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最小正周期为________ 4.函数 + 的最小正周期为______.5.在函数:①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos2x +π6,④y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为( )A .②④B .①③④C .①②③D .①③6.函数f (x )=tan x1+tan 2x 的最小正周期为________题型五 三角函数的奇偶性与三角函数奇偶性相关的结论:三角函数中,判断奇偶性的前提是定义域关于原点对称,奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.常见的结论有:(1)若y =A sin(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z).(2)若y =A cos(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z).(3)若y =A tan(ωx +φ)为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z). 1.函数y =1-2sin 2( x -3π4)是( )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数2.若函数 是偶函数,则 等于______ 3.若函数是偶函数,则 ________.4.若 是定义在 上的偶函数,其中,则 _____5.将函数 向右平移个单位,得到一个偶函数的图象,则 最小值为__6.若函数f (x )=sin x +φ3(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=________.7.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π)满足f (|x |)=f (x ),则φ的值为( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3题型五 三角函数的对称性(1) 求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)函数的图象对称轴或对称中心时,都是把“ωx +φ”看作一个整体,然后根据三角函数图象的对称轴或对称中心列方程进行求解. (2) 在判断对称轴或对称中心时,用以下结论可快速解题:设y =f (x )=A sin(ωx +φ),g (x )=A cos(ωx +φ),x =x 0是对称轴方程⇔f (x 0)=±A ,g (x 0)=±A ; (x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)=0,g (x 0)=0.(3)函数y =A sin(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω+π2ω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω,0;函数y =A cos(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω+π2ω,0;函数y =A tan(ωx +φ)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2ω-φω,0.上述k ∈Z 1.下列函数的最小正周期为π且图像关于直线x =π3对称的是( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π32.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图象的一个对称中心是( ) A .(-π,0) B.⎝⎛⎭⎫-3π4,0 C.⎝⎛⎭⎫3π2,0 D.⎝⎛⎭⎫π2,03.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-cos 2x 的图象的一条对称轴的方程可以是( ) A .x =-π6 B .x =11π12 C .x =-2π3 D .x =7π123.已知函数y =sin(2x +φ)( -π2<φ<π2 )的图象关于直线x =π3对称,则φ的值为4.函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0)对任意x 都有f ( π6+x )=f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为( ) A .2或0 B .-2或2 C .0 D .-2或05.函数f (x )=sin x -cos x 的图像( )A .关于直线x =π4对称B .关于直线x =-π4对称C .关于直线x =π2对称D .关于直线x =-π2对称6.如果函数y =3cos(2x +φ)的图像关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( )A .π6B .π4C .π3D .π27.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-13在区间(0,π)内的所有零点之和为( )A.π6B.π3C.7π6D.4π38.已知函数y =sin(2x +φ)在x =π6处取得最大值,则函数y =cos(2x +φ)的图象( ) A .关于点⎝⎛⎭⎫π6,0对称B .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称C .关于直线x =π6对称 D .关于直线x =π3对称9.(理科)已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3,0,其中ω为常数,且ω∈(1,3).若对任意的实数x ,总有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值是( )A .1 B.π2C .2D .π10.(理科)设函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),其图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6,π3内,且f (x )的最小正周期大于π,则ω的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫12,1 B .(0,2) C .(1,2) D .[1,2)题型六 三角函数的性质综合运用1.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增的奇函数是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2C .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2D .y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x2.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上为减函数的是( )A .y =sin 2xB .y =2|cos x |C .y =cos x 2D .y =tan(-x )3.设函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,则下列结论错误的是( ) A .f (x )的一个周期为-2π B .y =f (x )的图像关于直线x =8π3对称 C .f (x +π)的一个零点为x =π6D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π单调递减4.将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,则下列说法不正确的是( )A .g (x )的最小正周期为πB .g ⎝⎛⎭⎫π6=32C .x =π6是g (x )图象的一条对称轴 D .g (x )为奇函数5.定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )=sin x ,则f ⎝⎛⎭⎫5π3的值为( )A .-12 B.12 C.716 D.326.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求函数f (x )图像的对称轴方程;(2)求f (x )的递增区间;(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.7.已知函数f (x )=2cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和图象的对称中心;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值和最小值.8.已知函数f (x )=a ( 2cos 2x 2+sin x )+b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值.9.已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+sin 2x -cos 2x + 2. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3满足[f (x )]2-22f (x )-m >0,求实数m 的取值范围.。
《基本不等式》专题一、相关知识点1.基本不等式:ab ≤a +b2(1)基本不等式成立的条件:a >0,b >0.(2)等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号. 2.几个重要的不等式(1)a 2+b 2≥2ab (a ,b ∈R); (2)a +b ≥2ab (a >0,b >0).(3)b a +ab ≥2(a ,b 同号且不为零); (4)ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22(a ,b ∈R);(5)⎝⎛⎭⎫a +b 22≤a 2+b 22(a ,b ∈R).2(a 2+b 2)≥(a +b )2(a ,b ∈R).(6)a 2+b 22≥(a +b )24≥ab (a ,b ∈R).(7)a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥21a +1b(a >0,b >0). 以上不等式等号成立的条件均为a =b . 3.算术平均数与几何平均数设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 4.利用基本不等式求最值问题 已知x >0,y >0,则:(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,x +y 有最小值是2p .(简记:积定和最小) (2)如果和x +y 是定值p ,那么当且仅当x =y 时,xy 有最大值是p 24.(简记:和定积最大)5.重要不等式链 若a ≥b >0,则a ≥a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥2aba +b≥b . 题型一 基本不等式的判断1.若a ,b ∈R ,则下列恒成立的不等式是( )A.|a +b |2≥|ab | B .b a +ab ≥2 C.a 2+b 22≥⎝⎛⎭⎫a +b 22 D .(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥4 2.若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( )A .a 2+b 2>2abB .a +b ≥2abC .1a +1b >2abD .b a +ab ≥23.下列命题中正确的是( )A .函数y =x +1x 的最小值为2 B .函数y =x 2+3x 2+2的最小值为2C .函数y =2-3x -4x (x >0)的最小值为2-4 3D .函数y =2-3x -4x(x >0)的最大值为2-4 34.若a >b >1,P =lg a ·lg b ,Q =12(lg a +lg b ),R =lg ⎝⎛⎭⎫a +b 2,则( )A .R <P <QB .Q <P <RC .P <Q <RD .P <R <Q题型二 利用基本不等式求最值类型一 直接法或配凑法利用基本不等式求最值1.若实数x ,y 满足xy =1,则x 2+2y 2的最小值为________.2.已知a >0,b >0,且2a +b =4,则1ab 的最小值为3.已知0<x <1,则x (3-3x )取得最大值时x 的值为4.已知x <0,则函数y =4x +x 的最大值是5.函数f (x )=xx +1的最大值为6.若x >1,则x +4x -1的最小值为________.7.设0<x <2,则函数y =x (4-2x )的最大值为________.8.若x ,y 均为正数,则3x y +12yx +13的最小值是9.已知a ,b ∈R ,且a -3b +6=0,则2a +18b 的最小值为________.10.已知x <54,则f (x )=4x -2+14x -5的最大值为________.11.设x >0,则函数y =x +22x +1-32的最小值为12.已知x ,y 为正实数,则4x x +3y +3yx的最小值为13.函数y =x 2+2x -1(x >1)的最小值为________.14.已知a >0,b >0,a ,b 的等比中项是1,且m =b +1a ,n =a +1b ,则m +n 的最小值是15.已知x ,y 都为正实数,且x +y +1x +1y =5,则x +y 的最大值是16.已知a >b >0,则2a +4a +b +1a -b的最小值为17.已知正数a ,b 满足2a 2+b 2=3,则a b 2+1的最大值为________.类型二 常数代换法利用基本不等式求最值1.已知a >0,b >0,a +b =1,则1a +1b 的最小值为________.2.已知a >0,b >0,a +2b =3,则2a +1b 的最小值为________.3.已知正实数x ,y 满足2x +y =2,则2x +1y 的最小值为________.4.已知正项等比数列{a n }的公比为2,若a m a n =4a 22,则2m +12n 的最小值为5.已知向量a =(3,-2),b =(x ,y -1),且a ∥b ,若x ,y 均为正数,则3x +2y 的最小值是6.已知x >0,y >0,且4x +y =xy ,则x +y 的最小值为7.若直线x a +yb =1(a >0,b >0)过点(1,2),则2a +b 的最小值为________.8.已知a >0,b >0,函数f (x )=a log 2x +b 的图像经过点⎝⎛⎭⎫4,12,则1a +2b 的最小值为________.9.已知函数y =log a (x +3)-1(a >0且a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny +1=0上,其中mn >0,则1m +1n 的最小值为10.已知x >0,y >0,lg 2x +lg 8y =lg 2,则1x +13y 的最小值是11.已知直线l :ax +by -ab =0(a >0,b >0)经过点(2,3),则a +b 的最小值为________.12.已知x ,y 均为正实数,且1x +2+1y +2=16,则x +y 的最小值为13.若a ,b ,c 都是正数,且a +b +c =2,则4a +1+1b +c 的最小值是14.已知正数x ,y 满足x +2y =3,则y x +1y 的最小值为________.15.设a >0,b >1,若a +b =2,则3a +1b -1的最小值为________.16.已知x >0,y >0,且2x +8y -xy =0,求:(1)xy 的最小值;(2)x +y 的最小值.类型三 通过消元法利用基本(均值)不等式求最值1.若正实数m ,n 满足2m +n +6=mn ,则mn 的最小值是________.2.已知正实数x ,y 满足xy +2x +y =4,则x +y 的最小值为________.3.设x ,y 均为正数,且xy +x -y -10=0,则x +y 的最小值是________.4.已知x >0,y >0,且2x +4y +xy =1,则x +2y 的最小值是________.类型四:利用基本不等式求参数值或取值范围1.若对于任意的x >0,不等式xx 2+3x +1≤a 恒成立,则实数a 的取值范围为2.已知函数y =x +mx -2(x >2)的最小值为6,则正数m 的值为________.3.若对x >0,y >0,x +2y =1,有2x +1y ≥m 恒成立,则m 的最大值是________.4.已知a >0,b >0,若不等式3a +1b ≥ma +3b恒成立,则m 的最大值为5.正数a ,b 满足1a +9b =1,若不等式a +b ≥-x 2+4x +18-m 对任意实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是________.6.已知不等式(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +a y ≥9对任意的正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为7.已知函数f (x )=3x 2+ax +26x +1,若存在x ∈N +使得f (x )≤2成立,则实数a 的取值范围为___题型三 基本不等式的综合问题类型一 基本不等式的实际应用问题1.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是( )A .80元B .120元C .160元D .240元2.某公司一年购买某种货物400吨,每次都购买x 吨,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x =__________吨.3.某学校为了支持生物课程基地研究植物生长,计划利用学校空地建造一间室内面积为900 m 2的矩形温室,在温室内划出三块全等的矩形区域,分别种植三种植物,相邻矩形区域之间间隔1 m ,三块矩形区域的前、后与内墙各保留1 m 宽的通道,左、右两块矩形区域分别与相邻的左右内墙保留3 m 宽的通道,如图.设矩形温室的室内长为x (单位:m),三块种植植物的矩形区域的总面积为S (单位:m 2). (1)求S 关于x 的函数关系式;(2)求S 的最大值.类型二 基本不等式与函数的交汇问题1.已知A ,B 是函数y =2x 的图象上不同的两点,若点A ,B 到直线y =12的距离相等,则点A ,B 的横坐标之和的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,-2)C .(-∞,-3)D .(-∞,-4)类型三 基本不等式与数列的交汇问题1.已知a >0,b >0,并且1a ,12,1b 成等差数列,则a +9b 的最小值为2.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 8-2S 4=5,则a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为3.设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n (n ∈N +),若a 1=d =1,则S n +8a n 的最小值是______.类型四 基本不等式与解析几何的交汇问题1. 已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4b +1c的最小值是2.当双曲线M :x 2m -y 2m 2+4=1的离心率最小时,M 的渐近线方程为3.两圆x 2+y 2-2my +m 2-1=0和x 2+y 2-4nx +4n 2-9=0恰有一条公切线,若m ∈R ,n4m2+1n2的最小值为∈R,且mn≠0,则。
2020届高三冲刺考(三)全国卷文科数学试卷注意事项:1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.考试时间为120分钟,满分150分一、选择题:本题共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.已知复数1i1ia z -=+是纯虚数,则实数a 的值为( ) A. 1 B. 1-C. 0D. ±1【答案】A 【解析】 【分析】将复数化简为z m ni =+的形式,若复数z 为纯虚数,则0m =,且0n ≠,可解得a 的值. 【详解】()()()()1i 1i 1i 11i 1i 1i 1i 22a a a az ----+===-++-, 因为复数z 是纯虚数,故102a-=,102a +-≠, 解得1a =. 故选:A.【点睛】本题考查复数的分母实数化运算和纯虚数的定义,考查了学生的运算求解能力和理解辨析能力,是基础题.2.已知集合{}2|20A x x x =-≤,集合{}2|log 0B x x =>,则A B =I ( )A. []1,2B. (]0,1C. (]1,2D. ()1,2【答案】C 【解析】【分析】通过解一元二次不等式和对数不等式,分别得出集合A 和集合B ,再利用交集的定义求解即可.【详解】集合{}{}2|20|02A x x x x x =-≤=≤≤,集合{}{}2|log 0|1B x x x x =>=>, 所以(]1,2A B =I . 故选:C.【点睛】本题考查集合交集的运算,考查了学生的运算求解能力,是基础题.3.在平面直角坐标系中,x 轴负半轴上有6个点,y 轴负半轴上有2个点,将x 轴负半轴上这6个点和y 轴负半轴上这2个点连成12条线段,这12条线段在第三象限内的交点最多有( ) A. 10个 B. 12个 C. 15个 D. 18个【答案】C 【解析】 【分析】以x 轴上的两点和y 轴上的两点为顶点做四边形,连接对角线,对角线的交点即为所要找的点.【详解】易知x 轴上任意两个点和y 轴上任意两个点可以构成一个四边形,则这个四边形唯一的对角线交点,即在第三象限,适合题意,而x 轴上6个点的组合共有5432115++++=种,则这样的四边形共有15个,于是最多有15个交点. 故选:C .【点睛】本题考查统计交点个数,考查了学生数据处理的能力,是基础题.4.若实数x ,y 满足111x y -+-≤,则22xy +的最大值为( )A. 1B. 4C.92D. 5【答案】D 【解析】 【分析】通过去绝对值列出不等式组,找出可行域,求目标函数的最值.【详解】通过去绝对值可得不等式组:1130x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+-≤⎩,1110x y x y >⎧⎪<⎨⎪--≤⎩,1110x y x y <⎧⎪>⎨⎪-+≥⎩,1110x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+-≥⎩,如图,作出111x y -+-≤的可行域, 则22xy +表示的几何意义为可行域内的点到原点距离的平方,则易知点()1,2A )或点()2,1B 满足题意, 此时225x y +=. 故选:D .【点睛】本题考查线性规划问题,通过几何法求最值,考查学生数形结合的数学思想和求解运算的能力,是中档题.5.设()14,,711,,87xx b x f x x ⎧-≤⎪⎪=⎨⎛⎫⎪> ⎪⎪⎝⎭⎩,若1282f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则b =( ) A.23B.4210- C.13D.2210-【答案】C 【解析】 【分析】分段函数,从内到外逐个代入相应解析式求待定系数. 【详解】因为1187≤,所以1182f b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, ①当1127b -≤,即514b ≥时, 11242542221014f b b b b ⎛⎫⎛⎫-=--=⇒=< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(舍);②当1127b ->,即514b <时,111226112111528288314b b f b b --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-==⇔=⇒=< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,满足题意,综上所述13b =. 故选:C .【点睛】本题考查分段函数的求值问题,分段函数求值时,一定要根据自变量的值代入相对应的解析式,考查学生运算求解的能力,是基础题.6.某几何体的三视图如图所示,图中每个小正方形的边长为1,侧视图为圆及其内接正方形,那么这个几何体的体积为( )A. 84π+B. 44π+C. 82π+D. 42π+【答案】A 【解析】 【分析】利用三视图还原出空间几何体,利用体积公式计算空间几何体体积. 【详解】易知该几何体由一个正四棱锥和圆柱构成, 因为()2122383V =⨯⨯=正四棱锥,2214V ππ=⨯⨯=圆柱, 所以该几何体的体积为84V V V π=+=+圆正四棱锥. 故选:A .【点睛】本题考查三视图的应用,由三视图还原空间几何体,求锥体和圆柱的体积,考查学生的直观想象能力,是基础题.7.刘徽是我国古代伟大数学家,他的《九章算术注》和《海岛算经》被视为我国数学史上的瑰宝,他创立的“割圆术”理论上能把π的值计算到任意精度.“割圆术”是指用圆内接正多边形的面积来近似代替圆的面积,如图,从正六边形开始,依次将边数增倍,使误差逐渐减小,当圆内接正三百六十边形时,由“割圆术”可得圆周率π的近似值为( )A. 360cos1︒B. 180cos1︒C. 360sin1︒D. 180sin1︒【答案】D 【解析】 【分析】圆内接正三百六十边形可以看成由360个顶角为1︒的等腰三角形构成,腰长与圆的半径相等,利用圆内接正三百六十边形的面积与圆的面积近似相等,计算π的近似值. 【详解】设圆的半径为1,当圆内接正三百六十边形时,每边端点与圆心连线构成的小三角形均为腰为1,顶角为1︒的等腰三角形, 则圆内接正多边形的面积为111sin1360180sin12S =⨯⨯⨯︒⨯=︒, 圆的面积为π,用圆内接正多边形的面积来近似代替圆的面积, 即有180sin1π︒=. 故选:D.【点睛】本题利用“割圆术”计算圆周率π的近似值,需要仔细阅读题干,理解“割圆术”的概念,考查学生的理解辨析能力和运算求解能力,是基础题.8.函数()e ln xf x x x =在[)(]1,00,1-⋃上的大致图象是( )A. B.C. D.【答案】A 【解析】 【分析】本题可通过排除法找函数图像,先判断原函数是否具有奇偶性,再利用特殊值法可得出正确的选项. 【详解】因为()()f x f x ≠-,()()f x f x ≠--, 所以函数()f x 为非奇非偶函数,排除选项B ,C ; 又因为1e2022f ⎛⎫=-< ⎪⎝⎭.故选:A .【点睛】本题考查函数的奇偶性的应用,若特值法无法选出正确选项,则考查利用导数求函数的单调性判断函数图像,着重考查推理论证和运算求解的能力,是基础题.9.已知点P 为直线10x y --=上的一动点,过点P 作圆224240x y x y +-++=的切线,则点P 在运动的过程中,切线长的最小值为( )A. 2B.C.D. 1【答案】D 【解析】 【分析】先判断直线与圆的位置关系,直线与圆相离;可将切线长、点P 到圆心的距离和圆的半径利用勾股定理联系起来,点P 到圆心的距离最小则切线长最小.【详解】圆的方程可化为()()22211x y -++=,半径1r =,圆心到直线的距离1d ==>,所以直线和圆相离,当这个点到圆心距离最小时,切线长最小,1==.故选:D .【点睛】本题考查直线与圆的位置关系、切线的性质,将切线长问题转化为点到直线距离的大小问题,考查求解运算能力和转化与化归的思想,是中档题.10.已知函数()()sin 0,2f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图象相邻两条对称轴之间的距离为2π,其一个对称中心为5,012π⎛⎫ ⎪⎝⎭,把()y f x =的图象向左平移3π个单位长度得到函数()y g x =的图象,则函数()g x 在0,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦的最大值为( )A. 1B.12C.D.2【答案】B 【解析】 【分析】先用邻两条对称轴之间的距离求出周期T ,通过周期T 求ω,再用对称中心求ϕ,可得()f x 的解析式,通过平移变换得出()g x 的解析式,利用三角函数的性质在给定区间上求出()g x 的最大值. 【详解】由函数()f x 的图象相邻两条对称轴之间的距离为2π, 得22T T ππ=⇒=, 所以22Tπω==,()()sin 2f x x ϕ=+, 又其一个对称中心为5,012π⎛⎫⎪⎝⎭,即有5212k πϕπ⨯+=k Z ∈, 则56πk πϕ=-+,k Z ∈.又2πϕ<, 所以6π=ϕ,()sin 26f x x π⎛⎫+ ⎝=⎪⎭,所以()5sin 2cos 263ππg x x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 当0,12x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,2,332πππx ⎛⎫⎡⎤+∈ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦, 所以()max 12g x =. 故选:B .【点睛】本题考查用文字描述三角函数图像求解析式,三角函数图像变换,三角函数性质,考查推理论证和运算求解的能力,是中档题.11.若函数()()ln 1xf x e x e x a =-+-+在()0,∞+上存在零点,则实数a 的取值范围为( )A. (),1-∞-B. (],1-∞-C. 1,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦D. 1,2⎡⎫-∞⎪⎢⎣⎭【答案】B 【解析】 【分析】分离常数构造新函数,利用导数判断新函数的单调性并求出最值,以此来判断实数a 的取值范围. 【详解】因为函数()()ln 1xf x e x e x a =-+-+在()0,∞+上存在零点,即方程ln x a ex e x x =-+-在()0,∞+上有解,令()ln xh x ex e x x =-+-,则()111xx x h x e e e e x x-'=-+-=-+, 所以当01x <<时,()0h x '>,当1x >时,()0h x '<, 所以函数()h x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减, 所以()h x 在1x =处取最大值011e e -+-=-,所以()h x 的值域为(],1-∞-,所以a 的取值范围是(],1-∞-. 故选:B .【点睛】本题考查函数的零点与方程根的应用,利用导数判断函数的单调性,考查转化与化归的思想和求解运算的能力,是中档题.12.已知)P,曲折C :4216x y =与直线l :x a =(0a >且a ≠A ,B 两点,则PAB△的周长的最小值为( )A. 2B. 2C.1D.1【答案】B 【解析】 【分析】化简曲线的方程,可利用抛物线定义将长度进行转化,得出PAB △的周长的最小值. 【详解】易知曲线C 是由两抛物线24x y =和24x y =-构成, 如图,设AB 与x 轴交于点D ,抛物线24x y =的焦点为F ,连接AF ,PF ,则()0,1F ,PAB △的周长()()())2212121c AP AD AP AF PF =+=+-≥-=,当F ,A ,P 的三点共线时取等号. 故选:B .【点睛】本题考查直线与抛物线的综合问题,抛物线的性质,考查数形结合和求解运算的能力,是中档题.二、填空题:本题共4小题.每小题5分,共20分.13.已知向量()1,1a =-r ,3n ⎛= ⎝⎭r b ,若a b ⊥r r,则3+=r a b __________.【答案】2 【解析】 【分析】利用两向量垂直数量积等于0得出b r的坐标,再计算出()3a b +r 的坐标,最后利用坐标计算3+r a b .【详解】因为a b ⊥r r 330n n -=⇒=()30,2a b =r , 所以32a b =r .故答案为:2.【点睛】本题考查了向量数量积的坐标运算和向量的模的坐标运算,考察了学生的求解运算能力,是基础题.14.设p :12x +<,当p 成立时,x 的取值范围是__________;q :x m <,若p 是q 的充分不必要条件,则实数m 的取值范围是__________.【答案】 (1). ()3,1-; (2). [)1,+∞ 【解析】 【分析】解绝对值不等式得出命题中p 中x 的取值范围,p 是q 的充分不必要条件,则p q ⇒,q 推导不出p ,可得出实数m 的取值范围.【详解】由12x +<得31x -<<; 因为p 是q 的充分不必要条件,则m 1≥. 故答案为:()3,1-;[)1,+∞.【点睛】本题考查命题的充分性和必要性, 是基础题.15.已知三棱锥S ABC -的体积为AB AC ==,6BC =,SA ⊥平面ABC ,则三棱锥S ABC -外接球的体积为__________.【答案】288π 【解析】 【分析】解三角形可得底面面积,通过锥体体积计算公式可得高的长度,将三棱锥补为三棱柱,找到球心位置,利用勾股定理求球体半径,最后可得球体体积.【详解】因为AB AC ==,6BC =,所以由余弦定理,22222261cos 12022AB AC BCBAC BAC AB AC+-+-∠===-⇒∠=︒⋅,则11sin 32S ABC V AB AC BAC SA SA SA -=⨯⋅⋅∠⋅=== 将三棱锥补成三棱柱,可的球心的三棱柱的中心,球心到底面的距离d 等于三棱柱的高SA的一半,即d =ABC V外接圆的半径3sin120r ==︒所以三棱锥S ABC -外接球的半径6R ==, 则其体积34π6288π3V =⨯=. 故答案为:288π.【点睛】本题考查与球有关的组合体问题,求几何体外接球体积需先求出球体半径,考查直观想象和求解运算的能力,是中档题.16.在ABC V 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,若sin sin sin sin sin sin sinsin A C C BB C A C--=++且ab =,则ABC V 面积的最大值为__________.【答案】34【解析】 【分析】利用正弦定理将角的正弦值的等量关系转化为边的等量关系,结合余弦定理得出角C余弦值的取值范围;ab =为定值,则sin C 最大ABC V 的面积最大.【详解】因为sin sin sin sin sin sin sin sin A C C BB C A C --=++,由正弦定理得a c c bb c a c--=++,即2222a b c +=, 由余弦定理222222222212cos 22442a b a b a b c a b ab C ab ab ab ab ++-+-+===≥=,当且仅当222a b c === 所以π0,3C ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,sin 2C ≤,则113sin 2224ABC S ab C =≤=△, 所以ABC V 面积的最大值34. 故答案为:34. 【点睛】本题考查用弦定理边角转化,用余弦定理三边求角,三角形面积的表示,考查运算求解的能力,是中档题.三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题.考生根据要求作答. (一)必考题:60分.17.在ABC V 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且1cos 4B =. (1)求2sinsin 22A CB ++的值; (2)若b =ABC V 面积的最大值.【答案】(1)58;(2)6. 【解析】 【分析】(1)先利用同角三角函数基本关系式求出sin B ,再用降幂公式和正弦倍角化简结果,最后 代入求值;(2)利用余弦定理列出边的等量关系,再用基本不等式得出ac 的最大值. 【详解】(1)因为1cos 4B =,所以sin B ==, 222sin sin 2sin 2sin cos cos 2sin cos 222A C πB BB B B B B +-+=+=+ 1cos 2sin cos 2B B B +=+1115422448+=+⨯⨯=; (2)由余弦定理知,22222132cos 22b ac a B a c ac ac =+-=+-≥, 所以22433ac b ≤=,当且仅当3a c ==时取“=”, 则ABC V的面积114sin 22346ABC S ac B =≤⨯⨯=△, 即ABC V面积的最大值为6. 【点睛】本题考查三角恒等变换,余弦定理解三角形,考查运算求解的能力,是基础题.18.如图,直四棱柱1111ABCD A B C D -中,1111111122A B A D B C C D ====,111B D DD =E ,F 分别1CC ,1A D 中点.(1)证明://EF 平面1111D C B A ; (2)求点1B 到平面11A D F 的距离. 【答案】(1)见解析;(2)39. 【解析】 【分析】(1)构造平行四边形证明线线平行,利用线线平行证明线面平行;(2)利用线面垂直的判定方法证明线面垂直,再利用等面积法求垂线段的长度. 【详解】(1)证明:如图取11A D 中点G ,连接FG ,1C G , 因为点F ,为1A D 中点, 所以11////FG DD CC ,且112FG DD , 因为点E 为1CC 中点,所以1111122EC CC DD FG ===, 即1//FG EC ,1FG EC =,所以四边形1FGC E 为平行四边形, 所以1//EF C G ,因为1C G ⊂平面1111D C B A ,EF ⊄平面1111D C B A , 所以//EF 平面1111D C B A (2)如图,过点1B 作111B H A D ⊥于点H ,因为1B H ⊂平面1111D C B A ,1DD ⊥平面1111D C B A , 所以11DD B H ⊥, 因为1111A D DD D =I , 所以1B H ⊥平面11AA D D ,则1B H 即为点1B 到平面11A D F 的距离,在111A B D V中,11111113339222A B D B H A D S ⋅===△, 139B H =即为点1B 到平面11A D F 39【点睛】本题考查线面平行的判定,线面垂直的判定,等面积法求高,正确作出辅助线是解题的关键,考查直观想象和推理论证的能力,是中档题.19.已知点P ⎭在椭圆C :()222210x y a b a b +=>>上,且椭圆C 的离心率为12. (1)求椭圆C 的方程;(2)设O 为坐标原点,若椭圆C 的某条弦AB 的中点为11,2M ⎛⎫⎪⎝⎭,试问OA OB ⋅u u u r u u u r 的值是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)22143x y +=;(2)是定值,1112OA OB ⋅=-u u u r u u u r . 【解析】 【分析】(1)根据已知条件列出关于a ,b ,c 的等量关系式求椭圆C 的方程;(2)先用点差法求出弦AB 的方程,再联立方程用韦达定理求出两根之积,最后用数量积的坐标运算得出OA OB ⋅u u u r u u u r的值.【详解】(1)由条件知223314a b+=,12c a =, 且222a b c =+,解得2a =,b =所以椭圆C 的方程为22143x y +=;(2)OA OB ⋅u u u r u u u r的值为定值1112-, 证明如下:设点A ,B 的坐标为()11,A x y ,()22,B x y , 易知AB 中点1212,22x x y y M ++⎛⎫⎪⎝⎭线段OP 上,因为点11,2M ⎛⎫⎪⎝⎭,所以()121222x x y y +=+=,又2211143x y+=,2222143x y+=,两式相减得,()()()()12121212043x x x x y y y y-+-++=,易知120x x-≠,12y y+≠,所以()()121212123342x xy yx x y y+-=-=--+,即32ABk=-.设AB方程为322y x=-+,代入22143x y+=并整理得23610x x-+=,所以1213x x=,122x x+=,则()12121212339522342244y y x x x x x x⎛⎫⎛⎫=-+-+=-++=-⎪⎪⎝⎭⎝⎭,故121215113412OA OB x x y y⋅=+=-=-u u u r u u u r.【点睛】本题考查求椭圆方程的标准方程,点差法设而不求算中点弦方程,联立方程利用韦达定理解决综合问题,考查求解运算能力,是中档题.20.2020年春节即将来临,某市一商家为了在春节期间更好地推销商品,随机抽取了去年春节期间在该商家消费总额不超过2500元的200名老顾客进行了消费额统计,得到所示频率分布直方图:若去年春节期间在该商家消费总额超过1.5千元的顾客称为“VIP顾客”,消费总额不超过1.5千元的顾客称为“非VIP顾客”.(1)若抽取的“非VIP顾客”中男性占40人,请根据条件完成上面的22⨯列联表,并判断能否在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“VIP顾客”与性别有关.VIP顾客非VIP顾客总计男性顾客40 80女性顾客120(2)该商家为了进一步了解这200人的消费体验和购买意愿,采用分层抽样的方法在“VIP 顾客”和“非VIP 顾客”中抽取20人.若需从这20人中随机选取2人进行问卷调查,求恰有1人是“VIP 顾客”的概率.参考公式:()()()()()22n ad bc k a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++.临界值表:【答案】(1)能在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“VIP 顾客”与性别有关;(2)4895. 【解析】 【分析】(1)利用频率分布直方图完成22⨯列联表,把数据带入公式计算,通过与表格数据对比判断得出所要结果; (2)用分层抽样分别得出“VIP 顾客”和“非VIP 顾客”的人数,按要求的计算出事件总数和特殊事件个数求事件的概率.【详解】(1) ()2000.80.50.5130⨯+⨯=,20013070-=, ∴VIP 顾客总数为130,非VIP 顾客总数70,可得:()22132001200360013.10708800712k ⨯≈⨯⨯⨯-=∵13.18710.828>∴能在犯错误的概率不超过0.001的前提下认为“VIP 顾客”与性别有关; (2)∵ 80:1202:3=, ∴22085⨯=,320125⨯=, ∴20人中VIP 顾客8人,非VIP 顾客12人, 又∵19(119)123191902⨯++++⋅⋅⋅+==,12896⨯=,∴20人中随机选取2人有190种,恰有1人是“VIP 顾客”有96种, ∴964819095=, 即恰有1人是“VIP 顾客”的概率为4895. 【点睛】本题考查独立性检验,古典概型概率计算,考查数据处理能力,是基础题. 21.已知函数()()213ln 222f x a x x x a =-+-∈R . (1)若3x =为函数()f x 的极值点,求()f x 在()()1,1f 处的切线方程; (2)对任意[]3,8a ∈,当[]1,x n ∈时,()0f x ≥恒成立,求正整数n 的最大值. 【答案】(1)440x y --=;(2)7. 【解析】 【分析】(1)利用导数的几何意义求切线方程;(2)构造新函数讨论让x 取最大值时对应的a 的值,再用导数判断函数的单调性,最后用零点存在定理的出x 得最大值.【详解】(1)∵()()213ln 222f x a x x x a =-+-∈R ,()0x ∈+∞,, ∴()2af x x x'=-+, 又∵3x =为函数()f x 的极值点, ∴()33203af '=-+=, ∴3a =,∴()311241f '=-+=,()10f =, 由直线的点斜式方程得()041y x -=-,即()f x 在()()1,1f 处的切线方程为440x y --=; (2)任意[]3,8a ∈,[]1,x n ∈,令()213ln 2022f x a x x x =-+-=,可得 ()2131ln1121022f a =-⨯+⨯-=,()1f 恒等0,213ln 222a x x x =-+,如图()213ln 2022f x a x x x =-+-≥,即213ln 222a x x x ≥-+,当a 越大,第二个零点的值就越大,即当8a =时,可求n 的最值, 又()2138ln 222f x x x x =-+-,[)1,x ∈+∞, ∴()28282x x f x x x x-++'=-+=,∴()0f x '=,得2x =-(舍),4x =,()0f x '>,得14x <<,()0f x '<,得4x >,∴4x =可取极大值,且()21318ln1121022f =-⨯+⨯-=,∴()f x 在()4,x ∈+∞递减,4n >, 又∵()21378ln 7727022f =-⨯+⨯->, ()21388ln8828022f =-⨯+⨯-<,∴正整数n 的最大值为7.【点睛】本题考查曲线的切线,函数不等式恒成立问题,需要构造新函数,再以导数为工具讨论新函数的单调性从而得到参数的范围,考查转化与化归思想,数形结合思想,求解运算能力,是难题.(二)选考题:10分.请考生第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.作答时,请写清题号.22.在平面直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为1,21,2x t y ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,单位长度相同,曲线C 的极坐标方程为23cos 2ρθρ-=. (1)求直线l 的直角坐标方程和曲线C 的参数方程; (2)已知点M 的极坐标为1,2π⎛⎫⎪⎝⎭,直线l 与曲线C 交于A ,B 两点,求MA MB ⋅. 【答案】(1) 10y -+=,12cos 2sin x y αα=-+⎧⎨=⎩(α为参数);(2) 2.【解析】 【分析】(1)利用代入消参的方法的出线l 的直角坐标方程,利用公式转化得出曲线C 的参数方程; (2)点M 在直线l 上,可用直线参数方程参数的几何意义计算MA MB ⋅. 【详解】(1)由已知可得直线l10y -+=,∵23cos 2ρθρ-=,∴22cos 3ρρθ+=,∴2223x y x ++=,∴曲线C 的直角坐标方程为()2214x y ++=,∴曲线C 的参数方程为12cos 2sin x y αα=-+⎧⎨=⎩(α为参数); (2)∵点M 的极坐标为1,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭ ∴点M 的直角坐标为()01,,点M 在直线l 上,设111122A t ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,,221122B t ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,, 将直线l的参数方程代入曲线C 的直角坐标方程得 221142t ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ∴)2120t t +-=,有韦达定理可得122t t =-,∴122MA MB t t ⋅==.【点睛】本题考查直角坐标方程、参数方程和极坐标方程的相互转化,直线参数方程参数的几何意义,考查求解运算的能力,是中档题.23.已知函数()21f x x x =++-,()1g x x a =-+.(1)解不等式()4f x ≥;(2)当2a ≥时,若对任意[]12,2x ∈-,都存在[]22,2x ∈-,使得()()12f x g x =成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)5322⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭U ,,;(2)[]24,. 【解析】【分析】(1)利用分类讨论去绝对值的方法解绝对值不等式;(2)若对任意[]12,2x ∈-,都存在[]22,2x ∈-,使得()()12f x g x =成立,则()f x 的值域是()g x 的值域的子集,以此求实数a 的取值范围.【详解】(1)①2x <-时()214f x x x =---+≥,得52x ≤-, ∴52x ≤-, ②21x -≤≤时()214f x x x =+-+>,得34>,∴无解,③1x >时()214f x x x =++-≥,得32x ≥, ∴32x ≥, 综上所述,原不等式的解集为5322⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭U ,,; (2)∵2a ≥,[]2,2x ∈- ()21f x x x =++-,()1g x x a =-+,∴()3212112x f x x x -≤≤⎧=⎨+<≤⎩,,,即()35f x ≤≤, ()1g x x a =-++,若对任意[]12,2x ∈-,都存在[]22,2x ∈-,使得()()12f x g x =成立,则有()()()22152213g a g a ⎧-=--++≥⎪⎨=-++≤⎪⎩得24a ≤≤,且2a ≥∴实数a 的取值范围[]24,. 【点睛】本题主要考查了含绝对值不等式的解法,考查了运算求解的能力、转化与化归思想,是中档题.。
成都市2020届(2017级)高中毕业班摸底测试数学试题(文科) (解析版)成都市2017级高中毕业班数学摸底测试,文科数学试题分为选择题和非选择题两部分。
第Ⅰ卷(选择题)共12小题,每小题5分,共60分,第Ⅱ卷(非选择题)共4道题,满分90分,考试时间为120分钟。
在答题前,考生需在答题卡上填写自己的姓名和考籍号。
选择题需使用2B铅笔将答案标号涂黑,如需更改,需用橡皮擦擦干净后重新选择。
非选择题需使用0.5毫米黑色签字笔作答,必须将答案书写在答题卡规定的位置上。
所有题目必须在答题卡上作答,试题卷上的答题无效。
考试结束后,只需将答题卡交回。
选择题:1.复数 $z=\frac{i}{1+i}$ 的虚部是多少?解:$z=\frac{i}{1+i}=\frac{i(1-i)}{(1+i)(1-i)}=\frac{1}{2}-\frac{1}{2}i$,故虚部为 $\frac{-1}{2}$,选项为 A。
2.已知集合 $A=\{1,2,3,4\}$,$B=\{x|x^2-x-6<0\}$,则$A\cap B$ 等于哪个选项?解:$B=\{x|-2<x<3\}$,则$A\cap B=\{2,1\}$,选项为B。
3.如图是某赛季甲、乙两名篮球运动员 9 场比赛所得分数的茎叶图,则下列说法错误的是?解:甲所得分数的极差为 33-11=22,正确;乙所得分数的中位数为18,正确;甲、乙所得分数的众数均为22,错误;故选 D。
4.若实数 $x$、$y$ 满足约束条件 $\begin{cases} x+2y-2\leq 0 \\ x-1\geq 0 \\ y\geq 0 \end{cases}$,则 $z=x-2y$ 的最小值为多少?解:作出实数 $x$、$y$ 满足约束条件的平面区域,如图所示。
$x-2y=-z$,则 $-z$ 表示直线 $y=x+z$ 在 $y$ 轴上的截距,截距越大,$z$ 越小。
《等差数列及其前n 项和》专题一、相关知识点1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列(5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(6)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(7)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(8)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n +1,则 ①S 2n +1=(2n +1)a n +1; ②S 奇S 偶=n +1n .二.等差数列的常用结论1.等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则S n 有最大值,即所有正项之和最大,若a 1<0, d >0,则S n 有最小值,即所有负项之和最小.2.等差数列的前n 项和公式与函数的关系:S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).题型一 等差数列基本量的运算1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于解析:由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98.2.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=A .-12B .-10C .10D .12解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得; 3⎣⎡⎦⎤3a 1+3×(3-1)2×d =2a 1+2×(2-1)2×d +4a 1+4×(4-1)2×d , 将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 4.在等差数列{a n }中,若前10项的和S 10=60,且a 7=7,则a 4=解析:法一:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧10a 1+45d =60,a 1+6d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =23,∴a 4=a 1+3d =5.法二:由等差数列的性质有a 1+a 10=a 7+a 4,∵S 10=10(a 1+a 10)2=60,∴a 1+a 10=12.又∵a 7=7,∴a 4=5.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k = 解析:由3a n +1=3a n -2⇒a n +1-a n =-23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N +,∴k =23. 6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是解析:由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.7.数列{2n -1}的前10项的和是解析:∵数列{2n -1}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=100.8.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于解析:因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2.9.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =解析:∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2. 10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为 解析:设等差数列{a n}的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80. 11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1. 12.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法一:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法二:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.13.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 18=54,S 19=437,则a 2 018的值是 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+22d =54,19a 1+171d =437,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,d =2,所以a 2 018=5+2017×2=4 039. 14.已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 7=2a 1+6d =-8,a 2=a 1+d =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧d =-3,a 1=5,.15.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有一女子擅长织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女子最后一天织布的尺数为( )A .18B .20C .21D .25 解析:C ,用a n 表示第n 天织布的尺数,由题意知,数列{a n }是首项为5,项数为30的等差数列.所以30(a 1+a 30)2=390,即30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,故选C .16.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.17.已知在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=2a +1,a 5=3a +2,若S n =a 1+a 2+…+a n ,且S k=66,则k 的值为解析:∵在等差数列中,2a 3=a 1+a 5,∴2(2a +1)=1+3a +2, 解得a =1,即a 1=1,a 3=3,a 5=5,∴公差d =1,∴S k =k ×1+k (k -1)2×1=66,解得k =11或k =-12(舍).18.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=解析:法一:设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法二:由于数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.19.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n解析:A ,由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. 20.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?”(“钱”是古代一种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32 C.43 D .54解析:选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即⎩⎨⎧2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.21.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011 C.910 D .89解析:选B ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d=12,又a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫110-111=1-111=1011.22.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15.法二:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去), 则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15.23.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.解析:由题意得a 1-a 2=x -y 3,b 1-b 2=x -y 4,所以a 1-a 2b 1-b 2=43.24.设{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是________.解析:2 25.数列{a n }满足1a n +1=1a n +1(n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n ,且b 1+b 2+…+b 9=45,则b 4b 6( )A .最大值为100B .最大值为25C .为定值24D .最大值为50解析:C ,由1a n +1=1a n +1(n ∈N +),得1a n +1-1a n =1,∵b n =1a n ,∴b n +1-b n =1,则数列{b n }是公差为1的等差数列,∵b 1+b 2+…+b 9=45,∴9b 1+9×82=45,即b 1=1,则b n =1+(n -1)×1=n ,则b 4b 6=4×6=24.26.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N +),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析:由a n =2n -10(n ∈N +)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.27.设数列{a n }满足:a 1=1, a 2=3, 且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是________. 解析:∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245.28.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. ∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.28.已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2. 解析:(1)设{a n }的公差为d .由题意,得a 211=a 1a 13,即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ).于是d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,所以d =0(舍去)或d =-2.故a n =-2n +27. (2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .题型二 等差数列的性质及应用类型一 等差数列项的性质的应用1.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________. 解析:依题意,得a 2+a 4+a 6+a 8=(a 2+a 8)+(a 4+a 6)=2(a 3+a 7)=74.2.在等差数列{a n }中,3(a 3+a 5)+2(a 7+a 10+a 13)=24,则该数列前13项的和是________. 解析:263.若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 1=2a 3-3,则S 9=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,a 1=2a 3-3=2a 1+4d -3,∴a 5=a 1+4d =3,S 9=9a 5=27.4.在等差数列{a n }中, a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=____ 解析:因为a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,所以a 1+a 2 019=10.由等差数列的性质可知,a 1 010=a 1+a 2 0192=5,a 2+a 2 018=a 1+a 2 019=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=10+5=15.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 6=39,则a 3+a 4=解析:由等差数列{a n }的性质及其S 6=39,可得6(a 1+a 6)2=3(a 3+ a 4)=39,则a 3+ a 4=13.6.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 7+a 12=24,则S 13= 解析:由a 2+a 7+a 12=24得3a 7=24,即a 7=8,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=13×8=104.8.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于解析:法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27.法二:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27. 9.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.10.等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为 解析:由a 3+a 6+a 10+a 13=32得4a 8=32,即a 8=8.又d ≠0,所以等差数列{a n }是单调数列,由a m =8,知m =8.11.设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则S 153a 5等于解析:因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8.又S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8, 所以S 153a 5=15a 8a 8=15.12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =10,S 2m -1=110,则m =________. 解析:S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=2(2m -1)a m2=110,解得m =6.类型二:等差数列前n 项和的性质1.在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( )A .9B .10C .11D .12解析:选B ,∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.又a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10.2.等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,m ≥2,m ∈N *,则m = 解析:∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0,∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3,∴d =a m +1-a m =1.又 S m =m (a 1+a m )2=m (a 1+2)2=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于 解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,即a 7+a 8+a 9=45. 4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 019=________.解析:由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4,∴S 2 019=8 076. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析:由题意知,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列.则2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),即40=10+(S 30-30),解得S 30=60. 6.若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=解析:根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.7.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.8.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列.因为S 1212-S 1010=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1,又S 11=a 11=-2 015,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-2 015为首项,1为公差的等差数列,所以S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,所以S 2 018=4 036.9.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7=________.解析:a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=132(a 1+a 13)132(b 1+b 13)=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.10.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析:∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 类型三:等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)二次函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .1.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析:设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最大,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26. 2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是 解析:法一:由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大. 法二:由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大. 法三:根据a 1=13,S 3=S 11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和是先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图像的对称性,可得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值. 4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.又数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最大值时,n =6.5.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 7B .S 6C .S 5D .S 4解析:C ,∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 6.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并求S n 的最小值.解析:(1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15.又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)法一:(二次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.法二:(通项变号法)由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,又n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最小值为S 4=-16. 7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满足a 1+a 2=10,S 5=40.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10,S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2. (2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=⎩⎪⎨⎪⎧11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6, 设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n .当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.8.已知等差数列{a n }的前三项和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得,a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{3n -7}的前n 项和为S n , 则S n =n [(-4)+(3n -7)]2=32n 2-112n . 当n ≤2时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-(a 1+a 2+…+a n )=-32n 2+112n , 当n ≥3时,T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-(a 1+a 2)+(a 3+a 4+…+a n ) =S n -2S 2=32n 2-112n +10,综上知:T n =⎩⎨⎧ -32n 2+112n ,n ≤2,32n 2-112n +10,n ≥3.题型三 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法与技巧1.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为解析:∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66. 2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6.(1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)设数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-6, ∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2. (2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2=-6n 2-4n -6, 2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.3.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解析:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根,∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.4.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解析:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a ,由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1),则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析:(1)证明 由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)解 由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2, 因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.6.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.解析:(1)证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数.所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.7.已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式. 解析:(1)由已知,得a 2-2a 1=4,则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)由已知na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a n n=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差d =2的等差数列. 则a n n=1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n . 8.已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式; (2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n .解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a n n=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a n n =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n . 令b n =2n -15≤0,n ∈N *,解得n ≤7.∴n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n = -2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.。
绝密★启用前
2020届广州市高三年级调研测试
文科数学
2019.12本试卷共5页,23小题,满分150分,考试用时120分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名和考生号、试室号、座位号填写在答题卡上,用2B 铅笔在答题卡的相应位置填涂考生号、并将试卷类型(A )填图在答题卡的相应位置上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B 铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须卸载答题卡各题目制定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔盒涂改液,不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
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,只有一个选项是符合题目要求的)
1.已知复数z=
i
435
,则复数z 的虚部为( ) A. 4i B. C. 54i D. 5
4
2.设集合A={x|x 2−2x−3}≤0,则A ∩B=( )
A. [−3,2)
B. (2,3]
C. [−1,2)
D. (−1,2)
3.如图所示的风车图案中,黑色部分和白色部分分别由全等的等腰直角三角形构成,在图案内随机取一点,则此点取自黑色部分的概率是( )
A.
41 B. 3 C. 32 D. 4
3 4.命题“∀x>0,lnx ≥1−x 1
”的否定是( )
A. ∃x ≤0,lnx ≥1−x 1
B. ∃x ≤0 ,lnx<1−x 1
C. ∃x>0,lnx ≥1−x 1
D. ∃x>0,lnx<1−x
1
5.设 a ,b 是单位向量,a 与b 的夹角是60°,则c =a +3b 的模为( ) A. 13 B.
13 C. 16 D. 4
6.已知实数x ,y 满足,则z=x−3y 的最小值为( )
A. −7
B. −6
C. 1
D. 6 7.已知点(m,8)在幂函数f(x)=(m−1)x n 的图像上,设
a= f(
33),b= f(lnπ),c=f(2
2),则a,b,c 的大 小关系为( )
A. b<a<c
B. a<b<c
C. b<c<a
D. a<c<b
8.已知F 为双曲线C: 122
22=-b
y a x 的右焦点,过点F 作C 的渐近线的垂线FD ,垂足为D ,
且满足|FD|=|OF|(O 为坐标原点),则双曲线C 的离心率为( )
A.
33
2 B. 2 C.
3 D. 3
10 9函数f(x )= x
x e e x x -+-
|
2|ln 的图象大致为( )
10.已知函数f(x)=sin(2x+ϕ)0<ϕ<
2
π
,将函数f(x)的图象向左平移 个单位长度,得到的函数的图象关于y 轴对称,则下列说法错误的是( )
A. f(x)在(-3
2π,
2π)上单调递减 B. f(x)在(0, 3π
)上单调递增 C. f(x)的图象关于(125π ,0 )对称 D. f(x)的图象关于x=−3
π
对称
11.已知三棱锥P−ABC 中,PA=1,PB=
7,AB=22,CA=CB=5,面PAB ⊥面ABC ,
A.
920π B. 1225π C. 3
25π
D. 35π 12.已知各项均为正数的数列{a n }的前
项和为
S n ,满足
1
2
2log ,02)12(+==---n a n n n n n b S S ,若[x]表示不超过x 的最大正数,则
2021
20203221
2020
....20202020b b b b b b +++=( ) A. 2018 B.2019 C.2020 D.2021 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.已知抛物线x 2=2py(p>0)的焦点与椭圆
=1的一个焦点重合,则p=__________.
14.设数列{a}2a ,4a ,8a 成等差数列,则等比数列{a}的公比为__________. 15.奇函数f(x)=x (x x
e
a
e +
)(其中e 为 的底数)在x=0处的切线方程为__________. 16.已知正方体ABCD−A 1B 1C 1D 1的棱长为2,M 为CC 1的中点,若AM ⊥平面α,且B ∈平面α,则平面α截正方体所得截面的周长为__________.
三、解答题(共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17. (本小题满分12分)
在∆ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知csin(A+3
π
)−asinC=0. (1)求角A 的值;
(2)若∆ABC 的面积为3,周长为6,求a 的值.
18.(本小题满分12分)
随着手机的发展,“微信”逐渐成为人们交流的一中形式,某机构对“使用微信交流”的态度进行调查,随机抽取了50人,他们年龄的频率分布及“使用微信交流”赞成人数如下表.
年龄(岁) [15,25) [25,35) [35,45) [45,55) [55,65) [65,75) 频数
5 10
15
10
5
5
赞成人数
5 10 12 7 2 1 ()若以“年龄岁为分界点”,由以上统计数据完成下面×列联表,并判断是99% 年龄不低于45岁的人数 年龄低于45岁的人数 合计 赞成 不赞成 合计
()若从年龄在的被调查人中随机选取人进行追踪调查,求人中至少有人不赞成“使用微信交流”的概率.
附:
19.(本小题满分12分)
如图,已知四边形ABCD 是边长为2的菱形,∠ABC=60,平面AEFC ⊥平面ABCD ,
EF
AC ,且AE=1,AC=2EF.
(1)求证:平面BED ⊥平面AEFC ;
(2)若四边形AEFC 为直角梯形,且EA ⊥AC ,求点A 到平面FCD 的距离
.
20. (本小题满分12分)
已知椭圆C: 132
22=+y a
x (a>0)的右焦点F 到左顶点的距离为3
(1)求椭圆C 的方程;
(2)设O 为坐标原点,过F 的直线与椭圆C 交于A ,B 两点(A,B 不在x 轴上),若
OB OA OE +=延长AO 交椭圆于点G ,求四边形AGBE 的面积S 的最大值.
21. (本小题满分12分)
已知a ≥1,函数f(x)=xlnx−ax+1+a(x−1) 2. (1)若a=1,求f(x)的单调区间; (2)讨论f(x)的零点个数.
(二)选考题:共10分 。
请考生在第22、23两题中任选一题作答,并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。
注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。
如果多做,则按所做的第一题计分。
22.(10分)【选修4—4:坐标系与参数方程】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程
为⎪⎩
⎪⎨
⎧
-
=+=m m y m m x 1
1(m 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为.03cos sin 3=--θρθρ (1)求曲线C 和直线l 的直角坐标系方程;
(2)已知()1,0P 直线l 与曲线C 相交于A,B 两点,求PB
PA 1
1+的值。
23. 【选修4—5:不等式选讲】(10分) 已知()()().22a x x x a x x f --+--=
(1)当2=a 时,求不等式 ()0<x f 的解集; (2)若()a x ,∞-∈时,()0<x f ,求a 的取值范围。