2020-2021高中必修五数学上期中模拟试卷(附答案)(3)
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2020-2021高中必修五数学上期中模拟试卷(附答案)(3)一、选择题1.朱载堉(1536~1611),是中国明代一位杰出的音乐家、数学家和天文历算家,他的著作《律学新说》中制成了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制,各相邻两律之间的频率之比完全相等,亦称“十二等程律”.即一个八度13个音,相邻两个音之间的频率之比相等,且最后一个音是最初那个音的频率的2倍.设第三个音的频率为1f ,第七个音的频率为2f ,则21f f = A.BCD2.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足122n n S λ+=+,则λ的值是( )A .4B .2C .2-D .4-3.定义在()(),00,-∞⋃+∞上的函数()f x ,如果对于任意给定的等比数列{}n a ,若(){}nf a 仍是比数列,则称()f x 为“保等比数列函数”.现有定义在()(),00,-∞⋃+∞上的如下函数: ①()3f x x =;②()xf x e =;③()f x =④()ln f x x =则其中是“保等比数列函数”的()f x 的序号为( ) A .①② B .③④C .①③D .②④4)63a -≤≤的最大值为( )A .9B .92C .3 D 5.若正数,x y 满足20x y xy +-=,则32x y+的最大值为( ) A .13B .38C .37D .16.已知不等式2230x x --<的解集为A ,260x x +-<的解集为B ,不等式2+0x ax b +<的解集为A B I ,则a b +=( )A .-3B .1C .-1D .37.中华人民共和国国歌有84个字,37小节,奏唱需要46秒,某校周一举行升旗仪式,旗杆正好处在坡度15︒的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60︒和30°,第一排和最后一排的距离为部与第一排在同一个水平面上.要使国歌结束时国旗刚好升到旗杆顶部,升旗手升旗的速度应为(米/秒)A .3323B .5323C .323D .83238.若a ,b ,c ,d∈R,则下列说法正确的是( ) A .若a >b ,c >d ,则ac >bd B .若a >b ,c >d ,则a+c >b+d C .若a >b >0,c >d >0,则c d a b> D .若a >b ,c >d ,则a ﹣c >b ﹣d9.等比数列{}n a 的前三项和313S =,若123,2,a a a +成等差数列,则公比q =( ) A .3或13- B .-3或13C .3或13D .-3或13-10.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若341118a a a ++=则11S =( ) A .9B .22C .36D .6611.已知数列{}n a 中,3=2a ,7=1a .若数列1{}na 为等差数列,则9=a ( ) A .12 B .54C .45 D .45- 12.已知锐角三角形的边长分别为1,3,a ,则a 的取值范围是( )A .()8,10B .(22,10C .()22,10D .)10,8二、填空题13.若直线2y x =上存在点(,)x y 满足约束条件30230x y x y x m +-≤⎧⎪--≤⎨⎪≥⎩,则实数m 的取值范围为_______.14.若变量x ,y 满足22390x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩,则z =2x +y 的最大值是_____.15.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=32,S 3=92,则a 1的值为________.16.已知数列{}n a 满足11a =,111n na a +=-+,*n N ∈,则2019a =__________. 17.已知二次函数22()42(2)21f x x p x p p =----+,若在区间[1,1]-内至少存在一个实数x 使()0f x >,则实数p 的取值范围是__________.18.数列{}n b 中,121,5b b ==且*21()n n n b b b n N ++=-∈,则2016b =___________.19.如图所示,位于A 处的信息中心获悉:在其正东方向40海里的B 处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°,相距20海里的C 处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向即沿直线CB 前往B 处救援,则cos θ=______________.20.设变量,x y 满足约束条件:21y x x y x ≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则3z x y =-的最小值为__________.三、解答题21.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,各项为正的等比数列{}n b 的前n 项和为n T ,11a =-,11b =,222a b +=.(1)若335a b +=,求{}n b 的通项公式; (2)若321T =,求3S22.在ABC V 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知()sin sin sin B C m A m +=∈R ,且240a bc -=.(1)当52,4a m ==时,求,b c 的值; (2)若角为锐角,求m 的取值范围.23.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知()3cos cos 0a b C c B ++=. (1)求cos C 的值;(2)若6c =ABC ∆的面积为324,求+a b 的值; 24.已知n S 是数列{}n a 的前n 项之和,*111,2,n n a S na n N +==∈. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设211(1)n n n n a b a a ++=-⋅⋅,数列{}n b 的前n 项和n T ,若112019n T +<,求正整数n 的最小值.25.已知向量()1sin 2A =,m与()3sin A A =,n 共线,其中A 是△ABC 的内角. (1)求角A 的大小;(2)若BC=2,求△ABC 面积S 的最大值,并判断S 取得最大值时△ABC 的形状. 26.设函数2()1f x mx mx =--.(1)若对于一切实数x ,()0f x <恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于[1,3]x ∈,()0f x <恒成立,求实数m 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【解析】 【分析】:先设第一个音的频率为a ,设相邻两个音之间的频率之比为q ,得出通项公式, 根据最后一个音是最初那个音的频率的2倍,得出公比,最后计算第三个音的频率与第七个音的频率的比值。
【详解】:设第一个音的频率为a ,设相邻两个音之间的频率之比为q ,那么1q n n a a -=,根据最后一个音是最初那个音的频率的2倍,11212132q q 2a a a ==⇒=,所以47213q a f f a ===D 【点睛】:本题考查了等比数列的基本应用,从题目中后一项与前一项之比为一个常数,抽象出等比数列。
2.C解析:C 【解析】 【分析】利用n S 先求出n a ,然后计算出结果. 【详解】根据题意,当1n =时,11224S a λ==+,142a λ+∴=, 故当2n ≥时,112n n n n a S S --=-=,Q 数列{}n a 是等比数列,则11a =,故412λ+=, 解得2λ=-, 故选C . 【点睛】本题主要考查了等比数列前n 项和n S 的表达形式,只要求出数列中的项即可得到结果,较为基础.3.C解析:C 【解析】 【分析】设等比数列{}n a 的公比为q ,验证()()1n n f a f a +是否为非零常数,由此可得出正确选项. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,则1n na q a +=. 对于①中的函数()3f x x =,()()3313112n n n n n n f a a a q f a a a +++⎛⎫=== ⎪⎝⎭,该函数为“保等比数列函数”;对于②中的函数()xf x e =,()()111n n n n a a a n a n f a e e f a e++-+==不是非零常数,该函数不是“保等比数列函数”; 对于③中的函数()f x =()()1n n f a f a +===,该函数为“保等比数列函数”;对于④中的函数()ln f x x =,()()11ln ln n n n na f a f a a ++=不是常数,该函数不是“保等比数列函数”.故选:C. 【点睛】本题考查等比数列的定义,着重考查对题中定义的理解,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.4.B解析:B 【解析】 【分析】根据369a a -++=是常数,可利用用均值不等式来求最大值. 【详解】 因为63a -≤≤, 所以30,60a a ->+> 由均值不等式可得:36922a a -++≤= 当且仅当36a a -=+,即32a =-时,等号成立, 故选B. 【点睛】本题主要考查了均值不等式,属于中档题.5.A解析:A 【解析】 【分析】根据条件可得出2x >,212y x =+-,从而33222(2)52x y x x =+-++-,再根据基本不等式可得出3123x y ≤+,则32x y +的最大值为13.【详解】0x Q >,0y >,20x y xy +-=,2122x y x x ∴==+--,0x >, 333222212(2)522x y x x x x ∴==+++-++--,22(2)5592x x -++≥=-Q , 当且仅当122x x -=-,即3x =时取等号, 31232(2)52x x ∴≤-++-,即3123x y ≤+,32x y ∴+的最大值为13. 故选:A. 【点睛】本题考查了利用基本不等式求最值的方法,注意说明等号成立的条件,考查了计算和推理能力,属于中档题.6.A解析:A 【解析】 【分析】根据题意先求出集合,A B ,然后求出=1,2A B -I (),再根据三个二次之间的关系求出,a b ,可得答案.【详解】由不等式2230x x --<有13x -<<,则(1,3)A =-. 由不等式260x x +-<有,则32x -<<,则(3,2)B =-. 所以=1,2A B -I ().因为不等式2+0x ax b +<的解集为A B I , 所以方程2+=0x ax b +的两个根为1,2-. 由韦达定理有:1212a b-+=-⎧⎨-⨯=⎩,即=12a b -⎧⎨=-⎩. 所以3a b +=-. 故选:A. 【点睛】本题考查二次不等式的解法和三个二次之间的关系,属于中档题.7.B解析:B 【解析】 【分析】如解析中图形,可在HAB ∆中,利用正弦定理求出HB ,然后在Rt HBO ∆中求出直角边HO 即旗杆的高度,最后可得速度.【详解】如图,由题意45,105HAB HBA ∠=︒∠=︒,∴30AHB ∠=︒,在HAB ∆中,sin sin HB AB HAB AHB =∠∠,即sin 45HB =︒,20HB =.∴sin 20sin 60103OH HB HBO =∠=︒=,3534623v ==(米/秒). 故选B . 【点睛】本题考查解三角形的应用,解题关键是掌握正弦定理和余弦定理,解题时要根据条件选用恰当的公式,适当注意各个公式适合的条件.8.B解析:B 【解析】 【分析】利用不等式的性质和通过举反例否定一个命题即可得出结果. 【详解】A 项,虽然41,12>->-,但是42->-不成立,所以不正确;B 项,利用不等式的同向可加性得知,其正确,所以成立,即B 正确;C 项,虽然320,210>>>>,但是3221>不成立,所以C 不正确; D 项,虽然41,23>>-,但是24>不成立,所以D 不正确; 故选B. 【点睛】该题考查的是有关正确命题的选择问题,涉及到的知识点有不等式的性质,对应的解题的方法是不正确的举出反例即可,属于简单题目.9.C解析:C 【解析】很明显等比数列的公比1q ≠,由题意可得:()231113S a q q =++=,①且:()21322a a a +=+,即()211122a q a a q +=+,②①②联立可得:113a q =⎧⎨=⎩或1913a q =⎧⎪⎨=⎪⎩,综上可得:公比q =3或13. 本题选择C 选项.10.D解析:D 【解析】分析:由341118a a a ++=,可得156a d +=,则化简11S =()1115a d +,即可得结果. 详解:因为341118a a a ++=, 所以可得113151856a d a d +=⇒+=, 所以11S =()111511666a d +=⨯=,故选D.点睛:本题主要考查等差数列的通项公式与等差数列的求和公式, 意在考查等差数列基本量运算,解答过程注意避免计算错误.11.C解析:C 【解析】 【分析】由已知条件计算出等差数列的公差,然后再求出结果 【详解】依题意得:732,1a a ==,因为数列1{}na 为等差数列,所以7311111273738--===--a a d ,所以()9711159784a a =+-⨯=,所以945=a ,故选C . 【点睛】本题考查了求等差数列基本量,只需结合题意先求出公差,然后再求出结果,较为基础12.B解析:B 【解析】 【分析】根据大边对大角定理知边长为1所对的角不是最大角,只需对其他两条边所对的利用余弦定理,即这两角的余弦值为正,可求出a 的取值范围. 【详解】由题意知,边长为1所对的角不是最大角,则边长为3或a 所对的角为最大角,只需这两个角为锐角即可,则这两个角的余弦值为正数,于此得到2222221313a a ⎧+>⎨+>⎩, 由于0a >,解得a <<C . 【点睛】本题考查余弦定理的应用,在考查三角形是锐角三角形、直角三角形还是钝角三角形,一般由最大角来决定,并利用余弦定理结合余弦值的符号来进行转化,其关系如下:A 为锐角cos 0A ⇔>;A 为直角cos 0A ⇔=;A 为钝角cos 0A ⇔<.二、填空题13.【解析】试题分析:由题意由可求得交点坐标为要使直线上存在点满足约束条件如图所示可得则实数m 的取值范围考点:线性规划 解析:(,1]-∞【解析】试题分析:由题意,由2{30y xx y =+-=,可求得交点坐标为(1,2),要使直线2y x =上存在点(,)x y 满足约束条件30,{230,,x y x y x m +-≤--≤≥,如图所示,可得1m ≤,则实数m 的取值范围(,1]-∞.考点:线性规划.14.5【解析】【分析】由约束条件作出可行域化目标函数为直线方程的斜截式数形结合得到最优解联立方程组求得最优解的坐标把最优解的坐标代入目标函数得结论【详解】作出变量满足的可行域如图由知所以动直线的纵截距取解析:5 【解析】 【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,把最优解的坐标代入目标函数得结论. 【详解】作出变量,x y 满足22390x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩的可行域如图,由2z x y =+知,2y x z =-+,所以动直线2y x z =-+的纵截距z 取得最大值时,目标函数取得最大值,由2239x y x y +=⎧⎨-=⎩得()3,1A -, 结合可行域可知当动直线经过点()3,1A -时,目标函数取得最大值2315z =⨯-=,故答案为5.【点睛】本题主要考查线性规划中,利用可行域求目标函数的最值,属于简单题.求目标函数最值的一般步骤是“一画、二移、三求”:(1)作出可行域(一定要注意是实线还是虚线);(2)找到目标函数对应的最优解对应点(在可行域内平移变形后的目标函数,最先通过或最后通过的顶点就是最优解);(3)将最优解坐标代入目标函数求出最值.15.或6【解析】【分析】由题意要分公比两种情况分类讨论当q =1时S3=3a1即可求解当q≠1时根据求和公式求解【详解】当q =1时S3=3a1=3a3=3×=符合题意所以a1=;当q≠1时S3==a1(1 解析:32或6 【解析】【分析】 由题意,要分公比1,1q q =≠两种情况分类讨论,当q =1时,S 3=3a 1即可求解,当q ≠1时,根据求和公式求解.【详解】当q =1时,S 3=3a 1=3a 3=3×32=92,符合题意,所以a 1=32; 当q ≠1时,S 3=()3111a q q --=a 1(1+q +q 2)=92,又a 3=a 1q 2=32得a 1=232q ,代入上式, 得232q (1+q +q 2)=92,即21q +1q -2=0, 解得1q =-2或1q =1(舍去). 因为q =-12,所以a 1=23122⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭=6, 综上可得a 1=32或6. 【点睛】本题主要考查了等比数列的性质及等比数列的求和公式,涉及分类讨论的思想,属于中档题. 16.-2【解析】【分析】根据题干中所给的表达式得到数列的周期性进而得到结果【详解】根据题干表达式得到可以得数列具有周期性周期为3故得到故得到故答案为:-2【点睛】这个题目考查了求数列中的某些项一般方法是 解析:-2【解析】【分析】根据题干中所给的表达式得到数列的周期性,进而得到结果.【详解】 根据题干表达式得到2341231111,2, 1.1211a a a a a a =-=-=-=-=-=+++ 5674551111,2, 1.1211a a a a a a =-=-=-=-=-=+++ 可以得数列具有周期性,周期为3,故得到20193673.÷=故得到2019 2.a =-故答案为:-2.【点睛】这个题目考查了求数列中的某些项,一般方法是求出数列通项,对于数列通项不容易求的题目,可以列出数列的一些项,得到数列的周期或者一些其它规律,进而得到数列中的项. 17.【解析】试题分析:因为二次函数在区间内至少存在一个实数使的否定是:函数在区间内任意实数使所以即整理得解得或所以二次函数在区间内至少存在一个实数使的实数的取值范围是考点:一元二次方程的根与系数的关系【 解析:3(3,)2- 【解析】试题分析:因为二次函数()f x 在区间[1,1]-内至少存在一个实数x ,使()0f x >的否定是:“函数()f x 在区间[1,1]-内任意实数x ,使()0f x ≤”,所以(1)0{(1)0f f ≤-≤,即2242(2)210{42(2)210p p p p p p ----+≤+---+≤,整理得222390{210p p p p +-≥--≥,解得32p ≥或3p ≤-,所以二次函数在区间[1,1]-内至少存在一个实数x ,使()0f x >的实数p 的取值范围是3(3,)2-. 考点:一元二次方程的根与系数的关系.【方法点晴】本题主要考查了一元二次方程的根的分布与系数的关系,其中解答中涉及到一元二次函数的图象与性质、不等式组的求解、命题的转化等知识点的综合考查,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,其中根据二次函数的图象是开口方向朝上的抛物线,得到对于区间[1,1]-内的任意一个x 都有()0f x >时,得到不等式组是解答的关键,属于中档试题.18.-4【解析】【分析】根据已知可得即可求解【详解】且故答案为:-4【点睛】本题考查数列的递推关系以及周期数列考查计算求解能力属于中档题 解析:-4【解析】【分析】根据已知可得6n n b b +=,即可求解.【详解】121,5b b ==且*21()n n n b b b n N ++=-∈,321211n n n n n n n n b b b b b b b b ++++++=-==-=--,63,20166336n n n b b b ++=-==⨯,201663214b b b b b ∴==-=-+=-.故答案为:-4【点睛】本题考查数列的递推关系以及周期数列,考查计算求解能力,属于中档题.19.【解析】【分析】在中由余弦定理求得再由正弦定理求得最后利用两角和的余弦公式即可求解的值【详解】在中海里海里由余弦定理可得所以海里由正弦定理可得因为可知为锐角所以所以【点睛】本题主要考查了解三角形实际【解析】【分析】在ABC ∆中,由余弦定理,求得BC ,再由正弦定理,求得sin ,sin ACB BAC ∠∠,最后利用两角和的余弦公式,即可求解cos θ的值.【详解】在ABC ∆中,40AB =海里,20AC =海里,120BAC ∠=o ,由余弦定理可得2222cos1202800BC AB AC AB AC =+-⋅=o , 所以207BC =海里, 由正弦定理可得21sin sin 7AB ACB BAC BC ∠=⋅∠=, 因为120BAC ∠=o ,可知ACB ∠为锐角,所以27cos 7ACB ∠=, 所以21cos cos(30)cos cos30sin sin 3014ACB ACB ACB θ=∠+=∠-∠=o o o . 【点睛】本题主要考查了解三角形实际问题,解答中需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,合理使用正、余弦定理是解答的关键,其基本步骤是:第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向;第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化;第三步:列方程,求结果.20.-10【解析】作出可行域如图所示:由得平移直线由图象可知当直线经过点时直线的截距最大此时最小由得此时故答案为解析:-10【解析】作出可行域如图所示:由3z x y =-得33x z y =-,平移直线33x z y =-,由图象可知当直线经过点A 时,直线33x z y =-的截距最大,此时z 最小 由1{2x x y =-+=得(1,3)A -,此时13310z =--⨯=- 故答案为10-三、解答题21.(1)12n nb -=, (2)36s =-【解析】【分析】(1)首先设出等差数列的公差与等比数列的公比,根据题中所给的式子,得到关于d 与q 的等量关系式,解方程组求得结果,之后根据等比数列的通项公式写出结果即可; (2)根据题中所给的条件,求得其公比,根据条件,作出取舍,之后应用公式求得结果.【详解】(1)设{}n a 的公差为d ,{}n b 的公比为q ,由22 2.a b +=得d+q=3,由335a b +=得2d+q 2=6, 解得d=1,q=2.所以{}n b 的通项公式为12n n b -=; (2)由131,21b T ==得q 2+q-20=0, 解得q=-5(舍去)或q=4,当q=4时,d=-1,则S 3=-6。