2016-2017学年安徽省铜陵市高一下学期期末数学试卷(解析版)
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2016-2017学年安徽省铜陵市高一(下)期末数学试卷一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若c=,b=,B=120°,则a等于()A.B.C.D.22.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c.若c=2a,bsinB﹣asinA=asinC,则sinB等于()A.B.C.D.3.各项均为正数的等比数列{a n},其前n项和为S n,若a2﹣a5=﹣78,S3=13,则数列{a n}的通项公式a n=()A.2n B.B、2n﹣1C.3n D.3n﹣14.已知数列{a n}的通项为a n=(﹣1)n(4n﹣3),则数列{a n}的前50项和T50=()A.98 B.99 C.100 D.1015.设S n是公差不为零的等差数列{a n}的前n项和,且a1>0,若S5=S9,则当S n最大时,n=()A.6 B.7 C.10 D.96.某空间组合体的三视图如图所示,则该组合体的体积为()A.48 B.56 C.64 D.727.设a>0,b>0,若2是4a和2b的等比中项,则+的最小值为()A.B.4 C.D.58.大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和.是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题.其前10项依次是0、2、4、8、12、18、24、32、40、50…,则此数列第20项为()A.180 B.200 C.128 D.1629.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若M,N,P三点共线,O为坐标原点,且=a15+a6(直线MP 不过点O),则S20=()A.10 B.15 C.20 D.4010.已知a>b,一元二次不等式ax2+2x+b≥0对于一切实数x恒成立,又∃x0∈R,使ax02+2x0+b=0成立,则2a2+b2的最小值为()A.1 B.C.2 D.211.(理)若实数a、b∈(0,1),且满足,则a、b的大小关系是()A.a<b B.a≤b C.a>b D.a≥b12.已知向量,,(m>0,n>0),若m+n∈,则的取值范围是()A.B.C.D.二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)13.已知向量、满足•(+)=5,且||=2,||=1,则向量与夹角余弦值为.14.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若2ccosB=2a+b,△ABC的面积为S=c,则ab 的最小值为.15.半径为的球的体积与一个长、宽分别为6、4的长方体的体积相等,则长方体的表面积为.16.设等比数列{a n}满足公比q∈N*,a n∈N*,且{a n}中的任意两项之积也是该数列中的一项,若a1=281,则q的所有可能取值的集合为.三、解答题(共6小题,满分70分)17.叙述并推导等比数列的前n项和公式.18.已知二次函数f(x)的二次项系数为a,且不等式f(x)>﹣2x的解集为(1,3).(Ⅰ)若方程f(x)+6a=0有两个相等的根,求f(x)的解析式;(Ⅱ)若f(x)的最大值为正数,求a的取值范围.19.已知函数f(x)=.(1)若f(x)>k的解集为{x|x<﹣3或x>﹣2},则k的值等于;(2)对任意x>0,f(x)≤t恒成立,则t的取值范围是.20.设△ABC的内角A,B,C的内角对边分别为a,b,c,满足(a+b+c)(a﹣b+c)=ac.(Ⅰ)求B.(Ⅱ)若sinAsinC=,求C.21.已知一四面体的三组对边分别相等,且长度依次为5、、.(1)求该四面体的体积;(2)求该四面体外接球的表面积.22.设数列{a n}的前n项和为S n,已知=a n﹣2n(n∈N*).(1)求a1的值,若a n=2n c n,证明数列{c n}是等差数列;(2)设b n=log2a n﹣log2(n+1),数列{}的前n项和为B n,若存在整数m,使对任意n∈N*且n≥2,都有B3n﹣B n>成立,求m的最大值.2016-2017学年安徽省铜陵市高一(下)期末数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若c=,b=,B=120°,则a等于()A.B.C.D.2【考点】HP:正弦定理.【分析】由题意和正弦定理求出sinC,由内角的范围和条件求出C,由内角和定理求出A,利用边角关系求出a.【解答】解:∵c=,b=,B=120°,∴由正弦定理得,,则sinC===,∵0°<C<120°,∴C=30°,∴A=180°﹣B﹣C=30°,即A=C,a=c=,故选B.2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c.若c=2a,bsinB﹣asinA=asinC,则sinB等于()A.B.C.D.【考点】HP:正弦定理.【分析】由正弦定理化简已知可得:b2﹣a2=,又c=2a,可解得a2+c2﹣b2=3a2,利用余弦定理可得cosB,结合范围0<B<π,即可解得sinB.【解答】解:∵bsinB﹣asinA=asinC,∴由正弦定理可得:b2﹣a2=,又∵c=2a,∴a2+c2﹣b2=4a2﹣=3a2,∴利用余弦定理可得:cosB===,∴由于0<B<π,解得:sinB===.故选:A.3.各项均为正数的等比数列{a n},其前n项和为S n,若a2﹣a5=﹣78,S3=13,则数列{a n}的通项公式a n=()A.2n B.B、2n﹣1C.3n D.3n﹣1【考点】89:等比数列的前n项和.【分析】设公比为q的等比数列{a n},运用等比数列的通项公式,列方程,解方程即可得到首项和公比,即可得到所求通项公式.【解答】解:各项均为正数,公比为q的等比数列{a n},a2﹣a5=﹣78,S3=13,可得a1q﹣a1q4=﹣78,a1+a1q+a1q2=13,解得a1=1,q=3,则a n=a1q n﹣1=3n﹣1,n∈N*,故选:D.4.已知数列{a n}的通项为a n=(﹣1)n(4n﹣3),则数列{a n}的前50项和T50=()A.98 B.99 C.100 D.101【考点】8E:数列的求和.【分析】由数列的通项公式,可得前50项和T50=﹣1+5﹣9+13﹣17+…+197=(﹣1+5)+(﹣9+13)+(﹣17+21)+…+(﹣193+197),计算即可得到所求和.【解答】解:数列{a n}的通项为a n=(﹣1)n(4n﹣3),前50项和T50=﹣1+5﹣9+13﹣17+…+197=(﹣1+5)+(﹣9+13)+(﹣17+21)+…+(﹣193+197)=4+4+4+…+4=4×25=100.故选:C.5.设S n是公差不为零的等差数列{a n}的前n项和,且a1>0,若S5=S9,则当S n最大时,n=()A.6 B.7 C.10 D.9【考点】85:等差数列的前n项和.【分析】由题意可得a7+a8=0,从而可得数列的前7项为正数,从第8项开始为负数,可得结论.【解答】解:由题意可得S9﹣S5=a6+a7+a8+a9=0,∴2(a7+a8)=0,∴a7+a8=0,又a1>0,∴该等差数列的前7项为正数,从第8项开始为负数,∴当S n最大时,n=7故选:B6.某空间组合体的三视图如图所示,则该组合体的体积为()A.48 B.56 C.64 D.72【考点】LF:棱柱、棱锥、棱台的体积.【分析】由题意,组合体的下方是三个长为2,宽为4,高为1的长方体,上方为长为2,宽为4,高为5的长方体,利用长方体的体积公式,可求组合体的体积.【解答】解:由题意,组合体的下方是三个长为2,宽为4,高为1的长方体,上方为长为2,宽为4,高为5的长方体.所以组合体的体积为3×2×4×1+2×4×5=64.故选:C.7.设a>0,b>0,若2是4a和2b的等比中项,则+的最小值为()A.B.4 C.D.5【考点】7F:基本不等式.【分析】根据题意,由等比数列的性质可得4a×2b=22,分析可得2a+b=2,分析可得+=(+)(2a+b)=,由基本不等式的性质分析可得答案.【解答】解:根据题意,若2是4a和2b的等比中项,则有4a×2b=22,即22a+b=22,则有2a+b=2,+=(+)(2a+b)=≥(5+2)=,当且仅当a=b=时,等号成立;故选:C.8.大衍数列,来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论.主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和.是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题.其前10项依次是0、2、4、8、12、18、24、32、40、50…,则此数列第20项为()A.180 B.200 C.128 D.162【考点】81:数列的概念及简单表示法.【分析】0、2、4、8、12、18、24、32、40、50…,可得偶数项的通项公式:a2n=2n2.即可得出.【解答】解:由0、2、4、8、12、18、24、32、40、50…,可得偶数项的通项公式:a2n=2n2.则此数列第20项=2×102=200.故选:B.9.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若M,N,P三点共线,O为坐标原点,且=a15+a6(直线MP不过点O),则S20=()A.10 B.15 C.20 D.40【考点】9H:平面向量的基本定理及其意义.【分析】利用向量共线定理可得:a15+a6=1,再利用等差数列的前n项和公式及其性质即可得出.【解答】解:∵M,N,P三点共线,O为坐标原点,且=a15+a16(直线MP不过点O),∴a15+a6=1,∴S20==10(a15+a6)=10,故选A.10.已知a>b,一元二次不等式ax2+2x+b≥0对于一切实数x恒成立,又∃x0∈R,使ax02+2x0+b=0成立,则2a2+b2的最小值为()A.1 B.C.2 D.2【考点】3W:二次函数的性质.【分析】根据二次函数的性质求出ab=1,根据基本不等式的性质求出2a2+b2的最小值即可.【解答】解:∵已知a>b,二次不等式ax2+2x+b≥0对于一切实数x恒成立,∴a>0,且△=4﹣4ab≤0,∴ab≥1.再由∃x0∈R,使ax02+2x0+b=0成立,可得△=0,∴ab=1,∴2a2+b2≥2=2,当且仅当2a2=b2即b=a时“=”成立,故选:D.11.(理)若实数a、b∈(0,1),且满足,则a、b的大小关系是()A.a<b B.a≤b C.a>b D.a≥b【考点】72:不等式比较大小.【分析】可根据条件,利用不等式的性质将化为即可得到答案.【解答】解:∵a、b∈(0,1),且满足,∴,又,∴,∴b>a.故选A.12.已知向量,,(m>0,n>0),若m+n∈,则的取值范围是()A.B.C.D.【考点】7C:简单线性规划;7D:简单线性规划的应用;9R:平面向量数量积的运算.【分析】根据题意,由向量的坐标运算公式可得=(3m+n,m﹣3n),再由向量模的计算公式可得=,可以令t=,将m+n∈的关系在直角坐标系表示出来,分析可得t=表示区域中任意一点与原点(0,0)的距离,进而可得t的取值范围,又由=t,分析可得答案.【解答】解:根据题意,向量,,=(3m+n,m﹣3n),则==,令t=,则=t,而m+n∈,即1≤m+n≤2,在直角坐标系表示如图,t=表示区域中任意一点与原点(0,0)的距离,分析可得:≤t<2,又由=t,故≤<2;故选:B.二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)13.已知向量、满足•(+)=5,且||=2,||=1,则向量与夹角余弦值为.【考点】9R:平面向量数量积的运算.【分析】由||=2,||=1,•(+)=5,利用平面向量数量积的运算公式可求得向量与夹角余弦值.【解答】解:∵||=2,||=1,•(+)=5,∴+||•||cos<,>=4+2cos<,>=5∴cos<,>=,即向量与夹角余弦值为:,故答案为:.14.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若2ccosB=2a+b,△ABC的面积为S=c,则ab的最小值为.【考点】HR:余弦定理;HP:正弦定理.【分析】由条件里用正弦定理、两角和的正弦公式求得cosC=﹣,C=.根据△ABC的面积为S=ab•sinC=ab=c,求得c=3ab.再由余弦定理化简可得9a2b2=a2+b2+ab≥3ab,由此求得ab的最小值.【解答】解:在△ABC中,由条件用正弦定理可得2sinCcosB=2sinA+sinB=2sin(B+C)+sinB,即 2sinCcosB=2sinBcosC+2sinCcosB+sinB,∴2sinBcosC+sinB=0,∴cosC=﹣,C=.由于△ABC的面积为S=ab•sinC=ab=c,∴c=3ab.再由余弦定理可得c2=a2+b2﹣2ab•cosC,整理可得9a2b2=a2+b2+ab≥3ab,当且仅当a=b时,取等号,∴ab≥,故答案为:.15.半径为的球的体积与一个长、宽分别为6、4的长方体的体积相等,则长方体的表面积为88 .【考点】LE:棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.【分析】由题意,长、宽分别为6、4的长方体的体积与球的体积相等,求出长方体的高,再求长方体的表面积.【解答】解:由题意,长、宽分别为6、4的长方体的体积与球的体积相等,球的半径为.则有:⇔解得h=2长方体的表面积S=2×4×6+2×2×4+2×2×6=88故答案为88.16.设等比数列{a n}满足公比q∈N*,a n∈N*,且{a n}中的任意两项之积也是该数列中的一项,若a1=281,则q的所有可能取值的集合为{281,227,29,23,2} .【考点】88:等比数列的通项公式.【分析】依题意可求得该等比数列的通项公式a n,设该数列中的任意两项为a m,a t,它们的积为a p,求得q=,分析即可.【解答】解:由题意,a n=281q n﹣1,设该数列中的任意两项为a m,a t,它们的积为a p,则为a m•a t=a p,即281q m﹣1•281q t﹣1=281•q p﹣1,(q,m,t,p∈N*),∴q=,故p﹣m﹣t+1必是81的正约数,即p﹣m﹣t+1的可能取值为1,3,9,27,81,即的可能取值为1,3,9,27,81,所以q的所有可能取值的集合为{281,227,29,23,2}三、解答题(共6小题,满分70分)17.叙述并推导等比数列的前n项和公式.【考点】88:等比数列的通项公式.【分析】写出等比数列的求和公式,可由错位相减法证明.【解答】解:若数列{a n}为公比为q的等比数列,则其前n项和公式S n=,(q≠1),当q=1时,S n=na1.下面证明:∵S n=a1+a2+a3+…+a n=a1+a1q+a1q2+…+a1q n﹣1,①∴qS n=a1q+a1q2+a1q3+…+a1q n,②①﹣②可得(1﹣q)S n=a1﹣a1q n,当q≠1时,上式两边同除以1﹣q可得S n=,当q=1时,数列各项均为a1,故S n=na1.18.已知二次函数f(x)的二次项系数为a,且不等式f(x)>﹣2x的解集为(1,3).(Ⅰ)若方程f(x)+6a=0有两个相等的根,求f(x)的解析式;(Ⅱ)若f(x)的最大值为正数,求a的取值范围.【考点】57:函数与方程的综合运用;3H:函数的最值及其几何意义;75:一元二次不等式的应用.【分析】(Ⅰ)f(x)为二次函数且二次项系数为a,把不等式f(x)>﹣2x变形为f(x)+2x>0因为它的解集为(1,3),则可设f(x)+2x=a(x﹣1)(x﹣3)且a<0,解出f(x);又因为方程f(x)+6a=0有两个相等的根,利用根的判别式解出a的值得出f(x)即可;(Ⅱ)因为f(x)为开口向下的抛物线,利用公式当x=时,最大值为=.和a<0联立组成不等式组,求出解集即可.【解答】解:(Ⅰ)∵f(x)+2x>0的解集为(1,3).f(x)+2x=a(x﹣1)(x﹣3),且a<0.因而f(x)=a(x﹣1)(x﹣3)﹣2x=ax2﹣(2+4a)x+3a.①由方程f(x)+6a=0得ax2﹣(2+4a)x+9a=0.②因为方程②有两个相等的根,所以△=2﹣4a•9a=0,即5a2﹣4a﹣1=0.解得a=1或a=﹣.由于a<0,a=﹣,舍去,故a=﹣.将a=﹣代入①得f(x)的解析式.(Ⅱ)由及a<0,可得f(x)的最大值为.就由解得a<﹣2﹣或﹣2+<a<0.故当f(x)的最大值为正数时,实数a的取值范围是.19.已知函数f(x)=.(1)若f(x)>k的解集为{x|x<﹣3或x>﹣2},则k的值等于﹣;(2)对任意x>0,f(x)≤t恒成立,则t的取值范围是[,+∞).【考点】7E:其他不等式的解法;3R:函数恒成立问题.【分析】(1)根据不等式和方程之间的关系,转化为方程进行求解即可.(2)任意x>0,f(x)≤t恒成立,等等价于t≥=恒成立,根据基本不等式即可求出.【解答】解:(1):f(x)>k⇔kx2﹣2x+6k<0.由已知{x|x<﹣3,或x>﹣2}是其解集,得kx2﹣2x+6k=0的两根是﹣3,﹣2.由根与系数的关系可知(﹣2)+(﹣3)=,解得k=﹣,(2)任意x>0,f(x)≤t恒成立,等价于t≥=恒成立,∵x+≥2=2,当且仅当x=时取等号,∴t≥,故答案为:(1):﹣,(2):[,+∞)20.设△ABC的内角A,B,C的内角对边分别为a,b,c,满足(a+b+c)(a﹣b+c)=ac.(Ⅰ)求B.(Ⅱ)若sinAsinC=,求C.【考点】HR:余弦定理;GQ:两角和与差的正弦函数.【分析】(I)已知等式左边利用多项式乘多项式法则计算,整理后得到关系式,利用余弦定理表示出cosB,将关系式代入求出cosB的值,由B为三角形的内角,利用特殊角的三角函数值即可求出B的度数;(II)由(I)得到A+C的度数,利用两角和与差的余弦函数公式化简cos(A﹣C),变形后将cos(A+C)及2sinAsinC的值代入求出cos(A﹣C)的值,利用特殊角的三角函数值求出A﹣C的值,与A+C的值联立即可求出C的度数.【解答】解:(I)∵(a+b+c)(a﹣b+c)=(a+c)2﹣b2=ac,∴a2+c2﹣b2=﹣ac,∴cosB==﹣,又B为三角形的内角,则B=120°;(II)由(I)得:A+C=60°,∵sinAsinC=,cos(A+C)=,∴cos(A﹣C)=cosAcosC+sinAsinC=cosAcosC﹣sinAsinC+2sinAsinC=cos(A+C)+2sinAsinC=+2×=,∴A﹣C=30°或A﹣C=﹣30°,则C=15°或C=45°.21.已知一四面体的三组对边分别相等,且长度依次为5、、.(1)求该四面体的体积;(2)求该四面体外接球的表面积.【考点】LE:棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积;LF:棱柱、棱锥、棱台的体积.【分析】由棱锥的对边相等可知四面体为长方体切去4个小棱锥得到的,求出长方体的棱长即可得出四面体的体积和外接球的表面积.【解答】解:(1)∵四面体的三组对边分别相等,∴四面体为某一长方体的六条面对角线组成的三棱锥,设长方体的棱长为a,b,c,则,解得,∴四面体的体积V=abc﹣abc×4=abc=20.(2)由(1)可知四面体的外接球为长方体的外接球,外接球直径为长方体的体对角线长=5,∴外接球的半径为r=,∴外接球的表面积为S=4πr2=50π.22.设数列{a n}的前n项和为S n,已知=a n﹣2n(n∈N*).(1)求a1的值,若a n=2n c n,证明数列{c n}是等差数列;(2)设b n=log2a n﹣log2(n+1),数列{}的前n项和为B n,若存在整数m,使对任意n∈N*且n≥2,都有B3n﹣B n>成立,求m的最大值.【考点】8K:数列与不等式的综合;8C:等差关系的确定.【分析】(1)由=,得,从而,由此能求出a1=4;当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣=,从而得到=1,由此能证明数列{c n}是首项为2,1公差为1的等差数列.(2)求出=2+(n﹣1)×1=n+1,从而,进而b n=log2a n﹣log2(n+1)=n,由此得到,B3n﹣B n=,令f(n)=,则f(n+1)﹣f(n)==>=0,从而数列{f(n)}为递增数列,当n≥2时,f(n)的最小值为f(2)=,从而<,由此能求了出m的最大值.【解答】证明:(1)由=,得,∴,解得a1=4,当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=(2a n﹣2n+1)﹣(2a n﹣1﹣2n)=,∴,n≥2,∴ =1,∵a n=2n c n,∴c n=,∴,c n﹣c n﹣1=1,∴数列{c n}是首项为2,公差为1的等差数列.(2)∵=1, =2,∴ =2+(n﹣1)×1=n+1,∴,∴b n=log2a n﹣log2(n+1)=n,∵数列{}的前n项和为B n,∴,∴B3n﹣B n=,令f(n)=,则,∴f(n+1)﹣f(n)==>=0,∴f(n+1)>f(n),∴数列{f(n)}为递增数列,∴当n≥2时,f(n)的最小值为f(2)==,据题意,<,得m<19,又m为整数,∴m的最大值为18.2017年8月7日。