2016-2017年辽宁省实验中学分校高二(上)期中数学试卷和答案(理科)

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2016-2017学年辽宁省实验中学分校高二(上)期中数学试卷(理科)一、选择题(共12小题,每小题5分)1.(5分)设双曲线的渐近线方程为3x±2y=0,则a的值为()A.4 B.3 C.2 D.12.(5分)命题p:不等式ax2+2ax+1>0的解集为R,命题q:0<a<1,则p是q成立的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件3.(5分)已知x>1,x+≥m恒成立,则m的取值范围是()A.(﹣∞,2]B.(﹣∞,3]C.[2,+∞)D.[3,+∞)4.(5分)已知{a n}是等差数列,a1+a3+a5=99,a2+a4+a6=93,S n表示{a n}的前n 项和,则使S n达到最大值的n是()A.18 B.19 C.20 D.215.(5分)点A,F分别是椭圆C:+=1的左顶点和右焦点,点P在椭圆C 上,且PF⊥AF,则△AFP的面积为()A.6 B.9 C.12 D.186.(5分)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知a2a5=2a3,且a4与2a7的等差中项为,则S5=()A.29 B.31 C.33 D.367.(5分)已知函数f(x)=(ax﹣1)(x+b),如果不等式f(x)>0的解集是(﹣1,3),则不等式f(﹣x)<0的解集是()A.(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞)B.(﹣3,1)C.(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞)D.(﹣1,3)8.(5分)双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.9.(5分)已知数列{a n}中,a n=﹣4n+5,等比数列{b n}的公比q满足q=a n﹣a n﹣1(n≥2),且b1=a2,则|b1|+|b2|+…+|b n|=()A.1﹣4n B.4n﹣1 C.D.10.(5分)已知抛物线C:y2=4x上一点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:4,且|AF|>2,则A点到原点的距离为()A.3 B.C.4 D.11.(5分)已知变量x、y满足约束条件,若目标函数z=ax+y仅在点(3,0)处取到最大值,则实数a的取值范围()A.(,+∞)B.(﹣∞,) C.(,+∞)D.(,+∞)12.(5分)椭圆+=1(a>b>0)上一点A关于原点的对称点为B,F为其右焦点,若AF⊥BF,设∠ABF=α,且α∈[,],则该椭圆离心率的最大值为()A.B.C.D.1二、填空题(共4小题,每小题5分)13.(5分)设命题p:,命题q:x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是.14.(5分)设x,y满足约束条件,若目标函数z=ax+by(a>0,b >0)的最大值为2,则的最小值为.15.(5分)若数列{a}是正项数列,且++…+=n2+3n(n∈N*),则++…+=.16.(5分)已知P为椭圆+=1上的一个点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x﹣3)2+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为.三、解答题(共6小题,共70分)17.(10分)设等差数列{a n}满足a3=5,a10=﹣9.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)求{a n}的前n项和S n及使得S n最大的序号n的值.18.(12分)(1)已知方程x2+(m﹣3)x+m=0有两个不等正实根,求实数m的取值范围.(2)不等式(m2﹣2m﹣3)x2﹣(m﹣3)x﹣1<0对任意x∈R恒成立,求实数m的取值范围.19.(12分)在△ABC中,,,且△ABC的周长为.(1)求点A的轨迹方程C;(2)过点P(2,1)作曲线C的一条弦,使弦被这点平分,求此弦所在的直线方程.20.(12分)已知以为一条渐近线的双曲线C的右焦点为.(1)求该双曲线C的标准方程;(2)若斜率为2的直线l在双曲线C上截得的弦长为,求l的方程.21.(12分)已知数列{a n}满足a1=1,且a n=2a n﹣1+2n(n≥2,且n∈N*)(1)求证:数列{}是等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式;(3)设数列{a n}的前n项之和S n,求证:.22.(12分)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:(a>b>0)右焦点的直线x+y﹣=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.(Ⅰ)求M的方程(Ⅱ)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD 面积的最大值.2016-2017学年辽宁省实验中学分校高二(上)期中数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(共12小题,每小题5分)1.(5分)设双曲线的渐近线方程为3x±2y=0,则a的值为()A.4 B.3 C.2 D.1【解答】解:由题意,,∴a=2,故选:C.2.(5分)命题p:不等式ax2+2ax+1>0的解集为R,命题q:0<a<1,则p是q成立的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【解答】解:当a=0时,不等式ax2+2ax+1>0的解集为R,满足条件.当a≠0时,则满足,即,即0<a<1时,综上,不等式ax2+2ax+1>0的解集为R时,0≤a<1,则p是q成立必要不充分条件,故选:B.3.(5分)已知x>1,x+≥m恒成立,则m的取值范围是()A.(﹣∞,2]B.(﹣∞,3]C.[2,+∞)D.[3,+∞)【解答】解:若x>1,x+≥m恒成立,只需m≤(x+)min即可,而x+=(x﹣1)++1≥2+1=3,此时x=2取等号,故m≤3,故选:B.4.(5分)已知{a n}是等差数列,a1+a3+a5=99,a2+a4+a6=93,S n表示{a n}的前n 项和,则使S n达到最大值的n是()A.18 B.19 C.20 D.21【解答】解:∵{a n}是等差数列,a1+a3+a5=99,a2+a4+a6=93,∴a3=33,a4=31,∴,解得a1=37,d=﹣2,∴=﹣n2+38n=﹣(n﹣19)2+361,∴n=19时,S n达到最大值S19=361.故选:B.5.(5分)点A,F分别是椭圆C:+=1的左顶点和右焦点,点P在椭圆C 上,且PF⊥AF,则△AFP的面积为()A.6 B.9 C.12 D.18【解答】解:如图,由椭圆C:+=1,得a2=16,b2=12,∴,|PF|=,|AF|=a+c=6,∴△AFP的面积为.故选:B.6.(5分)等比数列{a n}的前n项和为S n,已知a2a5=2a3,且a4与2a7的等差中项为,则S5=()A.29 B.31 C.33 D.36【解答】解:∵数列{a n}是等比数列,a2•a3=2a1=a1q•=a1•a4,∴a4=2.∵a4与2a7的等差中项为,∴a4 +2a7 =,故有a7 =.∴q3==,∴q=,∴a1==16.∴S5==31.故选:B.7.(5分)已知函数f(x)=(ax﹣1)(x+b),如果不等式f(x)>0的解集是(﹣1,3),则不等式f(﹣x)<0的解集是()A.(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞)B.(﹣3,1)C.(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞)D.(﹣1,3)【解答】解;由题意,不等式f(x)>0的解集是(﹣1,3),所以f(x)<0的解是:x>3或x<﹣1,于是由f(﹣x)<0得:﹣x>3或﹣x<﹣1,解得x<﹣3或x>1;所以不等式f(﹣x)<0的解集是(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞).故选:C.8.(5分)双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,则双曲线C的离心率为()A.B.C.D.【解答】解:双曲线C:=1(a>0,b>0)的渐近线的方程为y=x,由于一条渐近线与直线x+2y+1=0垂直,则有=2,即有b=2a,c==a,则离心率为e==.故选:C.9.(5分)已知数列{a n}中,a n=﹣4n+5,等比数列{b n}的公比q满足q=a n﹣a n﹣1(n≥2),且b1=a2,则|b1|+|b2|+…+|b n|=()A.1﹣4n B.4n﹣1 C.D.【解答】解:∵a n=﹣4n+5,等比数列{b n}的公比q满足q=a n﹣a n﹣1(n≥2),且b1=a2,=﹣4n+5﹣[﹣4(n﹣1)+5]=﹣4,b1=a2=﹣4×2+5=﹣3.∴q=a n﹣a n﹣1∴b n=﹣3×(﹣4)n﹣1.∴|b n|=3×4n﹣1,则|b1|+|b2|+…+|b n|=3×(1+4+42+…+4n﹣1)=3×=4n﹣1.故选:B.10.(5分)已知抛物线C:y2=4x上一点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:4,且|AF|>2,则A点到原点的距离为()A.3 B.C.4 D.【解答】解:设点A的坐标为(x1,y1),抛物线y2=4x的准线方程为x=﹣1,根据抛物线的定义,点A到焦点的距离等于点A到准线的距离,∵点A到焦点F的距离与其到对称轴的距离之比为5:4,∴=,∵y12=4x1,∴解得x1=或x1=4,∵|AF|>2,∴x1=4,∴A点到原点的距离为=4,故选:B.11.(5分)已知变量x、y满足约束条件,若目标函数z=ax+y仅在点(3,0)处取到最大值,则实数a的取值范围()A.(,+∞)B.(﹣∞,) C.(,+∞)D.(,+∞)【解答】解:由题意作出其平面区域,由目标函数z=ax+y仅在点(3,0)处取到最大值,将z=ax+y化为y=﹣a(x﹣3)+z,z相当于直线y=﹣a(x﹣3)+z的纵截距,则﹣a,则a,故选:C.12.(5分)椭圆+=1(a>b>0)上一点A关于原点的对称点为B,F为其右焦点,若AF⊥BF,设∠ABF=α,且α∈[,],则该椭圆离心率的最大值为()A.B.C.D.1【解答】解:已知椭圆+=1(a>b>0)焦点在x轴上,椭圆上一点A关于原点的对称点为点B,F为其右焦点,设左焦点为F1,则:连接AF,AF1,AF,BF所以:四边形AFF1B为长方形.根据椭圆的定义:|AF|+|AF1|=2a,∠ABF=α,则:∠AF1F=α.∴2a=2ccosα+2csinα,即a=(cosα+sinα)c,由椭圆的离心率e===,由α∈[,],α+∈[,],sin(α+)∈[,1],sin(α+)∈[,],∈[,],∴e∈[,],故椭圆离心率的最大值.故选A.二、填空题(共4小题,每小题5分)13.(5分)设命题p:,命题q:x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是[0,] .【解答】解:由,得(2x﹣1)(x﹣1)<0,解得,所以p:.由x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0得[x﹣(a+1)](x﹣a)≤0,即a≤x≤a+1,即q:a≤x≤a+1,要使p是q的充分不必要条件,则,解得所以a的取值范围是[0,],故答案为:[0,].14.(5分)设x,y满足约束条件,若目标函数z=ax+by(a>0,b >0)的最大值为2,则的最小值为2.【解答】解:作出不等式组表示的平面区域,得到如图的△ABO及其内部,其中A(1,1),B(,0),0为坐标原点设z=F(x,y)=ax+by,将直线l:z=ax+by进行平移,由a>0且b>0得直线l的斜率为负数,观察y轴上的截距变化,可得当l经过点A时,目标函数z达到最大值=F(1,1)=a+b=2,∴z最大值因此,=(a+b)()=(2+)∵a>0且b>0,,∴≥2,当且仅当a=b=1时,等号成立∴的最小值为:2.故答案为:2}是正项数列,且++…+=n2+3n(n∈N*),则15.(5分)若数列{a++…+=2n2+6n.【解答】解:令n=1,得=4,∴a 1=16.当n≥2时,++…+=(n﹣1)2+3(n﹣1).与已知式相减,得=(n2+3n)﹣(n﹣1)2﹣3(n﹣1)=2n+2,∴a n=4(n+1)2,n=1时,a1适合a n.∴a n=4(n+1)2,∴=4n+4,∴++…+==2n2+6n.故答案为2n2+6n16.(5分)已知P为椭圆+=1上的一个点,M,N分别为圆(x+3)2+y2=1和圆(x﹣3)2+y2=4上的点,则|PM|+|PN|的最小值为7.【解答】解:由椭圆+=1焦点在x轴上,a=5,b=4,c=3,∴焦点分别为:F1(﹣3,0),F2(3,0).|PF1|+|PF2|=2a=10.圆(x+3)2+y2=1的圆心与半径分别为:F1(﹣3,0),r1=1;圆(x﹣3)2+y2=4的圆心与半径分别为:F2(3,0),r2=2.∵|PM|+r1≥|PF1|,|PN|+r2≥|PF2|.∴|PM|+|PN|≥|PF1|+|PF2|﹣1﹣2=7.故答案为:7.三、解答题(共6小题,共70分)17.(10分)设等差数列{a n}满足a3=5,a10=﹣9.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)求{a n}的前n项和S n及使得S n最大的序号n的值.【解答】解:(1)由a n=a1+(n﹣1)d及a3=5,a10=﹣9得a1+9d=﹣9,a1+2d=5解得d=﹣2,a1=9,数列{a n}的通项公式为a n=11﹣2n(2)由(1)知S n=na1+d=10n﹣n2.因为S n=﹣(n﹣5)2+25.所以n=5时,S n取得最大值.18.(12分)(1)已知方程x2+(m﹣3)x+m=0有两个不等正实根,求实数m的取值范围.(2)不等式(m2﹣2m﹣3)x2﹣(m﹣3)x﹣1<0对任意x∈R恒成立,求实数m的取值范围.【解答】解:方程x2+(m﹣3)x+m=0有两个不等正实根,即,,△=b2﹣4ac>0,可得:解得:0<m<1.故得实数m的取值范围是(0,1).(2)(m2﹣2m﹣3)x2﹣(m﹣3)x﹣1<0对任意x∈R恒成立.①若m2﹣2m﹣3=0,则m=﹣1或m=3.当m=﹣1时,不合题意;当m=3时,符合题意.②若m2﹣2m﹣3≠0,设f(x)=(m2﹣2m﹣3)x2﹣(m﹣3)x﹣1<0对任意x ∈R恒成立.则:m2﹣2m﹣3<0,△=b2﹣4ac<0,解得:.故得实数m的取值范围是(﹣,3).19.(12分)在△ABC中,,,且△ABC的周长为.(1)求点A的轨迹方程C;(2)过点P(2,1)作曲线C的一条弦,使弦被这点平分,求此弦所在的直线方程.【解答】解:(1)由题意可得:|AB|+|AC|+|BC|=8+4,|BC|=4.∴|AB|+|AC|=8>|BC|.∴点A的轨迹为椭圆,去掉与x轴的交点.设椭圆的标准方程为:=1(a>b>0).则2a=8,c=2,b2=a2﹣c2,联立解得a=4,b=2..(2)设直线与曲线的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),则x 1+x2=4,y1+y2=2.∵A,B在椭圆上,∴,两式相减,得∴,∴,∴直线方程为x+2y﹣4=0.20.(12分)已知以为一条渐近线的双曲线C的右焦点为.(1)求该双曲线C的标准方程;(2)若斜率为2的直线l在双曲线C上截得的弦长为,求l的方程.【解答】解:(1)由抛物线的焦点在x轴上,设双曲线的标准方程:(a >0,b>0),由c=,渐近线方程:y=±x,∴=,即,即2a2=3b2,由c2=a2﹣b2=5,解得:a2=3,b2=2,∴双曲线C的标准方程;(2)设l:y=2x+m,与双曲线的交点为:M(x1,y1),N(x2,y2).则,整理得:10x2+12mx+3m2+6=0,由韦达定理可知:﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)∴,解得,.∴l的方程.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)21.(12分)已知数列{a n}满足a1=1,且a n=2a n﹣1+2n(n≥2,且n∈N*)(1)求证:数列{}是等差数列;(2)求数列{a n}的通项公式;(3)设数列{a n}的前n项之和S n,求证:.【解答】(1)证明:∵a n=2a n﹣1+2n(≥2,且n∈N*)∴∴∴数列{}是以为首项,1为公差的等差数列;(2)解:由(1)得∴a n=;(3)解:∵S n=++…+∴2S n=++…+两式相减可得﹣S n=1+22+23+…+2n﹣=(3﹣2n)•2n﹣3∴S n=(2n﹣3)•2n+3>(2n﹣3)•2n∴.22.(12分)平面直角坐标系xOy中,过椭圆M:(a>b>0)右焦点的直线x+y﹣=0交M于A,B两点,P为AB的中点,且OP的斜率为.(Ⅰ)求M的方程(Ⅱ)C,D为M上的两点,若四边形ACBD的对角线CD⊥AB,求四边形ACBD 面积的最大值.【解答】解:(Ⅰ)把右焦点(c,0)代入直线x+y﹣=0得c+0﹣=0,解得c=.设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点P(x0,y0),则,,相减得,∴,∴,又=,∴,即a2=2b2.联立得,解得,∴M的方程为.(Ⅱ)∵CD⊥AB,∴可设直线CD的方程为y=x+t,联立,消去y得到3x2+4tx+2t2﹣6=0,∵直线CD与椭圆有两个不同的交点,∴△=16t2﹣12(2t2﹣6)=72﹣8t2>0,解﹣3<t<3(*).设C(x3,y3),D(x4,y4),∴,.∴|CD|===.联立得到3x2﹣4x=0,解得x=0或,∴交点为A(0,),B,∴|AB|==.===,∴S四边形ACBD∴当且仅当t=0时,四边形ACBD面积的最大值为,满足(*).∴四边形ACBD面积的最大值为.。