2018-2019学年度高三一轮复习理科数学周测卷(十八)(含解析)
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专题测试二 三角函数、平面向量、复数一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.设复数z =2-1-i (i 为虚数单位),z 的共轭复数为-z ,则在复平面内i -z 对应的点的坐标为( )A .(1,1)B .(-1,1)C .(1,-1)D .(-1,-1)解析:选 C.∵z =2-1-i =-1+i ,∴i -z =i(-1-i)=1-i ,其在复平面内对应的点的坐标为(1,-1).2.已知tan(α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=( ) A.318 B .1318 C.322D .1322解析:选C.本题主要考查两角差的正切公式.因为α+π4=(α+β)-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4,所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(α+β)-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=tan (α+β)-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎪⎫β-π4=322.3.若复数z =a 2-1+(a +1)i(a ∈R )是纯虚数,则1z +a的虚部为( ) A .-25B .-25iC.25D .25i 解析:选A.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-1=0,a +1≠0,所以a =1,所以1z +a =11+2i =1-2i (1+2i )(1-2i )=15-25i ,根据虚部的概念,可得1z +a的虚部为-25. 4.已知函数f (x )=3sin ωx (ω>0)的周期是π,将函数f (x )的图象沿x 轴向右平移π8个单位,得到函数y =g (x )的图象,则函数g (x )的解析式为( ) A .g (x )=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π8B .g (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4C .g (x )=-3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π8D .g (x )=-3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4 解析:选B.由题意知2πω=π,∴ω=2,则f (x )=3sin 2x ,将函数f (x )的图象沿x轴向右平移π8个单位,得到函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象,则g (x )=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4. 5.函数y =sin 2x +2sin x cos x +3cos 2x 的最小正周期和最小值分别为( ) A .π,2- 2 B .π,0 C .2π,0D .2π,2- 2解析:选A.y =sin 2x +2sin x cos x +3cos 2x =sin 2x +cos 2x +2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+2.∵ω=2,∴T =2π2=π,则函数的最小正周期为π.令2x +π4=-π2+2k π(k ∈Z ),即x =k π-3π8(k ∈Z )时,y min =2-2,则函数的最小值为2- 2. 6.在锐角三角形ABC 中,已知|AB →|=4,|AC →|=1,△ABC 的面积为3,则AB →·AC →的值为( )A .2B .-2C .4D .-4解析:选A.由题意得12·AB ·AC ·sin A =3,即12×4×1×sin A =3,故sin A =32.因为A 为锐角,所以A =60°,所以AB →·AC →=|AB →|·|AC →|·cos A =4×1×cos 60°=2.7.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =3,b =2,cos(A +B )=13,则c =( )A .4B .15C .3D .17解析:选D.由题意求出cos C ,利用余弦定理求出c 即可.∵cos(A +B )=13,∴cos C=-13.在△ABC 中,a =3,b =2,cos C =-13,根据余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =9+4-2×3×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=17,∴c =17.8.△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,设向量p =(a +c ,b ),q =(b -a ,c -a ),若p ∥q ,则角C 的大小为( )A.π6 B .π3C.π2D .2π3解析:选B.∵p ∥q ,∴(a +c )(c -a )=b (b -a ),即b 2+a 2-c 2=ab .由余弦定理得cos C =12,又0<C <π,∴C =π3.9.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4(ω>0)在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围可以是( )A. ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54B . ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,54 C. ⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 D . (0,2]解析:选A.本题考查三角函数单调性的应用.法一:通过取特殊值ω=2,ω=13,验证三角函数自变量的范围,排除选项,得到结果.令ω=2⇒ωx +π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4,9π4,不符合题意,排除D ;令ω=13⇒ωx +π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,7π12,不符合题意,排除B ,C.故选A.法二:y =sin x 的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2,k ∈Z ,则⎩⎪⎨⎪⎧ωπ2+π4≥2k π+π2ωπ+π4≤2k π+3π2k ∈Z ,解得4k +12≤ω≤2k +54,k ∈Z ,又由4k +12-⎝ ⎛⎭⎪⎫2k +54=2k -34<0,k ∈Z 得k =0,所以ω∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54,故选A. 10.将函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数( ) A .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递减B .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递增C .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递减D .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递增 解析:选B.本题考查三角函数的图象变换、三角函数的性质等知识.由题意可得平移后的函数为y =3sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π2+π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -2π3,令2k π-π2≤2x -2π3≤2k π+π2,k ∈Z ,解得k π+π12≤x ≤k π+7π12,k ∈Z ,故该函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z )上单调递增,当k =0时,选项B 满足条件.11.将奇函数f (x )=A sin ()ωx +φ⎝ ⎛⎭⎪⎫A ≠0,ω>0,-π2<φ<π2的图象向左平移π6个单位得到的图象关于原点对称,则ω的值可以为( )A .6B .3C .4D .2解析:选A.由函数y =A sin(ωx +φ),-π2<φ<π2是奇函数,得φ=0,则将y =A sinωx ,ω>0的图象向左平移π6个单位得到y =A sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +πω6,ω>0的图象.其图象关于原点对称,所以πω6=k π,k ∈N *,ω=6k ,k ∈N *,当k =1时,ω=6 ,故选A.12.设点O 是面积为4的△ABC 内部一点,且有OA →+OB →+2OC →=0,则△AOC 的面积为( ) A .2 B .1 C.12D .13解析:选B.设AB 的中点为D ,∵OA →+OB →+2OC →=0,∴O 为中线CD 的中点,∴△AOC ,△AOD ,△BOD 的面积相等,∴△AOC 与△AOB 面积之比为1∶2,同理△BOC 与△AOB 的面积之比为1∶2,∴△AOC 是△ABC 面积的14,∴△AOC 的面积为1.故选B.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(ω>0)的图象上的两个相邻的最高点和最低点的横坐标之差为π2,则函数在上的零点个数为 .解析:∵T =π,∴ω=2,f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,由f (x )=0,得2x +π6=k π+π2,k ∈Z ,即x =k π2+π6,k ∈Z ;∴函数f (x )在上的零点有π6,23π,76π,53π共4个.答案:414.如图,在平行四边形ABCD 中,已知AB =8,AD =5,CP →=3PD →,AP →·BP →=2,则AB →·AD →的值是 .解析:因为AP →=AD →+DP →=AD →+14AB →,BP →=BC →+CP →=AD →-34AB →,所以AP →·BP →=(AD →+14AB →)·⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →-34AB →=|AD →|2-316|AB →|2-12AD →·AB →=2,又|AB →|=8,|AD →|=5,所以AD →·AB →=22.答案:2215.设函数f (x )=cos ωx (ω>0),将y =f (x )的图象向右平移π3个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于 .解析:由题意知π3为函数f (x )=cos ωx (ω>0)周期的正整数倍,所以π3=k ·2πω(k ∈N *),ω=6k ≥6,故ω的最小值为6.答案:616.如图所示,测量河对岸的塔高AB 时,可以选与塔底B 在同一水平面内的两个测点C 与D ,测得∠BCD =15°,∠BDC =30°,CD =30 m ,并在点C 处测得塔顶A 的仰角为60°,则塔高AB = .解析:本题主要考查解三角形的实际应用.在△BCD 中,∠CBD =180°-15°-30°=135°,由正弦定理,得BCsin ∠BDC =CD sin ∠CBD ,即BC sin 30°=30sin 135°,所以BC =152(m).在Rt △ABC 中,AB =BC ·tan ∠ACB =152×3=156(m).答案:156m三、解答题(解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,φ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0的最大值是2,其图象相邻对称轴之间的距离为π2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=1.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,f (α)=3,求α.解:(1)因为函数的最大值为2,所以A =2,又因为相邻对称轴之间的距离为π2,所以T =2πω=π,所以ω=2,因此f (x )=2sin(2x +φ). 因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=1,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ=1,又φ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0,所以φ=-π6,故f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6. (2)因为f (α)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π6=3,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π6=32,又α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以2α-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6,所以2α-π6=π3或2π3,解得α=π4或5π12.18.(12分)如图,一建筑物AB 的高为(30-103) m ,在该建筑物的正东方向有一个通信塔CD .在它们之间的地面点M (B ,M ,D 三点共线)处测得楼顶A ,塔顶C 的仰角分别是15°和60°,在楼顶A 处测得塔顶C 的仰角为30°,求通信塔CD 的高.解:如图,过点A 作AN ⊥CD 于点N ,在Rt △ABM 中,AM =AB sin ∠AMB =30-103sin 15°=30-103sin (45°-30°)=30-1036-24=20 6.又易知∠MAN =∠AMB =15°,所以∠MAC =30°+15°=45°,又∠AMC =180°-15°-60°=105°,从而∠ACM =30°,在△AMC 中,由正弦定理得MC sin 45°=206sin 30°,解得MC =40 3.在Rt △CMD 中,CD =403×sin 60°=60(m),故通信塔CD 的高为60 m.19.(12分)设向量m =(cos α,1),n =(sin α,2),且m ∥n ,其中α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2.(1)求sin α;(2)若sin(α-β)=35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,求cos β.解:(1)∵m ∥n ,∴2cos α=sin α.又sin 2α+cos 2α=1,∴sin 2α+14sin 2α=1,∴sin 2α=45.∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴sin α>0,∴sin α=255.(2)∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴-π2<α-β<π2.∵sin(α-β)=35,∴cos(α-β)=45.又sin α=255,∴cos α=55.∴cos β=cos=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =55×45+255×35=255. 20.(12分)三角形的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且满足a 2+c 2-b 2=3ac .(1)求角B 的大小;(2)若2b cos A =3(c cos A +a cos C ),BC 边上的中线AM 的长为7,求△ABC 的面积.解:(1)由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =3ac 2ac =32.因为B 是三角形的内角,所以B =π6.(2)由正弦定理得a sin A =b sin B =csin C ,代入2b cos A =3(c cos A +a cos C )∴2sin B cos A =3sin(A +C ). ∴cos A =32,A ∈(0,π),A =π6设CM =m ,则AC =2m .在△ACM 中,7=4m 2+m 2+2m 2,∴m 2=1,m =1,m =-1(舍去), ∴AC =BC =2∴S △ABC =12CA ·CB ·sin 23π=12×2×2×32= 3.21.(12分)已知向量a =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,cos x +sin x ,b =(1,cos x -sin x ),函数f (x )=a ·b .(1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知f (A )=32,a =2,B =π3,求△ABC 的面积.解:(1)f (x )=a ·b =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+cos 2x -sin 2x =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+cos 2x =cos 2x cosπ3+sin 2x sin π3+cos 2x =32sin 2x +32cos 2x =3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin 2x +32cos 2x =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.令-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π(k ∈Z ),得-5π12+k π≤x ≤π12+k π(k ∈Z ), 所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π(k ∈Z ). (2)由f (A )=32,得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π3=12,因为A 为△ABC 的内角,由题意知0<A <23π,所以π3<2A +π3<53π,因此2A +π3=56π,解得A =π4,又a =2,B =π3,由正弦定理a sin A =bsin B,得b = 6.由A =π4,B =π3,可得sin C =sin =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =22×12+22×32=6+24, 所以△ABC 的面积S =12ab sin C =12×2×6×6+24=3+32.22.(12分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a 2+b 2=6ab cos C ,且sin 2C =2sin A sin B .(1)求角C 的值;(2)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6-cos ωx (ω>0),且f (x )图象上相邻两最高点间的距离为π,求f (A )的取值范围.解:(1)因为a 2+b 2=6ab cos C ,由余弦定理知a 2+b 2=c 2+2ab cos C ,所以cos C =c 24ab,又因为sin 2C =2sin A sin B ,则由正弦定理知c 2=2ab ,所以cos C =c 24ab =2ab 4ab =12,因为C ∈(0,π),所以C =π3.(2)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6-cos ωx =32sin ωx -32cos ωx =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3, 由已知,得2πω=π,ω=2,则f (A )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π3, 因为sin 2C =2sin A sin B ,C =π3,所以2sin A ·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-A =34,整理得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A -π6=14. 因为0<A <2π3,所以-π6<2A -π6<7π6,所以cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A -π6=±154.f (A )=3sin⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π3=3sin⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π6-π6=3⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A -π6×32-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π6×12.当cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A -π6=154时,f (A )=3⎝ ⎛⎭⎪⎫14×32-154×12=3-358, 当cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A -π6=-154时,f (A )=3⎝ ⎛⎭⎪⎫14×32+154×12=3+358, 故f (A )的取值范围是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫3-358,3+358.。
专题测试三 数列、不等式、推理与证明一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.等比数列{a n }的前n 项和为S n .已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ) A.13 B .-13C.19D .-19解析:选C.∵数列{a n }是等比数列,S 3=a 2+10a 1且a 5=9,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1,a 5=9,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=9a 1,a 1q 4=9, ∵a 1≠0,∴q 2=9,a 1=9q 4=981=19,故选C.2.设a >0,b >0,则以下不等式中不恒成立的是( )A .(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ≥4B .lg ⎝⎛⎭⎪⎫a 2+14>lg aC .a 2+b 22≥a +b2D .1a 2+1b2+ab ≥2 2解析:选B.a 2+2ab +b 24=a +b2,当且仅当a =b 时等号成立,C 恒成立;∵a >0,b >0,∴1a 2+1b 2≥21a2·1b 2=2ab ,当且仅当1a 2=1b 2时等号成立,又2ab +ab ≥22ab·ab =22,当且仅当2ab =ab 时等号成立,∴1a 2+1b2+ab ≥22,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧1a 2=1b 2,2ab =ab ,即a =b =42时取等号,D 恒成立.故选B.3.在等差数列{a n }中,a n >0,且a 1+a 2+…+a 10=30,则a 2·a 9的最大值是( ) A .3 B .6 C .9D .36解析:选 C.∵数列{a n }为等差数列,∴a 1+a 10=a 2+a 9=a 3+a 8=a 4+a 7=a 5+a 6,又a 1+a 2+…+a 10=5(a 2+a 9)=30,∴a 2+a 9=6.∵a n >0,∴a 2·a 9≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+a 922=9,当且仅当a2=a 9时取等号,则a 2·a 9的最大值等于9,故选C.4.已知a >0,b >0,若不等式m 3a +b -3a -1b≤0恒成立,则m 的最大值为( )A .4B .16C .9D .3解析:选B.因为a >0,b >0,所以由m 3a +b -3a -1b ≤0恒成立得m ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +1b (3a +b )=10+3b a +3a b 恒成立.因为3b a +3ab≥23b a ·3a b =6,当且仅当a =b 时等号成立,所以10+3b a+3ab≥16,所以m ≤16,即m 的最大值为16.5.若数列{a n }满足a 2n +1a 2n=p (p 为常数,n ∈N *),则称数列{a n }为等方比数列.已知甲:{a n }是等方比数列,乙:{a n }为等比数列,则命题甲是命题乙的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分又不必要条件解析:选C.由数列{a n }是等方比数列不能得知{a n }为等比数列,如取数列1,-1,1,-1,-1,易知该数列是等方比数列,显然不是等比数列;反过来,由{a n }为等比数列可得知a 2n +1a 2n=p ,此时数列{a n }是等方比数列.综上所述,命题甲是命题乙的必要不充分条件,故选C.6.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤7x -y ≤-2x -1≥0,则目标函数z =yx的最大值为( )A.95 B .3 C .6D .9解析:选C.不等式组表示的平面区域如图中的阴影部分所示,根据目标函数的几何意义可得,在点B (1,6)处目标函数取得最大值,且z max =61=6.7.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a 3=2-1,a 5=2+1,则a 23+2a 2a 6+a 3a 7=( )A .4B .6C .8D .8-4 2解析:选 C.在等比数列{a n }中,a 3a 7=a 25,a 2a 6=a 3a 5,所以a 23+2a 2a 6+a 3a 7=a 23+2a 3a 5+a 25=(a 3+a 5)2=(2-1+2+1)2=(22)2=8,选C.8.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,2S n =a n +1,则S n =( ) A .2n -1B .2n-1 C .3n -1D .12(3n-1) 解析:选C.由2S n =a n +1得2S n =a n +1=S n +1-S n ,所以3S n =S n +1,即S n +1S n=3.所以数列{S n }是以S 1=a 1=1为首项,公比q =3的等比数列,所以S n =3n -1,故选C.9.已知各项均不为零的数列{a n },定义向量c n =(a n ,a n +1),b n =(n ,n +1),n ∈N *.下列命题中真命题是( )A .若∀n ∈N *总有c n ⊥b n 成立,则数列{a n }是等比数列 B .若∀n ∈N *总有c n ∥b n 成立,则数列{a n }是等比数列 C .若∀n ∈N *总有c n ⊥b n 成立,则数列{a n }是等差数列 D .若∀n ∈N *总有c n ∥b n 成立,则数列{a n }是等差数列 解析:选D.由c n ∥b n 得,na n +1=(n +1)a n ,即a n +1n +1=a n n ,所以a n +1a n =n +1n,所以a n =na 1,故数列{a n }是等差数列,选D.10.已知正项等比数列{a n }满足:a 7=a 6+2a 5,若存在两项a m ,a n ,使得 a m ·a n =4a 1,则1m +4n最小值为( )A.32 B .53 C.256D .不存在解析:选A.设等比数列{a n }的公比为q ,首项为a 1,因为a 7=a 6+2a 5,所以q 2-q -2=0,解得q =2或q =-1,因为数列{a n }每一项都为正项,所以q =-1(舍去),因为a m a n =4a 1,所以2m +n=64,即m +n =6,所以1m +4n =16⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +4n ·(m +n )=16⎝⎛⎭⎪⎫1+4+n m +4m n ≥32,当且仅当n m =4m n ,即m =2,n =4时,取等号,所以1m +4n 的最小值为32,故选A.11.对于函数y =f (x ),部分x 与y 的对应关系如下表:数列n 1n n +1x 1+x 2+x 3+x 4+…+x 2 015+x 2 016的值为( )A .9 394B .9 380C .9 396D .9 408解析:选D.由题意知x n +1=f (x n ),则x 2=f (x 1)=f (2)=4,x 3=f (x 2)=f (4)=8,x 4=f (x 3)=f (8)=2,x 5=f (x 4)=f (2)=4,所以数列{x n }是周期为3的周期数列.所以x 1+x 2+x 3+x 4+…+x 2 015+x 2 016=672(x 1+x 2+x 3)=672×(2+4+8)=672×14=9 408,所以选D.12.已知函数y =x 33+mx 2+(m +n )x +12的两个极值点分别为x 1,x 2,且x 1∈(0,1),x 2∈(1,+∞),记分别以m ,n 为横、纵坐标的点P (m ,n )表示的平面区域为D ,若函数y=log a (x +4)(a >1)的图象上存在区域D 内的点,则实数a 的取值范围为( )A .(1,3]B .(1,3)C .(3,+∞)D ..答案:(-∞,7]15.设实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -2y ≤0,2x -y ≥0,x 2+y 2-2x -2y ≤0则目标函数z =x +y 的最大值为 .解析:不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,根据图形可知,只有直线z =x +y 在第一象限与圆x 2+y 2-2x -2y =0相切时z 最大.根据|1+1-z |2=2,解得z =4(z =0舍去),故所求的最大值为4.答案:416.下表给出一个“三角形数阵”.已知每一列数成等差数列,从第三行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,记第i 行第j 列的数为a ij (i ≥j ,i ,j ∈N *),则a 53= .14 12,14 34,38,316 …解析:由题意可知第一列的首项为14,公差d =12-14=14,第二列的首项为14,公差d =38-14=18,所以a 51=14+4×14=54,a 52=14+3×18=58,所以第5行的公比为q =a 52a 51=12,所以a 53=a 52q =58×12=516.答案:516三、解答题(解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分)已知f (x )=-3x 2+a (5-a )x +b .(1)当不等式f (x )>0的解集为(-1,3)时,求实数a ,b 的值; (2)若对任意实数a ,f (2)<0恒成立,求实数b 的取值范围. 解:(1)f (x )>0即-3x 2+a (5-a )x +b >0, ∴3x 2-a (5-a )x -b <0,∴⎩⎪⎨⎪⎧3+a (5-a )-b =027-3a (5-a )-b =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =9或⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =9.(2)f (2)<0,即-12+2a (5-a )+b <0, 则2a 2-10a +(12-b )>0对任意实数a 恒成立, ∴Δ=100-8(12-b )<0,∴b <-12.∴实数b 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12. 18.(12分)设数列{a n }的前n 项和S n =2n +1,数列{b n }满足b n =1(n +1)log 2a n+n .(1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)当n =1时,a 1=S 1=4. 由S n =2n +1得S n -1=2n(n ≥2),∴a n =S n -S n -1=2n +1-2n =2n(n ≥2),∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧4,n =1,2n ,n ≥2.(2)当n =1时,b 1=12log 24+1=54,∴T 1=54.当n ≥2时,b n =1(n +1)log 22n +n =1n (n +1)+n =1n -1n +1+n , T n =54+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+13-14+14-15+…+1n -1n +1 +(2+3+4+…+n )=14+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+13-14+14-15+…+1n -1n +1+(1+2+3+4+…+n )=34-1n +1+n (n +1)2, 上式对于n =1时也成立,∴T n =34-1n +1+n (n +1)2.19.(12分)已知等差数列{a n }前三项的和为-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.解:(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{|a n |}的前n 项和为S n .当n =1时,S 1=|a 1|=4;当n =2时,S 2=|a 1|+|a 2|=5;当n ≥3时,S n =S 2+|a 3|+|a 4|+…+|a n |=5+(3×3-7)+(3×4-7)+…+(3n -7) =5+(n -2)[2+(3n -7)]2=32n 2-112n +10.当n =2时,满足此式,综上,S n =⎩⎪⎨⎪⎧4, n =1,32n 2-112n +10,n >1.20.(12分)已知数列{a n }满足S n =n2a n (n ∈N *),其中S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 2=2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =⎩⎪⎨⎪⎧a n (n 为奇数)a 2n (n 为偶数),求数列{b n }的前2n 项和T 2n .解:(1)由题意S n =n 2a n 得S n +1=n +12a n +1,两式相减得2a n +1=(n +1)a n +1-na n ,即(n -1)a n +1=na n ,∴n ≥2时,(n -2)a n =(n -1)a n -1, 得(n -1)a n -1+(n -1)a n +1=2(n -1)a n . 即n ≥2时,a n +1+a n -1=2a n , ∴{a n }为等差数列.由S n =n2a n 可得a 1=0,又a 2=2,∴a n =2(n -1).(2)由条件b n =⎩⎪⎨⎪⎧a n (n 为奇数)a 2n (n 为偶数)知,当n 为奇数时,b n =a n =2(n -1),当n 为偶数时,b n =a 2n =2(2n -1)=2n +1-2.∴T 2n =(b 1+b 3+…+b 2n -1)+(b 2+b 4+…+b 2n ) =2+(23+25+…+22n +1)-2n=2n 2-2n +22n +33-83-2n =22n +3+6n 2-12n -83.21.(12分)已知f (x )=x 2-px +q ,其中p >0,q >0. (1)当p >q 时,证明f (q )p <f (p )q; (2)若f (x )=0在区间(0,1),(1,2)内各有一个根,求p +q 的取值范围;解:(1)证明:f (q )p =q 2-pq +q p =q 2+q p -q ,f (p )q =p 2-p 2+qq =1,∴f (q )p -f (p )q =q 2+q p -q -1=(q +1)(q -p )p,∵p >q >0,∴(q +1)(q -p )p <0,即f (q )p -f (p )q<0,∴f (q )p <f (p )q. (2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧f (0)>0f (1)<0f (2)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧q >01-p +q <04-2p +q >0,又p >0,作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,由线性规划的知识可知,1<p +q <5.22.(12分)(2015·高考安徽卷)设n ∈N *,x n 是曲线y =x2n +2+1在点(1,2)处的切线与x 轴交点的横坐标.(1)求数列{x n }的通项公式;(2)记T n =x 21x 23…x 22n -1,证明:T n ≥14n .解:(1)y ′=(x 2n +2+1)′=(2n +2)x2n +1,曲线y =x2n +2+1在点(1,2)处的切线斜率为2n +2,从而切线方程为y -2=(2n +2)(x -1). 令y =0,解得切线与x 轴交点的横坐标x n =1-1n +1=n n +1, 所以数列{x n }的通项公式x n =nn +1.(2)证明:由题设和(1)中的计算结果知,T n =x 21x 23…x 22n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫122⎝ ⎛⎭⎪⎫342…⎝ ⎛⎭⎪⎫2n -12n 2. 当n =1时,T 1=14.当n ≥2时,因为x22n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫2n -12n 2=(2n -1)2(2n )2>(2n -1)2-1(2n )2=2n -22n =n -1n , 所以T n >⎝ ⎛⎭⎪⎫122×12×23×…×n -1n =14n .综上可得,对任意的n ∈N *,均有T n ≥14n .。