北京市丰台区2019-2020学年高二上学期期中数学试卷(B卷) (有解析)
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北京市丰台区2019-2020学年高二上学期期中数学试卷(B卷)一、选择题(本大题共10小题,共40.0分)1.命题p:∃x0∈R,x0>2的否定是()A. ¬p:∀x∈R,x⩽2B. ¬p:∃x∈R,x⩽2C. ¬p:∀x∈R,x<2D. ¬p:∃x∈R,x<22.若a,b,c为实数,且a<b<0,则下列是真命题的为()A. ac2<bc2B. 1a <1bC. ba>abD. a2>ab>b23.已知b<2a,3d<c,则下列不等式一定成立的是()A. 2a−c>b−3dB. 2ac>3bdC. 2a+c>b+3dD. 6ad>bc4.不等式|a+b||a|−|b|≥1成立的充要条件是()A. |a|>|b|B. |a|≥|b|C. |a|<|b|D. |a|≤|b|5.已知等比数列{a n}满足a1=4,a1·a2·a3=a4·a5>0,则q=()A. √2B. √23 C. √24 D. 26.已知函数f(x)=x+cosx,则f(x)的导函数f′(x)=()A. 1−cosxB. 1+cosxC. 1−sinxD. 1+sinx7.函数f(x)=x2+xlnx的导函数是f′(x),则f′(1)的值为()A. 1B. 2C. 3D. 2+ln28.若函数f(x)的导函数f′(x)的图像如图所示,则()A. 函数f(x)有1个极大值点,1个极小值点B. 函数f(x)有0个极大值点,1个极小值点C. 函数f(x)有1个极大值点,0个极小值点D. 函数f(x)有0个极大值点,0个极小值点9.13+13+6+13+6+9+⋯…+13+6+9+⋯⋯+30=()A. 310B. 1033C. 35D. 203310.记函数f(x)的导函数为f′(x),若f(x)对应的曲线在点(x0,f(x0))处的切线方程为y=−x+1,则()A. f′(x0)=2B. f′(x0)=1C. f′(x0)=0D. f′(x0)=−1二、填空题(本大题共6小题,共24.0分)11.已知数列{a n}为等比数列,且a6=4,a10=64,则a8=______ .12. 若a >0,b >0,且2a +b =1,则S =2√ab −4a 2−b 2的最大值是___________.13. 已知a >0,函数f(x)=ln x +1ax 在[1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是__________· 14. 在等差数列{a n }中,已知a 3+a 9=10,则2a 4+a 10=_________. 15. 若不等式ax 2+bx +2<0的解集为{x|13<x <12},则a +b = ______ .16. 无穷数列{a n }中,a 1,a 2,⋯,a m 是首项为10,公差为−2的等差数列;a m+1,a m+2,⋯,a 2m 是首项为12,公比为12的等比数列(其中m ≥3,m ∈N ⋅)并且对于任意的n ∈N ∗, 都有a n+2m =a n 成立.若a 51=164,则m 的取值集合为__________. 三、解答题(本大题共4小题,共36.0分)17. 求函数f (x )=−x 4+2x 2+3,x ∈[−3,2]上的最值.18. 设S n 为等差数列{a n }(n ∈N ∗)的前n 项和,已知S 3=−24,S 10−S 5=50,求:(1)a 1及d 的值; (2)S n 的最小值.19. 设等比数列{a n }首项a 1=1,且a 2是a 1和a 3−1的等差中项.(1)求等比数列{a n }的通项公式;(2)设b n =log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .20.设函数f(x)=a(x−1)2−xe2−x.(I)若曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线与x轴平行,求a的值;(II)若a>−e,求f(x)的单调区间.2-------- 答案与解析 --------1.答案:A解析:【分析】利用特称命题的否定是全称命题即可得出答案.【解答】解:∵特称命题的否定是全称命题,∴命题p:∃x0∈R,x0>2的否定是:¬p:∀x∈R,x⩽2,故选A.2.答案:D解析:【分析】本题考查了不等关系以及不等式的性质.利用不等式的性质,结合特殊值及作差法逐项判断即可得出答案.【解答】解:选项A,∵c为实数,∴取c=0,得ac2=0,bc2=0,此时ac2=bc2,故选项A不正确;选项B,1a −1b=b−aab,∵a<b<0,∴b−a>0,ab>0,∴b−aab>0,即1a>1b,故选项B不正确;选项C,∵a<b<0,∴取a=−2,b=−1,则ba =−1−2=12,ab=2,此时ba<ab,故选项C不正确;选项D,∵a<b<0,∴a2−ab=a(a−b)>0,∴a2>ab,又ab−b2=b(a−b)>0,∴ab>b2,∴a2>ab>b2,故选项D正确.故选D.3.答案:C解析:由于b<2a,3d<c,则由不等式的性质得2a+c>b+3d.4.答案:A解析:【分析】本题考查充分条件、必要条件与充要条件的判断,考查不等式的性质,属基础题.根据不等式的性质判断充分性和必要性即可.【解答】≥1,则|a|−|b|>0;解:因为|a+b|>0,|a+b||a|−|b|≥1;若|a|−|b|>0,由|a+b|≥|a|−|b|,则|a+b||a|−|b|≥1⇔|a|−|b|>0,故|a+b||a|−|b|故选A.5.答案:A解析:【分析】本题考查等比数列的通项公式的应用,属于基础题.由题意得q>0,代入通项公式,化简求值即可.【解答】解:在等比数列{a n}中,a1=4,a1·a2·a3=a4·a5>0,则q>0,∴a1·a1q·a1q2=a1q3·a1q4,即4=q4,q>0,∴q=√2.故选A.6.答案:C解析:解:f′(x)=1−sinx,故选:C.根据求导法则和导数基本公式即可求出.本题考查了导数的基本公式,属于基础题7.答案:C解析:【分析】本题考查导数的计算,根据题意,求出函数的导数,将x=1代入计算可得答案.【解答】解:根据题意,函数f(x)=x2+xlnx,则f′(x)=2x+lnx+1,则f′(1)=2+ln1+1=3.故选C.8.答案:B解析:【分析】本题主要考查了利用导数研究函数的极值应用,属于基础题;根据条件所得当x<x1或x1<x<x2时,f′(x)<0,当x>x2时,f′(x)>0,所以可以判定函数的增减区间,即可得到答案.【解答】解:由题意可知,当x<x1或x1<x<x2时,f′(x)<0,当x>x2时,f′(x)>0,所以f(x)在(−∞,x2)上是减函数,在(x2,+∞)上是增函数,所以f(x)有0个极大值,1个极小值,故选B.9.答案:D解析:【分析】本题考查数列求和的方法的应用,考查分析问题解决问题的能力,属于基础题.利用已知条件求解数列通项公式,利用裂项相消法求解数列的和即可.【解答】解:由题意可知:13+6+9+⋯+3n =2(3n+3)n=23(1n−1n+1),原式=23(1−12+12−13+13−14+⋯+110−111)=23×(1−111)=2033.故选:D.10.答案:D解析:解:由导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率,可得f(x)对应的曲线在点(x0,f(x0))处的切线斜率为f′(x0),曲线在点(x0,f(x0))处的切线方程为y=−x+1,即有f′(x0)=−1.故选D.由导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率,可得f(x)对应的曲线在点(x0,f(x0))处的切线斜率为f′(x0),再由切线方程,即可求得切线的斜率.本题考查导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率,同时考查直线的斜率的求法,属于基础题.11.答案:16解析:解:因为已知数列{a n }为等比数列,且a 6=4,a 10=64,则a 82=a 6×a 10=4×64=162,所以a 8=16; 故答案为:16.因为已知数列{a n }为等比数列,所以a 6,a 8,a 10成等比数列,利用等比中项可求a 8; 本题考查了等比数列运用,属于基础题.12.答案:√2−12解析: 【分析】本小题主要考查函数单调性的应用、一元二次不等式的解法、二次函数的最值等基础知识,考查运算求解能力,考查换元的思想、化归与转化思想.属于中档题.由2a +b =1 得4a 2+b 2=1−4ab ,从而得到S =2√ab −4a 2−b 2=4ab +2√ab −1,令√ab =t >0,建立S 关于t 的二次函数,利用二次函数性质可得S 的最大值. 【解答】解:∵2a +b =1,∴4a 2+b 2=1−4ab , ∴S =2√ab −4a 2−b 2=4ab +2√ab −1, 令√ab =t >0, 则S =4(t +14)2−54,∵2a +b =1,∴1≥2√2ab ⇒0<t ≤√24故当t =√24时,S 有最大值为:√2−12故答案为√2−12.13.答案:[1,+∞)解析: 【分析】本题考查了函数恒成立问题,考查导数的应用,是一道基础题.问题转化为ax −1≥0在[1,+∞)恒成立,结合函数的单调性,从而求出答案. 【解答】解:f′(x)=1x −1ax 2=ax−1ax 2,若函数f(x)=lnx +1ax 在[1,+∞)上是增函数,(a >0), 则ax −1≥0在[1,+∞)恒成立,即:a ≥(1x )max =1, 故答案为[1,+∞).14.答案:15解析: 【分析】本题考查等差数列的性质,等差数列的通项公式,属于基础题. 根据题意,求解即可. 【解答·】解:由题意,设等差数列{a n }的公差为d , 因为a 3+a 9=2a 6=10, ∴a 6=5,∴2a 4+a 10=2(a 1+3d)+(a 1+9d)=3a 1+15d =3a 6=15, 故答案为15.15.答案:2解析:解:∵不等式ax 2+bx +2<0的解集为{x|13<x <12}, ∴对应方程ax 2+bx +2=0的两个实数根是13和12, 由根与系数的关系,得;{−ba =13+122a =13×12,解得a =12,b =−10; ∴a +b =2. 故答案为:2.根据不等式与对应方程的关系,结合根与系数的关系,求出a 、b 的值即可得出结论. 本题考查了一元二次不等式与对应方程的关系以及根与系数的关系应用问题,是基础题目.16.答案:{9,15,45}解析: 【分析】本题考查数列的求和,着重考查数列的函数特性,等价转化思想的综合应用,属于难题.【解答】解:∵a 1,a 2,⋯,a m 是首项为10,公差为−2的等差数列,∴a n =−2n +12,1≤n ≤m ,a m+1,a m+2,⋯,a 2m 是首项为12,公比为12的等比数列,∴a n =(12)n−m,m +1≤n ≤2m ,a 51=164,则m ≥6,m +6+2km =51,k =0,1,2时,m =45,15,9,故答案为{9,15,45}.17.答案: 解:f′(x )=−4x 3+4x ,令f′(x )=−4x (x +1)(x −1)=0,得x =−1,x =0,x =1. 当x 变化时,f′(x )及f (x )的变化怀情况如图下表:所以当x =−3时,f (x )取最小值−60; 当x =−1或x =1时,f (x )取最大值4.解析:本题主要考查利用导数研究闭区间上的最值.18.答案:解:(1)由S 3 = −24,S 10 − S 5 = 50,得{3a 1+3×22d =−24(10a 1+10×92d)−(5a 1+5×42d)=50. 解此方程组,得d = 3,a 1 = −11. (2)由等差数列的前n 项和公式: S n =−11n +n(n−1)2×3=32n 2−252n.即S n = 32(n −256)2−62524.∴当n = 4时,S n 取得最小值为−26.解析:本题考查等差数列的前n 项和公式,以及利用二次函数求最值,考查学生的计算能力. (1)由已知S 3 = −24,S 10 − S 5 = 50,根据考查等差数列的前n 项和公式列出a 1和d 的方程组,即可求解;(2)由等差数列的前n 项和公式:S n = 32(n −256)2−62524.利用二次函数的求最值即可.19.答案:解:(1)设等比数列{a n }的公比为q ,又a 1=1,则2q =1+q 2−1, ∴q =2或q =0(舍去),∴等比数列{a n}的通项公式a n=2n−1.(2)∵b n=log2a n=log22n−1=n−1,b n+1−b n=1,∴数列{b n}是首项为0,公差为1的等差数列,∴S n=b1+b2+⋯+b n=0+1+2+⋯+n−1=(n−1)×n2=12n2−12n.解析:(1)依题意,可求得等比数列{a n}的公比q=2,从而可得数列{a n}的通项公式;(2)易求得b n=log2a n=n−1,于是数列{b n}是首项为0,公差为1的等差数列,从而可求数列{b n}的前n项和S n.本题考查数列的求和,着重考查等比数列与等差数列的通项公式与求和公式的应用,属于中档题.20.答案:解:(I)因为f(x)=a(x−1)2−xe2−x,所以f′(x)=2a(x−1)−(e2−x−xe2−x).因为f(x)在点(2,f(2))处的切线与x轴平行,所以f′(2)=0,所以f′(2)=1+2a=0,所以a=−12.(II)f′(x)=(x−1)(e2−x+2a),(1)当a≥0时,e2−x+2a>0,所以f′(x)>0,解得x>1;f′(x)<0,解得x<1所以函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),函数f(x)的单调递减区间为(−∞,1);(2)当−e2<a<0时,令f′(x)=0,得x1=1,x2=2−ln(−2a),且x2−x1=1−ln(−2a)>0.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x(−∞,1)12−ln(−2a)f′(x)−0+0−f(x)极小值极大值函数f(x)的单调递减区间为(−∞,1),(2−ln(−2a),+∞);综上所述,当a≥0时,函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),函数f(x)的单调递减区间为(−∞,1);当−e2<a<0时,函数f(x)的单调递增区间为(1,2−ln(−2a)),函数f(x)的单调递减区间为(−∞,1),(2−ln(−2a),+∞).解析:(Ⅰ)求出函数的导数,计算f′(2)=0,求出a的值即可;(Ⅱ)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间即可.本题考查了切线方程问题,考查函数的单调性问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,是一道中档题.。