2019-2020学年上海市徐汇区高一下学期期末数学试卷 (解析版)
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2019-2020学年上海市徐汇区高一第二学期期末数学试卷一、填空题(共12小题).1.函数f(x)=sinπx的最小正周期是.2.计算:=.3.与两数的等比中项是.4.函数f(x)=arcsin x+1的定义域为5.若tanα=3,则tan(﹣α)=.6.若数列{a n}满足a n+1=2a n(n∈N*),且a1=2,a m=1024,则m=.7.已知=4,则tanα=.8.已知数列{a n}满足a n+1﹣a n=n(n∈N*),且a1=1,则数列{a n}的通项公式a n=.9.已如扇形的圆心角为,弧长为,则扇形的面积为.10.已知数列{a n}的前n项和S n=3n+1+k(n∈N*),且{a n}不是等比数列,则常数k的取值范围是.11.设无穷等比数列{a n}的各项和为,则首项a1的取值范围是.12.已知数列{a n}、{b n}的通项公式分别为a n=3•2n,b n=2n+4(n∈N*),取出数列{a n}、{b n}中的不同的项从小到大排列组成一个新的数列{c n},设数列{c n}的前n项和为S n,则S100=.二、选择题13.已知函数f(x)=sin(x+φ)的图象关于y轴对称,则实数φ的取值可能是()A.B.C.D.π14.要得到函数y=sin(2x﹣)的图象,只需将函数y=sin2x的图象()A.向左平移个单位B.向右平移个单位C.向左平移个单位D.向右平移个单位15.已知数列a n=n•sin(n∈N*),则a1+a2+a3+…+a100等于()A.﹣48B.﹣50C.﹣52D.﹣5416.设{a n}是首项为正数的等比数列,公比为q,对于以下两个命题:(甲)“q>1”是“{a n}为递增数列”的充分非必要条件;(乙)“q<0”是“对任意的正整数n,a2n﹣1+a2n<0”的必要非充分条件,下列判断正确的是()A.甲和乙均为真命题B.甲和乙均为假命题C.甲为假命题,乙为真命题D.甲为真命题,乙为假命题三、解答题17.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=2,a k=38,S k=200.(1)求常数k的值;(2)求{a n}的前n项和S n.18.已知函数.(1)若函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,求实数a的取值范围;(2)求函数f(x)在区间[0,2π]上的所有零点.19.已知数列{a n}满足a n+1=a n+1(n∈N*),a1=3,b n=a n﹣2(n∈N*).(1)证明:数列{b n}是等比数列;(2)若c n=﹣n•b n(n∈N*),求数列{c n}中的最小项.20.今年年初新冠肺炎肆虐全球,抗击新冠肺炎的有效措施之一是早发现、早隔离.现某地发现疫情,卫生部门欲将一块如图所示的四边形区域ABCD沿着边界用固定高度的板材围成一个封闭的隔离区.经测量,边界AB与AD的长都是200米,∠BAD=60°,∠BCD=120°.(1)若∠ADC=105°,求BC的长(结果精确到米);(2)围成该区域至多需要多少米长度的板材?(不计损耗,结果精确到米).21.对于数列{a n},设数列{a n}的前n项和为S n,若存在正整数k,使得恰好为数列{a n}的一项,则称数列{a n}为“P(k)数列”.(1)已知数列1,2,3,x为“P(2)数到”,求实数x的值;(2)已知数列{a n}的通项公式为a n=,试问数列{a n}是否是“P(k)数列”?若是,求出所有满足条件的正整数k;若不是,请说明理由.参考答案一、填空题1.函数f(x)=sinπx的最小正周期是2.【分析】根据正弦函数的周期公式:,可以求出函数的最小正周期解:根据正弦函数的周期公式有,故答案为2.2.计算:=3.【分析】由数列的极限的运算法则和常见数列的极限公式,计算可得所求值.解:====3,故答案为:3.3.与两数的等比中项是±1.【分析】要求两数的等比中项,我们根据等比中项的定义,代入运算即可求得答案.解:设A为与两数的等比中项则A2=()•()=1故A=±1故答案为:±14.函数f(x)=arcsin x+1的定义域为[﹣1,1]【分析】根据反函数的定义及正弦函数的值域即可求出f(x)=arcsin x+1的定义域.解:y=sin x的值域为[﹣1,1];∴f(x)=arcsin x+1的定义域为[﹣1,1].故答案为:[﹣1,1].5.若tanα=3,则tan(﹣α)=﹣.【分析】由题意利用两角差的正切公式,求得tan(﹣α)的值.解:∵tanα=3,则tan(﹣α)===﹣,故答案为:﹣.6.若数列{a n}满足a n+1=2a n(n∈N*),且a1=2,a m=1024,则m=10.【分析】直接根据等比数列的通项公式即可求出.解:数列{a n}满足a n+1=2a n(n∈N*),则数列{a n}为公比为2的等比数列,∴a m=2×2m﹣1=1024,解得m=10,故答案为:10.7.已知=4,则tanα=2.【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式即可化简求解.解:∵==4,∴tanα=2.故答案为:2.8.已知数列{a n}满足a n+1﹣a n=n(n∈N*),且a1=1,则数列{a n}的通项公式a n=.【分析】利用累加求和法直接求解.解:∵数列{a n}满足a n+1﹣a n=n(n∈N*),且a1=1,∴a n=a1+(a2﹣a1)+(a3﹣a2)+(a4﹣a3)+…+(a n﹣a n﹣1)=1+1+2+3+4+…+n﹣1=1+=.∴数列{a n}的通项公式a n=.故答案为:.9.已如扇形的圆心角为,弧长为,则扇形的面积为.【分析】根据弧长公式和扇形的面积公式计算即可.解:扇形的圆心角为,弧长为,根据弧长公式可得l=αR,则R===4,根据扇形面积公式,S=lR=×4×=,故答案为:.10.已知数列{a n}的前n项和S n=3n+1+k(n∈N*),且{a n}不是等比数列,则常数k的取值范围是(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,+∞).【分析】根据数列的递推公式可得a n=2×3n,n≥2时,若{a n}不是等比数列,则9+k≠6,即k≠﹣3.解:∵S n=3n+1+k,①当n=1时,a1=9+k,当n≥2时,∴S n﹣1=3n+k,②①﹣②可得a n=2×3n,此时当n=1时,a1=6,若{a n}不是等比数列,则9+k≠6,即k≠﹣3,∴常数k的取值范围是(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,+∞),故答案为:(﹣∞,﹣3)∪(﹣3,+∞).11.设无穷等比数列{a n}的各项和为,则首项a1的取值范围是.【分析】由已知可得,得0<|q|<1,=,把首项用公比表示,再由公比q的范围求得首项a1的取值范围.解:∵无穷等比数列{a n}的各项和为,即,∴0<|q|<1,=,∴,当﹣1<q<0时,∈();当0<q<1时,∈(0,).则首项a1的取值范围是.故答案为:.12.已知数列{a n}、{b n}的通项公式分别为a n=3•2n,b n=2n+4(n∈N*),取出数列{a n}、{b n}中的不同的项从小到大排列组成一个新的数列{c n},设数列{c n}的前n项和为S n,则S100=11388.【分析】由题可知,数列{a n}、{b n}的公共项恰为a n,因此S100=(b1+b2+…+b106)﹣(a1+a2+…+a6),再结合等差数列和等比数列的求和公式即可得解.解:数列{a n}表示6,12,24,48,……,相当于是6的倍数,而数列{b n}表示所有的偶数,∴数列{a n}、{b n}的公共项恰为a n,∴S100=(b1+b2+…+b106)﹣(a1+a2+…+a6)=﹣3×(21+22+ (26)=(6+216)×53﹣3×=11766﹣3×2×(26﹣1)=11388.故答案为:11388.二、选择题13.已知函数f(x)=sin(x+φ)的图象关于y轴对称,则实数φ的取值可能是()A.B.C.D.π【分析】由题意根据正弦函数的对称性即可求出φ的一个值.解:y=sin(x+φ)的图象关于y轴对称,则φ=kπ+,k∈Z,当k=0时,φ的一个值是.故选:C.14.要得到函数y=sin(2x﹣)的图象,只需将函数y=sin2x的图象()A.向左平移个单位B.向右平移个单位C.向左平移个单位D.向右平移个单位【分析】由函数y=A sin(ωx+φ)的图象变换规律,可得结论.解:∵y=sin(2x﹣)=sin[2(x﹣)],∴将函数y=sin2x的图象上所有的点向右平移个单位,即可得到函数y=sin(2x﹣)的图象.故选:D.15.已知数列a n=n•sin(n∈N*),则a1+a2+a3+…+a100等于()A.﹣48B.﹣50C.﹣52D.﹣54【分析】先根据正弦函数的周期性对a1+a2+a3+…+a100进行化简运算,再采用分组求和法即可得解.解:a1+a2+a3+…+a100=1•sin+2•sinπ+3•sin+…+98•sin+99•sin+100•sin=(1﹣3)+(5﹣7)+…+(97﹣99)=﹣2×25=﹣50.故选:B.16.设{a n}是首项为正数的等比数列,公比为q,对于以下两个命题:(甲)“q>1”是“{a n}为递增数列”的充分非必要条件;(乙)“q<0”是“对任意的正整数n,a2n﹣1+a2n<0”的必要非充分条件,下列判断正确的是()A.甲和乙均为真命题B.甲和乙均为假命题C.甲为假命题,乙为真命题D.甲为真命题,乙为假命题【分析】利用等比数列的通项公式及不等式的性质判断出前者成立后者一定成立;反之后者成立推不出前者成立,利用充要条件的有关定义得到结论.解:设{a n}是首项为正数的等比数列,公比为q,若“q>1”成立,则a n+1=a1q n>a n=a1q n﹣1即“对于任意正自然数n,都有a n+1>a n”成立,反之若“对于任意正自然数n,都有a n+1>a n”成立,即a n+1=a1q n>a n=a1q n﹣1成立,即a1q n﹣1(q﹣1)>0∴q>1,∴“q>1”是“{a n}为递增数列”的充要条件,故甲为假命题,由a2n﹣1+a2n<0,则a1q2n﹣2+a1q2n﹣1=a1q2n﹣2(1+q)<0,∵a1>0,∴1+q<0,∴q<﹣1,∴q<0为q<﹣1的必要而不充分条件,∴“q<0”是“对任意的正整数n,a2n﹣1+a2n<0”的必要而不充分条件.故B为真命题,故选:C.三、解答题17.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a1=2,a k=38,S k=200.(1)求常数k的值;(2)求{a n}的前n项和S n.【分析】(1)直接根据求和公式即可求出k,(2)设公差为d,则a10=a1+9d,解得d,再根据求和公式即可求出.解:(1)S k===200,解得k=10,(2)设公差为d,则a10=a1+9d,可得38=2+9d,解得d=4,∴S n=2n+×4=2n2.18.已知函数.(1)若函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,求实数a的取值范围;(2)求函数f(x)在区间[0,2π]上的所有零点.【分析】(1)求出函数f(x)的单调增区间,结合函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,即可求得实数a的取值范围;(2)由f(x)=0,求解x在[0,2π]上的值,即可得到函数f(x)在区间[0,2π]上的所有零点.解:(1)由,得,k∈Z.取k=0,可得,∵函数在区间[0,a]上单调递增,∴实数a的取值范围是;(2)由f(x)=sin(x+)﹣,得sin(x+)=,则x+=或,k∈Z.又x∈[0,2π],∴x=0,,2π.即函数f(x)在区间[0,2π]上的所有零点是0,,2π.19.已知数列{a n}满足a n+1=a n+1(n∈N*),a1=3,b n=a n﹣2(n∈N*).(1)证明:数列{b n}是等比数列;(2)若c n=﹣n•b n(n∈N*),求数列{c n}中的最小项.【分析】(1)利用等比数列的定义,转化求解即可.(2)化简数列的通项公式,判断数列后项与前项的比值,然后求解数列{c n}中的最小项.解:(1)证明:,∴{b n}是首项为1,公比为的等比数列,;(2),则,①n=1时,,c1=c2,②n≥2时,,c n+1>c n,∴c1=c2<c3<c4<…,即(c n)min=c1=c2=﹣1.数列{c n}中的最小项为:第一项与第二项.20.今年年初新冠肺炎肆虐全球,抗击新冠肺炎的有效措施之一是早发现、早隔离.现某地发现疫情,卫生部门欲将一块如图所示的四边形区域ABCD沿着边界用固定高度的板材围成一个封闭的隔离区.经测量,边界AB与AD的长都是200米,∠BAD=60°,∠BCD=120°.(1)若∠ADC=105°,求BC的长(结果精确到米);(2)围成该区域至多需要多少米长度的板材?(不计损耗,结果精确到米).【分析】(1)直接根据正弦定理即可求出;(2)方法一:设,利用三角函数的变换和三角函数的性质即可求出,方法二:设BC=x千米,CD=y千米,(x,y∈R+),利用余弦定理和基本不等式即可求出.解:(1)连接BD,则在△BCD中BD=200,∠BDC=45°,由,得:,所以BC的长约为163米.(2)方法一:设,则在△BCD中,由,得:,所以,所以当时,BC+CD取得最大值,此时围成该施工区域所需的板材长度最长,为千米,约为631米,方法二:设BC=x千米,CD=y千米,(x,y∈R+),在△BCD中,由,得x2+y2+xy﹣40000=0所以(x+y)2﹣40000=xy又由x+y≥2,得xy≤(x+y)2,当且仅当x=y时等号成立所(x+y)2﹣40000≤(x+y)2,故x+y≤,所以围成该施工区域所需的板材长度最长为千米,约为631米21.对于数列{a n},设数列{a n}的前n项和为S n,若存在正整数k,使得恰好为数列{a n}的一项,则称数列{a n}为“P(k)数列”.(1)已知数列1,2,3,x为“P(2)数到”,求实数x的值;(2)已知数列{a n}的通项公式为a n=,试问数列{a n}是否是“P(k)数列”?若是,求出所有满足条件的正整数k;若不是,请说明理由.【分析】(1)为新定义题,由“P(2)数列”得恰为数列中一项,S4=6+x,S3=6,即可求x(2)根据题意先将给表示出来,得到比值小于等于三,而易知数列{a n}是一个正向数列,奇数项和偶数项分别都是递增数列,所以若为{a n}中的某一项只能为a1,a2,a3,依次验证即可.【解答】(1)由题意,为数列{a n}中的项,①,②,③,④,即实数x的值为;(2)=,,,若为{a n}中的某一项只能为a1,a2,a3,a1=1,a2=2,a3=3,其中①时,即3﹣=1,即3k﹣1=0无解;②,即3﹣=2,即3k﹣1=k2﹣1得k=2;③=3时,即k2﹣1=0,又因为k为正整数,得k=1;综上所述,k=1或k=2.。