2019数学人教A版选修4-5优化练习:第二讲 达标检测 Word版含解析
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达标检测时间:120分钟 满分:150分一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.用分析法证明不等式的推论过程一定是( ) A .正向、逆向均可进行正确的推理 B .只能进行逆向推理 C .只能进行正向推理D .有时能正向推理,有时能逆向推理解析:在用分析法证明不等式时,是从求证的不等式出发,逐步探索使结论成立的充分条件,故只能进行逆向推理. 答案:B2.已知a >2,b >2,则有( ) A .ab ≥a +b B .ab ≤a +b C .ab >a +bD .ab <a +b解析:作商比较法.a +b ab =1b +1a ,又a >2,b >2, ∴1a <12,1b <12,∴a +b ab <12+12=1. 答案:C3.用反证法证明命题“如果a <b ,那么3a >3b ”时,假设的内容应是( ) A.3a =3bB .3a <3bC.3a =3b 且3a >3bD .3a =3b 或3a <3b解析:3a 与3b 的大小关系包括3a >3b ,3a =3b ,3a <3b , ∴应假设的内容为3a =3b 或3a <3b . 答案:D4.已知实数a ,b ,c 满足b +c =6-4a +3a 2,c -b =4-4a +a 2,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c ≥b >a B .a >c ≥b C .c >b >aD .a >c >b解析:∵c -b =(a -2)2≥0,∴c ≥b . 由题中两式相减,得b =a 2+1, ∴b -a =a 2-a +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+34>0,∴b >a ,∴c ≥b >a . 答案:A5.已知a >b >c >0,A =a 2a b 2b c 2c ,B =a b +c b c +a c a +b ,则A 与B 的大小关系是( ) A .A >B B .A <B C .A =BD .不确定解析:∵a >b >c >0,∴A >0,B >0.∴A B =a a a a b b b b c c c c a b a c b c b a c a c b =a a -b a a -c b b -c b b -a c c -a c c -b=⎝ ⎛⎭⎪⎫a b a -b ⎝ ⎛⎭⎪⎫a c a -c ⎝ ⎛⎭⎪⎫b c b -c . ∵a >b >0,∴ab >1,a -b >0. ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a b a -b>1. 同理⎝ ⎛⎭⎪⎫b c b -c >1,⎝ ⎛⎭⎪⎫a c a -c >1.∴AB >1,∴A >B . 答案:A6.若0<x <y <1,则( ) A .3y <3x B .log x 3<log y 3 C .log 4 x <log 4 yD .⎝ ⎛⎭⎪⎫14x <⎝ ⎛⎭⎪⎫14y解析:∵y =3x 在R 上是增函数,且0<x <y <1, ∴3x <3y ,故A 错误.∵y =log 3 x 在(0,+∞)上是增函数且0<x <y <1, ∴log 3 x <log 3 y <log 3 1=0,∴0>1log 3 x >1log 3 y ,∴log x 3>log y 3,故B 错误.∵y =log 4 x 在(0,+∞)上是增函数且0<x <y <1, ∴log 4 x <log 4 y ,故C 正确.∵y =⎝ ⎛⎭⎪⎫14x 在R 上是减函数,且0<x <y <1,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫14x >⎝ ⎛⎭⎪⎫14y,故D 错误. 答案:C7.设a 、b 、c ∈R ,且a 、b 、c 不全相等,则不等式a 3+b 3+c 3≥3abc 成立的一个充要条件是( ) A .a ,b ,c 全为正数 B .a ,b ,c 全为非负实数 C .a +b +c ≥0D .a +b +c >0解析:a 3+b 3+c 3-3abc =(a +b +c )(a 2+b 2+c 2-ab -ac -bc )=12(a +b +c )[(a -b )2+(b -c )2+(a -c )2],而a 、b 、c 不全相等⇔(a -b )2+(b -c )2+(a -c )2>0.∴a 3+b 3+c 3-3abc ≥0⇔a +b +c ≥0. 答案:C8.若实数a ,b 满足a +b =2,则3a +3b 的最小值是( ) A .18 B .6 C .2 3D .243解析:3a +3b ≥23a ·3b =2·3a +b =2×3=6(当且仅当a =b =1时,等号成立).答案:B9.要使3a-3b<3a-b成立,a,b应满足的条件是()A.ab<0且a>bB.ab>0且a>bC.ab<0且a<bD.ab>0且a>b或ab<0且a<b解析:3a-3b<3a-b⇔a-b+33ab2-33a2b<a-b⇔3ab2<3a2b,∴当ab>0时,有3b<3a,即b<a.当ab<0时,有3b>3a,即b>a.答案:D10.已知a,b,c,d都是实数,且a2+b2=1,c2+d2=1.则ac+bd的范围为() A.[-1,1] B.[-1,2)C.(-1,3] D.(1,2]解析:因为a,b,c,d都是实数,所以|ac+bd|≤|ac|+|bd|≤a2+c22+b2+d22=a2+b2+c2+d22=1.所以-1≤ac+bd≤1.答案:A11.在△ABC中,A,B,C分别为a,b,c所对的角,且a,b,c成等差数列,则B适合的条件是()A.0<B≤π4B.0<B≤π3C.0<B≤π2D.π2<B<π解析:∵b=a+c 2,∴cos B =a 2+c 2-b 22ac=a 2+c 2-⎝⎛⎭⎪⎫a +c 222ac=3a 2-2ac +3c 28ac=3a 8c +3c 8a -14≥2·38-14=12, ∵余弦函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上为减函数,∴0<B ≤π3,选B. 答案:B12.若a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,54π,M =|sin α|,N =|cos α|,P =12|sin α+cos α|,Q =12sin 2α,则它们之间的大小关系为( )A .M >N >P >QB .M >P >N >QC .M >P >Q >ND .N >P >Q >M解析:∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,5π4,∴0>sin α>cos α,∴|sin α|<|cos α|, ∴P =12|sin α+cos α|=12(|sin α|+|cos α|)>12(|sin α|+|sin α|)=|sin α|=M ,排除A 、B 、C ,故选D 项. 答案:D二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分,把答案填在题中的横线上) 13.设a =3-2,b =6-5,c =7-6,则a ,b ,c 的大小顺序是________. 解析:a -b =3-2-6+5=3+5-(2+6), 而(3+5)2=8+215,(2+6)2=8+212, ∴3+5>2+ 6.∴a -b >0,即a >b .同理可得b>c.∴a>b>c.答案:a>b>c14.用反证法证明命题“三角形中最多只有一个内角是钝角”时的反设是________.解析:三角形的内角中钝角的个数可以为0个,1个,最多只有一个即为0个或1个,其对立面是“至少两个”.答案:三角形中至少有两个内角是钝角15.已知a,b,c,d都为正数,且S=aa+b+c+bb+c+d+cc+d+a+da+b+d,则S的取值范围是________.解析:由放缩法,得aa+b+c+d<aa+b+c<aa+c;ba+b+c+d <bb+c+d<bd+b;ca+b+c+d <cc+d+a<cc+a;da+b+c+d <dd+a+b<dd+b.以上四个不等式相加,得1<S<2.答案:(1,2)16. 请补全用分析法证明不等式“ac+bd≤(a2+b2)(c2+d2)”时的推论过程:要证明ac+bd≤(a2+b2)(c2+d2),①______________________________________________________________,只要证(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2),即要证:a2c2+2abcd+b2d2≤a2c2+a2d2+b2c2+b2d2,即要证:a2d2+b2c2≥2abcd.②________________________________________________________________.解析:对于①只有当ac+bd≥0时,两边才能平方,对于②只要接着往下证即可.答案:①因为当ac +bd ≤0时,命题显然成立,所以当ac +bd ≥0时 ②∵(ab -bc )2≥0,∴a 2d 2+b 2c 2≥2abcd , ∴命题成立三、解答题(本大题共有6小题,共74分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)求证:a 2+b 2+3≥ab +3(a +b ). 证明:∵a 2+b 2≥2ab , a 2+3≥23a ,b 2+3≥23b ; 将此三式相加得2(a 2+b 2+3)≥2ab +23a +23b , ∴a 2+b 2+3≥ab +3(a +b ).18.(12分)已知m >0,a ,b ∈R ,求证:⎝ ⎛⎭⎪⎫a +mb 1+m 2≤a 2+mb 21+m .证明:因为m >0,所以1+m >0. 所以要证⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫a +mb 1+m 2≤a 2+mb 21+m , 即证(a +mb )2≤(1+m )(a 2+mb 2), 即证m (a 2-2ab +b 2)≥0, 即证(a -b )2≥0.而(a -b )2≥0显然成立, 故⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫a +mb 1+m 2≤a 2+mb 21+m . 19.(12分)已知a >b >0,试比较a 2-b 2a 2+b 2与a -ba +b 的大小.解析:∵a >b >0,∴a 2-b 2a 2+b 2>0,a -ba +b>0.又∵a 2-b 2a 2+b 2a -b a +b=(a 2-b 2)(a +b )(a 2+b 2)(a -b )=(a +b )2a 2+b 2=a 2+b 2+2ab a 2+b 2=1+2ab a 2+b2>1,∴a 2-b 2a 2+b 2>a -b a +b. 20.(12分)若0<a <2,0<b <2,0<c <2,求证:(2-a )b ,(2-b )c ,(2-c )a ,不能同时大于1. 证明:假设三数能同时大于1, 即(2-a )b >1,(2-b )c >1,(2-c )a >1 那么(2-a )+b 2≥(2-a )b >1,①同理(2-b )+c 2>1,②(2-c )+a2>1, ③由①+②+③得3>3, 上式显然是错误的, ∴该假设不成立,∴(2-a)b,(2-b)c,(2-c)a不能同时大于1.21.(13分)求证:2(n+1-1)<1+12+13+…+1n<2n(n∈N+).证明:∵1k>2k+k+1=2(k+1-k),k∈N+,∴1+12+13+…+1n>2[(2-1)+(3-2)+…+(n+1-n)] =2(n+1-1).又1k<2k+k-1=2(k-k-1),k∈N+,∴1+12+13+…+1n<1+2[(2-1)+(3-2)+…+(n-n-1)]=1+2(n-1)=2n-1<2n.故原不等式成立.22.(13分)已知数列{a n}的前n项和S n=2n2+2n,数列{b n}的前n项和T n=2-b n.(1)求数列{a n}与{b n}的通项公式;(2)设c n=a2n·b n,证明当n≥3时,c n+1<c n.解析:(1)∵S n=2n2+2n,∴当n≥2时,S n-1=2(n-1)2+2(n-1),∴a n=S n-S n-1=4n(n≥2).当n=1时,S1=4,符合上式.∴数列{a n}的通项公式为a n=4n.又∵T n=2-b n,∴当n≥2时,T n-1=2-b n-1,∴b n =T n -T n -1=2-b n +b n -1-2, 即2b n =b n -1. ∴b n b n -1=12. 而T 1=b 1=2-b 1,∴b 1=1.∴数列{b n }的通项公式为b n =1·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1. (2)证明:由(1),知c n =(4n )2·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=16n 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1, ∴c n +1=16(n +1)2·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n. ∴c n +1c n =16(n +1)2⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 16n 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1n 2. 当n ≥3时,1+1n ≤43<2, ∴c n +1c n<12×(2)2=1,又由c n =a 2n ·b n 可知,c n +1和c n 均大于0, ∴c n +1<c n .。