2020-2021高中三年级数学下期中试题(及答案)(2)
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2020-2021高中三年级数学下期中试题(及答案)(2)一、选择题1.设,x y 满足约束条件 202300x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪+≤⎩,则46y x ++的取值范围是A .3[3,]7- B .[3,1]- C .[4,1]-D .(,3][1,)-∞-⋃+∞2.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1142n n a -⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,若对任意*N n ∈,都有()143n p S n ≤-≤成立,则实数p 的取值范围是( )A .()2,3B .[]2,3C .92,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .92,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭3.若变量x ,y 满足约束条件1358x y x x y ≥-⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩,,,则2yz x =-的取值范围是( ) A .113⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,B .11115⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,C .111153⎡⎤-⎢⎥⎣⎦, D .3153⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,4.已知数列{}n a的首项110,1n n a a a +==+,则20a =( ) A .99B .101C .399D .4015.在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且()cos 4cos a B c b A =-,则cos2A =( )A .78B .18C .78-D .18-6.已知变量x , y 满足约束条件13230x x y x y ≥⎧⎪+≤⎨⎪--≤⎩,则2z x y =+的最小值为( )A .1B .2C .3D .67.朱载堉(1536~1611),是中国明代一位杰出的音乐家、数学家和天文历算家,他的著作《律学新说》中制成了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制,各相邻两律之间的频率之比完全相等,亦称“十二等程律”.即一个八度13个音,相邻两个音之间的频率之比相等,且最后一个音是最初那个音的频率的2倍.设第三个音的频率为1f ,第七个音的频率为2f ,则21f f = A.BCD8.数列{}n a 的前n 项和为21n S n n =++,()()1N*nn n b a n =-∈,则数列{}n b 的前50项和为( ) A .49B .50C .99D .1009.已知函数22()()()n n f n n n 为奇数时为偶数时⎧=⎨-⎩,若()(1)n a f n f n =++,则123100a a a a ++++=LA .0B .100C .100-D .1020010.已知关于x 的不等式()224300x ax a a -+<<的解集为()12,x x ,则1212a x x x x ++的最大值是( ) A.3B.3C.3D.3-11.设{}n a 是首项为1a ,公差为-1的等差数列,n S 为其前n 项和,若124,,S S S 成等比数列,则1a =( ) A .2 B .-2C .12D .12-12.若ln 2ln 3ln 5,,235a b c ===,则 A .a b c << B .c a b << C .c b a <<D .b a c <<二、填空题13.在ABC ∆中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .2C A π-=,1sin 3A =,3a =,则b =______.14.已知变量,x y 满足约束条件2{41y x y x y ≤+≥-≤,则3z x y =+的最大值为____________.15.若关于 x 的不等式 ()2221x ax -< 的解集中的整数恰有 3 个,则实数 a 的取值范围是________________.16.若ABC ∆的三个内角45A =︒,75B =︒,60C =︒,且面积6S =+形的外接圆半径是______17.已知各项为正数的等比数列{}n a 满足7652a a a =+,若存在两项,m n a a使得1=,则14m n+的最小值为__________.18.设等差数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为,n n S T 若对任意自然数n 都有2343n n S n T n -=-,则935784a ab b b b +++的值为_______. 19.设等差数列{}na 的前n 项和为n S .若35a =,且1S ,5S ,7S 成等差数列,则数列{}n a 的通项公式n a =____.20.在ABC ∆中,,,a b c 分别是角,,A B C 的对边,已知,,a b c 成等比数列,且22a c ac bc -=-,则sin cb B的值为________. 三、解答题21.等差数列{}n a 中,71994,2a a a ==. (1)求{}n a 的通项公式; (2)设1n nb na =,求数列{}n b 的前n 项和n S . 22.已知正项等比数列{}n a 满足26S =,314S =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若2log n n b a =,已知数列11n n b b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n T 证明:1n T <. 23.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且4133n n S a =-. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若1n b n =+,求数列{}n n a b 的前n 项和n T . 24.在ABC ∆ 中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知cos 2cos 2cos A C c aB b--=(1) 求sin sin CA的值 (2) 若1cos ,24B b == ,求ABC ∆的面积. 25.数列{}n a 对任意*n ∈N ,满足131,2n n a a a +=+=. (1)求数列{}n a 通项公式;(2)若13na nb n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,求{}n b 的通项公式及前n 项和. 26.已知等比数列{}n a 的各项均为正数,234848a a a =+=,.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)设4log .n n b a =证明:{}n b 为等差数列,并求{}n b 的前n 项和n S .【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【解析】 【分析】 【详解】 先作可行域,而46y x ++表示两点P (x,y )与A (-6,-4)连线的斜率,所以46y x ++的取值范围是[,][3,1]AD AC k k =-,选B.点睛:线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围.2.B解析:B 【解析】11111444222n n S -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++-+⋅⋅⋅++- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭11221244133212nnn n ⎛⎫-- ⎪⎛⎫⎝⎭=+=+-⋅- ⎪⎛⎫⎝⎭-- ⎪⎝⎭()143n p S n ≤-≤Q即22113332n p ⎛⎫⎛⎫≤-⋅-≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭对任意*n N ∈都成立, 当1n =时,13p ≤≤ 当2n =时,26p ≤≤当3n =时,443p ≤≤ 归纳得:23p ≤≤故选B点睛:根据已知条件运用分组求和法不难计算出数列{}n a 的前n 项和为n S ,为求p 的取值范围则根据n 为奇数和n 为偶数两种情况进行分类讨论,求得最后的结果3.A解析:A 【解析】 【分析】画出满足条件的平面区域,求出角点的坐标,结合2yz x =-的几何意义求出其范围,即可得到答案. 【详解】由题意,画出满足条件的平面区域,如图所示:由358y x x y =⎧⎨+=⎩,解得11A (,),由1x y x=-⎧⎨=⎩,解得(11)B --,, 而2yz x =-的几何意义表示过平面区域内的点与0(2)C ,的直线斜率, 结合图象,可得1AC k =-,13BC k =, 所以2y z x =-的取值范围为113⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,, 故选:A.【点睛】本题主要考查了简单的线性规划问题,其中解答中作出约束条件所表示的平面区域,结合图象确定出目标函数的最优解是解答的关键,着重考查了数形结合思想,以及计算能力,属于基础题.4.C解析:C 【解析】 【分析】 【详解】由1211n n n a a a +=++,可得)211111111n n n n a a a a +++=+++=,,{}+1n a 是以1为公差,以1为首项的等差数列.21,1n n a n a n +==-,即220201399a =-=.故选C.5.C解析:C 【解析】 【分析】根据题目条件结合三角形的正弦定理以及三角形内角和定理可得sin A ,进而利用二倍角余弦公式得到结果. 【详解】∵()cos 4cos a B c b A =-. ∴sin A cos B =4sin C cos A ﹣sin B cos A 即sin A cos B +sin B cos A =4cos A sin C ∴sin C =4cos A sin C ∵0<C <π,sin C ≠0. ∴1=4cos A ,即cos A 14=,那么27cos2218A cos A =-=-. 故选C 【点睛】本题考查了正弦定理及二倍角余弦公式的灵活运用,考查计算能力,属于基础题.6.A解析:A 【解析】 【分析】画出可行域,平移基准直线20x y +=到可行域边界的点()1,1C -处,由此求得z 的最小值. 【详解】画出可行域如下图所示,平移基准直线20x y +=到可行域边界的点()1,1C -处,此时z 取得最小值为()2111⨯+-=. 故选:A.【点睛】本小题主要考查线性规划问题,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题.7.D解析:D 【解析】 【分析】:先设第一个音的频率为a ,设相邻两个音之间的频率之比为q ,得出通项公式, 根据最后一个音是最初那个音的频率的2倍,得出公比,最后计算第三个音的频率与第七个音的频率的比值。
【详解】:设第一个音的频率为a ,设相邻两个音之间的频率之比为q ,那么1q n n a a -=,根据最后一个音是最初那个音的频率的2倍,11212132q q 2a a a ==⇒=,所以47213q a f f a ===D 【点睛】:本题考查了等比数列的基本应用,从题目中后一项与前一项之比为一个常数,抽象出等比数列。
8.A解析:A 【解析】试题分析:当1n =时,113a S ==;当2n ≥时,()()()22111112n n n a S S n n n n n -⎡⎤=-=++--+-+=⎣⎦,把1n =代入上式可得123a =≠.综上可得3,1{2,2n n a n n ==≥.所以3,1{2,12,n n b n n n n n -==-≠为奇数且为偶数.数列{}n b 的前50项和为()()503235749224650S =--+++++++++L L ()()24349252503224922++=--⋅+⋅=.故A 正确.考点:1求数列的通项公式;2数列求和问题.9.B解析:B 【解析】试题分析:由题意可得,当n 为奇数时,()22()(1)121;n a f n f n n n n =++=-+=--当n 为偶数时,()22()(1)121;n a f n f n n n n =++=-++=+所以()1231001399a a a a a a a ++++=+++L L ()()()2410021359999224610099100a a a ++++=-++++-++++++=L L L ,故选B.考点:数列的递推公式与数列求和.【方法点晴】本题主要考查了数列的递推公式与数列求和问题,考查了考生的数据处理与运算能力,属于中档题.本题解答的关键是根据给出的函数()22(){()n n f n n n =-当为奇数时当为偶数时及()(1)n a f n f n =++分别写出n 为奇数和偶数时数列{}n a 的通项公式,然后再通过分组求和的方法得到数列{}n a 前100项的和.10.D解析:D 【解析】:不等式x 2-4ax +3a 2<0(a <0)的解集为(x 1,x 2),根据韦达定理,可得:2123x x a =,x 1+x 2=4a ,那么:1212a x x x x ++=4a +13a. ∵a <0, ∴-(4a +13a )=3,即4a +13a ≤-3 故1212a x x x x ++的最大值为3-. 故选D .点睛:本题主要考查基本不等式,其难点主要在于利用三角形的一边及这条边上的高表示内接正方形的边长.在用基本不等式求最值时,应具备三个条件:一正二定三相等.①一正:关系式中,各项均为正数;②二定:关系式中,含变量的各项的和或积必须有一个为定值;③三相等:含变量的各项均相等,取得最值.11.D解析:D 【解析】 【分析】把已知2214S S S =用数列的首项1a 和公差d 表示出来后就可解得1a .,【详解】因为124S S S ,,成等比数列,所以2214S S S =,即211111(21)(46).2a a a a -=-=-,故选D. 【点睛】本题考查等差数列的前n 项和,考查等比数列的性质,解题方法是基本量法.本题属于基础题.12.B解析:B 【解析】 试题分析:因为ln 2ln 3ln8ln 9ln 2ln 30,23623--=<<,ln 2ln 5ln 32ln 25ln 2ln 50,251025--=>>,故选B. 考点:比较大小.二、填空题13.7【解析】【分析】先求出再利用正弦定理求最后利用余弦定理可求【详解】因为所以故且为锐角则故由正弦定理可得故由余弦定理可得故即或因为为钝角故故故答案为:7【点睛】三角形中共有七个几何量(三边三角以及外解析:7 【解析】 【分析】先求出sin 3C =,再利用正弦定理求c ,最后利用余弦定理可求b . 【详解】 因为2C A π-=,所以2C A π=+,故sin sin cos 2C A A π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭, 且A为锐角,则cos 3A =,故sin C = 由正弦定理可得sin sin a c A C =,故3sin 31sin 3a Cc A⨯=== 由余弦定理可得2222cos a b c bc A =+-,故297223b b =+-⨯即7b =或9b =, 因为C 为钝角,故c b >,故7b =. 故答案为:7. 【点睛】三角形中共有七个几何量(三边三角以及外接圆的半径),一般地,知道其中的三个量(除三个角外),可以求得其余的四个量. (1)如果知道三边或两边及其夹角,用余弦定理;(2)如果知道两边即一边所对的角,用正弦定理(也可以用余弦定理求第三条边);(3)如果知道两角及一边,用正弦定理.14.11【解析】试题分析:由题意得作出不等式组所表示的可行域如图所示由得平移直线则由图象可知当直线经过点时直线的截距最大此时有最大值由解得此时考点:简单的线性规划解析:11【解析】试题分析:由题意得,作出不等式组所表示的可行域,如图所示,由3z x y =+,得3y x z =-+,平移直线3y x z =-+,则由图象可知当直线3y x z =-+经过点A 时,直线3y x z =-+的截距最大,此时z 有最大值,由2{1y x y =-=,解得(3,2)A ,此时33211z =⨯+=.考点:简单的线性规划.15.【解析】试题分析:关于x 的不等式(2x -1)2<ax2等价于其中且有故有不等式的解集为所以解集中一定含有123可得所以解得考点:含参数的一元二次方程的解法 解析:2549,916⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 试题分析:关于x 的不等式(2x -1)2<ax 2等价于2(4)410a x x -+-+<,其中40a ∆=>且有40a ->,故有04a <<,不等式的解集为22x a a <<+-,所以11422a <<+解集中一定含有1,2,3,可得,所以53{74a a ≥≤,解得2549916a ≤≤. 考点:含参数的一元二次方程的解法. 16.【解析】【分析】设三角形外接圆半径R 由三角形面积公式解方程即可得解【详解】由题:设三角形外接圆半径为R ()根据正弦定理和三角形面积公式:即解得:故答案为:【点睛】此题考查三角形面积公式和正弦定理的应解析:【解析】【分析】设三角形外接圆半径R ,由三角形面积公式21sin 2sin sin sin 2S ab C R A B C ==解方程即可得解.【详解】由题:1sin sin 75sin(4530)2B =︒=︒+︒==设三角形外接圆半径为R (0R >),根据正弦定理和三角形面积公式:211sin 2sin 2sin sin 2sin sin sin 22S ab C R A R B C R A B C ==⋅⋅=即262R +=,解得:R =故答案为:【点睛】此题考查三角形面积公式和正弦定理的应用,利用正弦定理对面积公式进行转化求出相关量,需要对相关公式十分熟练.17.【解析】【分析】由求得由可得结合为正整数讨论四种情况可得的最小值【详解】设等比数列的公比为由可得到由于所以解得或因为各项全为正所以由于存在两项使得所以可得当时;当时;当时;当时;综上可得的最小值为故 解析:116【解析】【分析】由7652a a a =+求得2q =1=可得5m n +=,结合,m n 为正整数,讨论四种情况可得14m n +的最小值. 【详解】设等比数列的公比为q ,由7652a a a =+, 可得到6662a a q a q=+, 由于0n a >,所以21q q=+,解得2q =或1q =-. 因为各项全为正,所以2q =.由于存在两项,m n a a1=,所以,218m n a a a ⋅=,112211188m n m n a q a q a q --+-⋅=∴=,28m n q +-∴=,可得5m n +=.当1,4m n ==时,142m n+=; 当2,3m n ==时,14116m n +=; 当3,2m n ==时,1473m n +=; 当4,1m n ==时,14174m n +=; 综上可得 14m n +的最小值为116, 故答案为116. 【点睛】 本题主要考查等比数列的通项公式和性质,考查了分类讨论思想的应用,属于中档题. 分类讨论思想的常见类型⑴问题中的变量或含有需讨论的参数的,要进行分类讨论的;⑵问题中的条件是分类给出的;⑶解题过程不能统一叙述,必须分类讨论的;⑷涉及几何问题时,由几何元素的形状、位置的变化需要分类讨论的.18.【解析】【分析】由等差数列的性质和求和公式可得原式代值计算可得【详解】∵{an}{bn}为等差数列∴∵=∴故答案为【点睛】本题考查等差数列的性质和求和公式属基础题 解析:1941【解析】【分析】 由等差数列的性质和求和公式可得原式1111S T =,代值计算可得. 【详解】∵{a n },{b n }为等差数列, ∴939393657846666222a a a a a a a b b b b b b b b ++=+==++ ∵61111111111622a S a a T b b b +==+=211319411341⨯-=⨯-,∴661941a b =,故答案为1941. 【点睛】 本题考查等差数列的性质和求和公式,属基础题.19.【解析】设等差数列的公差为d∵且成等差数列∴解得 ∴解析:21n -【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,∵35a =,且1S ,5S ,7S 成等差数列,∴111125,7211020a d a a d a d +=⎧⎨++=+⎩解得11,2a d =⎧⎨=⎩ ∴21n a n =- 20.【解析】【分析】利用成等比数列得到再利用余弦定理可得而根据正弦定理和成等比数列有从而得到所求之值【详解】∵成等比数列∴又∵∴在中由余弦定理因∴由正弦定理得因为所以故故答案为【点睛】在解三角形中如果题【解析】【分析】利用,,a b c 成等比数列得到222c b a bc +-=,再利用余弦定理可得60A =︒,而根据正弦定理和,,a b c 成等比数列有1sin sin c b B A=,从而得到所求之值. 【详解】∵,,a b c 成等比数列,∴2b ac =.又∵22a c ac bc -=-,∴222c b a bc +-=. 在ABC ∆中,由余弦定理2221cos 22c b a A bc +-== , 因()0,A π∈,∴60A =︒. 由正弦定理得2sin sin sin sin sin sin c C C b B B B B==, 因为2b ac =, 所以2sin sin sin B A C = ,故2sin sin 1sin sin sin sin C C B A C A ===. 故答案为. 【点睛】在解三角形中,如果题设条件是关于边的二次形式,我们可以利用余弦定理化简该条件,如果题设条件是关于边的齐次式或是关于内角正弦的齐次式,那么我们可以利用正弦定理化简该条件,如果题设条件是边和角的混合关系式,那么我们也可把这种关系式转化为角的关系式或边的关系式.三、解答题21.(1)12n n a +=(2)2222222()()()122311n n S n n n =-+-++-=++L 【解析】【分析】【详解】(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a n =a 1+(n -1)d. 因为71994{2a a a =,=,所以11164{1828a d a d a d +++=,=(). 解得a 1=1,d =12.所以{a n }的通项公式为a n =12n +. (2)b n =1n na =22211n n n n -++=(), 所以S n =2222222()122311n n n n ⎛⎫⎛⎫++⋯+ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭---=+ 22.(1)2n n a =; (2)见解析. 【解析】【分析】(1)由等比数列前n 项和公式求出公比q 和首项1a ,得通项公式;(2)用裂项相消法求出和n T ,可得结论.【详解】(1)设等比数列的首项及公比分别为10a >,0q >,26S =Q ,314S =,显然1q ≠,()()21311611141a q q a q q ⎧-⎪=-⎪∴⎨-⎪=⎪-⎩,解得122a q =⎧⎨=⎩, 2n n a ∴=;(2)证明:由(1)知,n b n =,则11111(1)1n n b b n n n n +==-++, 121n n n T b b b b -∴=++⋯⋯++1111111111223111n n n n n =-+-+⋯⋯+-+-=--++,*n N ∈Q ,1n T ∴<.【点睛】本题考查等比数列的前n 项和与通项公式,考查裂项相消法求数列的和.基本量法是解决等差数列和等比数列的常用方法.裂项相消法、错位相减法、分组(并项)求和法是数列求和的特殊方法,它们针对的是特殊的数列求和.23.(1)14n n a -=(2)322499n n n T +=⨯- 【解析】【分析】(1)利用公式1n n n a S S -=-代入计算得到答案.(2)先计算得到()114n n na b n -=+⨯,再利用错位相减法计算得到答案. 【详解】(1)因为4133n n S a =-,所以()1141233n n S a n --=-≥, 所以当2n ≥时,14433n n n a a a -=-,即14n n a a -=, 当1n =时,114133S a =-,所以11a =, 所以14n n a -=. (2)()114n n na b n -=+⨯, 于是()01221243444414n n n T n n --=⨯+⨯+⨯++⨯++⨯L ,①()12314243444414n n n T n n -=⨯+⨯+⨯++⨯++⨯L ,②由①-②,得()121223244414433n n n n T n n -⎛⎫-=++++-+⨯=-+⨯ ⎪⎝⎭L , 所以322499n n n T +=⨯-. 【点睛】本题考查了数列的通项公式,利用错位相减法计算数列的前n 项和,意在考查学生对于数列公式方法的灵活运用.24.(1)sin 2sin C A = (2)4【解析】【分析】(1)正弦定理得边化角整理可得()()sin 2sin A B B C +=+,化简即得答案.(2)由(1)知sin 2sin c C a A ==,结合题意由余弦定理可解得1a =,sin 4B =,从而计算出面积.【详解】 (1)由正弦定理得2sin ,2sin ,2sin a R A b R b c R C ===, 所以cos cos 22sin sin cos sin A C c a C A B b B---== 即sin cos 2sin cos 2sin cos sin cos B A B C C B A B -=-即有()()sin 2sin A B B C +=+,即sin 2sin C A = 所以sin 2sin C A= (2)由(1)知sin 2sin c C a A ==,即2c a =, 又因为2b = ,所以由余弦定理得:2222cos b c a ac B =+-,即222124224a a a a =+-⨯⨯,解得1a =, 所以2c =,又因为1cos 4B =,所以sin 4B = , 故ABC ∆的面积为11sin 1222ac B =⨯⨯⨯4=4. 【点睛】正弦定理与余弦定理是高考的重要考点,本题主要考查由正余弦定理解三角形,属于一般题.25.(1)1n a n =-(2)()()11111333122213n n n n n n n S -⎛⎫- ⎪++-⎝⎭=+=+- 【解析】【分析】【详解】试题分析:解:(1)由已知得11n n a a +-=,故数列{}n a 是等差数列,且公差1d =.又32a =,得10a =,所以1n a n =-.(2)由(1)得,113n n b n -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以()11111233n n S n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++++⋅⋅⋅++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦()211111123333n n -=+++⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+. ()()11111333122213n n n n n n n S -⎛⎫- ⎪++-⎝⎭=+=+-. 考点:等差数列和等比数列的求和点评:主要是考查了等差数列和等比数列的求和的运用,属于基础题.26.(Ⅰ) 12n n a += (Ⅱ)见解析,234n n + 【解析】【分析】(1)利用2342248a a a q a q +=+=及28a =求得q ,从而得到通项公式. (2)利用定义证明{}n b 等差数列,并利用公式求和.【详解】(Ⅰ)设等比数列{}n a 的公比为q ,依题意0q >.由2348,48a a a =+=得28848q q +=,解得2q =.故21822n n n a -+=⨯= . (Ⅱ)证明:由(Ⅰ)得1441log log 22n n n n b a ++===. 故112n n b b --=,所以{}n b 是首项为1,公差为12的等差数列, 所以()21131224n n n n n S n -+=⨯+⨯=. 【点睛】一般地,判断一个数列是等差数列,可从两个角度去考虑:(1)证明1n n a a d --=;(2)证明:112n n n a a a -+=+.。