北师大版高中数学必修5测试题含答案解析

北师大版高二数学必修5综合测试试卷及答案高二数学高中数学必修5测试题一、选择题（每小题5分，共50分）1．在△ABC中，若a = 2 ,b?23,A?300 , 则B等于A．60? B．60?或120? C．30? D．30?或150?2．在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55中，x等于（）A．11 B．12 C．13 D．143．等比数列?an?中, a2?9,a5?243,则?an?的前4项和为（）A．81 B．120 C．168 D．1924.已知{an}是等差数列，且a2+ a3+ a8+ a11=48，则a6+ a7= ( ) A．12 B．16 C．20 D．245．等差数列{an}的前m项和为30，前2m项和为100，则它的前3m项和是( )A.130B.170C.210D.260a1?a3?a5?a7等于( )a2?a4?a6?a811A.? B.?3 C.D.3337．设a?b，c?d，则下列不等式成立的是（）。

adA.a?c?b?d B.ac?bd C.? D.b?d?a?ccb8．如果方程x2?(m?1)x?m2?2?0的两个实根一个小于?1，另一个大于1，6．已知等比数列{an}的公比q??，则13那么实数m的取值范围是（）A．(?2，2) B．（－2，0）C．（－2，1）D．（0，1）9．已知点（3，1）和（- 4，6）在直线3x-2y+a=0的两侧，则a的取值范围是（）A. a24B. a=7 或a=24C. -710.有甲、乙两个粮食经销商每次在同一粮食生产地以相同的价格购进粮食，他们共购进粮食两次，各次的粮食价格不同，甲每次购粮10000千克，乙每次购粮食10000元，在两次统计中，购粮的平均价格较低的是（）A.甲B.乙C.一样低D.不确定二、填空题（每小题5分，共20分）1212．在△ABC中，若a2?b2?bc?c2,则A?_________。

11．在?ABC中, 若a?3,cosA??,则?ABC的外接圆的半径为_____.?13．若不等式ax2?bx?2?0的解集是???,?，则a?b的值为________。

一、选择题1．设0a >，0b >，则下列不等式中不．恒成立的是（ ）． A ．12a a+≥B ．222(1)a b a b +≥+-C ．||a b a b -≥-D ．3322a b ab +≥ 2．不等式ax 2+bx+2＞0的解集是，则a+b 的值是（ ） A ．10B ．﹣10C ．14D ．﹣143．若a ，b 是任意实数，且a >b ，则下列不等式成立的是( ) A ．a 2>b 2B ．1b a< C ．lg(a －b )>0D ．11()()33ab<4．已知,20a b c a b c >>++=，则ca的取值范围是（ ） A ．31c a -<<- B ．113c a -<<- C ．21c a -<<- D ．112c a -<<- 5．已知ABC ∆的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，且2cos 2b C a c ⋅=+，若3b =，则ABC ∆的外接圆面积为（ ）A ．48π B ．12πC ．12πD ．3π6．已知ABC 的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ，若tan tan 1tan tan B C B C +=-⋅，且2bc =，则ABC 的面积为（ ）A ．22B ．2C ．24D ．227．已知ABC ∆中，2a =，3b =，60B =，那么角A 等于（ ）A ．135B ．45C ．135或45D ．908．如图，测量河对岸的塔高AB 时，选与塔底B 在同一水平面内的两个测点C 与D .现测得15BCD ∠=︒，45BDC ∠=︒，302CD m =，并在点C 测得塔顶A 的仰角为30，则塔高AB 为( )A． B．C ．60mD ．20m9．记无穷数列{}n a 的前n 项12,,,n a a a …的最大项为n A ，第n 项之后的各项12,n n a a ++，···的最小项为n B ，令n n n b A B =-，若数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，则数列{}n b 的前10项和为（ ）A ．169-B ．134-C ．103-D ．78-10．2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆，这是我国首次实现了地外天体采样返回，标志着中国航天向前又迈出了一大步．月球距离地球约38万千米，有人说：在理想状态下，若将一张厚度约为0.1毫米的纸对折n 次其厚度就可以超过到达月球的距离，那么至少对折的次数n 是（ ）（lg 20.3≈，lg3.80.6≈） A ．40B ．41C ．42D ．4311．已知数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，若1234480k k k k a a a a +++++++=，则k =（ ）A ．3B ．4C ．5D ．612．在“全面脱贫”行动中，贫困户小王2020年1月初向银行借了扶贫免息贷款10000元，用于自己开发的农产品、土特产品加工厂的原材料进货，因产品质优价廉，上市后供不应求，据测算：每月获得的利润是该月初投入资金的20%，每月底街缴房租800元和水电费400元，余款作为资金全部用于再进货，如此继续，预计2020年小王的农产品加工厂的年利润为（ ）（取111275=．．，121.29=）A ．25000元B ．26000元C ．32000元D ．36000元二、填空题13．若实数m 和n 满足242329231m m n n m n ⨯-⋅+⨯=++，则23m n +的取值范围为______．14．若x ，y 满足约束条件0202x y x y y -≤⎧⎪-≥⎨⎪⎩，则32z x y =+的最大值是_________.15．已知不等式24xa x ≤+对任意的[]1,3x ∈恒成立,则实数a 的范围为_______． 16．在ABC 中，点M 是边BC的中点，AM =2BC =，则2AC AB +的最大值为___________.17．在ABC 中，角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，()226b a c =+-，23B π=，则ABC 的面积是______________. 18．如图，在四边形ABCD 中，已知AB BC ⊥，5AB =，7AD =，135BCD ∠=︒，1cos 7A =，则BC =________.19．已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，若12020OB a OA a OC =+（向量OA 、OC 不平行），A 、C 、B 共线，则2020S =_________．20．已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，1a 为整数，213a =-，8n S S ≥，则数列{}n a 的通项公式为n a =________.三、解答题21．选修4-5 不等式选讲已知函数f (x )＝|x －1|－2|x ＋1|的最大值为m . (1)求m ；(2)若a ，b ，c ∈(0，＋∞)，a 2＋2b 2＋c 2＝2m ，求ab ＋bc 的最大值．22．已知函数2(4)()x f x x +=(0)x >． （1）解不等式：f （x ）＞503； （2）求函数f （x ）的最小值．23．在ABC 中，角A ，B ，C 所对边分别为a ，b ，c ，5b c =，sin 1c A =.点D 是AC的中点，BD AB ⊥，求c 和ABC ∠.24．如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶到A 处时测得公路北侧一山顶D 在北偏西45°的方向上，仰角为α，行驶300米后到达B 处，测得此山顶在北偏西15°的方向上，仰角为β，若β=45°，则此山的高度CD 和仰角α的正切值．25．已知n x 是关于x 的方程2121log 3n n x n n x +-=+的实数根，记12n n a x ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，其中[]x 表示不超过x 的最大整数且n *∈N 若.130n n a a ++⋅>恒成立，求： （1）数列{}n a 的通项公式； （2）数列{}n a 的前n 项和n S .26．从条件①()21n n S n a =+，②1(2)n n n S S a n -+=≥，③0n a >，22n n n a a S +=，中任选一个，补充到下面问题中，并给出解答．（注：如果选择多个条件分别作答，按照第一个解答计分．）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，___________． （1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若1a ，k a ，2k S +成等比数列，求正整数k 的值．【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．D 解析：D 【解析】分析：根据基本不等式、作差法、分析法论证A,B,C 正确，举反例得D 错误. 详解：332222()()a b ab a b a ab b +-=-+-， 当512b a b -<<有3322a b ab <+， 故D 项错误，其余恒成立：111222,a a a a a a+≥⋅=⇒+≥ 2222222(1)(1)(1)02(1),a b a b a b a b a b +-+-=-+-≥⇒+≥+-当a b ≥时2220a b a b ab a b a b b a b a b ---+≥---+=⇒-≥-，当a b <时0a b a b ->>-，选D ．点睛：本题考查根据基本不等式、作差法、分析法论证等知识点，考查推理论证能力.2．D解析：D 【解析】试题分析：不等式ax 2+bx+2＞0的解集是，说明方程ax 2+bx+2=0的解为，把解代入方程求出a 、b 即可． 解：不等式ax 2+bx+2＞0的解集是即方程ax 2+bx+2=0的解为故则a=﹣12，b=﹣2．考点：一元二次方程的根的分布与系数的关系．3．D解析：D 【详解】试题分析：A 中1,2a b ==-不成立，B 中1,12a b =-=-不成立，C 中0,1a b ==-不成立，D 中由指数函数单调性可知是成立的4．A解析：A 【分析】先将20a b c ++=变形为2b a c =--，再代入不等式a b >，b c >，解这两个不等式，即可得a 与c 的比值关系，联立可求ca的取值范围 【详解】解：因为,20a b c a b c >>++=， 所以0,0a c ><，2b a c =--， 因为a b c >>，所以2a c a --<，即3a c >-，解得3ca>-， 将2b a c =--代入b c >中，得2a c c -->， 即a c <-，得1ca<-， 所以31ca-<<-， 故选：A 【点睛】此题考查一元一次不等式的应用，考查不等式性质的应用，考查转化思想，属于中档题5．D解析：D 【分析】 先化简得23B π=，再利用正弦定理求出外接圆的半径，即得ABC ∆的外接圆面积.【详解】由题得222222a b c b a c ab+-⋅=+，所以22222a b c a ac +-=+， 所以222a b c ac -+=-， 所以12cos ,cosB 2ac B ac =-∴=-, 所以23B π=.,R R ∴= 所以ABC ∆的外接圆面积为=3ππ. 故选D 【点睛】本题主要考查正弦定理余弦定理解三角形，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.6．D解析：D 【分析】由两角和的正切公式可得()tan 1B C +=，即可得到34A π=，然后由面积公式可得结果. 【详解】因为tan tan 1tan tan B C B C +=-⋅，即()tan 1B C +=，在ABC 中，所以tan 1A =-，即34A π=，所以sin 2A =，所以11sin 22222ABCSbc A ==⨯⨯=. 故选:D . 【点睛】本题考查三角形的面积公式的应用，考查两角和的正切公式，属于基础题.7．B解析：B 【分析】先由正弦定理求出sin A ，进而得出角A ，再根据大角对大边，大边对大角确定角A ． 【详解】由正弦定理得：sin sin sin sin a b A B A B =⇒=，sin 2A B ==， ∴45A =或135，∵a b <，∴A B <，∴45A =，故选B. 【点睛】本题主要考查正弦定理的应用以及大边对大角，大角对大边的三角形边角关系的应用．8．D解析：D 【分析】由正弦定理确定BC 的长，再tan30AB BC 求出AB ．【详解】15BCD ∠=︒，45BDC ∠=︒120CBD由正弦定理得：sin120sin 45BC302sin 45203sin120BC3tan 3020320ABBC故选D【点睛】本题是正弦定理的实际应用，关键是利用正弦定理求出BC ，属于基础题．9．A解析：A 【分析】先利用单调性依次写出前几项，再根据规律求和即可. 【详解】数列{}n a 的通项公式为2276n a n n =-+，故从2a 起单调递增，且1231,0,3a a a ===， 所以11112101b A B a a =-=-=-=，22213b A B a a =-=-，33334b A B a a =-=-，44445b A B a a =-=-，…，1010101011b A B a a =-=-，又2112117116171a =⨯-⨯+=，所以数列{}n b 的前10项和为()()()()12101334451011...1...b b b a a a a a a a a +++=+-+-+-++-111111171169a a =+-=+-=-.故选：A. 【点睛】 关键点点睛：本题的解题关键在于发现数列从2a 起单调递增，才能依次确定{}n b 的项，找到规律，突破难点.10．C解析：C 【分析】设对折n 次时，纸的厚度为n a ，则{}n a 是以10.12a =⨯为首项，公比为2的等比数列，求出{}n a 的通项，解不等式460.12381010n n a =⨯≥⨯⨯即可求解【详解】设对折n 次时，纸的厚度为n a ，每次对折厚度变为原来的2倍， 由题意知{}n a 是以10.12a =⨯为首项，公比为2的等比数列，所以10.1220.12n nn a -=⨯⨯=⨯，令460.12381010n n a =⨯≥⨯⨯，即122 3.810n ≥⨯，所以lg 2lg 3.812n≥+，即lg 20.612n ≥+，解得：12.6420.3n ≥=， 所以至少对折的次数n 是42，故选：C 【点睛】关键点点睛：本题解题的关键是根据题意抽象出等比数列的模型，求出数列的通项，转化为解不等式即可.11．B解析：B 【分析】由已知，取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，根据等比数列的通项公式建立方程得可求得解． 【详解】因为数列{}n a 中，12a =，()*,N n m n m a a a n m +=⋅∈，所以取1m =，则112n n n a a a a +=⋅=，所以数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，所以2nn a =，又1234480k k k k a a a a +++++++=，即12344220282k k k k +++++++=，即040238k ⨯=，解得4k =， 故选：B ． 【点睛】关键点点睛：解决本题的问题的关键在于令1m =，得出数列{}n a 是以2为首项，2为公差的等比数列，利用等比数列的通项公式建立方程得解．12．C解析：C 【分析】设1月月底小王手中有现款为1(120%)10000120010800a =+⨯-=元，n 月月底小王手中有现款为n a ，1n +月月底小王手中有现款为1n a +，由题意可知16000 1.2(6000)n n a a +-=-，所以数列{6000}n a -是首项为4800，公比为1.2的等比数列，求出12a 即得解. 【详解】设1月月底小王手中有现款为1(120%)1000080040010800a =+⨯--=元，n 月月底小王手中有现款为n a ，1n +月月底小王手中有现款为1n a +，则1 1.21200n n a a +=-，即16000 1.2(6000)n n a a +-=-， 所以数列{6000}n a -是首项为4800，公比为1.2的等比数列，∴11126000480012a -=⨯，即1112480012600042000a =⨯+=，年利润为420001000032000-=元， 故选：C 【点睛】关键点睛：解答本题的关键是根据递推关系1 1.21200n n a a +=-构造数列{6000}n a -，求出新数列的通项关系.二、填空题13．【分析】设方程化简为得到再结合基本不等式得到根据一元二次不等式不等式的解法即可求解【详解】设因为可得所以解得或又由当且仅当时即时等号成立整理得解得所以即则的取值范围为故答案为：【点睛】方法点睛：设利解析：(1,2]. 【分析】设23m n t =+，方程化简为221523m n t t --=⨯⨯，得到2210t t -->，再结合基本不等式，得到23440t t --≤，根据一元二次不等式不等式的解法，即可求解. 【详解】 设23m n t =+，因为242329231m m n n m n ⨯-⋅+⨯=++，可得221523m n t t --=⨯⨯， 所以2210t t -->，解得1t >或12t <-， 又由222235215235()24m n mnt t t +--=⨯⨯≤⨯=， 当且仅当23m n =时，即0m n ==时等号成立，整理得23440t t --≤，解得223t -≤≤， 所以12t <≤，即则23m n +的取值范围为(1,2].故答案为：(1,2]. 【点睛】方法点睛：设23m n t =+，利用换元法把方程化简为221523m n t t --=⨯⨯，根据指数函数的性质和基本不等式，得出不等式2210t t -->和23440t t --≤是解答的关键.14．10【分析】作出不等式组对于的平面区域利用数形结合即可得到结论【详解】解：作出不等式组对于的平面区域如图：由则平移直线由图象可知当直线经过点时直线在轴上的截距最大此时最大由解得此时故答案为：10【点解析：10 【分析】作出不等式组对于的平面区域，利用数形结合即可得到结论． 【详解】解：作出不等式组对于的平面区域如图： 由32z x y =+，则322z y x =-+， 平移直线322zy x =-+， 由图象可知当直线322zy x =-+， 经过点A 时，直线322z y x =-+， 在y 轴上的截距最大，此时z 最大，由2y x y =⎧⎨-=⎩，解得(2,2)A ，此时322210max z =⨯+⨯=， 故答案为：10．【点睛】本题主要考查线性规划的应用，利用z 的几何意义，利用数形结合是解决本题的关键．15．【分析】利用基本不等式求得在的最大值即可求得实数的范围【详解】因为则当且仅当时即等号成立即在的最大值为又由不等式对任意的恒成立所以即实数的范围为故答案为：【点睛】本题主要考查不等式的恒成立问题其中解解析：1[,)4+∞.【分析】利用基本不等式求得24xx +在[]1,3x ∈的最大值，即可求得实数a 的范围. 【详解】因为[]1,3x ∈，则211444x x x x =≤=++，当且仅当4x x =时，即2x =等号成立， 即24xx +在[]1,3x ∈的最大值为14， 又由不等式24x a x ≤+对任意的[]1,3x ∈恒成立，所以14a ≥ 即实数a 的范围为1[,)4+∞.故答案为：1[,)4+∞.【点睛】本题主要考查不等式的恒成立问题，其中解答中熟练应用基本不等式求得24xx +的最大值是解答的关键，着重考查推理与运算能力.16．【分析】用余弦定理表示出求出后利用余弦函数性质可得最大值【详解】记则在中同理在中可得∴设则其中是锐角显然存在使得∴的最大值为故答案为：【点睛】关键点点睛：本题考查余弦定理考查换元法求最值解题方法是用解析：【分析】用余弦定理表示出,AC AB ，求出2AC AB +后利用余弦函数性质可得最大值． 【详解】记AMC α∠=，则AMB πα∠=-， 在AMC中，2222cos 314AC AM MC AM MC ααα=+-⋅=+-=-，同理在AMB中可得24AB α=+，∴228AB AC +=，设AB x =，AC x =，(0,)2x π∈．则12cos )cos )2AC AB x x x x x x +=+=+=+)x θ=+，其中cosθθ==θ是锐角， 显然存在0(0,)22x ππθ=-∈，使得0sin()1x θ+=，∴2AC AB +的最大值为故答案为： 【点睛】关键点点睛：本题考查余弦定理，考查换元法求最值．解题方法是用余弦定理表示出,AB AC，得出228AB AC +=，利用三角换元法AB x =，AC x =，(0,)2x π∈．这里注意标明x 的取值范围．在下面求最值时需确认最值能取到，然后结合三角函数的性质求最值．17．【分析】利用余弦定理求出的值再利用三角形的面积公式可求得的面积【详解】由余弦定理可得可得则解得因此的面积是故答案为：【点睛】方法点睛：在解三角形的问题中若已知条件同时含有边和角但不能直接使用正弦定理【分析】利用余弦定理求出ac 的值，再利用三角形的面积公式可求得ABC 的面积. 【详解】由余弦定理可得222222cos b a c ac B a c ac =+-=++，222a c b ac ∴+-=-，()2222626b a c a c ac =+-=++-，可得222260a c b ac +-+-=，则260ac ac --=，解得6ac =，因此，ABC 的面积是11sin 62222ABC S ac B ==⨯⨯=△.故答案为：2. 【点睛】方法点睛：在解三角形的问题中，若已知条件同时含有边和角，但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案，要选择“边化角”或“角化边”，变换原则如下： （1）若式子中含有正弦的齐次式，优先考虑正弦定理“角化边”； （2）若式子中含有a 、b 、c 的齐次式，优先考虑正弦定理“边化角”； （3）若式子中含有余弦的齐次式，优先考虑余弦定理“角化边”； （4）代数式变形或者三角恒等变换前置；（5）含有面积公式的问题，要考虑结合余弦定理求解；（6）同时出现两个自由角（或三个自由角）时，要用到三角形的内角和定理.18．【分析】由余弦定理可得由诱导公式可得进而可得由三角恒等变换得再由正弦定理即可得解【详解】在中由余弦定理得所以所以又所以所以所以在中由正弦定理得所以故答案为：【点睛】本题考查了正弦定理和余弦定理解三角解析：)41【分析】由余弦定理可得8BD =、1cos 2ABD ∠=，由诱导公式可得1sin 2CBD ∠=，进而可得cos CBD ∠=sin BDC ∠，再由正弦定理即可得解. 【详解】在ABD △中，由余弦定理得2222cos 64BD AB AD AB AD A =+-⋅⋅=， 所以8BD =，所以2221cos 22AB BD AD ABD AB BD +-∠==⋅，又AB BC ⊥，所以1sin cos 2CBD ABD ∠=∠=，0,2CBD π⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭，所以cos CBD ∠==， 所以()sin sin sin cos cos sin BDC BCD CBD BCD CBD BCD CBD ∠=∠+∠=∠∠+∠∠12==， 在BCD △中，由正弦定理得sin sin 2BC BD BDC BCD ===∠∠，所以)41BC BDC =∠==.故答案为：)41.【点睛】本题考查了正弦定理和余弦定理解三角形的应用，考查了三角恒等变换的应用及运算求解能力，属于中档题.19．【分析】先证明当共线且则根据题意可求得的值然后利用等差数列求和公式可求得的值【详解】当共线时则共线可设所以又则由于（向量不平行）共线则由等差数列的求和公式可得故答案为：【点睛】本题考查等差数列求和同 解析：1010【分析】先证明当A 、C 、B 共线且OB mOA nOC =+，则1m n +=，根据题意可求得12020a a +的值，然后利用等差数列求和公式可求得2020S 的值. 【详解】当A 、C 、B 共线时，则AB 、AC 共线，可设AB AC λ=， 所以，()OB OA OC OA λ-=-，()1OB OA OC λλ∴=-+， 又OB mOA nOC =+，则()11m n λλ+=-+=，由于12020OB a OA a OC =+（向量OA 、OC 不平行），A 、C 、B 共线，则120201a a +=，由等差数列的求和公式可得()120202020202020201101022a a S +⨯===.故答案为：1010. 【点睛】本题考查等差数列求和，同时也考查了三点共线结论的应用，考查计算能力，属于中等题.20．【分析】设等差数列的公差为由等差数列的性质及前n 项和公式可得再由二次函数的图象与性质可得求得后再由等差数列的通项公式即可得解【详解】设等差数列的公差为则为整数所以由结合二次函数的图象与性质可得解得所 解析：217n -【分析】设等差数列{}n a 的公差为d ，由等差数列的性质及前n 项和公式可得231322n n d d S n ⎛⎫+ ⎝-⎪⎭=，再由二次函数的图象与性质可得313151722222d d ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭≤-≤⨯，求得d 后再由等差数列的通项公式即可得解. 【详解】设等差数列{}n a 的公差为d ，则1213a a d d =-=--，d 为整数， 所以()()()2131313112222n d S d n n n n d a n d d n n n --=+⎛⎫--++ ⎪⎝=⎭=-， 由8n S S ≥，结合二次函数的图象与性质可得0d >，313151722222d d ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭≤-≤⨯， 解得131376d ≤≤， 所以2d =，所以1215a a d =-=-，所以()()111521217n a a n d n n =+-=-+-=-. 故答案为：217n -. 【点睛】本题考查了等差数列通项公式及前n 项和公式的应用，考查了利用二次函数的图象与性质解决等差数列前n 项和最值的问题，属于中档题.三、解答题21．(1) m ＝2 (2) ab ＋bc 的最大值为2 【解析】试题分析：（1）根据绝对值内的零点，分类讨论，去掉绝对值符号，求出函数的最大值，即可得到m ．（2）利用重要不等式求解ab+bc 的最大值． (1)当x ≤－1时，f (x )＝3＋x ≤2； 当－1<x <1时，f (x )＝－1－3x <2； 当x ≥1时，f (x )＝－x －3≤－4.故当x ＝－1时，f (x )取得最大值2，即m ＝2.(2)因为a 2＋2b 2＋c 2＝(a 2＋b 2)＋(b 2＋c 2)≥2ab ＋2bc ＝2(ab ＋bc )， 当且仅当a ＝b ＝c ＝1时取等号，所以ab ＋bc ≤22222a b c ++ ＝2，即ab ＋bc 的最大值为2. 22．（1）8|03x x ⎧<<⎨⎩或}6x >；（2）16 【分析】（1）令2(4)503x x +>，解得x 的范围与0x >求交集即可得解集. （2）将2(4)()x f x x+=展开整理，然后用基本不等式求最值.【详解】（1）220(4)50()(4)5033x x f x x x x>⎧+⎪=>⇔⎨+>⎪⎩， 208|03264803x x x x x >⎧⎧⇔⇔<<⎨⎨-+>⎩⎩或}6x >.（2）22(4)81616()8816x x x f x x x x x +++===++≥=，当且仅当16x x =，即4x =时函数2(4)()x f x x+=取得最小值16.【点睛】本题主要考查了分式不等式的解法，和基本不等式求最值，属于基础题. 23．5c =，34ABC π∠=. 【分析】由勾股定理求出BD ，再由sin BDA AD=，sin 1c A =，5b c =求出5c =，5b =，再由余弦定理求出a ，最后由正弦定理求出ABC ∠. 【详解】解：在直角三角形ABD 中，22222224b c BD AD AB c ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭，所以2c BD =.所以5sin BD A AD ==. 又因为sin 1c A =，所以5c =由5b c =得，5b =.因为5sin A =，0,2A π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以225cos 1sin A A =-=. 在ABC 中，由余弦定理，得22255(5)255105a =+-⨯⨯⨯= 由正弦定理，得sin sin a b A ABC =∠，即510sin 55ABC =∠2sin 2ABC ∠=. 又因为,2ABC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭，所以34ABC π∠=. 【点睛】关键点睛：解决本题的关键在于正余弦定理的综合应用，综合利用两个定理求出c 和ABC ∠.24．231． 【分析】设山的高度CD =x ，在ABC 中，利用正弦定理求得CB ，AC ，在Rt BCD 中，由∠CBD =45°得CD =CB 2，然后在Rt ACD 中，由tan CDACα=求解. 【详解】设山的高度CD =x 米，由题可得∠CAB =45°，∠ABC =105°，AB =300米，∠CBD =45°． 在ABC 中，得：∠ACB =180°-45°-105°=30°， 利用正弦定理可得sin 30sin 45sin105AB CB AC==， 所以()300sin 45300sin1053002,15062sin30sin30CB AC ⨯⨯====+，在Rt BCD 中，由∠CBD =45°得CD =CB， 在Rt ACD 中可得tan 1CD AC α=== 25．（1）*1,212(),22n n n k a k N n n k -⎧=-⎪⎪=∈⎨⎪=⎪⎩；（2）2*21,214(),24n n n k S k N n n k ⎧-=-⎪⎪=∈⎨⎪=⎪⎩. 【分析】 （1）先令12n nx t =，根据所给方程，得到()()2312log 23n n n t n t n n ++=+，构造函数()()214log 2n g x x n x +=+，确定122n n n t +<<，再讨论n 为奇数和n 为偶数两种情况，结合题中条件，即可求出数列的通项；（2）根据（1）的结果，讨论n 为奇数和n 为偶数两种情况，利用分组求和的方法，结合等差数列的求和公式，即可求出结果. 【详解】（1）因为n x 是关于x 的方程2121log 3n n x n n x+-=+的实数根，令12n n x t =，则12n nx t =， 所以()()2312log 23n n n t n t n n ++=+，记()()214log 2n g x x n x +=+，显然()g x 单调递增，且2221log 32n n g n n n n n n n +⎛⎫=+<+<+ ⎪⎝⎭，()()222111log 13132n n g n n n n n n n ++⎛⎫=+++=++>+ ⎪⎝⎭， 所以122n n n t +<<， 当*21()n k k N =-∈时，2112n k k t k --<<<，则[]11122n n n n a t k x ⎡⎤-===-=⎢⎥⎣⎦；当*2()n k k N =∈时，21122n k k t k +<<=+，则[]122n nn n a t k x ⎡⎤====⎢⎥⎣⎦； 综上，*1,212(),22n n n k a k N n n k -⎧=-⎪⎪=∈⎨⎪=⎪⎩； （2）由（1）可得，*1,212(),22n n n k a k N n n k -⎧=-⎪⎪=∈⎨⎪=⎪⎩， 当*21()n k k N =-∈时，()()1352461......n n n S a a a a a a a a -=+++++++++211121002412461122222......22222222224n n n n n n n +---⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪---⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭=+++++++++=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；当*2()n k k N =∈时，()()1351246......n n n S a a a a a a a a -=+++++++++2220024224622222 (222)22222224n n n n n n n -⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪-⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭=+++++++++=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭； 综上，2*21,214(),24n n n k S k N n n k ⎧-=-⎪⎪=∈⎨⎪=⎪⎩. 【点睛】 关键点点睛：求解本题的关键在于由n x 是关于x 的方程2121log 3n n x n n x +-=+的实数根，求出12n x 的范围，利用12n n a x ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，通过讨论n 的奇偶，得出数列通项，即可求解. 26．（1）答案见详解；（2）答案见详解. 【分析】选①时，先写()1122n n S n a ++=+，作差得到n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列，即求得n a n =，再按要求列方程解得正整数k 的值即可；选②时，代入1n n n a S S -=-，化简得到是等差数列，求得2n S n =，再计算n a 即可，再按要求列方程解得正整数k 的值即可；选③时，先写21112n n n a a S ++++=，作差得到数列{}n a 是等差数列，即求得na n =，再按要求列方程解得正整数k 的值即可. 【详解】解：若选①，()21n n S n a =+，则()1122n n S n a ++=+， 两式作差得()()11221n n n a n a n a ++-=++，即101n na a n n，n *∈N ，所以n a n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列，首项是111a =，公差是0，故1n a n =，所以n a n =；由{}n a 通项公式知，()12n n n S +=，故()()2232k k k S +++=，又11a =，k a k =， 结合题意知，()()22312k k k ++=⨯，即2560k k --=，解得1k =-或6k =，因为k 是正整数，所以6k =.若选②(2)n a n =≥，11a =，故0n S >1n n n a S S -=-=，=1=，2n ≥，故1=，公差是1n =，故2n S n =.2n ≥时，()221121n n n a S S n n n -=-=--=-，且11a =也适合该式，故数列{}n a 的通项公式21n a n =-；11a =，21k a k =-，()222k S k +=+，结合题意知，()()222112k k -=⋅+，即23830k k --=，解得3k =或13k =-， 因为k 是正整数，所以3k =.若选③，0n a >，22n n n a a S +=，则21112n n n a a S ++++=，两式作差得()211n n a a +++()212n n n a a a +-+=，化简得()()1110n n n n a a a a +++--=，由0n a >知，10n n a a ++>，得110n n a a +--=，即11n n a a +-=， 数列{}n a 是等差数列，首项是1，公差为1，故n a n =； 由{}n a 通项公式知，()12n n n S +=，故()()2232k k k S +++=，又11a =，k a k =，结合题意知，()()22312k k k ++=⨯，即2560k k --=，解得1k =-或6k =，因为k 是正整数，所以6k =. 【点睛】 方法点睛：由数列前n 项和求通项公式时，一般根据11,2,1n n n S S n a a n --≥⎧=⎨=⎩求解，若已知式是关于na 和n S 关系式时，也通常利用两式作差得到1n n n S S a --=消去n S ，或者代入1n n n a S S -=-消去n a ，进行化简计算.。

高中数学北师大版必修5：综合测评(满分:150分;时间:120分钟)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.不等式(12-x)(x-13)>0的解集为()A.{x|13<x<12} B.{x|x>12}C.{x|x<13} D.{x|x<13或x>12}2.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若B=2A,a=1,b=√3,则c= ()A.1或2B.2C.√2D.13.设全集U=R,A={x|2(x-1)2<2},B={x|lo g12(x2+x+1)>-log2(x2+2)},则图中阴影部分表示的集合为()A.{x|1≤x<2}B.{x|x≥1}C.{x|0<x≤1}D.{x|x≤1}4.不等式3x-12-x≥1的解集是()A.{x|34≤x≤2} B.{x|34≤x<2}C.{x|x≤34或x>2} D.{x|x<2}5.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,S6=-5S3≠0,则x9x3=()A.18B.13C.-13D.-186.在△ABC中,已知A,a,b,给出下列说法:①若A≥90°,则此三角形最多有一解;②若A<90°,且a=b sin A,则此三角形为直角三角形,且B=90°;③若A<90°,且b sin A<a≤b,则此三角形有两解.其中正确说法的个数为()A.0B.1C.2D.37.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,a 3=5,S k +2-S k =36,则k 的值为 ( ) A.8 B.7 C.6 D.58.若变量x ,y 满足约束条件{x +x ≤8,2x -x ≤4,x ≥0,x ≥0,且z =5y -x 的最大值为a ,最小值为b ,则a -b 的值是 ( )A.48B.30C.24D.169.设{a n }是等比数列,公比q =2,S n 为{a n }的前n 项和,记T n =17x x -x 2xx x +1(n ∈N +),设x x 0为数列{T n }的最大项,则n 0= ( )A.2B.3C.4D.510.在等比数列{a n }中,已知a 2=1,则其前三项和S 3的取值范围是( ) A.(-∞,-1] B.(-∞,0]∪[1,+∞) C.[3,+∞) D.(-∞,-1]∪[3,+∞)11.在△ABC 中,若a sin A +b sin B -c sin C =0,则圆O :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0的位置关系是 ( )A.相切B.相交C.相离D.不确定12.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n +n +1,设数列{1x x}的前n 项和为S n ,若S n <m 对一切正整数n 恒成立,则实数m 的取值范围为( )A.(3,+∞)B.[3,+∞)C.(2,+∞)D.[2,+∞)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,将答案填在题中的横线上)13.已知数列{a n }为等比数列,前n 项和为S n ,且a 5=4S 4+3,a 6=4S 5+3,则此数列的公比q = . 14.如图,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离都等于√3a km,灯塔A 在观察站C 的北偏东20°,灯塔B 在观察站C 的南偏东40°,则灯塔A 与灯塔B 的距离为 .15.已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a =2,且(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,则△ABC 面积的最大值为 .16.已知等比数列{a n }的前n 项和S n =t ·3n -1-13,则函数y =(x +2)(x +10)x +x(x >0)的最小值为 .三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a 2=(2b -c )b +(2c -b )c. (1)求角A 的大小;(2)若b =2c cos A ,试判断△ABC 的形状.18.(本小题满分12分)已知等差数列{a n }的公差为d ,且关于x 的不等式a 1x 2-dx -3<0的解集为(-1,3). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若b n =1x (x x +3),求数列{b n }的前n 项和S n .19.(本小题满分12分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a >c.已知xx ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·xx ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =2,cos B =13,b =3.求:(1)a 和c 的值; (2)cos(B -C )的值.20.(本小题满分12分)设数列{a n }的各项都是正数,且对于任意n ∈N +,都有x 13+x 23+x 33+…+x x 3=x x 2,其中S n为数列{a n }的前n 项和. (1)求a 2;(2)求数列{a n }的通项公式.21.(本小题满分12分)某投资商到一开发区投资72万元建起一座蔬菜加工厂,第一年共支出12万元,以后每年支出增加4万元,从第一年起每年蔬菜销售收入50万元.设f (n )(万元)表示前n 年的纯利润总和(n ∈N +,f (n )=前n 年的总收入-前n 年的总支出-投资额). (1)该厂从第几年起开始盈利?(2)若干年后,投资商为开发新项目,对该厂有两种处理方案:方案①年平均纯利润达到最大时,以48万元出售该厂;方案②纯利润总和达到最大时,以16万元出售该厂.问哪种方案更划算?22.(本小题满分12分)已知点(x ,y )是平面区域{x +2x ≤2x ,x ≥0,x ≥0(n ∈N +)内的点,目标函数z =x +y ,z 的最大值记作z n .若数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且点(S n ,a n )在直线z n =x +y 上. (1)证明:数列{a n -2}为等比数列; (2)求数列{S n }的前n 项和T n .答案全解全析 全书综合测评一、选择题1.A ∵(12-x )(x -13)>0,∴(x -12)(x -13)<0,解得13<x <12, 即不等式(12-x )(x -13)>0的解集为{x |13<x <12},故选A . 2.B ∵B =2A ,a =1,b =√3,∴由正弦定理得1sin x =√3sin x =√3sin2x =√32sin x cos x ,∴cos A =√32,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,即1=3+c 2-3c ,解得c =2或c =1(不符合题意,舍去),∴c =2,故选B. 3.A 由2(x -1)2<2,得(x -1)2<1, 解得0<x <2,∴A ={x |0<x <2}.由lo g 12(x 2+x +1)>-log 2(x 2+2),得log 2(x 2+x +1)<log 2(x 2+2),则{x 2+x +1>0,x 2+2>0,x 2+x +1<x 2+2,解得x <1,∴B ={x |x <1}. ∴∁U B ={x |x ≥1}. ∴阴影部分表示的集合为 (∁U B )∩A ={x |1≤x <2}. 4.B 由3x -12-x≥1可得3x -12-x-1≥0,所以3x -1-(2-x )2-x≥0,即4x -32-x≥0,所以4x -3x -2≤0,所以{(4x -3)(x -2)≤0,x -2≠0,解得34≤x <2.故选B.5.D 设S 3=a (a ≠0),则S 6=-5a , ∵{a n }为等差数列,∴S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列, 即a ,-6a ,S 9-S 6成等差数列, ∴S 9-S 6=-13a ,即S 9=-18a , ∴x 9x 3=-18. 6.C 由A ≥90°,知B 为锐角,则此三角形最多有一解,故①说法正确;若A <90°,且a =b sin A ,则sin B =1,即B =90°,此三角形为直角三角形,故②说法正确;当A <90°,且a =b 时,A =B ,此三角形为等腰三角形,只有一解,故③说法错误.故正确说法的个数为2. 7.A 设等差数列{a n }的公差为d , ∵a 1=1,a 3=5, ∴d =5-12=2,∴a n =1+2(n -1)=2n -1,∵S k +2-S k =a k +2+a k +1=2(k +2)-1+2(k +1)-1=4k +4=36,∴k =8,故选A.8.C 画出可行域,如图所示.由图可知,当直线y =x 5+x5过点A 时z 取得最大值;过点B 时z 取得最小值.联立得方程组{x +x =8,2x -x =4⇒{x =4,x =4,故A (4,4),对x +y =8,令y =0,则x =8,故B (8,0),所以a =5×4-4=16,b =5×0-8=-8,则a -b =16-(-8)=24,故选C .9.A 易得S n =x 1(1-2x )1-2=a 1(2n-1),S 2n =x 1(1-22x )1-2=a 1(22n -1),a n +1=a 1·2n,∴T n =17x x -x 2x x x +1=17x 1(2x -1)-x 1(22x -1)x 1·2x=17-(2x +162x )≤17-2√2x ·162x =17-8=9,当且仅当2n=162x ,即n =2时取等号,∴数列{T n }的最大项为T 2,则n 0=2,故选A. 10.D 设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q ,则a 2=a 1q =1,∴q =1x 1,∴S 3=a 1+a 2+a 3=a 1+a 1q +a 1q 2=a 1+1+1x 1,当a 1>0时,S 3≥1+2√x 1·1x 1=3,当且仅当a 1=1时取等号;当a 1<0时,S 3≤1-2√(-x 1)·1-x 1=1-2=-1,当且仅当a 1=-1时取等号.故S 3的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).11.A 因为a sin A +b sin B -c sin C =0,所以a 2+b 2-c 2=0,又因为圆心O (0,0)到直线l :ax +by +c =0的距离为√2x2=1,所以圆O :x 2+y 2=1与直线l :ax +by +c =0相切,故选A. 12.D 由题可得a n +1-a n =n +1,则a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=(n -1+1)+(n -2+1)+…+(1+1)+1=n +(n -1)+(n -2)+…+2+1=x (x +1)2,当n =1时,也满足上式, ∴a n =x (x +1)2, ∴1x x =2x (x +1)=2(1x -1x +1),∴S n =2(1-12+12-13+…+1x -1x +1) =2(1-1x +1).∵S n <m 对一切正整数n 恒成立,∴m ≥2,故选D. 二、填空题解析 由题可得a 5-a 6=4S 4-4S 5=-4a 5, ∴a 6=5a 5,∴q =5. 14.答案 3a km解析 由题意知,∠ACB =120°,∴由余弦定理得AB 2=3a 2+3a 2-2√3a ×√3a ×cos120°=9a 2, ∴AB =3a km . 15.答案 √3解析 因为a =2,所以(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C 可化为(a +b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,由正弦定理可得(a +b )(a -b )=(c -b )c ,即b 2+c 2-a 2=bc ,由余弦定理的推论可得cos A =x 2+x 2-x 22xx =xx 2xx =12,又0<A <π,所以A =π3.因为cos A =12=x 2+x 2-42xx ≥2xx -42xx,所以bc ≤4,当且仅当b =c 时取等号.由三角形面积公式知S △ABC=12bc sin A =12bc ·√32=√34bc ≤√3,故△ABC 面积的最大值为√3.16.答案 16解析 由题意知,公比q ≠1.因为S n =x 1(1-x x )1-x =x 11-x -x 11-x q n,而题中S n =t ·3n -1-13=x 3·3n -13,易知-x 3=-13,故t =1,所以y =(x +2)(x +10)x +x=(x +2)(x +10)x +1=x +1+9x +1+10.因为x >0,所以x +1>1,所以y ≥2√(x +1)·9x +1+10=16,当且仅当x +1=9x +1,即x =2(负值舍去)时,等号成立, 所以函数y =(x +2)(x +10)x +x(x >0)的最小值为16.三、解答题17.解析 (1)∵2a 2=(2b -c )b +(2c -b )c , ∴bc =b 2+c 2-a 2, (2分) ∴cos A =x 2+x 2-x 22xx=12, (3分)∴A =60°. (5分)(2)由正弦定理及已知, 得sin B =2sin C cos A ,(6分) 又B =π-(A +C ),∴sin(A +C )=2sin C cos A =sin A cos C +cos A sin C ,即sin A cos C -cos A sin C =0, ∴sin(A -C )=0,∴A =B =C =60°,∴△ABC 为等边三角形. (10分) 18.解析 (1)由题意,得{x x 1=2,-3x 1=-3,解得{x =2,x 1=1.(4分)故数列{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1. (6分) (2)由(1)知a n =2n -1,所以b n =12x 2+2x =12·(x +1)-x x (x +1)=12·(1x -1x +1), (8分) 所以S n =12(1-12)+(12-13)+…+(1x -1x +1)=12(1-1x +1)=x2(x +1).(12分)19.解析 (1)由xx ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·xx ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =2得c ·a ·cos B =2,又cos B =13,所以ac =6. (2分) 由余弦定理,得a 2+c 2=b 2+2ac cos B , 又b =3,所以a 2+c 2=9+2×2=13. (3分) 联立{xx =6,x 2+x 2=13,解得{x =2,x =3或{x =3,x =2.(5分) 因为a >c ,所以a =3,c =2. (6分)(2)在△ABC中,sin B =√1-cos 2x =√1-(13)2=2√23. (7分)由正弦定理,得sin C =xxsin B =23×2√23=4√29. (8分)因为a =b >c ,所以C 为锐角, 因此cos C =√1-sin 2x =√1-(4√29)2=79, (10分)所以cos(B -C )=cos B cos C +sin B sin C =13×79+2√23×4√29=2327. (12分)20.解析 (1)在已知式中,当n =1时,x 13=x 12,∵a 1>0, ∴a 1=1;当n ≥2时,x 13+x 23+x 33+…+x x 3=x x 2,① x 13+x 23+x 33+…+x x -13=x x -12,②(3分)①-②得x x 3=a n (2a 1+2a 2+…+2a n -1+a n ), ∵a n >0,∴x x 2=2a 1+2a 2+…+2a n -1+a n ,即x x 2=2S n -a n ,当n =1时,也满足此式.∴x 22=2(1+a 2)-a 2,解得a 2=-1或a 2=2, ∵a n >0, ∴a 2=2. (6分)(2)由(1)知x x 2=2S n -a n (n ∈N +),③ 当n ≥2时,x x -12=2S n -1-a n -1,④③-④得x x 2-x x -12=2(S n -S n -1)-a n +a n -1=2a n -a n +a n -1=a n +a n -1.(8分)∵a n +a n -1>0, ∴a n -a n -1=1,∴数列{a n }是首项为1,公差为1的等差数列,可得a n =n.(12分) 21.解析 (1)由题意知f (n )=50n -[12x +x (x -1)2×4]-72=-2n 2+40n -72,(2分)由f (n )>0,得-2n 2+40n -72>0,解得2<n <18,由n ∈N +知,该厂从第三年起开始盈利.(4分) (2)方案①:年平均纯利润为x (x )x =40-2(x +36x )≤40-2·2√x ·36x=40-2×2√36=16,当且仅当n =36x ,即n =6时,等号成立.故方案①共获利6×16+48=144(万元),此时n =6.(7分)方案②:由(1)得f (n )=-2(n -10)2+128,所以当n =10时,f (n )max =128.故方案②共获利128+16=144(万元),此时n =10. (10分)比较两种方案,获利都是144万元,但由于第①种方案只需6年,而第②种方案需10年,因此选择第①种方案更划算.(12分)22.解析 (1)证明:由已知得,当直线y =-x +z 过点(2n ,0)时,目标函数取得最大值,故z n =2n , ∴方程为x +y =2n.(2分)∵(S n ,a n )在直线z n =x +y 上, ∴S n +a n =2n ,①∴S n -1+a n -1=2(n -1),n ≥2,② 由①-②得,2a n -a n -1=2,n ≥2, ∴a n -1=2a n -2,n ≥2. (4分)又∵x x-2x x -1-2=x x -22x x-2-2=x x -22(x x-2)=12,n ≥2,a 1-2=-1, ∴数列{a n -2}是以-1为首项,12为公比的等比数列. (6分)(2)由(1)得a n -2=-(12)x -1,∴a n =2-(12)x -1. (8分)∵S n +a n =2n , ∴S n =2n -a n =2n -2+(12)x -1, (10分)∴T n =[0+(12)0]+[2+(12)1]+…+[2x -2+(12)x -1]=[0+2+…+(2n -2)]+(12)0+(12)1+…+(12)x -1=x (2x -2)2+1-(12)x 1-12=n 2-n +2-(12)x -1. (12分)。