内容正文:
滚动测试卷(三)
(本卷满分150分 考试时间120分钟)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.已知集合M=,N={x|2x∈Z},则M∩N=( )
A.{0,1} B.
C. D.
2.已知z∈C,则“z2∈R”是“z∈R”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不是充分条件也不是必要条件
3.若正数x,y满足x2-2xy+2=0,则x+y的最小值是( )
A. B.
C.2 D.2
4.如图,梯形ABCD的腰CD的中点为E,且BC=3AD,记=m,=n,则=( )
A.-m+2n B.m+2n
C.-2m+n D.-m+n
5.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,f(0)=f=f,则f=( )
A.0 B.-1
C.- D.-
6.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若S5=4a1,a1>0,若n>1时,Sn=an,则n等于( )
A.11 B.12
C.20 D.22
7.2021年诺贝尔物理学奖揭晓,获奖科学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)、克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)的杰出贡献之一是建立了地球气候物理模型,该模型能够可靠地预测全球变暖情况.研究表明大气中二氧化碳的含量对地表温度有明显的影响:当大气中二氧化碳的含量每增加25%,地球平均温度就要上升0.5 ℃.若到2050年,预测大气中二氧化碳的含量是目前的4倍,则地球平均温度将上升约(参考数据:lg 2≈0.301 0)( )
A.1 ℃ B.2 ℃
C.3 ℃ D.4 ℃
8.在△ABC中,△ABC的面积为S,4S=(a2+c2-b2),·=-2,且满足sin A+sin C=2sin B,则该三角形的外接圆的半径R为( )
A. B.
C. D.2
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知ccos B+bcos C=2c,且sin2B=sin Asin C,则( )
A.a,b,c成等比数列
B.△ABC为钝角三角形
C.A,B,C成等差数列
D.若c=2,则S△ABC=
10.已知平面直角坐标系中三个点A(-1,-3),B(1,1),C(2,-1),点D为线段AB上靠近点A的三等分点,则下列说法正确的是( )
A.△ABC是钝角三角形
B.在上的投影向量为
C.·=-1
D.若四边形ABCE为平行四边形,则点E的坐标为(0,-5)
11.设函数f(x)的定义域为R,f为奇函数,f为偶函数,当x∈时,f(x)=cosx,则( )
A.f(x+4π)=f(x)
B.f(x)的图象关于直线x=对称
C.f(x)在区间上为增函数
D.方程f(x)-lg x=0仅有4个实数解
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知曲线f(x)=xex-1+1与直线y=kx相切,则k=________.
13.已知sin=,则=________.
14.若实数x,y满足4ln x+2ln y≥x2+4y-4,则xy=________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足a2+c2=b2+ac.
(1)求角B的大小;
(2)若△ABC的面积为,求a+c的最小值.
16.(15分)已知数列{an}满足an+1-an=2n+2.
(1)证明:数列{an-n2}是等差数列;
(2)若a1=2,求数列的前n项和Sn.
17.(15分)已知函数f(x)=.
(1)当a=1,x∈[1,+∞)时,求f(x)的值域;
(2)当a>-时,讨论f(x)的单调区间.
18.(17分)已知函数f(x)=ex-ax+a(a∈R,a≠0),f′(x)为f(x)的导函数.
(1)若f(0)=2,求证:f′(x)+f′(-x)≥0;
(2)若对任意x∈[0,3],f(x)≥0,求a的取值范围.
19.(17分)若∀n∈N*,都存在唯一的实数cn,使得f(cn)=n,则称函数f(x)存在“源数列”{cn}.已知f(x)=-ln x,x∈(0,1].
(1)证明:f(x)存在源数列;
(2)①若f(x)-≤0恒成立,求λ的取值范围;
②记f(x)的源数列为{cn},证明:{cn}的前n项和Sn<.
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滚动测试卷(三)
1.D 集合M=,N={x|2x∈Z},
则M∩N=.故选D.
2.B 易知z=i⇒z2∈R,所以不满足充分性,
而z∈R⇒z2∈R,满足必要性.故选B.
3.A 由x2-2xy+2=0可得y=+,
∴x+y=x++=+≥2=,
当且仅当=,即x=时,等号成立.
所以x+y的最小值为.故选A.
4.A 因为BC=3AD,又+++=0,所以=---=-m-3n+n=-m-2n,
又E为腰CD的中点,所以=+=+=3n-m-n=-m+2n.故选A.
5.C 由图象可知,A=2,由f(0)=f=f可得T=-0=,
且T=,所以=,解得ω=3,所以f(x)=2sin(3x+φ),
由f=f可得,f=f=-2,
所以f=2sin=-2,即+φ=-+2kπ,k∈Z,
即φ=-+2kπ,k∈Z,且|φ|<,当k=1时,φ=,
所以f(x)=2sin,则f=2sin=-.
6.D 设公差为d,
由S5=4a1,得5a1+10d=4a1,所以a1=-10d,
由a1>0,得d<0,
故an=a1+(n-1)d=(n-11)d,
则Sn===,
因为Sn=an,所以=(n-11)d,
化简得n2-23n+22=0,解得n=22或n=1(舍去).故选D.
7.C 设目前大气中二氧化碳的含量为a.由题意,知当二氧化碳的含量为1.25a时,地球平均温度上升0.5 ℃,当二氧化碳的含量为a×1.252时,地球平均温度上升(0.5×2)℃,依次类推,当大气中二氧化碳的含量为a×1.25n时,地球平均温度上升(0.5×n)℃.
令a×1.25n=4a,即1.25n=4,方程两边同时取常用对数,则n===≈6,
所以到2050年,地球平均温度将上升约0.5×6=3(℃).故选C.
8.B 由4S=(a2+c2-b2),
得4××acsin B=(a2+c2-b2),
利用余弦定理得2acsin B=2accos B,
即tan B=,又0<B<π,得B=.
由题意,因为·=accos(π-B)=-ac=-2,所以ac=4.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B.又因为sin A+sin C=2sin B, 所以a+c=2b,
所以2=(a+c)2-3ac,所以2=12,
所以(a+c)2=16,所以a+c=4,
所以2b=4,b=2, 所以2R===,
所以R=,故选B.
9.ABD 对于A,sin2B=sin Asin C,由正弦定理可得b2=ac,且a,b,c>0,
则a,b,c成等比数列,故A正确;
对于B,将ccos B+bcos C=2c,利用正弦定理化简得sin Ccos B+sin Bcos C=2sin C,
即sin(C+B)=2sin C,∴sin A=2sin C,利用正弦定理化简得2c=a,
∴b2=ac=2c2,∴b=c,∴a∶b∶c=2c∶c∶c=2∶∶1,所以A角最大,
由cos A==<0,得A角为钝角,故B正确;
对于C,若A,B,C成等差数列,则2B=A+C,且A+B+C=π,可得B=,
则由余弦定理可得cos B===≠,故C错误;
对于D,若c=2,可得b=2,a=4,则b>c,由cos B=,B∈(0,π),
可得sin B=,所以S△ABC=acsin B=,故D正确.故选ABD.
10.ACD 三点位置如图所示,=(-3,-2),
=(-1,2).
因为,不共线,所以A,B,C三点可构成三角形,
又·=(-3,-2)·(-1,2)=-1<0,所以∠ACB为钝角,A项正确;
11.ACD 因为f为奇函数,所以f(x)的图象关于点中心对称,
因为f为偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=对称.
可画出y=f(x)的部分图象大致如下图中x轴上相邻刻度间距离均为.
对于A,由图可知f(x)的最小正周期为2π,
所以f(x+4π)=f(x),故A正确;
对于B,f(x)的图象关于点中心对称,故B错误;
对于C,由图可知f(x)在区间上单调递增,故C正确;
对于D,lg<lg<,lg>lg 5>,lg<1,lg 4π>lg 10=1,
由图可知,曲线y=lg x与y=f(x)的图象有4个交点,所以方程f(x)-lg x=0仅有4个实数解,故D正确.故选ACD.
12.解析 由f(x)=xex-1+1,求导得f′(x)=(x+1)ex-1,
设直线y=kx与曲线f(x)=xex-1+1的切点为(x0,x0ex0-1+1),
则整理得xex0-1-1=0,
令h(x)=x2ex-1-1,求导得h′(x)=(x2+2x)ex-1,由h′(x)=0,得x=-2或x=0,
当x<-2或x>0时,h′(x)>0,当-2<x<0时,h′(x)<0,
因此函数h(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上单调递增,在(-2,0)上单调递减,
而h(-2)=-1<0,h(0)=-1<0,h(2)=4e-1>0,
则函数h(x)有唯一零点,该零点在(0,+∞)内,
又h(1)=e0-1=0,
于是方程xex0-1-1=0的解为x0=1,所以k=2.
答案 2
13.解析
======-6.
答案 -6
·50·14.解析 4ln x+2ln y≥x2+4y-4,x>0,y>0,
2ln x2+2ln y≥x2+4y-4,即2ln x2y≥x2+4y-4,
根据不等式得,
x2+4y-4≥2-4=4-4,
令t=,所以2ln x2y=2ln t2=4ln t,4-4=4t-4,
因为2ln x2y≥x2+4y-4,所以4ln t≥4t-4.
4ln t-(4t-4)=4(ln t-t+1),设g(t)=ln t-t+1,g′(t)=-1=,
所以,当0<t<1时,g′(t)>0,g(t)单调递增;当t>1时,g′(t)<0,g(t)单调递减,
所以g(t)max=g(1)=0,所以g(t)≤0,即ln t≤t-1,4ln t-(4t-4)≤0,4ln t≤4t-4,
又4ln t≥4t-4,
所以只能4ln t=4t-4,即t=1,
所以2ln x2y=4-4,当x2=4y,x2y=1时成立,即y=,x=,所以xy=.
答案
15.解析 (1)由余弦定理得cos B===,
因为B∈(0,π),所以B=.
(2)由(1)可知sin B=sin=,
因为△ABC的面积为,即acsin B=,所以ac=4,
则ac≤2,即≥2,所以a+c≥4,
当且仅当a=c=2时,等号成立,
所以a+c的最小值为4.
16.(1)证明 因为an+1-an=2n+2,所以an+1-(n+1)2=an+2n+2-(n+1)2,
化简得[an+1-(n+1)2]-(an-n2)=1,
所以{an-n2}为等差数列.
(2)解析 由a1=2,则{an-n2}为首项为1,公差为1的等差数列;
所以an-n2=n,即an=n2+n=n(n+1),==-,
所以Sn=++…+=1-+-+…+-=1-=.
17.解析 (1)当a=1时,f(x)=,
f′(x)===,
令f′(x)=0,得x=2或x=-1,
所以在(1,2)上f′(x)>0,f(x)单调递增,
在(2,+∞)上f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以f(x)极大值 =f(2)=,f(1)=,
又x2+x-1=2-,
因为x>1,所以x2+x-1=2->0,
所以当x→+∞时,f(x)→0,所以f(x)的值域为.
(2)f′(x)=
==,
当a=0时,f′(x)=,当x∈(-∞,2)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(2,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
当a≠0时,令f′(x)=0,得x=-或x=2,当-=2,即a=-时,不符合题意;
当->2,即-<a<0时,在(-∞,2)上f′(x)>0,f(x)单调递增,
在上f′(x)<0,f(x)单调递减,在上f′(x)>0,f(x)单调递增;
当-<2,即a>0时,在上f′(x)<0,f(x)单调递减,
在上f′(x)>0,f(x)单调递增,在(2,+∞)上f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上所述,当-<a<0时,f(x)在(-∞,2),上单调递增,在上单调递减,
当a=0时,f(x)在(-∞,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,
当a>0时,f(x)在,(2,+∞)上单调递减,在上单调递增.
18.(1)证明 因为f(0)=2,所以a=1,
此时f(x)=ex-x+1,
所以f′(x)=ex-1,f′(-x)=e-x-1,
所以f(x)+f′(-x)=ex+e-x-2≥2-2=0,
当且仅当x=0时,等号成立;
即f′(x)+f′(-x)≥0.
(2)解析 易知f′(x)=ex-a,
①因为a≠0,若a<0或0<a≤1,则∀x∈[0,3],
f′(x)≥0,所以f(x)在[0,3]上单调递增,
所以f(x)min=f(0)=1+a≥0,
所以-1≤a<0或0<a≤1;
②若1<a<e3,则由f′(x)=0,得x=ln a,列表:
x
(0,ln a)
ln a
(ln a,3)
f′(x)
-
0
+
f(x)
单调递减
最小值
单调递增
所以f(x)min=f(ln a)=2a-aln a≥0,
所以1<a≤e2;
③若a≥e3,则∀x∈[0,3],f′(x)≤0,
所以f(x)在[0,3]上单调递减,
所以f(x)min=f(3)=e3-2a≥0,此时无解;
综上,a的取值范围为[-1,0)∪(0,e2].
19.(1)证明 由f(x)=-ln x,x∈(0,1],得f′(x)=-=<0,
即f(x)在(0,1]上单调递减,又f(1)=1,
当x>0且x无限趋近于0时,f(x)趋向于正无穷大,
即f(x)的值域为[1,+∞),且函数f(x)在(0,1]上单调递减,
对于f(x)可以取到任意正整数,且在x∈(0,1]上都存在唯一自变量与之对应,
故对于∀n∈N*,令f(x)=n,其在(0,1]上的解必存在且唯一,不妨设解为cn,
即∀n∈N*,则都存在唯一的实数cn∈(0,1],
使得f(cn)=n,即f(x)存在源数列.
(2)①解析 f(x)-≤0恒成立,即λ≥x-ln x恒成立,
令t=∈(0,1],即λ≥t2-2tln t恒成立,
令φ(t)=t2-2tln t,则φ′(t)=2t-2ln t-2,
令g(t)=φ′(t)=2t-2ln t-2,t∈(0,1],则g′(t)=2-≤0,仅在t=1时等号成立,
即g(t)在(0,1]上单调递减,故g(t)≥g(1)=0,即φ(t)在(0,1]上单调递增,故φ(t)max=φ(1)=1,故λ≥1,即λ的取值范围为[1,+∞).
②证明 由①得f(x)≤,故f(cn)≤,即n≤,
故cn≤<=-,
当n=1时,S1≤=1<,
当n≥2时,Sn<1+-+-+…+-=-<,
即{cn}的前n项和Sn<.
学科网(北京)股份有限公司
$$