内容正文:
石家庄二中2024级12月月考
数学试卷
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 已知等差数列中,,则前项和的值为( )
A. 80 B. 40 C. 20 D. 10
【答案】B
【解析】
【分析】利用等差数列的项的性质与求和公式计算即得.
【详解】因是等差数列,则,
故.
故选:B.
2. 已知函数可导,且满足,则函数在处的导数为( )
A. B. C. 1 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】由导数的定义化简已知,即可求解.
【详解】已知函数可导,
,
所以.
故选:A
3. 已知数列为等比数列,,,则( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】由等比数列的性质求出,再由得出即可.
【详解】,,
又,.
故选:B.
4. 已知数列满足,,则数列前2023项的积为( )
A. 2 B. 3 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先找到数列的周期,然后求得数列前2023项的积.
【详解】依题意,,,
所以,,
所以数列是周期为的周期数列,
,,
所以数列前项的积为.
故选:B
5. 已知曲线在点处的切线与直线垂直,则的值( )
A. 1 B. C. D. -1
【答案】C
【解析】
【分析】利用导数的几何意义即可求解.
【详解】设切线的斜率为,
,,将代入,得,
又切线与直线垂直,则,,解得.
故选:C.
6. 已知等比数列的首项为64,公比为,记为数列的前项积,则当时正整数的最大值为( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
【答案】B
【解析】
【分析】根据等比数列的通项公式求出,求得,令,求得答案.
【详解】由题可得,
,
令,即,,解得,
又,所以满足的正整数的最大值为12.
故选:B.
7. 已知圆,为直线上的一个动点,过点作圆的两条切线,,切点为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先利用圆切线的性质推得四点共圆,,从而将转化为,进而确定时取得最小值,再求得以为直径的圆的方程,由此利用两圆相交弦方程的求法即可得解.
【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为.
如图:
依圆的知识可知,四点共圆,且,
所以,
而,
当直线时,最小,此时最小,
所以当直线时,最小.
此时斜率为1,故方程为,
联立,解得,即,
所以,中点
故以为直径的圆的方程为,
又圆,
两圆的方程相减即为直线的方程:.
故选:B
8. 给定函数,若数列满足,则称数列为函数的牛顿数列.已知为的牛顿数列,,且,数列的前n项和为.则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出函数的导函数,即可得到,从而到,两边取对数得到,再由等比数列求和公式计算可得.
【详解】由题意得,则,
所以,
则两边取对数可得,即,
所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列.
所以.
故选:B
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 已知等差数列的公差为,前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】由等差数列的通项与前项和的关系式,可判断各个选项.
【详解】对于A:由 可得:,
因此,选项 A 正确:
对于B:由 可得:
因为 ,所以 ,
因此,选项 B 正确:
对于C:由 和 ,可得:,
则,故,因此,选项C错误;
对于D:由等差数列的前项和公式可得:,
由选项C可知:,
所以,因此,选项 D 正确.
故选:ABD
10. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,点为的右支上任意一点,点,则下列结论中正确的是( )
A.
B. 双曲线的渐近线方程为
C. 过点且与双曲线只有一个公共点的直线有2条
D. 的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A:根据双曲线定义分析判断;对于B:根据双曲线方程求得,即可求解渐近线方程;对于C:根据直线与双曲线的位置关系以及渐近线的性质分析判断;对于D:可知在双曲线的渐近线上方,结合双曲线定义分析判断.
【详解】由双曲线C的方程可知:,且焦点在x轴上,
则,双曲线的渐近线方程为,故B正确;
对于选项A:由双曲线的定义可得,故A正确;
对于选项C:当过M的直线与双曲线相切时,有两条直线与双曲线只有一个公共点;
当过M的直线与渐近线平行时,也有两条直线与双曲线只有一个公共点,
所以过M点且与双曲线只有一个公共点的直线有4条,故C错误;
对于选项D:由选项A可得:,
因为在双曲线的渐近线上方,
则,
当且仅当M,P,三点共线时,取得等号,故D正确.
故选:ABD.
11. 设首项为1的数列的前项和为,且,则( )
A.
B. 是等比数列
C. 是单调递增数列
D. 若,则正整数的最小值为19
【答案】BCD
【解析】
【分析】由递推公式依次计算可求出;分为偶数与奇数,利用递推公式及构造法推导出通项公式,进而利用分组求和法及等比数列求和公式求为偶数、奇数时的前项和,再结合单调性确定的值即可.
【详解】由,得,,,,,A错,
当为偶数时,,则,又,
此时是首项为4,公比为2的等比数列,则,;
当为奇数时,,则,又,
此时是首项为4,公比为2的等比数列,则,,B对,
综上,,且,
则,且,
所以是单调递增数列且各项均为正,则数列单调递增,C对,
当为奇数时,
,又,
当为偶数时,
,又,
所以正整数的最小值是19,D对.
故选:BCD
三、填空题(每题6分,共15分)
12. 设数列的前项和为,且(),则______.
【答案】
【解析】
【分析】由与的关系,通过作差法即可求解.
【详解】由(),
可得,,
两式作差可得:,,
又当时,,符合上式,
所以,
故答案为:
13. 已知椭圆,若斜率为的直线过点,与轴交于点,与椭圆相交于,两点,若,则的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】先写出直线的方程,然后联立直线与椭圆的方程,利用韦达定理得到两根之和与两根之积,再根据向量相等的性质列出方程,进而求出的值.
【详解】直线过点且斜率为,则直线的方程为.
令,得,.
联立直线与椭圆方程,整理得:.
设,则.
,.
,,即.
又,代入整理得:,.
故答案为:
14. 若,设不等式对任意正整数均成立,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】先代入转化不等式,针对分奇偶讨论符号,然后分别求奇偶项对应数列的最值,确定的上下限,最后取两种情况的交集,得到的最终取值范围.
【详解】首先,将代入不等式右边,得,原不等式化为
对任意正整数均成立,分奇偶讨论:
当为奇数时,,不等式变为,需小于等于所有奇数项的最小值,
通过计算(对所有),知严格递增,
故奇数项最小值为,即,
当为偶数时,,不等式变为,即,
需大于等于所有偶数项的最大值,因严格递增,
偶数项最小值为,故最大值为,即,
综上,需同时满足上述两个条件,故取值范围为两者的交集,即.
故答案为:
四、解答题
15. 等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前99项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由等差数列通项公式基本量列出等式求解即可;
(2)通过分组求和即可求解.
【小问1详解】
等差数列的前项和为,,
,即,
又,,即,
解得,,
【小问2详解】
记数列的前项和为,
即.
16. 已知函数,数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)由(1)知,,
所以.
故,
又
,
所以数列是递增数列.
当时,取得最小值,又,
所以.
【解析】
【分析】(1)利用函数的性质求出的值,结合数列的特点进行计算.
(2)求出数列的前项和的表达式,根据数列的单调性证明不等式.
【小问1详解】
因为,所以,
则.
又,
所以,
两式相加得,
由可得,,
所以,故.
【小问2详解】
略
17. 已知首项为的数列的前项和为,且.
(1)求,的值;
(2)求数列的通项公式;
(3)求.
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用已知结合递推关系式求解;
(2)利用已知结合递推关系式构造等比数列,进而求出的通项公式;
(3)由等比数列的求和公式即可求解.
【小问1详解】
,,
,,,,.
【小问2详解】
,,又,
数列 是首项为,公比为的等比数列,即,
.
【小问3详解】
由(2)可得:
.
18. 已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)如图,在平面直角坐标系中,若,依次连接点,,…,得到折线,求由该折线与直线,所围成的区域的面积.
(3)记数列的前项和为且,若恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)证明为等差数列,求解通项公式即可;
(2)记梯形的面积为,根据题意得,再根据错位相减法求和即可得面积;
(3)结合题意,进而根据裂项求和的方法得,再根据恒成立问题转化为,最后根据数列的单调性求的最小值即可得答案.
【小问1详解】
解:∵,,
∴,∴为等差数列,
首项为,公差为1,
∴,∴.
【小问2详解】
解:过,,,……向轴作垂线,垂足分别为,,……,
由(1)得,则
记梯形的面积为.由题意得:
,
所以
①
又②
①-②得
所以.
所以由该折线与直线,所围成的区域的面积.
【小问3详解】
解:由(1)知
则,
由恒成立,即恒成立,
即恒成立,由单调递增,
故当时,,故,即,
所以的最大值为.
19. 已知抛物线,斜率为的直线交于两点,且线段中点纵坐标为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线不过点,且直线交于另一点,记直线的斜率为,
(i)求证:;
(ii)求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)
(i)法一:由(1),且,
则
所以.
法二:设直线方程为,
抛物线的方程可表示为,
由,
得
,
,
,
直线的斜率为,
,
.
(ii)法一:如图,作出符合题意的图形,
由已知得,
设直线的方程为,
联立,可得,
,
,
,
整理得,
即,
当时,直线与直线重合,舍去
,直线的方程,
直线过定点.
法二:由已知得,
,
,
(舍)或,
直线的方程是,
直线过定点.
【解析】
【分析】(1)联立方程组并利用韦达定理得到,再结合题意求解参数,得到抛物线方程即可.
(2)(i)法一直接利用斜率公式结合韦达定理得到定值,法二利用齐次化结合直线系方程求解定值,(ii)法一结合已证定值,求出直线方程,进而求解定点,法二结合齐次化得到的定值求出直线方程,最后求出定点即可.
【小问1详解】
设直线的方程为,
代入得,
设点,则,
而线段中点纵坐标为4,则,解得,
故的方程为.
【小问2详解】
略
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数学试卷
一、单选题(每题5分,共40分)
1. 已知等差数列中,,则前项和的值为( )
A. 80 B. 40 C. 20 D. 10
2. 已知函数可导,且满足,则函数在处的导数为( )
A. B. C. 1 D. 3
3. 已知数列为等比数列,,,则( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
4. 已知数列满足,,则数列前2023项的积为( )
A. 2 B. 3 C. D.
5. 已知曲线在点处的切线与直线垂直,则的值( )
A. 1 B. C. D. -1
6. 已知等比数列的首项为64,公比为,记为数列的前项积,则当时正整数的最大值为( )
A. 11 B. 12 C. 13 D. 14
7. 已知圆,为直线上的一个动点,过点作圆的两条切线,,切点为,,当最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
8. 给定函数,若数列满足,则称数列为函数的牛顿数列.已知为的牛顿数列,,且,数列的前n项和为.则( )
A. B. C. D.
二、多选题(每题6分,共18分)
9. 已知等差数列的公差为,前项和为,且,则( )
A. B. C. D.
10. 已知双曲线:的左、右焦点分别为,,点为的右支上任意一点,点,则下列结论中正确的是( )
A.
B. 双曲线的渐近线方程为
C. 过点且与双曲线只有一个公共点的直线有2条
D. 的最小值为
11. 设首项为1的数列的前项和为,且,则( )
A.
B. 是等比数列
C. 是单调递增数列
D. 若,则正整数的最小值为19
三、填空题(每题6分,共15分)
12. 设数列的前项和为,且(),则______.
13. 已知椭圆,若斜率为的直线过点,与轴交于点,与椭圆相交于,两点,若,则的值为______.
14. 若,设不等式对任意正整数均成立,则实数的取值范围是______.
四、解答题
15. 等差数列的前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前99项和.
16. 已知函数,数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)记数列的前项和为,求证:.
17. 已知首项为的数列的前项和为,且.
(1)求,的值;
(2)求数列的通项公式;
(3)求.
18. 已知数列中,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)如图,在平面直角坐标系中,若,依次连接点,,…,得到折线,求由该折线与直线,所围成的区域的面积.
(3)记数列的前项和为且,若恒成立,求实数的最大值.
19. 已知抛物线,斜率为的直线交于两点,且线段中点纵坐标为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线不过点,且直线交于另一点,记直线的斜率为,
(i)求证:;
(ii)求证:直线过定点.
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