内容正文:
高二年级下学期期末二考试数学学科试题
本试卷共4页,19题.全卷满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.
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. 在等差数列中,,,则的公差为( )
A. B. 2 C. 3 D. 4
2. 下列数列中,既是等差数列也是等比数列的是( )
A. ,,, B. ,,, C. ,,, D. ,,,
3. 在等比数列中,,,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 不等式的解集是( )
A. B. C. D.
5. 已知数列,下列不是该数列的通项公式的是( )
A. B. C. D.
6. 设数列的通项公式为,若数列是单调递增数列,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7. 在垄断条件下,常需要考虑边际要素成本,记边际要素成本为,成本为,当要素供给函数为线性函数(且,均为常数)时,可得,这里记为供给公差.当时,供给公差为( )
A. B. C. D.
8. 已知,,都是非零实数且,设甲:,乙:,则甲是乙的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
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. 设函数,已知对任意恒成立,则( )
A. 曲线过定点 B. 的取值范围是
C. 在区间上单调递减 D. 在区间上单调递增
10. (多选)若是等差数列,则下列数列为等差数列的有( )
A. B. C. D.
11. 若数列满足:存在正整数 ,使得时,恒有(为常数),则称数列为“阶等和数列”,其中为该数列的“阶和”.已知无穷数列是“阶等和数列”,,,,且“阶和”,记数列的前项和为,则下列说法正确的是( )
A.
B. 任给正整数,都有
C. 存在无穷多个正整数,使得
D. 当,且的前项和为时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 数列中,,,则__________.
13. 已知,则的最小值为_____.
14. 已知等比数列与等差数列的各项均为正整数,其公比与公差分别为,,的前项和为.若对任意正整数,,则_____.
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. (1)已知,求的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
16. 在数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
17. 黑板上先写有两个数1,1,记为第1行.由第n行得到第行的规则如下:保持原有各数及顺序不变,并在每两个相邻数之间插入这两个数的和.例如:前三行为1,1→1,2,1→1,3,2,3,1.设第n行所有数之和为.
(1)证明是等比数列,并求的通项公式;
(2)记第n行中位于偶数位置的所有数之和为,求的通项公式.
18. 已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)解关于x的不等式;
(3)当时,若,对,,关于x的不等式恒成立,求实数m的取值范围.
19. 已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
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高二年级下学期期末二考试数学学科试题
本试卷共4页,19题.全卷满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.
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. 在等差数列中,,,则的公差为( )
A. B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】由等差数列的性质,得,解得,
故的公差.
2. 下列数列中,既是等差数列也是等比数列的是( )
A. ,,, B. ,,, C. ,,, D. ,,,
【答案】D
【解析】
【详解】对于A,,数列不是等差数列,A错误
对于B,,数列不是等比数列,B不是;
对于C,,数列不是等比数列,C不是;
对于D,数列是非0常数列,既是等差数列也是等比数列,D是.
3. 在等比数列中,,,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】利用等比数列通项公式将已知条件转化为关于公比的方程,结合正项条件确定的取值,再根据的值计算.
【详解】设等比数列的公比为,,通项公式为(),
将、代入,得: ,
由于等比数列首项,等式两边同除以,整理得: 解得或,
已知,且,故,舍去,得,
由,代入得,解得,
因此.
4. 不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】不等式,解得,
所以原不等式的解集是.
5. 已知数列,下列不是该数列的通项公式的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于A:当为奇数时,;当为偶数时,,与数列的对应项一致,所以是该数列的通项公式;
对于B:当时,;时,;时,,以此类推,与数列的对应项一致,所以是该数列的通项公式;
对于C:根据余弦函数性质,,与B相同,所以是该数列的通项公式;
对于D:,与数列的对应项不符,故不是该数列的通项公式.
6. 设数列的通项公式为,若数列是单调递增数列,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为数列是单调递增数列,
所以,,
即,
化简得,,
当时,有最大值,
所以.
7. 在垄断条件下,常需要考虑边际要素成本,记边际要素成本为,成本为,当要素供给函数为线性函数(且,均为常数)时,可得,这里记为供给公差.当时,供给公差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由,利用分组求和法和等差数列求和公式求得,由此可求.
【详解】因为,
所以,
化简可得,
又,
所以,
即,
所以当时,供给公差为.
8. 已知,,都是非零实数且,设甲:,乙:,则甲是乙的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】对或展开化简,得到,不妨取,结合充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】因为,所以,
又,
所以,
所以,即或或.
不妨设,即,则,
又,所以,
同理,当或时,也满足,故甲能推出乙.
因为,所以,
又,
所以
其中,
若,则,即,
与题设矛盾,所以,
故或或,
不妨设,即,则,
又,所以,
同理,当或时,也满足,故乙能推出甲.
综上,甲是乙的充要条件.
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. 设函数,已知对任意恒成立,则( )
A. 曲线过定点 B. 的取值范围是
C. 在区间上单调递减 D. 在区间上单调递增
【答案】ABC
【解析】
【分析】由二次函数的基本性质,结合函数过定点的判定、恒成立条件下参数范围求解、单调性与对称轴的关系逐一分析选项.
【详解】对于A:将整理为,令,可得,取值与无关,
因此曲线恒过定点,A正确;
对于B:是开口向上的二次函数,对任意恒成立,
则判别式,解得,即,B正确;
对于C:二次函数的对称轴为,由得对称轴范围是,
区间内的所有值均小于,即全部在对称轴左侧,开口向上的二次函数在对称轴左侧单调递减,
因此在上单调递减,C正确;
对于D:当时,对称轴为,区间在对称轴左侧,此时在上单调递减,D错误.
10. (多选)若是等差数列,则下列数列为等差数列的有( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据等差数列的定义逐项判断即可.
【详解】设等差数列的公差为.
对于A,,
所以是以为公差的等差数列,A正确;
对于B,,
因为不一定为常数,所以不一定是等差数列,B错误;
对于C,因为,所以为常数列,故为等差数列,C正确;
对于D,因为,所以为等差数列,D正确.
11. 若数列满足:存在正整数 ,使得时,恒有(为常数),则称数列为“阶等和数列”,其中为该数列的“阶和”.已知无穷数列是“阶等和数列”,,,,且“阶和”,记数列的前项和为,则下列说法正确的是( )
A.
B. 任给正整数,都有
C. 存在无穷多个正整数,使得
D. 当,且的前项和为时,
【答案】ABC
【解析】
【分析】对A,根据题设定义得,,即可求解;对B,根据条件直接得数列的前项,再由数列的周期性,即可求解;对C,利用数列的前项可得,即可求解;对D,根据条件可得的前3项,再利用数列的周期性,即可求解.
【详解】对于A,由题意知,,两式相减,得,故A正确,
对于B,数列的前6项依次为,均不为,又,故B正确,
对于C,由B中分析可得,即均有,故C正确,
对于D,因为,且的前3项依次为,
记的前项和为,则由周期性可得,,
当的前项和为时,,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 数列中,,,则__________.
【答案】
【解析】
【详解】当时,代入,得,
当时,代入,得.
13. 已知,则的最小值为_____.
【答案】
【解析】
【详解】,则,
当且仅当时,即时取等号,
即的最小值为.
14. 已知等比数列与等差数列的各项均为正整数,其公比与公差分别为,,的前项和为.若对任意正整数,,则_____.
【答案】
【解析】
【分析】先利用建立首项关系,再由时,推出公比,结合数列各项为正整数的整除性约束,得,,最终求得.
【详解】因为等差数列的各项均为正整数,所以公差为非负整数,
由等差数列的通项公式可得,所以
当时,,则,
因为等比数列的各项均为正整数,所以,
若,则,不成立,
故,且,
当时,,
整理得,即,
由等比数列的定义可得,
则,
因为与互质,所以要使对于任意正整数,均为整数,必须满足分母能够整除首项,
若,则必然存在某个正整数使得,此时不可能为整数,
所以,则,
所以,,则.
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. (1)已知,求的取值范围.
(2)已知,,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)根据对进行变形,再根据不等式的性质计算求解;
(2)用待定系数法将变形,根据已知范围确定的范围.
【详解】(1),
∴,,,
,
且,
,
的取值范围为.
设,
解得,即,
,
,
又,
,
即的取值范围为.
16. 在数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)前项和
【解析】
【分析】(1)令,可得,利用累加法可求的通项公式;
(2)利用错位相减法可求数列的前项和.
【小问1详解】
令,由,得,,
所以,
当时,得
,
又适合上式,所以,所以
所以
【小问2详解】
由(1)知,
设数列的前项和为,
所以,
所以,
两式相减得
,
所以.
17. 黑板上先写有两个数1,1,记为第1行.由第n行得到第行的规则如下:保持原有各数及顺序不变,并在每两个相邻数之间插入这两个数的和.例如:前三行为1,1→1,2,1→1,3,2,3,1.设第n行所有数之和为.
(1)证明是等比数列,并求的通项公式;
(2)记第n行中位于偶数位置的所有数之和为,求的通项公式.
【答案】(1)证明:由第行得到第行时,原有各数及顺序保持不变,并在每两个相邻数之间插入这两个数的和,因为每一行首尾均为1,所以第行所有相邻两数之和的总和为,
于是,即,
又,所以,故数列是首项为1,公比为3的等比数列,
从而,即.
(2)
【解析】
【分析】(1)通过分析第行到第行的和的递推关系,构造出,证明是等比数列,进而求出的通项;
(2)先利用第行偶数位置数的来源,建立与的关系,再代入的通项,分和得到的分段通项.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
当时,第1行为1,1,所以.
当时,第行偶数位置上的数正好是由第行相邻两数相加插入得到的数,所以.
由,得.
因此的通项公式为
18. 已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)解关于x的不等式;
(3)当时,若,对,,关于x的不等式恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,不等式的解集为;当时,不等式的解集为;当时,不等式的解集为;当时,不等式的解集为当,不等式的解集为.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,得到不等式,结合一元二次不等式的解法,即可求解;
(2)根据题意,转化为,结合含参数的一元二次不等式的解法,分类讨论,即可求解;
(3)根据题意,转化为函数在上的最小值大于在上的最大值,结合二次函数与一次函数的性质,列出不等式,即可求解.
【小问1详解】
当时,不等式,即为,
由方程,可得,
可得方程有两个不同的实数根,分别为,
即不等式为,解得,
即不等式的解集为.
【小问2详解】
由不等式,即为,
整理得,
当时,不等式可化为,解得;
当时,不等式可化为
①当时,不等式即为,因为,解得;
②当时,不等式即为,
(i)若,即,解得或;
(ii)若,即,不等式化为,解得;
(iii)若,即,解得或;
综上可得:当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为
当,不等式的解集为.
【小问3详解】
当时,对,,不等式恒成立,
等价于求解函数在上的最小值大于在上的最大值,
当时,函数的图像开口向上,对称轴为,
所以,
因为函数在区间上为单调递减函数,
所以,
所以,解得,
所以实数的取值范围为.
19. 已知是等差数列,其前项和为,是等比数列,已知,,,是和的等比中项.
(1)求和的通项公式;
(2)设数列的前项和
①求;
②对于恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1),
(2)①;②
【解析】
【分析】(1)利用等差数列的通项公式和求和公式及等比数列的通项公式求解;
(2)①求出,利用错位相减法求和.②将代入恒成立不等式:,从而得到对恒成立,设,问题转化为求,利用单调性求出的最小值,从而得到的最大值.
【小问1详解】
因为数列是等差数列,,,
所以,
解得,则.
则,则 ,,,
因为,所以 ,
则 ,.
【小问2详解】
①由(1)得,代入数列通项:,
因此数列前项和为:,
将上式两边同乘公比:,
用错位相减法,作差:
,
.
②将代入恒成立不等式:,
解得: ,即:对恒成立,
设,问题转化为求,
,
当时, , ,数列单调递减;
当时, ,,数列单调递增,
因此数列在处取得最小值,,
因此的最大值为.
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