内容正文:
高三数学
(120分钟 150分)
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A={x|0<x<10},B={x|x2-4>0},则A∩(∁RB)=
A.[-2,2] B.[2,10) C.(0,2] D.[-2,10)
2.设Sn为等比数列{an}的前n项和,若a1=1,{an}的公比为q,则“S3=a2+10”是“q=3”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
3.已知复数z满足3z=(2+z)i,则z的虚部是
A. B.- C. D.-
4.已知向量a,b满足a·b=1,|b|=2,且|a+b|=,则b在a的方向上的投影向量为
A.a B.a C.a D.a
5.记Sn为数列{an}的前n项和,若S2=4a1,且为等比数列,则=
A.32 B.16 C.8 D.4
6.将数列{3n-1}与数列{2n+5}中的公共项按从小到大的顺序排列,得到数列{an},则数列{an}的第100项为
A.299 B.371 C.551 D.605
7.定义在R上的函数f(x)满足3f(x)=f(x-1),且当x∈[0,1)时,f(x)=-8x2+8x.若对∀x∈[m,+∞),都有f(x)≤,则m的取值范围是
A.,+∞ B.,+∞ C.,+∞ D.,+∞
8.已知公差不为0的等差数列{an}的首项为3,且a1,a4,a13成等比数列,bn=则bi=
A.2548 B.2550 C.2648 D.2650
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.已知数列{an}的通项公式为an=n2-6n-1,数列{an}的前n项和为Sn,则
A.a1+a2=a4+a5
B.从第三项起,{an}的每一项都小于它的前一项
C.S6最小
D.数列{an+1-an}是等差数列
10.将函数f(x)=sin x+cos x图象上所有点的横坐标缩短到原来的(ω>0),纵坐标不变,得到函数g(x)的图象.若曲线y=g(x)上存在点A(x1,y1),B(x2,y2),使得线段AB的中点恰为P,g,且直线AB与曲线y=g(x)再无其他交点,则ω的可能取值为
A.2 B.4 C.16 D.32
11.二进制数是电子计算机常用的进制,只需两个数码0和1,如四位二进制的数1 101(2)=1×23+1×22+0×21+1×20,等于十进制数的13.已知m,n∈N*,且m≥2,n≥2,若把m位n进制中的最大数记为M(m,n),且M(m,n)为十进制的数,则下列说法正确的是
A.将二进制数11 011(2)化成四进制数的结果是123(4)
B.M(6,3)=728
C.已知a0=1,ai∈{0,1},满足a0,a1,a2,…,a6中有且只有3个1的所有二进制数a0a1a2…a6(2)对应的十进制数的和为1 280
D.M(n+3,n+2)>M(n+2,n+3)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知2cos+θ=cos-θ,则sin 2θ= .
13.已知等比数列{an}共有2n+1项,a1=1,所有奇数项的和为341,所有偶数项的和为170,则n= .
14.已知x>0,y>0,且ln x=-ln y,则x2y-ln x-ln(xy)的最小值为 .
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)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,点A(n,an),B(n+1,an+1)在斜率是2的直线上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=,求数列{bn}的前n项积Tn.
16.(15分)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=1+2cos A.
(1)证明:A=2B.
(2)求tanAtanB的取值范围.
17.(15分)对于数列{an},记区间(1,an)内偶数的个数为bn,则称数列{bn}为{an}的“偶数列”.已知正项数列{an}的首项为5,且对任意的正整数n,都有=成立.
(1)证明:数列{an}是等差数列.
(2)已知数列{cn}为数列{2n+1+3}的“偶数列”.
(ⅰ)证明:数列{cn-1}为等比数列.
(ⅱ)若数列{bn}为等差数列{an}的“偶数列”,求数列{bn·(cn-1)}的前n项和Sn.
18.(17分)已知函数f(x)=
(1)若x≤0,证明:f(x)≥-.
(2)已知关于x的方程f(x)=ln|x|有两个不同的实数解x1,x2.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)证明:x1+x2>2.
19.(17分)对于一个递增正整数数列{an},如果它的奇数项为奇数,偶数项为偶数,则称它是一个“好”数列.若数列只有一项且是奇数,则该数列也是一个“好”数列.将每项都取自集合{1,2,…,n}的所有“好”数列的个数记为An.例如,当n=1时,取自集合{1}的“好”数列只有1一种情况,则A1=1;当n=2时,取自集合{1,2}的“好”数列有1和1,2两种情况,则A2=2.
(1)求A3和A5的值.
(2)证明:取自集合{1,2,…,n}(n≥2)的首项为1的“好”数列的个数为An-1+1.
(3)记数列{An}的前n项和为Sn,求使得Sn>4 000成立的n的最小值.
参考答案
1.C
【解题分析】因为B={x|x2-4>0}=(-∞,-2)∪(2,+∞),得∁RB=[-2,2],
所以A∩(∁RB)=(0,2].
2.B
【解题分析】当S3=a2+10时,由a1=1,知a3=9,故q=±3;当q=3时,易知a3=9,则S3=a2+10.故“S3=a2+10”是“q=3”的必要不充分条件.
3.A
【解题分析】由3z=(2+z)i,得(3-i)z=2i,则z====-+i,所以z的虚部是.
4.D
【解题分析】因为a·b=1,|b|=2,且|a+b|=,所以a2+2a·b+b2=7,
则|a|2+2+4=7,则|a|=1,则b在a的方向上的投影向量为·=a.
5.A
【解题分析】∵为等比数列,的首项为a1,第二项为=2a1,
∴的公比为2,∴Sn=na1·2n-1,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(n+1)a1·2n-2,
显然当n=1时,上式也符合,
∴an=(n+1)a1·2n-2,∴==32.
6.D
【解题分析】因为数列{3n-1}是以3为公差的等差数列,数列{2n+5}是以2为公差的等差数列,且它们第一个相同的数为11,所以这两个数列的公共项所构成的数列{an}是以11为首项,6为公差的等差数列,则a100=11+99×6=605.
7.B
【解题分析】当x∈[0,1)时,f(x)=-8x2+8x≤f=2,
又因为函数f(x)满足3f(x)=f(x-1),
所以当x∈[n,n+1),且n∈Z时,f(x)=[-8(x-n)2+8(x-n)]·n≤2×n.
又因为2×5<<2×4,
所以当x∈[4,5)时,f(x)=[-8(x-4)2+8(x-4)]·4.
令f(x)≤,知-8(x-4)2+8(x-4)≤,即(x-4)(x-5)≥-,
解得x≥或x≤.
综上所述,当x≥时,f(x)≤,即m的取值范围是,+∞.
8.C
【解题分析】设数列{an}的公差为d(d≠0),
因为a1,a4,a13成等比数列,所以(3+3d)2=3(3+12d),所以d=2,
所以bn=设数列{bn}的前n项和为Tn,
当n为偶数时,
Tn=b1+b2+b3+…+bn-1+bn=(b1+b3+…+bn-3+bn-1)+(b2+b4+…+bn-2+bn)
=[-2+(-2)+…+(-2)+(-2)]+[12+20+…+(4n-4)+(4n+4)]
=(-2)×+=n2+3n,所以bi=T50+b51=2 650-2=2 648.
9.ACD
【解题分析】an=n2-6n-1=(n-3)2-10.
对于A,由对称性可知a1=a5,a2=a4,则a1+a2=a4+a5,故A正确;
对于B,由二次函数性质可知当n≥3时,数列{an}单调递增,则从第四项起,{an}的每一项都大于它的前一项,故B错误;
对于C,由计算可知a1,a2,a3,a4,a5,a6均为负数,a7为正数,且由B可知a7以后的各项均为正数,显然S6最小,故C正确;
对于D,由an+1-an=(n+1)2-6(n+1)-1-n2+6n+1=2n-5,且(an+2-an+1)-(an+1-an)=2(n+1)-5-(2n-5)=2,知{an+1-an}是公差为2的等差数列,故D正确.
10.BC
【解题分析】由题意,将函数f(x)=sin x+cos x图象上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,则g(x)=sinωx+.
因为直线AB与曲线y=g(x)仅交于A(x1,y1),B(x2,y2),P,g三点,且P为AB的中点,所以不妨设x1=-η,x2=+η,
则sinω-η++sinω+η+=2sin+,
即2sin+cos(ωη)=2sin+.
若sin+≠0,则cos(ωη)=1,即ωη=2kπ,k∈Z,此时直线AB与曲线y=g(x)不止三个交点,不合题意.
故sin+=0,结合g(x)=sinωx+图象的对称性,可得直线AB与曲线y=g(x)仅有三个交点,
即P,g必为函数g(x)的对称中心,
即g=sin+=0,故+=kπ,k∈Z,所以ω=6k-2,k∈Z,
故B,C正确.
11.ABD
【解题分析】对于A,二进制数11 011(2)=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=27(10),
然后将十进制的27化为四进制:27÷4=6……3,6÷4=1……2,1÷4=0……1,故结果为123(4),所以A正确;
对于B,由M(6,3)=222 222(3)=2×35+2×34+2×33+2×32+2×31+2×30=36-1=728,所以B正确;
对于C,n=a0×26+a1×25+…+a5×21+a6×20,其中a0=1,a1,a2,…,a6中有且只有2个1,有=15种可能,
所以所有二进制数a0a1a2…a6(2)对应的十进制数的和中,26出现=15次,25,24,…,21,20均出现=5次,
所以对应的十进制数的和为(25+24+…+21+20)+×26=1 275,所以C错误;
对于D,M(n+3,n+2)=
=(n+1)(n+2)n+2+(n+1)(n+2)n+1+…+(n+1)(n+2)1+(n+1)(n+2)0
=(n+1)[(n+2)n+2+(n+2)n+1+…+(n+2)1+(n+2)0]
=(n+1)·=(n+2)n+3-1,
M(n+2,n+3)=
=(n+2)(n+3)n+1+(n+2)(n+3)n+(n+2)(n+3)n-1+…+(n+2)(n+3)1+(n+2)(n+3)0
=(n+2)[(n+3)n+1+(n+3)n+(n+3)n-1+…+(n+3)1+(n+3)0]
=(n+2)·=(n+3)n+2-1,
函数f(x)=,x>e,可得f'(x)=<0,所以f(x)在(e,+∞)上单调递减,
当n∈N*时,e<n+2<n+3,则f(n+2)>f(n+3),即>,
因此(n+3)ln(n+2)>(n+2)ln(n+3),即(n+2)n+3>(n+3)n+2,
则M(n+3,n+2)>M(n+2,n+3),所以D正确.
12.
【解题分析】由2cos+θ=cos-θ,可得2coscos θ-2sinsin θ=coscos θ+sinsin θ,所以coscos θ=3sinsin θ,所以cos θ=3sin θ,所以tan θ=,
则sin 2θ=2sin θcos θ====.
13.4
【解题分析】a1+a3+a5+…+a2n+1=341,即a2q+a4q+…+a2nq=340,
而a2+a4+…+a2n=170,所以q=2,该数列前2n+1项的和为=511,解得n=4.
14.1
【解题分析】因为x>0,y>0,ln x=-ln y,整理得yln(xy)=ex,所以xyln(xy)=xex,且ln(xy)>0,所以ln(xy)·eln(xy)=xex.
设f(x)=xex,x>0,
则f'(x)=ex+xex=(1+x)ex,因为x>0,所以f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上为增函数.
因为ln(xy)·eln(xy)=xex,所以ln(xy)=x,则xy=ex,所以y=,
所以x2y-ln x-ln(xy)=x2·-ln x-x=xex-ln x-x.
令g(x)=xex-ln x-x,则g'(x)=ex+xex--1=(1+x)ex-.
令φ(x)=ex-,则φ'(x)=ex+>0,则φ(x)在(0,+∞)上为增函数.
令φ(x)=0,得ex-=0,即xex=1,
则存在唯一实数x0>0,使得x0=1,即φ(x0)=0,
所以当x∈(0,x0)时,φ(x)<0,g'(x)<0,当x∈(x0,+∞)时,φ(x)>0,g'(x)>0,
所以g(x)在(0,x0)上为减函数,在(x0,+∞)上为增函数,
所以g(x)min=g(x0)=x0-ln x0-x0=x0-ln(x0)=1-0=1.
所以x2y-ln x-ln(xy)的最小值为1.
15.【解题分析】(1)由点A(n,an),B(n+1,an+1)在斜率是2的直线上,得kAB==2,即an+1-an=2,所以数列{an}是首项为a1=1,公差为2的等差数列,
所以an=1+(n-1)×2=2n-1. 6分
(2)由(1)可得Sn==n2,
因为bn====×.
所以Tn=b1·b2·b3·…·bn=×××…×
=×=,
故Tn=. 13分
16.【解题分析】(1)∵=1+2cos A,∴c=b+2bcos A,
∴sinC=sinB+2sinBcosA,
∴sinC=sin(A+B)=sinAcosB+sinBcosA=sinB+2sinBcosA,
整理可得sinAcosB-sinBcosA=sin(A-B)=sinB.
又∵△ABC为锐角三角形,∴A∈0,,B∈0,,∴A-B∈-,,
∴A-B=B,即A=2B. 6分
(2)tan Atan B=tan(2B)tan B=,
∵
∴<B<,∴<tan B<1,∴<tan2B<1,∴tan Atan B==.
∵1<<3,∴0<-1<2,∴>1,
即tan Atan B的取值范围为(1,+∞). 15分
17.【解题分析】(1)由=,得-=2(an+1+an),
又数列{an}的各项均为正数,则an+1+an≠0,所以an+1-an=2,
又a1=5,所以数列{an}是以5为首项,2为公差的等差数列. 4分
(2)(ⅰ)证明:在区间(1,2n+1+3)内的偶数为2,4,…,2n+1,2n+1+2,
则cn=+1=2n+1.
因为==2,
所以{cn-1}是首项为2,公比为2的等比数列. 9分
(ⅱ)由(1)可得an=5+2(n-1)=2n+3,
所以bn=+1=n+1.
由(ⅰ)知cn=2n+1,则bn·(cn-1)=(n+1)×2n,
Sn=2×2+3×22+…+(n+1)×2n ①,
则2Sn=2×22+3×23+…+(n+1)×2n+1 ②,
所以①-②可得-Sn=4+(22+23+…+2n)-(n+1)×2n+1
=4+-(n+1)×2n+1=-n×2n+1,
故Sn=n×2n+1. 15分
18.【解题分析】(1)令g(x)=e-x-2+,x≤0,
令g'(x)=-e-x-2+>0,得-1<x≤0,
故g(x)在(-∞,-1]上单调递减,在(-1,0]上单调递增,则g(x)≥g(-1)=0,
故x≤0时,f(x)≥-. 4分
(2)(ⅰ)设h(x)=ln(-x)+,x<0,则h'(x)=+,
令h'(x)>0,得x<-e,故h(x)在(-∞,-e]上单调递增,在(-e,0)上单调递减,
则h(x)≤h(-e)=0,即ln(-x)≤-,
又由(1)知e-x-2≥-,则e-x-2≥-≥ln(-x),且该式中不能同时取等号,
故e-x-2>ln(-x).
又由关于x的方程f(x)=ln|x|有两个不同的实数解x1,x2,
知方程lnx=x-a有两个不同的实数解,即直线y=a与曲线y=x-lnx有两个交点.
记F(x)=x-ln x,则有F'(x)=1-,得F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,有极小值F(1)=1,故a>1. 10分
(ⅱ)由题意知F(x1)=F(x2),不妨设0<x1<1<x2.
构造函数H(x)=F(x)-F(2-x),
则H'(x)=F'(x)+F'(2-x)=1-+1-=(x-1)-.
当0<x<1时,x-1<0,->0,则H'(x)<0,得H(x)在(0,1)上单调递减,此时有H(x)>H(1)=0,即F(x)>F(2-x),0<x<1.
将x1代入不等式,得F(x1)>F(2-x1),又F(x1)=F(x2),
故F(x2)>F(2-x1),
又x2>1,2-x1>1,F(x)在(1,+∞)上单调递增,
故x2>2-x1,即x1+x2>2. 17分
19.【解题分析】(1)当n=3时,取自集合{1,2,3}的“好”数列有1;3;1,2;1,2,3.共四种情况.
因此A3=4.
当n=5时,取自集合{1,2,3,4,5}的“好”数列有1;3;5;1,2;1,4;3,4;1,2,3;1,2,5;1,4,5;3,4,5;1,2,3,4;1,2,3,4,5.共十二种情况.
因此A5=12. 4分
(2)当a1=1时,若n=1,则仅有一个“好”数列;
若n≥2,构造数列bj-1=aj-1(2≤j≤m),则bj-1∈{1,2,…,n-1},
此时数列b1,b2,…,bm-1的个数是取自集合{1,2,…,n-1}的所有“好”数列的个数An-1,
因为数列a1,a2,…,am是递增数列,所以数列b1,b2,…,bm-1与数列a2,a3,…,am之间一一对应.
又因为a1=1,所以数列a1,a2,…,am(m≥2)的所有“好”数列的个数为An-1,
因此取自集合{1,2,…,n}(n≥2)的首项为1的“好”数列的个数为An-1+1. 10分
(3)由(2)得,当a1=1时,所有“好”数列的个数为An-1+1;
当a1≠1时,设数列a1,a2,…,am是取自集合{1,2,…,n}的“好”数列,
因为a1≠1且是奇数,所以a1≥3,
构造数列bi=ai-2,i=1,2,…,m,则bi∈{1,2,…,n-2},
此时数列b1,b2,…,bm的个数是取自集合{1,2,…,n-2}的所有“好”数列的个数An-2.
因为数列a1,a2,…,am是递增数列,所以对于每一个bi∈{1,2,…,n-2}都有且仅有一个ai∈{3,4,…,n}与之对应,
所以取自集合{1,2,…,n}(n≥3)的首项不为1的“好”数列的个数为An-2.
综上所述,An=An-1+An-2+1(n≥3).
当n≥3时,由累加得Sn-A2-A1=Sn-1-A1+Sn-2+n-2,
因为A1=1,A2=2,所以Sn-2=An-n(n≥3),
由An=An-1+An-2+1及(1),得A5=12,…,A13=609,A14=986,A15=1 596,A16=2 583,A17=4 180,
显然{Sn}单调递增.
因为S13=A15-15=1 581,S14=A16-16=2 567,S15=A17-17=4 163,
所以S14<4 000<S15,
所以使得Sn>4 000成立的n的最小值为15. 17分
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