长春市2020届高三质量监测数学文科(一)
吉林省长春市2024届高三质量监测(一)数学试题
一、单选题二、多选题1. 已知数列满足:,,其中为的前项和.若对任意的均有恒成立,则的最大整数值为( )A .2B .3C .4D .52. 设函数f (x )=则=( )A .-1B .1C.-D.3. 据调查,目前对于已经近视的小学生,有两种佩戴眼镜的方式可供选择,一种是佩戴传统的框架眼镜;另一种是佩戴角膜塑形镜,这种眼镜是晚上睡觉时佩戴的一种特殊的隐形眼镜(因其在一定程度上可以减缓近视的发展程度,越来越多的小学生家长选择角膜塑形镜控制孩子的近视发展).A 市从当地小学生中随机抽取容量为100的样本,因近视佩戴眼镜的有24人,其中佩戴角膜塑形镜的有8人.若从样本中随机选取一名小学生,已知这名小学生佩戴眼镜,那么,他佩戴的是角膜塑形镜的概率是( )A.B.C.D.4.过点的直线经过圆的圆心,则直线的倾斜角大小为A .150°B .60°C .30°D .120°5. 已知复数为纯虚数(其中为虚数单位),则实数a =( )A .1B .-1C .2D .-26. 某运动队由足球运动员18人,篮球运动员12人,乒乓球运动员6人组成(每人只参加一项),现从这些运动员中抽取一个容量为 的样本,若分别采用系统抽样法和分层抽样法,都不用删除个体,那么样本容量 的最小值为A .6B .12C .18D .247.已知是关于的方程的一个根,则复数在复平面内对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限8.设且,则( )A.B.C .12D.9. 下列说法:①对于回归分析,相关系数的绝对值越小,说明拟合效果越好;②以模型去拟合一组数据时,为了求出回归方程,设,将其变换后得到线性方程,则,的值分别是和;③已知随机变量,若,则的值为;④通过回归直线及回归系数,可以精确反映变量的取值和变化趋势.其中正确的选项是( )A .①B .②C .③D .④10. 已知棱长为的正方体的所有顶点均在体积为的球上,动点在正方形内运动(包含边界),若直线与直线所成角的正弦值为,则( )A.B.点运动轨迹的长度为C.三棱锥体积的取值范围为吉林省长春市2024届高三质量监测(一)数学试题三、填空题四、填空题五、填空题六、解答题七、解答题D.线段长度的最小值为11. 已知圆柱的上、下底面的中心分别为O ,,其高为2,为圆O的内接三角形,且,P 为圆上的动点,则( )A .若平面,则三棱锥外接球的表面积为B.若,则C.三棱锥体积的最大值为D .点A 到平面距离的最大值为12.设函数________.13. 若椭圆上一点到两个焦点的距离之和为,则此椭圆的离心率为__________.14. 已知圆与抛物线的准线相切,则的值为________.15. 已知抛物线,弦过抛物线的焦点,过两点分别作准线的垂线,垂足分别为、,设的中点为,线段的垂直平分线交轴于,则______;若的中点为,则______.16. 用表示不超过的最大整数,已知数列满足:,,.若,,则________;若,则________.17. 直线与轴交于点,交圆于,两点,过点作圆的切线,轴上方的切点为,则__________;的面积为__________.18. 化简或求值:(1);(2).19. 已知函数,.(1)在给出的坐标系中画出函数的图像;(2)若关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.八、解答题九、解答题十、解答题20. 如图,已知平面平面,平面平面,,,,.(1)求证:;(2)若是线段上的动点,求直线与平面所成角正弦值的取值范围.21.年月日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,航天员翟志刚、王亚平、叶光富完成在轨驻留半年的太空飞行任务,标志着中国空间站关键技术验证阶段圆满完成.并将进入建造阶段某地区为了激发人们对天文学的兴趣,开展了天文知识比赛,满分分(分及以上为认知程度高),结果认知程度高的有人,这人按年龄分成组,其中第一组:,第二组:,第三组:,第四组:,第五组:,得到如图所示的频率分布直方图,已知第一组有人.(1)根据频率分布直方图,估计这人的第百分位数(中位数第百分位数);(2)现从以上各组中用分层随机抽样的方法抽取人,担任“党章党史”的宣传使者.①若有甲(年龄),乙(年龄)两人已确定入选宣传使者,现计划从第四组和第五组被抽到的使者中,再随机抽取名作为组长,求甲、乙两人至少有一人被选上的概率;②若第四组宣传使者的年龄的平均数与方差分别为和,第五组宣传使者的年龄的平均数与方差分别为和,据此估计这人中岁所有人的年龄的平均数和方差.22. 为迎接2020年国庆节的到来,某电视台举办爱国知识问答竞赛,每个人随机抽取五个问题依次回答,回答每个问题相互独立.若答对一题可以上升两个等级,回答错误可以上升一个等级,最后看哪位选手的等级高即可获胜.甲答对每个问题的概率为,答错的概率为.(1)若甲回答完5个问题后,甲上的台阶等级数为,求的分布列及数学期望;(2)若甲在回答过程中出现在第个等级的概率为,证明:为等比数列.。
2020届高三文理科数学一轮复习《等差数列及其前n项和》专题汇编(教师版)
《等差数列及其前n 项和》专题一、相关知识点1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列(5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(6)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(7)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(8)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n +1,则 ①S 2n +1=(2n +1)a n +1; ②S 奇S 偶=n +1n .二.等差数列的常用结论1.等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则S n 有最大值,即所有正项之和最大,若a 1<0, d >0,则S n 有最小值,即所有负项之和最小.2.等差数列的前n 项和公式与函数的关系:S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).题型一 等差数列基本量的运算1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于解析:由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98.2.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=A .-12B .-10C .10D .12解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得; 3⎣⎡⎦⎤3a 1+3×(3-1)2×d =2a 1+2×(2-1)2×d +4a 1+4×(4-1)2×d , 将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 4.在等差数列{a n }中,若前10项的和S 10=60,且a 7=7,则a 4=解析:法一:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧10a 1+45d =60,a 1+6d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =23,∴a 4=a 1+3d =5.法二:由等差数列的性质有a 1+a 10=a 7+a 4,∵S 10=10(a 1+a 10)2=60,∴a 1+a 10=12.又∵a 7=7,∴a 4=5.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k = 解析:由3a n +1=3a n -2⇒a n +1-a n =-23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N +,∴k =23. 6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是解析:由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.7.数列{2n -1}的前10项的和是解析:∵数列{2n -1}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=100.8.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于解析:因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2.9.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =解析:∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2. 10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为 解析:设等差数列{a n}的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80. 11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1. 12.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法一:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法二:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.13.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 18=54,S 19=437,则a 2 018的值是 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+22d =54,19a 1+171d =437,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,d =2,所以a 2 018=5+2017×2=4 039. 14.已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 7=2a 1+6d =-8,a 2=a 1+d =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧d =-3,a 1=5,.15.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有一女子擅长织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女子最后一天织布的尺数为( )A .18B .20C .21D .25 解析:C ,用a n 表示第n 天织布的尺数,由题意知,数列{a n }是首项为5,项数为30的等差数列.所以30(a 1+a 30)2=390,即30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,故选C .16.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.17.已知在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=2a +1,a 5=3a +2,若S n =a 1+a 2+…+a n ,且S k=66,则k 的值为解析:∵在等差数列中,2a 3=a 1+a 5,∴2(2a +1)=1+3a +2, 解得a =1,即a 1=1,a 3=3,a 5=5,∴公差d =1,∴S k =k ×1+k (k -1)2×1=66,解得k =11或k =-12(舍).18.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=解析:法一:设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法二:由于数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.19.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n解析:A ,由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. 20.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?”(“钱”是古代一种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32 C.43 D .54解析:选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即⎩⎨⎧2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.21.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011 C.910 D .89解析:选B ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d=12,又a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫110-111=1-111=1011.22.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15.法二:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去), 则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15.23.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.解析:由题意得a 1-a 2=x -y 3,b 1-b 2=x -y 4,所以a 1-a 2b 1-b 2=43.24.设{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是________.解析:2 25.数列{a n }满足1a n +1=1a n +1(n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n ,且b 1+b 2+…+b 9=45,则b 4b 6( )A .最大值为100B .最大值为25C .为定值24D .最大值为50解析:C ,由1a n +1=1a n +1(n ∈N +),得1a n +1-1a n =1,∵b n =1a n ,∴b n +1-b n =1,则数列{b n }是公差为1的等差数列,∵b 1+b 2+…+b 9=45,∴9b 1+9×82=45,即b 1=1,则b n =1+(n -1)×1=n ,则b 4b 6=4×6=24.26.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N +),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析:由a n =2n -10(n ∈N +)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.27.设数列{a n }满足:a 1=1, a 2=3, 且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是________. 解析:∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245.28.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. ∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.28.已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2. 解析:(1)设{a n }的公差为d .由题意,得a 211=a 1a 13,即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ).于是d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,所以d =0(舍去)或d =-2.故a n =-2n +27. (2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .题型二 等差数列的性质及应用类型一 等差数列项的性质的应用1.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________. 解析:依题意,得a 2+a 4+a 6+a 8=(a 2+a 8)+(a 4+a 6)=2(a 3+a 7)=74.2.在等差数列{a n }中,3(a 3+a 5)+2(a 7+a 10+a 13)=24,则该数列前13项的和是________. 解析:263.若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 1=2a 3-3,则S 9=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,a 1=2a 3-3=2a 1+4d -3,∴a 5=a 1+4d =3,S 9=9a 5=27.4.在等差数列{a n }中, a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=____ 解析:因为a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,所以a 1+a 2 019=10.由等差数列的性质可知,a 1 010=a 1+a 2 0192=5,a 2+a 2 018=a 1+a 2 019=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=10+5=15.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 6=39,则a 3+a 4=解析:由等差数列{a n }的性质及其S 6=39,可得6(a 1+a 6)2=3(a 3+ a 4)=39,则a 3+ a 4=13.6.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 7+a 12=24,则S 13= 解析:由a 2+a 7+a 12=24得3a 7=24,即a 7=8,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=13×8=104.8.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于解析:法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27.法二:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27. 9.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.10.等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为 解析:由a 3+a 6+a 10+a 13=32得4a 8=32,即a 8=8.又d ≠0,所以等差数列{a n }是单调数列,由a m =8,知m =8.11.设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则S 153a 5等于解析:因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8.又S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8, 所以S 153a 5=15a 8a 8=15.12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =10,S 2m -1=110,则m =________. 解析:S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=2(2m -1)a m2=110,解得m =6.类型二:等差数列前n 项和的性质1.在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( )A .9B .10C .11D .12解析:选B ,∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.又a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10.2.等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,m ≥2,m ∈N *,则m = 解析:∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0,∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3,∴d =a m +1-a m =1.又 S m =m (a 1+a m )2=m (a 1+2)2=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于 解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,即a 7+a 8+a 9=45. 4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 019=________.解析:由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4,∴S 2 019=8 076. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析:由题意知,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列.则2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),即40=10+(S 30-30),解得S 30=60. 6.若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=解析:根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.7.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.8.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列.因为S 1212-S 1010=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1,又S 11=a 11=-2 015,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-2 015为首项,1为公差的等差数列,所以S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,所以S 2 018=4 036.9.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7=________.解析:a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=132(a 1+a 13)132(b 1+b 13)=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.10.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析:∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 类型三:等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)二次函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .1.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析:设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最大,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26. 2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是 解析:法一:由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大. 法二:由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大. 法三:根据a 1=13,S 3=S 11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和是先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图像的对称性,可得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值. 4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.又数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最大值时,n =6.5.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 7B .S 6C .S 5D .S 4解析:C ,∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 6.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并求S n 的最小值.解析:(1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15.又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)法一:(二次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.法二:(通项变号法)由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,又n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最小值为S 4=-16. 7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满足a 1+a 2=10,S 5=40.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10,S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2. (2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=⎩⎪⎨⎪⎧11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6, 设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n .当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.8.已知等差数列{a n }的前三项和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得,a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{3n -7}的前n 项和为S n , 则S n =n [(-4)+(3n -7)]2=32n 2-112n . 当n ≤2时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-(a 1+a 2+…+a n )=-32n 2+112n , 当n ≥3时,T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-(a 1+a 2)+(a 3+a 4+…+a n ) =S n -2S 2=32n 2-112n +10,综上知:T n =⎩⎨⎧ -32n 2+112n ,n ≤2,32n 2-112n +10,n ≥3.题型三 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法与技巧1.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为解析:∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66. 2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6.(1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)设数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-6, ∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2. (2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2=-6n 2-4n -6, 2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.3.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解析:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根,∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.4.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解析:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a ,由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1),则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析:(1)证明 由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)解 由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2, 因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.6.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.解析:(1)证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数.所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.7.已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式. 解析:(1)由已知,得a 2-2a 1=4,则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)由已知na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a n n=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差d =2的等差数列. 则a n n=1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n . 8.已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式; (2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n .解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a n n=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a n n =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n . 令b n =2n -15≤0,n ∈N *,解得n ≤7.∴n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n = -2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.。
2020届全国100所名校高三模拟金典卷(一)数学(文)试题(解析版)
2020届全国100所名校高三模拟金典卷(一)数学(文)试题一、单选题1.已知集合{|24},{|22}A x x B x x =-<≤=-≤<,则A B =U ( ) A .{|22}x x -<< B .{|24}x x -≤≤ C .{|22}x x -≤≤ D .{|24}x x -<≤【答案】B【解析】直接利用并集的定义计算即可. 【详解】由已知,集合{|24},{|22}A x x B x x =-<≤=-≤<,所以{|24}A B x x ⋃=-≤≤. 故选:B 【点睛】本题考查集合的并集运算,考查学生的基本计算能力,是一道基础题.2.已知a 是实数,()11a a i -++是纯虚数,则复数z a i =+的模等于( )A .2B CD .1【答案】C【解析】()11a a i -++是纯虚数可得1a =,则1z i =+,再根据模的计算的公式计算即可. 【详解】()11a a i -++是纯虚数,则实部为0,虚部不为0,即1a =,所以1z i =+,||z =故选:C 【点睛】本题考查复数模的计算,涉及到复数的相关概念,是一道容易题.3.某产品的宣传费用x (万元)与销售额y (万元)的统计数据如下表所示:根据上表可得回归方程ˆ9.6 2.9yx =+,则宣传费用为3万元时销售额a 为( ) A .36.5 B .30C .33D .27【答案】D【解析】由题表先计算出x ,将其代入线性回归方程即可. 【详解】 由已知,1(4235) 3.54x =+++=, 由回归方程过点(),x y ,故36.5y =, 即1(452450)36.54y a =+++=,解得27a =. 故选:D 【点睛】本题考查线性回归方程的简单应用,回归方程一定过样本点的中心(,)x y ,考查学生的基本计算能力,是一道容易题.4.已知在等差数列{}n a 中,34576, 11a a a a ++==,则1a =( ) A .3 B .7C .7-D .3-【答案】C【解析】由3456a a a ++=,可得42,a =结合7 11a =,可得公差d ,再由413a a d =+可得1a . 【详解】由等差数列的性质,得345436a a a a ++==, 所以42,a =公差7493743a a d -===-, 又4132a a d =+=,所以17a =-. 故选:C 【点睛】本题考查等差数列的性质及等差数列基本量的计算,考查学生的运算能力,是一道容易题.5.已知抛物线24y x =的准线与圆2260x y x m +--=相切,则实数m 的值为( ) A .8 B .7 C .6 D .5【答案】B【解析】由题可得准线方程为1x =-,再利用圆心到直线的距离等于半径计算即可得到答案. 【详解】由已知,抛物线的准线方程为1x =-,圆2260x y x m +--=的标准方程为22(3)9x y m -+=+,由1x =-与圆相切,所以圆心到直线的距离()314d =--==, 解得7m =. 故选:B 【点睛】本题主要考查抛物线的定义,涉及到直线与圆的位置关系,考查学生的运算求解能力,是一道容易题.6.已知平面向量a r ,b r满足a =r ,||3b =r ,(2)a a b ⊥-r r r ,则23a b -r r ( )A .BC .4D .5【答案】A【解析】由(2)0a a b ⋅-=r r r,可得2a b ⋅=r r,将其代入|23|a b -==r r .【详解】由题意可得||2a ==r ,且(2)0a a b ⋅-=r r r,即220a a b -⋅=r r r,所以420a b -⋅=r r, 所以2a b ⋅=r r.由平面向量模的计算公式可得|23|a b -==r r==故选:A 【点睛】本题考查利用数量积计算向量的模,考查学生的数学运算能力,是一道容易题. 7.已知定义在R 上的函数()y f x =,对于任意的R x ∈,总有()()123f x f x -++=成立,则函数()y f x =的图象( ) A .关于点()1,2对称 B .关于点33,22⎛⎫⎪⎝⎭对称 C .关于点()3,3对称 D .关于点()1,3对称【答案】B【解析】设(,)A x y 是()y f x =图象上任意一点,A 关于(,)a b 对称的点为()'2,2A a x b y --也在()y f x =的图象上,再结合()()123f x f x -++=简单推导即可得到. 【详解】设(,)A x y 是()y f x =图象上任意一点,A 关于(,)a b 对称的点为()'2,2A a x b y --也在()y f x =的图象上,则(2)(1(21))3(221)f a x f x a f x a -=--+=-+-+3(32)2()f a x b f x =--+=-,所以有23,320b a =-=,解得33,22a b ==.所以函数()y x =的图象关于点33,22⎛⎫⎪⎝⎭对称. 故选:B 【点睛】本题考查函数图象的对称性,考查学生的逻辑推理能力,当然也可以作一个示意图得到,是一道中档题.8.某学校为了解1 000名新生的身体素质,将这些学生编号为1,2,…,1 000,从这些新生中用系统抽样方法等距抽取100名学生进行体质测验,若46号学生被抽到,则下面4名学生中被抽到的是 A .8号学生 B .200号学生C .616号学生D .815号学生【答案】C【解析】等差数列的性质.渗透了数据分析素养.使用统计思想,逐个选项判断得出答案. 【详解】详解:由已知将1000名学生分成100个组,每组10名学生,用系统抽样,46号学生被抽到,所以第一组抽到6号,且每组抽到的学生号构成等差数列{}n a ,公差10d =,所以610n a n=+()n *∈N ,若8610n =+,则15n =,不合题意;若200610n =+,则19.4n =,不合题意; 若616610n =+,则61n =,符合题意;若815610n =+,则80.9n =,不合题意.故选C . 【点睛】本题主要考查系统抽样.9.函数||4x e y x=的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】C【解析】由函数的奇偶性可排除B ;由(1),(3)f f 可排除选项A 、D. 【详解】设||()4x e f x x =,定义域为{|0}x x ≠,||()()4x e f x f x x-=-=-,所以()f x 为奇函数,故排除选项B ;又(1)14e f =<,排除选项A ;3(3)112e f =>,排除选项D.故选:C 【点睛】本题考查由解析式选函数图象的问题,涉及到函数的性质,此类题一般从单调性、奇偶性、特殊点的函数值入手,是一道容易题.10.某几何体的三视图如图所示,其中俯视图为扇形,则该几何体的体积为( )A .163πB .3π C .29π D .169π【答案】D【解析】由三视图可知该几何体为底面是圆心角为23π的扇形,高是4的圆锥体,再利用圆锥体积公式计算即可. 【详解】从三视图中提供的图形信息与数据信息可知:该几何体的底面是圆心角为23απ=的扇形,高是4的圆锥体, 容易算得底面面积2112442233S r παπ==⨯⨯=,所以其体积111644339V ππ=⨯⨯⨯=. 故选:D 【点睛】本题考查三视图还原几何体以及几何体体积的计算,考查学生的空间想象能力、数学运算能力,是一道中档题.11.已知函数()sin 3(0)f x x x ωωω=+>的图象上存在()()12,0,,0A x B x 两点,||AB 的最小值为2π,再将函数()y f x =的图象向左平移3π个单位长度,所得图象对应的函数为()g x ,则()g x =( ) A .2sin 2x - B .2sin2xC .2cos 26x π⎛⎫-⎪⎝⎭D .2sin 26x π⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】A【解析】()2sin 3f x x πω⎛⎫=+⎪⎝⎭,由min ||2AB π=可得T π=,2ω=,再由平移变换及诱导公式可得()g x 的解析式.【详解】()sin 3cos 2sin 3f x x x x πωωω⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,因为||AB 的最小值为12222T ππω=⨯=,解得2ω=. 因为函数()y f x =的图象向左平移3π个单位长度, 所得图象对应的函数为()g x , 所以()2sin 22sin(2)2sin 233g x x x x πππ⎡⎤⎛⎫=++=+=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦. 故选:A 【点睛】本题考查三角函数图象的变换,涉及到辅助角公式、诱导公式的应用,考查学生的逻辑推理能力,是一道中档题.12.如图所示,在棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是正方形,边长为2,22PD PA PC ===,.在这个四棱锥中放入一个球,则球的最大半径为( )A .2B 21C .2D 21【答案】D【解析】由题意,最大的球应与四棱锥各个面都相切,设球心为S ,连接SD ,SA SB SC SP 、、、,则把此四棱锥分为五个棱锥,设它们的高均为R ,求出四棱锥的表面积S 以及四棱锥的体积P ABCD V -,利用公式13P ABCD V S -=⨯R ⨯,计算即可. 【详解】由已知,22PD AD PA ===,,所以222PD AD PA +=,所以PD AD ⊥,同理PD CD ⊥,又CD AD D =I ,所以PD ⊥平面ABCD ,PD AB ⊥,又AB AD ⊥,PD AD D ⋂=,所以AB ⊥平面PAD ,所以PA AB ⊥,设此球半径为R ,最大的球应与四棱锥各个面都相切,设球心为S ,连接SD,SA SB SC SP、、、,则把此四棱锥分为五个棱锥,它们的高均为R.四棱锥的体积211222 3323P ABCD ABCDVS PD-⨯=⨯⨯=⨯=W,四棱锥的表面积S22112222222242222PAD PAB ABCDS S S=++=⨯⨯+⨯⨯⨯+=+ V V W,因为13P ABCDV S-=⨯R⨯,所以3222142221P ABCDVRS-====-++.故选:D【点睛】本题考查几何体内切球的问题,考查学生空间想象能力、转化与化归的能力,是一道有一定难度的压轴选择题.二、填空题13.设实数x,y满足约束条件101010yx yx y+≥⎧⎪-+≥⎨⎪++≤⎩,则34z x y=-的最大值是__________.【答案】4【解析】作出可行域,344zy x=-,易知截距越小,z越大,【详解】根据实数x,y满足约束条件101010yx yx y+≥⎧⎪-+≥⎨⎪++≤⎩,画出可行域,如图,平移直线34y x=即可得到目标函数的最大值.344z y x =-,易知截距越小,z 越大,平移直线34y x =,可知当目标函数经过点A 时取得最大值,由11y y x =-⎧⎨=--⎩,解得()0,1A -,所以max 304(1) 4.z =⨯-⨯-=故答案为:4 【点睛】本题考查简单的线性规划及应用,考查学生数形结合的思想,是一道容易题.14.曲线()e 43xf x x =+-在点()(0,)0f 处的切线方程为__________.【答案】52y x =-【解析】直接利用导数的几何意义计算即可. 【详解】因为()02f =-,'()4xf x e =+,所以'0(0)45f e =+=,所以切线方程为()25y --=()0x -,即5 2.y x =- 故答案为:52y x =- 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查学生的基本计算能力,是一道容易题.15.已知数列{}n a 满足:11a =,12nn n a a +=+,则数列{}n a 的前n 项和n S =__________.【答案】122n n +--【解析】利用累加法可得数列{}n a 的通项公式,再利用分组求和法求和即可. 【详解】由已知,12nn n a a +-=,当2n ≥时,()()()211213211212222112n n n n n n a a a a a a a a ---=+-+-+⋅⋅⋅+-=+++⋅⋅⋅+==--,又11a =满足上式,所以21nn a =-,()212122222212n n n n S n n n +-=++⋅⋅⋅+-=-=---.故答案为:122n n +-- 【点睛】本题考查累加法求数列的通项以及分组求和法求数列的和,考查学生的运算求解能力,是一道中档题.16.已知双曲线22221x y a b-=(0b a >>)的左、右焦点分别是1F 、2F ,P 为双曲线左支上任意一点,当1222PF PF 最大值为14a时,该双曲线的离心率的取值范围是__________.【答案】【解析】112222111224|24|2PF PF a PF PF aPF a PF ==+++,1PF c a ≥-,分2c a a -≤,2a c a ≥-两种情况讨论,要注意题目中隐含的条件b a >.【详解】由已知,11222111224|24|2PF PF a PF PF aPF a PF ==+++,因为1PF c a ≥-,当2c a a -≤时,21121444a a PF a PF ≤=++,当且仅当12PF a =时,1222PF PF 取最大值14a, 由2a c a ≥-,所以3e ≤;当2c a a ->时,1222PF PF 的最大值小于14a,所以不合题意.因为b a >,所以22211b e a=->,所以2e >,所以2 3.e <≤故答案为:(2,3] 【点睛】本题考查双曲线的离心率的取值范围问题,涉及到双曲线的概念与性质及基本不等式,考查学生的逻辑推理能力,是一道有一定难度的题.三、解答题17.某学校组织高一、高二年级学生进行了“纪念建国70周年”的知识竞赛.从这两个年级各随机抽取了40名学生,对其成绩进行分析,得到了高一年级成绩的频率分布直方图和高二年级成绩的频数分布表.成绩分组 频数[)75,80 2 [)80,85 6[)85,90 16[)90,9514[)95,1002高二(1)若成绩不低于80分为“达标”,估计高一年级知识竞赛的达标率;(2)在抽取的学生中,从成绩为[]95,100的学生中随机选取2名学生,代表学校外出参加比赛,求这2名学生来自于同一年级的概率. 【答案】(1)0.85;(2)715【解析】(1)利用1减去[)75,80的概率即可得到答案;(2)高一年级成绩为[]95,100的有4人,记为1234, , , A A A A ,高二年级成绩为[]95,100的有2名,记为12,B B ,然后利用列举法即可.【详解】(1)高一年级知识竞赛的达标率为10.0350.85-⨯=.(2)高一年级成绩为[]95,100的有0.025404⨯⨯=(名),记为1234, , , A A A A , 高二年级成绩为[]95,100的有2名,记为12,B B .选取2名学生的所有可能为121314111223242122343132414212, , , , , , , , , , , , , , A A A A A A A B A B A A A A A B A B A A A B A B A B A B B B ,共15种;其中2名学生来自于同一年级的有12131423243412,,,,,,A A A A A A A A A A A A B B ,共7种. 所以这2名学生来自于同一年级的概率为715. 【点睛】本题考查统计与古典概率的计算,涉及到频率分布直方图和频数分布表,考查学生简单的数学运算,是一道容易题.18.在ABC V 中,角、、A B C 所对的边分别是a b c 、、,且2B A C =+,b =. (1)若3sin 4sin C A =,求c 的值; (2)求a c +的最大值【答案】(1)4;(2)【解析】(1)由已知,易得3B π=,由正弦定理可得34c a =,再由角B 的余弦定理即可得到答案;(2)正弦定理得sin sin sin a c b A C B ===,所以,a A c C ==,sin )a c A C +=+,再利用两角和的正弦公式以辅助角公式可得6a c A π⎛⎫+=+⎪⎝⎭,即可得到最大值.【详解】(1)因为2B A C =+, 又A B C π++=,得3B π=.又3sin 4sin C A =,由正弦定理得34c a =,即34a c =, 由余弦定理2222cosb ac ac B =+-,得22331132442c c c c ⎛⎫=+-⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭,解得4c =或4c =-(舍).(2)由正弦定理得sin sin sin a c b A C B ===,,a A c C ∴==,sin )a c A C ∴+=+sin()]A A B =++1sin sin sin sin cos322A A A A A π⎡⎤⎤⎛⎫=++=++⎢⎥ ⎪⎥⎝⎭⎦⎣⎦6A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由203A π<<,得5666A πππ<+=,当62A ππ+=,即3A π=时,max ()a c +=.【点睛】本题考查正余弦定理解三角形,涉及到两角和的正弦公式及辅助角公式的应用,考查学生的数学运算求解能力,是一道容易题. 19.在菱形ABCD 中,,3ADC AB a π∠==,O 为线段CD 的中点(如图1).将AOD △沿AO 折起到'AOD △的位置,使得平面'AOD ⊥平面ABCO ,M 为线段'BD 的中点(如图2).(Ⅰ)求证:'OD BC ⊥; (Ⅱ)求证:CM ∥平面'AOD ; (Ⅲ)当四棱锥'D ABCO -的体积为32时,求a 的值. 【答案】(Ⅰ)见解析. (Ⅱ)见解析. (Ⅲ) 2a =.【解析】(Ⅰ)证明OD '⊥AO . 推出OD '⊥平面ABCO . 然后证明OD '⊥BC .(Ⅱ)取P 为线段AD '的中点,连接OP ,PM ;证明四边形OCMP 为平行四边形,然后证明CM ∥平面AOD ';(Ⅲ)说明OD '是四棱锥D '﹣ABCO 的高.通过体积公式求解即可. 【详解】(Ⅰ)证明:因为在菱形ABCD 中,3ADC π∠=,O 为线段CD 的中点,所以'OD AO ⊥. 因为平面'AOD ⊥平面ABCO 平面'AOD I 平面ABCO AO =,'OD ⊂平面'AOD ,所以'OD ⊥平面ABCO . 因为BC ⊂平面ABCO ,所以'OD BC ⊥. (Ⅱ)证明:如图,取P 为线段'AD 的中点,连接OP,PM ; 因为在'ABD ∆中,P ,M 分别是线段'AD ,'BD 的中点, 所以//PM AB ,12PM AB =. 因为O 是线段CD 的中点,菱形ABCD 中,AB DC a ==,//AB DC , 所以122a OC CD ==. 所以OC //AB ,12OC AB =. 所以//PM OC ,PM OC =.所以四边形OCMP 为平行四边形, 所以//CM OP ,因为CM ⊄平面'AOD ,OP ⊂平面'AOD ,所以//CM 平面'AOD ;(Ⅲ)由(Ⅰ)知'OD ⊥平面ABCO .所以'OD 是四棱锥'D ABCO -的高,又S=23332228a a a a ⎛⎫+ ⎪⎝⎭= ,'2a OD = 因为3133'3162a V S OD =⨯⨯==, 所以2a =. 【点睛】本题考查线面平行与垂直的判定定理的应用,几何体的体积的求法,考查空间想象能力以及计算能力,是基础题20.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为12,过右焦点F 作与x 轴垂直的直线,与椭圆的交点到x 轴的距离为32. (1)求椭圆C 的方程;(2)设O 为坐标原点,过点F 的直线'l 与椭圆C 交于A B 、两点(A B 、不在x 轴上),若OE OA OB =+u u u r u u u r u u u r,求四边形AOBE 面积S 的最大值.【答案】(1)22143x y +=;(2)3. 【解析】(1)由12c a =,232b a =结合222a bc =+解方程组即可;(2)设':1l x ty =+,联立直线'l 与椭圆的方程得到根与系数的关系,因为OE OA OB =+u u u r u u u r u u u r,可得四边形AOBE为平行四边形,12122||2AOB S S OF y y =⨯-==△将根与系数的关系代入化简即可解决. 【详解】 (1)由已知得12c a =, Q 直线经过右焦点,2222231,||2c y b y a b a ∴+===, 又222a b c =+Q,2,1a b c ∴===,故所求椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)Q 过()1,0F 的直线与椭圆C 交于A B 、两点(A B 、不在x 轴上), ∴设':1l x ty =+,由221143x ty x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得22(34)690t y ty ++-=,设()()1122,,,A x y B x y ,则122122634934t y y t y y t -⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,OE OA OB =+u u u r u u u r u u u rQ ,∴四边形AOBE 为平行四边形,122122||234AOBS OF y y t S =∴⨯-===+△1m =≥, 得2621313m S m m m==++,由对勾函数的单调性易得当1m =,即0t =时,max 32S =. 【点睛】本题考查直线与椭圆的位置关系,涉及到椭圆的方程、椭圆中面积的最值问题,考查学生的逻辑推理能力,是一道中档题.21.设函数()2a 2xf x x alnx (a 0)x -=-+>. (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)记函数()f x 的最小值为()g a ,证明:()g a 1<.【答案】(I )()f x 在(0,)a 上单调递减,在(,)a +∞上单调递增;(II )详见解析. 【解析】(I )对函数()f x 求导,解导函数所对应的不等式即可求出结果; (II )由(I )先得到()g a ,要证()1g a <,即证明1ln 1a a a a--<,即证明2111ln a a a--<, 构造函数()211ln 1h a a a a=++-,用导数的方法求函数()h a 的最小值即可. 【详解】(Ⅰ)显然()f x 的定义域为()0,+∞.()()()()222242332222221x x a x x a x a x x f x a x x x x x+----++=-⋅='-+=. ∵220x +>,0x >,∴若()0,x a ∈,0x a -<,此时()0f x '<,()f x 在()0,a 上单调递减; 若(),x a ∈+∞,0x a ->,此时()0f x '>,()f x 在(),a +∞上单调递增; 综上所述:()f x 在()0,a 上单调递减,在(),a +∞上单调递增. (Ⅱ)由(Ⅰ)知:()()min 1ln f x f a a a a a==--, 即:()1ln g a a a a a=--. 要证()1g a <,即证明1ln 1a a a a --<,即证明2111ln a a a--<, 令()211ln 1h a a a a =++-,则只需证明()211ln 10h a a a a=++->,∵()()()22333211122a a a a h a a a a a a'-+--=--==,且0a >, ∴当()0,2a ∈,20a -<,此时()0h a '<,()h a 在()0,2上单调递减; 当()2,a ∈+∞,20a ->,此时()0h a '>,()h a 在()2,+∞上单调递增, ∴()()min 1112ln21ln20244h a h ==++-=->.∴()211ln 10h a a a a=++->.∴()1g a <. 【点睛】本题主要考查导数在函数中的应用,通常需要对函数求导,用导数的方法研究函数的单调性,最值等,属于常考题型.22.在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线2:cos 4sin (0)C a a ρθθ=>,直线的参数方程为21x ty t=-+⎧⎨=-+⎩,(t 为参数).直线l 与曲线C 交于M N ,两点.(1)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程.(2)设()2,1P --,若||,||,||PM MN PN 成等比数列,求a 和的||MN 值.【答案】(1)22cos 4sin (0)a a ρθρθ=>,10x y -+=;(2)10.【解析】(1)利用直角坐标、极坐标、参数方程互化公式即可解决;(2)将直线参数方程标准化,联立抛物线方程得到根与系数的关系,再利用直线参数方程的几何意义即可解决. 【详解】(1)曲线2:cos 4sin (0)C a a ρθθ=>,两边同时乘以ρ,可得22cos 4sin (0)a a ρθρθ=>,化简得24(0)x ay a =>;直线l 的参数方程为21x ty t =-+⎧⎨=-+⎩(t 为参数),消去参数t ,可得1x y -=-,即10x y -+=.(2)直线l 的参数方程21x ty t=-+⎧⎨=-+⎩(t 为参数)化为标准式为21x y ⎧=-⎪⎪⎨='+'⎪-⎪⎩('t 为参数),代入24(0)x ay a =>并整理得'2'1)8(1)0t a t a -+++=, 设M N ,两点对应的参数为''12, t t ,由韦达定理可得''121)t t a +=+,''128(1)0t t a ⋅=+>, 由题意得2||||||MN PM PN =⋅,即2''''1212t t t t -=⋅, 可得()2''''''1212124t t t t t t +-⋅=⋅, 即232(1)40(1)a a +=+,0a >,解得1,4a =所以2''121||81104MN t t ⎛⎫=⋅=+= ⎪⎝⎭,||MN =【点睛】本题考查极坐标与参数方程的应用,涉及到极坐标方程、普通方程、参数方程的互化,以及直线参数方程的几何意义求距离的问题,是一道容易题. 23.已知函数()|||2|f x x a x =-++. (1)当1a =时,求不等式()3f x ≤的解集; (2)()00,50x f x ∃∈-≥R ,求实数a 的取值范围. 【答案】(1){|21}x x-#;(2)[7,3]-【解析】(1)当1a =时,()|1||2|f x x x =-++,分2x -≤,21x -<<,1x ≥三种情况讨论即可;(2)()00,50x f x ∃∈-≥R ,则()min 5f x ≥,只需找到()f x 的最小值解不等式即可. 【详解】(1)当1a =时,()|1||2|f x x x =-++,①当2x -≤时,()21f x x =-- ,令()3f x ≤,即213x --≤,解得2x ≥-,所以2x =-, ②当21x -<<时,()3f x =,显然()3f x ≤成立,21x ∴-<<,③当1x ≥时,()21f x x =+,令()3f x ≤,即213x +≤,解得1x ≤,所以1x =. 综上所述,不等式的解集为{|21}x x-#.(2)0()|||2||()(2)||2|,f x x a x x a x a x =-++--+=+∃∈R Q …,有()050f x -…成立,∴要使()05f x ≥有解,只需|2|5a +≤,解得73a ≤≤-, ∴实数a 的取值范围为[7,3]-.【点睛】本题考查解绝对值不等式以及不等式能成立问题,考查学生的基本计算能力,是一道容易题.。
2020届高三(文理)数学一轮复习《等比数列及前n项和》专题测试(学生版)
《等比数列及其前n 项和》专题题型一 等比数列基本量的运算 1、在等比数列{a n }中,如果a 1+a 4=18,a 2+a 3=12,那么这个数列的公比为2、已知S n 是各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和,若a 2·a 4=16,S 3=7,则a 8=3、在等比数列{a n }中,a 1=2,公比q =2,若a m =a 1a 2a 3a 4(m ∈N +),则m =4、在等比数列{a n }中,已知a 3=6,a 3+a 5+a 7=78,则a 5=5、在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=2a n ,S n 为{a n }的前n 项和.若S n =126,则n =________.6、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=7、设等比数列{a n }满足a 1+a 2=-1,a 1-a 3=-3,则a 4=8、在9与243中间插入两个数,使它们同这两个数成等比数列,则这两个数为9、设{a n }是公比为正数的等比数列,S n 为{a n }的前n 项和,若a 1=1,a 5=16,则数列{a n }的前7项和为10、已知等比数列{a n }的公比为正数,且a 5·a 7=4a 24,a 2=1,则a 1=11、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列,若a 1=1,则S 4=12、已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7=13、在等比数列{a n }中,S n 表示前n 项和,若a 3=2S 2+1,a 4=2S 3+1,则公比q 等于________.14、在各项均为正数的等比数列{a n }中,若a 2=1,a 8=a 6+2a 4,则a 6的值是________.15、已知等比数列{a n }满足a 1=14,a 3a 5=4(a 4-1),则a 2等于 16、等比数列{a n }的各项均为实数,其前n 项和为S n ,已知S 3=74,S 6=634,则a 8=________. 17、若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =m ·5n +1,则实数m =________.18、已知各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=3S 2,a 3=2,则a 7=________.19、已知等比数列{a n }满足a 1=1,a 3a 7=16,则该数列的公比为20、已知递增的等比数列{a n }中,a 2=6,a 1+1,a 2+2,a 3成等差数列,则该数列的前6项和S 6等于21、已知等比数列{a n }的公比为-2,且S n 为其前n 项和,则S 4S 2等于22、数列{a n }中,已知对任意n ∈N +,a 1+a 2+a 3+…+a n =3n -1,则a 21+a 22+a 23+…+a 2n等于23、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2 018,a 2+a 4=-2a 3,则S 2 019=________.24、已知各项均为正数的等比数列{a n }满足a 1=12,且a 2a 8=2a 5+3,则a 9=________. 25、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3a 11=2a 25,且S 4+S 12=λS 8,则λ=________.26、等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3.(1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m .题型二 等比数列的性质类型一 等比数列项的性质1、已知各项不为0的等差数列{a n }满足a 6-a 27+a 8=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 2b 8b 11=2、在正项等比数列{a n }中,已知a 1a 2a 3=4,a 4a 5a 6=12,a n -1a n a n +1=324,则n 等于3、等比数列{a n }各项均为正数,a 3a 8+a 4a 7=18,则1+2+…+10= _____4、已知数列{a n }为等比数列,若a 4+a 6=10,则a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9的值为5、等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________.6、等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a n >0,q >1,a 3+a 5=20,a 2a 6=64,则S 5=________.7、在等比数列{a n }中,a 3,a 15是方程x 2+6x +2=0的根,则a 2a 16a 9的值为 8、已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和S n =________.9、递增的等比数列{a n }中,已知a 1+a n =34,a 3·a n -2=64,前n 项和S n =42,则n 等于 类型二 等比数列前n 项和的性质1、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6S 3=3,则S 9S 6= 2、设各项都是正数的等比数列{a n },S n 为前n 项和,且S 10=10,S 30=70,那么S 40等于3、设S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若S 4S 2=3,则S 6S 4=________. 4、已知数列{a n }是等比数列,S n 为其前n 项和,若a 1+a 2+a 3=4,a 4+a 5+a 6=8,则S 12等于5、设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 2=-1,S 4=-5,则S 6等于6、已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3S 6=89,则a n +1a n -a n -1=________(n ≥2,且n ∈N). 题型三 等比数列的判定与证明1、已知数列{a n }满足对任意的正整数n ,均有a n +1=5a n -2·3n ,且a 1=8.(1)证明:数列{a n -3n }为等比数列,并求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =a n 3n ,求数列{b n }的前n 项和T n .2、设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=4a n +2.设b n =a n +1-2a n ,证明:数列{b n }是等比数列;3、已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=a n +a n +12,n ∈N +. (1)令b n =a n +1-a n ,证明:{b n }是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式.题型四 等差、等比数列的综合问题1、在等比数列{a n }中,a 2=3,a 5=81.(1)求a n ;(2)设b n =log 3a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .2、设数列{a n }(n =1,2,3,…)的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前n 项和为T n ,求使得|T n -1|<11 000成立的n 的最小值.3、在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=n +12n a n(n ∈N +). (1)证明:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等比数列,并求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =a n 4n -a n,若数列{b n }的前n 项和是T n ,求证:T n <2.。
2020届高三数学文科一轮复习_第九章 解析几何课时作业9-8-1
题组一 常识题 1.(教材改编) 过原点的直线 l 被抛物线 x2=4y 截得的线段 长为 4 2,则直线 l 的斜率为____________. 【解析】 设直线 l 的方程为 y=kx,将其代入抛物线方程, 得 x2-4kx=0,所以被截得的线段两端点的坐标分别为(0,0), (4k,4k2),所以 (4k)2+(4k2)2=4 2,解得 k=±1.
π
π
所以∠SOT 最大值为 3 .综上所述:∠SOT 的最大值为 3 ,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
取得最大值时直线
l
的斜率为
k1=±
2 2.
【反思归纳】
跟踪训练 1 已知椭圆 E 的中心在原点,焦点 F1,F2 在 y 轴 上,离心率等于23 2,P 是椭圆 E 上的点.以线段 PF1 为直径的 圆经过 F2,且 9P→F1·P→F2=1.
y=4k21x,
x2=1+8k421k12,y2=1+14k21,
因此|OC|= x2+y2=
11+ +84kk2121.
由题意可知 sin 12∠SOT=r+r|OC|=1+1|OrC|,
而|OrC|=2 3 2·
1+8k21 1+1+k214k211+8k12=34 2·
2k21+1
1+14+k212k121 +k21,
记直线BT的斜率为k1,且k1>0,k1≠k.
则|BT|=1+8|k41|k21 1+k12, 故1+8|k41|k21 1+k21=1+8|k4|k2 1+k2, 所以 1k+12+4kk2141- 1+k2+4kk24=0. 即(1+4k2) k21+k41=(1+4k21) k2+k4, 所以(k2-k21)(1+k2+k21-8k2k21)=0.
东北三省四市2020届高三第二次模拟考试文科数学试题(含答案)
2020年东北三省四市教研联合体高考模拟试卷(二)数学(文科)第Ⅰ卷(选择题共60分)本试卷共4页。
考试结束后。
将答题卡交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的娃名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答.超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出。
确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共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.已知集合{}42≤∈=x Z x A ,{}24<<-=x x B .则A∩B=A .{}22<≤-=x xB B .{}24≤<-=x x B C .{}2,1,0,1,2-- D .{}1,0,1,2--2.已知复数z 满足i z i -=+1)1(2,则z 在复平面内对应的点位于A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 3.已知向量a ,b 满足a =(2,1).b =(1,y ).且a ⊥b .则|a +2b | = A .5 B .25 C .5 D .44.为了从甲乙两人中选一人参加校篮球队,教练将二人最近6次篮球比赛的得分数进行统计.如右图.甲乙两人的平均得分分别是乙甲、x x .则下列说法正确的是A .乙甲x x >,乙比甲稳定.应选乙参加校篮球队B .乙甲x x >.甲比乙稳定,应选甲参加校篮球队C .乙甲x x <.甲比乙稳定,应选甲参加校篮球队D .乙甲x x <.乙比甲稳定,应选乙参加校篮球队5.等比数列{}n a 中.5a 与7a 是函数34)(2+-=x x x f 的两个零点.则93a a ⋅等于A .3-B .4-C .3D .46.大学生积极响应“大学生志愿服务西部计划”.某高校学生小刘、小李、小孟、分别去西部某地一中、二中、三中3所学校中的一所学校支教,每校分配一名大学生,他们三人支教的学科分别是数学,语文,英语,且每学科一名大学生.现知道:(1)教语文的没有分配到一中,(2)教语文的不是小孟,(3)教英语的没有分配到三中,(4)小刘分配到一中.(5)小盂没有分配到二中,据此判断.数学学科支教的是谁?分到哪所学校?A .小刘三中B .小李一中C .小盂三中D .小刘二中 7.设b a ,是两条直线βα,是两个平面.则b a ⊥的一个充分条件是A .α⊥a ,β∥b ,βα⊥; C .α⊥a ,β⊥b ,βα∥B .α⊂a ,β⊥b ,βα∥ D .α⊂a ,β∥b ,βα⊥8.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数.在(0.+∞)上是增函数.且0)4(=-f .则使得0)(>x xf 成立的x 的取值范围是A .(4-,4)B .(4-,0)Y (0,4)C .(0,4)Y (4,∞+)D .(∞-,4-)Y (4,∞+) 9.已知直线2-=y 与函数)3sin(2)(πω-=x x f ,(其中w>0)的相邻两交点间的距离为π.则函数)(x f 的单调递增区间为 A .Z k k k ∈+-],65,6[ππππ B .Z k k k ∈+-],65,12[ππππ C .Z k k k ∈+-],611,65[ππππ D .Z k k k ∈+-],1211,65[ππππ 10.若函数⎩⎨⎧≤-->=0,20,log )(2x a x x x f x有且只有一个零点.则a 的取值范围是A .(∞-,1-)Y (0,∞+)B .(∞-,1-)Y [0,∞+)C .[1-,0)D . [0,∞+)11.已知与椭圆121822=+y x 焦点相同的双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 的左、右焦点分别为21F F ,.离心率为34=e .若双曲线的左支上有一点M 到右焦点2F 的距离为12.N 为2MF 的中点,O 为坐标原点.则|NO|等于A .4B . 3C .2D .32 12.众所周知的“太极图”,其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”.整个图形是一个圆形.其中黑色阴影区域在y 轴右侧部分的边界为一个半圆,给出以下命题:①在太极图中随机取一点,此点取自黑色阴影部分的概率是21②当23-=a 时,直线a ax y 2+=与白色部分有公共点; ③黑色阴影部分(包括黑白交界处)中一点(x ,y ).则x+y 的最大值为2; ④设点P (b ,2-),点Q 在此太极图上,使得∠OPQ=45°.b 的范围是[-2.2].其中所有正确结论的序号是A .①①B .①③C .②④D .①②第II 卷(非选择题共90分)本卷包括必考题和选考题两部分,第13~21题为必考题,每个试题考生都必须作答,第22~23题为选考题考生根据要求作答。
1号卷·A10联盟2020届高三五月联考数学试卷(文科)答案
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吉林省长春市2024届高三质量监测(一)数学试题
吉林省长春市2024届高三质量监测(一)数学试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________A .平均数约为38.6C .第40百分位数约为10.已知1sin cos 5θθ+=,A .3tan 4θ=-B .D .11.已知正方体1ABCD A -A .若点P 为线段11CD B .若该正方体的所有顶点都在同一个球面上,则该球体的表面积为C .异面直线1A D 与1B D D .若点Q 为体对角线12.已知函数()f x 与()g x 的定义域均为且(1)2g -=,(1)g x -为偶函数,下列结论正确的是(A .()f x 的周期为4C .20241()4048k f k ==∑三、填空题13.曲线12y x =在点(4,2)处切线的方程为14.某学校有A ,B 两家餐厅,某同学第去A 餐厅,那么第2天去A四、未知17.在ABC 中,AD 为BC 边上中线,3BD =,AD (1)求ABC 的面积;(2)若107AE AD =,求BEC ∠.18.已知首项为1的数列{}n a ,其前n 项利为n S ,且数列()*n ∈N .(1)求{}n a 的通项公式;(2)若()*14nn n n S c n a a +=∈⋅N ,求数列{}n c 的前n 项和n T .19.如图,在三棱锥B ACD -中,AB BC =,DA AC ⊥,M 为BC 的中点.五、解答题22.已知()1()(2)e x f x x ax -=--为R 上的增函数.(1)求a ;(2)证明:若122x x +>,则()()121f x f x +>-.。
2020届九师联盟高三10月质量检测数学(文)试题(解析版)
九师联盟高三10月质量检测数学(文)试题一、单选题1.已知集合3210{}A =,,,,01{}1B =-,,,则A B ⋂=( ) A .{1}0, B .{210},, C .{321},, D .{2}1,【答案】A【解析】根据交集的定义直接运算可得答案. 【详解】因为3210{}A =,,,,01{}1B =-,,, 所以A B ⋂={0,1}. 故选:A 【点睛】本题考查了交集的运算,属于基础题.2.命题“x ∀∈R ,3220x x ->”的否定是( ) A .0x ∃∈R ,32002<0x x - B .0x ∃∈R ,320020x x ≤-C .x ∀∈R ,322<0x x -D .x ∀∈R ,3220x x ≤-【答案】B【解析】根据全称命题的否定是特称命题,否定方法是先改变量词,然后否定结论,可得结论. 【详解】命题“x ∀∈R ,3220x x ->”的否定是“0x ∃∈R ,320020x x ≤-”.故选:B . 【点睛】本题考查了含有一个量词的命题的否定,属于基础题.3.已知函数()f x 是偶函数,且当0x <时,()243f x x x =-,则()1f =( )A .7B .-7C .1D .-1【答案】B【详解】()()()()21141317f f =-=⨯--⨯-=-.故选:B . 【点睛】本题考查了利用偶函数的性质求函数值,属于基础题.4.曲线()2xf x e x x -+=在点()()00f ,处的切线方程是( )A .210x y ++=B .210x y +-= C .210x y -+= D .210x y --= 【答案】C【解析】利用导数的几何意义求得切线的斜率,再由点斜式可求得切线方程. 【详解】因为()21xf x e x '=-+,所以切线的斜率是()02f '=.又()01f =,所以()120y x -=-,即210x y -+=. 故选:C . 【点睛】本题考查了导数的几何意义,考查了直线方程的点斜式,属于基础题.5.已知1sin 33a π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则5cos 23a π⎛⎫+=⎪⎝⎭( )A .13B .3±C .79-D .79【答案】C【解析】利用三角函数诱导公式和二倍角的余弦公式逐步化简求值得解. 【详解】 因为2522cos 2cos 2cos 22sin 13333ππππααπαα⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=-+=+- ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.21213⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭79=-.故选C. 【点睛】解掌握水平和计算能力.6.已知在等差数列{}n a 中,5=5a ,3=3a ,则数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前2019项和是( )A .20202019B .20192020C .20182019 D .20192018【答案】B【解析】设出公差,利用等差数列的通项公式列方程组解出1a 和d ,可得通项公式n a ,再利用裂项求和可得结果. 【详解】设{}n a 的公差为d ,由5353a a =⎧⎨=⎩得114523a d a d +=⎧⎨+=⎩解得111a d =⎧⎨=⎩,则n a n =.则()1111n n a a n n +==+111n n -+. 故前2019项和2019111111112232018201920192020S =-+-++-+-L 12019120202020=-=故选:B . 【点睛】本题考查了等差数列的通项公式的基本量的运算,考查了裂项求和,属于基础题.7.已知向量5168,77AB ⎛⎫= ⎪⎝⎭u u u v ,68,77AC ⎛⎫= ⎪⎝⎭u u u v ,D ,E 是线段BC 上两点,且15BD BC =u u u v u u u v ,13CE CB =u u u v u u u v ,则向量AD uuu v 与AE u u u v的关系是( )A .2AD AE =u u u v u u u vB .12AD AE =u u u v u u u vC .AD AE ⊥u u u v u u u vD .AD uuu v 与AE u u u v 成60︒夹角【答案】A【解析】先求出=6,8AD u u u r (),=3,4AE u u u r (),所以2AD AE =u u u r u u u r ,即得解.【详解】1141()5555AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+-=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r111215168268(),,3333377377AE AC CE AC CB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫=+=+=+-=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r (3,4)=,所以2AD AE =u u u r u u u r. 故选:A. 【点睛】本题主要考查基底法和向量的坐标运算,考查共线向量,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. 8.函数sin sin 122xxy =+的大致图象是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】根据偶函数的定义得函数为偶函数,其图像关于y 对称,由此排除A 选项,根据()2f π和(0)f 的值分别排除选项C 和B ,从而可得答案.【详解】 因为()()()1sin sin sin 1si ()n sin sin ()111222222x xx x xx f x -------=+=+=+()sin sin 122x xf x =+=,且函数sin sin 122x xy +=的定义域为R ,所以函数sin sin 122xxy +=是偶函数,排除A 选项;又sin 222f ππ⎛⎫+ ⎪=⎝⎭11sin 21152222π=+=,排除C 项. sin 00sin 011(0)2211222f =+=+=+=,排除B 项, 故选:D . 【点睛】本题考查了利用函数的奇偶性,考查了利用函数的性质判断函数的图像,属于基础题. 9.在ABC V 中,角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,向量)cos (a B α=u r,,cos ()A b β-u r=,,若αβ⊥u r u r ,则ABC V 一定是( ) A .锐角三角形 B .等腰三角形C .直角三角形D .等腰三角形或直角三角形【答案】D【解析】根据向量垂直的坐标表示得cos cos b B a A =,再根据正弦定理边化角以及二倍角的正弦公式可得sin2sin2A B =,根据,A B 为三角形的内角可得22A B =,或22A B π+=,进一步可得答案.因αβ⊥u r u r,所以cos cos 0a A b B -=,所以cos cos b B a A =,由正弦定理可知sin cos sin cos B B A A =,所以sin2sin2A B =. 又(0)A B π∈,,,且()0A B π+∈,,所以22A B =,或22A B π+=, 所以A B =,或2A B π+=.则ABC V 是等腰三角形或直角三角形. 故选:D . 【点睛】本题考查了平面向量垂直的坐标表示,考查了正弦定理,二倍角的正弦公式,属于基础题.10.已知奇函数()()()cos f x x x ωϕωϕ+-+(02πϕω<,>)对任意x ∈R都有()02x f x f π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,则当ω取最小值时,6f π⎛⎫⎪⎝⎭的值为( )A .1B .12C D 【答案】C【解析】利用两角差的正弦公式的逆用公式可得()2sin()6f x x πωϕ=+-,根据奇函数的性质可得6π=ϕ,将()02x f x f π⎛⎫++= ⎪⎝⎭化为sin 2x ωπω⎛⎫⎪⎝⎭+=sin x ω-,可得42k ω=-(k ∈Z ),故ω的最小值为2,此时()2sin2f x x =,由此可得6f π⎛⎫= ⎪⎝⎭【详解】因为()cos 2si (n ())()6f x x x x πωϕωϕωϕ=+-+=+-,又()f x 为奇函数,所以()02sin 06f πϕ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,所以6k πϕπ-=(k ∈Z ). 又2πϕ<,所以6π=ϕ.所以()2sin f x x ω=. 又因为对任意x ∈R 都有()02x f x f π⎛⎫++= ⎪⎝⎭, ωπ⎫⎛ωπ⎛⎫所以()212k πωπ=-(k ∈Z ),所以42k ω=-(k ∈Z ).又0>ω,故ω的最小值为2,此时()2sin2f x x =,所以2sin 63f ππ=⎫ ⎪⎝⎭=⎛ 故选:C . 【点睛】本题考查了两角差的正弦公式的逆用,考查了奇函数的性质,考查了诱导公式的应用,属于中档题.11.设函数()326f x x x a -+=,则下列结论不正确的是( )A .函数()f x 在区间(1)-∞-,上单调递增 B .函数()f x 在区间(11)-,上单调递减 C .函数()f x 的极大值是()1f -,极小值是()1f D .存在某一个实数a 的值,使得函数()f x 是偶函数 【答案】D【解析】利用导数可得函数的单调性和极值,可知A ,B ,C 项都是正确的,可以排除A ,B ,C 项,假设存在实数a 的值,使得数()f x 是偶函数,推出矛盾,故D 项错误. 【详解】因为()326f x x x a =-+,所以()266f x x '=-.令()0f x '=,得1x =-或1x =;令()0f x <′,得11x -<<;令()0f x >′,得1x <-或1x >,所以函数()f x 在区间(1)-∞-,和(1)+∞,上单调递增,在区间(11)-,上单调递减.故A ,B 项都是正确的,排除A 、B 项;根据单调性易知,函数()f x 在1x =-处取得极大值,在1x =处取得极小值,所以函数()f x 的极大值是()1f -,极小值是()1f ,故C 项都是正确的,排除C 项; 假设存在实数a 的值,使得数()f x 是偶函数,则由()()f x f x -=对任意x ∈R 恒成立,得()()332626x x a x x a ---+=-+对任意x ∈R 恒成立,这显然不可能,所以不存在实数a 的值,使得数()f x 是偶函数.故D 项错误.【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性和极值,属于基础题.12.如图所示,矗立于伦敦泰晤士河畔的伦敦眼(The London Eye )是世界上首座、也曾经是世界最大的观景摩天轮,已知其旋转半径60米,最高点距地面135米,运行一周大约30分钟,某游客在最低点的位置坐上摩天轮,则第10分钟时他距地面大约为( )A .95米B .100米C .105米D .110米【答案】C【解析】设人在摩天轮上离地面高度(米)与时间t (分钟)的函数关系为()sin()f t A t B ωϕ=++(0,0,[0,2))A ωϕπ>>∈,根据已知条件求出()f t =60cos7515t π-+,再求(10)f 得解.【详解】设人在摩天轮上离地面高度(米)与时间t (分钟)的函数关系为()sin()f t A t B ωϕ=++(0,0,[0,2))A ωϕπ>>∈,由题意可知60A =,1356075B =-=,230T πω==,所以15πω=,即()60sin 7515f t t πϕ⎛⎫=++⎪⎝⎭. 又因为(0)13512015f =-=, 解得sin 1ϕ=-,故32πϕ=, 所以()f t =360sin 7560cos 7515215t t πππ⎛⎫++=-+⎪⎝⎭, 所以2(10)60cos 751053f π=-⨯+=. 故选C.本题主要考查三角函数解析式的求法,考查三角函数的图像和性质,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.二、填空题13.已知向量a (2,1)k =v ,b (1,3)k =+-v ,若a b v P v,则实数k 的值为________.【答案】17-【解析】由题得2(3)(1)10k k ⨯--+⨯=,解方程即得解. 【详解】由题意,2(3)(1)10k k ⨯--+⨯=,解得17k =-. 故答案为:17- 【点睛】本题主要考查向量平行的坐标表示,意在考查学生对该知识的理解掌握水平. 14.已知函数()()2213f x x f x =+'-,则()2f '=__________.【答案】0【解析】求导后代入1x =,解得()12f '=-,再代入2x =即可得到答案. 【详解】对()2213f x x f x =+'-(),求导得()()221f x x f '=+', 令1x =,得()()12121f f '=⨯+',解得()12f '=-. 所以()24f x x '=-.再代入2x =,即可求得()20f '=. 故答案为:0 【点睛】本题考查了求导公式,考查了求导函数值,属于基础题.15.已知函数()2log 1f x x m ++=(m 为实数)是偶函数,记201612a f -⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=,()20172b f =,()1c f m +=,则a b c ,,的大小关系为__________.(用“<”连接)【答案】c a b <<()2log 1f x x =+,然后求出,,a b c 的值即可得到答案.【详解】因为函数()2log 1f x x m =++为偶函数,且由0x m +>,得x m ≠-,故函数()2log 1f x x m =++的定义域是()()m m -∞-⋃-+∞,,. 而偶函数的定义域需关于坐标原点对称,所以0m -=,解得0m =. 即()2log 1f x x =+.所以20162016211log 122a f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝=⎭=+=20162log 212017+=,()2017201722log 212018b f ==+=, ()()211log 11c f m f =+==+=011+=.所以c a b <<. 故答案为:c a b << 【点睛】本题考查了偶函数的定义域特征,考查了对数的运算性质,属于基础题. 16.规定[]t 为不超过t 的最大整数,如[3,1]3=,[2,9]3-=-,若函数2()[][]()f x x x x =-∈R ,则方程2()()2f x f x -=的解集是________.【答案】[1,0)[2,3)-U【解析】由2()()2f x f x -=,得()2f x =或()1f x =-.当()2f x =时,求出方程2()()2f x f x -=的解集,当()1f x =-时,无解.即得方程2()()2f x f x -=的解集.【详解】由2()()2f x f x -=,得[()2][()1]0f x f x -+=, 解得()2f x =或()1f x =-.当()2f x =时,2[][]2x x -=,解得[]2x =或[]1x =-, 当[]2x =时,解得[2,3)x ∈;当()1f x =-时,2[][]1x x -=-,无解.综上,方程2()()2f x f x -=的解集是[1,0)[2,3)-U .故答案为:[1,0)[2,3)-U【点睛】本题主要考查新定义的理解和应用,意在考查学生对该知识的理解掌握水平.三、解答题17.已知函数2()4cos sin cos ()f x x m x x m =+∈R ,且满足44f π⎛⎫=⎪⎝⎭. (1)求m 的值及()f x 的最小正周期;(2)若30,4x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,求()f x 的单调区间. 【答案】(1)4m =.最小正周期T π=.(2)单调递增区间为0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦和53,84ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦;单调递减区间为5,88ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 【解析】(1)根据44f π⎛⎫=⎪⎝⎭求出m 的值,再利用三角恒等变换求出()224f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭即得()f x 的最小正周期;(2)利用复合函数的单调性原理求出()f x 的单调区间.【详解】(1)由44f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,得244m ⨯+=⎝⎭, 解得4m =. 2()4cos 4sin cos f x x x x =+1cos 242sin 22x x +=⨯+ 22cos22sin 2x x =++224x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,所以函数()f x 的最小正周期T π=.(2)由222()242k x k k πππππ-+≤+≤+∈Z , 得3()88k x k k ππππ-+≤≤+∈Z . 又30,4x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,所以0,8x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,或53,84x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 即()f x 的单调递增区间为0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦和53,84ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦; 由3222()242k x k k πππππ+≤+≤+∈Z , 得5()88k x k k ππππ+≤≤+∈Z ,又30,4x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 所以()f x 的单调递减区间为5,88ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 【点睛】本题主要考查三角恒等变换和正弦函数的最小正周期的求法,考查三角函数的单调区间的求法,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.18.已知,,a b c 分别是ABC △的角,,A B C 所对的边,且222,4c a b ab =+-=. (1)求角C ;(2)若22sin sin sin (2sin 2sin )B A C A C -=-,求ABC △的面积.【答案】(1)3C π=(2 【解析】试题分析:(1)由余弦定理得cos C 值,再根据三角形内角范围求角C ;(2)由正弦定理将条件化为边的关系:2224cos b c a ac A +-=,再根据余弦定理得2a b =,代人解得a =,b =2c =,由勾股定理得2B π=,最后根据直角三角形面积公式得ABC V 的面积.试题解析:解:(1)由余弦定理,得222cos 2a b c C ab +-== 22221222a b ab ab ab +-==,又()0,C π∈,所以3C π=. (2)由()22sin sin sin 2sin2sin B A C A C -=-,得222sin sin sin 2sin2sin B C A A C +-=,得222sin sin sin 4sin cos sin B C A A A C +-=,再由正弦定理得2224cos b c a ac A +-=,所以222cos 4b c a A ac +-=.① 又由余弦定理,得222cos 2b c a A bc+-=,② 由①②,得22222242b c a b c a bc bc+-+-=,得42ac bc =,得2a b =, 联立2242a b ab b a ⎧+-=⎨=⎩,得3a =,3b =. 所以222b a c =+.所以2B π=. 所以ABC V的面积1122233S ac ==⨯=. 19.已知函数()321f x x ax bx +-+=(a b ∈,R )在23x -=和2x =处取得极值. (1)求a b ,的值.(2)求()17f x ≤的解集. 【答案】(1)24a b =-⎧⎨=⎩,.(2)(]4-∞, 【解析】(1)求导后,利用可导函数在极值点处的导数值为0可解得24a b =-⎧⎨=⎩,.,然后验证函数在23x -=和2x =处取得极值即可; (2)因式分解即可求得高次不等式的解集.【详解】解:(1)()232f x x ax b '=+-,由题意,得()20320f f⎧⎛⎫'-=⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪'=⎩,则22223203332220a b a b ⎧⎛⎫⎛⎫⨯-+⨯--=⎪ ⎪ ⎪⎨⎝⎭⎝⎭⎪⨯+⨯-=⎩,, 解得24a b =-⎧⎨=⎩,. 经检验,此时()32241f x x x x =--+满足在23x =-和2x =处取得极值,符合题意. (2)由(1)得()32241f x x x x =--+, 所以()17f x ≤可化为3224160x x x ---≤,可得2(4)(24)0x x x -++≤,因为2224(1)30x x x ++=++>,所以40x -≤,即4x ≤,所以()17f x ≤的解集是(]4-∞,. 【点睛】本题考查了由可导函数的极值点求参数,考查了利用因式分解法解高次不等式,属于基础题.20.如图,在ABC ∆中,,484C CA CB π=⋅=u u uv u u u v ,点D 在BC 边上,且352,cos 5AD ADB =∠=. (Ⅰ)求,AC CD 的长;(Ⅱ)求cos BAD ∠的值.【答案】(1) 8,2AC CD ==5cos BAD ∠=【解析】试题分析:(1)由34cos ,sin 55ADB ADB ∠=∠=得,进而得2sin 10CAD ∠=,然后利用正弦定理求边长;(2)由48CA CB ⋅=u u u v u u u v ,得62CB =. 52BD =余弦定理得210AB =,从而5cos BAD ∠=试题解析:(Ⅰ)在ABD ∆中,∵34cos ,sin 55ADB ADB ∠=∴∠=.∴()sin CAD sin ADB ACD ∠=∠-∠ sin cos cos sin 44ADB ADB ππ=∠-∠43525210=⨯-⨯=. 在ADC ∆中,由正弦定理得sin sin sin AC CD AD ADC CAD ACD==∠∠∠,即45AC ==,解得8,AC CD ==(Ⅱ)∵48CA CB ⋅=u u u v u u u v ,∴848CB ⋅=,解得CB =∴BD CB CD =-=ABC ∆中,AB ==ABD ∆中,222cos BAD +-∠==.点睛:解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向.第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化. 第三步:求结果.21.已知在等比数列{a n }中,2a =2,,45a a =128,数列{b n }满足b 1=1,b 2=2,且{12n n b a +}为等差数列. (1)求数列{a n }和{b n }的通项公式;(2)求数列{b n }的前n 项和【答案】(1)1232;2,212n n n n a b n n --==-⋯(=,,);(2)213312442n n T n n -=+-+. 【解析】(1)根据等比数列的性质得到7a =64,2a =2,进而求出公比,得到数列{a n }的通项,再由等差数列的公式得到结果;(2)根据第一问得到通项,分组求和即可.【详解】(1)设等比数列{a n }的公比为q .由等比数列的性质得a 4a 5=27a a =128,又2a =2,所以7a =64.所以公比2q ===. 所以数列{a n }的通项公式为a n =a 2q n -2=2×2n -2=2n -1. 设等差数列{12n n b a +}的公差为d . 由题意得,公差221111113221122222d b a b a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=+⨯-+⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以等差数列{12n n b a +}的通项公式为()()11113331122222n n b a b a n d n n ⎛⎫+=++-=+-⋅= ⎪⎝⎭. 所以数列{b n }的通项公式为12313132222222n n n n b n a n n --=-=-⋅=-(n =1,2,…). (2)设数列{b n }的前n 项和为T n .由(1)知,2322n n b n -=-(n =1,2,…). 记数列{32n }的前n 项和为A ,数列{2n -2}的前n 项和为B ,则 ()33322124n n A n n ⎛⎫+ ⎪⎝⎭==+,()1112122122n n B --==--. 所以数列{b n }的前n 项和为()1213133112242442n n n T A B n n n n --=-=+-+=+-+. 【点睛】 这个题目考查了数列的通项公式的求法,以及数列求和的应用,常见的数列求和的方法有:分组求和,错位相减求和,倒序相加等.22.已知函数()()21f x x x a x=-+. (1)证明:对任意a ∈R ,函数()f x 的导函数()f x '是偶函数;(2)若0a <,()()11ln 9g x f x x x =--,讨论函数()g x 的零点个数 【答案】(1)见解析(2)零点个数为0.【解析】(1)求导后,利用偶函数的定义可证结论;(2)对()g x 求导,再通分并对分子构造函数求导,利用导数求得函数()g x 的单调性,利用单调性求得函数()g x 的最小值,根据最小值大于0可得函数的零点个数.【详解】(1)证明:函数()()21f x x x a x=-+的定义域是(0)(0)-∞+∞,,U . 则()2213f x x a x'=--,函数()f x '的定义域是(0)(0)-∞+∞,,U , 因为对任意a ∈R ,都有()()22221133x a x a x x ---=---, 即()()f x f x '-='. 因此,对任意a ∈R ,导函数()f x '是偶函数.(2)解:()()31ln 09g x x ax x x =-->,()3212791399x ax g x x a x x --'=--=, 令()()327910h x x ax x =--≥,则()2819h x x a '=-. 因为0a <,所以()0h x '>.所以()h x 在[0)+∞,上单调递增. 因为3111279130333h a a ⎛⎫⎛⎫=⨯-⋅-=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()010h =-<, 所以一定存在0103x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,使得()300027910h x x ax =--=. 所以在0(0)x ,上,()0h x <,()0g x '<,函数()g x 单调递减;在0()x +∞ ,上,()0h x >,()0g x '>,函数()g x 单调递增,所以()()0min g x g x =. 又()300001ln 9g x x ax x =--中,300x >,00ax ->,01ln 09x ->, 所以()00g x >,即()0min g x >,所以函数()g x 的零点个数为0.【点睛】本题考查了利用导数公式求函数的导函数,考查了用定义证明函数为偶函数,考查了利用导数研究函数的单调性和最值,考查了求函数零点的个数,属于中档题.。
2020届高三文理科数学一轮复习《等差数列及其前n项和》专题汇编(教师版)
《等差数列及其前n 项和》专题一、相关知识点1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).(3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列(5)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(6)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(7)若{a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(8)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }首项相同,公差是{a n }的公差的12.(9)若等差数列{a n }的项数为偶数2n ,则①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1);②S 偶-S 奇=nd ,S 奇S 偶=a na n +1. (10)若等差数列{a n }的项数为奇数2n +1,则 ①S 2n +1=(2n +1)a n +1; ②S 奇S 偶=n +1n .二.等差数列的常用结论1.等差数列前n 项和的最值在等差数列{a n }中,若a 1>0,d <0,则S n 有最大值,即所有正项之和最大,若a 1<0, d >0,则S n 有最小值,即所有负项之和最小.2.等差数列的前n 项和公式与函数的关系:S n =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 数列{a n }是等差数列⇔S n =An 2+Bn (A ,B 为常数).题型一 等差数列基本量的运算1.已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100等于解析:由等差数列性质,知S 9=9(a 1+a 9)2=9×2a 52=9a 5=27,得a 5=3,而a 10=8,因此公差d =a 10-a 510-5=1,∴a 100=a 10+90d =98.2.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得d =4. 3.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若3S 3=S 2+S 4,a 1=2,则a 5=A .-12B .-10C .10D .12解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由3S 3=S 2+S 4,得; 3⎣⎡⎦⎤3a 1+3×(3-1)2×d =2a 1+2×(2-1)2×d +4a 1+4×(4-1)2×d , 将a 1=2代入上式,解得d =-3,故a 5=a 1+(5-1)d =2+4×(-3)=-10. 4.在等差数列{a n }中,若前10项的和S 10=60,且a 7=7,则a 4=解析:法一:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧10a 1+45d =60,a 1+6d =7,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =23,∴a 4=a 1+3d =5.法二:由等差数列的性质有a 1+a 10=a 7+a 4,∵S 10=10(a 1+a 10)2=60,∴a 1+a 10=12.又∵a 7=7,∴a 4=5.5.已知数列{a n }满足a 1=15,且3a n +1=3a n -2.若a k ·a k +1<0,则正整数k = 解析:由3a n +1=3a n -2⇒a n +1-a n =-23⇒{a n }是等差数列,则a n =473-23n .∵a k ·a k +1<0,∴⎝⎛⎭⎫473-23k ⎝⎛⎭⎫453-23k <0,∴452<k <472,又∵k ∈N +,∴k =23. 6.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 3=3,a 5=5,则S 7的值是解析:由题意,设等差数列的公差为d ,则d =a 5-a 35-3=1,故a 4=a 3+d =4,所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7×4=28.7.数列{2n -1}的前10项的和是解析:∵数列{2n -1}是以1为首项,2为公差的等差数列,∴S 10=(a 1+a 10)×102=100.8.已知数列{a n }中a 1=1,a n +1=a n -1,则a 4等于解析:因为a 1=1,a n +1=a n -1,所以数列{a n }为等差数列,公差d 为-1,所以a 4=a 1+3d =1-3=-2.9.设等差数列{a n }的公差为d ,且a 1a 2=35,2a 4-a 6=7,则d =解析:∵{a n }是等差数列,∴2a 4-a 6=a 4-2d =a 2=7,∵a 1a 2=35,∴a 1=5,∴d =a 2-a 1=2. 10.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 5=50,S 10=200,则a 10+a 11的值为 解析:设等差数列{a n}的公差为d ,由已知得⎩⎨⎧S 5=5a 1+5×42d =50,S 10=10a 1+10×92d =200,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d =10,a 1+92d =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2,d =4.∴a 10+a 11=2a 1+19d =80. 11.设等差数列{a n }的前n 项和为S n .若a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 3=5,且S 1,S 5,S 7成等差数列,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+2d =5,a 1+7a 1+21d =10a 1+20d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,∴a n =2n -1. 12.设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析:法一:设数列{a n }的公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴a n =6n -3.法二:设数列{a n }的公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴a n =6n -3.13.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 18=54,S 19=437,则a 2 018的值是 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+22d =54,19a 1+171d =437,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=5,d =2,所以a 2 018=5+2017×2=4 039. 14.已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 7=2a 1+6d =-8,a 2=a 1+d =2.解得⎩⎪⎨⎪⎧d =-3,a 1=5,.15.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有一女子擅长织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女子最后一天织布的尺数为( )A .18B .20C .21D .25 解析:C ,用a n 表示第n 天织布的尺数,由题意知,数列{a n }是首项为5,项数为30的等差数列.所以30(a 1+a 30)2=390,即30(5+a 30)2=390,解得a 30=21,故选C .16.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,a 12=-8,S 9=-9,则S 16=__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧a 12=a 1+11d =-8,S 9=9a 1+9×82d =-9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.∴S 16=16×3+16×152×(-1)=-72.17.已知在等差数列{a n }中,a 1=1,a 3=2a +1,a 5=3a +2,若S n =a 1+a 2+…+a n ,且S k=66,则k 的值为解析:∵在等差数列中,2a 3=a 1+a 5,∴2(2a +1)=1+3a +2, 解得a =1,即a 1=1,a 3=3,a 5=5,∴公差d =1,∴S k =k ×1+k (k -1)2×1=66,解得k =11或k =-12(舍).18.已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,且a 3=2,a 9=12,则a 15=解析:法一:设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是公差为d 的等差数列,∵a 3=2,a 9=12,∴6d =a 99-a 33=129-23=23,∴d =19,a 1515=a 33+12d =2.故a 15=30.法二:由于数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,故2×a 99=a 33+a 1515,即a 1515=2×129-23=2,故a 15=30.19.在数列{a n }中,若a 1=1,a 2=12,2a n +1=1a n +1a n +2(n ∈N *),则该数列的通项为( )A .a n =1nB .a n =2n +1C .a n =2n +2D .a n =3n解析:A ,由已知式2a n +1=1a n +1a n +2可得1a n +1-1a n =1a n +2-1a n +1,知⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1a 1=1,公差为1a 2-1a 1=2-1=1的等差数列,所以1a n =n ,即a n =1n. 20.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?”其意思为“已知甲、乙、丙、丁、戊五人分五钱,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且甲、乙、丙、丁、戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?”(“钱”是古代一种质量单位),在这个问题中,甲得________钱.( )A.53 B .32 C.43 D .54解析:选C 甲、乙、丙、丁、戊五人所得钱数依次设为成等差数列的a 1,a 2,a 3,a 4,a 5,设公差为d ,由题意知a 1+a 2=a 3+a 4+a 5=52,即⎩⎨⎧2a 1+d =52,3a 1+9d =52,解得⎩⎨⎧a 1=43,d =-16,故甲得43钱,故选C.21.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 9=12a 12+6,a 2=4,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前10项和为( )A.1112 B .1011 C.910 D .89解析:选B ,设等差数列{a n }的公差为d ,由a 9=12a 12+6及等差数列的通项公式得a 1+5d=12,又a 2=4,∴a 1=2,d =2,∴S n =n 2+n ,∴1S n =1n (n +1)=1n -1n +1,∴1S 1+1S 2+…+1S 10=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫110-111=1-111=1011.22.已知等差数列{a n }各项均为正数,其前n 项和为S n ,若a 1=1,S 3=a 2,则a 8=解析:法一:设等差数列{a n }的公差为d ,由题意得3+3d =1+d ,解得d =2或d =-1(舍去),所以a 8=1+7×2=15.法二:S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2,由S 3=a 2可得3a 2=a 2,解得a 2=3或a 2=0(舍去), 则d =a 2-a 1=2,所以a 8=1+7×2=15.23.若x ≠y ,数列x ,a 1,a 2,y 和x ,b 1,b 2,b 3,y 各自成等差数列,则a 1-a 2b 1-b 2=________.解析:由题意得a 1-a 2=x -y 3,b 1-b 2=x -y 4,所以a 1-a 2b 1-b 2=43.24.设{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是________.解析:2 25.数列{a n }满足1a n +1=1a n +1(n ∈N +),数列{b n }满足b n =1a n ,且b 1+b 2+…+b 9=45,则b 4b 6( )A .最大值为100B .最大值为25C .为定值24D .最大值为50解析:C ,由1a n +1=1a n +1(n ∈N +),得1a n +1-1a n =1,∵b n =1a n ,∴b n +1-b n =1,则数列{b n }是公差为1的等差数列,∵b 1+b 2+…+b 9=45,∴9b 1+9×82=45,即b 1=1,则b n =1+(n -1)×1=n ,则b 4b 6=4×6=24.26.设数列{a n }的通项公式为a n =2n -10(n ∈N +),则|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=________. 解析:由a n =2n -10(n ∈N +)知{a n }是以-8为首项,2为公差的等差数列,又由a n =2n -10≥0,得n ≥5,∴当n ≤5时,a n ≤0,当n >5时,a n >0,∴|a 1|+|a 2|+…+|a 15|=-(a 1+a 2+a 3+a 4)+(a 5+a 6+…+a 15)=20+110=130.27.设数列{a n }满足:a 1=1, a 2=3, 且2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,则a 20的值是________. 解析:∵2na n =(n -1)a n -1+(n +1)a n +1,∴数列{na n }是以a 1=1为首项,2a 2-a 1=5为公差的等差数列,∴20a 20=1+5×19=96,解得a 20=9620=245.28.已知等差数列{a n }为递增数列,其前3项的和为-3,前3项的积为8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求数列{a n }的前n 项和S n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,d >0,∵等差数列{a n }的前3项的和为-3,前3项的积为8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3. ∵d >0,∴a 1=-4,d =3,∴a n =3n -7.(2)∵a n =3n -7,∴a 1=3-7=-4,∴S n =n (-4+3n -7)2=n (3n -11)2.28.已知等差数列{a n }的公差不为零,a 1=25,且a 1,a 11,a 13成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)求a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2. 解析:(1)设{a n }的公差为d .由题意,得a 211=a 1a 13,即(a 1+10d )2=a 1(a 1+12d ).于是d (2a 1+25d )=0. 又a 1=25,所以d =0(舍去)或d =-2.故a n =-2n +27. (2)令S n =a 1+a 4+a 7+…+a 3n -2.由(1)知a 3n -2=-6n +31,故{a 3n -2}是首项为25,公差为-6的等差数列. 从而S n =n 2(a 1+a 3n -2)=n2(-6n +56)=-3n 2+28n .题型二 等差数列的性质及应用类型一 等差数列项的性质的应用1.在等差数列{a n }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________. 解析:依题意,得a 2+a 4+a 6+a 8=(a 2+a 8)+(a 4+a 6)=2(a 3+a 7)=74.2.在等差数列{a n }中,3(a 3+a 5)+2(a 7+a 10+a 13)=24,则该数列前13项的和是________. 解析:263.若数列{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和,且a 1=2a 3-3,则S 9=________.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,a 1=2a 3-3=2a 1+4d -3,∴a 5=a 1+4d =3,S 9=9a 5=27.4.在等差数列{a n }中, a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,则a 2+a 1 010+a 2 018=____ 解析:因为a 1,a 2 019为方程x 2-10x +16=0的两根,所以a 1+a 2 019=10.由等差数列的性质可知,a 1 010=a 1+a 2 0192=5,a 2+a 2 018=a 1+a 2 019=10,所以a 2+a 1 010+a 2 018=10+5=15.5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 6=39,则a 3+a 4=解析:由等差数列{a n }的性质及其S 6=39,可得6(a 1+a 6)2=3(a 3+ a 4)=39,则a 3+ a 4=13.6.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.7.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 2+a 7+a 12=24,则S 13= 解析:由a 2+a 7+a 12=24得3a 7=24,即a 7=8,∴S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7=13×8=104.8.等差数列{a n }中,a 3+a 7=6,则{a n }的前9项和等于解析:法一:设等差数列的公差为d ,则a 3+a 7=a 1+2d +a 1+6d =2a 1+8d =6,所以a 1+4d =3.于是{a n }的前9项和S 9=9a 1+9×82d =9(a 1+4d )=9×3=27.法二:由等差数列的性质,得a 1+a 9=a 3+a 7=6,所以数列{a n }的前9项和S 9=9(a 1+a 9)2=9×62=27. 9.数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),且a 2+a 4+a 6=12,则a 3+a 4+a 5等于 解析:数列{a n }满足2a n =a n -1+a n +1(n ≥2),则数列{a n }是等差数列,利用等差数列的性质可知,a 3+a 4+a 5=a 2+a 4+a 6=12.10.等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为 解析:由a 3+a 6+a 10+a 13=32得4a 8=32,即a 8=8.又d ≠0,所以等差数列{a n }是单调数列,由a m =8,知m =8.11.设S n 为公差不为零的等差数列{a n }的前n 项和,若S 9=3a 8,则S 153a 5等于解析:因为S 9=a 1+a 2+…+a 9=9a 5=3a 8,即3a 5=a 8.又S 15=a 1+a 2+…+a 15=15a 8, 所以S 153a 5=15a 8a 8=15.12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a m =10,S 2m -1=110,则m =________. 解析:S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=2(2m -1)a m2=110,解得m =6.类型二:等差数列前n 项和的性质1.在项数为2n +1的等差数列{a n }中,所有奇数项的和为165,所有偶数项的和为150,则n 等于( )A .9B .10C .11D .12解析:选B ,∵等差数列有2n +1项,∴S 奇=(n +1)(a 1+a 2n +1)2,S 偶=n (a 2+a 2n )2.又a 1+a 2n +1=a 2+a 2n ,∴S 偶S 奇=n n +1=150165=1011,∴n =10.2.等差数列{a n }的前n 项和为S n 且S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,m ≥2,m ∈N *,则m = 解析:∵{a n }是等差数列,S m -1=-2,S m =0,∴a m =S m -S m -1=2.又S m +1=3,∴a m +1=S m +1-S m =3,∴d =a m +1-a m =1.又 S m =m (a 1+a m )2=m (a 1+2)2=0,∴a 1=-2,∴a m =-2+(m -1)·1=2,∴m =5.3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=9,S 6=36,则a 7+a 8+a 9等于 解析:由{a n }是等差数列,得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6为等差数列.即2(S 6-S 3)=S 3+(S 9-S 6),得到S 9-S 6=2S 6-3S 3=45,即a 7+a 8+a 9=45. 4.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=-2 014,S 2 0142 014-S 2 0082 008=6,则S 2 019=________.解析:由等差数列的性质可得⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也为等差数列.设其公差为d ,则S 2 0142 014-S 2 0082 008=6d =6,∴d =1.故S 2 0192 019=S 11+2 018d =-2 014+2 018=4,∴S 2 019=8 076. 5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________. 解析:由题意知,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等差数列.则2(S 20-S 10)=S 10+(S 30-S 20),即40=10+(S 30-30),解得S 30=60. 6.若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=解析:根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.7.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 10=16,S 100-S 90=24,则S 100=________. 解析:依题意,S 10,S 20-S 10,S 30-S 20,…,S 100-S 90依次成等差数列,设该等差数列的公差为d .又S 10=16,S 100-S 90=24,因此S 100-S 90=24=16+(10-1)d =16+9d ,解得d =89,因此S 100=10S 10+10×92d =10×16+10×92×89=200.8.在等差数列{a n }中,a 1=-2 015,其前n 项和为S n ,若S 1212-S 1010=2,则S 2 018=解析:设等差数列{a n }的前n 项和为S n =An 2+Bn ,则S n n =An +B ,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是等差数列.因为S 1212-S 1010=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的公差为1,又S 11=a 11=-2 015,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-2 015为首项,1为公差的等差数列,所以S 2 0182 018=-2 015+2 017×1=2,所以S 2 018=4 036.9.等差数列{a n }与{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,若S n T n =3n -22n +1,则a 7b 7=________.解析:a 7b 7=2a 72b 7=a 1+a 13b 1+b 13=132(a 1+a 13)132(b 1+b 13)=S 13T 13=3×13-22×13+1=3727.10.设等差数列{a n }、{b n }的前n 项和分别为S n 、T n ,若对任意自然数n 都有S n T n =2n -34n -3,则a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4的值为________. 解析:∵{a n },{b n }为等差数列,∴a 9b 5+b 7+a 3b 8+b 4=a 92b 6+a 32b 6=a 9+a 32b 6=a 6b 6.∵S 11T 11=a 1+a 11b 1+b 11=2a 62b 6=2×11-34×11-3=1941,∴a 6b 6=1941. 类型三:等差数列前n 项和的最值 求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)二次函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解. (2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .1.已知等差数列{a n }中,a 1=11,a 5=-1,则{a n }的前n 项和S n 的最大值是 解析:设数列{a n }的公差为d ,则d =a 5-a 15-1=-3,所以a n =a 1+(n -1)d =-3n +14,由⎩⎪⎨⎪⎧ a n ≥0,a n +1≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧14-3n ≥0,11-3n ≤0,解得113≤n ≤143,即n =4,所以{a n }的前4项和最大,且S 4=4×11+4×32×(-3)=26. 2.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=13,S 3=S 11,当S n 最大时,n 的值是 解析:法一:由S 3=S 11,得a 4+a 5+…+a 11=0,根据等差数列的性质,可得a 7+a 8=0.根据首项等于13可推知这个数列递减,从而得到a 7>0,a 8<0,故n =7时,S n 最大. 法二:由S 3=S 11,可得3a 1+3d =11a 1+55d ,把a 1=13代入,得d =-2,故S n =13n -n (n -1)=-n 2+14n .根据二次函数的性质,知当n =7时S n 最大. 法三:根据a 1=13,S 3=S 11,知这个数列的公差不等于零,且这个数列的和是先递增后递减.根据公差不为零的等差数列的前n 项和是关于n 的二次函数,以及二次函数图像的对称性,可得只有当n =3+112=7时,S n 取得最大值. 4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 5+a 7=4,a 6+a 8=-2,则当S n 取最大值时,n 的值是________.解析:依题意得2a 6=4,2a 7=-2,a 6=2>0,a 7=-1<0.又数列{a n }是等差数列,所以在该数列中,前6项均为正数,自第7项起以后各项均为负数,于是当S n 取最大值时,n =6.5.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为( )A .S 7B .S 6C .S 5D .S 4解析:C ,∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 6.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1=-7,S 3=-15.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并求S n 的最小值.解析:(1)设{a n }的公差为d ,由题意得3a 1+3d =-15.又a 1=-7,所以d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9.(2)法一:(二次函数法)由(1)得S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n =(n -4)2-16, 所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16.法二:(通项变号法)由(1)知a n =2n -9,则S n =n (a 1+a n )2=n 2-8n .由S n 最小⇔⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧2n -9≤0,2n -7≥0,∴72≤n ≤92,又n ∈N *,∴n =4,此时S n 的最小值为S 4=-16. 7.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,n ∈N *,满足a 1+a 2=10,S 5=40.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =|13-a n |,求数列{b n }的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由题意知,a 1+a 2=2a 1+d =10,S 5=5a 3=40,即a 3=8,所以a 1+2d =8, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=4,d =2,所以a n =4+(n -1)·2=2n +2. (2)令c n =13-a n =11-2n ,b n =|c n |=|11-2n |=⎩⎪⎨⎪⎧11-2n ,n ≤5,2n -11,n ≥6, 设数列{c n }的前n 项和为Q n ,则Q n =-n 2+10n .当n ≤5时,T n =b 1+b 2+…+b n =Q n =-n 2+10n .当n ≥6时,T n =b 1+b 2+…+b n =c 1+c 2+…+c 5-(c 6+c 7+…+c n )=-Q n +2Q 5=n 2-10n +2(-52+10×5)=n 2-10n +50.8.已知等差数列{a n }的前三项和为-3,前三项的积为8.(1)求等差数列{a n }的通项公式;(2)若a 2,a 3,a 1成等比数列,求数列{|a n |}的前n 项和T n . 解析:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2=a 1+d ,a 3=a 1+2d . 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =-3,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=2,d =-3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-4,d =3.所以由等差数列通项公式可得,a n =2-3(n -1)=-3n +5或a n =-4+3(n -1)=3n -7. 故a n =-3n +5或a n =3n -7.(2)当a n =-3n +5时,a 2,a 3,a 1分别为-1,-4,2,不成等比数列; 当a n =3n -7时,a 2,a 3,a 1分别为-1,2,-4,成等比数列,满足条件.故|a n |=|3n -7|=⎩⎪⎨⎪⎧-3n +7,n =1,2,3n -7,n ≥3.记数列{3n -7}的前n 项和为S n , 则S n =n [(-4)+(3n -7)]2=32n 2-112n . 当n ≤2时,T n =|a 1|+|a 2|+…+|a n |=-(a 1+a 2+…+a n )=-32n 2+112n , 当n ≥3时,T n =|a 1|+|a 2|+|a 3|+…+|a n |=-(a 1+a 2)+(a 3+a 4+…+a n ) =S n -2S 2=32n 2-112n +10,综上知:T n =⎩⎨⎧ -32n 2+112n ,n ≤2,32n 2-112n +10,n ≥3.题型三 等差数列的判定与证明等差数列的判定与证明方法与技巧1.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =-2n +1,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为解析:∵a n =-2n +1,∴数列{a n }是以-1为首项,-2为公差的等差数列,∴S n =n [-1+(-2n +1)]2=-n 2,∴S n n =-n 2n =-n ,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 的前11项和为11×(-1)+11×102×(-1)=-66. 2.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,S 2=2,S 3=-6.(1)求数列{a n }的通项公式和前n 项和S n ;(2)是否存在正整数n ,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列?若存在,求出n ;若不存在,请说明理由.解析:(1)设数列{a n }的公差为d ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+d =2,3a 1+3×22d =-6,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,d =-6, ∴a n =4-6(n -1)=10-6n ,S n =na 1+n (n -1)2d =7n -3n 2. (2)由(1)知S n +S n +3=7n -3n 2+7(n +3)-3(n +3)2=-6n 2-4n -6, 2(S n +2+2n )=2(-3n 2-5n +2+2n )=-6n 2-6n +4,若存在正整数n 使得S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列,则-6n 2-4n -6=-6n 2-6n +4,解得n =5,∴存在n =5,使S n ,S n +2+2n ,S n +3成等差数列.3.已知数列{a n }是等差数列,且a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根.(1)求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)在(1)中,设b n =S n n +c,求证:当c =-12时,数列{b n }是等差数列. 解析:(1)∵a 1,a 2(a 1<a 2)分别为方程x 2-6x +5=0的两个实根,∴a 1=1,a 2=5,∴等差数列{a n }的公差为4,∴S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n . (2)证明:当c =-12时,b n =S n n +c =2n 2-n n -12=2n , ∴b n +1-b n =2(n +1)-2n =2,b 1=2.∴数列{b n }是以2为首项,2为公差的等差数列.4.已知等差数列的前三项依次为a ,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110.(1)求a 及k 的值;(2)已知数列{b n }满足b n =S n n,证明数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n . 解析:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a ,由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2,所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k . 由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10.(2)由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1),则b n =S n n=n +1, 故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列,所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 5.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由.解析:(1)证明 由题设知a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1,两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1,由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)解 由题设知a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2, 因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.6.已知数列{a n }中,a 1=35,a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),数列{b n }满足b n =1a n -1(n ∈N *). (1)求证:数列{b n }是等差数列;(2)求数列{a n }中的最大项和最小项,并说明理由.解析:(1)证明:因为a n =2-1a n -1(n ≥2,n ∈N *),b n =1a n -1(n ∈N *), 所以b n +1-b n =1a n +1-1-1a n -1=1⎝⎛⎭⎫2-1a n -1-1a n -1=a n a n -1-1a n -1=1. 又b 1=1a 1-1=-52. 所以数列{b n }是以-52为首项,1为公差的等差数列. (2)由(1)知b n =n -72,则a n =1+1b n =1+22n -7.设f (x )=1+22x -7, 则f (x )在区间⎝⎛⎭⎫-∞,72和⎝⎛⎭⎫72,+∞上为减函数.所以当n =3时,a n 取得最小值-1,当n =4时,a n 取得最大值3.7.已知数列{a n }满足a 1=1,且na n +1-(n +1)a n =2n 2+2n .(1)求a 2,a 3;(2)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求{a n }的通项公式. 解析:(1)由已知,得a 2-2a 1=4,则a 2=2a 1+4,又a 1=1,所以a 2=6.由2a 3-3a 2=12,得2a 3=12+3a 2,所以a 3=15.(2)由已知na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),得na n +1-(n +1)a n n (n +1)=2,即a n +1n +1-a n n=2, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是首项为a 11=1,公差d =2的等差数列. 则a n n=1+2(n -1)=2n -1,所以a n =2n 2-n . 8.已知数列{a n }满足a 1=2,n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式; (2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n .解析:(1)证明:∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a n n=2, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a n n =2+2(n -1)=2n . (2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15,则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n . 令b n =2n -15≤0,n ∈N *,解得n ≤7.∴n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n = -2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.。
2020届高三数学第一次月考试题 文(含解析)新 人教
2019学年第一学期九月测试卷高三数学(文科)一、选择题(每小题5分,共60分)1. 设集合M={1,2,3,4,5,6},N={1,4,5,7},则M∩N等于( )A. {1,2,4,5,7}B. {1,4,5}C. {1,5}D. {1,4}【答案】B【解析】则2. ( )A. B. C. D. -【答案】A【解析】试题分析:选C.考点:诱导公式.【易错点晴】本题主要考查诱导公式,属于容易题型.本题虽属容易题型,但如果不细心的话容易因判断错象限、或因忘了改变函数名而犯错.解决此类题型的口诀是:奇变偶不变,符号看象限,应用改口诀的注意细节有:1、“奇”、“偶”指的是的奇数倍或偶数倍,2、符号看象限,既要看旧角,又要看旧函数名.要熟练掌握这两个细节才不会“走火入魔”.3. 下列函数中,是偶函数且在上为增函数的是( )A. B. C. D.【答案】A【解析】由选项可看出四个函数中D为奇函数,所以排除D,在ABC三个选项中,A函数为增函数,B函数为减函数,C函数既有增区间又有减区间.故选A.4. 若已知函数f(x)= , 则的值是( )A. B. 3 C. D.【答案】D【解析】由函数f(x)=可知:,+1=故选:D5. 函数y=的定义域是( )A. [1,2]B. [1,2)C.D.【答案】D【解析】即得解得故选D6. 下列说法中,正确的是()A. 命题“若,则”的否命题为“若,则”B. 命题“存在,使得”的否定是:“任意,都有”C. 若命题“非”与命题“或”都是真命题,那么命题一定是真命题D. ""是" "的充分不必要条件【答案】C【解析】对于A,命题“若,则”的否命题为“若a≤b,则”;∴A 不正确;对于B,命题“存在x∈R,使得”的否定是:“任意x∈R,都有”;∴B不正确;对于C,若命题“非p”是真命题则P是假命题,命题“p或q”是真命题,那么命题q一定是真命题,∴C正确;对于D,∴推不出. ∴D不正确故选:C.7. 设a=,,则a,b,c的大小关系是( )A. b>c>aB. a>c>bC. b>a>cD. a>b>c【答案】D【解析】,所以故选D8. 函数f(x)=2x-6+lnx的零点个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】A【解析】,所以函数在上递增,又,所以函数的零点只有1个故选A点睛:本题是零点存在性定理的考查,先确定函数的单调性,在判断特殊点处的函数值有正负变化即得解.9. 函数y=Asin(ωx+φ)在一个周期内的图象如图所示,则此函数的解析式为( )A. B.C. D.【答案】B【解析】由图知A=2,又,此函数的解析式是故选B.10. 若=,则cos(π-2α)=( )A. -B.C. -D.【答案】C【解析】==,故选C11. 函数y= (0<a<1)的图象的大致形状是( )A. B.C. D.【答案】D【解析】又所以函数在上递减,在上递增,故选D点睛:函数中有绝对值的要去掉绝对值,写成分段函数,根据单调性即可以选出选项.12. 已知函数f(x)=x(ln x-ax)有两个极值点,则实数a的取值范围是( )A. (-∞,0)B.C. (0,1)D. (0,+∞)【答案】B【解析】函数f(x)=x(lnx﹣ax),则f′(x)=lnx﹣ax+x(﹣a)=lnx﹣2ax+1,令f′(x)=lnx﹣2ax+1=0得lnx=2ax﹣1,函数f(x)=x(lnx﹣ax)有两个极值点,等价于f′(x)=lnx﹣2ax+1有两个零点,等价于函数y=lnx与y=2ax﹣1的图象有两个交点,在同一个坐标系中作出它们的图象(如图)当a=时,直线y=2ax﹣1与y=lnx的图象相切,由图可知,当0<a<时,y=lnx与y=2ax﹣1的图象有两个交点.则实数a的取值范围是(0,).故选B.二、填空题(每小题5分,共20分)13. 已知=2, 则=______【答案】3【解析】,故答案为314. 函数f(x)=的单调递增区间为________.【答案】【解析】根据复合函数的单调性,内外层函数同则增异则减的原则,f(x)=的递增区间为的递减区间,但要注意定义域,所以f(x)=的递增区间为................故答案为点睛:研究复合函数的单调性:先把复合函数分成内外两层,根据内外层函数单调性相同,复合函数增,内外层函数单调性相异,复合函数减,即同则增异则减,做题时还要注意定义域.15. 已知f(x)在R上是奇函数,且满足f(x+4)=f(x),当x∈(0,2)时,f(x)=2x2,则=________.【答案】-2【解析】由f(x+4)=f(x)得f(x)的周期为4,所以又f(x)在R上是奇函数,所以故答案为-2.点睛:函数奇偶性,周期性结合求函数值的问题,先利用周期性,把变为再利用奇偶性根据已知很容易出结果.16. 若不等式2x ln x≥-x2+ax-3对x∈(0,+∞)恒成立,则实数a的取值范围是________.【答案】(-∞,]【解析】2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+,设h(x)=2lnx+x+(x>0),则h′(x)=.当x∈(0,1)时,h′(x)<0,函数h(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,函数h(x)单调递增,所以h(x)min=h(1)=4,则a≤h(x)min=4,故实数a的取值范围是(-∞,4].故答案为:(-∞,4]点睛:恒成立的问题:(1)根据参变分离,转化为不含参数的函数的最值问题;(2)若就可讨论参数不同取值下的函数的单调性和极值以及最值,最终转化为,若恒成立,转化为;(3)若恒成立,可转化为.三、解答题(共6小题,共70分,解答应写出必要的文字说明、计算过程或证明步骤)17. (10分) 化简求值:(1) ; (2) .【答案】(1) 4 ; (2)【解析】试题分析:(1)主要是对数运算性质的考查(2)主要是三角恒等变换的二倍角公式,两角和与差的余弦公式的考查.试题解析:(1)原式= (2)原式=18. (12分)(1)已知sinα=- ,且α为第四象限角,求tanα的值;(2)已知cos且都是锐角,求的值【答案】(1)(2)【解析】试题分析:(1)由α为第四象限角,根据同角基本关系的平方关系得的值,商式关系得出.(2) cos,是锐角得出sin,又都是锐角,,得出,根据得出结果.试题解析:(1)为第四象限角,(2) 因为是锐角,所以sin=又都是锐角,,=,则cos=cos19. (12分)已知函数f(x)=x2+2ax+3,x∈[-4,6].(1)当a=-2时,求f(x)的最值;(2)若f(x)在区间[-4,6]上是单调函数.求实数a的取值范围.【答案】(1)35 (2) a≤-6,或a≥4【解析】试题分析:(1) 当a=-2时,f(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1,根据二次函数的单调性得出函数的最值(2)二次函数的对称轴为x=-a,根据图像得出[-4,6]在轴的左侧或在轴的右侧,即-a≤-4,或-a≥6得解.试题解析:(1)当a=-2时,f(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1,由于x∈[-4,6],∴f(x)在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增.∴f(x)的最小值是f(2)=-1.又f(-4)=35,f(6)=15,故f(x)的最大值是35.(2)由于函数f(x)的图象开口向上,对称轴是x=-a,所以要使f(x)在[-4,6]上是单调函数,应有-a≤-4,或-a≥6,即a≤-6,或a≥4.20. (12分)已知.f(x)=sin x cos x-cos2x+(1)求f(x)的最小正周期,并求其图象对称中心的坐标;(2)当0≤x≤时,求函数f(x)的值域.【答案】(1)(k∈Z) (2)【解析】试题分析:(1)先对函数f(x)=sin x cos x-cos2x+=sin2x- (cos2x+1)+化简得f(x)=sin,令sin=0,得=kπ(k∈Z)解得对称中心(2)0≤x≤所以-≤2x-≤,根据正弦函数图像得出值域.试题解析:(1)f(x)=sin x cos x-cos2x+=sin2x- (cos2x+1)+=sin2x-cos2x=sin,所以f(x)的最小正周期为π.令sin=0,得=kπ(k∈Z),所以x= (k∈Z).故f(x)图象对称中心的坐标为 (k∈Z).(2)因为0≤x≤,所以-≤2x-≤,所以≤sin≤1,即f(x)的值域为.点睛:本题重点考查三角函数式的恒等变换,正弦型函数的最小正周期,正弦型函数的对称中心,及函数在某一定义域下的值域,是高考的常见题型,在求值域时要运用整体的思想.21. (12分)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点x=1处的切线方程为l:y=3x+1,且当x=时,y=f(x)有极值.(1)求a,b,c的值;(2)求y=f(x)在[-3,1]上的最大值和最小值.【答案】(1) a=2,b=-4, c=5 (2) 最大值为13,最小值为【解析】试题分析:(1)对函数进行求导,当x=1时,切线l的斜率为3,可得2a+b=0,当x=时,y=f(x)有极值,则f′=0,联立得出a,b,c的值(2) 由(1)可得f(x)=x3+2x2-4x+5,f′(x)=3x2+4x-4. 令f′(x)=0,解得x1=-2,x2=,研究单调性得出最值.试题解析:(1)由f(x)=x3+ax2+bx+c,得f′(x)=3x2+2ax+b.当x=1时,切线l的斜率为3,可得2a+b=0,①当x=时,y=f(x)有极值,则f′=0,可得4a+3b+4=0,②由①②,解得a=2,b=-4.由于切点的横坐标为1,所以f(1)=4. 所以1+a+b+c=4,得c=5.(2)由(1)可得f(x)=x3+2x2-4x+5,f′(x)=3x2+4x-4.令f′(x)=0,解得x1=-2,x2=.当x变化时,f′(x),f(x)的取值及变化情况如下表所示:所以y=f(x)在[-3,1]上的最大值为13,最小值为.点睛:已知切线方程求参数问题,利用切线斜率,切点在切线上也在曲线上这两点即可求出字母值.函数的极值问题要注意对应的导值为0,且在此点的左右函数有单调性变化.22. (12分)已知函数f(x)=ln x+a(1-x).(1)讨论f(x)的单调性;(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求a的取值范围.【答案】(1)见解析(2) (0,1)【解析】试题分析:(1)先求导数,再根据导函数符号是否变化进行讨论:若,则,在单调递增;若,导函数先正后负,函数先增后减;(2)由(1)知函数有最大值条件为,且最大值为,转化为解不等式,先化简,再利用导数研究函数单调性及零点,确定不等式解集试题解析:解:(Ⅰ)的定义域为若,则,所以在单调递增若,则当时,;当时,。
2020届高三文理科数学一轮复习《三角函数的图像与性质》专题汇编(教师版)
《三角函数的图像与性质》专题一、相关知识点1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像与性质(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 4.奇偶性相关结论(1)若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则①f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z);②f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z).(2)若f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0),则①f (x )为奇函数的充要条件:φ=k π+π2,k ∈Z ;②f (x )为偶函数的充要条件:φ=k π,k ∈Z.题型一 三角函数的定义域1.函数y =log 2(sin x )的定义域为________.解析:根据题意知sin x >0,得x ∈(2k π,2k π+π)(k ∈Z). 2.函数y =2sin x -3的定义域为( )A .⎣⎡⎦⎤π3,2π3B .⎣⎡⎦⎤2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) C .⎝⎛⎭⎫2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) D .⎣⎡⎦⎤k π+π3,k π+2π3(k ∈Z) 解析:由2sin x -3≥0得sin x ≥32,∴π3+2k π≤x ≤23π+2k π(k ∈Z),故选B . 3.y =2sin x -2的定义域为________________________. 解析:要使函数式有意义,需2sin x -2≥0,即sin x ≥22,借助正弦函数的图象(图略),可得π4+2k π≤x ≤3π4+2k π,k ∈Z ,所以该函数的定义域是⎣⎡⎦⎤π4+2k π,3π4+2k π(k ∈Z). 4.函数y =tan 2x 的定义域是( )A .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π+π4,k ∈Z B .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2+π8,k ∈Z C .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π+π8,k ∈Z D .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π2+π4,k ∈Z 解析:D ,由2x ≠k π+π2,k ∈Z ,得x ≠k π2+π4,k ∈Z ,∴y =tan 2x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2+π4,k ∈Z .] 5.x ∈[0,2π],y =tan x +-cos x 的定义域为( )A.⎣⎡⎭⎫0,π2B.⎝⎛⎦⎤π2,πC.⎣⎡⎭⎫π,3π2D.⎝⎛⎦⎤3π2,2π解析:法一:由题意,⎩⎪⎨⎪⎧tan x ≥0,-cos x ≥0,x ∈[0,2π],所以函数的定义域为⎣⎡⎭⎫π,3π2.故选C. 法二:x =π时,函数有意义,排除A 、D ;x =54π时,函数有意义,排除B.故选C.题型二 三角函数的值域(最值)三角函数值域的不同求法(1)利用sin x 和cos x 的值域直接求(2)把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域 (3)把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域 (4)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域1.函数f (x )=4-2cos 13x 的最小值是________,取得最小值时,x 的取值集合为________.解析:f (x )min =4-2=2,此时,13x =2k π(k ∈Z),x =6k π(k ∈Z),所以x 的取值集合为{x |x =6k π,k ∈Z}.] 2.函数f (x )=2cos x +sin x 的最大值为________. 解析:f (x )=2cos x +sin x =5⎝⎛⎭⎫255cos x +55sin x =5sin(x +α)(其中tan α=2),故函数f (x )=2cos x +sin x 的最大值为 5. 3.已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( )A .f (x )的最小正周期为π,最大值为3B .f (x )的最小正周期为π,最大值为4C .f (x )的最小正周期为2π,最大值为3D .f (x )的最小正周期为2π,最大值为4解析:∵f (x )=2cos 2x -sin 2x +2=1+cos 2x -1-cos 2x 2+2=32cos 2x +52,∴f (x )的最小正周期为π,最大值为4.故选B.4.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为( ) A .⎣⎡⎦⎤-32,32 B .⎣⎡⎦⎤-32,3 C .⎣⎡⎦⎤-332,332 D .⎣⎡⎦⎤-332,3 解析:因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,以2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,所以sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1,所以3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-32,3,所以函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域是⎣⎡⎦⎤-32,3,故选B . 5.函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3,x ∈⎝⎛⎭⎫-π6,π6的值域为________. 解析:∵-π6<x <π6,∴0<2x +π3<2π3,∴-12<cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3<1,∴-1<2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3<2. ∴函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3,x ∈⎝⎛⎭⎫-π6,π6的值域为(-1,2). 6.函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6-π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A .2-3B .0C .-1D .-1- 3解析:因为0≤x ≤9,所以-π3≤πx 6-π3≤7π6,所以sin ⎝⎛⎭⎫πx 6-π3∈⎣⎡⎦⎤-32,1. 所以y ∈[-3,2],所以y max +y min =2- 3.7.已知f (x )=sin 2x -3cos 2x ,若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,都有|f (x )|<m ,则实数m 的取值范围是________.解析:因为f (x )=sin 2x -3cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,所以⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎝⎛⎦⎤-π3,π6, 所以2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈(-3,1],所以|f (x )|=|2sin ⎝⎛⎪⎪2x -π3)<3,所以m ≥ 3. 8.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________. 解析:依题意,f (x )=sin 2x +3cos x -34=-cos 2x +3cos x +14=-⎝⎛⎭⎫cos x -322+1,因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以cos x ∈[0,1],因此当cos x =32时,f (x )max =1. 9.函数f (x )=cos 2x +6cos π2-x 的最大值为解析:∵f (x )=cos 2x +6cos ⎝⎛⎭⎫π2-x =cos 2x +6sin x =1-2sin 2x +6sin x =-2⎝⎛⎭⎫sin x -322+112, 又sin x ∈[-1,1],∴当sin x =1时,f (x )取得最大值5. 10.函数y =sin x +cos x +sin x cos x 的值域为_______解析:设t =sin x +cos x ,则sin x cos x =t 2-12(-2≤t ≤2),y =t +12t 2-12=12(t +1)2-1,当t =2时,y 取最大值为2+12,当t =-1时,y 取最小值为-1.所以函数值域为⎣⎡⎦⎤-1,12+2.]11.函数y =sin x -cos x +sin x cos x ,x ∈[0,π]的值域为________.解析:设t =sin x -cos x ,则t 2=sin 2x +cos 2x -2sin x cos x , 即sin x cos x =1-t 22,且-1≤t ≤ 2. ∴y =-t 22+t +12=-12(t -1)2+1.当t =1时,y max =1;当t =-1时,y min =-1. ∴函数的值域为[-1,1]. 12.函数y =tan ⎝⎛⎭⎫π2-x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,且x ≠0的值域为________.解析:∵-π4≤x ≤π4且x ≠0,∴π4≤π2-x ≤3π4且π2-x ≠π2.由函数y =tan x 的单调性,可得y =tan ⎝⎛⎭⎫π2-x 的值域为(-∞,-1]∪[1,+∞).题型三 三角函数的单调性类型一 求三角函数的单调区间 1.f (x )=|tan x |;解析:观察图象可知,y =|tan x |的单调递增区间是⎣⎡⎭⎫k π,k π+π2,k ∈Z ,单调递减区间是( k π-π2,k π ],k ∈Z.2.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π 解析:选D ,将y =cos x 的图象位于x 轴下方的部分关于x 轴对称向上翻折,x 轴上方(或x 轴上)的图象不变,即得y =|cos x |的图象(如图).故选D.3.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的递增区间是________. 解析:由-π2+k π<2x -π3<π2+k π(k ∈Z),得k π2-π12<x <k π2+5π12(k ∈Z).故函数的递增区间为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,k π2+5π12.4.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-2x ,则函数f (x )的单调递减区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤3π8+2k π,7π8+2k π(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤-π8+2k π,3π8+2k π(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤3π8+k π,7π8+k π(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z) 解析: f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-2x =-2sin ( 2x -π4 ),令-π2+2k π≤2x -π4≤π2+2k π(k ∈Z),故-π4+2k π≤2x ≤3π4+2k π(k ∈Z),解得f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z).故选D. 5.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的减区间为________. 解析:f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3=-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,函数f (x )的减区间就是函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的增区间.由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z.故所给函数的减区间为⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z. 6.函数y =cos ⎝⎛⎭⎫π4-2x 的单调递减区间为________.解析:由y =cos ⎝⎛⎭⎫π4-2x =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π4,得2k π≤2x -π4≤2k π+π(k ∈Z), 解得k π+π8≤x ≤k π+5π8(k ∈Z),所以函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π+π8,k π+5π8(k ∈Z). 7.函数 f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6在x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的单调性递增区间为 ; 递减区间为解析:当2k π-π≤2x -π6≤2k π(k ∈Z),即k π-5π12≤x ≤k π+π12,k ∈Z 时,函数f (x )是增函数;当2k π≤2x -π6≤2k π+π(k ∈Z),即k π+π12≤x ≤k π+7π12,k ∈Z 时,函数f (x )是减函数.因此函数f (x )在⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的单调递增区间是[ -5π12,π12], 单调递减区间为⎣⎡⎦⎤-π2,-5π12,⎣⎡⎦⎤π12,π2. 8.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3,x ∈[-2π,2π]的递增区间是( )A .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3 B .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3和⎣⎡⎦⎤π3,2π C .⎣⎡⎦⎤-5π3,π3 D .⎣⎡⎦⎤π3,2π解析:令z =12x +π3,函数y =sin z 的递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z),由2k π-π2≤12x +π3≤2k π+π2得4k π-5π3≤x ≤4k π+π3,而x ∈[-2π,2π],故其递增区间是⎣⎡⎦⎤-5π3,π3,故选C . 9.已知函数f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈[-π,0],则f (x )的单调递增区间是________. 解析:由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π(k ∈Z),得-π12+k π≤x ≤5π12+k π(k ∈Z),又因为x ∈[-π,0],所以f (x )的增区间为⎣⎡⎦⎤-π,-7π12和⎣⎡⎦⎤-π12,0. 10.若锐角φ满足sin φ-cos φ=22,则函数f (x )=sin 2(x +φ)的单调递增区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤2k π-5π12,2k π+π12(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤2k π+π12,2k π+7π12(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z) 解析:选B ,因为sin φ-cos φ=22,所以2sin ⎝⎛⎭⎫φ-π4=22⇒φ-π4=π6⇒φ=5π12.因为f (x )=sin 2(x +φ)=1-cos (2x +2φ)2=1-cos ⎝⎛⎭⎫2x +5π62,所以由2x +5π6∈[2k π,2k π+π](k ∈Z)得f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z). 11.比较大小:sin ⎝⎛⎭⎫-π18________sin ⎝⎛⎭⎫-π10. 解析:因为y =sin x 在⎣⎡⎦⎤-π2,0上为增函数且-π18>-π10>-π2,故sin ⎝⎛⎭⎫-π18>sin ⎝⎛⎭⎫-π10. 12.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值. 解析:(1)令2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,则k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z.故f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z. (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,3π4≤2x +π4≤7π4,所以-1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4≤22,所以-2≤f (x )≤1,所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,函数f (x )的最大值为1,最小值为- 2.13.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6.讨论函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π2上的单调性并求出其值域.解析:令-π2≤2x -π6≤π2,则-π6≤x ≤π3.令π2≤2x -π6≤32π,则π3≤x ≤5π6.因为-π12≤x ≤π2,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π3上单调递增, 在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减.当x =π3时,f (x )取得最大值为1. 因为f ⎝⎛⎭⎫-π12=-32<f ⎝⎛⎭⎫π2=12,所以当x =-π12时,f (x )min =-32. 所以f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-32,1. 类型二 已知单调性求参数值或范围 已知单调区间求参数范围的3种方法 1.函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω等于 解析:因为f (x )=sin ωx (ω>0)过原点,所以当0≤ωx ≤π2,即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 是增函数;当π2≤ωx ≤3π2,即π2ω≤x ≤3π2ω时,y =sin ωx 是减函数.由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减知,π2ω=π3,所以ω=32. 2.若f (x )=cos 2x +a cos ( π2+x )在区间⎝⎛⎭⎫π6,π2上是增函数,则实数a 的取值范围为________. 解析:f (x )=1-2sin 2x -a sin x ,令sin x =t ,t ∈⎝⎛⎭⎫12,1,则g (t )=-2t 2-at +1,t ∈⎝⎛⎭⎫12,1, 因为f (x )在⎝⎛⎭⎫π6,π2上单调递增,所以-a4≥1,即a ≤-4. 3.已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4的一个递减区间为⎣⎡⎦⎤π8,5π8,则ω=________. 解析:由π8≤x ≤5π8得π8ω+π4≤ωx +π4≤5π8ω+π4.又函数f (x )的递减区间为⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+32π(k ∈Z),则⎩⎨⎧π8ω+π4=2k π+π2,58πω+π4=2k π+32π,k ∈Z ,即⎩⎪⎨⎪⎧ω=16k +2ω=165k +2,解得ω=2. 4.若函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上是减函数,则ω的取值范围是 . 解析:由π2<x <π,得π2ω+π4<ωx +π4<πω+π4,由题意,知⎝⎛⎭⎫π2ω+π4,πω+π4⊆⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+3π2,k ∈Z , ∴⎩⎨⎧π2ω+π4≥2k π+π2,k ∈Zπω+π4≤2k π+3π2,k ∈Z ,∴4k +12≤ω≤2k +54,k ∈Z ,当k =0时,12≤ω≤54.5.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π3(ω>0),若函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π,3π2上为减函数,则实数ω的取值范围是________.解析:由π<x <3π2得πω-π3<ωx -π3<3π2ω-π3,由题意知⎝⎛⎭⎫πω-π3,3π2ω-π3⊆⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+3π2(k ∈Z). ∴⎩⎨⎧πω-π3≥2k π+π2,k ∈Z3π2ω-π3≤2k π+3π2,k ∈Z ,解得⎩⎨⎧ω≥2k +56,k ∈Zω≤43k +119,k ∈Z,当k =0时,56≤ω≤119.6.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0),f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,且f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω=________. 解析:由f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,可知函数f (x )的图象关于直线x =π4对称,∴π4ω+π4=π2+k π,k ∈Z ,∴ω=1+4k ,k ∈Z ,又f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,∴T 2≥π-π2=π2,T ≥π,∴2πω≥π,∴ω≤2,又ω=1+4k ,k ∈Z ,∴当k =0时,ω=1.7.若函数f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为1,则ω=________. 解析:因为0<ω<1,0≤x ≤π3,所以0≤ωx <π3,所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,则 f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin ωπ3=1,即sin ωπ3=12.又0≤ωx <π3,所以ωπ3=π6,解得ω=12. 8.若函数f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]是减函数,则a 的最大值是________.解析:f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝⎛⎭⎫x +π4,当x ∈[0,a ]时,π4≤x +π4≤a +π4, 由题意知a +π4≤π,即a ≤3π4,故所求a 的最大值为3π4.题型四 三角函数的周期性三角函数周期的求解方法1.已知函数f (x )=cos ⎝⎭⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π,则ω=________. 解析:22.函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫πx +π3的最小正周期为________ 解析:T =2ππ=2.3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最小正周期为________ 解析:函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最小正周期T =2π2=π. 4.函数 + 的最小正周期为______.解析:函数,所以,最小正周期,5.在函数:①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos2x +π6,④y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为( )A .②④B .①③④C .①②③D .①③解析:①y =cos|2x |=cos 2x ,T =π. ②由图像知,函数的周期T =π. ③T =π. ④T =π2.综上可知,最小正周期为π的所有函数为①②③,故选C .6.函数f (x )=tan x 1+tan 2x的最小正周期为________ 解析:由已知得f (x )=tan x 1+tan 2x =sin x cos x 1+⎝⎛⎭⎫sin x cos x 2=sin xcos x cos 2x +sin 2x cos 2x=sin x ·cos x =12sin 2x ,所以f (x )的最小正周期为T =2π2=π. 题型五 三角函数的奇偶性与三角函数奇偶性相关的结论:三角函数中,判断奇偶性的前提是定义域关于原点对称,奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.常见的结论有:(1)若y =A sin(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z). (2)若y =A cos(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z). (3)若y =A tan(ωx +φ)为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z).1.函数y =1-2sin 2( x -3π4)是( ) A .最小正周期为π的奇函数 B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数 解析:y =1-2sin 2⎝⎛⎭⎫x -3π4=cos ⎝⎛⎭⎫2x -3π2=cos ⎝⎛⎭⎫3π2-2x =-sin 2x , 故函数y 是最小正周期为π的奇函数,故选A.2.若函数 是偶函数,则 等于______解析:由题 ,又()0,ϕπ∈,故 =3.若函数 是偶函数,则 ________.解析:函数为偶函数,则当 时函数取得最值,即: .4.若 是定义在 上的偶函数,其中 ,则 _____ 解析:根据题意可知若f (x )是定义在R 上的偶函数,即 的对称轴为x=0则有 ,又因为 ,所以可解得5.将函数 向右平移 个单位,得到一个偶函数的图象,则 最小值为__ 解析:将函数 的图象向右平移 个单位长度,所得图象对应的函数解析式为 ,因为函数 为偶函数, ,当 时, 的最小值 ,故答案为 .6.若函数f (x )=sin x +φ3(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=________. 解析:由已知f (x )=sin x +φ3是偶函数,可得φ3=k π+π2,即φ=3k π+3π2(k ∈Z),又φ∈[0,2π],所以φ=3π2. 7.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π)满足f (|x |)=f (x ),则φ的值为( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3解析:因为f (|x |)=f (x ),所以函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ是偶函数, 所以-π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,所以φ=k π+5π6,k ∈Z ,又因为φ∈(0,π),所以φ=5π6. 题型五 三角函数的对称性(1) 求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)函数的图象对称轴或对称中心时,都是把“ωx +φ”看作一个整体,然后根据三角函数图象的对称轴或对称中心列方程进行求解.(2) 在判断对称轴或对称中心时,用以下结论可快速解题:设y =f (x )=A sin(ωx +φ),g (x )=A cos(ωx +φ),x =x 0是对称轴方程⇔f (x 0)=±A ,g (x 0)=±A ;(x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)=0,g (x 0)=0.(3)函数y =A sin(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω+π2ω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω,0;函数y =A cos(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω+π2ω,0;函数y =A tan(ωx +φ)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2ω-φω,0.上述k ∈Z1.列函数的最小正周期为π且图像关于直线x =π3对称的是( ) A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 解析:根据函数的最小正周期为π知,排除C ,又当x =π3时,2x +π3=π,2x -π6=π2,2x -π3=π3,故选B . 2.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图象的一个对称中心是( ) A .(-π,0) B.⎝⎛⎭⎫-3π4,0 C.⎝⎛⎭⎫3π2,0 D.⎝⎛⎭⎫π2,0 解析:令x -π4=k π,k ∈Z ,得函数图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π4+k π,0,k ∈Z.当k =-1时, y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫-3π4,0.故选B. 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-cos 2x 的图象的一条对称轴的方程可以是( ) A .x =-π6 B .x =11π12 C .x =-2π3 D .x =7π12解析:f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-cos 2x =32sin 2x -32cos 2x =3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3.令2x -π3=π2+k π(k ∈Z),可得x =512π+k 2π(k ∈Z).令k =1可得函数图象的一条对称轴的方程是x =1112π. 3.已知函数y =sin(2x +φ)( -π2<φ<π2 )的图象关于直线x =π3对称,则φ的值为 解析:由题意得f ⎝⎛⎭⎫π3=sin ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=±1,∴2π3+φ=k π+π2,k ∈Z , ∴φ=k π-π6,k ∈Z.∵φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴φ=-π6. 4.函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0)对任意x 都有f ( π6+x )=f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为( ) A .2或0 B .-2或2 C .0 D .-2或0解析:选B ,因为函数f (x )=2sin(ωx +φ)对任意x 都有f ⎝⎛⎭⎫π6+x =f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,所以该函数图象关于直线x =π6对称,因为在对称轴处对应的函数值为最大值或最小值. 5.函数f (x )=sin x -cos x 的图像( )A .关于直线x =π4对称B .关于直线x =-π4对称 C .关于直线x =π2对称 D .关于直线x =-π2对称解析:f (x )=sin x -cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,又f ⎝⎛⎭⎫-π4=2sin ⎝⎛⎭⎫-π2=-2,故选B. 6.如果函数y =3cos(2x +φ)的图像关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( )A .π6B .π4C .π3D .π2解析:由题意得3cos ⎝⎛⎭⎫2×4π3+φ=3cos ⎝⎛⎭⎫2π3+φ+2π=3cos ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=0, ∴2π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,∴φ=k π-π6,k ∈Z ,取k =0,得|φ|的最小值为π6. 7.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-13在区间(0,π)内的所有零点之和为( ) A.π6 B.π3 C.7π6 D.4π3解析:选C ,函数零点即y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3与y =13图象交点的横坐标,在区间(0,π)内,y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3与y =13的图象有两个交点,由2x +π3=k π+π2,得x =π12+k π2,k ∈Z ,取k =1,得x =7π12,可知两个交点关于直线x =7π12对称,故两个零点的和为7π12×2=7π6. 8.已知函数y =sin(2x +φ)在x =π6处取得最大值,则函数y =cos(2x +φ)的图象( ) A .关于点⎝⎛⎭⎫π6,0对称B .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称C .关于直线x =π6对称D .关于直线x =π3对称 解析:选A ,由题意可得π3+φ=π2+2k π,k ∈Z ,即φ=π6+2k π,k ∈Z ,所以y =cos(2x +φ)=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2k π=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6,k ∈Z.当x =π6时,cos ⎝⎛⎭⎫2×π6+π6=cos π2=0,所以函数y =cos ()2x +φ的图象关于点⎝⎛⎭⎫π6,0对称,不关于直线x =π6对称,故A 正确,C 错误;当x =π3时,cos ⎝⎛⎭⎫2×π3+π6=cos 56π=-32,所以函数y =cos(2x +φ)的图象不关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称,B 错误,也不关于直线x =π3对称,D 错误.故选A. 9.(理科)已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3,0,其中ω为常数,且ω∈(1,3).若对任意的实数x ,总有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值是( )A .1 B.π2C .2D .π 解析:选B ,∵函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3,0,∴π3ω+π3=k π,k ∈Z ,∴ω=3k -1,k ∈Z ,由ω∈(1,3),得ω=2.由题意得|x 1-x 2|的最小值为函数的半个周期,即T 2=πω=π2. 10.(理科)设函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),其图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6,π3内,且f (x )的最小正周期大于π,则ω的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫12,1 B .(0,2) C .(1,2) D .[1,2)解析:选C ,由题意f (x )=3sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0).令ωx +π6=π2+k π,k ∈Z ,得x =π3ω+k πω,k ∈Z.∵函数图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6,π3内,∴π6<π3ω+k πω<π3,k ∈Z ,∴3k +1<ω<6k +2,k ∈Z.又∵f (x )的最小正周期大于π,∴2πω>π,解得0<ω<2.∴ω的取值范围为(1,2). 题型六 三角函数的性质综合运用1.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增的奇函数是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2 B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2 C .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2 D .y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x解析:选C ,y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2=-cos 2x 为偶函数,排除A ;y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2=sin 2x 在⎣⎡⎦⎤π4,π2上为减函数,排除B ;y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2=-sin 2x 为奇函数,在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增,且周期为π,符合题意;y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x =cos x 为偶函数,排除D.2.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上为减函数的是( )A .y =sin 2xB .y =2|cos x |C .y =cos x 2D .y =tan(-x ) 解析:选D ,A 选项,函数在⎝⎛⎭⎫π2,3π4上单调递减,在⎝⎛⎭⎫3π4,π上单调递增,故排除A ;B 选项,函数在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递增,故排除B ;C 选项,函数的周期是4π,故排除C.3.设函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,则下列结论错误的是( ) A .f (x )的一个周期为-2π B .y =f (x )的图像关于直线x =8π3对称 C .f (x +π)的一个零点为x =π6D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π单调递减 解析:D ,A 项,因为f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的周期为2k π(k ∈Z),所以f (x )的一个周期为-2π,A 项正确.B 项,因为f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3图像的对称轴为直线x =k π-π3(k ∈Z),所以y =f (x )的图像关于直线x =8π3对称,B 项正确. C 项,f (x +π)=cos ⎝⎛⎭⎫x +4π3.令x +4π3=k π+π2(k ∈Z),得x =k π-56π,当k =1时,x =π6,所以f (x +π)的一个零点为x =π6,C 项正确. D 项,因为f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的递减区间为2k π-π3,2k π+2π3(k ∈Z),递增区间为2k π+2π3,2k π+5π3(k ∈Z),所以⎝⎛⎭⎫π2,2π3是减区间,⎣⎡⎭⎫2π3,π是增区间,D 项错误.故选D . 4.将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,则下列说法不正确的是( )A .g (x )的最小正周期为πB .g ⎝⎛⎭⎫π6=32C .x =π6是g (x )图象的一条对称轴 D .g (x )为奇函数 解析:选C ,由题意得g (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π6+π3=sin 2x ,所以周期为π,g ⎝⎛⎭⎫π6=sin π3=32,直线x =π6不是g (x )图象的一条对称轴,g (x )为奇函数,故选C. 5.定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )=sin x ,则f ⎝⎛⎭⎫5π3的值为( )A .-12 B.12 C.716 D.32解析:选D ,∵f (x )的最小正周期是π,∴f ⎝⎛⎭⎫5π3=f ⎝⎛⎭⎫5π3-2π=f ⎝⎛⎭⎫-π3,∵函数f (x )是偶函数,∴f ⎝⎛⎭⎫5π3=f ⎝⎛⎭⎫-π3=f ⎝⎛⎭⎫π3=sin π3=32. 6.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求函数f (x )图像的对称轴方程;(2)求f (x )的递增区间;(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.解析:(1)f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,令2x +π4=k π+π2,k ∈Z ,则x =k π2+π8,k ∈Z. 所以函数f (x )图像的对称轴方程是x =k π2+π8,k ∈Z. (2)令2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,则k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z. 故f (x )的递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z. (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,3π4≤2x +π4≤7π4, 所以-1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4≤22,所以-2≤f (x )≤1,所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,函数f (x )的最大值为1,最小值为- 2.7.已知函数f (x )=2cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和图象的对称中心;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值和最小值. 解析:(1)∵f (x )=2cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6+2sin ( x -π4)·sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+1+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4sin ⎝⎛⎭⎫x +π2-π4=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4cos ⎝⎛⎭⎫x -π4+1 =12cos 2x +32sin 2x +sin ⎝⎛⎭⎫2x -π2+1=32sin 2x -12cos 2x +1=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+1, ∴f (x )的最小正周期为2π2=π,图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π12+k π2,1,k ∈Z. (2)x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6, 当2x -π6=π2,即x =π3时,函数有最大值2; 当2x -π6=-π6,即x =0时,函数有最小值12.8.已知函数f (x )=a ( 2cos 2x 2+sin x )+b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值.解析:已知函数f (x )=a (1+cos x +sin x )+b =2a sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+a +b . (1)当a =-1时,f (x )=-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+b -1, 由2k π+π2≤x +π4≤2k π+3π2(k ∈Z),得2k π+π4≤x ≤2k π+5π4(k ∈Z), ∴f (x )的单调递增区间为[ 2k π+π4,2k π+5π4](k ∈Z). (2)∵0≤x ≤π,∴π4≤x +π4≤5π4,∴-22≤sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≤1,依题意知a ≠0. ①当a >0时,得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a +a +b =8,b =5,∴a =32-3,b =5. ②当a <0时,得⎩⎪⎨⎪⎧b =8,2a +a +b =5,∴a =3-32,b =8. 综上所述,a =32-3,b =5或a =3-32,b =8.9.已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+sin 2x -cos 2x + 2. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3满足[f (x )]2-22f (x )-m >0,求实数m 的取值范围. 解析:(1)∵f (x )=12cos 2x +32sin 2x +sin 2x -cos 2x + 2 =12cos 2x +32sin 2x -cos 2x +2=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+2, ∴函数f (x )的最小正周期T =π.∵由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z),得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z), ∴单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z). (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3时,可得2x -π6∈⎣⎡⎦⎤0,π2,解得f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+2∈[2,2+1] ⇒F (x )=[f (x )]2-22f (x )=[f (x )-2]2-2∈[-2,-1].存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3,满足F (x )-m >0的实数m 的取值范围为(-∞,-1).。
2021届高考数学一轮总复习第9章解析几何第4节直线与圆圆与圆的位置关系跟踪检测文含解析
第九章解析几何第四节直线与圆、圆与圆的位置关系A级·基础过关|固根基|1.(2020届长春市高三质量监测一)已知直线x+y=0与圆(x-1)2+(y-b)2=2相切,则b=( ) A.-3 B.1C.-3或1 D.5 2解析:选 C 由圆的方程知,圆的圆心为(1,b),半径为 2.由直线与圆相切,得|1+b|12+12=2,解得b=-3或b=1,故选C.2.已知圆C:x2+y2-2x-2my+m2-3=0关于直线l:x-y+1=0对称,则直线x=-1与圆C的位置关系是( )A.相切B.相交C.相离D.不能确定解析:选A 由已知得,圆C:(x-1)2+(y-m)2=4,则圆心C(1,m),半径r=2,因为圆C关于直线l:x-y+1=0对称,所以圆心(1,m)在直线l:x-y+1=0上,所以m=2.由圆心C(1,2)到直线x =-1的距离d=1+1=2=r知,直线x=-1与圆C相切.故选A.3.已知圆O1的方程为x2+y2=4,圆O2的方程为(x-a)2+y2=1,如果这两个圆有且只有一个公共点,那么a的所有取值构成的集合是( )A.{1,-1} B.{3,-3}C.{1,-1,3,-3} D.{5,-5,3,-3}解析:选C 因为两圆有且只有一个公共点,所以两个圆内切或外切,内切时,|a|=1,外切时,|a|=3,所以实数a的取值集合是{1,-1,3,-3}.4.已知圆C:(x-1)2+y2=r2(r>0),设条件p:0<r<3,条件q:圆C上至多有2个点到直线y-3y +3=0的距离为1,则p是q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解析:选C 圆心C(1,0)到直线x-3y+3=0的距离d=2.若圆C上至多有2个点到直线x-3y +3=0的距离为1,则0<r<3,所以p是q的充要条件.5.已知圆O1的方程为x2+(y+1)2=6,圆O2的圆心坐标为(2,1).若两圆相交于A,B两点,且|AB|=4,则圆O2的方程为( )A.(x-2)2+(y-1)2=6B.(x-2)2+(y-1)2=22C .(x -2)2+(y -1)2=6或(x -2)2+(y -1)2=22 D .(x -2)2+(y -1)2=36或(x -2)2+(y -1)2=32解析:选C 设圆O 2的方程为(x -2)2+(y -1)2=r 2(r>0).因为圆O 1的方程为x 2+(y +1)2=6,所以直线AB 的方程为4x +4y +r 2-10=0.圆心O 1(0,-1)到直线AB 的距离d =|r 2-14|42,由题意得d 2+22=6,即(r 2-14)232=2,所以r 2-14=±8,所以r 2=6或22.故圆O 2的方程为(x -2)2+(y -1)2=6或(x -2)2+(y -1)2=22.6.若直线y =-12x -2与圆x 2+y 2-2x =15相交于A ,B 两点,则弦AB 的垂直平分线的方程为________.解析:圆的方程可整理为(x -1)2+y 2=16,所以圆心坐标为(1,0),半径r =4,易知弦AB 的垂直平分线l 过圆心,且与直线AB 垂直,而k AB =-12,所以k l =2.由点斜式方程可得直线l 的方程为y -0=2(x-1),即2x -y -2=0.答案:2x -y -2=07.已知圆C 的圆心是直线x -y +1=0与x 轴的交点,且圆C 与圆(x -2)2+(y -3)2=8相外切,则圆C 的方程为________.解析:由题意知圆心C(-1,0),C 到已知圆圆心(2,3)的距离d =32,由两圆相外切可得R +22=d =32,即圆C 的半径R =2,故圆C 的标准方程为(x +1)2+y 2=2.答案:(x +1)2+y 2=28.在平面直角坐标系中,A ,B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线2x +y -4=0相切,则圆C 面积的最小值为________.解析:由题意得∠AOB=90°,所以点O 在圆C 上.设直线2x +y -4=0与圆C 相切于点D ,则点C 与点O 间的距离等于它到直线2x +y -4=0的距离,所以点C 在以O 为焦点,以直线2x +y -4=0为准线的抛物线上,所以当且仅当O ,C ,D 共线时,圆的直径最小为|OD|.又|OD|=|2×0+0-4|5=45,所以圆C 的最小半径为25,所以圆C 面积的最小值为π⎝ ⎛⎭⎪⎫252=45π.答案:45π9.已知圆C 经过点A(2,-1),和直线x +y =1相切,且圆心在直线y =-2x 上. (1)求圆C 的方程;(2)已知直线l 经过原点,并且被圆C 截得的弦长为2,求直线l 的方程. 解:(1)设圆心的坐标为C(a ,-2a), 则(a -2)2+(-2a +1)2=|a -2a -1|2.化简,得a 2-2a +1=0,解得a =1.所以C(1,-2),半径|AC|=(1-2)2+(-2+1)2= 2. 所以圆C 的方程为(x -1)2+(y +2)2=2.(2)①当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =0,此时直线l 被圆C 截得的弦长为2,满足条件.②当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx ,即kx -y =0, 由题意得|k +2|1+k2=1,解得k =-34, 所以直线l 的方程为y =-34x.综上所述,直线l 的方程为x =0或3x +4y =0.10.已知过点A(0,1)且斜率为k 的直线l 与圆C :(x -2)2+(y -3)2=1交于M ,N 两点. (1)求k 的取值范围;(2)若OM →·ON →=12,其中O 为坐标原点,求|MN|. 解:(1)易知圆心坐标为(2,3),半径r =1, 由题设,可知直线l 的方程为y =kx +1, 因为l 与圆C 交于两点,所以|2k -3+1|1+k 2<1. 解得4-73<k<4+73.所以k 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫4-73,4+73.(2)设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2).将y =kx +1代入方程(x -2)2+(y -3)2=1,整理得 (1+k 2)x 2-4(1+k)x +7=0.所以x 1+x 2=4(1+k )1+k 2,x 1x 2=71+k2.OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(1+k 2)x 1x 2+k(x 1+x 2)+1=4k (1+k )1+k 2+8. 由题设可得4k (1+k )1+k 2+8=12, 解得k =1,所以l 的方程为y =x +1. 故圆心C 在l 上,所以|MN|=2. B 级·素养提升|练能力|11.过坐标轴上一点M(x 0,0)作圆C :x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1的两条切线,切点分别为A ,B.若|AB|≥2,则x 0的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-52∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞ B .(-∞,- 3 ]∪[3,+∞) C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-72∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,+∞ D .(-∞,-2]∪[2,+∞)解析:选C 根据题意,圆C :x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -122=1,其圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,半径r =1,过点M 作圆的切线,切点为A ,B ,则MA⊥AC,MC⊥AB, 则S △MAC =12×|MA|×|AC|=12×|MC|×|AB|2.又由|AC|=1,变形可得|AB|=2×|MA||MC|,则有|MA||MC|≥22.又由M(x 0,0),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,则|MC|2=x 20+14,|MA|2=|MC|2-1=x 20-34,即可得x 20-34x 20+14≥12, 解得x 0≤-72或x 0≥72, 即x 0的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-72∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,+∞. 故选C.12.(2019届合肥模拟)设圆x 2+y 2-2x -2y -2=0的圆心为C ,直线l 过(0,3),且与圆C 交于A ,B 两点,若|AB|=23,则直线l 的方程为( )A .3x +4y -12=0或4x -3y +9=0B .3x +4y -12=0或x =0C .4x -3y +9=0或x =0D .3x -4y +12=0或4x +3y +9=0解析:选B 当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =0,联立得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,x 2+y 2-2x -2y -2=0,解得⎩⎨⎧x =0,y =1-3 或⎩⎨⎧x =0,y =1+3,∴|AB|=23,符合题意;当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y =kx +3,∵圆x 2+y 2-2x -2y -2=0即(x -1)2+(y -1)2=4,∴圆心为C(1,1),圆的半径r =2,易知圆心C(1,1)到直线y =kx +3的距离d =|k -1+3|k 2+1=|k +2|k 2+1,∵d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫|AB|22=r 2,∴(k +2)2k 2+1+3=4,解得k =-34,∴直线l 的方程为y =-34x +3,即3x +4y -12=0.综上,直线l 的方程为3x +4y -12=0或x =0.故选B.13.(2019届洛阳市统考)已知直线x +y -2=0与圆O :x 2+y 2=r 2(r>0)相交于A ,B 两点,C 为圆周上一点,线段OC 的中点D 在线段AB 上,且3AD →=5DB →,则r =________.解析:如图,过O 作OE⊥AB 于E ,连接OA ,则|OE|=|0+0-2|12+12=2,易知|AE|=|EB|, 不妨令|AD|=5m(m>0),由3AD →=5DB →可得|BD|=3m ,|AB|=8m ,则|DE|=4m -3m =m ,在Rt △ODE 中,有⎝ ⎛⎭⎪⎫12r 2=(2)2+m 2, ①在Rt △OAE 中,有r 2=(2)2+(4m)2, ② 联立①②,解得r =10.答案:1014.(2019届湖南东部六校联考)已知直线l :4x +3y +10=0,半径为2的圆C 与l 相切,圆心C 在x 轴上且在直线l 的右上方.(1)求圆C 的方程;(2)过点M(1,0)的直线与圆C 交于A ,B 两点(A 在x 轴上方),问在x 轴正半轴上是否存在定点N ,使得x 轴平分∠ANB?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)由题意可设圆心C(a ,0)⎝ ⎛⎭⎪⎫a>-52,则|4a +10|5=2⇒a =0或a =-5(舍).所以圆C 的方程为x 2+y 2=4.(2)当直线AB⊥x 轴时,x 轴平分∠ANB,此时N 点的横坐标恒大于0即可.当直线AB 的斜率存在时,设直线AB 的方程为y =k(x -1),N(t ,0),A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=4,y =k (x -1)得,(k 2+1)x 2-2k 2x +k 2-4=0, 所以x 1+x 2=2k 2k 2+1,x 1x 2=k 2-4k 2+1.若x 轴平分∠ANB,则k AN =-k BN ⇒y 1x 1-t +y 2x 2-t =0⇒k (x 1-1)x 1-t +k (x 2-1)x 2-t =0⇒2x 1x 2-(t +1)(x 1+x 2)+2t =0⇒2(k 2-4)k 2+1-2k 2(t +1)k 2+1+2t =0⇒t =4, 所以当点N 为(4,0)时,能使得∠ANM=∠BNM 总成立.。
哈三中2020届高三学年第一次调研考试文科数学试卷答案
2020届高三学年第一次调研考试数学科(文史类)参考答案1. A .2. D .3. A . 4.D 5. A . 6. C .7. B . 8. D . 9. C 10. B 11. C .12.C .13. 250x y +-= 14.92 15. 2 16.32a 17.解:(1)在ABC ∆中,,,解得2BC =,∴.(2)Q,∴,∴在ABC ∆中,,∴,,∴13CD =.18:解:(1)因为在长方体中,平面, 平面,所以, 又,,且平面,平面, 所以平面.(2)设长方体侧棱长为,则,由(1)可得,所以,即,又,所以,即,解得,取中点,连结,因为,则,所以平面,所以四棱锥的体积为.19.解:(1)通过系统抽抽取的样本编号为:4,8,12,16,20,24,28,32,36,40 则样本的评分数据为:92,84,86,78,89,74,83,78,77,89. (2)由(1)中的样本评分数据可得1(92848678897483787789)8310x =+++++++++=,则有22222222221[(9283)(8483)(8683)2(7883)(8983)(7483)(8383)(7783)(8983)]3310s =-+-+-+⨯-+-+-+-+-+-=所以均值83x =,方差233s =.1111ABCD A B C D -11B C ⊥11AA B B BE ⊂11AA B B 11B C BE ⊥1BE EC ⊥1111B C EC C =I 1EC ⊂11EB C 11B C ⊂11EB C BE ⊥11EB C 2a 1AE A E a==1EB BE ⊥22211EB BE BB +=2212BE BB =3AB =222122AE AB BB +=222184a a +=3a =1BBF EF 1AE A E =EF AB ∥EF ⊥11BB C C 11E BB C C -1111111136318333E BB C C BB C C V S EF BC BB EF -=⋅=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=矩形(3)由题意知评分在(83即(77.26,88.74)之间满意度等级为“A级”, 由(1)中容量为10的样本评分在(77.26,88.74)之间有5人, 从5人中选2人共有10种情况,而80-分以上有3人, 从这3人选2人共有3种情况,故310P =.20. 解(1)设),(y x P ,因为)0,(),0,(a B a A -,则点P 关于x 轴的对称点H ),(y x -。
吉林省长春市2020届高三质量检测(一)文科数学试题 Word版含解析
长春市2020届高三质量监测(一)文科数学本试卷共4页.考试结束后,将答题卡交回. 注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区.2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚.3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀. 一、选择题:本题共12小题,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.复数2z i +=-,则它的共轭复数z 在复平面内对应的点位于( ) A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限【答案】C 【解析】试题分析:复数2z i =-+的共轭复数为2z i =--,在复平面内对应点的坐标为,所以位于第三象限.选C 考点:复数的概念及运算2.已知集合{2A x x =≥或}2x ≤-,{}230B x x x =->,则AB =( )A. ∅B. {3x x >或}2x ≤-C. {3x x >或}0x < D. {3x x >或}1x <【答案】B 【解析】 【分析】可以求出集合B ,然后进行交集的运算即可.【详解】解:{}230B x x x =->{|0B x x ∴=<或3}x >,{2A x x =≥或}2x ≤-,{|2AB x x ∴=-或3}x >.故选:B .【点睛】考查描述法的定义,绝对值不等式和一元二次不等式的解法,以及交集的运算,属于基础题.3.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S , 515S =,45a = ,则9S =( ) A. 45 B. 63C. 54D. 81【答案】B 【解析】 【分析】根据给出条件求出3a ,利用3a ,4a ,5a 成等差数列计算5a ,再根据前n 项和性质计算9S 的值.【详解】由515S =得33a =,45a =,∴57a = ∴95963S a == 故选B.【点睛】等差数列性质:2(2)m n p q c a a a a a m n p q c +=+=+=+=; 等差数列前n 项和性质:12121()(21)(21)2n n n a a n S n a --+-==-.4.已知条件:1p x >,条件:2q x ≥,则p 是q 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】B 【解析】 【分析】利用集合间的关系推出p q 、之间的关系.【详解】{|1}x x>{|2}x x ≥,则p 是q 的必要不充分条件,故选B.【点睛】p 成立的对象构成的集合为A ,q 成立的对象构成的集合为B :p 是q 的充分不必要条件则有:A B ;p 是q 的必要不充分条件则有:BA .5.2019年是新中国成立七十周年,新中国成立以来,我国文化事业得到了充分发展,尤其是党的十八大以来,文化事业发展更加迅速,下图是从2013 年到 2018 年六年间我国公共图书馆业机构数(个)与对应年份编号的散点图(为便于计算,将 2013 年编号为 1,2014 年编号为 2,…,2018年编号为 6,把每年的公共图书馆业机构个数作为因变量,把年份编号从 1到 6 作为自变量进行回归分析),得到回归直线ˆ13.7433095.7yx =+,其相关指数2R 0.9817=,给出下列结论,其中正确的个数是( )①公共图书馆业机构数与年份正相关性较强 ②公共图书馆业机构数平均每年增加13.743个 ③可预测 2019 年公共图书馆业机构数约为3192个 A. 0 B. 1C. 2D. 3【答案】D 【解析】 【分析】根据ˆb和2R 确定是正相关还是负相关以及相关性的强弱;根据ˆb 的值判断平均每年增加量;根据回归直线方程预测2019年公共图书馆业机构数.【详解】由图知点散布在从左下角到右上角的区域内,所以为正相关,又2R 0.9817=趋近于1,所以相关性较强,故①正确;由回归方程知②正确; 由回归方程,当7x =时,得估计值为3191.9≈3192,故③正确. 故选D.【点睛】回归直线方程中的ˆb 的大小和正负分别决定了单位增加量以及相关型的正负;相关系数2R 决定了相关性的强弱,越接近1相关性越强.6.已知直线0x y +=与圆22(1)()2x y b -+-=相切,则b =( )A. 3-B. 1C. 3-或1D.52【答案】C 【解析】 【分析】根据直线与圆相切,则圆心到直线的距离等于半径来求解.=∴|1|2b +=∴13b b ==-或 故选C.【点睛】本题考查直线与圆的位置关系中的相切,难度较易;注意相切时,圆心到直线的距离等于半径.7.已知31()3a =,133b =,13log 3c =,则( )A. a b c <<B. c b a <<C. c a b <<D. b c a <<【答案】C 【解析】 【分析】分析每个数的正负以及与中间值1的大小关系.【详解】因为311()()133a <<=,103331>=,1133log 3log 10<=,所以01,1,0a b c <<><,∴c a b <<,【点睛】指数、对数、幂的式子的大小比较,首先确定数的正负,其次确定数的大小(很多情况下都会和1作比较),在比较的过程中注意各函数单调性的使用. 8.已知,,a b c 为直线,,,αβγ平面,则下列说法正确的是( ) ①,a b αα⊥⊥,则//a b ②,αγβγ⊥⊥,则αβ⊥ ③//,//a b αα,则//a b ④//,//αγβγ,则//αβ A. ①②③ B. ②③④C. ①③D. ①④【答案】D 【解析】 【分析】①可根据线面垂直的性质定理判断;②③④可借助正方体进行判断.【详解】①由线面垂直的性质定理可知垂直同一平面的两条直线互相平行,故正确;②选取正方体的上下底面为αβ、以及一个侧面为γ,则//αβ,故错误;③选取正方体的上底面的对角线为a b 、,下底面为α,则//a b 不成立,故错误;④选取上下底面为αβ、,任意作一个平面平行上底面为γ,则有 //αβ成立,故正确.所以说法正确的有:①④. 故选D.【点睛】对于用符号语言描述的问题,最好能通过一个具体模型或者是能够画出相应的示意图,这样在判断的时候能更加直观. 9.函数2sin()y x ωϕ=+(0,||)2πωϕ><的图象(部分图象如图所示) ,则其解析式为( )A. ()2sin(2)6f x x π=+ B. ()2sin()6f x x π=+C. ()2sin(4)6f x x π=+D. ()2sin()6f x x π=-【答案】A【分析】(1)通过(0,1)以及ϕ的范围先确定ϕ的取值,再根据()f x 过点11(,0)12π计算ω的取值. 【详解】由2sin(0)1,||2πωϕϕϕ⋅+=<π,∴=6, 由111111242sin()0,,,002121261211k k Z T πωπϕωππωπωω⋅+=⋅+=∈>>∴<<=∴即2sin(2)6y x π=+,即为()f x 解析式.【点睛】根据三角函数的图象求解函数解析式时需要注意:(1)根据周期求解ω的值;(2)根据图象所过的特殊点求解ϕ的值;(3)根据图象的最值,确定A 的值.10.中国传统扇文化有着极其深厚的底蕴. 一般情况下,折扇可看作是从一个圆面中剪下的扇形制作而成,设扇形的面积为1S ,圆面中剩余部分的面积为2S ,当1S 与2S 的比值为51-时,扇面看上去形状较为美观,那么此时扇形的圆心角的弧度数为( )A. (35)π-B. 51)πC. 51)πD.(52)π【答案】A 【解析】 【分析】根据扇形与圆面积公式,可知面积比即为圆心角之比,再根据圆心角和的关系,求解出扇形的圆心角.【详解】1S 与2S 所在扇形圆心角的比即为它们的面积比, 设1S 与2S 所在扇形圆心角分别为,αβ,则αβ=,又2αβπ+=,解得(3απ=- 【点睛】本题考查圆与扇形的面积计算,难度较易.扇形的面积公式:21122S r lr α==,其中α是扇形圆心角的弧度数,l 是扇形的弧长.11.已知F 是抛物线24y x =的焦点,则过F 作倾斜角为60︒的直线分别交抛物线于,A B (A 在x 轴上方)两点,则||||AF BF 的值为( )B. 2C. 3D. 4【答案】C 【解析】 【分析】根据抛物线的焦半径的倾斜角和焦准距的表示形式将||||AF BF 表示出来,然后代入相应值计算即可.【详解】||1cos60p AF =-︒,||1cos60pBF =+︒∴||10.53||10.5AF BF +==-. 【点睛】焦点在x 轴上的抛物线,过抛物线的焦点倾斜角为θ的直线与抛物线交于,A B 两点,且||||AF BF >,则有||1cos p AF θ=-,||1cos p BF θ=+,22||sin pAB θ=. 12.已知函数1(0)()(0)xe xf x x -⎧-≤⎪=>,若存在0x R ∈ 使得00()(1)1f x m x --≤成立,则实数m 的取值范围为( ) A. (0,)+∞B. [1,0)(0,)-+∞ C. (,1][1,)-∞-+∞D.(,-∞-∞1](0,+)【答案】D 【解析】 【分析】数形结合去分析,先画出()f x 的图象,然后根据直线过(1,1)-将直线旋转,然后求解满足条件的m 取值范围.【详解】如图, 直线0(1)1y m x =--过定点(1,1)P -,m 为其斜率,0m >满足题意,当0m <时,考虑直线与函数1xy e -=-相切,此时000(1)11x x m x e m e --⎧--=-⎨=-⎩,解得010m x =-⎧⎨=⎩,此时直线与1x y e -=-的切点为(0,0),∴1m ≤-也满足题意.选D【点睛】分段函数中的存在和恒成立问题,利用数形结合的思想去看问题会更加简便,尤其是直线与曲线的位置关系,这里需要注意:(1)直线过定点;(2)临界位置的切线问题. 二、填空题:本题共4小题. 13.已知1sincos225αα-=,则sin α=_____. 【答案】2425【解析】 【分析】将所给式子平方,找到sin α与sin cos22αα-的关系.【详解】1sincos225αα-=平方得242sin cos 2225αα= ∴24sin 25α=.【点睛】sin cos αα±与sin cos αα的关系:2(sin cos )12sin cos αααα±=±;14.设变量x ,y 满足约束条件03420x y x y x -≤⎧⎪+≤⎨⎪+≥⎩,则3z x y =-的最小值等于______.【答案】8- 【解析】 【分析】作出不等式组对应的平面区域,3z x y =-得1133y x z =-,利用数形结合即可的得到结论. 【详解】解:画出可行域如图,3z x y =-变形为1133y x z =-,过点(2,2)A --,z 取得最大值4, 过点(2,2)C -取得最小值8-. 故答案为:8-.【点睛】本题主要考查线性规划的应用,利用z 的几何意义,通过数形结合是解决本题的关键. 15.三棱锥P ABC -中,PA ⊥平面ABC ,AB AC ⊥,10PA =2,2AB AC ==,则三棱锥P ABC -的外接球的表面积为_____. 【答案】16π 【解析】 【分析】根据题设位置关系,可知以,,AB AC PA 为长、宽、高的长方体的外接球就是三棱锥P ABC -的外接球,根据这一特点进行计算.【详解】设外接球的半径为R ,则2222(2)16R PA AB AC =++= ∴16S π=【点睛】对于求解多条侧棱互相垂直的几何体的外接球,可考虑将该几何体放入正方体或者长方体内,这样更加方便计算出几何体外接球的半径. 16.已知△ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若(,)m b c a b =--,(sin ,sin sin )n C A B =+,且m n ⊥,则A =____;若△ABC 的面积为3ABC 的周长的最小值为_____.【答案】 (1). 3π(2). 6 【解析】【分析】先根据向量垂直得出边角关系,然后利用正、余弦定理求解A的值;根据面积以及在余弦定理,利用基本不等式,从而得到周长的最小值(注意取等号条件).【详解】由m n ⊥得(,)(sin ,sin sin )()sin ()(sin sin )0m n b c a b C A B b c C a b A B ⋅=--⋅+=-+-+=()()()0b c c a b a b -+-+=得222a b c bc =+-,∴2221cos 22b c a A bc +-==∴3A π=;1sin 2S bc A ==4bc =又222224a b c bc b c =+-=+-所以6a b c b c ++=+(当且仅当2b c ==时等号成立) 【点睛】(1)1122(,),(,)a x y bx y ==,若a b ⊥垂直,则有:12120x x y y +=;(2)222(0,0)a b ab a b +≥>>取等号的条件是:a b =.三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17-21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22-23题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:17.已知数列{}n a 中,12a =,1122n n n a a ++=+,设2nn na b =. (Ⅰ)求证:数列{}n b 是等差数列; (Ⅱ)求数列11{}n n b b +的前n 项和n S . 【答案】(Ⅰ)见证明;(Ⅱ)111n S n =-+ 【解析】 【分析】(1)证明1n n b b c --=(c 为常数)即可;(2)将11n n b b +采用裂项的方式先拆开,然后利用裂项相消的求和方法求解n S .【详解】(Ⅰ)证明:当2n ≥时,111121222n n n n n n n n n a a a a b b ------=-== 11b =,所以{}n b 是以为1首项,为1公差的等差数列.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,n b n =,所以+11111n n b b n n =-+,所以1111111122311n S n n n =-+-++-=-++. 【点睛】常见的裂项相消形式: (1)111(1)1n n n n =-++;(2=(3)1111()(21)(21)22121n n n n =--+-+; (4)112311(31)(31)3131n n n n n ++=-----. 18.环保部门要对所有的新车模型进行广泛测试,以确定它的行车里程的等级,下表是对100辆新车模型在一个耗油单位内行车里程(单位:公里)的测试结果.(1)做出上述测试结果的频率分布直方图,并指出其中位数落在哪一组;(2)用分层抽样的方法从行车里程在区间[)38,40与[)40,42的新车模型中任取5辆,并从这5辆中随机抽取2辆,求其中恰有一个新车模型行车里程在[)40,42内的概率. 【答案】(1)图见解析;中位数在区间[)36,38 (2)35【解析】 【分析】(1)由频率分布表可画出频率分布直方图,由图可求出中位数所在区间.(2)由题意,设从[38,40)中选取的车辆为A ,B ,C ,从[40,42)中选取的车辆为a ,b ,利用列举法从这5辆车中抽取2辆,其中恰有一个新车模型行车里程在[40,42)内的概率. 【详解】(1)由题意可画出频率分布直方图如图所示:由图可知,中位数在区间[)36,38.(2)由题意,设从[)38,40中选取的车辆为A ,B ,C , 从[)40,42中选取的车辆为a ,b ,则从这5辆车中抽取2辆的所有情况有10种,分别为AB ,AC ,Aa ,Ab ,BC ,Ba ,Bb ,Ca ,Cb ,ab ,其中符合条件的有6种,Aa ,Ab ,Ba ,Bb ,Ca ,Cb ,所以所求事件的概率为35. 【点睛】本题考查概率与统计的相关知识,考查频率分布直方图、古典概型、列举法等基础知识,考查运算求解能力,属于基础题.19.在三棱柱111ABC A B C -中,平面ABC 、平面1ACC A 、平面11BCC B 两两垂直.(Ⅰ)求证:1,,CA CB CC 两两垂直;(Ⅱ)若1CA CB CC a ===,求三棱锥11B A BC -的体积. 【答案】(Ⅰ)见证明;(Ⅱ)316a 【解析】 【分析】(1)通过辅助线以及根据面面垂直的性质定理可证1,,CA CB CC 中任意一条直线垂直于另外两条直线构成的平面,即垂直于另外两条直线;(2)采用替换顶点的方式计算体积,计算出高和底面积即可计算体积. 【详解】(Ⅰ)证明:在ABC ∆内取一点P ,作,PD AC PE BC ⊥⊥,因为平面ABC ⊥平面11ACC A ,其交线为AC ,所以PD ⊥平面11ACC A ,1PD CC ⊥, 同理1PE CC ⊥,所以1CC ⊥平面ABC ,11,CC AC CC BC ⊥⊥, 同理AC BC ⊥,故1,,CC AC BC 两两垂直.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,三棱锥11A BCB -的高为11A C a =,1211122BCB S BC BB a ∆=⋅=,所以三棱锥11B A BC -的体积为316a . 【点睛】(1)面面垂直的性质定理:两个平面垂直,一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直;(2)计算棱锥的体积时,有时候可考虑采用替换顶点的方式去简化计算.a 20.已知点(1,0),(1,0)M N -,若点(,)P x y 满足||||4PM PN +=. (Ⅰ)求点P 的轨迹方程;(Ⅱ)过点(Q 的直线l 与(Ⅰ)中曲线相交于,A B 两点,O 为坐标原点, 求△AOB 面积的最大值及此时直线l 的方程.【答案】(Ⅰ)22143x y +=;(Ⅱ)AOB ∆面积的最大值为,此时直线l 的方程为3x y =±. 【解析】 【分析】(1)根据椭圆的定义求解轨迹方程;(2)设出直线方程后,采用1||2AB d ⨯⨯(d 表示原点到直线AB 的距离)表示面积,最后利用基本不等式求解最值.【详解】解:(Ⅰ)由定义法可得,P 点的轨迹为椭圆且24a =,1c =.因此椭圆的方程为22143x y +=.(Ⅱ)设直线l的方程为x ty =-与椭圆22143x y +=交于点11(,)A x y ,22(,)B x y ,联立直线与椭圆的方程消去x可得22(34)30t y +--=,即12234y y t +=+,122334y y t -=+. AOB ∆面积可表示为1211||||22AOB S OQ y y =⋅-=△2216223434t t ===++u =,则1u ≥,上式可化为26633u u u u=++≤当且仅当u=t = 因此AOB ∆l的方程为x y =-【点睛】常见的利用定义法求解曲线的轨迹方程问题:(1)已知点(,0),(,0)M c N c -,若点(,)P x y 满足||||2PM PN a +=且22a c >,则P 的轨迹是椭圆;(2)已知点(,0),(,0)M c N c -,若点(,)P x y 满足||||||2PM PN a -=且22a c <,则P 的轨迹是双曲线. 21.设函数1()ln x f x x x+=+. (Ⅰ)求函数()f x 的极值;(Ⅱ)若(0,1)x ∈时,不等式1ln 2(1)xx a x +<--恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(Ⅰ)()2f x =极小值,无极大值;(Ⅱ)01a <≤ 【解析】 【分析】(1)求导后,求解导函数零点,并用列表法分析极值;(2)对所给不等式进行变形,将ln x 分离出来便于求导,同时构造新函数2(1)()ln (01)1a x g x x x x -=-<<+,分析(0,1)x ∈时,()0>g x 恒成立时a 的范围.【详解】解:(Ⅰ)令21()0x f x x-'==,1x =()= (1)2f x f ∴=极小值,无极大值;(II )由题意可知,0a >,则原不等式等价于2(1)ln 01a x x x -->+,令2(1)()ln (01)1a x g x x x x -=-<<+,22((24)1)()(1)x a x g x x x -+-+'=+,①当01a <≤时,2(24)10x a x +-+≥,()0g x '≤,()g x 在(0,1)上单调递减,()(1)0g x g >=,成立;②当1a >时,2000(0,1),(24)10x x a x ∃∈+-+=,使得当0(0,)x x ∈时,()0g x '<,()g x 单调递减,当0(,1)x x ∈时,()0g x '>,()g x 单调递增,故当0(,1)x x ∈时,()(1)0g x g <=,不成立;综上所述,01a <≤.【点睛】根据不等式恒成立求解参数范围的问题常用的方法:(1)分类讨论法(所给不等式进行适当变形,利用参数的临界值进行分析); (2)参变分离法(构造新的函数,将函数的取值与参数结合在一起).(二)选考题:请考生在22、23题中任选一题作答,如果多做则按所做的第一题计分.22.在平面直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为12x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为24cos 3ρρθ-=. (Ⅰ)求直线l 的普通方程和圆C 的直角坐标方程;(Ⅱ)直线l 与圆C 交于,A B 两点,点(1,2)P ,求||||PA PB ⋅的值.【答案】(Ⅰ)直线l 的普通方程为30x y +-=,圆C 的直角坐标方程为22430x y x +--=.(Ⅱ)2 【解析】 【分析】(1)求直线l 的普通方程,消去参数t 即可;求圆的直角坐标方程利用cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩互化即可.(2)根据直线所过定点,利用直线参数方程中t 的几何意义求解||||PA PB ⋅的值. 【详解】解:(Ⅰ)直线l 的普通方程为30x y +-=, 圆C 的直角坐标方程为22430x y x +--=. (Ⅱ)联立直线l 的参数方程与圆C的直角坐标方程可得22(1)(2)4(1)30++---=,化简可得220t +-=. 则12||||||2PA PB t t ⋅==.【点睛】(1)直角坐标和极坐标互化公式:cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩;(2)直线过定点P ,与圆锥曲线的交点为A B 、,利用直线参数方程中t 的几何意义求解:||||||AB PA PB 、,则有12||||AB t t =-,12||||||PA PB t t =.23.已知函数()|3||1|f x x x =+-- . (Ⅰ)解关于x 的不等式()1f x x +≥ ;(Ⅱ)若函数()f x 的最大值为M ,设0,0a b >>,且(1)(1)a b M ++=,求+a b 的最小值. 【答案】(Ⅰ)(,5][1,3]-∞--;(Ⅱ)最小值为2 【解析】 【分析】(1)采用零点分段的方法解不等式;(2)计算出()f x 的最大值,再利用基本不等式求解+a b 的最小值.【详解】(Ⅰ)由题意(3)(1),34,3()(3)(1),3122,31(3)(1),14,1x x x x f x x x x x x x x x x ----<--<-⎧⎧⎪⎪=+---≤≤=+-≤≤⎨⎨⎪⎪+-->>⎩⎩当3x <-时,41x -+≥,可得5x ≤-,即5x ≤-.当31x -≤≤时,221x x ++≥,可得1x ≥-,即11x -≤≤. 当1x >时,41x +≥,可得3x ≤,即13x <≤. 综上,不等式()1f x x +≥的解集为(,5][1,3]-∞--.(Ⅱ)由(Ⅰ)可得函数()f x 的最大值4M =,且14ab a b +++=, 即23()()2a b a b ab +-+=≤,当且仅当a b =时“=”成立, 可得2(2)16a b ++≥,即2a b +≥,因此+a b 的最小值为2.【点睛】(1)解绝对值不等式,最常用的方法就是零点分段:考虑每个绝对值等于零时x 的值,再逐段分析;(2)注意利用||||||x a x b a b -+-≥-,||||||x a x b a b ---≤-求解最值.。
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二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分.
13. 已知 sin
cos
1 ,则 sin
2
25
___________.
14.设变量 x, y 满足约束条件
x y≤ 0 x 3y ≤ 4,则 z x 3y 的最小值等于 _________.
x 2≥ 0
15.三棱锥 P ABC 中,PA ⊥平面 ABC ,AB AC , PA 10 , AB 2, AC 2 ,则三棱锥 P ABC
(Ⅰ)求证: CA,CB ,CC1 两两垂直; (Ⅱ)若 CA CB CC1 a ,求三棱锥 B1 A1BC 的体积 .
20.(本小题满分 12 分)
已知点 M ( 1,0), N (1,0) 若点 P( x, y) 满足 | PM | | PN | 4 .
(Ⅰ)求点 P 的轨迹方程; (Ⅱ)过点 Q( 3,0) 的直线 l 与(Ⅰ)中曲线相交于 A, B 两点, O 为坐标原点, 求△ AOB 面积的
9. 函数 y 2sin( x ) (
0,| | ) 的图象(部分图象如图所示) 2
,则其解析式为
A. f ( x) 2sin(2 x ) B. f (x) 2sin( x )
6
6
C. f ( x) 2sin(4 x ) D. f (x) 6
10. 中国传统扇文化有着极其深厚的底蕴
2sin( x ) 6
的外接球球的表面积为 ________.
16. 已知△ ABC 的内角 A, B ,C 的对边分别为 a, b,c ,若 m (b c ,a b ) , n (sin C ,sin A sin B) ,且
m n ,则 A _______; 若△ ABC 的面积为 3 ,则△ ABC 的周长的最小值为 __________.
以相关性较强,故①正确;由回归方程知②正确;由回归方程,当
x
R 2 0.9817 趋近于 1,所 7 时,得估计值为 3191.9≈ 3192,
故③正确 .
6. C【解析】由圆心到切线的距离等于半径,得
|1 b | 2
12 12
∴ |1 b | 2 ∴ b 1或 b 3
7. C 【解析】 0 a 1,b 1,c 0 ,∴ c a b
23. (本小题满分 10 分)选修 4-5 不等式选讲
已知函数 f ( x) | x 3| | x 1| .
(Ⅰ)解关于 x 的不等式 f ( x) ≥ x 1 ;
(Ⅱ)若函数 f (x) 的最大值为 M ,设 a 0, b 0 ,且 (a 1)(b 1) M ,求 a b 的最小值 .
一、选择题(本大题共
长春市 2020 届高三质量监测(一) 数学(文科)试题参考答案及评分参考
12 小题,每小题 5 分,共 60 分)
1. C 【解析】 z 2 i ,则 z 2 i ,其对应点为 ( 2, 1) ,在第三象限
2. B 【解析】 A
{ x | x ≤ 2, 或 x ≥ 2} , B
2
{x |x 3x
0}
1 n ,所以
bnbn+1
1 1, n n1
所以 Sn 1 1 1 1 223
11 1
n n1
18. (本小题满分 12 分 )
【命题意图】 本题考查概率与统计的相关知识
1
.
n1
.
( 12 分)
【试题解析】 (Ⅰ)由题意可画出频率分布直方图如图所示:
频率 / 组距
0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02
三、解答题:共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 考生都必须作答 . 第 22~23 题为选考题,考生根据要求作答 . (一)必考题:共 60 分 . 17.(本小题满分 12 分)
. 第 17~21 题为必考 题,每个试题
已知数列 { an} 中, a1
2 , an 1
2an
2n
1
.
22.(本小题满分 10 分)选修 4-4 坐标系与参数方程
在平面直角坐标系 xOy 中,直线 l 的参数方程为
x1 y2
2t 2 ( t 为参数),以坐标原点 O 为极点, x
2 t
2
轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆 C 的极坐标方程为 2 4 cos 3 . (Ⅰ)求直线 l 的普通方程和圆 C 的直角坐标方程; (Ⅱ)直线 l 与圆 C 交于 A, B 两点,点 P(1,2) ,求 | PA | | PB | 的值 .
11 z x 3 y 变形为 y x z ,过点 A( -2, -2),z 取得最大值 4,
33
过点 C(-2,2) 取得最小值 8 .
15. 16 【解析】 (2 R)2 PA 2 AB2 AC 2 16 ∴ S 16
16. ,6 【解析】由 m 3
n 得 m n (b c, a b) (sin C ,sin A sin B) (b c)sin C (a b)(sin A sin B) 0
A.
B. { x | x 3, 或 x ≤ - 2} C. { x | x 3, 或 x 0} D. { x | x 3, 或 x ≤ 2}
3. 已知等差数列 { an} 的前 n 项和为 Sn , S5 15 , a4 5 ,则 S9
A. 45 B. 63
C. 54 D. 81
4. 已知条件 p : x 1 ,条件 q : x ≥ 2,则 p 是 q 的
②公共图书馆业机构数平均每年增加
13.743 个
③可预测 2019 年公共图书馆业机构数约为 3192 个
A. 0
B. 1
C. 2 D.
3
6. 已知直线 x y 0 与圆 ( x 1)2 ( y b) 2 2 相切,则 b
A.
3
B. 1
C. 3或 1 D.
5
2
7. 已知 a
(1)3 , b 3
1
33 , c
(b c)c (a b )( a b) 0 得 a 2 b 2 c2 bc ∴ cos A b2 c2 a 2 1 ∴ A
;
2bc
2
3
1 S bc sin A 3
∴
bc 4
又
a 2 b 2 c 2 bc b 2 c2 4
所
以
2
a b c b2 c2 4 b c ≥ 2bc 4 2 bc 6 (当且仅当 b c 2 时等号成立)
三、解答题
17. (本小题满分 12 分 ) 【命题意图】 本题考查数列的相关知识 .
【试题解析】 (Ⅰ)证明:当 n 2 时, bn bn 1
an 2n
an 1 2n 1
an 2an 1 2n
1
b1 1,所以 { bn} 是以为 1首项,为 1公差的等差数列 .
( 6 分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知, bn
. 一般情况下,折扇可看作是从一个圆面中剪下的扇形制作而成,
设扇形的面积为 S1 ,圆面中剩余部分的面积为
美观,那么此时扇形的圆心角的弧度数为
S2 ,当 S1 与 S2 的比值为
5 1 时,扇面看上去形状较为 2
A. (3 5) B. ( 5 1 ) C. ( 5 1 ) D. ( 5 2 )
11. 已知 F 是抛物线 y2 4x 的焦点,则过 F 作倾斜角为 60 的直线分别交抛物线于 A, B ( A 在 x 轴上
{ x| x
0, 或 x
3}
∴ A B { x | x 3, 或 x ≤ - 2}
3. B 【解析】由 S5 15 得 a3 3 , a4 5 ∴ a5 7 ∴ S9 9a5 63
4. B 【解析】 { x | x 1} { x | x ≥ 2} ,则则 p 是 q 的必要不充分条件
5. D 【解析】由图知点散布在从左下角到右上角的区域内,所以为正相关,又
最大值及此时直线 l 的方程 .
21.(本小题满分 12 分)
设函数 f (x)
ln x
x1
.
x
(Ⅰ)求函数 f (x) 的极值;
(Ⅱ)若 x (0,1) 时,不等式
1x ln x
a(1 x)
2 恒成立,求实数 a 的取值范围 .
(二)选考题:共 10 分,请考生在 22、 23 题中任选一题作答,如果多做则按所做的第一题计分
中位数落在哪一组;
(Ⅱ)用分层抽样的方法从行车里程在区间
[38,40)与 [40,42) 的新车模型中任取
中随机抽取 2 辆,求其中恰有一个新车模型行车里程在 [40,42) 内的概率 .
19.(本小题满分 12 分)
5 辆,并从这 5 辆
在三棱柱 ABC A1B1C1中,平面 ABC 、平面 ACC1A 、平面 BCC1B1 两两垂直 .
0
30 32 34 36 38 40 42 44 46 辆
由图可知,中位数在区间 [36,38) .
( 6 分)
(Ⅱ)由题意,设从 [38,40) 中选取的车辆为 A, B, C ,从 [40,42) 中选取的车辆为 a, b,则从这 5 辆
车中抽取 2 辆的所有情况有 10 种,分别为 AB , AC , Aa, Ab, BC, Ba, Bb, Ca, Cb, ab ,其中符合条件的有 6
51
则
,又
2
2 ,解得
(3 5)
11. C【解析】 | AF |
p
, | BF |
p
∴ | AF | 1 0.5 3 .
1 cos60
1 cos60 | BF | 1 0.5
12. D 【解析】如图 , 直线 y m(x0 1) 1 过定点 P(1, 1) , m 为其斜率, m 0 满足题意,当 m