(完整word)2019-2020学年河南省豫南九校高二(上)第二次联考数学试卷(理科)
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2019-2020学年河南省豫南九校高二(上)第二次联考数学试卷
(理科)
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.不等式4x2﹣4x﹣3≤0的解集是()
A.(∞,−1
2]∪[
3
2
,+∞)B.[−
1
2,
3
2
]
C.(∞,−3
2]∪[
1
2
,+∞)D.[−
3
2,
1
2
]
2.命题“∀x∈(0,1),x2﹣x<0”的否定是()
A.∃x0∉(0,1),x02−x0≥0
B.∃x0∈(0,1),x02−x0≥0
C.∀x0∉(0,1),x02−x0<0
D.∀x0∈(0,1),x02−x0≥0
3.在△ABC中,已知a=5√2,c=10,A=30°,则B等于()A.105°B.60°C.15°D.105°或15°4.记S n为等差数列{a n}的前n项和,若a1=1,2S3=2a4+S2,则a8=()A.8B.9C.16D.15
5.已知a、b、c分别是△ABC的内角A、B、C的对边,若sinC
sinB
<cosA,则△ABC的形状为()
A.钝角三角形B.直角三角形C.锐角三角形D.等边三角形6.已知等比数列{a n}的前n项的乘积记为T n,若T2=T9=512,则T8=()A.1024B.2048C.4096D.8192
7.设m=log0.30.6,n=1
2log20.6,则()
A.m﹣n>m+n>mn B.m﹣n>mn>m+n C.m+n>m﹣n>mn D.mn>m﹣n>m+n
8.不等式组{x+y≥1,
x−2y≤4
表示的平面区域为D,则()
A.∀(x,y)∈D,x+2y≥2B.∀(x,y)∈D,x+2y≤2
C.∃(x,y)∈D,x+2y≥﹣2D.∃(x,y)∈D,x+2y≤﹣2
9.我国南宋著名数学家秦九韶提出了由三角形三边求三角形面积的“三斜求积”,设△ABC
的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,面积为S ,则“三斜求积”公式为S =
√14[a 2c 2−(a 2+c 2
−b 22
)2],若a 2sin C =2sin A ,(a +c )2=6+b 2,则用“三斜求积”公式求
得△ABC 的面积为( ) A .√3
B .
√3
2
C .1
2
D .1
10.“对任意正整数n ,不等式nlga <(n +l )lga a (a >l )都成立”的一个必要不充分条件是( ) A .a >0
B .a >1
C .a >2
D .a >3
11.已知数列{a n }满足2a 1+22a 2+…+2n a n =n (n ∈N *),数列{1
log 2a n log 2a n+1
}的前n 项和为
S n ,则S 1•S 2•S 3•…•S 10=( ) A .
110
B .
1
11
C .
2
11
D .1
5
12.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,若ac =4,sin B +2sin C cos A =0,则△ABC 面积的最大值为( ) A .1
B .√3
C .2
D .4
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若b =3,c =2,cosA =1
3,则a = . 14.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,且cos C =2√2
3
,b cos A +a cos B =2,则△ABC 的外接圆面积为 .
15.已知变量x ,y 满足条件{x ≥1x −y ≤0x +2y −9≤0,若目标函数z =ax +y 仅在点(3,3)处取得
最小值,则a 的取值范围是 .
16.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 9=S 3+2S 6,则S 6+1
S 3
取得最小值时,S 9的值为 .
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足a cos C =b −√3
2c . (Ⅰ)求角A 的大小;
(Ⅱ)若B =π
6,AC =4,求BC 边上的中线AM 的长.
18.已知m∈R,命题p:对任意x∈[0,1],不等式log2(x+1)−2≥m2−3m恒成立;命题
q:存在x∈[﹣1,1],使得m≤(1
2
)x−1成立.
(1)若p为真命题,求m的取值范围;
(2)若p∧q为假,p∨q为真,求m的取值范围.
19.已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n﹣n.(Ⅰ)证明数列{a n+1}是等比数列,求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)记b n=
1
a n+1
+1
a n a n+1,求数列{
b n}的前n项和T n.
20.已知向量m→=(√3sinx,sinx),n→=(cos x,sin x),函数f(x)=m→⋅n→−1
2(x∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的最大值和最小正周期;
(Ⅱ)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为满足b2=ac,且f(B)=1
2,求
1
tanA
+
1
tanC
的值.
21.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,asinA+bsinB−csinC
sinBsinC
=2√33a.
(1)求角C;
(2)若△ABC的中线CD的长为1,求△ABC的面积的最大值.
22.设数列{a n}是等差数列,数列{b n}的前n项和S n,满足S n=3
2
(b n−1)且a2=b1,a5=b2.
(1)求数列{a n}和{b n}的通项公式;
(2)设T n为数列{nS n}的前n项和,求T n.
2019-2020学年河南省豫南九校高二(上)第二次联考数学试卷
(理科)
参考答案与试题解析
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.不等式4x 2﹣4x ﹣3≤0的解集是( ) A .(∞,−1
2]∪[3
2,+∞)
B .[−1
2,3
2
]
C .(∞,−3
2
]∪[1
2
,+∞)
D .[−32
,1
2
]
【解答】解:解4x 2﹣4x ﹣3≤0得,−1
2≤x ≤3
2; ∴原不等式的解集是[−1
2,3
2]. 故选:B .
2.命题“∀x ∈(0,1),x 2﹣x <0”的否定是( ) A .∃x 0∉(0,1),x 02−x 0≥0 B .∃x 0∈(0,1),x 02−x 0≥0 C .∀x 0∉(0,1),x 02−x 0<0
D .∀x 0∈(0,1),x 02−x 0≥0
【解答】解:∵“全称命题”的否定一定是“特称命题”,
∴命题“∀x ∈(0,1),x 2﹣x <0”的否定是∃x 0∈(0,1),x 02−x 0≥0, 故选:B .
3.在△ABC 中,已知a =5√2,c =10,A =30°,则B 等于( ) A .105°
B .60°
C .15°
D .105°或15°
【解答】解:∵知a =5√2,c =10,A =30° 根据正弦定理可知a sinA
=
c sinC
∴sin C ═
sinA⋅c a
=
√2
2 ∴C =45°或135° B =105° 或15° 故选:D .
4.记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,2S 3=2a 4+S 2,则a 8=( ) A .8
B .9
C .16
D .15
【解答】解:设等差数列{a n }的公差为d ,则由a 1=1,2S 3=2a 4+S 2,得6+6d =4+7d , 解得d =2,
所以a 8=a 1+7d =1+2×3=15. 故选:D .
5.已知a 、b 、c 分别是△ABC 的内角A 、B 、C 的对边,若sinC sinB
<cosA ,则△ABC 的形状
为( ) A .钝角三角形
B .直角三角形
C .锐角三角形
D .等边三角形
【解答】解:∵由已知可得:sin C <sin B cos A ,
∴可得:sin C =sin (A +B )=sin A cos B +cos A sin B <sin B cos A , 整理得:sin A cos B <0, ∵sin A ≠0, ∴cos B <0. ∵B ∈(0,π),
∴B 为钝角,三角形ABC 为钝角三角形. 故选:A .
6.已知等比数列{a n }的前n 项的乘积记为T n ,若T 2=T 9=512,则T 8=( ) A .1024
B .2048
C .4096
D .8192
【解答】解:依题意,等比数列{a n }的前n 项的乘积记为T n ,T 2=T 9=512, 所以
T 9T 2
=1,即a 3•a 4•……•a 9=1,所以a 67=1,即a 6=a 1q 5=1,
又因为a 1a 2=a 12q =512,所以q 9=1
512,即q =1
2, 所以a 1=32,∴a 9=a 1⋅q 8=32×12
8=1
8. 所以T 8=T 9a 9
=
512
1
8
=4096.
故选:C .
7.设m =log 0.30.6,n =1
2log 20.6,则( )
A .m ﹣n >m +n >mn
B .m ﹣n >mn >m +n
C .m +n >m ﹣n >mn
D .mn >m ﹣n >m +n
【解答】解:m =log 0.30.6>log 0.31=0,n =12log 20.6<12
log 21=0,则mn <0.
1m
+
1n
=log 0.60.3+log 0.64=log 0.61.2<log 0.60.6=1,
∴m +n >mn . ∴m ﹣n >m +n >mn . 故选:A . 8.不等式组{
x +y ≥1,x −2y ≤4
表示的平面区域为D ,则( ) A .∀(x ,y )∈D ,x +2y ≥2 B .∀(x ,y )∈D ,x +2y ≤2 C .∃(x ,y )∈D ,x +2y ≥﹣2
D .∃(x ,y )∈D ,x +2y ≤﹣2
【解答】解:根据题意,不等式组{x +y ≥1
x −2y ≤4其表示的平面区域如图所示,其中A (2,
﹣1)
设Z =x +2y ,则y =−12
x +Z 2
,Z 的几何意义为直线Z =x +2y 在y 轴上的截距, 分析可得:当{x =2
y =−1时,直线Z =x +2y 在y 轴上的截距最小,截距最小值为0,
即Z =x +2y 取得最小值0,无最大值,即x +2y ≥0, 据此分析选项:ABD 错误;C 正确; 故选:C .
9.我国南宋著名数学家秦九韶提出了由三角形三边求三角形面积的“三斜求积”,设△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,面积为S ,则“三斜求积”公式为S =
√14[a 2c 2−(a 2+c 2
−b 22
)2],若a 2sin C =2sin A ,(a +c )2=6+b 2,则用“三斜求积”公式求
得△ABC 的面积为( )
A .√3
B .
√32
C .1
2
D .1
【解答】解:因为:a 2sin C =2sin A , 由正弦定理可得:a 2c =2a ,得ac =2, 则由(a +c )2=6+b 2,
得a 2+c 2﹣b 2=6﹣2ac =6﹣2×2=2, 则S △ABC =√1
4[4−(2
2)2]=√3
2. 故选:B .
10.“对任意正整数n ,不等式nlga <(n +l )lga a (a >l )都成立”的一个必要不充分条件是( ) A .a >0
B .a >1
C .a >2
D .a >3
【解答】解:对任意正整数n ,若不等式nlga <(n +1)lga a (a >1)都成立, 则nlga <a (n +1)lga (a >1);lga >0;成立. 即:n <a (n +1);
a >n
n+1=1−1
n+1,对任意正整数n ,有a 要大于(1−1
n+1)的最大值成立. (1−
1
n+1)的最大值设为x ,则n 趋近于无穷大正整数时,x 趋近于1, ∴a 大于趋近于1的数x ,即:a >x >0,x 趋近于1
∴不等式nlga <(n +1)lga a (a >1)都成立能推出a >0,故a >0是不等式nlga <(n +1)lga a (a >1)都成立的必要条件.
若a >0时,不能推出a >x >0,x 趋近于1,故不能推出不等式nlga <(n +1)lga a (a >1)成立能;
根据充分条件和必要条件的定义可选A 成立. 故选:A . 11.已知数列{a n }满足
2a 1+22a 2+…+2n a n =n (n ∈N *),数列{
1
log 2a n log 2a n+1
}的前n 项和为
S n ,则S 1•S 2•S 3•…•S 10=( ) A .
110
B .
1
11
C .
2
11
D .1
5
【解答】解:由2a 1+22a 2+…+2n a n =n , 得2a 1=1,即a 1=1
2;
当n ≥2时,2a 1+22a 2+…+2n ﹣
1a n ﹣1=n ﹣1, ∴2n a n =1,即a n =
1
2
n (n ≥2), 当n =1时,上式成立, ∴a n =1
2n , 则
1
log 2a n log 2a n+1
=
1
log 22⋅log 22
=1
n(n+1)=1
n −1
n+1.
则S n =(1−1
2
)+(12
−13
)+⋯+(1n
−1n+1)=1−1n+1=n n+1
. ∴S 1•S 2•S 3•…•S 10=12⋅23⋅34⋯1011=1
11
. 故选:B .
12.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,若ac =4,sin B +2sin C cos A =0,则△ABC 面积的最大值为( ) A .1
B .√3
C .2
D .4
【解答】解:∵sin B +2sin C cos A =0, ∴sin (A +C )+2sin C cos A =0, 即sin A cos C +cos A sin C +2sin C cos A =0, 即sin A cos C +3cos A sin C =0, 得a •
b 2+a 2−
c 2
2ab
+3×b 2
+c 2−a 22bc
×c =0, 整理得2b 2=a 2﹣c 2, ∵ac =4,∴a =4c
, ∴b 2=
16c 2
−c 2
2
=
82−c 22
, ∴cos B =a 2+c 2−b
2
2ac
=
16c 2+c 2−(8c 2−c 22
)8
=
8c 2+3c 2
2
8
≥
2√8c
2×3c
2
28
=
√3
2
,
当且仅当
c 28=
3c 2
2
,即c 2=4√33,b 2=4√3
3,a 2=4√3时取等号, ∴B ∈(0,π6
], ∴sin B ≤1
2,
则△ABC面积的最大值为S=1
2ac sin B≤
1
2
×4×12=1,
故选:A.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=3,c=2,cosA=1
3,则a=
3.
【解答】解:∵b=3,c=2,cosA=1 3,
∴由余弦定理a2=b2+c2﹣2bc cos A,可得a2=9+4﹣2×3×2×1
3
=9,解得a=3.
故答案为:3.
14.在△ABC中,内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,且cos C=2√2
3,b cos A+a cos B
=2,则△ABC的外接圆面积为9π.【解答】解:∵b cos A+a cos B=2,
∴由余弦定理可得:b×b2+c2−a2
2bc
+a×a
2+c2−b2
2ac
=2,整理解得:c=2,
又∵cos C=2√2
3,可得:sin C=
1
3,
∴设三角形的外接圆的半径为R,则2R=
c
sinC
=21
3
=6,可得:R=3,
∴△ABC的外接圆的面积S=πR2=9π.故答案为:9π.
15.已知变量x,y满足条件{x≥1
x−y≤0
x+2y−9≤0
,若目标函数z=ax+y仅在点(3,3)处取得
最小值,则a的取值范围是a<﹣1.
【解答】解:条件{x≥1
x−y≤0
x+2y−9≤0
对应的平面区域如图:
因为目标函数z=ax+y,仅在(3,3)处取得最小值
所以目标函数z=ax+y的位置应如图所示,故其斜率需满足k=﹣a>1⇒a<﹣1.故答案为:a<﹣1.
16.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,S 9=S 3+2S 6,则S 6+1
S 3
取得最小值时,S 9的值
为
7√3
3
. 【解答】解:依题意,因为S 9=S 3+2S 6,所以q ≠1,所以a 1(1−q 9)1−q
=
a 1(1−q 3)1−q
+2
a 1(1−q 6)1−q
,
即(q 3﹣2)(q 3﹣1)(q 3+1)=0,因为数列{a n }为正项数列,所以q 3=2.
当S 6+1S 3
取得最小值时,S 6•S 3=1,即(a
11−q )2⋅(1−q 6)(1−q 3)=1,所以
a 11−q
=−
√3
3
, 所以S 9=a 11−q (1−q 9)=−√33×(1−23)=7√3
3.
故填:
7√3
3
. 三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足a cos C =b −√3
2c . (Ⅰ)求角A 的大小;
(Ⅱ)若B =π
6,AC =4,求BC 边上的中线AM 的长. 【解答】解:(Ⅰ)∵a cos C =b −
√3
2
c ,
由正弦定理可得sin A cos C =sin B −√3
2sin C , ∵sin B =sin (A +C )=sin A cos C +cos A sin C , ∴cos A sin C =√3
2sin C , ∵sin C ≠0, ∴cos A =√3
2,
∴A =π6
,
(Ⅱ)由A =B =π6
,则C =
2π3
, ∴BC =AC =4,AB =4√3, ∴AM =2,
由余弦定理可得AM 2=BM 2+AB 2﹣2BM •AB cos B =4+48﹣16√3•√3
2
=28, ∴AM =2√7.
18.已知m ∈R ,命题p :对任意x ∈[0,1],不等式log 2(x +1)−2≥m 2−3m 恒成立;命题q :存在x ∈[﹣1,1],使得m ≤(1
2)x −1成立. (1)若p 为真命题,求m 的取值范围;
(2)若p ∧q 为假,p ∨q 为真,求m 的取值范围.
【解答】解:(1)对任意x ∈[0,1],不等式log 2(x +1)−2≥m 2−3m 恒成立, 当x ∈[0,1],由对数函数的性质可知当x =0时,y =log 2(x +1)﹣2的最小值为﹣2, ∴﹣2≥m 2﹣3m ,解得1≤m ≤2.
因此,若p 为真命题时,m 的取值范围是[1,2].
(2)存在x ∈[﹣1,1],使得m ≤(1
2
)x −1成立,∴m ≤[(12
)x −1]max =1. 命题q 为真时,m ≤1.
∵p 且q 为假,p 或q 为真,∴p ,q 中一个是真命题,一个是假命题. 当p 真q 假时,则{1≤m ≤2m >1解得1<m ≤2;
当p 假q 真时,{m <1或m >2m ≤1,即m <1.
综上所述,m 的取值范围为(﹣∞,1)∪(1,2]. 19.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2a n ﹣n .
(Ⅰ)证明数列{a n +1}是等比数列,求数列{a n }的通项公式; (Ⅱ)记b n =1
a
n+1
+1
a n a n+1,求数列{
b n }的前n 项和T n . 【解答】解:(Ⅰ)证明:令n =1,得a 1=2a 1﹣1,由此得a 1=1. 由于S n =2a n ﹣n ,则S n +1=2a n +1﹣(n +1), 两式相减得S n +1﹣S n =2a n +1﹣(n +1)﹣2a n +n , 即a n +1=2a n +1.
∴a n +1+1=2a n +1+1=2(a n +1),即
a n+1+1a n+1
=2,
故数列{a n +1}是等比数列,其首项为a 1+1=2, 故数列{a n +1}的通项公式是a n +1=2•2n ﹣
1=2n , 故数列{a n }的通项公式是a n =2n ﹣1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,b n =1
a n+1+1a n a n+1=a n +1a n a n+1=2n
(2n −1)(2n+1−1), =(2n+1
−1)−(2n
−1)(2n −1)(2n+1−1)
=12n −1−12n+1−1, 所以T n =b 1+b 2+…+b n =(1
21−1
−
1
22−1
)+(
1
22−1
−
123−1
)+…+(
1
2n −1
−
1
2n+1−1
,),
=
121−1−122−1+122−1−123−1+⋯+1n −1
2n+1−1, =1−
1
2
n+1
−1
,
数列{b n }的前n 项和T n =1−
1
2n+1
−1
.
20.已知向量m →
=(√3sinx ,sinx ),n →
=(cos x ,sin x ),函数f (x )=m →
⋅n →
−1
2(x ∈R ). (Ⅰ)求函数f (x )的最大值和最小正周期;
(Ⅱ)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为满足b 2=ac ,且f(B)=12
,求1
tanA
+
1tanC
的值.
【解答】解:(I )f (x )=√3sin x cos x +sin 2x −1
2
=
√3
2
sin2x −1
2cos2x =sin (2x −π6
),
∴f (x )的最大值为1,最小正周期为T =2π2=π. (II )∵f (B )=sin (2B −π
6)=1
2,
∴2B −π
6=π
6+2k π或2B −π
6=5π6+2k π,k ∈Z , 又B ∈(0,π), ∴B =π
6或B =π
2.
若B =π2,则b 2=a 2+c 2=ac ,与a 2+c 2≥2ac 矛盾. ∴B =π6,
∵b 2=ac ,∴sin A sin C =sin 2B =1
4,
∴
1tanA
+
1tanC
=
cosA sinA
+
cosC sinC
=
sinCcosA+cosCsinA
sinAsinC
=
sin(A+C)sinAsinC
=
sinB sin B
=
1sinB
=2.
21.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,asinA+bsinB−csinC sinBsinC
=2√3
3a . (1)求角C ;
(2)若△ABC 的中线CD 的长为1,求△ABC 的面积的最大值. 【解答】解:(1)∵asinA+bsinB−csinC
sinBsinC
=
2√33
a ,
由正弦定理化简:
a 2+
b 2−
c 2bsinC
=
2√33
a
由余弦定理得:cosC =a 2+b 2
−c 22ab
=√3
3sinC , 即tanC =√3, ∵0<C <π. ∴C =π
3.
(2)由三角形中线长定理得:2(a 2+b 2)=22+c 2=4+c 2, 由三角形余弦定理得:c 2=a 2+b 2﹣ab ,
消去c 2得:4−ab =a 2+b 2≥2ab ,ab ≤43
(当且仅当a =b 时,等号成立), 即S △ABC =1
2absinC ≤1
2×4
3×√3
2=√3
3.
22.设数列{a n }是等差数列,数列{b n }的前n 项和S n ,满足S n =3
2(b n −1)且a 2=b 1,a 5=b 2. (1)求数列{a n }和{b n }的通项公式; (2)设T n 为数列{nS n }的前n 项和,求T n .
【解答】解:(1)数列{b n }的前n 项和S n ,满足S n =3
2
(b n −1),① 当n =1时,解得b 1=3,
当n ≥2时,S n−1=3
2(b n−1−1),② ①﹣②得b n =3b n ﹣1, 整理得
b n b n−1
=3(常数),
所以数列{b n }是以3为首项3为公比的等比数列, 所以b n =3⋅3n−1=3n .
由于数列{a n }是等差数列,首项为a 1,公差为d ,且a 2=b 1,a 5=b 2. 则{a 1
+d =3a 1+4d =9
,解得{a 1
=1
d =2
,所以a n =1+2(n ﹣1)=2n ﹣1.
(2)由于列{b n }的前n 项和S n ,所以S n =3(3n
−1)3−1=3
2(3n −1).
则nS n =32⋅n ⋅3n −3
2⋅n . 设c n =n ⋅3n ,
所以K n =1⋅31+2⋅32+⋯+n ⋅3n ①, 3K n =1⋅32+2⋅32+⋯+n ⋅3n+1②, ①﹣②整理得K n =(3n 2−34)⋅3n +3
2. 所以T n =32(3n 2−34)⋅3n +9
4−32⋅
n(n+1)
2
, =n 4⋅3n+2−3n+2
8
+9
4
−
3n 2+3n
4
.。