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文档介绍
2017-2018学年山东省枣庄市薛城区高二上学期期中数学试题(理科)(解析版)
2017-2018学年山东省枣庄市薛城区高二(上)期中数学试卷(理科) 一、选择题:本大题共12个小题,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.(5分)已知集合M={x|x2<4},N={x|x2﹣2x﹣3<0},则集合M∩N等于( ) A.{x|x<﹣2} B.{x|x>3} C.{x|﹣1<x<2} D.{x|2<x<3} 2.(5分)若a>b,则下列不等式中正确的是( ) A. B. C. D.2a>2b 3.(5分)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4+a5=24,S6=48,则{an}的公差为( ) A.1 B.2 C.4 D.8 4.(5分)在△ABC中,A=60°,,则∠B等于( ) A.45°或135° B.135° C.45° D.30° 5.(5分)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A.1盏 B.3盏 C.5盏 D.9盏 6.(5分)不等式≤0的解集为( ) A.(﹣∞,1]∪(3,+∞) B.[1,3) C.[1,3] D.(﹣∞,1]∪[3,+∞) 7.(5分)一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿东偏南50°方向直线航行,30分钟后到达B处.在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是东偏南20°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B、C两点间的距离是( ) A.10海里 B.10海里 C.20海里 D.20海里 8.(5分)已知x,y满足约束条件,则z=x+2y的最大值是( ) A.0 B.2 C.5 D.6 9.(5分)在△ABC中,若三边a,b,c的倒数成等差数列,则边b所对的角为( ) A.锐角 B.直角 C.钝角 D.不能确定 10.(5分)设x,y∈R+,且xy﹣(x+y)=1,则( ) A.x+y≥2+2 B.xy≤+1 C.x+y≤(+1)2 D.xy≥2+2 11.(5分)如图,在△ABC上,D是BC上的点,且AC=CD,2AC=AD,AB=2AD,则sinB等于( ) A. B. C. D. 12.(5分)定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的函数f(x),如果对于任意给定的等比数列{an},{f(an)}仍是等比数列,则称f(x)为“保等比数列函数”.现有定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的如下函数:①f(x)=x2;②f(x)=2x;③f(x)=;④f(x)=ln|x|.则其中是“保等比数列函数”的f(x)的序号为( ) A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.) 13.(5分)已知a>3,求a+的最小值 . 14.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=2,an+1=2Sn+1,则数列{an}的通项公式为 . 15.(5分)当实数x,y满足时,恒有ax+y≤ 3成立,则实数a的取值范围是 . 16.(5分)如图,四边形ABCD中,∠ABC=∠C=120°,AB=4,BC=CD=2,则该四边形的面积是 . 三、解答题共6个小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(10分)△ABC中,BC=7,AB=3,且=. (1)求AC的长; (2)求∠A的大小. 18.(12分)设{an}是公比为正数的等比数列,a1=2,a3=a2+4. (1)求{an}的通项公式; (2)设{bn}是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{an+bn}的前n项和Sn. 19.(12分)设f(x)=ax2﹣(a+1)x+1. (1)解关于x的不等式f(x)>0; (2)若对任意的a∈[﹣1,1],不等式f(x)>0恒成立,求x的取值范围. 20.(12分)如图所示,公园有一块边长为2的等边三角形ABC的边角地,现修成草坪,图中DE把草坪分成面积相等的两部分,点D在AB上,点E在AC上. (1)设AD=x(x≥0),ED=y,求用x表示y的函数关系式; (2)如果DE是灌溉水管,为节约成本,希望它最短,DE的位置应在哪里?如果DE是参观线路,则希望它最长,DE的位置又在哪里? 21.(12分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(2a+c)cosB+bcosC=0. (Ⅰ)求B; (Ⅱ)若a=3,点D在AC边上且,求c. 22.(12分)已知数列{an},{bn},Sn为数列{an}的前n项和,a2=4b1,Sn=2an﹣2,nbn+1﹣(n+1)bn=n2+n(n∈N*) (1)求数列{an}的通项公式; (2)证明为等差数列; (3)若数列{cn}的通项公式为cn=,令Tn为{cn}的前n项的和,求T2n. 2017-2018学年山东省枣庄市薛城区高二(上)期中数学试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题:本大题共12个小题,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.(5分)已知集合M={x|x2<4},N={x|x2﹣2x﹣3<0},则集合M∩N等于( ) A.{x|x<﹣2} B.{x|x>3} C.{x|﹣1<x<2} D.{x|2<x<3} 【分析】先化简两个集合,再由交集的定义求交集,然后比对四个选项,选出正确选项来 【解答】解:由题意集合M={x|x2<4}═{x|﹣2<x<2},N={x|x2﹣2x﹣3<0}={x|﹣1<x<3}, ∴M∩N={x|﹣1<x<2} 故选C 【点评】本题考查交集及其运算,求解的关键是化简两个集合及正确理解交集的定义. 2.(5分)若a>b,则下列不等式中正确的是( ) A. B. C. D.2a>2b 【分析】取a=2,b=﹣1时,即可判断出A.B.C不成立;根据指数函数y=2x在R上单调递增,即可判断出D的正误. 【解答】解:取a=2,b=﹣1时,A.B.C不成立; 对于D.由指数函数y=2x在R上单调递增,a>b,可得2a>2b. 故选:D. 【点评】本题考查了不等式的基本性质、函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于基础题. 3.(5分)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若a4+a5=24,S6=48,则{an}的公差为( ) A.1 B.2 C.4 D.8 【分析】利用等差数列通项公式及前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出{an}的公差. 【解答】解:∵Sn为等差数列{an}的前n项和,a4+a5=24,S6=48, ∴, 解得a1=﹣2,d=4, ∴{an}的公差为4. 故选:C. 【点评】本题考查等差数列的面公式的求法及应用,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用. 4.(5分)在△ABC中,A=60°,,则∠B等于( ) A.45°或135° B.135° C.45° D.30° 【分析】由A=60°,所给的条件是边及对的角,故考虑利用正弦定理,由正弦定理可得,,可得,结合大边对大角由a>b 可得A>B,从而可求B. 【解答】解:∵A=60°, 由正弦定理可得, ∴ ∵a>b∴A>B ∴B=45° 故选:C 【点评】本题主要考查了在三角形中,所给的条件是边及对的角,可利用正弦定理进行解三角形,但利用正弦定理解三角形时所求的正弦,由正弦求角时会有两角,要注意利用大边对大角的运用. 5.(5分)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( ) A.1盏 B.3盏 C.5盏 D.9盏 【分析】设这个塔顶层有a盏灯,由题意和等比数列的定义可得:从塔顶层依次向下每层灯数是等比数列,结合条件和等比数列的前n项公式列出方程,求出a的值. 【解答】解:设这个塔顶层有a盏灯, ∵宝塔一共有七层,每层悬挂的红灯数是上一层的2倍, ∴从塔顶层依次向下每层灯数是以2为公比、a为首项的等比数列, 又总共有灯381盏, ∴381==127a,解得a=3, 则这个塔顶层有3盏灯, 故选B. 【点评】本题考查了等比数列的定义,以及等比数列的前n项和公式的实际应用,属于基础题. 6.(5分)不等式≤0的解集为( ) A.(﹣∞,1]∪(3,+∞) B.[1,3) C.[1,3] D.(﹣∞,1]∪[3,+∞) 【分析】首先将分式不等式转化为整式不等式,然后求解集. 【解答】解:原不等式等价于(x﹣1)(x﹣3)≤0且x﹣3≠0,所以不等式的解集为[1,3); 故选:B. 【点评】本题考查了分式不等式的解法;关键是正确转化为整式不等式;注意分母根不能取. 7.(5分)一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿东偏南50°方向直线航行,30分钟后到达B处.在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是东偏南20°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B、C两点间的距离是( ) A.10海里 B.10海里 C.20海里 D.20海里 【分析】先根据题意画出图象确定∠BAC、∠ABC的值,进而可得到∠ACB的值,最后根据正弦定理可得到BC的值. 【解答】解:如图,由已知可得,∠BAC=30°,∠ABC=105°, AB=20,从而∠ACB=45°. 在△ABC中,由正弦定理, 得. 故选A. 【点评】本题主要考查正弦定理的应用.考查对基础知识的掌握程度. 8.(5分)已知x,y满足约束条件,则z=x+2y的最大值是( ) A.0 B.2 C.5 D.6 【分析】画出约束条件表示的平面区域,根据图形找出最优解是 由解得的点A的坐标, 代入目标函数求出最大值. 【解答】解:画出约束条件表示的平面区域,如图所示; 由解得A(﹣3,4), 此时直线y=﹣x+z在y轴上的截距最大, 所以目标函数z=x+2y的最大值为 zmax=﹣3+2×4=5. 故选:C. 【点评】本题考查了线性规划的应用问题,是中档题. 9.(5分)在△ABC中,若三边a,b,c的倒数成等差数列,则边b所对的角为( ) A.锐角 B.直角 C.钝角 D.不能确定 【分析】方法一:使用余弦定理,由已知求出 ,计算cosB=的符号,进而可求B的范围 方法二:反证法,假设 ,则 b为最大边,有b>a>0,b>c>0,结合已知进行推导可求 方法三:反证法由题意可得=,故b边不是最大边,也不是最小边.假设B≥,则最大边所对的角大于 ,这与三角形内角和相矛盾,从而可得 【解答】解:方法一:由题意可得 . ∴, ∵=. 即cosB=>0 故 法2:反证法:假设 则有b>a>0,b>c>0. 则 可得 与已知矛盾, 假设不成立,原命题正确. (法三)∵△ABC的三边a,b,c的倒数成等差数列, ∴=,故b边不是最大边,也不是最小边. 若B≥,则最大边所对的角大于 ,这与三角形内角和相矛盾,故 . 【点评】本题主要考查了利用余弦定理解三角形,其中方法一 使用余弦定理直接求解,方法二、三,使用反证法,方法二,三比较简单. 10.(5分)设x,y∈R+,且xy﹣(x+y)=1,则( ) A.x+y≥2+2 B.xy≤+1 C.x+y≤(+1)2 D.xy≥2+2 【分析】先根据均值不等式可知xy≤,代入xy=1+x+y中,转化为关于x+y的一元二次不等式,进而求得x+y的最小值,同理求得xy的最小值,即可得到答案. 【解答】解:∵x,y∈R+, ∴xy≤(当且仅当x=y时成立). ∵xy=1+x+y, ∴1+x+y≤,解得x+y≥2+2或x+y≤2﹣2(舍),A符合题意,可排除C; 同理,由xy=1+x+y,得xy﹣1=x+y≥2(当且仅当x=y时成立), 解得≥1+或≤1﹣(舍),即xy≥3+2从而排除B,D. 故选A. 【点评】本题主要考查了基本不等式在最值问题中的应用.利用基本不等式和整体思想转化为一元二次不等式,再由一元二不等式的解法进行求解,有较强的综合性. 11.(5分)如图,在△ABC上,D是BC上的点,且AC=CD,2AC=AD,AB=2AD,则sinB等于( ) A. B. C. D. 【分析】由题意设AD=2x,则AC=CD=x,AB=4x,在△ADC中由余弦定理可得cos∠ADC,进而可得sin∠ADB,在△ADB中由正弦定理可得sinB. 【解答】解:由题意设AD=2x,则AC=CD=x,AB=4x, 在△ADC中由余弦定理可得cos∠ADC==, ∴sin∠ADB=sin∠ADC==, ∴在△ADB中由正弦定理可得sinB===, 故选:C 【点评】本题考查解三角形,涉及正余弦定理的应用,属中档题. 12.(5分)定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的函数f(x),如果对于任意给定的等比数列{an},{f(an)}仍是等比数列,则称f(x)为“保等比数列函数”.现有定义在(﹣∞,0)∪(0,+∞)上的如下函数:①f(x)=x2;②f(x)=2x;③f(x)=;④f(x)=ln|x|.则其中是“保等比数列函数”的f(x)的序号为( ) A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 【分析】根据新定义,结合等比数列性质,一一加以判断,即可得到结论. 【解答】解:由等比数列性质知, ①=f2(an+1),故正确; ②≠=f2(an+1),故不正确; ③==f2(an+1),故正确; ④f(an)f(an+2)=ln|an|ln|an+2|≠=f2(an+1),故不正确; 故选C 【点评】本题考查等比数列性质及函数计算,正确运算,理解新定义是解题的关键. 二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.) 13.(5分)已知a>3,求a+的最小值 5 . 【分析】a+=a﹣3++3,利用基本不等式可求函数的最值. 【解答】解:∵a>3,a+=a﹣3++3+3=5, 当且仅当a﹣3=即a=4时取等号, ∴a+的最小值是5, 故答案为:5. 【点评】该题考查利用基本不等式求函数的最值问题,属基础题,熟记基本不等式的使用条件及常见不等式变形是解题关键. 14.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=2,an+1=2Sn+1,则数列{an}的通项公式为 . 【分析】由题意可得:a2=2S1+1=5,n≥2时,an=2Sn﹣1+1,则an+1﹣an=2Sn﹣2Sn﹣1=2an,求得an+1=3an.数列{an}从第二项起是以5为首项,以3为公比的等比数列,根据等比数列通项公式,即可求得an=5•3n﹣2,n≥2,当n=1时,不满足,即可求得数列{an}的通项公式. 【解答】解:a1=2,an+1=2Sn+1, a2=2S1+1=5, n≥2时,an=2Sn﹣1+1,相减可得:an+1﹣an=2Sn﹣2Sn﹣1=2an, ∴an+1=3an. ∴数列{an}从第二项起是以5为首项,以3为公比的等比数列, ∴an=5•3n﹣2,n≥2, 当n=1时,不满足, ∴, 故答案为:. 【点评】本题考查了等比数列的通项公式、递推关系,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题. 15.(5分)当实数x,y满足时,恒有ax+y≤3成立,则实数a的取值范围是 (﹣∞,3] . 【分析】由约束条件画出可行域,把三个顶点坐标代入不等式ax+y≤3,然后求解不等式组得答案. 【解答】解:由约束条件作出可行域如图, 直线ax+y=3恒过定点P(0,3), 对于可行域内的动点,要使ax+y≤3成立,则 ,解得a≤3. ∴实数a的取值范围是(﹣∞,3]. 故答案为:(﹣∞,3]. 【点评】本题考查简单线性规划,画出满足约束条件的可行域,然后转化为关于a的不等式组是关键,是中档题. 16.(5分)如图,四边形ABCD中,∠ABC=∠C=120°,AB=4,BC=CD=2,则该四边形的面积是 . 【分析】由已知利用余弦定理可求BD,进而利用三角形面积公式可求S△ABD和S△BCD,从而求得四边形的面积. 【解答】解:∵∠ABC=∠C=120°,AB=4,BC=CD=2, ∴在△BCD中,BD===2, ∴S△ABD=AB•BD•sin(120°﹣30°)==4, S△BCD===, ∴四边形的面积S=S△ABD+S△BCD=4=5. 故答案为:. 【点评】本题主要考查了余弦定理,三角形面积公式在解三角形中的综合应用,考查了数形结合思想和转化思想,属于中档题. 三、解答题共6个小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(10分)△ABC中,BC=7,AB=3,且=. (1)求AC的长; (2)求∠A的大小. 【分析】(1)根据正弦定理即可求出, (2)根据夹角公式即可求出. 【解答】解:(1)在△ABC中,BC=a=7,AB=c=3,AC=b, 根据正弦定理以及=,可得b=c=5, 即AC=5, (2)根据余弦定理可得cosA===﹣, ∵0°<A<180°, ∴A=120°. 【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理,属于基础题. 18.(12分)设{an}是公比为正数的等比数列,a1=2,a3=a2+4. (1)求{an}的通项公式; (2)设{bn}是首项为1,公差为2的等差数列,求数列{an+bn}的前n项和Sn. 【分析】(1)设q为等比数列{an}的公比,由已知可得关于q的一元二次方程,求解可得q值,则数列{an}的通项可求; (2)由已知可得bn=1+2(n﹣1)=2n﹣1,然后分组,再由等差数列与等比数列的前n项和公式求解. 【解答】解:(1)设q为等比数列{an}的公比, 则由a1=2,a3=a2+4得2q2=2q+4, 即q2﹣q﹣2=0,解得q=2或q=﹣1(舍去), 因此q=2, ∴{an}的通项为; (2)由已知可得bn=1+2(n﹣1)=2n﹣1, ∴an+bn=2n+(2n﹣1), ∴Sn=+=2n+1+n2﹣2. 【点评】本题考查等比数列的通项公式,考查等差数列与等比数列前n项和的求法,是中档题. 19.(12分)设f(x)=ax2﹣(a+1)x+1. (1)解关于x的不等式f(x)>0; (2)若对任意的a∈[﹣1,1],不等式f(x)>0恒成立,求x的取值范围. 【分析】(1)讨论a的符号,判断1与的关系,得出不等式的解集; (2)把f(x)看作关于a的函数g(a),根据g(a)>0在[﹣1,1] 上恒成立列出不等式组,得出x的范围. 【解答】解:(1)a=0时,不等式为﹣x+1>0,故不等式的解集为{x|x<1}; 当a≠0时,令f(x)=0得x=1或x=. 当a<0时,不等式的解集为; 0<a<1时,不等式的解集为; a=1时,不等式的解集为{x|x≠1}; a>1时,不等式的解集为. (2)令g(a)=(x2﹣x)a﹣x+1, 因为对任意的a∈[﹣1,1],不等式f(x)>0恒成立,也即g(a)>0恒成立. 所以只需,即,解得﹣1<x<1, x的取值范围是x∈(﹣1,1). 【点评】本题考查了不等式的解法,函数恒成立问题,属于中档题. 20.(12分)如图所示,公园有一块边长为2的等边三角形ABC的边角地,现修成草坪,图中DE把草坪分成面积相等的两部分,点D在AB上,点E在AC上. (1)设AD=x(x≥0),ED=y,求用x表示y的函数关系式; (2)如果DE是灌溉水管,为节约成本,希望它最短,DE的位置应在哪里?如果DE是参观线路,则希望它最长,DE的位置又在哪里? 【分析】(1)S△ABC=×4=,可得S△ADE=•x•AE•sin 60°=,可得AE=≤2,x≥1. 在△ADE中,利用余弦定理可得y2=x2+﹣2•x••cos 60°=x2+﹣2,即可得出. (2)令t=x2,则1≤t≤4,y=,利用基本不等式的性质,函数的单调性即可得出. 【解答】解:(1)S△ABC=×4=,∴S△ADE=•x•AE•sin 60°=,∴AE=≤2,∴x≥1. 在△ADE中,y2=x2+﹣2•x••cos 60°=x2+﹣2, ∴y=(1≤x≤2). (2)令t=x2,则1≤t≤4,∴y=,(1≤t≤4). 且当t=2,即x=,AD=,AE=时,DE最短为; 由函数在[1,4]上的单调性可知, 当t=1或4,即AD=2,AE=1或AD=1,AE=2时,DE最长为. 【点评】本题考查了基本不等式的性质、函数的单调性、三角形面积计算公式、余弦定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 21.(12分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(2a+c)cosB+bcosC=0. (Ⅰ)求B; (Ⅱ)若a=3,点D在AC边上且,求c. 【分析】(Ⅰ)直接利用正弦定理和三角函数关系式的恒等变换求出B的值. (Ⅱ)利用三角形的边的关系及余弦定理和三角形面积公式,建立等量关系式求出c的值. 【解答】(Ⅰ)由(2a+c)cosB+bcosC=0及正弦定理, 可得2sinAcosB+sinCcosB+sinBcosC=0, 即2sinAcosB+sin(B+C)=0, 由A+B+C=π可得sin(B+C)=sinA, 所以sinA(2cosB+1)=0, 因为0<A<π,sinA≠0, 所以. (Ⅱ)由得b2=a2+c2+ac=c2+3c+9, 又因为BD⊥AC, 所以△ABC的面积, 把, 带入得, 所以, 解得c=5. 【点评】本题考查的知识要点:三角函数关系式的恒等变换,正弦定理、余弦定理和三角形面积公式的应用,属于基础题型. 22.(12分)已知数列{an},{bn},Sn为数列{an}的前n项和,a2=4b1,Sn=2an﹣2,nbn+1﹣(n+1)bn=n2+n(n∈N*) (1)求数列{an}的通项公式; (2)证明为等差数列; (3)若数列{cn}的通项公式为cn=,令Tn为{cn}的前n项的和,求T2n. 【分析】(1)当n>1时, ,利用等比数列的通项公式即可得出. (2)由a2=4b1,可得b1=1,由,可得,即可证明是等差数列,可得bn. (3)令pn=c2n﹣1+c2n=,利用错位相减法即可得出. 【解答】(1)解:当n>1时, 当n=1时,S1=2a1﹣2⇒a1=2, 综上,{an}是公比为2,首项为2的等比数列, (2)证明:∵a2=4b1,∴b1=1, ∵,∴ 综上,是公差为1,首项为1的等差数列, . (3)解:令pn=c2n﹣1+c2n=, ①﹣②,得, , ∴. 【点评】本题考查了数列递推关系、等差数列与等比数列的通项公式求和公式、错位相减法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 查看更多