2020-2021学年河南省郑州市高二(上)期中考试数学(文)试卷人教A版
展开1. 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=3,A=60∘,B=45∘,则b的长为( )
A.22B.1C.2D.2
2. 命题“∃x0∈(0, +∞),lnx0=x0−1”的否定是( )
A.∃x0∈(0, +∞),lnx0≠x0−1B.∃x0∈(0, +∞),lnx0=x0−1
C.∀x∈(0, +∞),lnx≠x−1D.∀x∈(0, +∞),lnx=x−1
3. 《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一.书中有一道这样的题目:把100个面包分给五个人,使每人所得成等差数列,且使较大的三份之和的17是较小的两份之和,问最小一份为( )
A.53B.103C.56D.116
4. 如果a∈R,且a2+a<0,那么a,a2,−a的大小关系为( )
A.a2>a>−aB.−a>a2>aC.−a>a>a2D.a2>−a>a
5. 已知实数m,n满足2m+n=2,其中m>0,n>0,则1m+2n的最小值为( )
A.4B.6C.8D.12
6. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若sin2A+sin2B−sin2C=0,a2+c2−b2−ac=0,c=2,则a=( )
A.3B.1C.12D.22
7. “m=−1”是“直线l1:mx+(2m−1)y+1=0与直线l2:3x+my+3=0垂直”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
8. 已知变量x,y满足约束条件x+y−1≤0,3x−y+1≥0,x−y−1≤0,则z=2x+y的最大值为( )
A.1B.2C.3D.4
9. 下列结论正确的是( )
A.当x>0且x≠1时,lgx+1lgx≥2
B.x>0时,6−x−4x的最大值是2
C.x2+5x2+4的最小值是2
D.当x∈0,π时,sinx+4sinx的最小值为4
10. 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcsC+ccsB=asinA,则△ABC的形状为( )
A.直角三角形B.锐角三角形C.钝角三角形D.不确定
11. 对于数列{an},定义H0=a1+2a2+⋯+2n−1ann为{an}的“优值”.现已知某数列的“优值”H0=2n+1,记数列{an−20}的前n项和为Sn,则Sn的最小值为( )
A.−64B.−68C.−70D.−72
12. 已知△ABC的内角A,B,C满足sin2A+sin(A−B+C)=sin(C−A−B)+12,面积S满足1≤S≤2,记a,b,c分别为A,B,C所对的边,在下列不等式一定成立的是( )
A.bc(b+c)>8B.ab(a+b)>162C.6≤abc≤12D.12≤abc≤24
二、填空题
已知△ABC的面积为53,A=π6,AB=5,则BC=________.
在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取得最大值,则d的取值范围为________.
若a,b,c>0,且a(a+b+c)+bc=4−23,求2a+b+c的最小值________.
定义数列an满足an+2+−1nan=3n−1,前16项和为540,则a1=________.
三、解答题
已知p:|2x−5|≤3,q:x2−(a+2)x+2a≤0.
(1)若p是真命题,求对应x的取值范围;
(2)若p是q的必要不充分条件,求a的取值范围.
已知函数y=ax2+2ax+1的定义域为R.
(1)求a的取值范围.
(2)若函数的最小值为22,解关于x的不等式x2−x−a2−a<0.
在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知A=π4,b2−a2=12c2.
(1)求tanC的值;
(2)若△ABC的面积为3,求b的值.
设{an}是公比大于1的等比数列,Sn为数列{an}的前n项和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4构成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令bn=lna3n+1,n=1,2,⋯,求数列{bn}的前n项和Tn.
有一展馆形状是边长为2的等边△ABC,DE把展馆分成上下两部分面积比为1:2(如图所示),其中D在AB上,E在AC上.
(1)若D是AB中点,求AE的值;
(2)设AD=x,ED=y.
①求用x表示y的函数关系式;
②若DE是消防水管,为节约成本,希望它最短,DE的位置应在哪里?
已知数列{an}中,a1=1,an+1=anan+3(n∈N∗).
(1)求{an}的通项公式an;
(2)数列{bn}满足bn=(3n−1)⋅n2n⋅an,数列{bn}的前n项和为Tn,若不等式(−1)nλ
2020-2021学年河南省郑州市高二(上)期中考试数学(文)试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
正弦定理
【解析】
由sinA,sinB,以及a的值,利用正弦定理即可求出b的长.
【解答】
解:∵ 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=3,A=60∘,B=45∘,
∴ 由正弦定理asinA=bsinB得:b=asinBsinA=3×2232=2.
故选C.
2.
【答案】
C
【考点】
全称命题与特称命题
命题的否定
【解析】
根据特称命题否定的方法,结合已知中的原命题,可得答案.
【解答】
解:特称命题的否定是全称命题,
∴ 命题“∃x0∈(0, +∞),lnx0=x0−1”的否定是“∀x∈(0, +∞),lnx≠x−1”.
故选C.
3.
【答案】
A
【考点】
数列的应用
等差关系的确定
【解析】
设五个人所分得的面包为a−2d,a−d,a,a+d,a+2d,(d>0);则由五个人的面包和为100,得a的值;由较大的三份之和的17是较小的两份之和,得d的值;从而得最小的1分a−2d的值.
【解答】
解:设五个人所分得的面包为a−2d,a−d,a,a+d,a+2d,(其中d>0);
则(a−2d)+(a−d)+a+(a+d)+(a+2d)=5a=100,
∴ a=20;
由17(a+a+d+a+2d)=a−2d+a−d,
得3a+3d=7(2a−3d),
∴ 24d=11a,
∴ d=556,
所以,最小的1份为a−2d=20−1106=53.
故选A.
4.
【答案】
B
【考点】
不等式比较两数大小
一元二次不等式的解法
【解析】
由a2+a<0可得−1【解答】
解:由a2+a<0可得−1∴ a2∈0,1,−a∈0,1.
∵ a2−(−a)=a2+a=a(a+1)<0,
∴ a
5.
【答案】
A
【考点】
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
变形利用基本不等式的性质即可得出.
【解答】
解:∵ 实数m,n满足2m+n=2,其中m>0,n>0,
∴ 1m+2n=12(2m+n)(1m+2n)
=12(4+nm+4mn)≥12(4+2nm⋅4mn)
=12(4+4)=4,
当且仅当nm=4mn,即m=12,n=1时,等号成立,
∴ 1m+2n的最小值是4.
故选A.
6.
【答案】
B
【考点】
余弦定理
正弦定理
【解析】
由sin2A+sin2B−sin2C=0,利用正弦定理可得a2+b2=c2.又a2+c2−b2−ac=0,可得2a2=ac,而c=2,即可得出.
【解答】
解:由sin2A+sin2B−sin2C=0,
利用正弦定理可得a2+b2=c2,
所以C为直角.
又a2+c2−b2−ac=0,
所以a2+c2−b2=ac,
所以csB=a2+c2−b22ac=12.
因为B∈(0,π2),
所以B=π3,
所以a=csπ3⋅c=1.
故选B.
7.
【答案】
A
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
两条直线垂直的判定
【解析】
根据直线垂直的等价条件求出m的值,结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【解答】
解:若直线l1:mx+(2m−1)y+1=0与直线l2:3x+my+3=0垂直,
则满足3m+m(2m−1)=0,即m(m+1)=0,
得m=0或m=−1,
则“m=−1”是“直线l1:mx+(2m−1)y+1=0与直线l2:3x+my+3=0垂直”的充分不必要条件.
故选A.
8.
【答案】
B
【考点】
求线性目标函数的最值
简单线性规划
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:画出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示:
由z=2x+y,得y=−2x+z,
由图象可知:当直线y=−2x+z经过点A时,
直线y=−2x+z的截距最大,此时z最大,
可知目标函数z=2x+y位于点A处取得最大值,
联立x+y−1=0,x−y−1=0,解得A(1,0),
则zmax=2×1+0=2.
故选B.
9.
【答案】
B
【考点】
基本不等式
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
由基本不等式的规律,逐个选项验证可得.
【解答】
解:A,当x>0且x≠1时,lgx可能为负值,lgx+1lgx≥2不一定成立,故 A错误;
B,6−x−4x=6−x+4x,
而x+4x≥2x⋅4x=4 (x>0),
当且仅当x=2时等号成立,故6−x+4x≤2成立,故B正确;
C,x2+5x2+4=x2+4+1x2+4
=x2+4+1x2+4≥2,
当且仅当x2+4=1x2+4,即x2+4=1时取等号,
此时x2=−3,故等号取不到,故C错误;
D,当x∈0,π时,sinx>0,
由基本不等式可得sinx+4sinx≥2sinx⋅4sinx=4,
等号成立的条件为sinx=2,但sinx取不到2,故D错误.
故选B.
10.
【答案】
A
【考点】
三角形的形状判断
正弦定理
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:因为bcsC+ccsB=asinA,
所以由正弦定理得,sinBcsC+sinCcsB=sin2A,
即sinB+C=sin2A,
即sinA=sin2A.
因为sinA≠0,
所以sinA=1,即A=π2,
所以△ABC为直角三角形.
故选A.
11.
【答案】
D
【考点】
数列递推式
数列的求和
【解析】
由{an}的“优值”的定义可知a1+2a2+...+2n−1⋅an=n⋅2n+1,当n≥2时,a1+2a2+...+2n−2⋅an−1=(n−1)⋅2n,则求得an=2(n+1),则an−20=2n−18,由数列的单调性可知当n=8或9时,{an−20}的前n项和为Sn,取最小值.
【解答】
解:由题意可知:H0=a1+2a2+⋯+2n−1ann=2n+1,
则a1+2a2+...+2n−1⋅an=n⋅2n+1,
当n≥2时,a1+2a2+...+2n−2⋅an−1=(n−1)⋅2n,
两式相减得:2n−1⋅an=n⋅2n+1−(n−1)⋅2n,
即an=2(n+1),
当n=1时成立,
∴ an−20=2n−18,
当an−20≤0时,即n≤9时,{an−20}的前n项和Sn最小,
最小值为S8=S9=9×(−16+0)2=−72.
故选D.
12.
【答案】
A
【考点】
正弦定理
三角函数的恒等变换及化简求值
【解析】
根据正弦定理和三角形的面积公式,利用不等式的性质 进行证明即可得到结论.
【解答】
解:∵ △ABC的内角A,B,C满足sin2A+sinA−B+C
=sinC−A−B+12,
∴ sin2A+sinA−B+C−sinC−A−B=12,
即sin2A+sin[A+C−B]+sin[A+B−C]=12,
即2sinAcsA+2sinAcsB−C=12,
∴ sinA(csA+cs(B−C)]=14 ,
∴ sinA−csB+C+csB−C=14,
∴ sinAsinBsinC=18.
设外接圆的半径为R,
由正弦定理可得:asinA=bsinB=csinC=2R.
由S=12absinC及正弦定理,
得sinAsinBsinC=a2R⋅b2R⋅2Sab=S2R2=18,
即R2=4S.
∵ 面积S满足1≤S≤2,
∴ 4≤R2≤8,
即2≤R≤22.
由sinAsinBsinC=18,
可得8≤abc≤162,故排除选项C,D;
A,bc(b+c)>abc≥8,
即bc(b+c)>8,故选项正确,
B,ab(a+b)>abc≥8,
即ab(a+b)>8,
无法判定ab(a+b)>162,故选项错误.
故选A.
二、填空题
【答案】
13
【考点】
三角形的面积公式
余弦定理
【解析】
本题考查三角形面积公式、余弦定理.
【解答】
解:∵ S△ABC=12AB⋅ACsinA=
12×5×AC×12=53,
∴ AC=43.
由余弦定理,得BC2=AB2+AC2−2AB⋅ACcsA
=52+(43)2−2×5×43×32=13,
∴ BC=13.
故答案为:13.
【答案】
(−1, −78)
【考点】
等差数列的前n项和
【解析】
根据题意当且仅当n=8时Sn取得最大值,得到S7
解:∵ Sn=7n+n(n−1)2d,当且仅当n=8时Sn取得最大值,
∴ S7
综上:d的取值范围为(−1, −78).
故答案为:(−1, −78).
【答案】
23−2
【考点】
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
由题意知a(a+b+c)+bc=(a+c)(a+b)=4−23;所以2a+b+c=(a+b)+(a+c)≥2(a+b)(a+c)=24−23=2(3−1)2=23−2;所以,2a+b+c的最小值为23−2.
【解答】
解:a(a+b+c)+bc
=a(a+b)+ac+bc
=a(a+b)+c(a+b)
=(a+c)(a+b)
=4−23.
2a+b+c=(a+b)+(a+c)
≥2(a+b)(a+c)
=24−23
=2(3−1)2
=2(3−1)
=23−2
所以,2a+b+c的最小值为23−2.
故答案为:23−2.
【答案】
7
【考点】
数列递推式
数列的求和
【解析】
由已知数列递推式,可求得n分别为奇数和偶数时的递推式,利用累加法得到n为奇数时an与a1的关系,同时根据n为偶数时的递推式求出偶数项的和,得到S16与a1的关系,从而求得a1.
【解答】
解:an+2+−1nan=3n−1,
当n为奇数时, an+2=an+3n−1;
当n为偶数时, an+2+an=3n−1.
设数列an的前n项和为Sn,
S16=a1+a2+a3+a4+⋯+a16
=a1+a3+a5+⋯+a15+a2+a4+⋯+a14+a16
=a1+a1+2+a1+10+a1+24+a1+44+a1+70
+a1+102+a1+140+5+17+29+41
=8a1+392+92
=8a1+484
=540,
∴ a1=7.
故答案为:7.
三、解答题
【答案】
解:(1)∵ p:|2x−5|≤3是真命题,
∴ |2x−5|≤3,
∴ −3≤2x−5≤3,
解得1≤x≤4,
∴ x的取值范围是[1, 4].
(2)由(1)知:p:1≤x≤4,
q:x2−(a+2)x+2a=(x−2)(x−a)≤0.
p是q的必要不充分条件:
当a>2时,q:2≤x≤a,故满足a≤4,即2当a=2时,q:x=2,满足条件;
当a<2时,q:a≤x≤2,故满足a≥1,即1≤a<2.
综上所述,a的取值范围是[1, 4].
【考点】
根据充分必要条件求参数取值问题
命题的真假判断与应用
【解析】
(1)由p:|2x−5|≤3是真命题,解含绝对值不等式的性质能求出x的取值范围.
(2)由P:1≤x≤4,q:(x−2)(x−a)≤0,p是q的必要不充分条件得到:当a≥2时,q:2≤x≤a,当a=2时,q:x=2,当a<2时,q:a≤x≤2,利用分类讨论思想能求出a的取值范围.
【解答】
解:(1)∵ p:|2x−5|≤3是真命题,
∴ |2x−5|≤3,
∴ −3≤2x−5≤3,
解得1≤x≤4,
∴ x的取值范围是[1, 4].
(2)由(1)知:p:1≤x≤4,
q:x2−(a+2)x+2a=(x−2)(x−a)≤0.
p是q的必要不充分条件:
当a>2时,q:2≤x≤a,故满足a≤4,即2当a=2时,q:x=2,满足条件;
当a<2时,q:a≤x≤2,故满足a≥1,即1≤a<2.
综上所述,a的取值范围是[1, 4].
【答案】
解:(1)函数y=ax2+2ax+1的定义域为R,
∴ ax2+2ax+1≥0恒成立,
当a=0时,1>0恒成立,满足题意;
当a≠0时,须a>0,Δ≤0,
即a>0,4a2−4a≤0,
解得0综上,a的取值范围是{a|0≤a≤1};
(2)∵ 函数y的最小值为22,
∴ ax2+2ax+1≥22,a∈[0, 1];
∴ ax2+2ax+1≥12;
当a=0时,不满足条件;
当0∴ 不等式x2−x−a2−a<0可化为x2−x−34<0,
解得−12
一元二次不等式的解法
函数的定义域及其求法
【解析】
(1)由函数y=ax2+2ax+1的定义域是R,得出ax2+2ax+1≥0恒成立,求出a的取值范围;
(2)由题意得ax2+2ax+1的最小值是12,求出a的值,代入不等式x2−x−a2−a<0,求解集即可.
【解答】
解:(1)函数y=ax2+2ax+1的定义域为R,
∴ ax2+2ax+1≥0恒成立,
当a=0时,1>0恒成立,满足题意;
当a≠0时,须a>0,Δ≤0,
即a>0,4a2−4a≤0,
解得0综上,a的取值范围是{a|0≤a≤1};
(2)∵ 函数y的最小值为22,
∴ ax2+2ax+1≥22,a∈[0, 1];
∴ ax2+2ax+1≥12;
当a=0时,不满足条件;
当0∴ 不等式x2−x−a2−a<0可化为x2−x−34<0,
解得−12
解:(1)∵ A=π4,
∴ 由余弦定理可得:
a2=b2+c2−2bccsπ4,
∴ b2−a2=2bc−c2.
又b2−a2=12c2,
∴ 2bc−c2=12c2,
∴ 2b=32c,
可得b=32c4,
∴ a2=b2−12c2=58c2,即a=104c.
∴ csC=a2+b2−c22ab=55.
∵ C∈(0, π),
∴ sinC=1−cs2C=255.
∴ tanC=sinCcsC=2.
(2)∵ S△ABC=12absinC
=12×104c×324c×255
=3,
解得c=22,
∴ b=32c4=3.
【考点】
余弦定理
同角三角函数间的基本关系
正弦定理
【解析】
(1)由余弦定理可得:a2=b2+c2−2bccsπ4,已知b2−a2=12c2.可得b=32c4,a=104c.利用余弦定理可得csC.可得sinC=1−cs2C,即可得出tanC=sinCcsC.
(2)由S△ABC=12absinC=12×104c×324c×255=3,可得c,即可得出b.
【解答】
解:(1)∵ A=π4,
∴ 由余弦定理可得:
a2=b2+c2−2bccsπ4,
∴ b2−a2=2bc−c2.
又b2−a2=12c2,
∴ 2bc−c2=12c2,
∴ 2b=32c,
可得b=32c4,
∴ a2=b2−12c2=58c2,即a=104c.
∴ csC=a2+b2−c22ab=55.
∵ C∈(0, π),
∴ sinC=1−cs2C=255.
∴ tanC=sinCcsC=2.
(2)∵ S△ABC=12absinC
=12×104c×324c×255
=3,
解得c=22,
∴ b=32c4=3.
【答案】
解:(1)由题意得:
a1+a2+a3=7,(a1+3)+(a3+4)2=3a2,
解得a2=2.
设数列{an}的公比为q,
由a2=2,
可得a1=2q,a3=2q.
又S3=7,
则2q+2+2q=7,
即2q2−5q+2=0,
解得q1=2,q2=12.
由题意得q>1,
∴ q=2,
∴ a1=1,
故数列{an}的通项公式为an=2n−1.
(2)由(1)得,a3n+1=23n,
∴ bn=ln23n=3nln2.
又bn+1−bn=3ln2,
∴ {bn}是等差数列.
∴ Tn=b1+b2+⋯+bn
=n(b1+bn)2
=n(3ln2+3nln2)2
=3n(n+1)2ln2,
故Tn=3n(n+1)2ln2.
【考点】
等比数列的通项公式
等差中项
等比数列的前n项和
等差数列
等差数列的前n项和
【解析】
(1)由{an}是公比大于1的等比数列,S3=7,且a1+3,3a2,a3+4构成等差数列,我们不难构造方程组,解方程组即可求出相关基本量,进而给出数列{an}的通项公式.
(2)由bn=lna3n+1,n=1,2,…,我们易给出数列{bn}的通项公式,分析后可得:数列{bn}是一个等差数列,代入等差数列前n项和公式即可求出Tn
【解答】
解:(1)由题意得:
a1+a2+a3=7,(a1+3)+(a3+4)2=3a2,
解得a2=2.
设数列{an}的公比为q,
由a2=2,
可得a1=2q,a3=2q.
又S3=7,
则2q+2+2q=7,
即2q2−5q+2=0,
解得q1=2,q2=12.
由题意得q>1,
∴ q=2,
∴ a1=1,
故数列{an}的通项公式为an=2n−1.
(2)由(1)得,a3n+1=23n,
∴ bn=ln23n=3nln2.
又bn+1−bn=3ln2,
∴ {bn}是等差数列.
∴ Tn=b1+b2+⋯+bn
=n(b1+bn)2
=n(3ln2+3nln2)2
=3n(n+1)2ln2,
故Tn=3n(n+1)2ln2.
【答案】
解:(1)根据题意可得,
S△ADE=13S△ABC=13×12×2×3
=33.
∵ S△ADE=12AD⋅AE⋅sin60∘,
∴ AD⋅AE=43.
又∵ D是AB中点,可得AD=1,
∴ AD⋅AE=AE=43,即AE的值为43.
(2)①∵ AD⋅AE=43,
∴ AE=43AD=43x.
又∵ AE≤2,
∴ 0<43x≤2,
解得x≥23,
可得23≤x≤2.
在△ADE中,根据余弦定理,
可得y2=DE2=AD2+AE2−2AD⋅AE⋅cs60∘
=x2+169x2−43
∴ y=x2+169x2−43,x∈[23,2].
②若DE是消防水管,则y=x2+169x2−43
≥2⋅x2⋅169x2−43=233,
当且仅当x2=43,即x=233时,等号成立,
此时AE=233,DE // BC,
∴ 消防水管路线最短为DE=233.
【考点】
正弦定理
余弦定理
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
(1)根据题意可得S△ADE=13S△ABC,再由△ABC是等边三角形且D是AB中点,利用三角形的面积公式建立关于AD、AE的等式,解之可得AE=43;
(2)(I)在△ADE中,根据余弦定理建立y2关于x2的等式,两边开方可得用x表示y的函数关系式,再由AE≤2算出23≤x≤2,可得此函数的定义域;
(II)若DE是消防水管,则根据基本不等式加以计算,可得当AE=233时消防水管路线最短为233;若DE是参观线路,利用函数的单调性的定义加以证明,可得函数y=x2+169x2−43在区间[23, 233]上为减函数,在区间[233, 2]上为增函数,由此可得当x=23或x=2时DE最长,进而得到此时D、E两点的位置.
【解答】
解:(1)根据题意可得,
S△ADE=13S△ABC=13×12×2×3
=33.
∵ S△ADE=12AD⋅AE⋅sin60∘,
∴ AD⋅AE=43.
又∵ D是AB中点,可得AD=1,
∴ AD⋅AE=AE=43,即AE的值为43.
(2)①∵ AD⋅AE=43,
∴ AE=43AD=43x.
又∵ AE≤2,
∴ 0<43x≤2,
解得x≥23,
可得23≤x≤2.
在△ADE中,根据余弦定理,
可得y2=DE2=AD2+AE2−2AD⋅AE⋅cs60∘
=x2+169x2−43
∴ y=x2+169x2−43,x∈[23,2].
②若DE是消防水管,则y=x2+169x2−43
≥2⋅x2⋅169x2−43=233,
当且仅当x2=43,即x=233时,等号成立,
此时AE=233,DE // BC,
∴ 消防水管路线最短为DE=233.
【答案】
解:(1)由题意可得,1an+1=an+3an=1+3an,
∴ 1an+1+12=3(1an+12),
∴ {1an+12}是首项为11+12=32,公比为3的等比数列,
∴ 1an+12=32×3n−1,
∴ an=23n−1.
(2)由(1)可知:bn=(3n−1)⋅n2n⋅23n−1=n2n−1,
Tn=120+221+322+⋯+n−12n−2+n2n−1,
12Tn=121+222+⋯+n−12n−1+n2n,
两式相减得12Tn=1+12+122+⋯+12n−1−n2n
=1−12n1−12−n2n=2−n+22n,
∴ Tn=4−n+22n−1,
∴ (−1)n⋅λ<4−n+22n−1+n2n−1=4−22n−1,
若n为偶数,则λ<4−22n−1,
∴ λ<3,
若n为奇数,则−λ<4−22n−1,
∴ −λ<2,解得λ>−2,
综上可得−2<λ<3.
【考点】
数列递推式
数列的求和
不等式恒成立问题
【解析】
(1)由数列{an}中,a1=1,an+1=anan+3(n∈N∗),可得1an+1=an+3an=1+3an.变形为1an+1+12=3(1an+12),利用等比数列的通项公式即可得出.
(2)由(1)可知:bn,利用“错位相减法”即可得出Tn,利用不等式(−1)nλ
解:(1)由题意可得,1an+1=an+3an=1+3an,
∴ 1an+1+12=3(1an+12),
∴ {1an+12}是首项为11+12=32,公比为3的等比数列,
∴ 1an+12=32×3n−1,
∴ an=23n−1.
(2)由(1)可知:bn=(3n−1)⋅n2n⋅23n−1=n2n−1,
Tn=120+221+322+⋯+n−12n−2+n2n−1,
12Tn=121+222+⋯+n−12n−1+n2n,
两式相减得12Tn=1+12+122+⋯+12n−1−n2n
=1−12n1−12−n2n=2−n+22n,
∴ Tn=4−n+22n−1,
∴ (−1)n⋅λ<4−n+22n−1+n2n−1=4−22n−1,
若n为偶数,则λ<4−22n−1,
∴ λ<3,
若n为奇数,则−λ<4−22n−1,
∴ −λ<2,解得λ>−2,
综上可得−2<λ<3.
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