山东省日照市2020-2021学年高二下学期数学期末考试试卷
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这是一份山东省日照市2020-2021学年高二下学期数学期末考试试卷,共16页。试卷主要包含了选择题.,选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年山东省日照市校际高二(下)期末数学试卷
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分).
1.已知集合A={x|x2<1},且a∈A,则a的值可能为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.0 D.1
2.已知函数f(x)=x3﹣2x+2,在下列区间中,一定包含f(x)零点的区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
3.已知a,b∈R,则“ab=0”是“a2+b2=0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
4.若a,b都是正数,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
5.函数y=f(x)的图像如图所示,则f(x)的解析式可以为( )
A.y=﹣ex B.y=﹣x5 C.y=﹣x4 D.y=﹣lnx
6.对于一个给定的数列,从第二项开始,每一项减去前一项得出第二个数列,又将第二个数列从第二项开始,每一项减去前一项得出第三个数列,这样一直做下去,假如减了P(P≥2,P∈N)次之后,得到了一个非零常数列,那么我们就称第一个数列为P阶等差数列,即为高阶等差数列.南宋数学家杨辉在《详解九章算术》和《算法通变本末》中研究了高阶等差数列,对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”.现有高阶等差数列,其前7项分别为1,5,11,21,37,61,95,则该数列的第8项为( )
A.99 B.131 C.139 D.141
7.已知函数f(x)=则不等式f(x+1)<1的解集为( )
A.(1,7) B.(0,7) C.(1,8) D.(﹣∞,7)
8.已知函数f(x)=(x﹣x1)(x﹣x2)(x﹣x3)(其中x1<x2<x3),g(x)=ex﹣e﹣x,且函数f(x)的两个极值点为α,β(α<β).设λ=,μ=,则( )
A.g(α)<g(λ)<g(β)<g(μ) B.g(λ)<g(α)<g(β)<g(μ)
C.g(λ)<g(α)<g(μ)<g(β) D.g(α)<g(λ)<g(μ)<g(β)
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A.A∩(B∪C) B.A∪(B∩C)
C.A∩∁U(B∩C) D.(A∩B)∪(A∩C)
10.已知函数f(x)=,则( )
A.f(x)为奇函数 B.f(x)为减函数
C.f(x)有且只有一个零点 D.f(x)的值域为(﹣1,1)
11.函数f(x)=x+cosx(x>0)的所有极值点从小到大排列成数列{an},设Sn是{an}的前n项和,则( )
A.数列{an}为等差数列
B.a4=
C.a3为函数f(x)的极小值点
D.sinS2021=
12.记<x>表示与实数x最接近的整数,数列{an}通项公式为an=(n∈N*),其前n项和为Sn,设k=<>,则( )
A.=k﹣ B.<k+ C.n≥k2﹣k+1 D.<S2021>=89
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知等比数列{an}满足log2(a1a2a3a4a5)=5,等差数列{bn}满足b3=a3,则b1+b2+b3+b4+b5= .
14.已知奇函数f(x)=,则f(﹣1)+g(2)= .
15.函数f (x)=(x﹣2)ex﹣x2+ax(a∈R)在R上为增函数,则实数a的值为 .
16.对于函数y=f(x),若存在x0,使f(﹣x0)=﹣f(x0),则点(x0,f(x0))与点(﹣x0,f(﹣x0))均称为函数f(x)的“准奇点”.已知函数f(x)=,若函数f (x)存在5个“准奇点”,则实数a的取值范围为 .
四、解答题:共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.设不等式x2≤5x﹣4的解集为A,关于x的不等式x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0的解集为M.
(1)求集合A;
(2)条件p:x∈M,条件q:x∈A,p是q的充分条件,求实数a的取值范围.
18.数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,a1=1,且Sn+Sn+1=an+12.
(1)证明:数列{an}为等差数列;
(2)若数列{bn}满足bn+bn+1=an,求数列{bn}的前2n项和T2n.
19.已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx是偶函数.
(1)求实数k的值;
(2)若函数g(x)=log4(a•2x﹣a),函数F(x)=f(x)﹣g(x)只有一个零点,求实数a的取值范围.
20.设数列{an}是等差数列,数列{bn}是公比大于0的等比数列,已知a1=1,b1=3,b2=3a3,b3=12a2+3.
(1)求数列{an}和数列{bn}的通项公式;
(2)设数列{cn}满足cn=,求数列{ancn}的前n项和Tn.
21.如图,某广场内有一半径为50米的圆形区域,圆心为O,其内接矩形ABCD的内部区域为居民的健身活动场所,已知AB=100米,为扩大居民的健身活动场所,打算对该圆形区域内部进行改造,方案如下:过圆心O作直径MN,使得MN∥AB,在劣弧上取一点E,过点E作圆O的内接矩形EFGH,使EF∥MN,把这两个矩形所包括的内部区域均作为居民的健身活动场所,其余部分进行绿化,设∠MOE=x.
(1)记改造后的居民健身活动场所比原来增加的用地面积为f(x)(单位:平方米),求f(x)的表达式(不需要注明x的范围);
(2)当f(x)取最大值时,求x的值.
22.已知函数f(x)=lnx.
(1)若y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y=kx+b,求k+b的最小值;
(2)若A(a,lna),B(b,lnb)为函数y=f(x)图像上不同的两点,直线AB与y轴相交于正半轴,求证:ab>e2.
参考答案
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分).
1.已知集合A={x|x2<1},且a∈A,则a的值可能为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.0 D.1
解:集合A={x|x2<1}={x|﹣1<x<1},
四个选项中,只有0∈A,
故选:C.
2.已知函数f(x)=x3﹣2x+2,在下列区间中,一定包含f(x)零点的区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
解:由f(x)=x3﹣2x+2,得f′(x)=3x2﹣2,
由f′(x)=3x2﹣2=0,得x=±.
当x∈(﹣∞,)∪(,+∞)时,f′(x)>0,
当x∈(,)时,f′(x)<0,
∴f(x)的增区间为(﹣∞,),(,+∞),减区间为(,).
∵f(﹣)>0,f()>0,且f(﹣2)=﹣2<0,f(﹣1)=3>0,
∴一定包含f(x)零点的区间是(﹣2,﹣1),
故选:A.
3.已知a,b∈R,则“ab=0”是“a2+b2=0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
解:∵a2+b2=0⇔a=0且b=0,
ab=0⇔a=0或b=0,
∴“ab=0”是“a2+b2=0”的必要不充分条件.
故选:B.
4.若a,b都是正数,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
解:∵a,b都是正数,则=5++≥5+2=9,当且仅当b=2a>0时取等号.
故选:C.
5.函数y=f(x)的图像如图所示,则f(x)的解析式可以为( )
A.y=﹣ex B.y=﹣x5 C.y=﹣x4 D.y=﹣lnx
解:根据题意,用排除法分析:
对于B,f(x)=﹣x5,其定义域为{x|x≠0},有f(﹣x)=﹣(﹣x5)=﹣f(x),f(x)为奇函数,排除B,
对于C,f(x)=﹣x4,当f(﹣2)=﹣,f(﹣1)=﹣2,f(x)不会是减函数,排除C,
对于D,y=﹣lnx,其定义域为(0,+∞),排除D,
故选:A.
6.对于一个给定的数列,从第二项开始,每一项减去前一项得出第二个数列,又将第二个数列从第二项开始,每一项减去前一项得出第三个数列,这样一直做下去,假如减了P(P≥2,P∈N)次之后,得到了一个非零常数列,那么我们就称第一个数列为P阶等差数列,即为高阶等差数列.南宋数学家杨辉在《详解九章算术》和《算法通变本末》中研究了高阶等差数列,对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”.现有高阶等差数列,其前7项分别为1,5,11,21,37,61,95,则该数列的第8项为( )
A.99 B.131 C.139 D.141
解:由题意可知:1,5,11,21,37,61,95,…的差的数列为:
4,6,10,16,24,34,…
这个数列的差组成的数列为:2,4,6,8,10,12…是等差数列,
所以前7项分别为1,5,11,21,37,61,95,
则该数列的第8项为:95+34+12=141.
故选:D.
7.已知函数f(x)=则不等式f(x+1)<1的解集为( )
A.(1,7) B.(0,7) C.(1,8) D.(﹣∞,7)
解:①当x+1≤1,即x≤0时,
∴e2﹣(x+1)<1,即e1﹣x<1,
∴1﹣x<0,
∴x>1,
又∵x≤0,
∴无解.
②当x+1>1,即x>0时,
∴lg(x+1+2)<1,
∴lg(x+3)<1,
∴0<x+3<10,
∴﹣3<x<7,
又∵x>0,
∴0<x<7,
故选:B.
8.已知函数f(x)=(x﹣x1)(x﹣x2)(x﹣x3)(其中x1<x2<x3),g(x)=ex﹣e﹣x,且函数f(x)的两个极值点为α,β(α<β).设λ=,μ=,则( )
A.g(α)<g(λ)<g(β)<g(μ) B.g(λ)<g(α)<g(β)<g(μ)
C.g(λ)<g(α)<g(μ)<g(β) D.g(α)<g(λ)<g(μ)<g(β)
解:由题意,f′(x)=(x﹣x1)(x﹣x2)+(x﹣x2)(x﹣x3)+(x﹣x1)(x﹣x3),
∵f′()=﹣<0,f′()=﹣<0,
∵f(x)在(﹣∞,α),(β,+∞)上递增,(α,β)上递减,
∴α<λ<μ<β,
∵g(x)=ex﹣e﹣x单调递增,
∴g(α)<g(λ)<g(μ)<g(β)
故选:D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A.A∩(B∪C) B.A∪(B∩C)
C.A∩∁U(B∩C) D.(A∩B)∪(A∩C)
解:图中阴影部分用集合符号可以表示为:
A∩(B∪C)或(A∩B)∪(A∩C).
故选:AD.
10.已知函数f(x)=,则( )
A.f(x)为奇函数 B.f(x)为减函数
C.f(x)有且只有一个零点 D.f(x)的值域为(﹣1,1)
解:根据题意,依次分析选项:
对于A,f(x)=,其定义域为R,有f(﹣x)==﹣=﹣f(x),f(x)为奇函数,A正确;
对于B,f(x)===1﹣,设t=2x+1,有t>0且t=2x+1在R上为增函数,而y=1﹣在(0,+∞)为增函数,故f(x)在R上为增函数,B错误;
对于C,由B的结论,f(x)在R上为增函数,且f(0)=0,故f(x)有且只有一个零点,C正确;
对于D,y=,变形可得2x=,则有>0,解可得﹣1<y<1,即f(x)的值域为(﹣1,1),D正确;
故选:ACD.
11.函数f(x)=x+cosx(x>0)的所有极值点从小到大排列成数列{an},设Sn是{an}的前n项和,则( )
A.数列{an}为等差数列
B.a4=
C.a3为函数f(x)的极小值点
D.sinS2021=
解:,则,
令f′(x)=0,解得,所以或,
当x变化时,f′(x),f(x)变化情况如下表所示.
x
……
f′(x)
+
0
﹣
0
+
0
﹣
0
……
f(x)
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
极小值
……
因为函数f(x)的所有极值点从小到大排列陈数列{an},
所以,n∈N*,
所以,故B正确,C错误;
因为a2﹣a1≠a3﹣a2,所以数列{an}不是等差数列,故A错误;
S2021=a1+a2+⋯a2021=(a1+a3+⋯+a2021)+(a2+a4+⋯+a2020)
==
所以=,故D正确.
故选:BD.
12.记<x>表示与实数x最接近的整数,数列{an}通项公式为an=(n∈N*),其前n项和为Sn,设k=<>,则( )
A.=k﹣ B.<k+ C.n≥k2﹣k+1 D.<S2021>=89
解:根据题意,当n=1时,有==1;k=<>=1,即此时≠k﹣,所以A错误;
由于|﹣<>|<,所以|﹣k|<,即﹣<﹣k<,可得<k+,所以B正确;
由﹣<﹣k<,可得k﹣<<k+,所以k2﹣k+<n<k2+k+,
因为n∈N+,且k2﹣k+不是整数,其中k2﹣k+1是k2﹣k+右侧最接近的整数,所以n≥k2﹣k+1成立,所以C正确;
当n=1或2时,<>=1,此时a1=a2=1;当n=3,4,5,6时,<>=2,此时a3=a4=a5=a6=;
当n=7,8,9,10,11,12时,<>=3,此时a7=a8=a9=a10=a11=a12=;
当n=13,14,…,20时,<>=4,此时a13=a14=…=a20=;
归纳可得数列{an}中,有2个1,4个,6个,8个,……,
又2,4,6,8……构成以2为首项,2为公差的等差数列,可得Sn==n(n+1),
令n(n+1)≤2021,n∈N+,解得n=44,所以S2021=1×2+×4+×6++×44+×41=88+,
所以<S2021>=<89+>=90,所以选项D错误.
故选:BC.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知等比数列{an}满足log2(a1a2a3a4a5)=5,等差数列{bn}满足b3=a3,则b1+b2+b3+b4+b5= 10 .
解:因为等比数列{an}中,log2(a1a2a3a4a5)=log2(a35)=5,
所以a3=2,
因为b3=a3=2,
则由等差数列的性质得b1+b2+b3+b4+b5=5b3=10.
故答案为:10.
14.已知奇函数f(x)=,则f(﹣1)+g(2)= 7 .
解:∵奇函数f(x)=,
∴f(﹣1)=(﹣1)3﹣1=﹣2,
g(2)=﹣f(﹣2)=﹣[(﹣2)3﹣1]=9.
∴f(﹣1)+g(2)=﹣2+9=7.
故答案为:7.
15.函数f (x)=(x﹣2)ex﹣x2+ax(a∈R)在R上为增函数,则实数a的值为 e .
解:∵f (x)=(x﹣2)ex﹣x2+ax,
∴f′(x)=(ex﹣a)(x﹣1),
∵f(x)在R递增,∴(ex﹣a)(x﹣1)≥0在R恒成立,
①当x≥1时,x﹣1≥0,∴ex﹣a≥0在R恒成立,∴a≤(ex)min=e;
②当x<1时,x﹣1<0,∴ex﹣a≤0在R恒成立,∴a≥(ex)max=e,
综上,a=e.
故答案为:e.
16.对于函数y=f(x),若存在x0,使f(﹣x0)=﹣f(x0),则点(x0,f(x0))与点(﹣x0,f(﹣x0))均称为函数f(x)的“准奇点”.已知函数f(x)=,若函数f (x)存在5个“准奇点”,则实数a的取值范围为 (6,+∞) .
解:由题意,f(x)存在5个“准奇点”,原点是一个,其余还有两对,
即函数y=6x﹣x3(x≤0)关于原点对称的图象恰好与函数y=16﹣ax(x>0)有两个交点,
而函数y=6x﹣x3(x≤0)关于原点对称的函数为y=6x﹣x3(x≥0),
即16﹣ax=6x﹣x3有两个正根,
∴a=(x>0)有两个正根,
令h(x)=−6(x>0),则h′(x)=2x﹣=,
∴当0<x<2时,h′(x)<0,当x>2时,h′(x)>0,
∴h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
则当x=2时,h(x)min=4+8﹣6=6,
且当x→0和x→+∞时,f(x)→+∞,
∴实数a的取值范围为(6,+∞),
故答案为:(6,+∞).
四、解答题:共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.设不等式x2≤5x﹣4的解集为A,关于x的不等式x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0的解集为M.
(1)求集合A;
(2)条件p:x∈M,条件q:x∈A,p是q的充分条件,求实数a的取值范围.
解:(1)x2≤5x﹣4即(x﹣1)(x﹣4)≤0,故A=[1,4];
(2)∵x2﹣(2a+1)x+a(a+1)≤0,
∴(x﹣a)[x﹣(a+1)]≤0,解得:a≤x≤a+1,
故M=[a,a+1],
∵条件p:x∈M,条件q:x∈A,p是q的充分条件,
∴M⊆A,故,解得:1≤a≤3,
故实数a的取值范围是[1,3].
18.数列{an}的各项均为正数,其前n项和为Sn,a1=1,且Sn+Sn+1=an+12.
(1)证明:数列{an}为等差数列;
(2)若数列{bn}满足bn+bn+1=an,求数列{bn}的前2n项和T2n.
解:(1)证明:当n=1时,有S1+S2=a,则2+a2=a,又a2>0,所以a2=2,
当n≥2时,有Sn﹣1+Sn=an2,所以Sn+Sn+1﹣Sn﹣1﹣Sn=a﹣a,即an+1+an=(an+1+an)(an+1﹣an),
由于数列{an}各项均为正数,所以an+1+an>0,则an+1﹣an=1(n≥2),而a2﹣a1=1满足上式,
所以{an}是以1为公差的等差数列;
(2)由(1)可知an=n,所以bn+bn+1=an=n,
所以T2n=b1+b2+b3+b4+…+b2n﹣1+b2n=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2n﹣1+b2n)=a1+a3+…+a2n﹣1==n2;
所以数列{bn}的前2n项和为T2n=n2.
19.已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx是偶函数.
(1)求实数k的值;
(2)若函数g(x)=log4(a•2x﹣a),函数F(x)=f(x)﹣g(x)只有一个零点,求实数a的取值范围.
解:(1)∵f(x)为偶函数,∴f(x)=f(﹣x),
即log4(4x+1)+kx=﹣kx,
所以=﹣2kx,
即=x=﹣2kx,则(2k+1)x=0对x∈R恒成立,解得k=﹣;
(2)∵F(x)=f(x)﹣g(x)=log4(4x+1)﹣x﹣log4(a•2x﹣a)只有一个零点,
所以方程log4(4x+1)=x+log4(a•2x﹣a)有且只有一个实根,
即方程log4(4x+1)=+log4(a•2x﹣a)=有且只有一个实根,
即方程(2x)²+1=a(2x)²﹣t﹣1有且只有一个实根,
令t=2x(t>0),则方程(a﹣1)t²﹣t﹣1=0有且只有一个正根,
①当a=1时,t=﹣,不合题意;
②当a≠1时,因为0不是方程的根,所以方程的两根异号或有两相等正根,
△=0,得a=﹣3或,
当a=,则t=﹣2不合题意,舍去;
当a=﹣3,则t=,符合题意,
若方程有两根异号,则,∴a>1,
综上,a的取值范围是{﹣3}∪(1,+∞).
20.设数列{an}是等差数列,数列{bn}是公比大于0的等比数列,已知a1=1,b1=3,b2=3a3,b3=12a2+3.
(1)求数列{an}和数列{bn}的通项公式;
(2)设数列{cn}满足cn=,求数列{ancn}的前n项和Tn.
解:(1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q(q>0),
根据题意,,解得d=1,q=3,
所以an=1+(n﹣1)=n;bn=3×3n﹣1=3n.
(2)当n≤5时,cn=1,所以Tn=a1+a2+…+an=1+2+…+n=,
当n≥6时,cn=bn﹣5,=3n﹣5,所以Tn=T5+a6b1+a7b2+…+anbn﹣5=15+6×31+7×32+…+n•3n﹣5;
令M=6×31+7×32+…+n•3n﹣5;则3M=6×32+7×33+…+(n﹣1)•3n﹣5+n•3n﹣4,
两式相减得﹣2M=6×31+(32+33…+3n﹣5)﹣n•3n﹣4=18+﹣n•3n﹣4,
整理得M=﹣+•3n﹣4,所以Tn=+•3n﹣4,
综上,Tn=.
21.如图,某广场内有一半径为50米的圆形区域,圆心为O,其内接矩形ABCD的内部区域为居民的健身活动场所,已知AB=100米,为扩大居民的健身活动场所,打算对该圆形区域内部进行改造,方案如下:过圆心O作直径MN,使得MN∥AB,在劣弧上取一点E,过点E作圆O的内接矩形EFGH,使EF∥MN,把这两个矩形所包括的内部区域均作为居民的健身活动场所,其余部分进行绿化,设∠MOE=x.
(1)记改造后的居民健身活动场所比原来增加的用地面积为f(x)(单位:平方米),求f(x)的表达式(不需要注明x的范围);
(2)当f(x)取最大值时,求x的值.
解:(1)设OM与EH相交于点P,OM与BC相交于点Q,
∵∠MOE=x,
∴,,OQ=50,
∴PQ=,
∵PQ>0,
∴cosx>,
∴,即f(x)=.
(2)f'(x)=5000(6cos2x﹣2cosx),
f'(x)=1000(3cosx+)(2cosx﹣),
令f'(x)=0,得cosx=或cosx=(不符合题意,舍去),
∵cosx=,
∴,
设x0=∠COM,则,则当x∈(0,x0),
当x∈(0,)时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈()时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
∴当x=时,f(x)取得最大值.
22.已知函数f(x)=lnx.
(1)若y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y=kx+b,求k+b的最小值;
(2)若A(a,lna),B(b,lnb)为函数y=f(x)图像上不同的两点,直线AB与y轴相交于正半轴,求证:ab>e2.
解:(1)函数f(x)=lnx的定义域为,
函数y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x0),
即y=f′(x0)x﹣x0f′(x0)+f(x0),即,
所以,
令
当0<x<1时,φ′(x)<0;当x>1时,φ′(x)>0,
所以φ(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以φ(x)≥φ(1)=0,即k+b的最小值为0.
(2)不妨设a>b>0,由题意可知,直线AB的斜率为,
直线AB的方程为,即.
由题意可知,,即alnb﹣blna>0,所以,
令,则a=bt,所以,
又lna=lnbt=lnb+lnt,所以,
要证ab>e2,即证lna+lnb>2,只需证,
令,则,
所以h(t)在(0,+∞)上单调递增,当t>1时,h(t)>h(1)=0,
即,所以ab>e2.
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这是一份山东省德州市2020-2021学年高二下学期期末考试 数学试卷,共10页。试卷主要包含了命题“,”的否定是,已知正实数,满足,则的最小值为,已知函数,则下面结论成立的是等内容,欢迎下载使用。
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这是一份2020-2021学年山东省日照市高二下学期期末校际联合考试数学试题 PDF版,共13页。