
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2021-2022学年北京市海淀区中关村中学高二(下)期中数学试卷
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这是一份2021-2022学年北京市海淀区中关村中学高二(下)期中数学试卷,共22页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)已知数列{an}的通项公式为an=2n+1,则257是这个数列的( )
A.第6项B.第7项C.第8项D.第9项
2.(3分)两个数4,6的等差中项是( )
A.±5B.±4C.5D.4
3.(3分)已知数列{an}中,a1=2,an+1=an﹣2,则a10等于( )
A.﹣12B.12C.﹣16D.16
4.(3分)下列结论正确的是( )
A.若y=sinx,则y′=csxB.若y=,则y′=
C.若y=csx,则y′=sinxD.若y=e,则y′=e
5.(3分)若1,a,b,c,4成等比数列,则abc=( )
A.16B.8C.﹣8D.±8
6.(3分)若函数f(x)=x2﹣mx+10在(﹣2,﹣1)上是减函数,则实数m的取值范围是( )
A.[2,+∞)B.[﹣2,+∞)C.(﹣∞,2]D.(﹣∞,﹣4]
7.(3分)直线y=5x+b是曲线y=x3+2x+1的一条切线,则实数b=( )
A.﹣1或1B.﹣1或3C.﹣1D.3
8.(3分)如图,从上往下向一个球状空容器注水,注水速度恒定不变,直到t0时刻水灌满容器时停止注水,此时水面高度为h0.水面高度h是时间t的函数,这个函数图象只可能是( )
A.B.
C.D.
9.(3分)如图所示的是y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象,下列四个结论:
①f(x)在区间(﹣1,1)上是增函数;
②x=﹣1是f(x)的极小值点;
③f(x)的零点为﹣1和4;
④x=1是f(x)的极大值点.
其中正确结论的序号是( )
A.①②B.②③C.③④D.①③④
10.(3分)一批设备价值a万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低b%,则n年后这批设备的价值为( )
A.na(1﹣b%)B.a(1﹣nb%)C.a(1﹣b%)nD.a[1﹣(b%)n]
11.(3分)数列{an}是等比数列,m,n,p∈N*,则“am•an=ap2”是“m+n=2p”的( )
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
12.(3分)设f(n)=2+24+27+210+…+23n+13(n∈N),则f(n)等于( )
A.B.
C.D.
二、填空题:共6小题,每小题5分,共30分。
13.(5分)在某报《自测健康状况》的报道中,自测血压结果与相应年龄的统计数据如表.观察表中数据的特点.
则a= ,b= .
14.(5分)函数f(x)=x•ex的导函数f′(x)= .
15.(5分)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=﹣4,S5=﹣10,则n= 时,Sn有最小值为 .
16.(5分)已知数列{an}满足a1=1,=1(n≥2,n∈N+),则a2022= .
17.(5分)为净化水质,向一个游泳池加入某种化学药品,加药后池水中该药品的浓度C(单位:mg/L)随时间t(单位:h)的变化关系为C=,则经过 h后池水中药品的浓度达到最大.
18.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn=n2+2n,现将该数列按如下规律排成个数阵:按行排列,第n行有2n﹣1,项,每一行从左到右项数依次增大,记(m,n)为该数阵中第m行从左到右第n个数的坐标,则坐标(5,5)为对应的数为 ;a2022对应的坐标为 .
三、解答题共2小题,共24分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.
19.(12分)已知数列{an}满足a1=1,=2,等差数列{bn}满足b1=a3,b2=a1.
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{an+bn}的前n项和.
20.(12分)已知函数f(x)=ax3+bx在x=1处有极值2.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)若函数y=f(x)﹣k在区间[﹣2,]上有三个零点,写出k的取值范围(无需解答过程).
一、选择题(共5小题,每小题4分,共20分).
21.(4分)函数f(x)=x﹣lnx有( )
A.有极小值1,无极大值B.有极大值1,无极小值
C.有极大值1,有极小值0D.无极大值,也无极小值
22.(4分)已知Sn是等差数列{an}(n∈N*)的前n项和,且S6>S7>S5,有下列四个命题,假命题的是( )
A.公差d<0
B.在所有Sn<0中,S13最大
C.满足Sn>0的n的个数有11个
D.a6>a7
23.(4分)如图,过原点斜率为k的直线与曲线y=lnx交于两点A(x1,y1),B(x2,y2)
①k的取值范围是(0,).
②<k<.
③当x∈(x1,x2)时,f(x)=kx﹣lnx先减后增且恒为负.
以上结论中所有正确结论的序号是( )
A.①B.①②C.①③D.②③
24.(4分)已知数列{an},若存在一个正整数T使得对任意n∈N*,都有an+T=an,则称T为数列{an}的周期.若四个数列分别满足
①a1=2,an+1=1﹣an(n∈N*);
②b1=1,bn+1=﹣);
③c1=1,c2=2,cn+2=cn+1﹣cn(n∈N*);
④d1=1,dn+1=(﹣1)ndn(n∈N*).
则上述数列中,8为其周期的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
25.(4分)若函数f(x)在区间A上,对∀a,b,c∈A,f(a),f(b),f(c)为一个三角形的三边长,则称函数f(x)为“三角形函数”.已知函数f(x)=xlnx+m在区间[,e]上是“三角形函数”,则实数m的取值范围为( )
A.B.
C.D.
二、解答题共3小题,共40分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.
26.(13分)已知数列{an}满足Sn=n﹣an(n=1,2,3,…).
(Ⅰ)求a1,a2,a3的值;
(Ⅱ)求证:数列{an﹣1}是等比数列;
(Ⅲ)令bn=(2﹣n)(an﹣1)(n=1,2,3,…),如果对任意n∈N*,都有bn+,求实数t的取值范围.
27.(14分)已知函数f(x)=ex(x﹣1)﹣eax2,a<0.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)的极小值;
(Ⅲ)求函数f(x)的零点个数.
28.(13分)给定数列a1,a2,…,an.对i=1,2,…,n﹣1,该数列前i项的最大值记为Ai,后n﹣i项ai+1,ai+2,…,an的最小值记为Bi,di=Ai﹣Bi.
(Ⅰ)设数列{an}为3,4,7,1,写出d1,d2,d3的值;
(Ⅱ)设a1,a2,…,an﹣1(n≥4)是公比大于1的等比数列,且a1>0.证明:d1,d2,…,dn﹣1是等比数列;
(Ⅲ)设d1,d2,…,dn﹣1是公差大于0的等差数列,且d1>0.证明:a1,a2,…,an﹣1是等差数列.
2021-2022学年北京市海淀区中关村中学高二(下)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分)。
1.(3分)已知数列{an}的通项公式为an=2n+1,则257是这个数列的( )
A.第6项B.第7项C.第8项D.第9项
【分析】根据通项公式令an=257,求出n的值即可求解.
【解答】解:令a,
即2n=256,解得n=8,
所以257是数列的第8项,
故选:C.
【点评】本题考查了数列的通项公式的应用,考查了数列的项的问题,属于基础题.
2.(3分)两个数4,6的等差中项是( )
A.±5B.±4C.5D.4
【分析】利用等差中项的定义即可得出结论.
【解答】解:两个数4,6的等差中项==5,
故选:C.
【点评】本题考查了等差中项的定义,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
3.(3分)已知数列{an}中,a1=2,an+1=an﹣2,则a10等于( )
A.﹣12B.12C.﹣16D.16
【分析】利用等差数列的定义、通项公式即可得出结论.
【解答】解:由an+1=an﹣2,可得an+1﹣an=﹣2,
则数列{an}为等差数列,公差为﹣2.
则a10=2﹣2×9=﹣16,
故选:C.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
4.(3分)下列结论正确的是( )
A.若y=sinx,则y′=csxB.若y=,则y′=
C.若y=csx,则y′=sinxD.若y=e,则y′=e
【分析】根据题意,依次计算选项中函数的导数,即可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,y=sinx,y′=csx,A正确;
对于B,y=,则y′=﹣,B错误;
对于C,y=csx,则y′=﹣sinx,C错误;
对于D,y=e,则y′=0,D错误;
故选:A.
【点评】本题考查导数的计算,注意导数的计算公式,属于基础题.
5.(3分)若1,a,b,c,4成等比数列,则abc=( )
A.16B.8C.﹣8D.±8
【分析】根据等比数列的性质得到ac的乘积等于b的平方等于1×4,开方即可求出b的值,然后利用ac的积与b的值求出abc即可.
【解答】解:若1,a,b,c,4成等比数列,∴b2=ac=1×4,
∴b=2,(负不合题意,奇数项符号相同),
则abc=2×4=8,
故选:B.
【点评】本题考查学生灵活运用等比数列的性质化简求值,是一道基础题.
6.(3分)若函数f(x)=x2﹣mx+10在(﹣2,﹣1)上是减函数,则实数m的取值范围是( )
A.[2,+∞)B.[﹣2,+∞)C.(﹣∞,2]D.(﹣∞,﹣4]
【分析】先求出函数的对称轴,结合函数的单调性得到不等式解出即可.
【解答】解:函数的对称轴是:x=,
若f(x)=x2﹣mx+10在(﹣2,﹣1)上是减函数,
只需≥﹣1,即m≥﹣2即可,
故选:B.
【点评】本题考查了二次函数的性质,考查函数的单调性,是一道基础题.
7.(3分)直线y=5x+b是曲线y=x3+2x+1的一条切线,则实数b=( )
A.﹣1或1B.﹣1或3C.﹣1D.3
【分析】设切点M(m,n)利用导数的几何意义可求得m=1或﹣1,继而可求得b.
【解答】解:设切点M(m,n),y′=3x2+2,
则3m2+2=5,解得m=1或﹣1;
若m=1,则n=5+b=13+2×1+1=4⇒b=﹣1;
若m=﹣1,则n=﹣5+b=(﹣1)3+2×(﹣1)+1=﹣2⇒b=3;
综上所述,b=﹣1或3,
故选:B.
【点评】本题考查利用导数研究曲线上某点的切线方程,考查函数与方程思想,考查数学运算能力等核心素养,属于中档题.
8.(3分)如图,从上往下向一个球状空容器注水,注水速度恒定不变,直到t0时刻水灌满容器时停止注水,此时水面高度为h0.水面高度h是时间t的函数,这个函数图象只可能是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据球的形状,结合单位时间内体积的变化情况进行判断.
【解答】解:容器是球形,两头体积小,中间体积大,
在一开始单位时间内体积的增长速度比较慢,超过球心后体积的增长率变快,
故对应的图象是C,
故选:C.
【点评】本题主要考查函数图象的识别和判断,结合函数图象的增长速度是解决本题的关键.
9.(3分)如图所示的是y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象,下列四个结论:
①f(x)在区间(﹣1,1)上是增函数;
②x=﹣1是f(x)的极小值点;
③f(x)的零点为﹣1和4;
④x=1是f(x)的极大值点.
其中正确结论的序号是( )
A.①②B.②③C.③④D.①③④
【分析】利用导函数y=f'(x)的图象,对①②③④四个选项逐一分析可得答案.
【解答】解:由导函数y=f'(x)的图象可知,
当x∈(﹣3,﹣1)时,f′(x)<0,当x∈(﹣1,2)时,f′(x)>0,
所以f(x)在区间(﹣3,﹣1)上单调递减,在(﹣1,1)上单调递增,故①正确,②正确;
又﹣1和4是f′(x)=0的零点(是极值点),不是f(x)的零点,且x=1不是f(x)的极大值点,故③④均错误;
故选:A.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的极值,考查了数形结合思想的应用,考查识图能力与逻辑推理能力,属于中档题.
10.(3分)一批设备价值a万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低b%,则n年后这批设备的价值为( )
A.na(1﹣b%)B.a(1﹣nb%)C.a(1﹣b%)nD.a[1﹣(b%)n]
【分析】根据题意可知第一年后,第二年后以及以后的每年的价值成等比数列,进而根据等比数列的通项公式求得答案.
【解答】解:依题意可知第一年后的价值为a(1﹣b%),第二年价值为a(1﹣b%)2,
依此类推可知每年的价值成等比数列,其首项a(1﹣b%)公比为1﹣b%,
进而可知n年后这批设备的价值为a(1﹣b%)n
故选:C.
【点评】本题主要考查等比数列的应用,解题的关键是利用已知条件求得数列的通项公式,属基础题.
11.(3分)数列{an}是等比数列,m,n,p∈N*,则“am•an=ap2”是“m+n=2p”的( )
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
【分析】由已知等比数列的通项公式分别检验充分性及必要性即可判断.
【解答】解:因为数列{an}是等比数列,m,n,p∈N*,
若an=1,则am•an=ap2一定成立,此时m,n,p可以是任意正整数,即m+n=2p不一定成立,
当m+n=2p,am•an=•qm+n﹣2==()2=,
则“am•an=ap2”是“m+n=2p”的必要不充分条件.
故选:B.
【点评】本题主要考查了等比数列的性质,充分必要条件的判断,属于基础题.
12.(3分)设f(n)=2+24+27+210+…+23n+13(n∈N),则f(n)等于( )
A.B.
C.D.
【分析】判断数列是等比数列,然后求解数列的和即可.
【解答】解:因为数列2,24,27,•••,23n+13是一个以2为首项,以23为公比的等比数列,
所以f(n)==.
故选:D.
【点评】本题考查等比数列求和公式的应用,是中档题.
二、填空题:共6小题,每小题5分,共30分。
13.(5分)在某报《自测健康状况》的报道中,自测血压结果与相应年龄的统计数据如表.观察表中数据的特点.
则a= 140 ,b= 85 .
【分析】由题意知,表格中的收缩压形成一个等差数列,舒张压形成一个有两个等差数列交叉组成的数列,从而求解.
【解答】解:由题意知,
表格中的收缩压形成一个等差数列,公差为5,
故a=135+5=140;
表格中的舒张压形成一个有两个等差数列交叉组成的数列,
故b=83+2=85;
故答案为:140,85.
【点评】本题考查了等差数列的性质的应用,属于基础题.
14.(5分)函数f(x)=x•ex的导函数f′(x)= (1+x)ex .
【分析】根据函数的导数运算公式即可得到结论.
【解答】解:函数的导数f′(x)=ex+xex=(1+x)ex,
故答案为:(1+x)ex
【点评】本题主要考查导数的计算,要求熟练掌握常见函数的导数公式.
15.(5分)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=﹣4,S5=﹣10,则n= 4或5 时,Sn有最小值为 ﹣10 .
【分析】由已知结合等差数列的求和公式先求出Sn,然后结合二次函数的性质即可求解.
【解答】解:因为等差数列{an}中,a1=﹣4,S5=5×(﹣4)+10d=﹣10,
则d=1,
所以Sn=﹣4n+=,
根据二次函数的性质可知,当n=4或5时,和有最小值﹣10.
故答案为:4或5,﹣10.
【点评】本题主要考查了等差数列的求和公式的应用,属于基础题.
16.(5分)已知数列{an}满足a1=1,=1(n≥2,n∈N+),则a2022= .
【分析】求出数列的通项公式,然后求解即可.
【解答】解:数列{an}满足a1=1,=1(n≥2,n∈N+),
所以数列是等差数列,首项为1,公差为1,所以=n,所以an=,
a2022=.
故答案为:.
【点评】本题考查数列的递推关系式的应用,通项公式的求法,是基础题.
17.(5分)为净化水质,向一个游泳池加入某种化学药品,加药后池水中该药品的浓度C(单位:mg/L)随时间t(单位:h)的变化关系为C=,则经过 2 h后池水中药品的浓度达到最大.
【分析】利用基本不等式的性质即可得出.
【解答】解:C===5,当且仅当t=,t=2时取等号.
因此经过2h后池水中药品的浓度达到最大.
故答案为:2.
【点评】本题考查了基本不等式的性质,属于基础题.
18.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn=n2+2n,现将该数列按如下规律排成个数阵:按行排列,第n行有2n﹣1,项,每一行从左到右项数依次增大,记(m,n)为该数阵中第m行从左到右第n个数的坐标,则坐标(5,5)为对应的数为 41 ;a2022对应的坐标为 (11,999) .
【分析】利用an=,求出an=2n+1,将该数列按第n行有2n﹣1个数排成一个数阵,可求(5,5)对应的数,进而可求a2022对应的坐标.
【解答】解:∵数列{an}的前n项和为Sn=n2+2n,
∴a1=S1=1+2×1=3,
n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=(n2+2n)﹣[(n﹣1)2+2(n﹣1)]=2n+1,
n=1时,上式成立,
∴an=2n+1.
将该数列按第n行有2n﹣1个数排成一个数阵,如图,
由该数阵前7行有:20+2+22+…+2n﹣1==2n﹣1项,
前四行共有15项,∴该数阵第5行从左向右第5个数字为a20=2×20+1=41.
又∵210﹣1=1023,211﹣1=2047项,
故a2022应排第11行第999个位置,故a2022对应的坐标为(11,999).
故答案为:41;(11,999).
【点评】本题考查数阵第8行从左向右第8个数字的求法,考查等差数列和等比数列的性质等基础知识,考查推理能力与计算能力,属于中档题.
三、解答题共2小题,共24分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.
19.(12分)已知数列{an}满足a1=1,=2,等差数列{bn}满足b1=a3,b2=a1.
(Ⅰ)求数列{an},{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{an+bn}的前n项和.
【分析】(Ⅰ)由等比数列的通项公式,可得an;由等差数列的通项公式,求得公差,进而得到bn;
(Ⅱ)求得an+bn=2n﹣1+7﹣3n,由数列的分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,可得所求和.
【解答】解:(Ⅰ)由a1=1,=2,
可得an=2n﹣1;
设等差数列{bn}的公差为d,
由b1=a3=4,b2=a1=1,
可得d=b2﹣b1=﹣3,
则bn=4﹣3(n﹣1)=7﹣3n;
(Ⅱ)an+bn=2n﹣1+7﹣3n,
可得数列{an+bn}的前n项和为(1+2+4+...+2n﹣1)+(4+1+...+7﹣3n)
=+n(4+7﹣3n)=2n﹣1+.
【点评】本题考查等差数列和等比数列的通项公式和求和公式的运用,以及数列的分组求和,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
20.(12分)已知函数f(x)=ax3+bx在x=1处有极值2.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)若函数y=f(x)﹣k在区间[﹣2,]上有三个零点,写出k的取值范围(无需解答过程).
【分析】(Ⅰ)由f(x)=ax3+bx在x=1处取得极值2,得,即可得出答案.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=﹣x3+3x,求导分析f′(x)的正负,进而可得f(x)的单调性.
(Ⅲ)问题可转化为f(x)=k在区间[﹣2,]上有三个根,只需y=f(x)与y=k在区间[﹣2,]上有三个交点,即可得出答案.
【解答】解:(Ⅰ)因为f(x)=ax3+bx在x=1处取得极值2,
所以,解得.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=﹣x3+3x,
f′(x)=﹣3x2+3,
所以在(﹣∞,﹣1),(1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减,
在(﹣1,1)上,f′(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)单调递减区间为(﹣∞,﹣1),(1,+∞),单调递增区间为(﹣1,1).
(Ⅲ)因为函数y=f(x)﹣k在区间[﹣2,]上有三个零点,
所以f(x)=k在区间[﹣2,]上有三个根,
即y=f(x)与y=k在区间[﹣2,]上有三个交点,
由(Ⅱ)知,f(x)在(﹣2,﹣1),(1,)上单调递减,在(﹣1,1)上单调递增,
f(﹣2)=2,f(﹣1)=﹣2,f(1)=2,f()=0,
所以0<k<2,
所以k的取值范围为(0,2).
【点评】本题考查导数的综合应用,解题中需要理清思路,属于中档题.
一、选择题(共5小题,每小题4分,共20分).
21.(4分)函数f(x)=x﹣lnx有( )
A.有极小值1,无极大值B.有极大值1,无极小值
C.有极大值1,有极小值0D.无极大值,也无极小值
【分析】对函数求导,找出增减区间,然后判断函数的极值即可.
【解答】解:f′(x)=1−,令f′(x)>0,解得x>1,
故函数f(x)在(0,1)递减,(1,+∞)单调递增,
因为f(x)在(0,1)递增,(1,+∞)单调递减,
故函数f(x)在x=1取极小值f(1)=1,没有极大值.
故A正确.
故选:A.
【点评】本题主要考查导函数单调性的求解及极值相关计算,属于基础题.
22.(4分)已知Sn是等差数列{an}(n∈N*)的前n项和,且S6>S7>S5,有下列四个命题,假命题的是( )
A.公差d<0
B.在所有Sn<0中,S13最大
C.满足Sn>0的n的个数有11个
D.a6>a7
【分析】根据题设条件可判断数列是递减数列,这样可判断A是否正确;
根据S6最大,可判断数列从第七项开始变为负的,可判断D的正确性:
利用等差数列的前n项和公式与等差数列的性质,可判断S12、S13的符号,这样就可判断B、C是否正确.
【解答】解:∵等差数列{an}中,S6最大,且S6>S7>S5∴a1>0,d<0,A正确;
∵S6>a7,∴a6>0,a7<0,∴D正确;
∵S13=×13=×13<0
∵a6+a7>0,a6>﹣a7,s12=×12=×12>0;
∴Sn的值当n≤6递增,当n≥7递减,前12项和为正,当n=13时为负.
故B正确;满足sn>0的n的个数有12个,故C错误;
故选:C.
【点评】本题考查等差数列的前n项和的最值.在等差数列中Sn存在最大值的条件是:a1>0,d<0.
一般两种解决问题的思路:项分析法与和分析法.
23.(4分)如图,过原点斜率为k的直线与曲线y=lnx交于两点A(x1,y1),B(x2,y2)
①k的取值范围是(0,).
②<k<.
③当x∈(x1,x2)时,f(x)=kx﹣lnx先减后增且恒为负.
以上结论中所有正确结论的序号是( )
A.①B.①②C.①③D.②③
【分析】构造函数f(x)=kx﹣lnx,求导可得f′(x)=k﹣,由已知f(x)有两个不同的零点,得k>0,进一步可得f(x)在(0,)上单调递减,在()上单调递增,画图可得f()=1﹣<0,则0,故①正确;由,得,故②错误;由图可知,当x∈(x1,x2)时,f(x)=kx﹣lnx先减后增且恒为负,故③正确.
【解答】解:令f(x)=kx﹣lnx,则f′(x)=k﹣,
由已知f(x)有两个不同的零点,则k>0,
∴f(x)在(0,)上单调递减,在()上单调递增,
∴f()=1﹣<0,则0,故①正确;
且有,∴,故②错误;
当x∈(x1,x2)时,f(x)=kx﹣lnx先减后增且恒为负,故③正确.
∴所有正确结论的序号是①③.
故选:C.
【点评】本题考查命题的真假判断与应用,考查了利用导数研究函数的单调性,考查数形结合的解题思想方法,是中档题.
24.(4分)已知数列{an},若存在一个正整数T使得对任意n∈N*,都有an+T=an,则称T为数列{an}的周期.若四个数列分别满足
①a1=2,an+1=1﹣an(n∈N*);
②b1=1,bn+1=﹣);
③c1=1,c2=2,cn+2=cn+1﹣cn(n∈N*);
④d1=1,dn+1=(﹣1)ndn(n∈N*).
则上述数列中,8为其周期的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
【分析】利用数列的周期性的定义逐项分析即可得出所求的答案.
【解答】解:①因为an+1=1﹣an(n∈N*),所以an+2=1﹣an+1=1﹣(1﹣an)=an,
所以数列{an}的周期为T=2,故8是数列{an}的周期;
②由b1=1,bn+1=﹣)可得:
b2=﹣,b3=﹣=﹣2,b4=﹣=1,b5=﹣,…,
故数列{an}的周期为T=3;
③由c1=1,c2=2,cn+2=cn+1﹣cn(n∈N*)可得:
c3=c2﹣c1=1,c4=c3﹣c2=﹣1,c5=c4﹣c3=﹣2,c6=c5﹣c4=﹣1,c7=c6﹣c5=1,c8=c7﹣c6=2,…,
故数列{an}的周期为T=6;
④由d1=1,dn+1=(﹣1)ndn(n∈N*)可得:
dn+4=(﹣1)n+3dn+3=(﹣1)n+3(﹣1)n+2dn+2=﹣dn+2=﹣(﹣1)n+1dn+1=﹣(﹣1)n+1(﹣1)ndn=dn,
故数列{an}的周期为T=4,所以8是数列{an}的周期;
故8是其周期的数列的个数为2,
故选:B.
【点评】本题考查数列的周期性,考查学生的逻辑思维能力和运算能力,属中档题.
25.(4分)若函数f(x)在区间A上,对∀a,b,c∈A,f(a),f(b),f(c)为一个三角形的三边长,则称函数f(x)为“三角形函数”.已知函数f(x)=xlnx+m在区间[,e]上是“三角形函数”,则实数m的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【分析】若f(x)为“三角形函数”.则在区间D上,函数的最大值M和最小值m应满足:M<2m,利用导数法求出函数的最值,可得实数m的取值范围.
【解答】解:若f(x)为“区域D上的三角形函数”.
则在区间D上,函数的最大值M和最小值m应满足:M<2m,
∵函数f(x)=xlnx+m在区间[,e]上是“三角形函数”,
f′(x)=lnx+1,
当x∈[,)时,f′(x)<0,函数f(x)递减;
当x∈(,e]时,f′(x)>0,函数f(x)递增;
故当x=时,函数f(x)取最小值﹣+m,
又由f(e)=e+m,f()=﹣+m,
故当x=e时,函数f(x)取最大值e+m,
∴0<e+m<2(﹣+m),
解得:m∈,
故选:D.
【点评】本题考查的知识点是函数的最值,能正确理解f(x)为“三角形函数”的概念,是解答的关键.
二、解答题共3小题,共40分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.
26.(13分)已知数列{an}满足Sn=n﹣an(n=1,2,3,…).
(Ⅰ)求a1,a2,a3的值;
(Ⅱ)求证:数列{an﹣1}是等比数列;
(Ⅲ)令bn=(2﹣n)(an﹣1)(n=1,2,3,…),如果对任意n∈N*,都有bn+,求实数t的取值范围.
【分析】(Ⅰ)由已知Sn=n﹣an,将n=1,2,3代入,可求得a1,a2,a3的值.
(Ⅱ)由Sn=n﹣an,有Sn+1=n+1﹣an+1可得2an+1=1+an,即,进而利用等比数列定义可证结论.
(Ⅲ)由(Ⅱ),得,得出数列{bn}的单调性,得到,根据条件即得到即,可求出参数t的范围.
【解答】解:(Ⅰ)由Sn=n﹣an,可得S1=1﹣a1,即a1=1﹣a1,所以,
S2=2﹣a2,即a1+a2=2﹣a2,所以,
S3=3﹣a3即a1+a2+a3=3﹣a3,所以.
证明:(Ⅱ)由Sn=n﹣an,(1)
有Sn+1=n+1﹣an+1,(2)
由(2)﹣(1)得an+1=1+an﹣an+1,即2an+1=1+an,
所以,又,
故,
所以数列{an﹣1}是以为首项,以为公比的等比数列.
所以,即.
(Ⅲ)由(Ⅱ),得,
则,
则当n<3时,bn+1﹣bn<0,
当n>3时,bn+1﹣bn>0,
所以b1<b2<b3=b4>b5>⋯>bn>⋯,
所以数列{bn}有最大值,即,
对任意n∈N*,都有,即,解得或.
所以实数t的取值范围或.
【点评】本题考查了利用数列的递推关系求值以及数列与不等式的综合,属于中档题.
27.(14分)已知函数f(x)=ex(x﹣1)﹣eax2,a<0.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)的极小值;
(Ⅲ)求函数f(x)的零点个数.
【分析】(I)先对函数求导,然后结合导数的几何意义可求切线的斜率,进而可求切线方程;
(II)结合导数可求函数的单调性,进而可求函数的极小值;
(III)结合单调性的讨论及函数的零点判定定理可求.
【解答】解:(I)f′(x)=xex﹣xea,
所以f(0)=﹣1,f′(0)=0,
所以曲线在(0,f(0))处的切线方程y=﹣1;
(II)因为f′(x)=xex﹣xea=x(ex﹣ea),
令f′(x)=xex﹣xea=x(ex﹣ea)=0可得x=0或x=a,(a<0),
当x<a时,f′(x)>0,函数单调递增,当a<x<0时,f′(x)<0,函数单调递减,当x>0时,f′(x)>0,函数单调递增,
故当x=0时,函数取得极小值f(0)=﹣1;
(III)当x≤1时,f(x)<0且f(2)=e2﹣2ea>e2﹣2>0,
由(II)可知f(x)在(0,+∞)上单调递增,
又f(a)==﹣(a2﹣2a+2)=﹣[1+(a﹣1)2]<0,
故函数的零点个数为1
【点评】本题主要考查了导数的几何意义及利用导数研究函数的单调性,极值及求解函数零点问题,属于中档试题.
28.(13分)给定数列a1,a2,…,an.对i=1,2,…,n﹣1,该数列前i项的最大值记为Ai,后n﹣i项ai+1,ai+2,…,an的最小值记为Bi,di=Ai﹣Bi.
(Ⅰ)设数列{an}为3,4,7,1,写出d1,d2,d3的值;
(Ⅱ)设a1,a2,…,an﹣1(n≥4)是公比大于1的等比数列,且a1>0.证明:d1,d2,…,dn﹣1是等比数列;
(Ⅲ)设d1,d2,…,dn﹣1是公差大于0的等差数列,且d1>0.证明:a1,a2,…,an﹣1是等差数列.
【分析】(Ⅰ)当i=1时,A1=3,B1=1,从而可求得d1,同理可求得d2,d3的值;
(Ⅱ)依题意,可知an=a1qn﹣1(a1>0,q>1),由dk=ak﹣ak+1⇒dk﹣1=ak﹣1﹣ak(k≥2),从而可证(k≥2)为定值.
(Ⅲ)依题意,0<d1<d2<…<dn﹣1,可用反证法证明a1,a2,…,an﹣1是单调递增数列;再证明am为数列{an}中的最小项,从而可求得是ak=dk+am,问题得证.
【解答】解:(Ⅰ)当i=1时,A1=3,B1=1,故d1=A1﹣B1=2,同理可求d2=3,d3=6;
(Ⅱ)由a1,a2,…,an﹣1(n≥4)是公比q大于1的等比数列,且a1>0,则{an}的通项为:an=a1qn﹣1,且为单调递增的数列.
于是当k=1,2,…n﹣1时,dk=Ak﹣Bk=ak﹣ak+1,
进而当k=2,3,…n﹣1时,===q为定值.
∴d1,d2,…,dn﹣1是等比数列;
(Ⅲ)设d为d1,d2,…,dn﹣1的公差,
对1≤i≤n﹣2,因为Bi≤Bi+1,d>0,
所以Ai+1=Bi+1+di+1≥Bi+di+d>Bi+di=Ai,
又因为Ai+1=max{Ai,ai+1},所以ai+1=Ai+1>Ai≥ai.
从而a1,a2,…,an﹣1为递增数列.
因为Ai=ai(i=1,2,…n﹣1),
又因为B1=A1﹣d1=a1﹣d1<a1,
所以B1<a1<a2<…<an﹣1,
因此an=B1.
所以B1=B2=…=Bn﹣1=an.
所以ai=Ai=Bi+di=an+di,
因此对i=1,2,…,n﹣2都有ai+1﹣ai=di+1﹣di=d,
即a1,a2,…,an﹣1是等差数列.
【点评】本题考查等差数列与等比数列的综合,突出考查考查推理论证与抽象思维的能力,考查反证法的应用,属于难题.
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