高中数学新教材同步课时精品讲练选择性必修第二册 综合检测试卷二(含解析)
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(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8 小题,每小题 5 分,共 40 分)
1.已知等差数列{an}中,a2+a4=6,a7=11,则S9等于( )
A.45 B.54 C.63 D.72
答案 C
解析 由等差数列性质可得,a2+a4=2a3,则a3=3.
∴S9====63.
2.设函数f(x)=ax3+b,若f′(-1)=3,则a的值为( )
A.-1 B. C.1 D.
答案 C
解析 ∵ f′(x)=3ax2 ,
∴f′(-1)=3a=3,
∴a=1.
3.设公差不为零的等差数列{an}的前n项和为Sn,若a4=2(a2+a3),则等于( )
A. B. C.7 D.14
答案 C
解析 公差不为零的等差数列{an}中,a4=2(a2+a3),
由等差数列的性质,可知a2+a3=a1+a4,
则a4=2(a1+a4),
由等差数列前n项和公式,可知S7=7a4,S4=a1+a2+a3+a4=2(a1+a4),
所以===7.
4.函数f(x)=ex-x(e为自然对数的底数)在区间[-1,1]上的最大值是( )
A.1+ B.1 C.e+1 D.e-1
答案 D
解析 f′(x)=ex-1,令f′(x)=0,得x=0.
又f(0)=e0-0=1,f(1)=e-1>1,f(-1)=+1>1,
且e-1-=e--2=>0,
所以f(x)max=f(1)=e-1.
5.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足an+Sn=1,则+++…+等于( )
A.1 013 B.1 035
C.2 037 D.2 059
答案 A
解析 ∵an+Sn=1,
当n=1时,a1+S1=1得a1=,
当n≥2时,an-1+Sn-1=1,
∴an+Sn-(an-1+Sn-1)=0,
∴an=an-1,
∴数列{an}是以a1=为首项,q=为公比的等比数列.
∴an=n,
∴Sn=1-n,
∴=2n-1,
∴+++…+=2+22+…+29-9=210-11=1 013.
6.已知衡量病毒传播能力的最重要指标叫做传播指数RO.它指的是,在自然情况下(没有外力介入,同时所有人都没有免疫力),一个感染到某种传染病的人,会把疾病传染给多少人的平均数.它的简单计算公式是:RO=1+确认病例增长率×系列间隔,其中系列间隔是指在一个传播链中,两例连续病例的间隔时间(单位:天).根据统计,确认病例的平均增长率为40%,两例连续病例的间隔时间的平均数为5天,根据以上RO数据计算,若甲得这种传染病,则5轮传播后由甲引起的得病的总人数约为( )
A.81 B.243 C.248 D.363
答案 D
解析 记第1轮感染人数为a1,第2轮感染人数为a2,…,第n轮感染人数为an,则数列{an}是等比数列,公比为q=RO,
由题意RO=1+40%×5=3,即q=3,
所以a1=3,a2=9,a3=27,a4=81,a5=243,
总人数为S5=3+9+27+81+243=363.
7.对任意的x∈R,函数f(x)=x3+ax2+7ax不存在极值点的充要条件是( )
A.0≤a≤21 B.a=0或a=7
C.a<0或a>21 D.a=0或a=21
答案 A
解析 f′(x)=3x2+2ax+7a,当相应一元二次方程的根的判别式Δ=4a2-84a≤0,即0≤a≤21时,f′(x)≥0恒成立,此时函数f(x)不存在极值点.故选A.
8.已知定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),满足f′(x)-f(x)<-1,且f(x+2)为偶函数,f(4)=2,则不等式f(x)
C.(-∞,0) D.(1,+∞)
答案 A
解析 ∵y=f(x+2)为偶函数,
∴y=f(x+2)的图象关于x=0对称,
∴y=f(x)的图象关于x=2对称,
∴f(4)=f(0),
又∵f(4)=2,
∴f(0)=2,
设g(x)=,
则g′(x)=,
∵f′(x)-f(x)<-1,
∴f′(x)-f(x)+1<0,
∴g′(x)<0,
∴y=g(x)在定义域R上单调递减,
∵f(x)
∴不等式f(x)
∴f(x)
9.在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A.q=1
B.数列{Sn+2}是等比数列
C.S8=510
D.数列{lg an}是公差为lg 2的等差数列
答案 BCD
解析 由题意,根据等比中项的性质,可得
a2a3=a1a4=32>0,a2+a3=12>0,
故a2>0,a3>0.
根据根与系数的关系,可知
a2,a3是一元二次方程x2-12x+32=0的两个根.
解得a2=4,a3=8,或a2=8,a3=4.
故必有公比q>0,
∴a1=>0.
∵等比数列{an}是递增数列,∴q>1.
∴a2=4,a3=8满足题意.
∴q=2,a1==2.故选项A不正确.
an=a1·qn-1=2n.
∵Sn==2n+1-2.
∴Sn+2=2n+1=4·2n-1.
∴数列{Sn+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.故选项B正确.
S8=28+1-2=512-2=510.故选项C正确.
∵lg an=lg 2n=nlg 2.
∴数列{lg an}是公差为lg 2的等差数列.故选项D正确.
10.对于函数f(x)=16ln(1+x)+x2-10x,下列说法正确的是( )
A.x=3是函数f(x)的一个极值点
B.f(x)的单调递增区间是(-1,1),(2,+∞)
C.f(x)在区间(1,2)上单调递减
D.直线y=16ln 3-16与函数y=f(x)的图象有3个交点
答案 ACD
解析 由题意得f′(x)=+2x-10=,x>-1,
令2x2-8x+6=0,可得x=1,x=3,
则f(x)在(-1,1),(3,+∞)上单调递增,
在(1,3)上单调递减,
∴x=3是函数f(x)的一个极值点,
故AC正确,B错误;
∵f(1)=16ln(1+1)+12-10=16ln 2-9,
f(3)=16ln(1+3)+32-10×3=16ln 4-21,
又y=16ln 3-16=f(2),
根据f(x)在(1,3)上单调递减得f(1)>f(2)>f(3),
即16ln 3-16<16ln 2-9,16ln 3-16>16ln 4-21,
∴直线y=16ln 3-16与函数y=f(x)的图象有3个交点,故D正确.
11.设等差数列{an}的前n项和为Sn,且满足S15>0,S16<0,则( )
A.a8>0
B.a9<0
C.,,…,中最大的项为
D.,,…,中最大的项为
答案 ABD
解析 由S15==15a8>0,得a8>0,A正确.由S16==<0,得a9+a8<0,所以a9<0,且d<0,B正确.因为d<0,所以数列{an}为递减数列.所以a1,…,a8为正,a9,…,an为负,且S1,…,S15为正,S16,…,Sn为负,则,…,为正,,…,为负,C错误.当n≤8时,Sn单调递增,an单调递减,所以单调递增,所以,,…,中最大的项为,D正确.
12.已知函数f(x)=,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)存在两个不同的零点
B.函数f(x)既存在极大值又存在极小值
C.当-e
答案 ABC
解析 A项,f(x)=0⇒x2+x-1=0,
解得x=,所以A正确;
B项,f′(x)=-=-,
当f′(x)>0时,-1
(-∞,-1),(2,+∞)是函数的单调递减区间,(-1,2)是函数的单调递增区间,
所以f(-1)是函数的极小值,f(2)是函数的极大值,
所以B正确;
C项,当x趋向于+∞时,y趋向于0,根据B项可知,函数的最小值是f(-1)=-e,再根据单调性可知,当-e
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.在等比数列{an}中,a1=2,a4=4,则a7=________.
答案 8
解析 由a4=a1q3,得q3=2,∴a7=a1q6=a1(q3)2=8.
14.已知不等式ex-1≥kx+ln x,对于任意的x∈(0,+∞)恒成立,则k的最大值为________.
答案 e-1
解析 移项,得到k≤,
构造函数h(x)=,
则h′(x)=,
当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
故当x=1时,h(x)取到最小值e-1,
故k的最大值为e-1.
15.已知f(x)=2x3-6x2+a(a为常数)在[-2,2]上有最小值3,则f(x)在[-2,2]上的最大值为________.
答案 43
解析 因为f(x)=2x3-6x2+a,
所以f′(x)=6x2-12x=6x(x-2),
当x∈(-2,0)时,f′(x)>0;
当x∈(0,2)时,f′(x)<0,
所以函数f(x)在(-2,0)上单调递增,
在(0,2)上单调递减,
所以f(x)的最大值为f(0)=a,
又f(-2)=-40+a,f(2)=-8+a,
因为(-8+a)-(-40+a)=32>0,
所以-40+a<-8+a,
所以f(x)在[-2,2]上的最小值为f(-2)=-40+a=3,
所以a=43,所以f(x)的最大值为f(0)=43.
16.已知递增等比数列{an}的第三项、第五项、第七项的积为512,且这三项分别减去1,3,9后成等差数列.则{an}的公比为________;设Sn=a+a+…+a,则Sn的表达式为________.
答案 Sn=2n+2-4
解析 ∵ 等比数列{an}的第三项、第五项、第七项的积为512,
∴a3a5a7=512,
则a=512,∴a5=8.
由题意得a3-1+a7-9=2(a5-3),即a3+a7=20,
∴a5q-2+a5q2=20,
∴q-2+q2=,
∵等比数列{an}递增,
则q=,
∴an=a5qn-5=8×()n-5=()n+1,
∴a=2n+1,
∴Sn=a+a+…+a==2n+2-4.
四、解答题(本大题共6小题,共70分)
17.(10分)已知{an}是公差为3的等差数列,数列{bn}满足b1=1,b2=3,anbn+bn=nbn+1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)求{bn}的前n项和.
解 (1)由已知b1=1,b2=3,a1b1+b1=b2,得a1=2,
∴数列{an}是以2为首项,3为公差的等差数列,
∴an=2+3(n-1)=3n-1(n∈N*).
(2)由(1)知,(3n-1)bn+bn=nbn+1,
即bn+1=3bn,
∴数列{bn}是以1为首项,3为公比的等比数列,
记{bn}的前n项和为Sn,
则Sn==(n∈N*).
18.(12分)已知函数f(x)=-x3+ax2+bx+c(a,b,c∈R),且f′(-1)=f′(3)=0.
(1)求a-b的值;
(2)若函数f(x)在[-2,2]上的最大值为20,求函数f(x)在[-1,4]上的最小值.
解 (1)因为f(x)=-x3+ax2+bx+c,
所以f′(x)=-3x2+2ax+b,
因为f′(-1)=f′(3)=0,
所以
解得
所以a-b=3-9=-6.
(2)由(1)可知f(x)=-x3+3x2+9x+c,
则f′(x)=-3x2+6x+9,
令f′(x)=0,得x=-1,x=3,
f′(x)和f(x)随x的变化情况如下表:
x
-2
(-2,-1)
-1
(-1,2)
2
f′(x)
-
0
+
f(x)
c+2
↘
极小值
↗
c+22
因为f(-2)=c+2,f(2)=c+22,
所以函数f(x)在[-2,2]上的最大值为f(2)=c+22,
所以c+22=20,解得c=-2,
所以f(x)=-x3+3x2+9x-2,
综上可知f(x)在[-1,3]上单调递增,
在[3,4]上单调递减;
又因为f(-1)=1+3-9-2=-7,
f(4)=-64+48+36-2=18,
所以函数f(x)在[-1,4]上的最小值为-7.
19.已知{an}为等差数列,各项为正的等比数列{bn}的前n项和为Sn,2a1=b1=2,a2+a8=10,______.在①λSn=bn-1;②a4=S3-2S2+S1;③bn=这三个条件中任选其中一个,补充在横线上,并完成下面问题的解答(如果选择多个条件解答,则以选择第一个解答记分).
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列{an·bn}的前n项和Tn.
解 选①:
(1)设等差数列{an}的公差为d,
∵2a1=2,a2+a8=10,
∴2a1+8d=10,∴a1=1,d=1,
∴an=1+(n-1)×1=n,
由b1=2,λSn=bn-1,
当n=1时,有λS1=λb1=b1-1,
则λ=,
当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=2(bn-1)-2(bn-1-1),
即bn=2bn-1,
所以{bn}是一个以2为首项,2为公比的等比数列.
∴bn=2×2n-1=2n.
(2)由(1)知an·bn=n·2n,
∴Tn=1×21+2×22+3×23+…+n×2n,①
2Tn=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1,②
①-②得,-Tn=2+22+23+…+2n-n×2n+1=-n×2n+1,
∴Tn=(n-1)×2n+1+2.
选②:
(1)设等差数列{an}的公差为d,
∵2a1=2,a2+a8=10,
∴2a1+8d=10,∴a1=1,d=1,
∴an=1+(n-1)×1=n,
∴a4=4,
设等比数列{bn}的公比为q(q>0),
∵a4=S3-2S2+S1,
∴a4=(S3-S2)-(S2-S1)=b3-b2=b1q2-b1q,
又∵a4=4,b1=2,
∴q2-q-2=0,解得q=2,或q=-1(舍),
∴bn=2×2n-1=2n.
(2)解法同选①的第(2)问解法相同.
选③:
(1)设等差数列{an}的公差为d,
∵2a1=2,a2+a8=10,
∴2a1+8d=10,∴a1=1,d=1,
∴an=1+(n-1)×1=n,
∵bn=a1=1,b1=2,
令n=1,得b1=即2=2λ,
∴λ=1,∴bn=
∴bn=2n.
(2)解法同选①的第(2)问解法相同.
20.(12分)某商场销售某件商品的经验表明,该商品每日的销量y (单位:千克)与销售价格x (单位:元/千克)满足关系式y=+10(x-6)2,其中3
(2)若该商品的成本为3元/千克,试确定销售价格x的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大,并求出最大值.
解 (1)∵x=5时,y=11,
由函数式y=+10(x-6)2,
得+10=11,∴a=2.
(2)由(1)知该商品每日的销售量y=+10(x-6)2,
∴商场每日销售该商品所获得的利润为
f(x)=(x-3)=2+10(x-3)(x-6)2,3
当3
当4
∴当销售价格为4元/千克时,商场每日销售该商品所获得的利润最大,最大值为42.
21.(12分)在等差数列{an}中,a2=3,a5=9,等比数列{bn}中,b1=a2,b2=a5.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若cn=anbn,求数列{cn}的前n项和Tn.
解 (1)在等差数列{an}中,设首项为a1,公差为d.
由a2=3,a5=9,
得解得
所以an=2n-1.
又设的公比为q,
由b1=a2=3,b2=a5=9,得q=3,所以bn=3n.
(2)cn=anbn=(2n-1)·3n,
Tn=3+3×32+5×33+…+(2n-1)×3n,①
3Tn=32+3×33+5×34+…+(2n-3)×3n+(2n-1)×3n+1,②
由①-②得
-2Tn=3+2(32+33+34+…+3n)-(2n-1)×3n+1
=3+2×-(2n-1)×3n+1
=-6+2(1-n)×3n+1,
所以Tn=3+(n-1)·3n+1.
22.(12分)已知函数f(x)=ln x-ax2+x,a∈R.
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;
(2)讨论f(x)的单调性.
解 (1)当a=0时,f(x)=ln x+x,
f′(x)=+1, f′(e)=1+,f(e)=e+1,
故切线方程是y-(e+1)=(x-e),
即y=x.
(2)f′(x)=,x>0,
①当a≤0时,显然f′(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当a>0时,令f′(x)==0,
则-2ax2+x+1=0,易知其判别式为正,
设方程的两个根分别为x1,x2(x1
令f′(x)>0得x∈(0,x2),
其中x2=,
∴函数f(x)在上单调递增,
在上单调递减.
综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.
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