河南省安阳市林州市晋豫名校联盟2024-2025学年高三上学期10月月考数学试卷(PDF版附解析)
展开三、填空题
12.eq \f(1,3) 【解析】 由题意得4a+b=2,又a>0,b>0,所以eq \f(1,a)+eq \f(1,b)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a)+\f(1,b)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4a+b))·eq \f(1,2)=eq \f(1,2)(4+eq \f(b,a)+eq \f(4a,b)+1)≥eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5+2\r(\f(b,a)·\f(4a,b))))=eq \f(9,2)(当且仅当a=eq \f(1,3),b=eq \f(2,3)时,取“=”).故答案为eq \f(1,3).
13.an=eq \f(2n-1,2n+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n∈N*))(不写n∈N*,只要通项公式正确就给满分) 【解析】 由题意可得an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-1))Tn,所以当n≥2时,有an-1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-3))Tn-1,故由题意两式相除得eq \f(an,an-1)=eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-1))Tn,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-3))Tn-1)=eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-1))an,2n-3),因为Tn≠0,则an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n-1))Tn≠0,因此当n≥2时,eq \f(1,an-1)=eq \f(2n-1,2n-3),即an-1=eq \f(2n-3,2n-1),则an=eq \f(2n-1,2n+1),所以a1=eq \f(2×1-1,2×1+1)=eq \f(1,3),符合题意.故答案为an=eq \f(2n-1,2n+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n∈N*)).
14.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-2,0))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞)) 【解析】 由an+1>an,得an>0时,q>1;an<0时,0
0时,q>3;当a10<0时,q<3,又00,即q>3时,g′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(q))>0,geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(q))单调递增,又geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3))=0,当q→+∞时,g(q)→+∞,故a10=g(q)∈(0,+∞),当a10<0,即0四、解答题
15.解:(1)由题得数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,3n)))是以eq \f(a1,31)=1为首项,3为公差的等差数列,则eq \f(an,3n)=1+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n-1))×3=3n-2,(2分)
所以an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-2))×3n,且an+1-an=(3n+1)×3n+1-(3n-2)×3n=(6n+5)×3n>0,(5分)
故数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(an))单调递增.(6分)
(2)由题意可得Sn=1×31+4×32+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-2))×3n ①,(7分)
①×3得,3Sn=1×32+4×33+…+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-2))×3n+1 ②,(9分)
①-②得,-2Sn=3+33+34+…+3n+1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-2))×3n+1=3+eq \f(27\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-1-1)),3-1)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3n-2))×3n+1,(11分)
故Sn=eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(6n-7))×3n+1+21,4).(13分)
16.解:(1)由正弦定理及倍角公式得2cs C=eq \f(a,b)sin 2B+eq \f(b,a)sin 2A=eq \f(sin A,sin B)·sin 2B+eq \f(sin B,sin A)·sin 2A=2sin Acs B+2sin Bcs A=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A+B))=2sin C,(4分)
得cs C=sin C,即tan C=1,C∈(0,π),故C=eq \f(π,4).(7分)
(2)由余弦定理可得c2=4=a2+b2-eq \r(2)ab≥(2-eq \r(2))ab,(10分)
解得ab≤4+2eq \r(2),(12分)
当且仅当a=b时取等号,(13分)
△ABC的面积为S=eq \f(absin C,2)≤eq \r(2)+1,
故△ABC面积的最大值为eq \r(2)+1.(15分)
17.解:(1)由题意可知feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x>0,x+1>0,x+1≠1)),即x∈(0,+∞).(3分)
(2)由题意可得f′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=eq \f(\f(x+1,x)ln\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+1))-ln x-ln a,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+1))\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ln\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+1))))\s\up12(2)),令函数heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=eq \f(x+1,x)lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+1))-ln x,(6分)
则h′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=eq \f(-ln\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+1)),x2)<0在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞))上恒成立,
所以heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞))上单调递减,当x→0时,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=eq \f(ln(x+1),x)+lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,x)))→+∞,当x→+∞时,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=eq \f(ln(x+1),x)+lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,x)))→0,(8分)
则有:①当ln a≤0,即a∈eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,1))时,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))-ln a≥0,即f′(x)≥0在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞))上恒成立,
即feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞))上单调递增,无极大值,不合题意,故舍去;(10分)
②当ln a>0,即a∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,+∞))时,存在x0∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,+∞)),使得heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0))=ln a,此时,当eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,x0))时,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))-ln a>0⇒f′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))>0,(12分)
当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0,+∞))时,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))-ln a<0⇒f′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))<0,
则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,x0))上单调递增,在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0,+∞))上单调递减,
所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))存在极大值feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0)),符合题意.综上所述a∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,+∞)).(15分)
18.解:(1)由题意可得feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0))=0,f′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=aeax-1,
则f′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0))=a-1≥0为必要条件,
证明:当a≥1时,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))≥0,即feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))≥ex-x-1≥0,令geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=ex-x-1,当x≥0时,
g′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=ex-1≥0,g(x)单调递增,
∴geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))≥geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0))=0成立,(5分)
∴amin=1.(6分)
(2)由(1)知ex≥x+1,x=0时等号成立,而an>0,xan>0,(7分)
,(11分)
又因为1+x=eq \f(1-x2,1-x),1+x2=eq \f(1-x4,1-x2),…,,(x≠1),(14分)
∴>eq \f(1-x2,1-x)·eq \f(1-x4,1-x2)…·(x≠1),故原不等式得证.(17分)
19.解:(1)由题有S5=4+1=5,设等差数列{an}的公差为d.
则S5=a1+a2+a3+a4+a5=5a1+10d=5,即a3=a1+2d=1.(3分)
(2)(ⅰ)由题,a1+a2+a3+…+am+1=m+r,eq \f(1,a1)+eq \f(1,a2)+eq \f(1,a3)+…+eq \f(1,am+1)=m+eq \f(1,r).(4分)
不妨设a1为{an}中的最小项.
①当a1≤r时,易有;(6分)
②当时,由正项数列,
有 ,(8分)
而, (9分)
故,得证,由①②可得,故原不等式得证. (10分 )
(ⅱ)Tm+1的最小值的表达式为m+r2.(12分)
当a1=r,a2=a3=…=am+1=1时,Tm+1=m+r2.(13分)
接下来证明Tm+1≥m+r2.
由于, (15分)
由(2)(i),,
则,(16分)
等号当且仅当a1=r,a2=a3=…=am+1=1时成立,故Tm+1的最小值的表达式为m+r2.(17分)
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