【最新版】高中数学高三培优小题练阶段滚动检测(四)
展开一、选择题(本大题共12题,每小题5分,共60分)
1.已知集合M={x|x2<4},N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\| (\a\vs4\al\c1(\f(x+1,x-3)<0)))),则集合M∩N等于( )
A.{x|x<-2} B.{x|x>3}
C.{x|-1
解析 由x2<4解得-2
解得-1
A.eq \f(\r(2),5) B.eq \f(1,5) C.eq \f(2,5) D.eq \f(\r(10),5)
答案 D
解析 (2-i)z=1+i,∴z=eq \f(1+i,2-i)=eq \f(1+i2+i,5)=eq \f(1+3i,5),∴z=eq \f(1,5)+eq \f(3,5)i,∴|z|=eq \f(\r(10),5).
3.(2022·榆林模拟)已知向量m=(λ+1,1),n=(λ+2,2),若(m+n)⊥(m-n),则λ等于( )
A.-4 B.-3 C.-2 D.-1
答案 B
解析 ∵(m+n)⊥(m-n),
∴(m+n)·(m-n)=0,
∴|m|2=|n|2,即(λ+1)2+1-[(λ+2)2+4]=0,
∴λ=-3.
4.(2022·新乡模拟)请阅读下列材料:若两个正实数a1,a2,满足aeq \\al(2,1)+aeq \\al(2,2)=2,求证:a1+a2≤2.
证明:构造函数f(x)=(x-a1)2+(x-a2)2=2x2-2(a1+a2)x+2,因为对一切实数x,恒有f(x)≥0,所以Δ≤0,即4(a1+a2)2-16≤0,所以a1+a2≤2.
根据上述证明方法,若n个正实数a1,a2,…,an,满足aeq \\al(2,1)+aeq \\al(2,2)+…+aeq \\al(2,n)=2n,你能得到的结论是( )
A.a1+a2+…+an≤eq \r(n)
B.a1+a2+…+an≤eq \f(\r(2)n,2)
C.a1+a2+…+an≤n
D.a1+a2+…+an≤eq \r(2)n
答案 D
解析 设函数f(x)=(x-a1)2+(x-a2)2+…+(x-an)2=nx2-2(a1+a2+…+an)x+2n,因为对一切实数x,恒有f(x)≥0,
所以Δ≤0,即4(a1+a2+…+an)2-8n2≤0,
所以a1+a2+…+an≤eq \r(2)n.
5.已知A=[1,+∞),B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x∈R\b\lc\| (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)a≤x≤2a-1)))),若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),1))
C.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3),+∞)) D.(1,+∞)
答案 A
解析 因为A∩B≠∅,所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2a-1≥1,,2a-1≥\f(1,2)a,))解得a≥1.
6.(2022·合肥模拟)射线测厚技术原理公式为I=I0e-ρμt,其中I0,I分别为射线穿过被测物前后的强度,e是自然对数的底数,t为被测物厚度,ρ为被测物的密度,μ是被测物对射线的吸收系数.工业上通常用镅241(241Am)低能γ射线测量钢板的厚度.若这种射线对钢板的半价层厚度为0.8,钢的密度为7.6,则这种射线的吸收系数为( )
(注:半价层厚度是指将已知射线强度减弱为一半的某种物质厚度,ln 2≈0.693 1,结果精确到0.001)
A.0.110 B.0.112 C.0.114 D.0.116
答案 C
解析 由题意可得,t=0.8,ρ=7.6,eq \f(I,I0)=eq \f(1,2),因为I=I0e-ρμt,所以eq \f(1,2)=e-7.6×0.8×μ,即μ=eq \f(ln 2,7.6×0.8)≈eq \f(0.693 1,6.08)≈0.114.所以这种射线的吸收系数为0.114.
7.已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,DC上,BC=3BE,DC=λDF,若eq \(AE,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=1,则λ的值为( )
A.3 B.2 C.eq \f(3,2) D.eq \f(5,2)
答案 B
解析 由题意可得,
eq \(AE,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BE,\s\up6(→)))(eq \(AD,\s\up6(→))+eq \(DF,\s\up6(→)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\(AB,\s\up6(→))+\f(1,3)\(BC,\s\up6(→))))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\(BC,\s\up6(→))+\f(1,λ)\(AB,\s\up6(→))))=eq \f(1,λ)eq \(AB,\s\up6(→))2+eq \f(1,3)eq \(BC,\s\up6(→))2+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3λ)+1))eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(BC,\s\up6(→)),
且eq \(AB,\s\up6(→))2=eq \(BC,\s\up6(→))2=4,eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(BC,\s\up6(→))=2×2×cs 120°=-2,
故eq \f(4,λ)+eq \f(4,3)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3λ)+1))×(-2)=1,解得λ=2.
8.(2022·黑龙江实验中学模拟)已知公比为q的等比数列{an}的首项a1>0,则“q>1”是“a7>a5”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
答案 A
解析 由于公比为q的等比数列{an}的首项a1>0,
所以a7>0,a5>0,
若a7>a5,
则a5q2>a5,
所以q2>1,
即q>1或q<-1,所以公比为q的等比数列{an}的首项a1>0,
则“q>1”是“a5>a3”的充分不必要条件.
9.(2022·张家口质检)现有六名百米运动员参加比赛,甲、乙、丙、丁四名同学猜测谁跑了第一名.甲猜不是C就是E;乙猜不是F;丙猜不是B,C,D中任一个;丁猜是A,B,D其中之一,若四名同学中只有一名同学猜对,则猜对的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案 C
解析 若甲的猜测是对的,即第一名在C与E中产生,其他人猜测都是错误的,则乙的猜测是错误的,即得到第一名的是F,矛盾,故甲的猜测是错误的;
若乙的猜测是正确的,则第一名在A,B,C,D,E中产生,则丙的猜测是错误的,即得到第一名的是B,C,D中的一个;丁的猜测是错误的,即得到第一名不是A,B,D中的一个,故第一名一定是C,而甲的猜测也是错误的,即得到第一名的不可能是C,故矛盾,故乙的猜测是错误的;
若丙的猜测是正确的,即第一名不是B,C,D中任一个,是A,E,F中的一个,因为甲的猜测是错误的,故第一名不是C,E,则是A,F中的一个,因为乙的猜测是错误的,即得到第一名的是F,故得到第一名的一定是F,这时也满足丁的猜测是错误的,故正确答案是丙;
若丁的猜测是正确的,即第一名是A,B,D其中之一,则乙的猜测是错误的,即得到第一名的是F,矛盾.
10.(2022·胶州模拟)若a>b>1,0
解析 用特殊值法,令a=3,b=2,c=eq \f(1,2)得
>,选项A错误;
3×>2×,选项B错误;
lg3eq \f(1,2)>lg2eq \f(1,2),选项D错误;
∵algbc-blgac=lg c·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,lg b)-\f(b,lg a)))
=lg c·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg aa-lg bb,lg blg a))),
a>b>1,
∴1
∵0
∴algbc
A.在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2)))上单调递增
B.其图象关于直线x=eq \f(π,2)对称
C.函数g(x)是偶函数
D.在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(2π,3)))上的值域为[-eq \r(3),2]
答案 D
解析 f(x)=sin ωx+eq \r(3)cs ωx=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3))),
由函数f(x)的零点构成一个公差为eq \f(π,2)的等差数列,
得周期T=π,即ω=2,
即f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))),
把函数f(x)的图象沿x轴向右平移eq \f(π,6)个单位长度,得到函数g(x)的图象,
则g(x)=2sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))+\f(π,3)))=2sin 2x,
当2kπ+eq \f(π,2)≤2x≤2kπ+eq \f(3π,2),即kπ+eq \f(π,4)≤x≤kπ+eq \f(3π,4)(k∈Z)时,y=g(x)单调递减,故y=g(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2)))上单调递减,
当2x=kπ+eq \f(π,2),即x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,4)(k∈Z)时,y=g(x)的图象关于直线x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,4)(k∈Z)对称,且为奇函数,
故选项A,B,C错误,
当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(2π,3)))时,2x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(4π,3))),函数g(x)的值域为[-eq \r(3),2],
故选项D正确.
12.若定义域为R的函数f(x)的导函数为f′(x),并且满足f(x)
B.f(2 021)-ef(2 020)>2(e-1)
C.f(2 021)-ef(2 020)>2(e+1)
D.f(2 021)-ef(2 020)<2(e+1)
答案 B
解析 由题可知f(x)
令g(x)=eq \f(fx+2,ex),
而ex>0,则g′(x)=eq \f(f′x-fx-2,ex)>0,
所以g(x)在R上单调递增,
故g(2 021)>g(2 020),即eq \f(f2 021+2,e2 021)>eq \f(f2 020+2,e2 020),
故f(2 021)+2>ef(2 020)+2e,
即f(2 021)-ef(2 020)>2e-2,
所以f(2 021)-ef(2 020)>2(e-1).
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.(2022·南通模拟)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1≠0,a3=3a2,则eq \f(S10,S5)的值为________.
答案 eq \f(16,3)
解析 由a3=3a2得a1+2d=3(a1+d),即d=-2a1,
所以eq \f(S10,S5)=eq \f(10a1+\f(10×9,2)d,5a1+\f(5×4,2)d)=eq \f(10a1-90a1,5a1-20a1)=eq \f(16,3).
14.(2022·泰安模拟)已知2sin 2α=cs α=sin β,且α,β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),则cs(2α+β)=________.
答案 -eq \f(1,4)
解析 由2sin 2α=cs α,得4sin αcs α=cs α,
因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),所以cs α≠0,所以sin α=eq \f(1,4),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),
由cs α=sin β=eq \f(\r(15),4),可得α+β=eq \f(π,2),
所以cs(2α+β)=-sin α=-eq \f(1,4).
15.(2022·南通模拟)设函数f(x)的定义域为R,f(x)为偶函数,f(x+1)为奇函数,当x∈[1,2]时,f(x)=a·2x+b,若f(0)+f(1)=-4,则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,2)))=________.
答案 4-4eq \r(2)
解析 根据题意,由f(x+1)为奇函数,得f(x)关于点(1,0)对称,
故f(1)=0,
即2a+b=0,
∵f(0)+f(2)=0,
∴f(0)=-f(2)=-(4a+b),
又f(0)+f(1)=-4,
∴f(0)=-4,
即4a+b=4,
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2a+b=0,,4a+b=4,)) 解得a=2,b=-4,
∵f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,2)))+f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)))=0,
∴f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,2)))=-f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)))=-f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))
=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×2\f(3,2)-4))=4-4eq \r(2).
16.对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a,b,c,d∈R,a≠0)有如下定义:设f′(x)是函数f(x)的导函数,f″(x)是函数f′(x)的导函数,若方程f″(x)=0有实数解m,则称点(m,f(m))为函数y=f(x)的“拐点”.若点(1,-3)是函数g(x)=x3-ax2+bx-5(a,b∈R)的“拐点”,也是函数g(x)图象上的点,则函数h(x)=eq \f(1,3)asin x+bcs2x的最大值是______.
答案 eq \f(65,16)
解析 g′(x)=3x2-2ax+b,g″(x)=6x-2a,
由题意知g″(1)=0,则a=3,
又g(1)=-3,得b=4,
所以h(x)=sin x+4cs2x=sin x-4sin2x+4,
令sin x=t,则t∈[-1,1],
即求y=-4t2+t+4,t∈[-1,1]时的最大值,
当t=eq \f(1,8)时,y有最大值eq \f(65,16).
三、解答题(本大题共6小题,共70分)
17.(10分)已知向量m=(sin α-2,-cs α),n=(-sin α,cs α),其中α∈R.
(1)若m⊥n,求α的值;
(2)若|m-n|=eq \r(2),求cs 2α的值.
解 (1)向量m=(sin α-2,-cs α),
n=(-sin α,cs α),
若m⊥n,则m·n=0,
即为-sin α(sin α-2)-cs2α=0,
即sin α=eq \f(1,2),可得α=2kπ+eq \f(π,6)或2kπ+eq \f(5π,6),k∈Z.
(2)若|m-n|=eq \r(2),即有(m-n)2=2,
即(2sin α-2)2+(-2cs α)2=2,
即为4sin2α+4-8sin α+4cs2α=2,
即有8-8sin α=2,可得sin α=eq \f(3,4),
即有cs 2α=1-2sin2α=1-2×eq \f(9,16)=-eq \f(1,8).
18.(12分)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且eq \r(3)a-csin B=eq \r(3)bcs C.
(1)求角B的大小;
(2)若a=3,c=2,D为BC边上一点,CD=eq \f(1,5)DB,求sin∠BDA的值.
解 (1)因为eq \r(3)a-csin B=eq \r(3)bcs C,
由正弦定理可得eq \r(3)sin A-sin Bsin C
=eq \r(3)sin Bcs C,
所以eq \r(3)sin(B+C)-sin Bsin C=eq \r(3)sin Bcs C,
即得eq \r(3)cs Bsin C+eq \r(3)sin Bcs C-sin Bsin C=eq \r(3)sin Bcs C,
可得eq \r(3)cs Bsin C=sin Bsin C,
因为C∈(0,π),
则sin C>0,
则有tan B=eq \r(3),
又B∈(0,π),
所以B=eq \f(π,3).
(2)因为a=3,由CD=eq \f(1,5)DB可得,DB=eq \f(5,2).
在△ABD中,AD2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2)))2+22-2×eq \f(5,2)×2cs eq \f(π,3)=eq \f(21,4),
所以AD=eq \f(\r(21),2).
在△ABD中,由正弦定理得,eq \f(AB,sin∠BDA)=eq \f(AD,sin B),
即eq \f(2,sin∠BDA)=eq \f(\r(21),2sin \f(π,3)).
所以sin∠BDA=eq \f(2\r(7),7).
19.(12分)(2022·昆明模拟)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a3n=3an-2,且S5-S3=4a2.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,Sn)))的前n项和为Tn,证明:Tn
即a1+2d=3a1-2,故a1=d+1.①
由S5-S3=4a2
得a4+a5=4a2,
所以2a1=3d.②
由①②解得a1=3,d=2.
所以数列{an}的通项公式为an=2n+1.
(2)证明 由(1)可得Sn=eq \f(na1+an,2)=eq \f(n3+2n+1,2)=n2+2n,
所以eq \f(1,Sn)=eq \f(1,n2+2n)=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+2))),
故Tn=eq \f(1,2)eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(1,3)))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(1,4)))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-\f(1,5)))))
eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(+…+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,n)-\f(1,n+2)))))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,2)-\f(1,n+1)-\f(1,n+2)))
=eq \f(3,4)-eq \f(2n+3,2n+1n+2).
因为eq \f(2n+3,2n+1n+2)>0,
所以Tn
(1)求角C的大小;
(2)当△ABC外接圆半径R=1时,求△ABC面积的最大值,并判断此时△ABC的形状.
解 (1)∵eq \f(a,c+b-a)=eq \f(c-b+a,b),
∴c2-(b-a)2=ab,即b2+a2-c2=ab,
由余弦定理可得cs C=eq \f(a2+b2-c2,2ab)=eq \f(1,2),
又角C为△ABC的内角,∴0
又由正弦定理可得2R=eq \f(c,sin C),则c=2Rsin C=eq \r(3),
∴b2+a2-3=ab,则ab+3=a2+b2≥2ab,
∴ab≤3,当且仅当a=b=eq \r(3)时等号成立,
则△ABC的面积S△ABC=eq \f(1,2)absin C=eq \f(\r(3),4)ab≤eq \f(3\r(3),4).
即△ABC的面积的最大值是eq \f(3\r(3),4),当且仅当a=b=c=eq \r(3)时等号成立,
此时△ABC是等边三角形.
21.(12分)(2022·平顶山、许昌质检)已知数列{an}满足an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*),且a1=1,a2=3.
(1)求证:数列{an+1-an}是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=(n+1)an,求数列{bn}的前n项和Sn.
解 (1)由题意,数列{an}满足an+1=3an-2an-1(n≥2,n∈N*),
可得an+1-an=2(an-an-1),n≥2,n∈N*,
即eq \f(an+1-an,an-an-1)=2,n≥2,n∈N*,
所以{an+1-an}是以2为公比,以a2-a1=2为首项的等比数列,
所以an+1-an=2n,n∈N*,
又由an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1(n≥2).
当n=1时,a1=1成立,
所以数列{an}的通项公式为an=2n-1.
(2)由(1)可得bn=(n+1)an=(n+1)2n-(n+1),
所以Sn=2×21+3×22+…+(n+1)×2n-(2+3+…+n+1).
令A=2×21+3×22+…+(n+1)×2n,
则2A=2×22+3×23+…+n×2n+(n+1)×2n+1,
两式相减得-A=4+(22+23+…+2n)-(n+1)×2n+1=-n×2n+1,
解得A=n×2n+1,
又由2+3+…+n+1=eq \f(nn+3,2),
即Sn=n×2n+1-eq \f(nn+3,2).
22.(12分)已知函数f(x)=x+2xln x.
(1)若直线l过点(0,-2),且与曲线y=f(x)相切,求直线l的方程;
(2)若∀x>1时,f(x)-kx+k>0成立,求整数k的最大值.
解 (1)设直线l的方程为y=klx-2,切点坐标为(x0,y0),则y0=x0+2x0ln x0.
因为f′(x)=1+2ln x+2=3+2ln x.
所以kl=f′(x0)=3+2ln x0=eq \f(y0+2,x0)=eq \f(x0+2+2x0ln x0,x0),解得x0=1.
所以kl=3,所以直线l的方程为y=3x-2.
(2)由题意知,∀x>1,eq \f(x+2xln x,x-1)>k恒成立,
即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x+2xln x,x-1)))min>k,令g(x)=eq \f(x+2xln x,x-1),
所以g′(x)=eq \f(3+2ln xx-1-x+2xln x,x-12)
=eq \f(2x-2ln x-3,x-12).
设h(x)=2x-2ln x-3,所以h′(x)=eq \f(2x-1,x)>0,
所以h(x)在(1,+∞)上单调递增.
又h(2)=1-2ln 2<0,heq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2)))=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-ln\f(5,2)))>0,
所以存在x0∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(5,2))),当x∈(2,x0)时,h(x)<0,当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0,\f(5,2)))时,h(x)>0,
所以g(x)在(2,x0)上单调递减,在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0,\f(5,2)))上单调递增.
所以g(x)min=g(x0)=eq \f(x0+2x0ln x0,x0-1),
而h(x0)=2x0-2ln x0-3=0,
所以g(x)min=eq \f(2x\\al(2,0)-2x0,x0-1)=2x0.
所以k<2x0∈(4,5),所以kmax=4.
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