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岳阳市第十六中高一月考数学试卷
一、选择题(每小题5分,满分60分)
1.角α的终边过点(﹣2,4),则cosα=( )
A. B. C. D.
2.在平面直角坐标系xOy中,以x的非负半轴为始边作两个锐角α,β,它们的终边分别与单位圆交于点A,B,已知A的横坐标为,B的纵坐标为,则2α+β=( )
A.π B.π C.π D.π
3.等比数列{an}中,Sn是其前n项和,若S5=3,S10=9,则S15的值为( )
A.27 B.21 C.18 D.15
4.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足bcosC=a,则△ABC的形状是( )
A.等边三角形 B.锐角三角形
C.直角三角形 D.钝角三角形
5.设ω∈N*且ω≤15,则使函数y=sinωx在区间[,]上不单调的ω的个数是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
6.已知A,B,C,D,E是函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<一个周期内的图象上的五个点,如图所示,,B为y轴上的点,C为图象上的最低点,E为该函数图象的一个对称中心,B与D关于点E对称,在x轴上的投影为,则ω,φ的值为( )
A.ω=2,φ= B.ω=2,φ= C.ω=,φ= D.ω=,φ=
7.《算法通宗》是我国古代内容丰富的数学名书,书中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红灯向下倍加增,共灯三百八十一,请问塔顶几盏灯?”其意思为“一座塔共七层,从塔顶至塔底,每层灯的数目都是上一层的2倍,已知这座塔共有381盏灯,请问塔顶有几盏灯?”
A.3 B.4 C.5 D.6
8.设Sn,Tn分别是等差数列{an},{bn}的前n项和,若a5=2b5,则=( )
A.2 B.3 C.4 D.6
9.在△ABC中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,=a,a=2,若b∈[1,3],则c的最小值为( )
A.2 B.3 C.2 D.2
10.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地,请问第二天走了( )
A.24里 B.48里 C.96里 D.192里
11.已知定义在[0,+∞)上的函数f(x)满足f(x)=2f(x+2),当x∈[0,2)时,f(x)=﹣2x2+4x.设f(x)在[2n﹣2,2n)上的最大值为an(n∈N*),且{an}的前n项和为Sn,则Sn=( )
A. B.C. D.
12.如图①,这个美妙的螺旋叫做特奥多鲁斯螺旋,是由公元5世纪古希腊哲学家特奥多鲁斯给出的,螺旋由一系列直角三角形组成(图②),第一个三角形是边长为1的等腰直角三角形,以后每个直角三角形以上一个三角形的斜边为直角边,另一个直角边为1.将这些直角三角形在公共顶点处的角依次记为α1,α2,α3,…,则与α1+α2+α3+α4最接近的角是( )
参考值:tan55°≈1.428,tan60°≈1.732,tan65°≈2.145,
A.120° B.130° C.135° D.140°
二.填空题(每题5分,共20分)
13.设α为锐角,若cos()=,则sin(α﹣)= .
14.已知cos(x+)=,<x<,则= .
15.已知数列{nan}的前n项和为Sn,且an=2n,则使得Sn﹣nan+1+50<0的最小正整数n的值为 .
16.设数列{an}的各项都是正数,且对任意n∈N*,都有4Sn=an2+2an,其中Sn为数列{an}的前n项和,则数列{an}的通项公式为an= .
三.解答题(共6题,共70分)
17.(10分)已知=(sinx,cosx),=(cosφ,sinφ)(|φ|<).函数f(x)=• 且
f(﹣x)=f(x).(1)求f(x)的解析式及单调递增区间:
(2)将f(x)的图象向右平移单位得g(x)的图象,若g(x)+1≤ax+cosx在x∈[0,]上恒成立,求实数a的取值范围.
18.(12分)等差数列{an}中,其前n项和为Sn,且,等比数列{bn}中,其前n项和为Tn,且,(n∈N*)
(1)求an,bn;
(2)求{anbn}的前n项和Mn.
19.(12分)已知函数f(x)=sinωxsin(+ωx)﹣cos2ωx﹣(ω>0),其图象两相邻对称轴间的距离为.
(Ⅰ)求ω的值;
(Ⅱ)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c=,f(C)=0,若向量=(1,sinA)与向量=(3,sinB)共线,求a,b的值.
20.(12分)已知二次函数f(x)=x2+x.数列{an}的前n项和为Sn,点(n,Sn)(n∈N*)在二次函数y=f(x)的图象上.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=anan+1cos[(n+1)π](n∈N*),数列{bn}的前n项和为Tn,若Tn≥tn2对n∈N*恒成立,求实数t的取值范围;
(Ⅲ)在数列{an}中是否存在这样一些项:,,a,…,a这些项都能够构成以a1为首项,q(0<q<5)为公比的等比数列{a}?若存在,写出nk关于k的表达式;若不存在,说明理由.
21.(12分)已知函数f(x)=2sinxcosx+2cos2x(x∈R).
(1)求函数f(x)的值域;
(2)在△ABC中,角A、B、C的对边分另为a、b、c,且f(A)=2,b=2,,求△ABC的面积S的值.
22.(12分)已知数列{an}、{bn}满足:a,an+bn=1,b;
(1)求b1、b2、b3、b4;
(2)求证:数列{}是等差数列,并求{bn}的通项公式;
(3)设Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1,若不等式4aSn<bn对任意n∈N*恒成立,求实数a的取值范围.
参考答案,仅供参考,如有错误,请谅解
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.B
【解析】角α的终边过点(﹣2,4),,所以,
2.D
【解析】由题意可得,A的纵坐标为,B的横坐标为,
即A(,)、B(,),∴tanα=2,tanβ=,
可得α∈(,),β∈(0,),∴2α+β∈(,).
∵tan2α==﹣,∴tan(2α+β)==﹣1,
∴2α+β=,
3.B
【解析】若q=1,则S10=9≠2S5,则不成立,
则q≠1,
则S5,S10﹣S5,S15﹣S10,成等比数列,
即3,6,S15﹣9,成等比数列,
则S15﹣9=12,
解得S15=12+9=21,
4.C
【解析】在△ABC中,∵bcosC=a,
∴由余弦定理可得:cosC==,整理可得:a2+c2=b2,
∴利用勾股定理可得△ABC的形状是直角三角形.
5.C
【解析】根据正弦函数图象及性质:
对称轴方程为ωx=+kπ,(k∈Z).
解得:x=+,(k∈Z).
∵函数y=sinωx在区间[,]上不单调,
∴<+<,(k∈Z),
解得:1.5+3k<ω<2+4k,(k∈Z).
由题意:ω∈N*且ω≤15,
当k=0时,1.5<ω<2,此时ω没有正整数可取;
当k=1时,4.5<ω<6,此时ω可以取:5;
当k=2时,7.5<ω<10,此时ω可以取:8,9;
当k=3时,10.5<ω<14,此时ω可以取:11,12,13;
当k=4时,13.5<ω<18,此时ω可以取:14,15;
∴ω∈N*且ω≤15,y=sinωx在区间[,]上不单调时,ω可以4个数,
即5,8,9,11,12,13;14,15.
6.B
【解析】因为A,B,C,D,E是函数y=sin(ωx+ϕ)(ω>0,0<ϕ<一个周期内的图象上的五个点,如图所示,
,B为y轴上的点,C为图象上的最低点,E为该函数图象的一个对称中心,B与D关于点E对称,
在x轴上的投影为,
所以T=4×()=π,所以ω=2,因为,
所以0=sin(﹣+ϕ),0<ϕ<,ϕ=.
7.A
【解析】由题意设塔顶有a盏灯,
由题意由上往下数第n层就有2n﹣1•a盏灯,
∴共有(1+2+4+8+16+32+64)a=381盏灯,
即.
解得:a=3.
8.A
【解析】根据题意:
=
=
=
=2.
9.B
【解析】由=a,
可得:,
即:3cosC=sinC,可得:tanC=,
故:cosC=,
所以:c=(b﹣)2+9,
因为:b∈[1,3],
所以:当b=时,c取得最小值3.
10.C
【解析】由题意可知此人每天走的步数构成为公比的等比数列,
由题意和等比数列的求和公式可得=378,
解得a1=192,∴第此人二天走192×=96步
11.B
【解析】∵定义在[0,+∞)上的函数f(x)满足f(x)=2f(x+2),
∴f(x+2)=f(x),
∴f(x+4)=f(x+2)=f(x),f(x+6)=f(x+4)=f(x),…f(x+2n)=f(x)
设x∈[2n﹣2,2n),则x﹣(2n﹣2)∈[0,2)
∵当x∈[0,2)时,f(x)=﹣2x2+4x.
∴f[x﹣(2n﹣2)]=﹣2[(x﹣(2n﹣2)]2+4[x﹣(2n﹣2)].
∴=﹣2(x﹣2n+1)2+2
∴f(x)=21﹣n[﹣2(x﹣2n+1)2+2],x∈[2n﹣2,2n),
∴x=2n﹣1时,f(x)的最大值为22﹣n
∴an=22﹣n
∴{an}表示以2为首项,为公比的等比数列
∴{an}的前n项和为Sn==
12.C
【解析】由题意可得,α1、α2、α3、α4最都是锐角,且α1=45°,tanα2==,tanα3==,
∴α3=30°,tanα4==,∴α1+α3=75°.
又tan(α2+α4)===≈1.87≈tan60°,
故(α2+α4)接近60°,故与α1+α2+α3+α4最接近的角是75°+60°=135°,
二.填空题(每题5分,共20分)
13.
【解析】∵α为锐角,cos()=为正数,
∴α+是锐角,sin(α+)=,
∴sin(α﹣)=sin[(α+)﹣]
=sin(α+)cos﹣cos(α+)sin
=﹣=,
故答案为:.
14. ﹣
【解析】∵cos(x+)=(cosx﹣sinx)=,
∴cosx﹣sinx=,
两边平方得:cos2x+sin2x﹣2sinxcosx=1﹣2sinxcosx=,即2sinxcosx=,
∵cosx+sinx=sin(x+),且<x+<2π,
∴cosx+sinx<0,
∴(cosx+sinx)2=1+2sinxcosx=,
开方得:cosx+sinx=﹣,
则原式===﹣=﹣.
故答案为:﹣
15. 5
【解析】由an=2n,得an+1=2n+1,
nan=n•2n,
则,
∴,
两式作差得:=,
∴,
则由Sn﹣nan+1+50<0,得(n﹣1)•2n+1+2﹣n•2n+1+50<0,
即2n+1>52,∴n+1>5,则n>4.
∴最小正整数n的值为5.
故答案为:5.
16. 2n
【解析】当n=1时,由4S1=a12+2a1,a1>0,得a1=2,
当n≥2时,由4an=4Sn﹣4Sn﹣1=(an2+2an)﹣(an﹣12+2an﹣1),
得(an+an﹣1)(an﹣an﹣1﹣2)=0,
因为an+an﹣1>0,所以an﹣an﹣1=2,
故an=2+(n﹣1)×2=2n.
故答案为:2n.
三.解答题(共6题,共70分)
17.解:(1)∵f(x)=•=sinxcosφ+cosxsinφ=sin(x+φ),
再由f(﹣x)=f(x)可知函数f(x)的图象关于直线x=对称,
∴+φ=+kπ,k∈Z,又|φ|<,∴φ=
∴f(x)=sin(x+),
由2kπ﹣≤x+≤2kπ+可得2kπ﹣≤x≤2kπ+,
∴函数的递增区间为[2kπ﹣,2kπ+],k∈Z;
(2)由图象平移易知g(x)=sinx,即sinx+1≤ax+cosx在x∈[0,]上恒成立.
也即sinx﹣cosx≤ax﹣1在x∈[0,]上恒成立
令h(x)=sinx﹣cosx=sin(x﹣),x∈[0,];φ(x)=ax﹣1
如下图:h(x)的图象在φ(x)图象的下方,
则:a≥kAB==,故a≥
18.解:(1)法1:由,a1=1
又,所以a2=3或﹣1
因为a2=﹣1时,=1,故a2=﹣1舍去
所以等差数列{an)的公差d=a2﹣a1=2∴an=2n﹣1,
同样可得b1=1,b2=3或﹣1
因为b2=3时,,故b2=3舍去
又{bn}为等比数列,所以
法2:,a1=1…1分,,(n≥2)(an﹣an﹣1)(an+an﹣1)﹣2(an+an﹣1)=0
(an﹣an﹣1﹣2)(an+an﹣1)=0,因为{an}为等差数列,
所以an﹣an﹣1﹣2=0,又a1=1∴an=2n﹣1,
又{bn}为等比数列,所以易得
(2)法一:Mn=a1•b1+a2•b2+…+an•bn=1﹣3+5﹣7+…+(﹣1)n﹣1(2n﹣1)
若n为偶数,则Mn=
所以Mn=﹣n…(10分)
若n为奇数,则结合上边情况可得 Mn=﹣(n﹣1)+(2n﹣1)=n
综上可得Mn=(﹣1)n﹣1•n…(12分)
法二:Mn=1×(﹣1)0+3×(﹣1)1+5×(﹣1)2+…+(2n﹣1)×(﹣1)n﹣1…①
﹣Mn=1×(﹣1)1+3×(﹣1)2+5×(﹣1)3+…+(2n﹣1)×(﹣1)n…②
①﹣②得:
2Mn=1+2×(﹣1)1+2×(﹣1)2+2×(﹣1)3+…+2×(﹣1)n﹣1﹣(2n﹣1)×(﹣1)n
2Mn=Mn=n×(﹣1)n﹣1
19.解:(Ⅰ)f(x)=sinωxsin(+ωx)﹣cos2ωx﹣
=sinωxcosωx﹣﹣
=sin2ωx﹣cos2ωx﹣1
=sin(2ωx)﹣1
∵其图象两相邻对称轴间的距离为.
∴最小正周期为T=π,
∴ω=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知:f(x)=sin(2x)﹣1
∴sin(2C﹣)=1
∵0<C<π,
∴﹣<2C﹣<,
∴2C﹣=,
即C=
由已知∥可得sinB﹣3sinA=0,
在△ABC中,由正弦定理可得b﹣3a=0①
由余弦定理可得:c2=a2+b2﹣2abcosC,
又已知c=
∴7=a2+b2﹣ab②
由①②联立,可解得:a=1,b=3.
20.解:(Ⅰ)由题意可知,Sn=n2+n,(n∈N*).
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=n2+n﹣[(n﹣1)2+(n﹣1)]=;
当n=1时,a1=S1=1适合上式.
数列{an}的通项公式为(n∈N*);
(Ⅱ)∵bn=anan+1cos[(n+1)π]=(﹣1)n﹣1anan+1,
∴Tn=b1+b2+…+bn=a1a2﹣a2a3+a3a4﹣a4a5+…+(﹣1)n﹣1anan+1.
由(Ⅰ)可知,数列{an}是以1为首项,公差为的等差数列.
①当n=2m(m∈N*)时,Tn=T2m=a1a2﹣a2a3+a3a4﹣a4a5+…+(﹣1)n﹣1anan+1,
=a2(a1﹣a3)+a4(a3﹣a5)+…+a2m(a2m﹣1﹣a2m+1)=﹣(a2+a4+…+a2m)
=﹣××m=﹣(8m2+12m)=﹣(2n2+6n)
②当n=2m﹣1(m∈N*)时,Tn=T2m﹣1=T2m﹣(﹣1)2m﹣1a2ma2m+1
=﹣(8m2+12m)+(16m2+16m+3)
=(8m2+4m+3)
=(2n2+6n+7),
∴Tn=
要使Tn≥tn2对n∈N*恒成立,只要使﹣(2n2+6n)≥tn2(n为正偶数)恒成立,
即使﹣(2+)≥t对n为正偶数恒成立.
∴t≤﹣.
故实数t的取值范围是(﹣∞,﹣];
(Ⅲ)由an=知数列{an}中每一项都不可能是偶数.
①如存在以a1为首项,公比q为2或4的数列{}(k∈N*),
此时{}中每一项除第一项外都是偶数,
故不存在以a1为首项,公比为偶数的数列{};
②当q=1时,显然不存在这样的数列{{};当q=3时,
若存在以a1为首项,公比为3的数列{}(k∈N*),则=1,(n1=1),
=3k﹣1=,nk=,
即存在满足条件的数列{},且nk═,(k∈N*).
21.解:(1)f(x)=sin2x+cos2x+1=sin(2x+)+1.
∴f(x)的值域为[1﹣,1+].
(2)∵f(A)=sin(2A+)+1=2,
∴sin(2A+)=.
∵<2A+<,
∴2A+=,即A=.
∴S△ABC===1.
22.(1)解:依题意,b1=1﹣a1=1﹣=,
b2===,a2=1﹣b2=1﹣=,
==,a3=1﹣b3=1﹣=,
==;
(2)证明:∵,an+bn=1,
∴bn+1﹣1=﹣1=﹣1=,
两边同时取倒数,得:=
=﹣1
=﹣1
=﹣1
=﹣1,
∴数列{}是等差数列,
又∵==﹣4,
∴=﹣4﹣(n﹣1)=﹣(n+3),
∴数列{bn}的通项公式bn=1﹣=;
(3)解:由(2)可知bn=,
∴an=1﹣bn=,anan+1==﹣,
∴Sn=a1a2+a2a3+…+anan+1
=﹣+﹣+…+﹣
=﹣
=,
∵不等式4aSn<bn对任意n∈N*恒成立,
∴不等式4a•<对任意n∈N*恒成立,
∴a<=1+,
∵随着n的增大而减小,且=0,
∴a≤1.
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