2023-2024学年甘肃省兰州第一中学高一下学期7月期末学业质量检测数学试题(含解析)
展开1.设集合A= x −1
2.故选:B设aA. ab>b2B. ba>abC. 1a<1bD. a+bb<1
3.已知数列 2,2,2 2,4,…,则16 2是这个数列的( )
A. 第8项B. 第9项C. 第10项D. 第11项
4.记等差数列an的前n项和为Sn,若a5=2,a2−a5a4=8a6,则S20=( )
A. 180B. −180C. 162D. −162
5.已知函数y=fx在x=x0处的导数为1,则limΔx→0fx0+Δx−fx02Δx=( )
A. 0B. 12C. 1D. 2
6.在数列{an}中,a1=12,an=1−1an−1(n≥2,n∈N+),则a2023=( )
A. 12B. 1C. −1D. 2
7.函数y=x+2csx在区间0,π2上的最大值是( )
A. π3+1B. π4+ 2C. π6+ 3D. π2
8.已知tan(α−π6)=2,tan(α+β)=−3,则tan(β+π6)=( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.下列结论中,正确的是( )
A. 函数y=2x−1是指数函数
B. 函数y=ax2+1(a>1)的值域是[1,+∞)
C. 若am>an(a>0,a≠1),则m>n
D. 函数f(x)=ax−2−3(a>0,a≠1)的图像必过定点(2,−2)
10.已知定义在R上的函数fx满足f(x)>−f ′(x),则下列式子成立的是( )
A. f2019
C. fx是R上的增函数D. t>0,则有fx
A. Sn=3n−1B. {Sn}为等比数列
C. an=2⋅3n−1D. an=1,n=12⋅3n−2,n≥2
12.已知数列an的前n项和为Sn=33n−n2,则下列说法正确的是( )
A. an=34−2nB. S16为Sn的最小值
C. a1+a2+⋯+a16=272D. a1+a2+⋯+a30=450
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若函数f(x)=2ax+2a+1,x∈−1,1,值有正有负,则实数a的取值范围为
14.函数f(x)= 3sin2x−cs2x− 3的正数零点从小到大构成数列an,则a3=
15.已知函数fx的导函数为f′x,且满足关系式f(x)=−x3+2f′(1)x+ex,则f′1的值等于 .
16.已知函数f(x)=2x3−6x2+3,对任意的x∈[−2,2]都有f(x)≤a,则a的取值范围为 .
四、解答题:本题共6小题,共72分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题12分)
设函数f(x)=x3−92x2+6x−a.
(1)求函数f(x)的单调区间.
(2)若方程f(x)=0有且仅有三个实根,求实数a的取值范围.
18.(本小题12分)
已知数列an各项均为正数,其前n项和为Sn,且满足4Sn=an+12.
(1)求数列an的通项公式.
(2)设bn=1anan+1,求数列bn的前n项和Tn.
19.(本小题12分)
已知函数f(x)=xex−a(a∈R)
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若方程f(x)=0有两个不相等的实数根,求实数a的取值范围.
20.(本小题12分)
设{an}是公比大于1的等比数列,a1+a2+a3=14,且a2+1是a1,a3的等差中项.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=anlg2(12)n,求数列{bn}的前n项和Tn.
21.(本小题12分)
设函数fx=ex−ax2−x−1,a∈R.
(1)a=0时,求fx的最小值;
(2)若fx≥0在0,+∞恒成立,求a的取值范围.
22.(本小题12分)
已知函数fx=2 3sinxcsx+2cs2x−1.
(1)求fx的最小正周期;
(2)求fx的对称中心的坐标;
(3)求函数fx在的区间−π6,π4上的最大值和最小值.
答案解析
1.B
【解析】解:∵集合A={ x |−1
故选B.
2.A
【解析】对于A选项:由ab⋅b,即ab>b2,A选项正确;
对于B选项:由a0,b+a<0,b−a>0,
所以ba−ab=b+a(b−a)ab<0,则有ba
故选:A
3.B
【解析】解:由数列 2,2,2 2,4,…,则这个数列的通项公式为an= 2n,
令16 2= 2n,
解得n=9,
故16 2是这个数列的第9项.
故选B.
4.B
【解析】∵a5=2,a2−2a4=8a6,
∴a1+4d=2a1+d−2a1−6d=8a1+40d,
解得a1+4d=2a1+d−2a1−6d=8a1+40d,
∴d=−2,a1=10,
∴a20=10+19×−2=−28,
∴S20=a1+a20⋅202=−180.
故选:B.
5.B
【解析】因为函数y=fx在x=x0处的导数为1,
所以limΔx→0fx0+Δx−fx02Δx=12limΔx→0fx0+Δx−fx0Δx=12f′x0=12×1=12.
故选:B
6.A
【解析】解:a2=1−1a1=1−2=−1 , a3=1−1a2=1+1=2 , a4=1−1a3=1−12=12 ,
可得数列 {an} 是以3为周期的周期数列, ∴a2023=a3×674+1=a1=12 ,
故选:A.
7.C
【解析】对于函数y=x+2csx,y′=1−2sinx.
当0
所以,ymax=π6+2csπ6=π6+ 3.
故选:C.
8.A
【解析】解:∵tan (α−π6)=2,tan (α+β)=−3,
则tan(β+π6)=tan[(α+β)−(α−π6)]=tan(α+β)−tan(α−π6)1+tan(α+β)tan(α−π6)=−3−21+(−3)×2=1,
故选A.
9.BD
【解析】解:对于A,根据指数函数是指形如y=ax,(其中a>1且a≠1)的函数,判断函数y=2x−1不是指数函数,选项A错误;
对于B,二次函数y=ax2+1,a>1时,ax2⩾0,则y=ax2+1⩾1,所以函数y=ax2+1(a>1)的值域是[1,+∞),选项B正确;
对于C,0an得m
故选BD.
10.AD
【解析】解:由f(x)>−f′(x),
得exf(x)+exf ′(x)>0,
即[exf(x)] ′>0,
所以函数y=exf(x)为增函数,
故e2019f(2019)
函数y=exf(x)为增函数时,
f(x)不一定为增函数,
如y=ex(12)x=(e2)x是增函数,
但y=(12)x是减函数,
所以C不正确;
因为函数y=exf(x)为增函数,
所以t>0时,
有exf(x)
故选AD.
11.ABD
【解析】解:数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,an+1=2Sn(n∈N∗)①,
所以当n≥2时,an=2Sn−1②,
①−②得:an+1−an=2an,
所以an+1=3an,即an+1an=3(常数),
所以数列{an}是以2为第二项,3为公比的等比数列.
所以an=2×3n−2,(首项不符合通项),
故an=1(n=1)2×3n−2(n≥2).
故选项D正确,C错误.
对于选项B:an+1=2Sn,所以Sn+1−Sn=2Sn,所以Sn+1=3Sn,
即Sn+1Sn=3(常数),
所以数列{Sn}是以S1=1为首项,3为公比的等比数列,故B正确.
所以Sn=1×3n−1=3n−1,故A正确.
故选:ABD.
12.AC
【解析】解:数列{an}的前n项和为Sn=33n−n2,n∈N∗
当n=1时,a1=32,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=33n−n2−33(n−1)+(n−1)2=−2n+34,
当n=1时也成立,
∴an=34−2n,故A正确;
由于Sn=33n−n2=−(n−332)2+3324,当n=16或17时,Sn取得最大值,故B错误;
由an=−2n+34≥0,解得n≤17,
∴|a1|+|a2|+…+|a16|=a1+a2+a3+…+a16=16(32+2)2=272,故C正确;
∴|a1|+|a2|+…+|a30|=a1+…+a16−(a17+a18+…+a30)=272−14(0−26)2=454,故D错误.
故选:AC.
13.−∞,−14
【解析】当a=0时,f(x)=1,不成立;
当a≠0时,f(−1)⋅f(1)<0,即−2a+2a+12a+2a+1<0,
解得a<−14,
故答案为:−∞,−14
14.5π4
【解析】f(x)= 3sin2x−cs2x− 3=2 32sin2x−12cs2x− 3=2sin2x−π6− 3,
令fx=0得2x−π6=π3+2kπ或2x−π6=2π3+2kπ,k∈Z,
所以x=π4+kπ或x=5π12+kπ,k∈Z,
所以正数零点从小到大构成数列a1=π4,a2=5π12,a3=5π4,⋯.
15.3−e
【解析】解:由题意可得f′x=−3x2+2f′1+ex,
令x=1得f′1=−3+2f′1+e,
即f′1=3−e.
故答案为:3−e.
16.[3,+∞)
【解析】解:f′(x)=6x2−12x=6x(x−2);
∴当x∈(−2,0)时,f′(x)>0,f(x)在x∈(−2,0)单调递增,当x∈(0,2)时,f′(x)<0,f(x)在x∈(0,2)单调递减;
∴f(0)=3是f(x)在[−2,2]上的最大值;
∴a≥3;
∴a的取值范围为[3,+∞).
故答案为:[3,+∞).
17.解:(1)f′(x)=3x2−9x+6 ,当f′(x)>0时,x>2或x<1. .当f′(x)<0时,1
【解析】(1)f′(x)=3x2−9x+6,,解f′(x)>0或f′(x)<0 或的解集;(2)先求极值点,判断单调性,然后根据图形,判定x轴于图像有三个交点时的位置,从而列不等式.
18.解:(1)∵4Sn=an+12,
∴4a1=a1+12,解得a1=1,
当n≥2时,由4Sn=an+12①可得,
4Sn−1=an−1+12②,
①−②:an+an−1an−an−1−2=0,
∵an>0,∴an+an−1≠0,∴an−an−1−2=0,
即∴an−an−1=2,
∴an是以a1=1为首项,以d=2为公差的等差数列,
∴an=a1+(n−1)d=1+2(n−1)=2n−1
综上所述,结论是:an=2n−1.
(2)由(1)可得bn=1anan+1=1(2n−1)(2n+1)=1212n−1−12n+1
∴Tn=ba+b2+⋯+bn=121−13+13−15+⋯+12n−1−12n+1
=121−12n+1=n2n+1,
综上所述,Tn=n2n+1.
【解析】(1)由n=1可得=1(2n−1)(2n+1)a1=1,再由n≥2时,4Sn−1=an−1+12与条件作差可得an−an−1=2,从而利用等差数列求通项公式即可;
(2)由bn利用裂项相消求和即可.
19.解:(1)∵f(x)=xex−a(a∈R)
所以f′(x)=ex−xex(ex)2=1−xex
∴当x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0;
即f(x)的单调递增区间是(−∞,1),单调递减区间是(1,+∞).
(2)由f(x)=xex−a=0得a=xex,
将此方程的根看作函数y=xex与y=a的图象交点的横坐标,
由(1)知函数y=xex在x=1时有极大值1e,作出其大致图象,
∴实数a的取值范围是0
【解析】(1)首先求出函数的导函数,再解不等式即可得到函数的单调区间;
(2)由f(x)=xex−a=0得a=xex,将此方程的根看作函数y=xex与y=a的图象交点的横坐标,结合(1)中相关性质得到函数的图象,数形结合即可得到参数的取值范围;
20.解:(1)设等比数列{an}的公比为q,由题意可得2(a2+1)=a1+a3,
又a1+a2+a3=14,可得2(a1q+1)=a1+a1q2,a1+a1q+a1q2=14,
解得a1=2,q=2(12舍去),
则an=2·2n−1=2n;
(2)解法一:由bn=anlg2(12)n=−n·2n,
−Tn=1·2+2·22+3·23+…+n·2n,
−2Tn=1·22+2·23+3·24+…+n·2n+1,
两式相减可得Tn=2+22+23+…+2n−n·2n+1
=2(1−2n)1−2−n·2n+1=2n+1−n·2n+1−2,
所以Tn=(1−n)·2n+1−2.
解法二:由bn=anlg2(12)n=−n·2n=(−2n+n)·2n=[−2(n+1)+4−(−n+2)]·2n,
所以bn=[−(n+1)+2]·2n+1−(−n+2)·2n,
可得Tn=[(−2+2)·22−(−1+2)·21]+[(−3+2)·23−(−2+2)·22]+…+{[−(n+1)+2]·2n+1−(−n+2)·2n}==[−(n+1)+2]·2n+1−2=(1−n)·2n+1−2.
即Tn=(1−n)·2n+1−2.
【解析】(1)设等比数列{an}的公比为q,由等差数列的中项性质和等比数列的通项公式,解方程可得公比和首项,进而得到所求通项公式;
(2)解法一:运用数列的错位相减法求和,计算可得所求和;
解法二:运用数列的裂项相消求和,计算可得所求和.
21.解:(1)当a=0时,fx=ex−x−1,f′x=ex−1,
当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fx取得最小值f0=0.
(2)∵f′x=ex−2ax−1,
令gx=ex−2ax−1,x≥0,则g′x=ex−2a,
①当a≤12时,g′x≥0,函数gx在0,+∞上单调递增,gx≥g0=0,即f′x≥0,
所以fx在0,+∞上单调递增,fx≥f0=0,满足题意;
②当a>12时,由g′x=0可得x=ln2a,
当x∈0,ln2a时,g′x<0,函数gx在0,ln2a上单调递减,
当x∈ln2a,+∞时,g′x>0,函数gx在ln2a,+∞上单调递增
当x∈0,ln2a时,gx
综上可得,a的范围为−∞,12.
【解析】(1)把a=0代入后对函数求导,结合导数与单调性的关系可求函数的单调性,进而可求最值;
(2)结合导数研究函数的单调性,然后结合函数的性质可求.
22.解:(1)fx= 3sin2x+cs2x=2sin2x+π6,
则fx的最小正周期T=2π2=π,
(2)由2x+π6=kπ,k∈Z,得x=12kπ−π12,k∈Z,
即fx的对称中心的坐标为12kπ−π12,0,k∈Z.
(3)当−π6≤x≤π4时,−π6≤2x+π6≤2π3,
则当2x+π6=π2时,函数取得最大值,最大值为2sinπ2=2,
当2x+π6=−π6时,函数取得最小值,最小值为2sin−π6=2×−12=−1.
【解析】(1)利用辅助角公式进行化简,结合周期公式进行计算即可
(2)根据三角函数的对称性进行求解
(3)求出角的范围,结合三角函数的有界性以及最值性质进行求解即可.
2023-2024学年甘肃省兰州市重点中学高一(上)期末数学试卷(含解析): 这是一份2023-2024学年甘肃省兰州市重点中学高一(上)期末数学试卷(含解析),共15页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
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