一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的,把答案填在答题卷相应位置。
1.设集合A={x|x2+4x﹣5≤0},B={x|lnx<1},则A∩B=( ) A.(0,5]
B.(0,e)
C.(0,1]
D.(﹣1,5)
2.1943年19岁的曹火星在平西根据地进行抗日宣传工作,他以切身经历创作了歌曲《没有共产党就没有中国》,后毛泽东主席将歌曲改名为《没有共产党就没有新中国》.2021年是中国共产党建党100周年,仅从逻辑学角度来看,“没有共产党就没有新中国”这句歌词中体现了“有共产党”是“有新中国”的( ) A.充分条件 C.充要条件
B.必要条件
D.既不充分也不必要条件
=( )
3.已知函数f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,且f(x)﹣g(x)=ex,则
A. B. C. D.
4.M是边CD的中点,N是AM的一个三等分点如图,在平行四边形ABCD中,(|AN|<|NM|),若存在实数λ和μ,使得
,则λ+μ=( )
A. B. C. D.
5.若单调递减的等差数列{an}中的两项a3,a9是方程x2﹣10x+9=0的两个根,设数列{an}的前n项和为Sn,则使得Sn<0的最小n的值为( ) A.10
6.已知锐角α,β满足A.4
B.
B.18
,则
C.8 C.19
D.20
的最小值为( ) D.
7.在“全面脱贫”行动中,贫困户小王2021年1月初向银行借了扶贫免息贷款10000元,用于自已经营的农产品、土特产品加工厂的原材料进货,因产品质优价廉,上市后供不应求.据测算:每月获得的利润是该月初投入资金的20%,每月底交完房租800元和水电费400元后,余款(贷款额+利润﹣房租﹣水电费)作为资金全部用于下一个月再进货,
如此继续,预计2021年小王的农产品加工厂到12月月底的净余款(扣除贷款额)为( )(参考数据:1.211=7.5,1.212=9) A.36000 8.已知函数
b,c的大小关系为( ) A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<a<c
B.32000
,设
C.26000 ,
D.25000 ,
,则a,
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分;部分选对的得2分;有选错的得0分,把答案填在答题卷相应位置,
9.已知向量=(﹣3,2),=(﹣1,0),则下列选项正确的有( ) A.C.10.已知函数移
=4
B.D.
的最小正周期为
,将f(x)的图象向左平
个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),
得到函数g(x)的图象,则下列结论正确的是( ) A.g(0)=0 B.g(x)在
上单调递减
C.g(x)的图象关于x=﹣D.g(x)在
对称
上的最大值是1
11.已知数列{an}满足2a1+22a2+•••+2nan=n(n∈N*),bn=,Sn为数
列{bn}的前n项和.若对任意实数λ,都有Sn<λ成立,则实数λ的可能取值为( )A.1
B.2
C.3
D.4
12.如图,直角梯形ABCD中,AB∥CD,AB⊥BC,AB=2,CD=1,BC=a(a>0),P为线段AD上一个动点,设正确的有( )
,
=y,对于函数y=f(x),下列四个结论
A.当a=2时,函数f(x)的值域为[1,4] B.∀a∈(0,+∞),都有f(1)=1成立
C.∀a∈(0,+∞),函数f(x)的最大值都等于4 D.∃a∈(0,+∞),使得函数f(x)的最小值为负数
三、填空题,本大题共4小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卷相应位置. 13.函数f(x)=x﹣3+lgx的零点所在区间为(n,n+1)(n∈N*),则n= . 14.已知复数z1=1﹣i,|z2|=3,那么|z1﹣z2|的最大值是 . 15.若对任意的非零实数a,均有直线l:y=ax+b与曲线点 .
16.拿破仑是十九世纪法国伟大的军事家、政治家,对数学也很有兴趣,他发现并证明了著名的拿破仑定理:“以任意三角形的三条边为边向外构造三个等边三角形,则这三个等边三角形的中心恰为另一个等边三角形的顶点”,在△ABC中,以AB,BC,CA为边向外构造的三个等边三角形的中心依次为D,E,F,若∠BAC=60°,DF=2破仑定理可求得AB+AC的最大值 .
四、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤,把答案填在答题卷相应位置。
17.已知递增等比数列{an}中,a1=a,a2=b,a3=c,其中a,b,c分别为△ABC的三内角A,B,C的对边,且cosB=. (1)求数列{an}的公比q;
(2)若数列{an}首项a1=tan67.5°﹣
,求数列{a2n﹣1}的前n项和Sn.
,利用拿
相切,则直线l必过定
18.某商场经销某商品,根据以往资料统计,顾客采用的分期付款期数ξ的分布列为
ξ P
1 0.3
2 0.15
3 0.15
4 0.2
5 0.2
商场经销一件该商品,采用1期付款,其利润为150元;分2期或3期付款,其利润为
200元;分A期或5期付款,其利润为250元,设η表示经销一件该商品的利润. (1)记事件A为“购买该商品的3位顾客中,至少有1位采用1期付款”,求P(A);(2)求η的分布列及期望Eη.
19.已知数列{an}和{bn}均为正项数列,数列{an}的前n项和为Sn,且满足6Sn=an2+3an,an=6log3bn.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)将{an},{bn}中相同的项剔除后,两个数列中余下的项按从小到大的顺序排列构成数列{cn},求数列{cn}的前100项和.
20.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,I为△ABC的内心,延长线段AI交BC于点D,此时(2)若∠ADB=
.(1)求,求
.
;
21.已知椭圆C:的离心率为,其右顶点为A,下顶点为B,定
点C(0,2),△ABC的面积为3,过点C作与y轴不重合的直线l交椭圆C于P,Q两点,直线BP,BQ分别与x轴交于M,N两点. (1)求椭圆C的方程;
(2)试探究M,N的横坐标的乘积是否为定值,说明理由.
22.已知函数f(x)=lnx+ax+(1)求函数f(x)的单调区间;
.
(2)当a=﹣1时,g(x)=f(x)+(x﹣2)ex﹣,记函数y=g(x)在最大值为m,证明:(m+4)(m+3)<0.
上的
参考答案
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的,把答案填在答题卷相应位置。
1.设集合A={x|x2+4x﹣5≤0},B={x|lnx<1},则A∩B=( ) A.(0,5]
B.(0,e)
C.(0,1]
D.(﹣1,5)
【分析】先利用一元二次不等式的解法求出集合A,由对数不等式的解法求出集合B,再由集合交集的定义求解即可.
解:因为集合A={x|x2+4x﹣5≤0}={x|﹣5≤x≤1},B={x|lnx<1}={x|0<x<e}, 则A∩B=(0,1]. 故选:C.
2.1943年19岁的曹火星在平西根据地进行抗日宣传工作,他以切身经历创作了歌曲《没有共产党就没有中国》,后毛泽东主席将歌曲改名为《没有共产党就没有新中国》.2021年是中国共产党建党100周年,仅从逻辑学角度来看,“没有共产党就没有新中国”这句歌词中体现了“有共产党”是“有新中国”的( ) A.充分条件 C.充要条件
B.必要条件
D.既不充分也不必要条件
【分析】利用逆否命题与原命题的关系,先写出“没有共产党就没有新中国”的逆否命题,结合充分条件与必要条件的定义,从而得到答案.
解:“没有共产党就没有新中国”,故它的逆否命题为“有新中国就有共产党”, 故“有共产党”是“有新中国”的必要条件. 故选:B.
3.已知函数f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,且f(x)﹣g(x)=ex,则
=( )
A. B. C. D.
【分析】根据题意,运用特殊值法以及函数奇偶性的性质可得关于f(1)、g(1)的关系式,解可得f(1)、g(1)的值,计算可得答案.
解:根据题意,f(x)﹣g(x)=ex,则f(1)﹣g(1)=e,①,
f(﹣1)﹣g(﹣1)=﹣f(1)﹣g(1)=e﹣1=,变形可得f(1)+g(1)=﹣,②
联立①②可得:f(1)=,g(1)=﹣,
则有=﹣=,
故选:C.
4.M是边CD的中点,N是AM的一个三等分点如图,在平行四边形ABCD中,(|AN|<|NM|),若存在实数λ和μ,使得
,则λ+μ=( )
A. B.
=
﹣
=
C.﹣
=(
+
D.)﹣
+
)
【分析】根据题意,有﹣
=﹣
+
=(
,从而可确定λ与μ的值,可由计算出λ+μ. ﹣
,又N是AM的一个三等分点(|AN|<|NM|),所以+
)﹣
=
,
解:根据题意,=则
=
==(
﹣
=(, +
;由于在平行四边形ABCD中,M是边CD的中
点,有所以
)﹣=﹣+,所以λ+μ=﹣+=﹣.
故选:C.
5.若单调递减的等差数列{an}中的两项a3,a9是方程x2﹣10x+9=0的两个根,设数列{an}的前n项和为Sn,则使得Sn<0的最小n的值为( ) A.10
B.18
C.19
D.20
,
【分析】根据题意可得,结合{an}是单调递减的等差数列可得以
从而求解出数列{an}的首项a1与d即可得到Sn,进一步利用Sn<0即可求出使得Sn<0
的最小值n. 解:根据题意,
,又{an}是单调递减的等差数列,
所以,设等差数列{an}的公差为d,则,解得,
所以an=+(n﹣1)×(﹣)=﹣n+13,
﹣n+13)=n(﹣n+
),令Sn<0,得n(4n﹣74)
Sn=(a1+an)=n(>0, 解得n>故选:C. 6.已知锐角α,β满足A.4
B.
或n<0(舍去),又n∈N*,所以使得Sn<0的最小值n为19.
,则
C.8
的最小值为( ) D.
【分析】由已知结合两角差的余弦公式进行换元,然后结合基本不等式即可求解. 解:因为锐角α,β满足
,
所以cos(α﹣β)=cosαcosβ+sinαsinβ=, 令x=cosαcosβ,y=sinαsinβ, 则x+y=,
由题意得x>0,y>0, 则
=8,
当且仅当x=y时取等号,此时故选:C.
7.在“全面脱贫”行动中,贫困户小王2021年1月初向银行借了扶贫免息贷款10000元,用于自已经营的农产品、土特产品加工厂的原材料进货,因产品质优价廉,上市后供不应求.据测算:每月获得的利润是该月初投入资金的20%,每月底交完房租800元和水电费400元后,余款(贷款额+利润﹣房租﹣水电费)作为资金全部用于下一个月再进货,
的最小值8.
=
=2(x+y)(
)=2(2+
)
如此继续,预计2021年小王的农产品加工厂到12月月底的净余款(扣除贷款额)为( )(参考数据:1.211=7.5,1.212=9) A.36000
B.32000
C.26000
D.25000
【分析】根据已知条件,结合等比数列的通项公式,即可求解. 解:1月月底小王手中现款为(1+20%)×10000﹣800﹣400=10800, 设n月月底小王手中现款为an,n+1月月底小王手中现款为an+1, 则an+1=1.2an﹣1200,即an+1﹣6000=1.2(an﹣6000), 则a1﹣6000=10800﹣6000=4800,
所以数列{an﹣6000}是首项为4800,公比为1.2的等比数列, 故
,即a12=42000,
所以年利润为42000﹣10000=32000元. 故选:B. 8.已知函数
b,c的大小关系为( ) A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<a<c ),由偶函数的定义可
,设
,
,
,则a,
【分析】根据题意,函数的解析式变形可得f(x)=log3(3x+
得f(x)为偶函数,利用复合函数的单调性判断方法可得f(x)在区间(﹣∞,0]上为增函数,设g(x)=ex﹣x﹣1,求出其导数,分析其单调性,由此可得g(﹣﹣
>g(0)=0,即
>
>ln
>
;同理:设h(x)=x﹣ln(x+1),分析可得
)=>ln
,
即可得,结合f(x)的奇偶性和单调性分析可得答案.
=log3(9x+1)﹣log33x=log3(3x+)=f(x),则函数f(x)为偶函数, ,则y=log3t,
),
解:根据题意,函数
其定义域为R,且f(﹣x)=log3(3x+对于f(x)=log3(3x+
),设t=3x+
t=3x+≥2=2,
在区间[0,+∞)上,t′=(3x﹣)ln3>0,则t=3x+ 在区间[0,+∞)上为增函数,
又由t≥2,在区间[2,+∞)上,y=log3t为增函数, 故f(x)=log3(3x+
=f(
)在区间[0,+∞)上为增函数, ),
设g(x)=ex﹣x﹣1,有g′(x)=ex﹣1,
在区间(﹣∞,0)上,有g′(x)≤0,则g(x)在区间(﹣∞,0]上为减函数, 则有g(﹣
)=
﹣
>g(0)=0,即
=
>, ;
设h(x)=x﹣ln(x+1),有h′(x)=1﹣
在区间[0,+∞)上,有h′(x)≥0,则h(x)在区间[0,+∞)上为增函数, 则h(
)=
﹣ln>,
>h(0)=0,即有>ln
, =f(
),
,
>ln
;
综合可得:而
则有c<a<b, 故选:C.
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分;部分选对的得2分;有选错的得0分,把答案填在答题卷相应位置,
9.已知向量=(﹣3,2),=(﹣1,0),则下列选项正确的有( ) A.C.
=4
B.D.
【分析】利用向量数量积的坐标运算以及向量的模,平行,垂直关系进行运算检验即可.解:对于A,+=(﹣4,2),所以(对于B,﹣3=(0,2),所以(对于C,
=(﹣2,2),所以|
)|=2
)
=﹣4×(﹣1)+0=4,故A正确;
)
,故B正确;
=0,所以(,
又||=1,故C错误;
对于D,因为+=(﹣4,2),
,所以(
故选:AB.
)∥(
=(﹣2,2), )不成立,故D错误;
10.已知函数移
的最小正周期为,将f(x)的图象向左平
个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),
得到函数g(x)的图象,则下列结论正确的是( ) A.g(0)=0 B.g(x)在
上单调递减
C.g(x)的图象关于x=﹣D.g(x)在
对称
上的最大值是1
【分析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,余弦函数的图象和性质,得出结论. 解:∵函数
将f(x)的图象向左平移
的最小正周期为
个单位长度,可得y=cos(4x+
=
,∴ω=2,
)=﹣sin4x的图象;
再把得到的曲线上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变), 得到函数g(x)=﹣sin2x的图象. 由于g(0)=﹣sin0=0,故A正确; 在令x=﹣确; 在
上,2x∈[﹣
,
],故当x+
=﹣
时,g(x)取得最小为值﹣
上,2x∈[0,π],g(x)没有单调性,故B错误; ,求得g(x)=1,是最大值,故g(x)的图象关于x=﹣
对称,故C正
,故D错误, 故选:AC.
11.已知数列{an}满足2a1+22a2+•••+2nan=n(n∈N*),bn=
,Sn为数
列{bn}的前n项和.若对任意实数λ,都有Sn<λ成立,则实数λ的可能取值为( )A.1
B.2
C.3
D.4
【分析】由2a1+22a2++2nan=n可得2a1+22a2+…+2n﹣1an﹣1=n﹣1(n≥2),两式相减得
2nan=1,则an=,从而bn===
=
并确定λ的取值范围.
=2(﹣),进一步利用裂项相消求和法即可求出Sn
﹣
解:由2a1+22a2++2nan=n,得2a1+22a2+…+2n1an﹣1=n﹣1(n≥2),
两式相减得2nan=1,则an=,
又当n=1时,2a1=1,解得a1=,满足上式,
所以an=,故bn===
==2(﹣),
所以Sn=2(1﹣+﹣+…+﹣以λ≥2. 故选:BC.
)=2(1﹣)=2﹣<2,又Sn<λ,所
12.如图,直角梯形ABCD中,AB∥CD,AB⊥BC,AB=2,CD=1,BC=a(a>0),P为线段AD上一个动点,设正确的有( )
,
=y,对于函数y=f(x),下列四个结论
A.当a=2时,函数f(x)的值域为[1,4] B.∀a∈(0,+∞),都有f(1)=1成立
C.∀a∈(0,+∞),函数f(x)的最大值都等于4 D.∃a∈(0,+∞),使得函数f(x)的最小值为负数
【分析】先利用垂直关系建立直角坐标系,根据长度求出点的坐标,再化简函数f(x),利用二次函数的性质依次判断四个选项的正误即可.
解:建立如图坐标系,
则A(2,0),B(0,0),C(0,a),D(1,a), 所以
=(﹣1,a),
=x
=(﹣x,ax),0≤x≤1,
故P(2﹣x,ax), 则
=(2﹣x,ax),
=(2﹣x,ax﹣a), =
=(1+a2)x2﹣(4+a2)x+4,
所以y=f(x)=
当a=2时,f(x)=5x2﹣8x+4,
当x∈[0,1]时,f(x)的最小值为,最大值为4, 所以f(x)值域[,4],故A错误;
va∈(0,+∞)时,f(1)=(1+a2)﹣(4+a2)+4=1,故B正确; f(x)=(1+a2)x2﹣(4+a2)x+4, 对称轴为x=
=
∈(,2),
当+≥1,即0时,
函数f(x)在[0,1]上单调递减,
故当x=0时,f(x)取得最大值为f(0)=4, 当×=1时,f(x)取得最小值为f(1)=1, 当a
时,
,
根据抛物线的对称性可知,
当x=0时,函数f(x)取得最大值f(0)=4, 当x=
时,f(x)取得最小值为4﹣
,
综上所述,∀a∈(0,+∞),函数f(x)的最大值都等于4,故C正确;
取a=3>确; 故选:BC.
时,f(x)取得最小值为4﹣=4﹣=﹣<0,故D正
三、填空题,本大题共4小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卷相应位置. 13.函数f(x)=x﹣3+lgx的零点所在区间为(n,n+1)(n∈N*),则n= 2 . 【分析】根据函数零点的判断方法即可得到结论.
解:∵f(x)=x﹣3+lgx,定义域(0,+∞),函数是连续增函数, ∴f(1)=1﹣3=﹣2<0, f(2)=lg2+2﹣3=lg2﹣1<0, f(3)=3+lg3﹣3>0,
∴f(2)f(3)<0,由函数的零点判定定理可知,函数的零点在区间为(2,3), ∴函数的零点的所在区间为(2,3),即n=2. 故答案为:2.
14.已知复数z1=1﹣i,|z2|=3,那么|z1﹣z2|的最大值是
.
【分析】根据题意,易得z2表示的点为以原点为圆心,r=3的圆,再分析|z1﹣z2|的几何意义,由点与圆的位置关系,分析可得|z1﹣z2|的最大值,即可得答案. 解:根据题意,有|z2|=3,
则z2表示的点为距离原点距离为3的点, 即以原点为圆心,r=3的圆,
那么|z1﹣z2|的几何意义为圆上的点与点(﹣1,1)的距离, 设A(﹣1,﹣1)
由点与圆的位置关系,分析可得|z1﹣z2|的最大值是OC+r, 即3+
,
.
故答案为3+
15.若对任意的非零实数a,均有直线l:y=ax+b与曲线
.
【分析】设切点横坐标为m,根据导数的几何意义可得切点为方程,可得
相切,则直线l必过定点
,代入直线l的
,再将直线的方程整理成关于a的方程,得解.
解:设切点横坐标为m, 因为
又a≠0,所以
,所以
,
, ,
,所以切点为
将其代入y=ax+b,有=a•+b,解得所以
所以直线l必过定点故答案为:
.
, .
16.拿破仑是十九世纪法国伟大的军事家、政治家,对数学也很有兴趣,他发现并证明了著名的拿破仑定理:“以任意三角形的三条边为边向外构造三个等边三角形,则这三个等边三角形的中心恰为另一个等边三角形的顶点”,在△ABC中,以AB,BC,CA为边向外构造的三个等边三角形的中心依次为D,E,F,若∠BAC=60°,DF=2破仑定理可求得AB+AC的最大值 4
.
,利用拿
【分析】在△DAB中,设AD=BD=x,∠ABD=∠BAD=30°⇒∠ADB=120°,由余弦定理可求得x与c的关系;同理可得AF与b的关系,由余弦定理可求得AB与AC的关系,再由基本不等式即可求出AB+AC的最大值.
解:设BC=a,AC=b,AB=c,如图所示,连接AD,AF,BD,
由拿破仑定理可知,△DEF为等边三角形. 因为D为等边三角形的中心,
所以在△DAB中,∠ABD=∠BAD=30°,∠ADB=120°, 设AD=BD=x,由余弦定理得:c2=x2+x2﹣2x2cos120°, 即c2=3x2,即=同理AF=
b;
⇒x=
c,即AD=
c,
又因为∠BAC=60°,∠CAF=30°, 所以∠DAF=∠BAD+∠BAC+∠CAF=120°,
在△ADF中,由余弦定理可得DF2=AD2+AF2﹣2AD•AF•cos120°,即12=c2+b2﹣2×
×(﹣),
化简得:(b+c)2=bc+36, 由基本不等式得:(b+c)2≤解得b+c≤4
,当且仅当b=c=2
.
+36, 时等号成立,
所以AB+AC的最大值为4故答案为:4
.
四、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤,把答案填在答题卷相应位置。
17.已知递增等比数列{an}中,a1=a,a2=b,a3=c,其中a,b,c分别为△ABC的三内角A,B,C的对边,且cosB=.
(1)求数列{an}的公比q;
(2)若数列{an}首项a1=tan67.5°﹣
,求数列{a2n﹣1}的前n项和Sn.
【分析】(1)直接利用等比数列的性质的应用和余弦定理的应用求出数列的公比; (2)利用(1)的结论,求出新数列的公比,进一步求出数列的和.
解:(1)设公比为q的递增等比数列{an}中,a1=a,a2=b,a3=c,其中a,b,c分别为△ABC的三内角A,B,C的对边,且cosB=. 所以公比q>1; 由于cosB=
=,
所以,
解得q=故q=
或.
(舍去),
(2)由于首项a1=tan67.5°﹣==
,
所以数列{a2n﹣1}的公比为q2=2, 故
=2×(2n﹣1)=2n+1﹣2.
18.某商场经销某商品,根据以往资料统计,顾客采用的分期付款期数ξ的分布列为
ξ P
1 0.3
2 0.15
3 0.15
4 0.2
5 0.2
商场经销一件该商品,采用1期付款,其利润为150元;分2期或3期付款,其利润为200元;分A期或5期付款,其利润为250元,设η表示经销一件该商品的利润. (1)记事件A为“购买该商品的3位顾客中,至少有1位采用1期付款”,求P(A);(2)求η的分布列及期望Eη.
【分析】(1)由A表示事件“购买该商品的3位顾客中至少有1位采用1期付款”,则
表示事件“购买该商品的3位顾客中无人采用1期付款”,利用对立事件概率计算公式能求出P(A)=1﹣)=1﹣0.216=0.784.
(2)η的可能取值为150元,200元,250元,分别求出相应的概率,由此能求出η的分布列和E(η).
解:(1)由A表示事件“购买该商品的3位顾客中至少有1位采用1期付款”, 则表示事件“购买该商品的3位顾客中无人采用1期付款”, P()=(1﹣0.4)3=0.216, ∴P(A)=1﹣)=1﹣0.216=0.784. (2)η的可能取值为150元,200元,250元, P(η=150)=P(ξ=1)=0.4,
P(η=200)=P(ξ=2)+P(ξ=3)=0.2+0.2=0.4,
P(η=250)=1﹣P(η=200)﹣P(η=150)=1﹣0.4﹣0.4=0.2. ∴η的分布列为
η P
150 0.4
200 0.4
250 0.2
E(η)=150×0.4+200×0.4+250×0.2=190(元).
19.已知数列{an}和{bn}均为正项数列,数列{an}的前n项和为Sn,且满足6Sn=an2+3an,an=6log3bn.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)将{an},{bn}中相同的项剔除后,两个数列中余下的项按从小到大的顺序排列构成数列{cn},求数列{cn}的前100项和.
【分析】(1)直接利用数列的递推关系式和对数的运算求出数列的通项公式; (2)利用分组法的应用求出数列的和.
解:(1)数列{an}和{bn}均为正项数列,数列{an}的前n项和为Sn,且满足6Sn=an2+3an,①
当n=1时,
解得a1=3或0(0舍去),
当n≥2时,6Sn﹣1=an﹣12+3an﹣1,②,
,
①﹣②得:
整理得an=an﹣1+3,
,
故数列{an}是以3为首项,3为公差的等差数列; 所以an=3n. 由于an=6log3bn, 所以3n=6log3bn, 故
,
,3
,9,9
,27,......,243,共10项,
(2)数列{bn}为
数列{an}为3,6,9,......294,297,300共100项, 相同的项有5项:3,9,27,81,243; 故数列{cn}的前110项的和为:=
.
两个数列的相同10项的和为2×3+2×9+2×27+2×81+2×243=726. 故新数列的前100项的和为
.
20.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,I为△ABC的内心,延长线段AI交BC于点D,此时(2)若∠ADB=
.(1)求,求
.
;
【分析】(1)根据内心得到∠CAD=∠BAD,根据正弦定理计算得到答案; (2)设∠CAD=∠BAD=α,则∠B=角函数恒等变换得到角度,解得答案.
解:(1)因为I为△ABC的内心,所以∠CAD=∠BAD, 根据正弦定理:
sin∠ADC=sin∠ADB,故所以由正弦定理可得
===.
,=,
=
﹣α,∠C=
﹣α,根据
=,结合三
(2)设∠CAD=∠BAD=α,则∠B=
=,故2sin(化简得到tanα=
﹣α)=sin(
﹣α,∠C=﹣α),
,∠C=
﹣α,
,α∈(0,),故α=,∠B=,∠A=,
故===.
21.已知椭圆C:的离心率为,其右顶点为A,下顶点为B,定
点C(0,2),△ABC的面积为3,过点C作与y轴不重合的直线l交椭圆C于P,Q两点,直线BP,BQ分别与x轴交于M,N两点. (1)求椭圆C的方程;
(2)试探究M,N的横坐标的乘积是否为定值,说明理由.
【分析】(1)利用三角形面积公式结合离心率列出方程,求解即可;
(2)利用点斜式写出直线PQ,BP,BQ的方程,令y=0,得点M,N的横坐标,求出xM•xN,把直线y=kx+2代入椭圆方程,利用韦达定理求出x1+x2,x1x2,代入化简即可判断xM•xN 为定值.
解:(1)由题意可知:点A(a,0),B(0,﹣b), ∵△ABC的面积为3,∴又∴∴
∴椭圆C的方程为:
,∴a=2b,
,解得b=1,∴a=2,
;
,
y1)(2)由题意可知,直线PQ的斜率存在,故设直线PQ的方程为y=kx+2,点P(x1,,Q(x2,y2),
则直线BP的方程为y=,令y=0,得点M的横坐标x,
直线BQ的方程为y=,令y=0,得点N的横坐标x,
∴=,
把直线y=kx+2代入椭圆∴
得:(1+4k2)x2+16kx+12=0, ,
∴=,
22.已知函数f(x)=lnx+ax+(1)求函数f(x)的单调区间;
.
(2)当a=﹣1时,g(x)=f(x)+(x﹣2)ex﹣,记函数y=g(x)在最大值为m,证明:(m+4)(m+3)<0.
上的
【分析】(1)首先求出函数f(x)的导函数f'(x),然后对a进行分类讨论,并利用导数研究函数的单调性即可得出其单调区间;(2)代入a的值求出函数的导数,并令h(x)1)=ex﹣,利用零点的存在性定理可知:存在x0∈(,,使得h(x0)=0,即
,
即lnx0=﹣x0,求出m=g(x)min,根据函数的单调性即可求出m的取值范围,从而得出证明.
解:(1)由函数f(x)=lnx+ax+
的定义域为(0,+∞),
则f'(x)=+a﹣=.
当Δ=1+4a≤0,即a≤﹣时,ax2+x﹣1≤0对任意x∈(0,+∞)恒成立, 即f'(x)≤0对任意x∈(0,+∞)恒成立,且不恒为0, 故函数f(x)的单调递减区间为(0,+∞);
当﹣<a<0时,方程ax2+x﹣1=0的两根分别为<x1<x2),
,(0
此时在区间(0,x1),(x2,+∞)上,f'(x)<0;在区间x1,x2)上,f'(x)>0. 故函数f(x)的单调递减区间为(0,区间为(
,
);
,
(x2<0
),(
,+∞);单调递增
当a>0时,方程ax2+x﹣1=0的两根分别为<x1),
此时在区间(0,x1)上,f'(x)<0;在区间x1,+∞)上,f'(x)>0. 故函数f(x)的单调递减区间为(0,∞);
当a=0时,f'(x)=f'(x)>0.
故函数f(x)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞).
(2)证明:当a=﹣1时,g(x)=f(x)+(x﹣2)ex﹣=lnx﹣x++(x﹣2)ex﹣=lnx﹣x+(x﹣2)ex,
则g'(x)=(x﹣1)ex﹣1+=(x﹣1)(ex﹣), 当<x<1时,x﹣1<0,令h(x)=ex﹣,则h'(x)=ex+1]上单调递增. 因为h()=0,即
﹣2<0,h(1)=e﹣1>0,所以存在x0∈(,1),使得h(x0)=
>0,所以h(x)在[,
,此时在区间(0,1)上,f'(x)<0;在区间(1,+∞)上,
),单调递增区间为(
,+
,即lnx0=﹣x0.
故当x∈(,x0)时,h(x)<0,g'(x)>0;当x∈(x0,1)时,h(x)>0,g'(x)<0;
即g(x)在(,x0)上单调递增,在(x0,1)上单调递减. 所以m=g(x)min=g((x0)=(x0﹣2)
﹣x0+lnx0=(x0﹣2)
﹣x0﹣x0=(x0﹣
2)﹣2x0=1﹣(+2x0).
令G(x)=1﹣﹣2x,x∈(,1),则G'(x)=﹣2=,
所以G(x)在(,1)上单调递增,所以G(x)>G()=﹣4,G(x)<G(1)=﹣3,所以﹣4<m<﹣3, 所以(m+4)(m+3)<0.
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