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2018-2019学年上海市闵行区七宝中学高一(下)期末数学试卷一.填空题1.(3分)方程cosx=sinπ6的解为x= .2.(3分)设{an}为等差数列,若a1+a5+a9=π,则a2+a8= .3.(3分)求值:sin[arccos(-23)]= .4.(3分)函数y=arccos(sinx),x∈(-π3,2π3)的值域是 .5.(3分)设数列{an}的前n项和Sn,若a1=﹣1,Sn-12an+1=0(n∈N*),则{an}的通项公式为 .6.(3分)利用数学归纳法证明不等式“1+12+13+⋯+12n-1>n2(n≥2,n∈N*)”的过程中,由“n=k”变到“n=k+1”时,左边增加了 项.7.(3分)若f(x)=2sinx﹣1在区间[a,b](a,b∈R且a<b)上至少含有30个零点,则b﹣a的最小值为 .8.(3分)设数列{an}的通项公式为an=n,1≤n≤3(-12)n,n>3,则limn→∞(a1+a2+…+an)= .9.(3分)已知数列{an}中,其前n项和为Sn,an=2n-1,2n-1,n为正奇数#/DEL/#n为正偶数#/DEL/#,则S9= 10.(3分)对于正项数列{an},定义Hn=na1+2a2+3a3+⋯+nan为{an}的“光阴”值,现知某数列的“光阴”值为Hn=2n+2,则数列{an}的通项公式为 .11.(3分)△ABC中,sin2A≤sin2B+sin2C﹣sinBsinC,则A的取值范围为 .12.(3分)关于x的方程x2﹣4arctan(cosx)+π•a2=0只有一个实数根,则实数a= .13.(3分)等差数列{an}前n项和为Sn,已知(a2﹣2)3+2013(a2﹣2)=sin2014π3,(a2013﹣2)3+2013(a2013﹣2)=cos2015π6,则S2014= .14.(3分)数列{an}的前n项和为Sn,若数列{an}的各项按如下规律排列:12,13,23,14,第15页(共15页) 24,34,15,25,35,45⋯,1n,2n,…,n-1n,…有如下运算和结论:①a24=38;②数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…是等比数列;③数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…的前n项和为Tn=n2+n4;④若存在正整数k,使Sk<10,Sk+1≥10,则ak=57.其中正确的结论是 .(将你认为正确的结论序号都填上)二.选择题15.(3分)已知{an}、{bn}都是公差不为0的等差数列,且limn→∞anbn=2,Sn=a1+a2+…+an,则limn→∞2Snnb2n的值为( )A.2B.﹣1C.1D.不存在16.(3分)设{an}是公比为q(0<|q|<1)的无穷等比数列,若{an}的前四项之和等于第五项起以后所有项之和,则数列{a2n﹣1}是( )A.公比为12的等比数列B.公比为22的等比数列C.公比为22或-22的等比数列D.公比为142或-142的等比数列17.(3分)函数y=sin(2x+φ)(0<φ<π2)图象的一条对称轴在(π6,π3)内,则满足此条件的一个φ值为( )A.π12B.π6C.π3D.5π618.(3分)若数列{an}的前n项和为Sn,则下列命题:(1)若数列{an}是递增数列,则数列{Sn}也是递增数列;(2)数列{Sn}是递增数列的充要条件是数列{an}的各项均为正数;(3)若{an}是等差数列(公差d≠0),则S1•S2…Sk=0的充要条件是a1•a2…ak=0.(4)若{an}是等比数列,则S1•S2…Sk=0(k≥2,k∈N)的充要条件是an+an+1=0.其中,正确命题的个数是( )A.0个B.1个C.2个D.3个第15页(共15页) 三.解答题19.已知函数f(x)=x2+(2﹣n)x﹣2n的图象与x轴正半轴的交点为A(an,0),n=1,2,3,….(1)求数列{an}的通项公式;(2)令bn=3an+(-1)n-1⋅λ⋅2an(n为正整数),问是否存在非零整数λ,使得对任意正整数n,都有bn+1>bn?若存在,求出λ的值,若不存在,请说明理由.20.已知函数f(x)=23sinxcosx+3sin2x+cos2x﹣2,x∈R;(1)求函数f(x)在(0,π)上的单调递增区间;(2)在△ABC中,内角A、B、C所对边的长分别是a,b,c,若f(A)=2,C=π4.,c=2,求△ABC的面积S△ABC的值;21.已知函数f(x)=2sin(ωx),其中常数ω>0.(Ⅰ)令ω=1,判断函数F(x)=f(x)+f(x+π2)的奇偶性,并说明理由.(Ⅱ)令ω=2,将函数y=f(x)的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象.对任意a∈R,求y=g(x)在区间[a,a+10π]上的零点个数的所有可能.22.已知数列{an}满足:a1=1,an+1=0.5an+n,n为正奇数an-2n,n为正偶数,bn=a2n﹣2;(1)求a2、a3、a4;(2)求证:数列{bn}为等比数列,并求其通项公式;(3)求和Tn=a2+a4+…+a2n;23.已知{an},{bn}为两非零有理数列(即对任意的i∈N*,ai,bi均为有理数),{dn}为一无理数列(即对任意的i∈N*,di为无理数).(1)已知bn=﹣2an,并且(an+bndn﹣andn2)(1+dn2)=0对任意的n∈N*恒成立,试求{dn}的通项公式.(2)若{dn3}为有理数列,试证明:对任意的n∈N*,(an+bndn﹣andn2)(1+dn2)=1恒成立的充要条件为an=11+dn6bn=dn31+dn6.(3)已知sin2θ=2425(0<θ<π2),dn=3tan(n⋅π2+(-1)nθ),试计算bn.第15页(共15页) 第15页(共15页) 2018-2019学年上海市闵行区七宝中学高一(下)期末数学试卷参考答案与试题解析一.填空题1.(3分)方程cosx=sinπ6的解为x= 2kπ±π3(k∈Z) .【解答】解:因为方程cosx=sinπ6=cosπ3=cos(-π3),所以x=2kπ±π3(k∈z),故答案为:2kπ±π3(k∈z).2.(3分)设{an}为等差数列,若a1+a5+a9=π,则a2+a8= 2π3 .【解答】解:∵a1+a5+a9=π=3a5,∴a5=π3,∴a2+a8=2a5=2π3,故答案为:2π33.(3分)求值:sin[arccos(-23)]= 53 .【解答】解:由题意,sin[arccos(-23)]=1-cos2[arccos(-23)]=53.故答案为:53.4.(3分)函数y=arccos(sinx),x∈(-π3,2π3)的值域是 [0,5π6) .【解答】解:当-π3<x<2π3时,-32<sinx≤1,由于反余弦函数是定义域[﹣1,1]上的减函数,且arccos(-32)=5π6,arccos1=0,所以值域为[0,5π6)故答案为:[0,5π6).5.(3分)设数列{an}的前n项和Sn,若a1=﹣1,Sn-12an+1=0(n∈N*),则{an}的通项公式为第15页(共15页) an=-1,n=1-2⋅3n-2,n≥2 .【解答】解:n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=12an+1-12an,化为:an+1=3an.n=1时,﹣1=a1=12a2,解得a2=﹣2.不满足上式.∴数列{an}在n≥2时成等比数列.∴n≥2时,an=﹣2×3n﹣2.∴an=-1,n=1-2×3n-2,n≥2.故答案为:an=-1,n=1-2×3n-2,n≥2.6.(3分)利用数学归纳法证明不等式“1+12+13+⋯+12n-1>n2(n≥2,n∈N*)”的过程中,由“n=k”变到“n=k+1”时,左边增加了 2k 项.【解答】解:由题意,n=k时,最后一项为12k-1,n=k+1时,最后一项为12k+1-1,∴由n=k变到n=k+1时,左边增加了2k+1﹣(2k+1)+1=2k,故答案为:2k.7.(3分)若f(x)=2sinx﹣1在区间[a,b](a,b∈R且a<b)上至少含有30个零点,则b﹣a的最小值为 86π3 .【解答】解:根据f(x)=2sinx﹣1=0,即sinx=12,故x=2kπ+π6,或x=2kπ+5π6,∵f(x)=2sinx﹣1在区间[a,b](a,b∈R且a<b)上至少含有30个零点,∴不妨假设a=π6(此时,k=0),则此时b的最小值为28π+5π6,(此时,k=14),∴b﹣a的最小值为28π+5π6-π6=86π3,故答案为:863π8.(3分)设数列{an}的通项公式为an=n,1≤n≤3(-12)n,n>3,则limn→∞(a1+a2+…+an)= 14524 .【解答】解:数列{an}的通项公式为an=n,1≤n≤3(-12)n,n>3,第15页(共15页) 则a1+a2+…+an=1+2+3+116(1-(-12)n-3)1+12=6+124(1+(-12)n-3),则limn→∞(a1+a2+…+an)=limn→∞[6+124(1+(-12)n-3)]=14524.故答案为:14524.9.(3分)已知数列{an}中,其前n项和为Sn,an=2n-1,2n-1,n为正奇数#/DEL/#n为正偶数#/DEL/#,则S9= 377 【解答】解:an=2n-1,2n-1,n为正奇数#/DEL/#n为正偶数#/DEL/#,则S9=(1+4+16+64+256)+(3+7+11+15)=1-451-4+36=341+36=377.故答案为:377.10.(3分)对于正项数列{an},定义Hn=na1+2a2+3a3+⋯+nan为{an}的“光阴”值,现知某数列的“光阴”值为Hn=2n+2,则数列{an}的通项公式为 an=2n+12n .【解答】解:∵Hn=na1+2a2+3a3+⋯+nan∴a1+2a2+…+nan=nHn∵Hn=2n+2∴a1+2a2+…+nan=n(n+2)2①∴a1+2a2+…+(n﹣1)an﹣1=(n-1)(n+1)2②①﹣②得nan=n(n+2)2-(n-1)(n+1)2=2n+12∴an=2n+12n故答案为:an=2n+12n11.(3分)△ABC中,sin2A≤sin2B+sin2C﹣sinBsinC,则A的取值范围为 (0,60°] .【解答】解:利用正弦定理化简sin2A≤sin2B+sin2C﹣sinBsinC得:a2≤b2+c2﹣bc,变形得:b2+c2﹣a2≥bc,第15页(共15页) ∴cosA=b2+c2-a22bc≥bc2bc=12,又A为三角形的内角,则A的取值范围是(0,60°].故答案为:(0,60°]12.(3分)关于x的方程x2﹣4arctan(cosx)+π•a2=0只有一个实数根,则实数a= ±1 .【解答】解:设f(x)=x2﹣4arctan(cosx)+π•a2,则f(﹣x)=(﹣x)2﹣4arctan(cos(﹣x))+π•a2=x2﹣4arctan(cosx)+π•a2=f(x)∴f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,又依题意f(x)只有一个零点,故此零点只能是x=0,所以0﹣4arctan(cos0)+π•a2=0,∴﹣4arctan1+π•a2=0,∴﹣4×π4+π•a2=0,∴a2=1,∴a=±1,故答案为:±113.(3分)等差数列{an}前n项和为Sn,已知(a2﹣2)3+2013(a2﹣2)=sin2014π3,(a2013﹣2)3+2013(a2013﹣2)=cos2015π6,则S2014= 4028 .【解答】解:(a2﹣2)3+2013(a2﹣2)=sin2014π3=32,①(a2013﹣2)3+2013(a2013﹣2)=cos2015π6=-32,②①+②得,(a2﹣2)3+2013(a2﹣2)+(a2013﹣2)3+2013(a2013﹣2)=0,即(a2﹣2+a2013﹣2)[(a2﹣2)2﹣(a2﹣2)(a2013﹣2)+(a2013﹣2)2]+2013(a2﹣2+a2013﹣2)=0,∴a2﹣2+a2013﹣2=0,即a2+a2013=4,∴S2014=(a1+a2014)×20142=1007×(a2+a2013)=4028,故答案为:4028.第15页(共15页) 14.(3分)数列{an}的前n项和为Sn,若数列{an}的各项按如下规律排列:12,13,23,14,24,34,15,25,35,45⋯,1n,2n,…,n-1n,…有如下运算和结论:①a24=38;②数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…是等比数列;③数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…的前n项和为Tn=n2+n4;④若存在正整数k,使Sk<10,Sk+1≥10,则ak=57.其中正确的结论是 ①③④ .(将你认为正确的结论序号都填上)【解答】解:①前24项构成的数列是:12,13,23,14,24,34,15,25,35,45,16,26,…,18,28,38,∴a24=38,故①正确;②数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…是12,1,64,2,⋯n-12,由等差数列定义n-12-n-22=12(常数)所以数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…是等差数列,故②不正确.③∵数列a1,a2+a3,a4+a5+a6,a7+a8+a9+a10,…是等差数列,所以由等差数列前n项和公式可知:Tn=n2+n4,故③正确;④由③知Sk<10,Sk+1≥10,即:n2+n4<10,(n+1)2+(n+1)4≥10,∴k=7,ak=57.故④正确.故答案为:①③④.二.选择题15.(3分)已知{an}、{bn}都是公差不为0的等差数列,且limn→∞anbn=2,Sn=a1+a2+…+an,则limn→∞2Snnb2n的值为( )A.2B.﹣1C.1D.不存在【解答】解:因为{an}和{bn}都是公差不为零的等差数列,所以设bn=b1+(n﹣1)d1an=a1+(n﹣1)d2第15页(共15页) 故limn→∞anbn=limn→∞a1+(n-1)d1b1+(n-1)d2=2,可得d1=2d2又因为a1+a2+…+an=na1+n(n-1)d12和b2n=b1+(2n﹣1)d1代入则limn→∞2Snnb2n=limn→∞(2×na1+n(n-1)d12nb1+n(2n-1)d2)=d12d2=1.故选:C.16.(3分)设{an}是公比为q(0<|q|<1)的无穷等比数列,若{an}的前四项之和等于第五项起以后所有项之和,则数列{a2n﹣1}是( )A.公比为12的等比数列B.公比为22的等比数列C.公比为22或-22的等比数列D.公比为142或-142的等比数列【解答】解:根据题意,若{an}的前四项之和等于第五项起以后所有项之和,则Sn=2S4,又由{an}是公比为q(0<|q|<1)的无穷等比数列,则a11-q=2a1(1-q4)1-q,变形可得q4=12,则q=±142,数列{a2n﹣1}为{an}的奇数项组成的数列,则数列{a2n﹣1}为公比为q2=22的等比数列;故选:B.17.(3分)函数y=sin(2x+φ)(0<φ<π2)图象的一条对称轴在(π6,π3)内,则满足此条件的一个φ值为( )A.π12B.π6C.π3D.5π6【解答】解:函数y=sin(2x+φ)(0<φ<π2)图象的对称轴方程为:x=kπ2+π4-φ2k∈Z,函数y=sin(2x+φ)(0<φ<π2)图象的一条对称轴在(π6,π3)内,所以π6<kπ2+π4-φ2<π3当k=0时π12>φ2>-π12,φ=π12故选:A.第15页(共15页) 18.(3分)若数列{an}的前n项和为Sn,则下列命题:(1)若数列{an}是递增数列,则数列{Sn}也是递增数列;(2)数列{Sn}是递增数列的充要条件是数列{an}的各项均为正数;(3)若{an}是等差数列(公差d≠0),则S1•S2…Sk=0的充要条件是a1•a2…ak=0.(4)若{an}是等比数列,则S1•S2…Sk=0(k≥2,k∈N)的充要条件是an+an+1=0.其中,正确命题的个数是( )A.0个B.1个C.2个D.3个【解答】解:数列{an}的前n项和为Sn,故Sn=a1+a2+a3+…+an,若数列{an}是递增数列,则数列{Sn}不一定是递增数列,如当an<0时,数列{Sn}是递减数列,故(1)不正确.由数列{Sn}是递增数列,不能推出数列{an}的各项均为正数,如数列:0,1,2,3,…,满足{Sn}是递增数列,但不满足数列{an}的各项均为正数,故(2)不正确.若{an}是等差数列(公差d≠0),则由S1•S2…Sk=0不能推出a1•a2…ak=0,例如数列:﹣3,﹣1,1,3,满足S4=0,但a1•a2•a3•a4≠0,故(3)不正确.若{an}是等比数列,则由S1•S2…Sk=0(k≥2,k∈N)可得数列的{an}公比为﹣1,故有an+an+1=0.由an+an+1=0可得数列的{an}公比为﹣1,可得S1•S2…Sk=0(k≥2,k∈N),故(4)正确.故选:B.三.解答题19.已知函数f(x)=x2+(2﹣n)x﹣2n的图象与x轴正半轴的交点为A(an,0),n=1,2,3,….(1)求数列{an}的通项公式;(2)令bn=3an+(-1)n-1⋅λ⋅2an(n为正整数),问是否存在非零整数λ,使得对任意正整数n,都有bn+1>bn?若存在,求出λ的值,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)设f(x)=0,x2+(2﹣n)x﹣2n=0得x1=﹣2,x2=n.所以an=n(4分)(2)bn=3n+(﹣1)n﹣1•λ•2n,若存在λ≠0,满足bn+1>bn恒成立第15页(共15页) 即:3n+1+(﹣1)n•λ•2n+1>3n+(﹣1)n﹣1•λ•2n,(6分)(32)n-1>(-1)n-1⋅λ恒成立(8分)当n为奇数时,(32)n-1>λ⇒λ<1(10分)当n为偶数时,(32)n-1>-λ⇒λ>-32(12分)所以-32<λ<1(13分),故:λ=﹣1(14分)20.已知函数f(x)=23sinxcosx+3sin2x+cos2x﹣2,x∈R;(1)求函数f(x)在(0,π)上的单调递增区间;(2)在△ABC中,内角A、B、C所对边的长分别是a,b,c,若f(A)=2,C=π4.,c=2,求△ABC的面积S△ABC的值;【解答】解:(1)因为f(x)=23sinxcosx+3sin2x+cos2x﹣2=3sin2x+2sin2x﹣1=3sin2x﹣cos2x=2sin(2x-π6),由-π2+2kπ≤2x-π6≤π2+2kπ,k∈Z,得-π6+kπ≤x≤π3+kπ,k∈Z,又x∈(0,π),所以0<x≤π3或5π6≤x<π,所以函数f(x)在(0,π)上的递增区间为:(0,π3],[5π6,π),(2)因为f(A)=2,∴2sin(2A-π6)=2,∴sin(2A-π6)=1,∴2A-π6=π2+2kπ,k∈Z,∴A=π3+kπ,k∈Z,∵0<A<π,∴A=π3.∴B=π12,在三角形ABC中由正弦定理得asinA=csinC,∴a=csinAsinC=2×3222=6,S△ABC=12acsinB=12×6×2×sin5π12=3+32.21.已知函数f(x)=2sin(ωx),其中常数ω>0.第15页(共15页) (Ⅰ)令ω=1,判断函数F(x)=f(x)+f(x+π2)的奇偶性,并说明理由.(Ⅱ)令ω=2,将函数y=f(x)的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象.对任意a∈R,求y=g(x)在区间[a,a+10π]上的零点个数的所有可能.【解答】解:(1)f(x)=2sinx,F(x)=f(x)+f(x+π2)=2sinx+2sin(x+π2)=2(sinx+cosx),F(π4)=22,F(-π4)=0,F(-π4)≠F(π4),F(-π4)≠﹣F(π4),所以,F(x)既不是奇函数,也不是偶函数.(2)f(x)=2sin2x,将y=f(x)的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位后得到y=2sin2(x+π6)+1的图象,所以g(x)=2sin2(x+π6)+1.令g(x)=0,得x=kπ+512π或x=kπ+34π(k∈z),因为[a,a+10π]恰含10个周期,所以,当a是零点时,在[a,a+10π]上零点个数21,当a不是零点时,a+kπ(k∈z)也都不是零点,区间[a+kπ,a+(k+1)π]上恰有两个零点,故在[a,a+10π]上有20个零点.综上,y=g(x)在[a,a+10π]上零点个数的所有可能值为21或20.22.已知数列{an}满足:a1=1,an+1=0.5an+n,n为正奇数an-2n,n为正偶数,bn=a2n﹣2;(1)求a2、a3、a4;(2)求证:数列{bn}为等比数列,并求其通项公式;(3)求和Tn=a2+a4+…+a2n;【解答】解:(1)a1=1,an+1=0.5an+n,n为正奇数an-2n,n为正偶数,可得a2=1+12a1=1+12=32;a3=a2﹣4=-52,a4=3+12a3=74;(2)证明:bn=a2n﹣2=12a2n﹣1+2n﹣1﹣2=12(a2n﹣2﹣4n+4)+2n﹣1﹣2=12(a2n﹣2﹣2)=12bn﹣1,第15页(共15页) 可得数列{bn}为公比为12,首项为-12等比数列,即bn=﹣(12)n;(3)由(2)可得a2n=2﹣(12)n,Tn=a2+a4+…+a2n=2n﹣(12+14+⋯+12n)=2n-12(1-12n)1-12=2n﹣1+(12)n.23.已知{an},{bn}为两非零有理数列(即对任意的i∈N*,ai,bi均为有理数),{dn}为一无理数列(即对任意的i∈N*,di为无理数).(1)已知bn=﹣2an,并且(an+bndn﹣andn2)(1+dn2)=0对任意的n∈N*恒成立,试求{dn}的通项公式.(2)若{dn3}为有理数列,试证明:对任意的n∈N*,(an+bndn﹣andn2)(1+dn2)=1恒成立的充要条件为an=11+dn6bn=dn31+dn6.(3)已知sin2θ=2425(0<θ<π2),dn=3tan(n⋅π2+(-1)nθ),试计算bn.【解答】解:(1)∵dn2+1≠0,∴an+bndn-andn2=0,即andn2-bndn-an=0,∴andn2+2andn-an=0,∵an≠0,∴dn2+2dn-1=0,∴dn=-1±2.(2)∵(an+bndn-andn2)(1+dn2)=1,∴andn2+an+bndn3+bndn-andn4-andn2=1,∴an+bndn3+dn(bn-andn3)=1,∵{an},{bn},{dn3}为有理数列,{dn}为无理数列,∴an+bndn3=1bn-andn3=0,∴an=11+dn6bn=dn31+dn6,以上每一步可逆.(3)sin2θ=2tanθ1+tan2θ=2425,∴25tanθ=12+12tan2θ.∵dn=3tan(n⋅π2+(-1)nθ),∴dn3=tan(n⋅π2+(-1)nθ),当n=2k(k∈N*)时,∴dn3=tan(2k⋅π2+θ)=tanθ第15页(共15页) 当n=2k﹣1(k∈N*)时,∴dn3=tan((2k-1)⋅π2-θ)=cotθ,∴{dn3}为有理数列,∵(an+bndn-andn2)(1+dn2)=1,∴andn2+an+bndn3+bndn-andn4-andn2=1,∴an+bndn3+dn(bn-andn3)=1,∵{an},{bn},{dn3}为有理数列,{dn}为无理数列,∴an+bndn3=1bn-andn3=0,∴bn=dn31+dn6,∴bn=dn31+dn6=tan(n⋅π2+(-1)nθ)1+tan2(n⋅π2+(-1)nθ)=12sin(n⋅π+2(-1)nθ)当n=2k(k∈N*)时,∴bn=12sin(2k⋅π+2θ)=12sin2θ=1225当n=2k﹣1(k∈N*)时,∴bn=12sin((2k-1)⋅π-2θ)=12sin2θ=1225,∴bn=1225.第15页(共15页)
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