2020-2021高三数学上期中试题含答案(1)
一、选择题
1.设ABC ?的三个内角, , A B C 成等差数列,sin A 、sin B 、sin C 成等比数列,则这
个三角形的形状是 ( ) A .直角三角形 B .等边三角形
C .等腰直角三角形
D .钝角三角形
2.
()()()3663a a a -+-≤≤的最大值为( )
A .9
B .
92
C .3
D .
32
3.河南洛阳的龙门石窟是中国石刻艺术宝库之一,现为世界文化遗产,龙门石窟与莫高窟、云冈石窟、麦积山石窟并称中国四大石窟.现有一石窟的某处“浮雕像”共7层,每上层的数量是下层的2倍,总共有1016个“浮雕像”,这些“浮雕像”构成一幅优美的图案,若从最下层往上“浮雕像”的数量构成一个数列{}n a ,则()235log a a ?的值为( ) A .8 B .10
C .12
D .16 4.设函数
是定义在
上的单调函数,且对于任意正数
有
,已知
,若一个各项均为正数的数列满足
,其中
是数列
的前项和,则数列
中第
18项( )
A .
B .9
C .18
D .36
5.在等差数列{}n a 中,351024a a a ++=,则此数列的前13项的和等于( ) A .16
B .26
C .8
D .13
6.已知AB AC ⊥u u u v u u u v ,1AB t
=u u u
v ,AC t =u u u v ,若P 点是ABC V 所在平面内一点,且
4AB AC AP AB AC
=+u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v ,则·PB PC u u u v u u u v 的最大值等于( ). A .13
B .15
C .19
D .21
7.等差数列{}n a 满足120182019201820190,0,0a a a a a >+>?<,则使前n 项和0n S >成立的最大正整数n 是( ) A .2018
B .2019
C .4036
D .4037
8.若关于x 的不等式220x ax +->在区间[]1,5上有解,则a 的取值范围是( ) A .23,5??
-
+∞ ???
B .23,15??
-
????
C .()1,+∞
D .23,
5?
?
-∞ ???
9.已知正数x 、y 满足1x y +=,则
14
1x y
++的最小值为( )
A .2
B .
92
C .
143
D .5
10
.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若341118a a a ++=则11S =( ) A .9
B .22
C .36
D .66
11.在ABC ?中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,60A =?,43a
=,
4b =,则B =( ) A .30B =?或150B =? B .150B =? C .30B =?
D .60B =?
12.若正数,x y 满足40x y xy +-=,则3
x y
+的最大值为 A .
13
B .38
C .
37
D .1
二、填空题
13.已知数列{}n a 、{}n b 均为等差数列,且前n 项和分别为n S 和n T ,若
321
n n S n T n +=+,则4
4
a b =_____. 14.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,且136S =,则91032a a -=__________. 15.等差数列{}n a 中,1351,14,a a a =+=其前n 项和100n S =,则n=__ 16.设数列{a n }的首项a 1=
3
2
,前n 项和为S n ,且满足2a n +1+S n =3(n ∈N *),则满足2188177
n n S S <<的所有n 的和为________. 17.在无穷等比数列{}n a 中,123,1a a ==,则()1321lim n n a a a -→∞
++?+=______. 18.已知等比数列{}n a 的首项为1a ,前n 项和为n S ,若数列{}12n S a -为等比数列,则
3
2
a a =____. 19.如图所示,位于A 处的信息中心获悉:在其正东方向40海里的B 处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°,相距20海里的C 处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向即沿直线CB 前往B 处救援,则cos θ=______________.
20.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若39S =,636S =,则789a a a ++等于______.
三、解答题
21.在ABC V 中,3
B π
∠=,7b =,________________,求BC 边上的高.
从①21
sin 7
A =
, ②sin 3sin A C =, ③2a c -=这三个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.
22.在ABC V 中,5cos 13A =-
,3cos 5
B =. (1)求sin
C 的值;
(2)设5BC =,求ABC V 的面积.
23.在△ABC 中,a , b , c 分别为内角A , B , C 的对边,且
2sin (2)sin (2)sin .a A b c B c b C =+++
(Ⅰ)求A 的大小; (Ⅱ)求sin sin B C +的最大值.
24.在△ABC 中,角A ,B ,C 对应的边分别是a ,b ,c ,已知cos2A ﹣3cos (B+C )=1. (1)求角A 的大小; (2)若△ABC 的面积S=5
,b=5,求sinBsinC 的值.
25.已知等差数列{}n a 中,235220a a a ++=,且前10项和10100S =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若1
1
n n n b a a +=
,求数列{}n b 的前n 项和n T . 26.等差数列{}n a 中,24a =,4715a a +=. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设2
2
n a n b n -=+,求12310b b b b +++???+的值.
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一、选择题 1.B 解析:B 【解析】 【分析】
先由ABC ?的三个内角, , A B C 成等差数列,得出2,3
3
B A
C π
π
=
+=
,又因为sin A 、sin B 、sin C 成等比数列,所以23
sin sin sin 4
B A
C =?=,整理计算即可得出答案.
【详解】
因为ABC ?的三个内角, , A B C 成等差数列,
所以2,3
3
B A
C π
π=
+=
, 又因为sin A 、sin B 、sin C 成等比数列, 所以2
3sin sin sin 4
B A
C =?=
所以222sin sin sin sin cos sin cos 333A A A A A πππ???
??-=?- ? ????
?
2111113
2sin 2cos 2sin 2424442344
A A A A A π??=
+=-+=-+= ??? 即sin 213A π??
-
= ??
?
又因为203
A π<< 所以3
A π
=
故选B 【点睛】
本题考查数列与三角函数的综合,关键在于求得2,3
3
B A
C π
π
=+=
,再利用三角公式转化,属于中档题.
2.B
解析:B 【解析】 【分析】
根据369a a -++=是常数,可利用用均值不等式来求最大值. 【详解】 因为63a -≤≤, 所以30,60a a ->+> 由均值不等式可得:
369
22
a a -++≤
=
当且仅当36a a -=+,即3
2
a =-时,等号成立, 故选B. 【点睛】
本题主要考查了均值不等式,属于中档题.
3.C
解析:C 【解析】 【分析】
数列{}n a ,是等比数列,公比为2,前7项和为1016,由此可求得首项1a ,得通项公式,从而得结论. 【详解】
Q 最下层的“浮雕像”的数量为1a ,依题有:公比(
)7
17
122,7,101612
a q n S -===
=-,解
得18a =,则()
12
*822
17,n n n a n n N -+=?=≤≤∈,57352,2a a ∴==,从而()()
571212352352222,log log 212a a a a ?=?=∴?==,故选C .
【点睛】
本题考查等比数列的应用.数列应用题求解时,关键是根据题设抽象出数列的条件,然后利用数列的知识求解.
4.C
解析:C 【解析】
∵f (S n )=f (a n )+f (a n +1)-1=f[a n (a n +1)]∵函数f (x )是定义域在(0,+∞)上的单调函数,数列{a n }各项为正数∴S n =a n (a n +1)①当n=1时,可得a 1=1;当n≥2时,S n-1=
a n-1(a n-1+1)②,①-②可得a n = a n (a n +1)-a n-1(a n-1+1)∴(a n +a n-1)(a n -a n-1-1)=0
∵a n >0,∴a n -a n-1-1=0即a n -a n-1=1∴数列{a n }为等差数列,a 1=1,d=1;∴a n =1+(n-1)×1=n 即a n =n 所以
故选C
5.D
解析:D 【解析】 【详解】
试题分析:∵351024a a a ++=,∴410224a a +=,∴4102a a +=, ∴1134101313()13()
1322
a a a a S ++=
==,故选D.
考点:等差数列的通项公式、前n项和公式. 6.A
解析:A
【解析】
以A为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图所示,则
1
(,0)
B
t
,(0,)
C t,
10)4(0,1)(1,4)
AP=+=
u u u r
(,,即14)
P(,,所以
1
14)
PB
t
=--
u u u r
(,,14)
PC t
=--
u u u r
(,,因此PB PC
?
u u u r u u u r
1
1416
t
t
=--+
1
17(4)t
t
=-+,因为
11
4244
t t
t t
+≥?=,所以PB PC
?
u u u r u u u r
的最大值等于13,当
1
4t
t
=,即
1
2
t=时取等号.
考点:1、平面向量数量积;2、基本不等式.
7.C
解析:C
【解析】
【分析】
根据等差数列前n项和公式,结合已知条件列不等式组,进而求得使前n项和0
n
S>成立的最大正整数n.
【详解】
由于等差数列{}n a满足12018201920182019
0,0,0
a a a a a
>+>?<,所以0
d<,且
2018
2019
a
a
>
?
?
<
?
,所以
()
14036
403620182019
140372019
4037
403620180
2
2
403740370
22
a a
S a a
a a a
S
+
?
=?=+?>
??
?
+
?=?=?<
??
,所以使前n项和
n
S>成立的最大正整数n是4036.
故选:C 【点睛】
本小题主要考查等差数列前n 项和公式,考查等差数列的性质,属于基础题.
8.A
解析:A 【解析】 【分析】
利用分离常数法得出不等式2a x x >
-在[]15x ∈,上成立,根据函数()2
f x x x
=-在[]15x ∈,上的单调性,求出a 的取值范围
【详解】
关于x 的不等式220x ax +->在区间[]
1,5上有解
22ax x ∴>-在[]15
x ∈,上有解 即2
a x x
>
-在[]15x ∈,上成立, 设函数数()2
f x x x
=
-,[]15x ∈, ()22
10f x x
∴'=-
-<恒成立 ()f x ∴在[]15x ∈,上是单调减函数
且()f x 的值域为2315??
-????
, 要2a x x >
-在[]15x ∈,上有解,则235
a >- 即a 的取值范围是23,5??
-+∞ ???
故选A 【点睛】
本题是一道关于一元二次不等式的题目,解题的关键是掌握一元二次不等式的解法,分离含参量,然后求出结果,属于基础题.
9.B
解析:B 【解析】 【分析】
由1x y +=得(1)2x y ++=,再将代数式(1)x y ++与14
1x y
++相乘,利用基本不等式可求出
141x y
++的最小值. 【详解】
1x y +=Q ,所以,(1)2x y ++=,
则1414412()[(1)]()559111x y x y x y x y y x ++
=+++=++=+++…, 所以,
149
12
x y ++…, 当且仅当4111
x y y x x y +?=?+??+=?,即当23
13x y ?
=????=??
时,等号成立,
因此,
141x y ++的最小值为92
, 故选B . 【点睛】
本题考查利用基本不等式求最值,对代数式进行合理配凑,是解决本题的关键,属于中等题.
10.D
解析:D 【解析】
分析:由341118a a a ++=,可得156a d +=,则化简11S =()1115a d +,即可得结果. 详解:因为341118a a a ++=, 所以可得113151856a d a d +=?+=, 所以11S =()111511666a d +=?=,故选D.
点睛:本题主要考查等差数列的通项公式与等差数列的求和公式, 意在考查等差数列基本量运算,解答过程注意避免计算错误.
11.C
解析:C 【解析】 【分析】
将已知代入正弦定理可得1
sin 2
B =,根据a b >,由三角形中大边对大角可得:
60B ,即可求得30B =?. 【详解】
解:60A =?Q
,a
=4b =
由正弦定理得:sin 1
sin
2b A B a =
== a b >Q
60B ∴ 30B ∴=?
故选C. 【点睛】
本题考查了正弦定理、三角形的边角大小关系,考查了推理能力与计算能力.
12.A
解析:A 【解析】 【分析】 分析题意,取3x y +倒数进而求3
x y
+的最小值即可;结合基本不等式中“1”的代换应用即可求解。 【详解】
因为40x y xy +-=,化简可得4x y xy +=,左右两边同时除以xy 得
14
1y x
+= 求3x y +的最大值,即求
333
x y x y
+=+ 的最小值 所以1413333x y x y y x ??
????+?=+?+ ?
? ???????
4143333
x y y x =
+++
1433
≥+ 3≥,当且仅当
433x y y x
=时取等号 所以
3x y +的最大值为1
3
所以选A 【点睛】
本题考查了基本不等式的简单应用,关键要注意“1”的灵活应用,属于基础题。
二、填空题
13.【解析】【分析】根据等差数列中等差中项的性质将所求的再由等差数列
的求和公式转化为从而得到答案【详解】因为数列均为等差数列所以【点睛】本题考查等差中项的性质等差数列的求和公式属于中档题 解析:
238
【解析】 【分析】
根据等差数列中等差中项的性质,将所求的17
4417
a a a
b b b +=+,再由等差数列的求和公式,转化为
7
7
S T ,从而得到答案. 【详解】
因为数列{}n a 、{}n b 均为等差数列 所以
7
47
4141422a a b b a a b b ==++ ()
()177177
7272a a S b b T +==+
37223
718
?+=
=+ 【点睛】
本题考查等差中项的性质,等差数列的求和公式,属于中档题.
14.【解析】分析:根据等差数列中下标和的性质和前n 项和公式求解详解:∵等差数列中∴∴设等差数列的公差为则点睛:等差数列的项的下标和的性质即若则这个性质经常和前n 项和公式结合在一起应用利用整体代换的方法可
解析:
6
13. 【解析】
分析:根据等差数列中下标和的性质和前n 项和公式求解. 详解:∵等差数列{}n a 中136S =, ∴()
1137
131313262
2
a a a S +?==
=, ∴7613
a =
. 设等差数列{}n a 的公差为d ,
则()9109109976322213
a a a a a a d a -=-+=-==
.
点睛:等差数列的项的下标和的性质,即若(
)*
,,,,m n p q m n p q Z
+=+∈,则
m n p q a a a a +=+,这个性质经常和前n 项和公式()12
n n n a a S +=
结合在一起应用,利用
整体代换的方法可使得运算简单.
15.10【解析】【分析】【详解】故则故n=10
解析:10 【解析】 【分析】 【详解】
1351,14,a a a =+=故126d 14,2a d +=∴=,则()1n 21002
n n n S -=+
?=
故n=10
16.7【解析】由2an +1+Sn =3得2an +Sn -1=3(n≥2)两式相减得2an +1-2an +an =0化简得2an +1=an(n≥2)即=(n≥2)由已知求出a2=易得=所以数列{an}是首项为a1
解析:7 【解析】
由2a n +1+S n =3得2a n +S n -1=3(n≥2),两式相减,得2a n +1-2a n +a n =0,化简得2a n +1=a n (n≥2),即
1n n a a +=12(n≥2),由已知求出a 2=3
4,易得21
a a =12,所以数列{a n }是首项为a 1=32,公比为q =12的等比数列,所以S n =311221
12
n
????
-?? ????
???-=3[1-(12)n ],S 2n =3[1-(12
)2n ]
代入
1817<2n n
S S <8
7,可得117<(12)n <17,解得n =3或4,所以所有n 的和为7. 17.【解析】【分析】利用无穷等比数列的求和公式即可得出【详解】解:根据等比数列的性质数列是首项为公比为的等比数列又因为公比所以故答案为:【点睛】本题考查了无穷等比数列的求和公式考查了推理能力与计算能力属
解析:
2
【解析】 【分析】
利用无穷等比数列的求和公式即可得出. 【详解】
解:根据等比数列的性质,数列1321,,,n a a a -?是首项为1a ,公比为2
q 的等比数列。
又因为公比q =
,所以2
13
q =. ∴()(
)(
)
2211113212
2
2lim 11lim lim
1113
11n
n
n n n n a q a q a a a a q q q →∞
-→∞
→∞
--++?+==
=--?=
=--.
【点睛】
本题考查了无穷等比数列的求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
18.【解析】【分析】设等比数列的公比为由数列为等比数列得出求出的值即可得出的值【详解】设等比数列的公比为由于数列为等比数列整理得即化简得解得因此故答案为:【点睛】本题考查等比数列基本量的计算同时也考查了 解析:
12
【解析】 【分析】
设等比数列{}n a 的公比为q ,由数列{}12n S a -为等比数列,得出
()()()2
211131222S a S a S a -=--,求出q 的值,即可得出
3
2
a a 的值. 【详解】
设等比数列{}n a 的公比为q ,
由于数列{}12n S a -为等比数列,()()()2
211131222S a S a S a ∴-=--,
整理得()()2
211321a a a a a a -=-?+-,即()(
)
2
2
11q q q -=-+-,化简得
220q q -=,
0q ≠Q ,解得12
q =
,因此,3212a q a ==. 故答案为:1
2
. 【点睛】
本题考查等比数列基本量的计算,同时也考查了等比中项的应用,考查运算求解能力,属于中等题.
19.【解析】【分析】在中由余弦定理求得再由正弦定理求得最后利用两角和的余弦公式即可求解的值【详解】在中海里海里由余弦定理可得所以海里由正弦定理可得因为可知为锐角所以所以【点睛】本题主要考查了解三角形实际
解析:
14
【解析】 【分析】
在ABC ?中,由余弦定理,求得BC ,再由正弦定理,求得sin ,sin ACB BAC ∠∠,最后利用两角和的余弦公式,即可求解cos θ的值. 【详解】
在ABC ?中,40AB =海里,20AC =海里,120BAC ∠=o , 由余弦定理可得2222cos1202800BC AB AC AB AC =+-?=o ,
所以BC =,
由正弦定理可得sin sin 7
AB ACB BAC BC ∠=
?∠=
, 因为120BAC ∠=o ,可知ACB ∠
为锐角,所以cos ACB ∠=
所以cos cos(30)cos cos30sin sin 3014
ACB ACB ACB θ=∠+=∠-∠=o o o . 【点睛】
本题主要考查了解三角形实际问题,解答中需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,合理使用正、余弦定理是解答的关键,其基本步骤是:第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向;第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化;第三步:列方程,求结果.
20.【解析】【分析】根据等差数列的前项和转化为关于和的数量关系来求解【详解】等差数列的前项和为则有解得故答案为【点睛】本题考查了等差数列前项和的公式运用在解答此类题目时可以将其转换为关于和的数量关系来求
解析:【解析】 【分析】
根据等差数列的前n 项和转化为关于1a 和d 的数量关系来求解 【详解】
Q 等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,39S =,636S =,
则有()()31
61331392
6616362S a d S a d ??-=+=????-?=+=??
,解得112a d =??=?
78911116783213121245a a a a d a d a d a d ∴++=+++++=+=?+?=
故答案为45
【点睛】
本题考查了等差数列前n 项和的公式运用,在解答此类题目时可以将其转换为关于1a 和d 的数量关系来求解,也可以用等差数列和的性质来求解,较为基础。
三、解答题
21.
选择①,2h =
;选择②,2h =
;选择③,2
h = 【解析】 【分析】 (1
)选择①sin 7
A =
,可由sin sin a b A B =解得2a =,再由2222cos b a c ac B =+-解得3c =,最后由sin h c B =可得解;
(2)选择②sin 3sin A C =,由sin sin()3sin A B C C =+=
得5sin C C =,结合
22sin cos 1C C +=
得sin C =
sin h b C =可得解. (3)选择③2a c -=,由2222cos b a c ac B =+-可得:227a c ac +-=,结合
2a c -=解得1c =,最后由sin h c B =可得解. 【详解】
(1
)选择①sin A =
,解答如下: 在ABC V ,由正弦定理得:
sin sin a b A B
=,
7=2a =, 由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,
221
2222
c c =+-??,解得1c =-(舍去)或3c =,
则BC
边上的高sin h c B = (2)选择②sin 3sin A C =,解答如下:
在ABC V 中,[]sin sin ()sin()A B C B C π=-+=+, 由sin 3sin A C =可得:sin()3sin 3
C C π
+
=,
整理得5sin C C =┄①, 又22sin cos 1C C +=┄②,
由①②得sin 14
C =
,
则BC 边上的高sin h b C ===
. (3)选择③2a c -=,解答如下:
在ABC V 中,由余弦定理得:2222cos b a c ac B =+-,
3
B π
∠=
Q ,b =
227a c ac ∴+-=┄①,
又2a c -=┄②, 由①②解得1c =,
则BC 边上的高sin h c B =. 【点睛】
本题考查了正余弦定理解三角形,考查了计算能力,属于中档题. 22.(1)1665;(2)83
. 【解析】 【分析】
(1)直接利用三角函数关系式的恒等变换求得结果;(2)利用正弦定理和三角形的面积公式
求出结果. 【详解】
(1)在ABC V 中,A B C π++=,
由5cos 13A =-,2A ππ<<,得12
sin 13
A =, 由3cos 5
B =
,02B π<<,得4sin 5
B =. 所以()16
sin sin sin cos cos sin 65
C A B A B A B =+=+=
; (2)由正弦定理
sin sin AC BC
B A
=, 解得:sin 13
sin 3
BC B AC A ?=
=,
所以ABC V 的面积:1113168
sin 5223653
S BC AC C =???=???=. 【点睛】
本题考查的知识点:三角函数关系式的恒等变换,三角形内角和定理,正弦定理的应用,三角形面积公式的应用及相关的运算问题.在解与三角形有关的问题时,正弦定理、余弦定理是两个主要依据. 解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪
一个定理更方便、简捷一般来说 ,当条件中同时出现ab 及2b 、2a 时,往往用余弦定理,而题设中如果边和正弦、余弦函数交叉出现时,往往运用正弦定理将边化为正弦函数再结合和、差、倍角的正余弦公式进行解答。 23.(Ⅰ)120°;(Ⅱ)1. 【解析】 【分析】
(Ⅰ)由题意利用正弦定理角化边,然后结合余弦定理可得∠A 的大小; (Ⅱ)由题意结合(Ⅰ)的结论和三角函数的性质可得sin sin B C +的最大值. 【详解】
(Ⅰ)()()2sin 2sin 2sin a A b c B c b C =+++Q ,
()()2222a b c b c b c ∴=+++,即222a b c bc =++.
2221cos 22
b c a A bc +-=-∴=,120A ∴=?.
(Ⅱ)sin sin sin sin(60)B C B B +=+?-()31
cos sin sin 6022
B B B =
+=?+, 060B ?<
【点睛】
在处理三角形中的边角关系时,一般全部化为角的关系,或全部化为边的关系.题中若出现边的一次式一般采用到正弦定理,出现边的二次式一般采用到余弦定理.应用正、余弦定理时,注意公式变式的应用.解决三角形问题时,注意角的限制范围. 24.(1)(2)
57
【解析】
试题分析:(1)根据二倍角公式,三角形内角和
,所
以
,整理为关于
的二次方程,解得角
的大小;(2)根据三角形的面积公式和上一问角,代入后解得边,这样就知道
,然后根据余弦定理再求
,最后根据证得定理分别求得和
.
试题解析:(1)由cos 2A -3cos(B +C)=1,
得2cos 2A +3cos A -2=0, 即(2cos A -1)(cos A +2)=0, 解得cos A =
或cos A =-2(舍去).