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模块检测
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1.已知数列{an}的前n项和Sn=n3,则a5+a6的值为 ( ).
A.91 B.152 C.218 D.279
解析 a5+a6=S6-S4=63-43=152.
答案 B
2.在△ABC中,sin A∶sin B∶sin C=4∶3∶2,则cos A的值是 ( ).
A.- B. C.- D.
解析 由正弦定理得a∶b∶c=4∶3∶2,设a=4k,b=3k,c=2k,则cos A=
=-.
答案 A
3.在正项等比数列{an}中,a1和a19为方程x2-10x+16=0的两根,则a8·a10·a12等于 ( ).
A.16 B.32 C.64 D.256
解析 ∵{an}是等比数列且由题意得a1·a19=16=a102(an>0),∴a8·a10·a12=a103=64.
答案 C
4.等差数列{an}满足a42+a72+2a4a7=9,则其前10项之和为 ( ).
A.-9 B.-15 C.15 D.±15
解析 a42+a72+2a4a7=(a4+a7)2=9.∴a4+a7=±3,
∴a1+a10=±3,∴S10==±15.
答案 D
5.在坐标平面上,不等式组所表示的平面区域的面积为 ( ).
A. B. C. D.2
解析 |CD|=1+1=2,
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∴xA=.
∴xB=-1,
∴S△CDA=×2×=,
S△CDB=×2×1=1.
故所求区域面积为.
答案 B
6.如果不等式<1对一切实数x均成立,则实数m的取值范围是 ( ).
A.(1,3) B.(-∞,3)
C.(-∞,1)∪(2,+∞) D.(-∞,+∞)
解析 ∵4x2+6x+3=2+>0,∴原不等式⇔2x2+2mx+m<4x2+6x+3⇔2x2+
(6-2m)x+(3-m)>0,x∈R恒成立⇔Δ=(6-2m)2-8(3-m)<0,∴1<m<3.
答案 A
7.△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且cos 2B+3cos(A+C)+2=0,b=,则c∶sin C等于 ( ).
A.3∶1 B.∶1
C.∶1 D.2∶1
解析 cos 2B+3cos(A+C)+2=2cos2B-3cos B+1=0,
∴cos B=或cos B=1(舍).∴B=.
∴===2.
答案 D
8.已知各项都为正数的等比数列{an}的公比不为1,则an+an+3与an+1+an+2的大小关系是( ).
A.an+an+3<an+1+an+2 B.an+an+3=an+1+an+2
C.an+an+3>an+1+an+2 D.不确定的,与公比有关
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解析 因为an+an+3=an(1+q3),
an+1+an+2=an(q+q2),
an+an+3-(an+1+an+2)=an(1+q3-q-q2)=
an(1-q)(1-q2)=an(1-q)2(1+q)>0.
答案 C
9.已知公差不为0的等差数列的第4,7,16项恰好分别是某等比数列的第4,6,8项,则该等比数列的公比是 ( ).
A. B. C.± D.±
解析 等差数列记作{an},等比数列记作{bn},
则q2======3,∴q=±.
答案 C
10.若实数x,y满足不等式组且x+y 的最大值为9,则实数m等于( ).
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解析 如图,作出可行域,
由得A,
平移y=-x,当其经过点A时,x+y取得最大值,即+=9,解得m=
1.
答案 C
二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)
11.正项等比数列{an}满足a2a4=1,S3=13,bn=log3an,则数列{bn}的前10项和是________.
解析 ∵{an}成等比数列,an>0,∴a2a4=a32=1.
∴a3=1,∴a1q2=1.①
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∵S3=a1+a2+1=13,∴a1(1+q)+1=13.②
由①②得,a1=9,q=,an=33-n.
∴bn=3-n.∴S10=-25.
答案 -25
12.如图所示,为测一树的高度,在地面上选取A、B两点,从A、B两点分别测得树尖的仰角为30°,45°,且A、B两点之间的距离为60 m,则树高的高度为________.
解析 ∵∠A=30°,∠ABP=45°,∴∠APB=15°,=,=
,∴PA=60(+1),PQ=PA·sin ∠A=60(+1)·sin 30°=30(+1).
答案 (30+30)m
13.设,x,y满足约束条件若目标函数z=abx+y(a>0,b>0)的最大值为8,则a+b的最小值为________.
解析 如图所示,线性约束条件表示的区域为图中的阴
影部分,A(0,2),B,C(1,4),当直线l:y=-abx
+z过点C时,z取最大值8,即8=ab+4,
∴ab=4.又∵a>0,b>0,
∴a+b≥2=2=4(a=b=2时取等号).
答案 4
14.在△ABC中,D为BC边上一点,BC=3BD,AD=,∠ADB=135°,若AC=AB,则BD=________.
解析 如图,设AB=k,
则AC=k,再设BD=x,
则DC=2x.
在△ABD中,由余弦定理得
k2=x2+2-2·x··=x2+2+2x,①
在△ADC中,由余弦定理得
2k2=4x2+2-2·2x··=4x2+2-4x,
∴k2=2x2+1-2x.②
由①②得x2-4x-1=0,
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解得x=2+(负值舍去).
答案 2+
15.设x,y∈R,a>1,b>1,若ax=by=3,a+b=2,则+的最大值为________.
解析 因为a>1,b>1,ax=by=3,a+b=2,
所以x=loga 3,y=logb 3.
+=+=log3 a+log3 b=log3 ab≤
log32=log32=1,当且仅当a=b时,等号成立.
答案 1
三、解答题(本大题共6小题,共75分)
16.(12分)已知{an}是首项为19,公差为-2的等差数列,Sn为{an}的前n项和.
(1)求通项an及Sn;
(2)设{bn-an}是首项为1,公比为3的等比数列,求数列{bn}的通项公式及前n项和Tn.
解 (1)∵{an}是首项为a1=19,公差为d=-2的等差数列,∴an=19-2(n-1)=21-2n,
Sn=19n+n(n-1)×(-2)=20n-n2.
(2)由题意得bn-an=3n-1,即bn=an+3n-1,
∴bn=3n-1-2n+21,
∴Tn=Sn+(1+3+…+3n-1)=-n2+20n+.
17.(12分)已知不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b},
(1)求a,b;
(2)解不等式ax2-(ac+b)x+bc<0.
解 (1)因为不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b},所以x1=1与x2=b是方程ax2-3x+2=0的两个实数根,且b>1.
由根与系数的关系,得解得
所以a=1,b=2.
(2)所以不等式ax2-(ac+b)x+bc<0,
即x2-(2+c)x+2c<0,即(x-2)(x-c)<0.
当c>2时,不等式(x-2)(x-c)<0的解集为{x|2<x<c};
当c<2时,不等式(x-2)(x-c)<0的解集为{x|c<x<2};
当c=2时,不等式(x-2)(x-c)<0的解集为∅,
综上,当c>2时,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集为{x|2<x<c};
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当c<2时,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集为{x|c<x<2};
当c=2时,不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集为∅.
18.(12分)在△ABC中,a比b长2,b比c长2,且最大角的正弦值是,求△ABC的面积.
解 据题意知a-b=2,b-c=2,∴边长a最大,∴sin A=,
∴cos A=±=±.
∵a最大,∴cos A=-.又a=b+2,c=b-2,
∴cos A===-,
解得b=5,∴a=7,c=3,
∴S△ABC=bcsin A=×5×3×=.
19.(12分)已知某地今年年初拥有居民住房的总面积为a(单位:m2),其中有部分旧住房需要拆除.当地有关部门决定每年以当年年初住房面积的10%建设新住房,同时也拆除面积为b(单位:m2)的旧住房.
(1)分别写出第一年末和第二年末的实际住房面积的表达式.
(2)如果第五年末该地的住房面积正好比今年年初的住房面积增加了30%,则每年拆除的旧住房面积b是多少?(计算时取1.15=1.6)
解 (1)第一年末的住房面积为
a·-b=(1.1a-b)(m2).
第二年末的住房面积为·-b
=a·2-b=(1.21a-2.1b)(m2).
(2)第三年末的住房面积为
·-b
=a·3-b,
第四年末的住房面积为
a·4-b,
第五年末的住房面积为
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a·5-b
=1.15a-b=1.6a-6b.
依题意可知1.6a-6b=1.3a,解得b=,所以每年拆除的旧住房面积为 m2.
20.(13分)已知1≤x+y≤5,-1≤x-y≤3,求2x-3y的取值范围.
解 法一 作出一元二次方程组所表示的
平面区域(如图)即可行域.
考虑 z=2x-3y,把它变形为y=x-z,得到斜率为,
且随z变化的一组平行直线,-z是直线在y轴上的截距,
当直线截距最大且满足约束条件时目标函数z=2x-3y取得最小值;当直线截距最小且
满足约束条件时目标函数z=2x-3y取得最大值.
由图可知,当直线z=2x-3y经过可行域上的点A时,截距最大,即z最小.
解方程组得A的坐标为(2,3).
所以zmin=2x-3y=2×2-3×3=-5.
解方程组得B的坐标为(2,-1),
所以zmax=2x-3y=2×2-3×(-1)=7.
∴2x-3y的取值范围是[-5,7].
法二 设2x-3y=m(x+y)+n(x-y)=mx+my+nx-ny=(m+n)x+(m-n)y
则⇒
则2x-3y=-(x+y)+(x-y)
∵1≤x+y≤5,-1≤x-y≤3,∴-≤-(x+y)≤
-,-≤(x-y)≤,∴-5≤2x-3y≤7.
即2x-3y的取值范围为[-5,7].
21.(14分)某港口O要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上,在小艇出发时,轮船位于港口O北偏西30°且与该港口相距20海里的A处,并正以30海里/时的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v海里/时的航行速度匀速行驶,经过t小时与轮船相遇.
(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?
(2)为保证小艇在30分钟内(含30分钟)能与轮船相遇,试确定小艇航行速度的最小值.
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解 (1)若相遇时小艇的航行距离最小,又轮船沿正东方向匀速行驶,则小艇航行方向为正北方向.
如图所示,设小艇与轮船在C处相遇.
在Rt△OAC中,OC=20cos 30°=10,AC=20sin 30°=
10.又AC=30t,OC=vt.此时,轮船航行时间t==,
v==30,即小艇以30海里/时的速度航行,相
遇时小艇的航行距离最小.
(2)如图所示,设小艇与轮船在B处相遇.
由题意,可得(vt)2=202+(30t)2-2·20·30t·cos(90°-30°),
化简,得v2=-+900=
4002+675.
由于0<t≤,即≥2,
所以当=2时,v取得最小值10,即小艇航行速度的最小值为10海里/时.
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