模块综合检测(一)
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.在等差数列{an}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:B ∵a1+a5=2a3=10,∴a3=5,∴d=a4-a3=7-5=2.
2.若函数f(x)=x2-3x-5ln x的导函数为f'(x),则f'(x)>0的解集为( )
A.(0,+∞) B.(-1,0)∪
C.(-1,0) D.
解析:D ∵函数f(x)=x2-3x-5ln x的导函数为f'(x)=2x-3-(x>0),令f'(x)>0,
∴解得x>.
3.已知1,a1,a2,9四个实数成等差数列,1,b1,b2,b3,9五个数成等比数列,则b2(a2-a1)=( )
A.8 B.-8
C.±8 D.
解析:A 设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q,则有1+3d=9,1·q4=9,解得d=,q2=3,∴b2(a2-a1)=1×q2×=8.故选A.
4.设曲线y=sin x上任一点(x,y)处的切线斜率为g(x),则函数y=x2g(x)的部分图象可以为( )
解析:C 由曲线方程y=sin x,可知g(x)=cos x,所以y=x2g(x)=x2cos x为偶函数,排除A、B;当x=0时,y=0,排除D,故选C.
5.已知正项数列{an}中,a1=2,an+1=2an+3×5n,则数列{an}的通项an=( )
A.-3×2n-1 B.3×2n-1
C.5n+3×2n-1 D.5n-3×2n-1
解析:D 法一 在递推公式an+1=2an+3×5n的两边同时除以5n+1,得=×+①,令bn=,则①式变为bn+1=bn+,即bn+1-1=,所以数列是等比数列,其首项为b1-1=-1=-,公比为,所以bn-1=-×,即bn=1-×,所以=1-×=1-,所以an=5n-3×2n-1.
法二 设an+1+k×5n+1=2(an+k×5n),则an+1=2an-3k×5n,与an+1=2an+3×5n比较可得k=-1,所以an+1-5n+1=2(an-5n),所以数列是首项为a1-5=-3,公比为2的等比数列,所以an-5n=-3×2n-1,所以an=5n-3×2n-1,故选D.
6.函数f(x)在定义域R上的导函数是f'(x),若f(x)=f(2-x),且当x∈(-∞,1)时,(x-1)·f'(x)<0.设a=f(0),b=f(),c=f(log28),则( )
A.c<a<b B.c<b<a
C.a<b<c D.a<c<b
解析:A ∵当x∈(-∞,1)时,(x-1)f'(x)<0,∴f'(x)>0,∴f(x)在区间(-∞,1)上单调递增.又∵f(x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f(x)在区间(1,+∞)上单调递减.∵a=f(0)=f(2),b=f(),c=f(log28)=f(3),∴c<a<b.
7.已知函数f(x)=ln x-(x-a)2(a∈R)在区间[1,+∞)上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.[1,+∞) D.(1,+∞)
解析:B 因为f(x)=ln x-(x-a)2(a∈R),则f'(x)=-2x+2a,因为函数f(x)在区间[1,+∞)上存在单调递增区间,则存在x∈[1,+∞),使得f'(x)>0,即-2x+2a>0,可得a>x-,设g(x)=x-,因为函数y=x、y=-在[1,+∞)上均单调递增,则函数g(x)在[1,+∞)上单调递增,当x≥1时,g(x)min=g(1)=1-=,故a>.故选B.
8.“中国剩余定理”又称“孙子定理”,最早可见于中国南北朝时期的数学著作《孙子算经》,卷下第二十六题,叫做“物不知数”,原文如下:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?现有这样一个相关的问题:被3除余2且被5除余3的正整数按照从小到大的顺序排成一列,构成数列{an},记数列{an}的前n项和为Sn,则的最小值为( )
A.30 B.
C. D.41
解析:B 被3除余2的正整数按照从小到大的顺序排列为:2,5,8,11,…,该数列即为bn=2+3=3n-1,被5除余3的正整数按照从小到大的顺序排列为:3,8,13,18,…,该数列即为cn=3+5=5n-2,数列、的第一个公共项为a1=8,由题意被3除余2且被5除余3的正整数按照从小到大的顺序排成一列所构成的数列也是等差数列,其首项即为数列、的第一个公共项a1=8,其公差为数列、的公差的最小公倍数d=3×5=15,所以数列{an}的通项公式为an=a1+d=8+15=15n-7,由等差数列前n项公式得Sn==,所以==++,由基本不等式得=++≥+2=,当且仅当=,n∈N*,即n=2时,等号成立,所以的最小值为.故选B.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.若{an}是公比为q(q≠0)的等比数列,记Sn为{an}的前n项和,则下列说法正确的是( )
A.若a1>0,0<q<1,则{an}为递减数列
B.若a1<0,0<q<1,则{an}为递增数列
C.若q>0,则S4+S6>2S5
D.若bn=,则{bn}是等比数列
解析:ABD 在等比数列中,an+1-an=an(q-1),当a1>0,0<q<1时,显然有an(q-1)<0,故{an}为递减数列,故A正确;当a1<0,0<q<1时,显然有an(q-1)>0,故{an}为递增数列,故B正确;若等比数列{an}的公比q=1,则S4+S6=10a1,2S5=10a1,则S4+S6=2S5,故C不正确;等比数列{an}的公比为q(q≠0),若bn=,则{bn}是等比数列,公比为,故D正确.
10.以下不等式成立的是( )
A.x>sin x,x∈
B.x-1≥ln x,x∈(0,+∞)
C.ex-x-1≥0,x∈R
D.ln x+1-ex>0,x∈(0,+∞)
解析:ABC 对于A,令f(x)=x-sin x,x∈,由f'(x)=1-cos x>0,则f(x)在上单调递增,则f(x)>f(0)=0 x>sin x,不等式成立;由两个经典不等式,易知B、C正确;对于D,令g(x)=ln x+1-ex,x∈(0,+∞),当x=1时,g(1)=1-e<0,所以不等式不成立.
11.设函数f(x)=,则下列选项正确的是( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)的图象关于点(0,1)对称
C.f(x)的最大值为+1
D.f(x)的最小值为-+1
解析:BCD f(x)=+1,不满足f(-x)=-f(x),故A项错误;令g(x)=,则g(-x)===-g(x),所以g(x)为奇函数,则f(x)关于点(0,1)对称,B项正确;设f(x)=+1的最大值为M,则g(x)的最大值为M-1,设f(x)=+1的最小值为N,则g(x)的最小值为N-1,当x>0时,g(x)=,所以g'(x)=,当0<x<1时,g'(x)>0,当x>1时,g'(x)<0,所以当0<x<1时,g(x)单调递增,当x>1时,g(x)单调递减,所以g(x)在x=1处取得最大值,最大值为g(1)=,由于g(x)为奇函数,所以g(x)在x=-1处取得最小值,最小值为g(-1)=-,所以f(x)的最大值为M=+1,最小值为N=-+1,故C、D项正确.故选B、C、D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共计15分.
12.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,S3=a5,am=2 025,则m= 1 013 .
解析:∵S3=3a1+3d,∴3a1+3d=a1+4d,即d=2,am=a1+(m-1)×2=2m-1=2 025,∴m=1 013
13.若直线y=-x+m是曲线y=2x2+3x+4与曲线y=-ex+n的公切线,则m+n= -1 .
解析:令f(x)=2x2+3x+4,则f'(x)=4x+3,令f'(x)=4x+3=-1,得x=-1,则f(-1)=2-3+4=3,即有y-3=-(x+1),即y=-x+2,故m=2.令g(x)=-ex+n,则g'(x)=-ex+n,令g'(x)=-ex+n=-1,有x=-n,则g(-n)=-e0=-1,即有y+1=-(x+n),即y=-x-n-1.故有-n-1=2,即n=-3.故m+n=-1.
14.已知f(x)=x2+bx+c有极小值点-1,设bn=,若对于任意的n∈N*,都有bn≥b4成立,则实数c的取值范围是 [12,20] .
解析:因为f(x)=x2+bx+c有极小值点-1,所以-=-1,解得b=2(经检验符合),即bn==n++2,令g(x)=x++2(x≥1),则g'(x)=1-=,当c≤1时,g'(x)≥0,g(x)在[1,+∞)上单调递增,此时{bn}是递增数列,不满足题意,故c>1.当1<x<时,g'(x)<0,当x>时,g'(x)>0,即g(x)在(1,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,即数列{bn}先减后增,因为对于任意的n∈N*,都有bn≥b4成立,所以只需b3≥b4且b4≤b5,即解得12≤c≤20.
四、解答题:本题共5小题,共计77分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)设函数f(x)=x3-x2-mx.
(1)若f(x)在(0,+∞)上存在单调递减区间,求m的取值范围;
(2)若x=-1是函数的极值点,求函数f(x)在[0,5]上的最小值.
解:(1)f'(x)=x2-2x-m,
由题意可知,f'(x)=x2-2x-m<0在(0,+∞)上有解,
所以存在x∈(0,+∞),使得m>x2-2x,
因为y=x2-2x的最小值为12-2×1=-1,
则m>-1,即m的取值范围为(-1,+∞).
(2)因为f'(-1)=1+2-m=0,
所以m=3.所以f'(x)=x2-2x-3,
令f'(x)=0,解得x=-1或x=3.
所以当x∈[0,3)时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(3,5]时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增.
所以函数f(x)在[0,5]上的最小值为f(3)=9-9-9=-9.
16.(本小题满分15分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知Sn=n2+n.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设Tn=a1·+a2·+…+an·,求Tn.
解:(1)当n=1时,a1=S1=12+1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-=2n;
经检验:a1=2满足上式,
所以{an}的通项公式是an=2n.
(2)由(1)得,Tn=2·32+4·34+…+(2n-2)·32n-2+(2n)·32n,
9Tn=2·34+4·36+…+(2n-2)·32n+(2n)·32n+2,
所以-8Tn=2·32+2·34+…+2·32n-2+2·32n-(2n)·32n+2.
即Tn=-,即Tn=·9n-·9n+.
17.(本小题满分15分)已知函数f(x)=ln x+2ax.
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若g(x)=f(x)-2x2,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=-1时,f(x)=ln x-2x(x>0),
∴f'(x)=-2,由f'(x)>0,得0<x<,由f'(x)<0,得x>,
∴函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由题意得,g(x)=ln x-2x2+2ax≥-1在上存在实数解.
化为a≥在上存在实数解,
令h(x)=,
则h'(x)==,
∵在上,2x2+ln x>0,得h'(x)=>0,故h(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴h(x)的最小值为h(1)=,
∴当a的取值范围为[,+∞)时,不等式g(x)≥-1在上存在实数解.
18.(本小题满分17分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且a2,a5,a14成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)当数列{an}的公差不为0时,记数列的前n项和为Tn,求证:Tn<.
解:(1)设数列{an}的公差为d,
由a2,a5,a14成等比数列,得=a2a14,即=,
即d2-2d=0,
解得d=0或d=2.
当d=0时,an=1;
当d=2时,an=a1+d=2n-1.
综上所述,an=1或an=2n-1.
(2)证明:由(1)可知,当数列{an}的公差不为0时,
an=2n-1,
∴Sn==n2,
则S2n-1=(2n-1)2,S2n+1=(2n+1)2,
∴==,
∴Tn=[+++…+]==-,
又n∈N*,∴Tn<.
19.(本小题满分17分)已知函数f(x)=2ax-a-1,g(x)=ex-ex.
(1)讨论g(x)的单调性并求极值;
(2)设函数h(x)=g'(x)-f(x)(g'(x)为g(x)的导函数),若函数h(x)在内有两个不同的零点,求实数a的取值范围.
解:(1)因为g'(x)=ex-e在R上单调递增,
所以当x<1时g'(x)<0,当x>1时g'(x)>0,
所以g(x)在上单调递减,在上单调递增,
所以g(x)的极小值为g=0,无极大值.
(2)因为h(x)=g'(x)-f(x)=ex-e-=ex-2ax-e+a+1,
所以h'(x)=ex-2a,
当x∈时,ex∈,
所以当2a≤1或2a≥e时,h(x)在上单调,至多只有一个零点,不满足题意;
当1<2a<e时,由ex-2a=0可得x=ln,
当x∈时,h'(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈时,h'(x)>0,h(x)单调递增,
所以要使函数h(x)在内有两个不同的零点,则有
由可得e-2<a<1,下面证明当e-2<a<1时h<0,
令m=h=3a-2aln-e+1,则m'=1-2ln,
所以当a∈时,m'>0,m单调递增,
当a∈时,m'<0,m单调递减,
所以m=m=-e+1<0,
所以当e-2<a<1时h<0,
综上,实数a的取值范围为.
5 / 6模块综合检测(一)
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.在等差数列{an}中,a1+a5=10,a4=7,则数列{an}的公差为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.若函数f(x)=x2-3x-5ln x的导函数为f'(x),则f'(x)>0的解集为( )
A.(0,+∞) B.(-1,0)∪
C.(-1,0) D.
3.已知1,a1,a2,9四个实数成等差数列,1,b1,b2,b3,9五个数成等比数列,则b2(a2-a1)=( )
A.8 B.-8
C.±8 D.
4.设曲线y=sin x上任一点(x,y)处的切线斜率为g(x),则函数y=x2g(x)的部分图象可以为( )
5.已知正项数列{an}中,a1=2,an+1=2an+3×5n,则数列{an}的通项an=( )
A.-3×2n-1 B.3×2n-1
C.5n+3×2n-1 D.5n-3×2n-1
6.函数f(x)在定义域R上的导函数是f'(x),若f(x)=f(2-x),且当x∈(-∞,1)时,(x-1)·f'(x)<0.设a=f(0),b=f(),c=f(log28),则( )
A.c<a<b B.c<b<a
C.a<b<c D.a<c<b
7.已知函数f(x)=ln x-(x-a)2(a∈R)在区间[1,+∞)上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.[1,+∞) D.(1,+∞)
8.“中国剩余定理”又称“孙子定理”,最早可见于中国南北朝时期的数学著作《孙子算经》,卷下第二十六题,叫做“物不知数”,原文如下:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?现有这样一个相关的问题:被3除余2且被5除余3的正整数按照从小到大的顺序排成一列,构成数列{an},记数列{an}的前n项和为Sn,则的最小值为( )
A.30 B.
C. D.41
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.若{an}是公比为q(q≠0)的等比数列,记Sn为{an}的前n项和,则下列说法正确的是( )
A.若a1>0,0<q<1,则{an}为递减数列
B.若a1<0,0<q<1,则{an}为递增数列
C.若q>0,则S4+S6>2S5
D.若bn=,则{bn}是等比数列
10.以下不等式成立的是( )
A.x>sin x,x∈
B.x-1≥ln x,x∈(0,+∞)
C.ex-x-1≥0,x∈R
D.ln x+1-ex>0,x∈(0,+∞)
11.设函数f(x)=,则下列选项正确的是( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)的图象关于点(0,1)对称
C.f(x)的最大值为+1
D.f(x)的最小值为-+1
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共计15分.
12.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1=1,S3=a5,am=2 025,则m= .
13.若直线y=-x+m是曲线y=2x2+3x+4与曲线y=-ex+n的公切线,则m+n= .
14.已知f(x)=x2+bx+c有极小值点-1,设bn=,若对于任意的n∈N*,都有bn≥b4成立,则实数c的取值范围是 .
四、解答题:本题共5小题,共计77分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)设函数f(x)=x3-x2-mx.
(1)若f(x)在(0,+∞)上存在单调递减区间,求m的取值范围;
(2)若x=-1是函数的极值点,求函数f(x)在[0,5]上的最小值.
16.(本小题满分15分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知Sn=n2+n.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设Tn=a1·+a2·+…+an·,求Tn.
17.(本小题满分15分)已知函数f(x)=ln x+2ax.
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若g(x)=f(x)-2x2,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,求实数a的取值范围.
18.(本小题满分17分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且a2,a5,a14成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)当数列{an}的公差不为0时,记数列的前n项和为Tn,求证:Tn<.
19.(本小题满分17分)已知函数f(x)=2ax-a-1,g(x)=ex-ex.
(1)讨论g(x)的单调性并求极值;
(2)设函数h(x)=g'(x)-f(x)(g'(x)为g(x)的导函数),若函数h(x)在内有两个不同的零点,求实数a的取值范围.
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