解三角形和数列解答题练习(含解析)

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名称 解三角形和数列解答题练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2021-05-27 10:45:42

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高中数学试卷2021年05月26日
1.已知公比大于 的等比数列 满足 .
(1)求 的通项公式;
(2)求 .
2.已知{an}是各项均为正数的等比数列,且a1+a2=6,a1a2=a3 .
(1)求数列{an}通项公式;
(2){bn} 为各项非零的等差数列,其前n项和为Sn , 已知S2n+1=bnbn+1 , 求数列 的前n项和Tn .
3.已知等差数列{an}和等比数列{bn}满足a1=b1=1,a2+a4=10,b2b4=a5 .
(Ⅰ)求{an}的通项公式;
(Ⅱ)求和:b1+b3+b5+…+b2n﹣1 .
4.记Sn为等比数列{an}的前n项和.已知S2=2,S3=﹣6.(12分)
(1)求{an}的通项公式;
(2)求Sn , 并判断Sn+1 , Sn , Sn+2是否能成等差数列.
5.等差数列{an}的前n项和为Sn . 已知a1=10,a2为整数,且Sn≤S4 .
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn= ,求数列{bn}的前n项和Tn .
6.已知数列{an}的前n项和Sn=﹣ n2+kn(其中k∈N+),且Sn的最大值为8.
(1)确定常数k,求an;
(2)求数列 的前n项和Tn .
7.已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan , 其中λ≠0.
(1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式;
(2)若S5= ,求λ.
8.已知各项都为正数的数列{an}满足a1=1,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0.
(1)求a2 , a3;
(2)求{an}的通项公式.
9.Sn为数列{an}的前n项和.已知an>0,an2+2an=4Sn+3,
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和.
10.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求 的值;
(2)在边BC上取一点D,使得 ,求 的值.
11.中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC.
(1)求A;
(2)若BC=3,求 周长的最大值.
12.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求A;
(2)若 ,证明:△ABC是直角三角形.
13.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知B=150°.
(1)若a= c,b=2 ,求 的面积;
(2)若sinA+ sinC= ,求C.
14.已知函数f(x)=cos2x﹣sin2x+ ,x∈(0,π).
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)设△ABC为锐角三角形,角A所对边a= ,角B所对边b=5,若f(A)=0,求△ABC的面积.
15.在△ABC中,角A , B , C的对边分别为a , b , c .
(1)若a=3c , b= ,cosB= ,求c的值;
(2)若 ,求 的值.
16.△ABC的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求B;
(2)若△ABC为锐角三角形,且c=1,求△ABC面积的取值范围.
17.在△ABC中,a=3,b-c=2,cosB=- .
(I)求b,c的值;
(II)求sin(B-C)的值.
18.已知数列{an}满足a1=1,an+1=3an+1.
(1)证明{an+ }是等比数列,并求{an}的通项公式;
(2)证明: + +…+ < .
答案解析部分
一、解答题
1.【答案】 (1)解:设等比数列 的公比为q(q>1),则 ,
整理可得: ,

数列的通项公式为: .
(2)解:由于: ,故:
.
【解析】【分析】(1)由题意得到关于首项、公比的方程组,求解方程组得到首项、公比的值即可确定数列的通项公式;(2)首先求得数列 的通项公式,然后结合等比数列前n项和公式求解其前n项和即可.
2.【答案】 (1)解:记正项等比数列{an}的公比为q,
因为a1+a2=6,a1a2=a3 ,
所以(1+q)a1=6,q =q2a1 ,
解得:a1=q=2,
所以an=2n;
(2)因为{bn} 为各项非零的等差数列,
所以S2n+1=(2n+1)bn+1 ,
又因为S2n+1=bnbn+1 ,
所以bn=2n+1, = ,
所以Tn=3? +5? +…+(2n+1)? ,
Tn=3? +5? +…+(2n﹣1)? +(2n+1)? ,
两式相减得: Tn=3? +2( + +…+ )﹣(2n+1)? ,
即 Tn=3? +( + + +…+ )﹣(2n+1)? ,
即Tn=3+1+ + + +…+ )﹣(2n+1)? =3+ ﹣(2n+1)?
=5﹣ .
【解析】【分析】(1)通过首项和公比,联立a1+a2=6、a1a2=a3 , 可求出a1=q=2,进而利用等比数列的通项公式可得结论;(2)利用等差数列的性质可知S2n+1=(2n+1)bn+1 , 结合S2n+1=bnbn+1可知bn=2n+1,进而可知 = ,利用错位相减法计算即得结论.
3.【答案】 解:(Ⅰ)等差数列{an},a1=1,a2+a4=10,可得:1+d+1+3d=10,解得d=2,
所以{an}的通项公式:an=1+(n﹣1)×2=2n﹣1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得a5=a1+4d=9,
等比数列{bn}满足b1=1,b2b4=9.可得b3=3,或﹣3(舍去)(等比数列奇数项符号相同).
∴q2=3,
{b2n﹣1}是等比数列,公比为3,首项为1.
b1+b3+b5+…+b2n﹣1= = .
【解析】【分析】(Ⅰ)利用已知条件求出等差数列的公差,然后求{an}的通项公式;
(Ⅱ)利用已知条件求出公比,然后求解数列的和即可.
4.【答案】 (1)解:设等比数列{an}首项为a1 , 公比为q,
则a3=S3﹣S2=﹣6﹣2=﹣8,则a1= = ,a2= = ,
由a1+a2=2, + =2,整理得:q2+4q+4=0,解得:q=﹣2,
则a1=﹣2,an=(﹣2)(﹣2)n﹣1=(﹣2)n ,
∴{an}的通项公式an=(﹣2)n;
(2)由(1)可知:Sn= = =﹣ (2+(﹣2)n+1),
则Sn+1=﹣ (2+(﹣2)n+2),Sn+2=﹣ (2+(﹣2)n+3),
由Sn+1+Sn+2=﹣ (2+(﹣2)n+2)﹣ (2+(﹣2)n+3)=﹣ [4+(﹣2)×(﹣2)n+1+(﹣2)2×+(﹣2)n+1],
=﹣ [4+2(﹣2)n+1]=2×[﹣ (2+(﹣2)n+1)],
=2Sn ,
即Sn+1+Sn+2=2Sn ,
∴Sn+1 , Sn , Sn+2成等差数列.
【解析】【分析】(1.)由题意可知a3=S3﹣S2=﹣6﹣2=﹣8,a1= = ,a2= = ,由a1+a2=2,列方程即可求得q及a1 , 根据等比数列通项公式,即可求得{an}的通项公式;
(2.)由(1)可知.利用等比数列前n项和公式,即可求得Sn , 分别求得Sn+1 , Sn+2 , 显然Sn+1+Sn+2=2Sn , 则Sn+1 , Sn , Sn+2成等差数列.
5.【答案】 (1)解:由a1=10,a2为整数,且Sn≤S4得s3≤s4 , s5≤s4 , 即s4﹣s3≥0,s5﹣s4≤0,
∴a4≥0,a5≤0,即10+3d≥0,10+4d≤0,解得﹣ ≤d≤﹣ ,
∴d=﹣3,
∴{an}的通项公式为an=13﹣3n.
(2)解:∵bn= = ( ﹣ )=﹣ ( ﹣ ),
∴Tn=b1+b2+…+bn= ( ﹣ + ﹣ +…+ ﹣ )= ( ﹣ )= .
【解析】【分析】(1)由题意得a4≥0,a5≤0,即10+3d≥0,10+4d≤0,解得d=﹣3,即可写出通项公式;(2)利用裂项相消法求数列和即可.
6.【答案】 (1)解:当n=k时, 取得最大值
即 = k2=8
∴k=4,Sn=﹣ n2+4n
从而an=sn﹣sn﹣1= ﹣[﹣ (n﹣1)2+4(n﹣1)]=
又∵ 适合上式

(2)解:∵ =

两式相减可得,
= =

【解析】【分析】(1)由二次函数的性质可知,当n=k时, 取得最大值,代入可求k,然后利用an=sn﹣sn﹣1可求通项(2)由 = ,可利用错位相减求和即可
7.【答案】 (1)解:∵Sn=1+λan , λ≠0.
∴an≠0.
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=1+λan﹣1﹣λan﹣1=λan﹣λan﹣1 ,
即(λ﹣1)an=λan﹣1 ,
∵λ≠0,an≠0.∴λ﹣1≠0.即λ≠1,
即 = ,(n≥2),
∴{an}是等比数列,公比q= ,
当n=1时,S1=1+λa1=a1 ,
即a1= ,
∴an= ?( )n﹣1
(2)解:若S5= ,
则若S5=1+λ( ?( )4= ,
即( )5= ﹣1=﹣ ,
则 =﹣ ,得λ=﹣1
【解析】【分析】(1)根据数列通项公式与前n项和公式之间的关系进行递推,结合等比数列的定义进行证明求解即可.(2)根据条件建立方程关系进行求解就可.本题主要考查数列递推关系的应用,根据n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1的关系进行递推是解决本题的关键.考查学生的运算和推理能力.
8.【答案】 (1)解:根据题意,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0,
当n=1时,有a12﹣(2a2﹣1)a1﹣2a2=0,
而a1=1,则有1﹣(2a2﹣1)﹣2a2=0,解可得a2= ,
当n=2时,有a22﹣(2a3﹣1)a2﹣2a3=0,
又由a2= ,解可得a3= ,
故a2= ,a3=
(2)解:根据题意,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0,
变形可得(an﹣2an+1)(an+an+1)=0,
即有an=2an+1或an=﹣an+1 ,
又由数列{an}各项都为正数,
则有an=2an+1 ,
故数列{an}是首项为a1=1,公比为 的等比数列,
则an=1×( )n﹣1= n﹣1 ,
故an= n﹣1
【解析】【分析】(1)根据题意,由数列的递推公式,令n=1可得a12﹣(2a2﹣1)a1﹣2a2=0,将a1=1代入可得a2的值,进而令n=2可得a22﹣(2a3﹣1)a2﹣2a3=0,将a2= 代入计算可得a3的值,即可得答案;(2)根据题意,将an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0变形可得(an﹣2an+1)(an+an+1)=0,进而分析可得an=2an+1或an=﹣an+1 , 结合数列各项为正可得an=2an+1 , 结合等比数列的性质可得{an}是首项为a1=1,公比为 的等比数列,由等比数列的通项公式计算可得答案.;本题考查数列的递推公式,关键是转化思路,分析得到an与an+1的关系.
9.【答案】 (1)2n+1.
(2)
【解析】【解答】
(Ⅰ)当n=1时,a12+2a1=4S1+3=4a1+3,因为an>0, 所以a1=3, 当n2时,an2+an-an-12-an-1=4Sn+3-4Sn-1-3=4an, 即(an+an-1)(an-an-1)=2(an+an-1), 因为an>0, 所以an-an-1=2.
所以数列{an}是首项为3,公差为2的等比数列。所以an=2n+1,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,bn==,
所以数列{bn}q前n项和为b1+b2+..............+bn==.
【分析】
(Ⅰ)先用数列第n项与前n项和的关系求出数列{an}的递推公式,可以判断数列{an}是等差数列,利用等差数列的通项公式即可写出数列{an}的通项公式;(Ⅱ)根据(Ⅰ)数列{bn}的通项公式,再用拆项消去法求其前n项和.已知数列前n项和与第n项关系,求数列通项公式,常用an=?
??? 将所给条件化为关于前n项和的递推关系或是关于第n项的递推关系,若满足等比数列或等差数列定义,用等比数列或等差数列通项公式求出数列的通项公式,否则适当变形构造等比或等数列求通项公式.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分,请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
10.【答案】 (1)解:由余弦定理得 ,所以 .
由正弦定理得 .
(2)解:由于 , ,所以 .
由于 ,所以 ,所以 .
所以
.
由于 ,所以 .
所以 .
【解析】【分析】(1)利用余弦定理求得 ,利用正弦定理求得 . (2)根据 的值,求得 的值,由(1)求得 的值,从而求得 的值,进而求得 的值.
三、解答题
11.【答案】 (1)解:由正弦定理可得: ,

, .
(2)解:由余弦定理得: ,
即 .
(当且仅当 时取等号),

解得: (当且仅当 时取等号),
周长 , 周长的最大值为 .
【解析】【分析】(1)利用正弦定理角化边,配凑出 的形式,进而求得A;(2)利用余弦定理可得到 ,利用基本不等式可求得 的最大值,进而得到结果.
12.【答案】 (1)解:因为 ,所以 ,
即 ,
解得 ,又 ,
所以 ;
(2)解:因为 ,所以 ,
即 ①,
又 ②, 将②代入①得, ,
即 ,而 ,解得 ,
所以 ,
故 ,
即 是直角三角形.
【解析】【分析】(1)根据诱导公式和同角三角函数平方关系, 可化为 ,即可解出;(2)根据余弦定理可得 ,将 代入可找到 关系,再根据勾股定理或正弦定理即可证出.
13.【答案】 (1)解:由余弦定理可得 ,
的面积 ;
(2)解: ,


.
【解析】【分析】(1)已知角B和b边,结合 关系,由余弦定理建立c的方程,求解得出 ,利用面积公式,即可得出结论;(2)将 代入已知等式,由两角差的正弦和辅助角公式,化简得出有关C角的三角函数值,结合C的范围,即可求解.
14.【答案】 (1)解:函数f(x)=cos2x﹣sin2x+
=cos2x+ ,x∈(0,π),
由2kπ﹣π≤2x≤2kπ,解得kπ﹣ π≤x≤kπ,k∈Z,
k=1时, π≤x≤π,
可得f(x)的增区间为[ ,π)
(2)解:设△ABC为锐角三角形,
角A所对边a= ,角B所对边b=5,
若f(A)=0,即有cos2A+ =0,
解得2A= π,即A= π,
由余弦定理可得a2=b2+c2﹣2bccosA,
化为c2﹣5c+6=0,
解得c=2或3,
若c=2,则cosB= <0,
即有B为钝角,c=2不成立,
则c=3,
△ABC的面积为S= bcsinA= ×5×3× =
【解析】【分析】(1)由二倍角的余弦公式和余弦函数的递增区间,解不等式可得所求增区间;(2)由f(A)=0,解得A,再由余弦定理解方程可得c,再由三角形的面积公式,计算即可得到所求值.
四、解答题:本大题共6小题,共计90分.
15.【答案】 (1)解:因为 ,
由余弦定理 ,得 ,即 .
所以
(2)解:因为 ,
由正弦定理 ,得 ,所以 .
从而 ,即 ,故 .
因为 ,所以 ,从而 .
因此
【解析】【分析】(1)根据已知条件结合余弦定理求出c的值。
(2)根据已知条件结合正弦定理得出 ,再利用同角三角函数基本关系式和诱导公式求出 的值。
五、解答题,共70分,第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答:
16.【答案】 (1)解:由题设及正弦定理得 .
因为sinA 0,所以 .
由 ,可得 ,故 .
因为 ,故 ,因此B=60°.
(2)由题设及(1)知△ABC的面积 .
由正弦定理得 .
由于△ABC为锐角三角形,故0°因此,△ABC面积的取值范围是 .
【解析】【分析】(1)由已知利用正弦定理列式,结合诱导公式化简,即可求出角B的值;(2)利用正弦定理列式,结合△ABC为锐角三角形得到 ,即可求出△ABC面积的取值范围.
六、解答题共6小题,共80分。
17.【答案】 解:(I)根据余弦定理 ,
故 ,
解得c=5,B=7;
(II)根据 ,得 ,
根据正弦定理, ,
得 ,解得 ,所以 ,
所以 .


【解析】【分析】(I)根据余弦定理,解方程即可求出c和b;
(II)根据同角三角函数的平方关系,求出sinB,结合正弦定理,求出sinC和cosC,即可依据两角和的正弦公式,求出sin(B-C).

七、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或验算步骤.
18.【答案】 (1)证明: =3,
∵ ≠0,
∴数列{an+ }是以首项为 ,公比为3的等比数列;
∴an+ = = ,即 ;
(2)证明:由(1)知 ,
当n≥2时,∵3n﹣1>3n﹣3n﹣1 , ∴ < = ,
∴当n=1时, 成立,
当n≥2时, + +…+ <1+ …+ = = < .
∴对n∈N+时, + +…+ < .
【解析】【分析】(1)根据等比数列的定义,后一项与前一项的比是常数,即 ?=常数,又首项不为0,所以为等比数列;再根据等比数列的通项化式,求出{an}的通项公式;(2)将 进行放大,即将分母缩小,使得构成一个等比数列,从而求和,证明不等式.
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