2022年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試卷(文科) 含解析(II)
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1、2022年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試卷(文科) 含解析(II) 一、選擇題(每小題5分) 1.已知集合U=R,集合A={x|x≥1},B={x|0<x<4},則(?UA)∩B=( ) A.{x|x<1或x≥4} B.{x|0<x<1} C.{x|1≤x<4} D.{x|x<4} 2.已知函數(shù)f(x)=,則f(f(﹣1))的值為( ?。? A.﹣1 B.0 C.1 D.2 3.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸入n的值為4,則輸出S的值是( ?。? A.1 B.2 C.4 D.7 4.設(shè)x0是方程lnx+x=4的解,則x0屬于區(qū)間( ?。? A.(0,1) B.(1,2) C.(2,
2、3) D.(3,4) 5.下列四種說(shuō)法正確的是( ?。? ①函數(shù)f(x)的定義域是R,則“?x∈R,f(x+1)>f(x)”是“函數(shù)f(x)為增函數(shù)”的充要條件 ②命題“?x∈R,()x>0”的否定是“?x∈R,()x≤0” ③命題“若x=2,則x2﹣3x+2=0”的逆否命題是“若x2﹣3x+2≠0,則x≠2” ④p:在△ABC中,若cos2A=cos2B,則A=B;q:y=sinx在第一象限是增函數(shù).則p∧q為真命題. A.①②③④ B.①③ C.①③④ D.③ 6.把函數(shù)y=sin(5x﹣)的圖象向右平移個(gè)單位,再把所得函數(shù)圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的,所得的函數(shù)解析式為(
3、?。? A. B. C. D. 7.已知在實(shí)數(shù)集R上的可導(dǎo)函數(shù)f(x),滿足f(x+2)是奇函數(shù),且>2,則不等式f(x)>x﹣1的解集是( ?。? A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(0,2) D.(﹣∞,1) 8.已知函數(shù)f(x)=|mx|﹣|x﹣n|(0<n<1+m),若關(guān)于x的不等式f(x)<0的解集中的整數(shù)恰有3個(gè),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為( ) A.3<m<6 B.1<m<3 C.0<m<1 D.﹣1<m<0 二、填空題(每小題5分) 9.若復(fù)數(shù)z=(i為虛數(shù)單位),則|z|=______. 10.已知tanα=2,tan(α+β)=﹣1,則tanβ=____
4、__. 11.如圖,P是⊙O的直徑AB延長(zhǎng)線上一點(diǎn),PC與⊙O相切于點(diǎn)C,∠APC的角平分線交AC于點(diǎn)Q,則∠AQP的大小為_(kāi)_____. 12.定義在R上的函數(shù)f(﹣x)+f(x)=0,f(x+4)=f(x)滿足,且x∈(﹣2,0)時(shí),f(x)=2x+,則f(log220)=______. 13.不等式2x2﹣2axy+y2≥0對(duì)任意x∈[1,2]及任意y∈[1,4]恒成立,則實(shí)數(shù)a取值范圍是______. 14.已知函數(shù)f(x)=2x3﹣x2+ax+1在(0,+∞)有兩個(gè)極值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_____. 三、解答題. 15.在銳角△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)
5、邊分別為a,b,c,且2asinB=b. (1)求角A的大??; (2)若a=4,b+c=8,求△ABC的面積. 16.如圖,△ABC內(nèi)接于直徑為BC的圓O,過(guò)點(diǎn)作圓O的切線交CB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,AE交BC和圓O于點(diǎn)D、E,且=,若PA=2PB=10. (Ⅰ)求證:AC=2AB; (Ⅱ)求AD?DE的值. 17.命題p:關(guān)于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2<0的解集是空集,命題q:已知二次函數(shù)f(x)=x2﹣mx+2滿足,且當(dāng)x∈[0,a]時(shí),最大值是2,若命題“p且q”為假,“p或q”為真,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 18.已知函數(shù) f(x)=sin2x+sinxcosx+,x∈
6、R, (Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小正周期T及在[﹣π,π]上的單調(diào)遞減區(qū)間; (Ⅱ)若關(guān)于x的方程f(x)+k=0,在區(qū)間[0,]上且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)k的取值范圍. 19.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣ax,(a∈R) (Ⅰ)若函數(shù)f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處切線方程為y=3x+b,求a,b的值; (Ⅱ)當(dāng)a>0時(shí),求函數(shù)f(x)在[1,2]上的最小值; (Ⅲ)設(shè)g(x)=x2﹣2x+2,若對(duì)任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范圍. 20.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣ax,(a∈R) (Ⅰ)若函數(shù)f(x)在點(diǎn)區(qū)間[e,+∞]處
7、上為增函數(shù),求a的取值范圍; (Ⅱ)若函數(shù)f(x)的圖象在點(diǎn)x=e(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))處的切線斜率為3,且k∈Z時(shí),不等式 k(x﹣1)<f(x)在x∈(1,+∞)上恒成立,求k的最大值; (Ⅲ)n>m≥4時(shí),證明:(mnn)m>(nmm)n. 參考答案與試題解析 一、選擇題(每小題5分) 1.已知集合U=R,集合A={x|x≥1},B={x|0<x<4},則(?UA)∩B=( ) A.{x|x<1或x≥4} B.{x|0<x<1} C.{x|1≤x<4} D.{x|x<4} 【考點(diǎn)】交、并、補(bǔ)集的混合運(yùn)算. 【分析】根據(jù)補(bǔ)集與交集的定義,進(jìn)行運(yùn)算即可.
8、【解答】解:∵集合U=R,集合A={x|x≥1},B={x|0<x<4}, ∴?UA={x|x<1} ∴(?UA)∩B={x|0<x<1}. 故選:B. 2.已知函數(shù)f(x)=,則f(f(﹣1))的值為( ?。? A.﹣1 B.0 C.1 D.2 【考點(diǎn)】函數(shù)的值. 【分析】利用分段函數(shù)的性質(zhì)先求f(﹣1)的值,再求f(f(﹣1))的值. 【解答】解:∵函數(shù)f(x)=, ∴f(﹣1)=3﹣(﹣1)=4, f(f(﹣1))=f(4)==2. 故選:D. 3.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸入n的值為4,則輸出S的值是( ) A.1 B.2 C.4 D.7
9、【考點(diǎn)】程序框圖. 【分析】執(zhí)行程序框圖,依次寫(xiě)出s,i的值,第四次循環(huán)后:s=7,i=5;此時(shí),i≤n不成立輸出s的值為7. 【解答】解:執(zhí)行程序框圖,有 n=4,s=1,i=1 第一次循環(huán)后:s=1,i=2; 第二次循環(huán)后:s=2,i=3; 第三次循環(huán)后:s=4,i=4; 第四次循環(huán)后:s=7,i=5;此時(shí),i≤n不成立輸出s的值為7. 故選:D. 4.設(shè)x0是方程lnx+x=4的解,則x0屬于區(qū)間( ?。? A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4) 【考點(diǎn)】函數(shù)的零點(diǎn);對(duì)數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì). 【分析】可先構(gòu)造出函數(shù)f(x)=lnx+x﹣4
10、,帶入可得f(2)<0,f(3)>0,據(jù)此解答. 【解答】解:設(shè)f(x)=lnx+x﹣4,則f(2)=ln2+2﹣4=ln2﹣2<0, f(3)=ln3+3﹣4=ln3﹣1>0,所以x0屬于區(qū)間(2,3). 故選:C. 5.下列四種說(shuō)法正確的是( ?。? ①函數(shù)f(x)的定義域是R,則“?x∈R,f(x+1)>f(x)”是“函數(shù)f(x)為增函數(shù)”的充要條件 ②命題“?x∈R,()x>0”的否定是“?x∈R,()x≤0” ③命題“若x=2,則x2﹣3x+2=0”的逆否命題是“若x2﹣3x+2≠0,則x≠2” ④p:在△ABC中,若cos2A=cos2B,則A=B;q:y=si
11、nx在第一象限是增函數(shù).則p∧q為真命題. A.①②③④ B.①③ C.①③④ D.③ 【考點(diǎn)】命題的真假判斷與應(yīng)用. 【分析】①根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì)結(jié)合充分條件和必要條件的定義進(jìn)行判斷, ②根據(jù)全稱命題的否定是特稱命題進(jìn)行判斷, ③根據(jù)逆否命題的定義進(jìn)行判斷, ④根據(jù)復(fù)合命題的真假關(guān)系進(jìn)行判斷. 【解答】解:①若函數(shù)f(x)為增函數(shù),則f(x+1)>f(x)成立,必要性成立. 若?x∈R,f(x+1)>f(x)”,則函數(shù)f(x)不一定為增函數(shù), 例如分段函數(shù):f(x)=[x],滿足f(x+1)>f(x),而f(x)不是增函數(shù).充分性不成立. 即“?x∈R,f(x+1)>f
12、(x)”是“函數(shù)f(x)為增函數(shù)”的必要不充分條件,故①錯(cuò)誤, ②命題“?x∈R,()x>0”的否定是“存在x∈R,()x≤0”,故②錯(cuò)誤, ③命題“若x=2,則x2﹣3x+2=0”的逆否命題是“若x2﹣3x+2≠0,則x≠2”,故③正確, ④p:在△ABC中,因?yàn)?<A,B<π,所以0<2A,2B<2π,故若cos2A=cos2B,則A=B為真, q:y=sinx在第一象限不具備單調(diào)性,故q是假命題,則p∧q為假命題.故④錯(cuò)誤, 故選:D 6.把函數(shù)y=sin(5x﹣)的圖象向右平移個(gè)單位,再把所得函數(shù)圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的,所得的函數(shù)解析式為( ?。? A. B.
13、 C. D. 【考點(diǎn)】由y=Asin(ωx+φ)的部分圖象確定其解析式. 【分析】求出第一次變換得到的函數(shù)解析式,再把圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的,得到函數(shù)的圖象. 【解答】解:將函數(shù)的圖象向右平移個(gè)單位,得到函數(shù)為y=sin[5(x﹣)]=sin(5x﹣), 再把所得圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的,可得到函數(shù)的圖象, 故選D. 7.已知在實(shí)數(shù)集R上的可導(dǎo)函數(shù)f(x),滿足f(x+2)是奇函數(shù),且>2,則不等式f(x)>x﹣1的解集是( ) A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(0,2) D.(﹣∞,1) 【考點(diǎn)】函數(shù)奇偶性的性質(zhì). 【分析】確定f(2)=0,令
14、g(x)=f(x)﹣x,則g′(x)=f′(x)﹣<0,函數(shù)在R上單調(diào)遞減,即可求出不等式f(x)>x﹣1的解集. 【解答】解:∵f(x+2)是奇函數(shù), ∴f(x)關(guān)于(2,0)對(duì)稱,f(2)=0 ∵>2, ∴0<f′(x)<. 令g(x)=f(x)﹣x, 則g′(x)=f′(x)﹣<0,函數(shù)在R上單調(diào)遞減, ∵g(2)=f(2)﹣1=﹣1, ∴不等式f(x)>x﹣1可化為g(x)>g(2), ∴x<2, 故選:A. 8.已知函數(shù)f(x)=|mx|﹣|x﹣n|(0<n<1+m),若關(guān)于x的不等式f(x)<0的解集中的整數(shù)恰有3個(gè),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為( ?。? A.
15、3<m<6 B.1<m<3 C.0<m<1 D.﹣1<m<0 【考點(diǎn)】根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷. 【分析】根據(jù)f(x)=|mx|﹣|x﹣n|<0,及題意得m>1,從而,再根據(jù)解集中的整數(shù)的個(gè)數(shù)可知2(m﹣1)<n≤3(m﹣1),解之即可. 【解答】解:∵f(x)=|mx|﹣|x﹣n|<0,即|mx|<|x﹣n|, ∴(mx)2﹣(x﹣n)2<0,即[(m﹣1)x+n][(m+1)x﹣n]<0, 由題意:m+1>0,f(x)<0的解集中的整數(shù)恰好有3個(gè), 可知必有m﹣1>0,即m>1,(否則解集中的整數(shù)不止3個(gè)) 故不等式的解為, ∵0<n<1+m,∴, 所以解集中的整數(shù)恰好有
16、3個(gè)當(dāng)且僅當(dāng), 即2(m﹣1)<n≤3(m﹣1), 又n<1+m,所以2(m﹣1)<n<1+m,即2(m﹣1)<1+m,解得m<3, 從而1<m<3, 故選:B. 二、填空題(每小題5分) 9.若復(fù)數(shù)z=(i為虛數(shù)單位),則|z|= . 【考點(diǎn)】復(fù)數(shù)求模. 【分析】利用復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則模的計(jì)算公式即可得出. 【解答】解:∵復(fù)數(shù)z====﹣1+2i. ∴|z|=. 故答案為:. 10.已知tanα=2,tan(α+β)=﹣1,則tanβ= 3?。? 【考點(diǎn)】同角三角函數(shù)基本關(guān)系的運(yùn)用;兩角和與差的正切函數(shù). 【分析】已知第二個(gè)等式左邊利用兩角和與差的正切函數(shù)
17、公式化簡(jiǎn),將tanα的值代入即可求出tanβ的值. 【解答】解:∵tan(α+β)==﹣1,tanα=2, ∴=﹣1, 整理得:2+tanβ=﹣1+2tanβ, 解得:tanβ=3. 故答案為:3 11.如圖,P是⊙O的直徑AB延長(zhǎng)線上一點(diǎn),PC與⊙O相切于點(diǎn)C,∠APC的角平分線交AC于點(diǎn)Q,則∠AQP的大小為 135°?。? 【考點(diǎn)】圓的切線的判定定理的證明. 【分析】要求∠AQP的大小,可以先求其鄰補(bǔ)角∠CQP的大小,即∠OAC+∠OPQ的大小,根據(jù)切線的性質(zhì),及已知條件,結(jié)合三角形內(nèi)角和定理,我們不難分析出圖中眾多角之間的數(shù)量關(guān)系,最終求出答案. 【解答】解:
18、連接OC,如下圖所示: ∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA ∴∠POC=∠OAC+∠OCA=2∠OAC 又∵∠APC的角平分線為PQ ∴∠OPQ=∠CPQ 在△OCP中,∠POC+∠OPC+∠OCP=2(∠OAC+∠OPQ)+∠OCP=180° 又∵∠OCP=90° ∴∠OAC+∠OPQ=45° ∵∠CQP=∠OAC+∠OPQ=45° ∴∠AQP=135° 故答案為:135° 12.定義在R上的函數(shù)f(﹣x)+f(x)=0,f(x+4)=f(x)滿足,且x∈(﹣2,0)時(shí),f(x)=2x+,則f(log220)= ﹣1 . 【考點(diǎn)】函數(shù)的值. 【分析】24<
19、20<25,可得log220∈(4,5).由于定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:f(﹣x)+f(x)=0,f(x+4)=f(x),可得f(﹣x)=﹣f(x),周期T=4.利用奇偶性周期性經(jīng)過(guò)變形即可得出. 【解答】解:∵24<20<25, ∴l(xiāng)og220∈(4,5). 定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:f(﹣x)+f(x)=0,f(x+4)=f(x), ∴f(﹣x)=﹣f(x),周期T=4. ∴f(log220)=f(log220﹣4)=﹣f(4﹣log220)=﹣=﹣=﹣=﹣1. 故答案為:﹣1. 13.不等式2x2﹣2axy+y2≥0對(duì)任意x∈[1,2]及任意y∈[1,4]恒成
20、立,則實(shí)數(shù)a取值范圍是?。ī仭?,]?。? 【考點(diǎn)】基本不等式在最值問(wèn)題中的應(yīng)用. 【分析】不等式等價(jià)變化為2a≤=+,由x∈[1,2]及y∈[1,4],求得≤≤4,運(yùn)用基本不等式求得+的最小值即可. 【解答】解:依題意,不等式2x2﹣2axy+y2≤0等價(jià)為2a≤=+, 設(shè)t=, ∵x∈[1,2]及y∈[1,4], ∴≤≤1,即≤≤4, ∴≤t≤4, 則+=t+, ∵t+≥2=2, 當(dāng)且僅當(dāng)t=,即t=∈[,4]時(shí)取等號(hào). ∴2a≤2, 即a≤, 故答案為:(﹣∞,]. 14.已知函數(shù)f(x)=2x3﹣x2+ax+1在(0,+∞)有兩個(gè)極值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為
21、 (0,+∞)?。? 【考點(diǎn)】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值. 【分析】求導(dǎo)數(shù)得到f′(x)=6x2﹣ax+a,根據(jù)題意便知方程6x2﹣ax+a=0有兩個(gè)不同的正實(shí)根,這樣根據(jù)韋達(dá)定理便可得出關(guān)于a的不等式,從而得出a的取值范圍. 【解答】解:f′(x)=6x2﹣ax+a; ∵f(x)在(0,+∞)上有兩個(gè)極值; ∴方程6x2﹣ax+a=0在(0,+∞)上有兩個(gè)不同實(shí)數(shù)根; ∴根據(jù)韋達(dá)定理; ∴a>0; ∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為(0,+∞). 故答案為:(0,+∞). 三、解答題. 15.在銳角△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且2asinB=b. (1)求角A
22、的大??; (2)若a=4,b+c=8,求△ABC的面積. 【考點(diǎn)】余弦定理;正弦定理. 【分析】(1)由正弦定理將已知等式化成角的正弦的形式,化簡(jiǎn)解出sinA=,再由△ABC是銳角三角形,即可算出角A的大?。? (2)由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA的式子,結(jié)合題意化簡(jiǎn)得b2+c2﹣bc=16,與聯(lián)解b+c=8得到bc的值,再根據(jù)三角形的面積公式加以計(jì)算,可得△ABC的面積. 【解答】解:(1)∵△ABC中,, ∴根據(jù)正弦定理,得, ∵銳角△ABC中,sinB>0, ∴等式兩邊約去sinB,得sinA= ∵A是銳角△ABC的內(nèi)角,∴A=; (2)∵a=4,A=,
23、∴由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA,得16=b2+c2﹣2bccos, 化簡(jiǎn)得b2+c2﹣bc=16, ∵b+c=8,平方得b2+c2+2bc=64, ∴兩式相減,得3bc=48,可得bc=16. 因此,△ABC的面積S=bcsinA=×16×sin=4. 16.如圖,△ABC內(nèi)接于直徑為BC的圓O,過(guò)點(diǎn)作圓O的切線交CB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P,AE交BC和圓O于點(diǎn)D、E,且=,若PA=2PB=10. (Ⅰ)求證:AC=2AB; (Ⅱ)求AD?DE的值. 【考點(diǎn)】與圓有關(guān)的比例線段;相似三角形的判定. 【分析】(Ⅰ)通過(guò)證明△ABP∽△CAP,然后證明AC=2AB
24、; (Ⅱ)利用切割線定理以及相交弦定理直接求AD?DE的值. 【解答】(Ⅰ)證明:∵PA是圓O的切線,∴∠PAB=∠ACB. 又∠P是公共角 ∴△ABP∽△CAP… ∴, ∴AC=2AB… (Ⅱ)解:由切割線定理得:PA2=PB?PC∴PC=20 又PB=5,∴BC=15… 又∵ ∴CD=2DB, ∴CD=10,DB=5… 又由相交弦定理得:AD?DE=CD?DB=50… 17.命題p:關(guān)于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2<0的解集是空集,命題q:已知二次函數(shù)f(x)=x2﹣mx+2滿足,且當(dāng)x∈[0,a]時(shí),最大值是2,若命題“p且q”為假,“p或q”為真,
25、求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 【考點(diǎn)】復(fù)合命題的真假. 【分析】對(duì)于命題p:由關(guān)于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2<0的解集是空集,可得△≤0,解得p的取值范圍.由已知得二次函數(shù)f(x)=x2﹣mx+2的對(duì)稱軸為,可得m,可得f(x)=x2﹣3x+2,當(dāng)x∈[0,a]時(shí),最大值是2,由對(duì)稱性知a的取值范圍.由命題“p且q”為假,“p或q”為真,可知:p,q恰一真一假. 【解答】解:對(duì)于命題p:∵關(guān)于x的不等式x2+(a﹣1)x+a2<0的解集是空集, ∴△=﹣3a2﹣2a+1≤0,解得, 由已知得二次函數(shù)f(x)=x2﹣mx+2的對(duì)稱軸為, 即,∴m=3,f(x)=x2﹣3x+2, 當(dāng)
26、x∈[0,a]時(shí),最大值是2,由對(duì)稱性知q:0<a≤3. 由命題“p且q”為假,“p或q”為真,可知:p,q恰一真一假. 當(dāng)p真q假時(shí),,∴a≤﹣1或a>3, 當(dāng)p假q真時(shí),,∴, 綜上可得,. 18.已知函數(shù) f(x)=sin2x+sinxcosx+,x∈R, (Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小正周期T及在[﹣π,π]上的單調(diào)遞減區(qū)間; (Ⅱ)若關(guān)于x的方程f(x)+k=0,在區(qū)間[0,]上且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)k的取值范圍. 【考點(diǎn)】三角函數(shù)中的恒等變換應(yīng)用;正弦函數(shù)的圖象. 【分析】(Ⅰ)由二倍角公式及輔助角公式將f(x)化簡(jiǎn),由f(x)的最小正周期T==,即可求得f(
27、x)的最小正周期,根據(jù)正弦函數(shù)的單調(diào)性,即可求得[﹣π,π]上的單調(diào)遞減區(qū)間; (Ⅱ)由,求得,則f(x)+k=0在區(qū)間上有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,由函數(shù)圖象即可求得實(shí)數(shù)k的取值范圍. 【解答】解:(Ⅰ)由已知, =, =… ∴… 又因?yàn)椋? ∴.… 當(dāng)k=0時(shí); 當(dāng)k=﹣1時(shí), ∴函數(shù)f(x)在[﹣π,π]的單調(diào)遞減區(qū)間為和… (Ⅱ)由, 所以, ∴,… f(x)+k=0在區(qū)間上有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解, 即函數(shù)與y=﹣k﹣2在區(qū)間上有且只有一個(gè)交點(diǎn), 由函數(shù)的圖象可知﹣k﹣2=1 ∴… 19.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣ax,(a∈R) (Ⅰ)若函數(shù)f(x)
28、在點(diǎn)(1,f(1))處切線方程為y=3x+b,求a,b的值; (Ⅱ)當(dāng)a>0時(shí),求函數(shù)f(x)在[1,2]上的最小值; (Ⅲ)設(shè)g(x)=x2﹣2x+2,若對(duì)任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范圍. 【考點(diǎn)】利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值;利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程. 【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)f'(1)=3,求出a的值,根據(jù)f(1)=2求出b的值即可; (Ⅱ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,通過(guò)討論a的范圍,求出函數(shù)的最小值即可; (Ⅲ)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為f(x1)max<g(x2)max,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性求出a的范圍即可
29、. 【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=lnx﹣ax得, f'(1)=3?1﹣a=3?a=﹣2, 則f(x)=lnx+2x,f(1)=2點(diǎn)(1,2)為切點(diǎn), 則2=3+b ?b=﹣1, (Ⅱ)由f(x)=lnx﹣ax, ∴f(x)在(0,)遞增,在(,+∞)遞減, ①當(dāng)≤1,即a≥1時(shí),函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]上是減函數(shù), ∴f(x)的最小值是f(2)=ln2﹣2a; ②當(dāng)≥2,即時(shí),函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]上是增函數(shù), ∴f(x)的最小值是f(1)=﹣a; ③當(dāng)1<<2,即<a<1時(shí),函數(shù)f(x)在[1,]上是增函數(shù),在[,2]是減函數(shù). 又f(2)﹣f(1)=l
30、n2﹣a, ∴當(dāng)<a<ln2時(shí),最小值是f(1)=﹣a, 當(dāng)ln2≤a<1時(shí),最小值為f(2)=ln2﹣2a; 綜上可知,當(dāng)0<a<ln2時(shí),函數(shù)f(x)的最小值是f(x)min=﹣a; 當(dāng)a≥ln2時(shí),函數(shù)f(x)的最小值是f(x)min=ln2﹣2a, (Ⅲ)由條件得f(x1)max<g(x2)max, 又∵g(x2)max=2, ∴f(x1)max<2. 若a≤0,則f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增, x→+∞,f(x)→+∞,不符題意; ∴a>0由Ⅱ可知, 得:. 20.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣ax,(a∈R) (Ⅰ)若函數(shù)f(x)在點(diǎn)區(qū)間[e,+∞]
31、處上為增函數(shù),求a的取值范圍; (Ⅱ)若函數(shù)f(x)的圖象在點(diǎn)x=e(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))處的切線斜率為3,且k∈Z時(shí),不等式 k(x﹣1)<f(x)在x∈(1,+∞)上恒成立,求k的最大值; (Ⅲ)n>m≥4時(shí),證明:(mnn)m>(nmm)n. 【考點(diǎn)】利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值;利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性. 【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得到a≥(﹣1﹣lnx)max=﹣1﹣lne=﹣2,從而求出a的范圍即可; (Ⅱ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),求出a的值,得到對(duì)任意x>1恒成立,令,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出g(x)的最小值,從而求出k的最大值; (Ⅲ)當(dāng)n>m≥4,得到,整理即可. 【解
32、答】解:(Ⅰ)∵f(x)=ax+xlnx, 又函數(shù)f(x)在區(qū)間[e,+∞)上為增函數(shù), ∴當(dāng)x≥e時(shí),f'(x)=a+1+lnx≥0恒成立, ∴a≥(﹣1﹣lnx)max=﹣1﹣lne=﹣2, 即a的取值范圍為[﹣2,+∞);… (Ⅱ)因?yàn)閒(x)=ax+xlnx(a∈R), 所以f'(x)=a+lnx+1f(x)在點(diǎn)x=e(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))處的切線斜率為3, f'(e)=3,即a+lne+1=3,∴a=1… 當(dāng)x>1時(shí),x﹣1>0,故不等式, 即對(duì)任意x>1恒成立, 令則. 令h(x)=x﹣lnx﹣2(x>1), 則在(1,+∞)上單增, ∵h(yuǎn)(3)=1﹣ln
33、3<0,h(4)=2﹣ln4>0, ∴存在x0∈(3,4)使h(x0)=0,… 即當(dāng)1<x<x0時(shí),h(x)<0,即g'(x)<0, 當(dāng)x>x0時(shí),h(x)>0,即g'(x)>0, ∴g(x)在(1,x0)上單減,在(x0,+∞)上單增. 令h(x0)=x0﹣lnx0﹣2=0,即lnx0=x0﹣2, ,… ∴k<g(x)min=x0且k∈Z, 即kmax=3… 證明:(Ⅲ)由(Ⅱ)知,是[4,+∞)上的增函數(shù), 所以當(dāng)n>m≥4, … 整理,得mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn+n﹣m 因?yàn)閚>m,mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn… 即lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn, ln(nmnmm)>ln(mmnnn), nmnmm>mmnnn, ∴(mnn)m>(nmm)n… xx9月19日
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