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    上海市文建中学2022-2023学年高一上学期期中考试数学试卷

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    这是一份上海市文建中学2022-2023学年高一上学期期中考试数学试卷,共17页。试卷主要包含了填空题,选择题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    上海市文建中学2022-2023学年高一上学期期中数学试卷
    一、填空题。(本大题共有12题,满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对前6题得4分、后6题得5分,否则一律得零分.
    1.(4分)已知集合A={2,3},B={1,2,a},若A⊆B,则实数a=   .
    2.(4分)已知函数f(x)=x3﹣2x+1,则f'(2)=   .
    3.(4分)函数f(x)=的定义域为    .
    4.(4分)已知复数z(1+i)=2,则z=   .
    5.(4分)已知α∈(0,π),且cosα=﹣,则tanα=   .
    6.(4分)已知等差数列{an}满足:a1+a3=6,a2+a4=10,则an=   .
    7.(5分)已知向量,,若向量∥,则实数m=   .
    8.(5分)已知y=(m﹣1)x2+(1﹣m)x+2的值恒小于3,则实数m的取值范围是    .
    9.(5分)某驾驶员喝了m升酒后,血液中的酒精含量f(x)(毫克/毫升)随时间x(小时)变化的规律近似满足表达式《酒后驾车与醉酒驾车的标准及相应的处罚》规定:驾驶员血液中酒精含量不得超过0.02毫克/毫升.此驾驶员至少要过   小时后才能开车.(精确到1小时)
    10.(5分)给定两个长度为1的平面向量,它们的夹角为120°,如图所示,点C在以O为圆心的圆弧AB上运动,若,其中x,y∈R,则x+y的取值范围是   .

    11.(5分)已知函数,若关于x的方程[f(x)]2+mf(x)+2m+3=0有三个不相等的实数解,则实数m的取值范围为   .
    12.(5分)设a∈R,对任意实数x,记f(x)=min{|x|﹣2,x2﹣ax+3a﹣5}.若f(x)至少有3个零点,则实数a的取值范围为    .
    二、选择题。(本大题满分20分)本大题共有4题,每题有且只有一个正确答案,考生应在答题卷的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
    13.(5分)设全集U={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,2},则A∩(∁UB)=(  )
    A.{0,1} B.{0,1,2} C.{﹣1,1,2} D.{0,﹣1,1,2}
    14.(5分)要得到函数y=2sin(2x+)的图象,只要将y=2sin2x的图象(  )
    A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
    C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
    15.(5分)设z1,z2为复数,则下列命题中一定成立的是(  )
    A.如果z1﹣z2>0,那么z1>z2
    B.如果|z1|=|z2|,那么z1=±z2
    C.如果,那么|z1|>|z2|
    D.如果z12+z22=0,那么z1=z2=0
    16.(5分)函数f(x)=的图像为(  )
    A.
    B.
    C.
    D.
    三、解答题。(本大题满分76分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题卷的相应编号规定区域内写出必要的步骤。
    17.(15分)已知函数f(x)=x2﹣lnx,(x>0).点P(1,f(1))是函数f(x)图象上一点.
    (1)求过点P作函数f(x)图像的切线方程;
    (2)求函数y=f(x)的单调递减区间.
    18.(15分)已知向量=(cosωx,sinωx),=(cosωx,cosωx)其中ω>0,记f(x)=•.
    (1)若函数f(x)的最小正周期为π,求ω的值;
    (2)在(1)的条件下,已知△ABC的内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,若f()=,且a=4,b+c=5.求△ABC的面积.
    19.(15分)新冠肺炎疫情造成医用防护服短缺,某地政府决定为防护服生产企业A公司扩大生产提供x(x∈[0,10])(万元)的专项补贴,并以每套80元的价格收购其生产的全部防护服.A公司在收到政府x(万元)补贴后,防护服产量将增加到(万件),其中k为工厂工人的复工率(k∈[0.5,1]).A公司生产t万件防护服还需投入成本(20+8x+50t)(万元).
    (1)将A公司生产防护服的利润y(万元)表示为补贴x(万元)的函数;
    (2)对任意的x∈[0,10](万元),当复工率k达到多少时,A公司才能不产生亏损?(精确到0.01).
    20.(15分)已知函数f(x)=2x+2﹣x.
    (1)求证:函数f(x)是偶函数;
    (2)设a∈R,求关于x的函数y=22x+2﹣2x﹣2af(x)在x∈[0,+∞)时的最小值g(a)的表达式;
    (3)若关于x的不等式mf(x)≤2﹣x+m﹣1在x∈(0,+∞)时恒成立,求实数m的取值范围.
    21.(16分)定义:{an}是无穷数列,若存在正整数k使得对任意n∈N*,均有an+k>an(an+k<an)则称{an}是近似递增(减)数列,其中k叫近似递增(减)数列{an}的间隔数.
    (1)若,{an}是不是近似递增数列,并说明理由;
    (2)已知数列{an}的通项公式为,其前n项的和为Sn,若2是近似递增数列{Sn}的间隔数,求a的取值范围;
    (3)已知,证明{an}是近似递减数列,并且4是它的最小间隔数.

    上海市文建中学2022-2023学年高一上学期期中数学试卷
    参考答案与试题解析
    一、填空题。(本大题共有12题,满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对前6题得4分、后6题得5分,否则一律得零分.
    1.(4分)已知集合A={2,3},B={1,2,a},若A⊆B,则实数a= 3 .
    【分析】利用子集的定义和性质直接求解.
    【解答】解:∵集合A={2,3},B={1,2,a},A⊆B,
    ∴a=3.
    故答案为:3.
    【点评】本题考查实数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意子集定义的合理运用.
    2.(4分)已知函数f(x)=x3﹣2x+1,则f'(2)= 10 .
    【分析】根据导数的公式即可得到结论.
    【解答】解:∵f(x)=x3﹣2x+1,
    ∴f′(x)=3x2﹣2,
    ∴f'(2)=12﹣2=10,
    故答案为:10.
    【点评】本题主要考查导数的基本运算,比较基础.
    3.(4分)函数f(x)=的定义域为  (﹣∞,0)∪[1,+∞) .
    【分析】由根式内部的代数式大于等于0,然后求解分式不等式得答案.
    【解答】解:要使原函数有意义,则,即,解得:x<0或x≥1.
    ∴函数f(x)=的定义域为(﹣∞,0)∪[1,+∞).
    故答案为:(﹣∞,0)∪[1,+∞).
    【点评】本题考查函数的定义域及其求法,考查了分式不等式的解法,是基础题.
    4.(4分)已知复数z(1+i)=2,则z= 1﹣i .
    【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
    【解答】解:由(1+i)z=2,得,
    故答案为:1﹣i.
    【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,是基础的计算题.
    5.(4分)已知α∈(0,π),且cosα=﹣,则tanα=  .
    【分析】根据同角三角函数关系式即可求解.
    【解答】解:∵α∈(0,π),cosα=﹣<0,
    α∈(,π),
    ∴sinα=.
    则tanα==.
    故答案为:﹣.
    【点评】本题主要考查了同角三角函数关系式的应用,属于基本知识的考查.
    6.(4分)已知等差数列{an}满足:a1+a3=6,a2+a4=10,则an= 2n﹣1 .
    【分析】由题意结合等差数列的通项公式即可直接求解.
    【解答】解:因为等差数列{an}满足a1+a3=6,a2+a4=10,
    所以,解得a1=1,d=2,
    则an=a1+(n﹣1)d=1+2×(n﹣1)=2n﹣1.
    故答案为:2n﹣1.
    【点评】本题主要考查了等差数列的通项公式的应用,属于基础题.
    7.(5分)已知向量,,若向量∥,则实数m=  .
    【分析】根据平面向量的坐标运算与共线定理,列方程求出m的值.
    【解答】解:向量,,
    则﹣2=(1﹣2m,8),
    又∥,
    则﹣3(1﹣2m)﹣8m=0,
    解得m=﹣.
    故答案为:﹣.
    【点评】本题考查了平面向量的共线定理与坐标运算问题,是基础题.
    8.(5分)已知y=(m﹣1)x2+(1﹣m)x+2的值恒小于3,则实数m的取值范围是  (﹣3,1] .
    【分析】y=(m﹣1)x2+(1﹣m)x+2<3恒成立,然后对m﹣1是否为0进行分类讨论,结合二次函数的性质可求.
    【解答】解:由题意得y=(m﹣1)x2+(1﹣m)x+2<3恒成立,
    当m=1时,2<3符合题意,
    当m≠1时,(m﹣1)x2+(1﹣m)x﹣1<0恒成立,
    解得﹣3<m<1,
    综上,m的取值范围为(﹣3,1].
    故答案为:(﹣3,1].
    【点评】本题主要考查了二次不等式的恒成立问题,属于基础题.
    9.(5分)某驾驶员喝了m升酒后,血液中的酒精含量f(x)(毫克/毫升)随时间x(小时)变化的规律近似满足表达式《酒后驾车与醉酒驾车的标准及相应的处罚》规定:驾驶员血液中酒精含量不得超过0.02毫克/毫升.此驾驶员至少要过 4 小时后才能开车.(精确到1小时)
    【分析】欲求出此驾驶员至少要过多少小时后才能开车,只须求出经过多少时间驾驶员血液中酒精含量不超过0.02毫克/毫升,利用所给函数解析式,只须解使得f(x)≤0.02的x的最小值即可.
    【解答】解:本题需分情况讨论:
    (1)当0≤x≤1时,5x﹣2≤0.02,即x﹣2≤log50.02,x≤2+log50.02∉[0,1](舍).
    (2)当x>1时,,即31﹣x≤0.1,1﹣x≤log30.1,x≥1﹣log30.1,即x≥4.
    即此驾驶员至少要过 4小时后才能开车.
    故答案为:4.
    【点评】本题主要考查了分段函数的应用,不等式的解法,还考查了分类讨论的思想,属于基础题.
    10.(5分)给定两个长度为1的平面向量,它们的夹角为120°,如图所示,点C在以O为圆心的圆弧AB上运动,若,其中x,y∈R,则x+y的取值范围是 [1,2] .

    【分析】建立坐标系,得出点的坐标,进而可得向量的坐标,化已知问题为三角函数的最值求解,可得答案
    【解答】解:由题意,以O为原点,OA为x轴的正向,建立如图所示的坐标系,
    设C(cosθ,sinθ),0≤θ≤120°
    可得A(1,0),B(﹣,),
    由若=x(1,0)+y(﹣,)得,
    x﹣y=cosθ,y=sinθ,
    ∴y=sinθ,
    ∴x+y=cosθ+sinθ=2sin(θ+30°),
    ∵0≤θ≤120°,
    ∴30°≤θ+30°≤150°,
    ∴1≤2sin(θ+30°)≤2
    ∴x+y的范围为[1,2],
    故答案为:[1,2].

    【点评】本题考查平面向量基本定理,建立坐标系是解决问题的关键,属中档题.
    11.(5分)已知函数,若关于x的方程[f(x)]2+mf(x)+2m+3=0有三个不相等的实数解,则实数m的取值范围为 (﹣,﹣] .
    【分析】分析f(x)的图象,可知关于f(x)的二次方程有2根,范围分别为(0,1)和(1,+∞),在按二次方程根的分布处理.
    【解答】解:画出函数的图象,如图所示,
    令y=f(x),则y2+my+2m+3=0有2个不相等的实数解,
    其范围分别为(0,1)和[1,+∞),
    则解得<m≤﹣
    故答案为:(﹣,﹣].

    【点评】考查含有绝对值函数的图象,复合函数根的个数问题的处理,属于拔高题;
    12.(5分)设a∈R,对任意实数x,记f(x)=min{|x|﹣2,x2﹣ax+3a﹣5}.若f(x)至少有3个零点,则实数a的取值范围为  [10,+∞) .
    【分析】设g(x)=x2﹣ax+3a﹣5,h(x)=|x|﹣2,分析可知函数g(x)至少有一个零点,可得出Δ≥0,求出a的取值范围,然后对实数a的取值范围进行分类讨论,根据题意可得出关于实数a的不等式,综合可求得实数a的取值范围.
    【解答】解:设g(x)=x2﹣ax+3a﹣5,h(x)=|x|﹣2,由|x|﹣2=0可得x=±2.
    要使得函数f(x)至少有3个零点,则函数g(x)至少有一个零点,
    则Δ=a2﹣4(3a﹣5)≥0,
    解得a≤2或a≥10.
    ①当a=2时,g(x)=x2﹣2x+1,作出函数g(x)、h(x)的图象如图所示:

    此时函数f(x)只有两个零点,不满足题意;
    ②当a<2时,设函数g(x)的两个零点分别为x1、x2(x1<x2),
    要使得函数f(x)至少有3个零点,则x2≤﹣2,
    所以,,解得a∈∅;
    ③当a=10时,g(x)=x2﹣10x+25,作出函数g(x)、h(x)的图象如图所示:

    由图可知,函数f(x)的零点个数为3,满足题意;
    ④当a>10时,设函数g(x)的两个零点分别为x3、x4(x3<x4),
    要使得函数f(x)至少有3个零点,则x3≥2,
    可得,解得a>4,此时a>10.
    综上所述,实数a的取值范围是[10,+∞).
    故答案为:[10,+∞).
    【点评】本题考查了函数的零点、转化思想、分类讨论思想及数形结合思想,属于中难题.
    二、选择题。(本大题满分20分)本大题共有4题,每题有且只有一个正确答案,考生应在答题卷的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律得零分.
    13.(5分)设全集U={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,2},则A∩(∁UB)=(  )
    A.{0,1} B.{0,1,2} C.{﹣1,1,2} D.{0,﹣1,1,2}
    【分析】直接利用集合的补集与交集的运算法则求解即可.
    【解答】解:全集U={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,2},
    则A∩(∁UB)={0,1,2}∩{﹣2,0,1}={0,1}.
    故选:A.
    【点评】本题考查集合的交集,补集的运算法则的应用,是基础题.
    14.(5分)要得到函数y=2sin(2x+)的图象,只要将y=2sin2x的图象(  )
    A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
    C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
    【分析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.
    【解答】解:将y=2sin2x的图象向左平移个单位,可得函数y=2sin(2x+)的图象,
    故选:A.
    【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,属于基础题.
    15.(5分)设z1,z2为复数,则下列命题中一定成立的是(  )
    A.如果z1﹣z2>0,那么z1>z2
    B.如果|z1|=|z2|,那么z1=±z2
    C.如果,那么|z1|>|z2|
    D.如果z12+z22=0,那么z1=z2=0
    【分析】通过反例判断A的正误;复数的模与复数的关系判断B、C的正误;反例判断D的正误即可.
    【解答】解:对于A,反例z1=3+i,z2=1+i,满足,z1﹣z2>0,当时z1>z2不正确,所以A不正确;
    对于B,反例z1=1+i,z2=1﹣i,满足|z1|=|z2|,但是z1=±z2不正确;
    对于C,,那么|z1|>|z2|,正确;
    对于D,反例z1=1+i,z2=1﹣i,满足z12+z22=0,不满足z1=z2=0,所以D不正确;
    故选:C.
    【点评】本题考查命题的真假的判断,复数的模以及复数的性质的判断,是基本知识的考查,基础题.
    16.(5分)函数f(x)=的图像为(  )
    A.
    B.
    C.
    D.
    【分析】根据函数奇偶性和特殊点,即可判断.
    【解答】解:函数f(x)=的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),
    ∴f(﹣x)==﹣f(x),
    ∴该函数为奇函数,故A错误;
    x>0时,x→0,f(x)→+∞;x=1,f(x)=0;x→+∞,f(x)→+∞,
    故BC错误,D正确.
    故选:D.
    【点评】本题考查函数图象,属于基础题.
    三、解答题。(本大题满分76分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题卷的相应编号规定区域内写出必要的步骤。
    17.(15分)已知函数f(x)=x2﹣lnx,(x>0).点P(1,f(1))是函数f(x)图象上一点.
    (1)求过点P作函数f(x)图像的切线方程;
    (2)求函数y=f(x)的单调递减区间.
    【分析】(1)求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,再由点斜式求出切线方程;
    (2)解关于导函数的不等式f'(x)<0,即可求出函数的单调递减区间.
    【解答】解:(1)因为f(x)=x2﹣lnx,所以f(1)=12﹣ln1=1,,
    所以,即切点为(1,1),切线的斜率k=1,
    所以切线方程为y﹣1=1(x﹣1),即y=x;
    (2)f(x)=x2﹣lnx定义域为(0,+∞),且,
    令f'(x)<0,解得,
    所以f(x)的单调递减区间为.
    【点评】本题考查导数的几何意义以及利用导数研究函数的单调性,考查运算求解能力,属于基础题.
    18.(15分)已知向量=(cosωx,sinωx),=(cosωx,cosωx)其中ω>0,记f(x)=•.
    (1)若函数f(x)的最小正周期为π,求ω的值;
    (2)在(1)的条件下,已知△ABC的内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,若f()=,且a=4,b+c=5.求△ABC的面积.
    【分析】(1)进行数量积的坐标运算,并根据二倍角的正余弦公式及两角和的正弦公式得出,再根据f(x)的最小正周期为π即可求出ω=1;
    (2)根据(1)可得出,然后根据即可求出A=,然后由余弦定理即可得出16=(b+c)2﹣3bc,从而求出bc=3,然后可求出△ABC的面积.
    【解答】解:(1)==,
    ∴,
    ∵f(x)的最小正周期为π,且ω>0,
    ∴,解得ω=1;
    (2)由(1)得,
    ∵,
    ∴,由0<A<π得,,
    ∴,解得,
    由余弦定理知:a2=b2+c2﹣2bccosA,即16=b2+c2﹣bc=(b+c)2﹣3bc,且b+c=5,
    ∴16=25﹣3bc,∴bc=3,
    ∴.
    【点评】本题考查了向量数量积的坐标运算,二倍角的正余弦公式,两角和的正弦公式,已知三角函数值求角,余弦定理,三角形的面积公式,考查了计算能力,属于基础题.
    19.(15分)新冠肺炎疫情造成医用防护服短缺,某地政府决定为防护服生产企业A公司扩大生产提供x(x∈[0,10])(万元)的专项补贴,并以每套80元的价格收购其生产的全部防护服.A公司在收到政府x(万元)补贴后,防护服产量将增加到(万件),其中k为工厂工人的复工率(k∈[0.5,1]).A公司生产t万件防护服还需投入成本(20+8x+50t)(万元).
    (1)将A公司生产防护服的利润y(万元)表示为补贴x(万元)的函数;
    (2)对任意的x∈[0,10](万元),当复工率k达到多少时,A公司才能不产生亏损?(精确到0.01).
    【分析】(1)利用已知条件列出函数的解析式,写出定义域即可.
    (2)若对任意的x∈[0,10],公司都不产生亏损,得到在x∈[0,10]恒成立,利用换元法,结合函数的单调性求解函数的最值即可得到结果.
    【解答】解:(1)y=x+80t﹣(20+8x+50t)=30t﹣20﹣7x,
    =,x∈[0,10].
    (2)若对任意的x∈[0,10],公司都不产生亏损,
    则在x∈[0,10]恒成立,
    即180k≥,记t=x+2,则t∈[2,12],
    此时==7t+,
    由于函数f(t)=7t+在t∈[2,12]单调递增,
    所以当t∈[2,12]时,fmax(t)=f(12)=105,
    ∴k≥≈0.583即k取0.59,
    即当工厂工人的复工率达到0.59时,对任意的x∈[0,10],公司都不产生亏损.
    【点评】本题考查实际问题的处理方法,函数的单调性以及函数的解析式的求法,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
    20.(15分)已知函数f(x)=2x+2﹣x.
    (1)求证:函数f(x)是偶函数;
    (2)设a∈R,求关于x的函数y=22x+2﹣2x﹣2af(x)在x∈[0,+∞)时的最小值g(a)的表达式;
    (3)若关于x的不等式mf(x)≤2﹣x+m﹣1在x∈(0,+∞)时恒成立,求实数m的取值范围.
    【分析】(1)先说明定义域关于原点对称,再证明f(﹣x)=f(x)即可证明函数为偶函数;
    (2)换元令t=f(x),将函数表示为关于t的二次函数,分类讨论a的取值,求出相应最小值;
    (3)独立参数m,换元令t=1﹣2x,将问题转化为求函数的最小值,求得m的取值范围.
    【解答】(1)证明:f(x)的定义域为R,关于原点对称,
    又因为f(﹣x)=2﹣x+2x=f(x),所以f(x)为偶函数.
    (2)解:令t=f(x)=2x+2﹣x,因为x∈[0,+∞),所以t∈[2,+∞),
    则y=22x+2﹣2x﹣2af(x)可化为y=t2﹣2at﹣2,t∈[2,+∞),
    若a≤2,函数在[2,+∞)上单调递增,当t=2时函数取最小值g(a)=﹣4a+2,
    若a>2,函数在(2,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,
    当t=a时函数取最小值g(a)=﹣a2﹣2,∴.
    (3)解:由题,m(2x+2﹣x﹣1)≤2﹣x﹣1在(0,+∞)上恒成立,
    当x∈(0,+∞)时,2x+2﹣x﹣1>0,
    即在(0,+∞)上恒成立,
    令t=1﹣2x,因为x∈(0,+∞),t∈(﹣∞,0),
    即在t∈(﹣∞,0)上恒成立,
    因为t∈(﹣∞,0),,当且仅当t=﹣1时等号成立,
    所以.
    【点评】使用换元法可以简化函数,不论是单调性问题,还是最值问题都可以更容易解决,换元要注意新未知数的取值范围.
    21.(16分)定义:{an}是无穷数列,若存在正整数k使得对任意n∈N*,均有an+k>an(an+k<an)则称{an}是近似递增(减)数列,其中k叫近似递增(减)数列{an}的间隔数.
    (1)若,{an}是不是近似递增数列,并说明理由;
    (2)已知数列{an}的通项公式为,其前n项的和为Sn,若2是近似递增数列{Sn}的间隔数,求a的取值范围;
    (3)已知,证明{an}是近似递减数列,并且4是它的最小间隔数.
    【分析】(1)直接利用关系式的应用求出数列是近似递增数列.
    (2)利用数列的和,进一步确定a的范围.
    (3)利用由an+k<an得:,即k>2[sin(n+k)﹣sinn],进一步利用赋值法的应用求出结果.
    【解答】解:(1)数列{an}是近似递增数列,
    由于﹣[n+(﹣1)n]=3﹣2(﹣1)n>0,
    或,
    即an+3>an,或an+2>an.
    所以:数列{an}是近似递增数列,
    (2)由题意得:=,
    或,
    即恒成立.
    令,则,
    即a的取值范围是().
    (3)由an+k<an得:,
    即k>2[sin(n+k)﹣sinn]①,
    由于n和k为正整数,所以sinn和sin(n+k)均取不到±1.
    所以k=4时,上式恒成立,即数列{an}是近似递减数列,4是它的间隔数.
    当k=3时,当n=5时,2[sin(5+3)﹣sin5]≈3.9>3,故不等式①成立.
    当k=2时,当n=5时,2[sin(5+2)﹣sin5]≈3.23>32故不等式①不成立.
    当k=1时,当n=5时,2[sin(5+1)﹣sin5]≈1.36>1,故不等式①不成立.
    所以4是它的最小间隔数.
    【点评】本题考查的知识要点:数列的通项公式和前n项和公式的应用,恒成立问题的应用,不等式的性质的应用,赋值法的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题型.


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