浙江省浙大附中玉泉校区2022-2023学年高一下学期数学期中试卷
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浙江省浙大附中玉泉校区2022-2023学年高一下学期数学期中试卷
一、单选题(共8题;共40分)
1.(5分)已知集合A={−2,0,1},B={0,1,2},则A∪B=( )
A.{0,1} B.{−2,0,1}
C.{−2,0,1,2} D.{0,1,2}
2.(5分)函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴可以为( )
A.x=−π8 B.x=−π4 C.x=π8 D.x=π4
3.(5分)在用斜二测画法画水平放置的△ABC时,若∠A的两边分别平行于x轴、y轴,则在直观图中∠A′等于( )
A.45° B.135° C.90° D.45°或135°
4.(5分)四边形ABCD为矩形,对角线长为4,若 AB=a,AD=b,BD=c, 则 |a−b−c|= ( )
A.0 B.6 C.8 D.10
5.(5分)已知i为虚数单位,下列与i相等的是( )
A.1i B.(1−i)(1+i)
C.1+i1−i D.i+i2+i3+i4+⋯+i2003
6.(5分)平行四边形ABCD,点E满足AC=4AE,DE=λ2AB+2μAD(λ,μ∈R),则λ+μ=( )
A.18 B.14 C.12 D.1
7.(5分)函数f(x)=ex−e−x2|x|−1的图象大致是( )
A. B.
C. D.
8.(5分)如图所示,为测量山高 MN, 选择A和另一座山的山顶 C 为测量观测点,从A点测得 M 点的仰角 ∠MAN=60°,C 点的仰角 ∠CAB=30° 以及 ∠MAC=75°, 从 C 点测得 ∠MCA=60° ,若山高 BC=1002 米,则山高 MN 等于( )
A.300米 B.360米 C.240米 D.320米
二、多选题(共4题;共20分)
9.(5分)已知O是△ABC所在平面内一点,则下列结论正确的是( )
A.若(AB+AC)⋅(AB−AC)=0,则△ABC为等腰三角形
B.若OA+OB+OC=0,则O是△ABC的外心
C.若AB⋅BC<0,则△ABC为钝角三角形
D.若OA⋅BC=0,OB⋅AC=0,则OC⋅AB=0
10.(5分)下列说法正确的是( )
A.在△ABC中,sinA
C.复数z1,z2,则z1−z2≥0是z1≥z2的充要条件
D.在△ABC中,若sin2A+sin2B
A.△ABC为锐角三角形 B.△ABC面积为43或123
C.AB长度为6 D.△ABC外接圆的面积为52π3
12.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x+1)为偶函数,当x∈(0,1]时,f(x)=−x2,下列结论正确的有( )
A.函数f(x)的周期是4
B.直线x=2023是函数f(x)的一条对称轴
C.f(x)在[2022,2023]上单调递减
D.f(2022)+f(2023)=1
三、填空题(共4题;共20分)
13.(5分)函数y=sin(2ωx+π6),(ω>0)的周期是π,则ω= .
14.(5分)已知向量a,b满足|a+b|=|a−2b|,且|b|=1,则a在b上的投影向量是 .
15.(5分)函数f(x)=a2x−12x+1+bsinx+1,(a,b为常实数),若f(−2023)=−1,则f(2023)= .
16.(5分)在△ABC中,已知角A=2π3,角A的平分线AD与边BC相交于点D,AD=2.则AB+2AC的最小值为 .
四、解答题(共6题;共70分)
17.(10分)已知向量a=(m,1),b=(2,m+1),m∈R.
(1)(5分)若向量a,b能构成一组基底,求实数m的范围;
(2)(5分)若c=(1,3),且c⊥(a−b),求向量a与b的夹角大小.
18.(12分)设复数z=m2−2m−3+(m2+3m+2)i,m为实数
(1)(6分)当m为何值时,z是纯虚数;
(2)(6分)若复数z在复平面内对应的点在第一象限,求实数m的取值范围.
19.(12分)已知π3是函数f(x)=2asinxcosx−2cos2x−1的一个零点.
(1)(6分)求实数a的值;
(2)(6分)求f(x)单调递减区间
20.(12分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若2c−ba=cosBcosA
(1)(6分)求角A的大小;
(2)(6分)若a=2,求中线AD长的最大值(点D是边BC中点).
21.(12分)锐角△ABC的三个内角是A、B、C,满足(sin2B+sin2C−sin2A)tanA=sinBsinC.
(1)(6分)求角A的大小及角B的取值范围;
(2)(6分)若△ABC的外接圆圆心为O,且OB⋅OC=12,求AO⋅(AB+AC)的取值范围.
22.(12分)已知函数f(x)=ex−x在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.记函数g(x)=f(lnx).
(1)(6分)写出函数y=g(x)的单调区间(无需说明理由)及其最小值;
(2)(6分)若直线y=b与函数y=f(x)和y=g(x)的图象共有三个不同的交点,从左到右依次记为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),试证明:x1+x3=2x2.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】并集及其运算
【解析】【解答】∵A={−2,0,1},B={0,1,2},
则A∪B={−2,0,1}∪{0,1,2}={−2,0,1,2}.
故答案为:C
【分析】利用已知条件结合并集的运算法则,进而得出集合A和集合B的并集。
2.【答案】A
【知识点】正弦函数的奇偶性与对称性
【解析】【解答】对于A,因为f(−π8)=sin(−π2)=−1,
所以x=−π8是函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴,A符合题意;
对于B,因为f(−π4)=sin(−3π4)=−22,
所以x=−π4不是函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴,B不符合题意;
对于C,因为f(π8)=sin(π4−π4)=0,
所以x=π8不是函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴,C不符合题意;
对于D,因为f(π4)=sinπ4=22,
所以x=π4不是函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴,D不符合题意.
故答案为:A.
【分析】利用已知条件结合正弦型函数的图象求对称轴的方法,进而得出函数f(x)=sin(2x−π4)的一条对称轴。
3.【答案】D
【知识点】斜二测画法直观图
【解析】【解答】因为∠A的两边分别平行于x轴、y轴,
故∠A=90°,在直观图中,按斜二测画法规则知∠x′O′y′=45°或135°,
即∠A′=45°或135°.
故答案为:D.
【分析】利用已知条件结合斜二测画直观图的方法,进而得出直观图中的角A的值。
4.【答案】C
【知识点】向量的模;平面向量数量积的运算
【解析】【解答】由题意知: |a|2+|b|2=|c|2=42,cos∠ABD=|a||c|,cos∠CBD=|b||c| ,
|a−b−c|2=(a−b−c)2=a2+b2+c2−2a⋅b−2a⋅c+2c⋅b
=|a|2+|b|2+|c|2−2|a|⋅|b|⋅cos90∘−2|a|⋅|c|⋅cos(π−∠ABD)+2|c|⋅|b|⋅cos∠CBD
=2|c|2−2|a|⋅|c|⋅(−|a||c|)+2|c|⋅|b|⋅|b||c|
=2|c|2+2|a|2+2|b|2
=4|c|2
=4×16
=64
所以 |a−b−c|=8 .
故答案为:C.
【分析】首先由题意得到|a|2+|b|2=|c|2=42,cos∠ABD=|a||c|,cos∠CBD=|b||c|,进一步求解将 |a→−b→−c→|平方后由模的性质求解。
5.【答案】C
【知识点】虚数单位i及其性质;复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】对于A,1i=−i−i2=−i,A不相等;
对于B,(1−i)(1+i)=1−i2=2,B不相等;
1+i1−i=(1+i)(1+i)(1−i)(1+i)=2i2=i,C相等;
i+i2+i3+i4+⋯+i2003=500(i−1−i+1)+i−1−i=−1,D不相等.
故答案为:C.
【分析】利用已知条件结合复数的乘除法运算法则、虚数单位的运算法则和周期性,进而找出与i相等的复数。
6.【答案】A
【知识点】平面向量的基本定理及其意义
【解析】【解答】DE=AE−AD=14AC−AD=14(AB+AD)−AD=14AB−34AD,
又因为DE=λ2AB+2μAD,
所以λ2=142μ=−34,所以λ=12μ=−38,
所以λ+μ=12−38=18.
故答案为:A.
【分析】利用已知条件结合平面向量基本定理得出λ,μ的值,从而得出λ+μ的值。
7.【答案】C
【知识点】函数的图象
【解析】【解答】函数的定义域为{x|x≠±12},f(−x)=e−x−ex2|−x|−1=−ex−e−x2|x|−1=−f(x),
所以函数f(x)=ex−e−x2|x|−1为奇函数,图像关于原点对称,排除B选项,
因为当x>0时,ex>1>e−x>0,
所以当0
当x趋近于+∞时,由于指数呈爆炸型增长,故函数值f(x)趋近于+∞,故排除A选项,
故答案为:C
【分析】利用已知条件结合函数的定义域、奇函数的图象的对称性、特定区间求函数的值域的方法、函数求极限的方法,从而找出函数的大致图象。
8.【答案】A
【知识点】解三角形的实际应用
【解析】【解答】因为在 Rt△CAB 中, BC=1002 , ∠CAB=30° ,
所以 AC=BCsin30°=2002 ,
在 △CAM 中, ∠AMC=180°−∠MCA−∠MAC=45° ,
由正弦定理得: ACsin∠AMC=AMsin∠MCA ,即 2002sin45°=AMsin60° ,
所以 AM=2003 ,
在 Rt△AMN 中, ∠MAN=60° ,
所以 MN=AMsin60°=2003×32=300 (米)
故答案为:A
【分析】在相关三角形中,两次利用正弦定理,就可以求解。
9.【答案】A,D
【知识点】数量积判断两个平面向量的垂直关系;三角形五心;三角形的形状判断
【解析】【解答】由(AB+AC)⋅(AB−AC)=0,得|AB|2=|AC|2,即|AB|=|AC|,A对;
由OA+OB+OC=0,取BC中点D,连接OD,则OB+OC=2OD=−OA,
所以OA,OD共线,且O在线段AD上,OAOD=21,即O为△ABC的重心,B不符合题意;
由AB⋅BC=|AB|⋅|BC|cos(π−B)<0,得cos(π−B)<0,所以π−B为钝角,B为锐角,角A与角C不一定为钝角,△ABC不一定为钝角三角形,C不符合题意;
由OA⋅BC=0,OB⋅AC=0,得OA⊥BC,OB⊥AC,知O为△ABC的垂心,所以OC⋅AB=0,D对.
故答案为:AD.
【分析】利用已知条件结合三角形的结构特征,再结合等腰三角形的定义和钝角三角形的定义、三角形外心的定义、数量积为0两向量垂直的等价关系,进而找出结论正确的选项。
10.【答案】A,D
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;三角形的形状判断
【解析】【解答】对于A,在△ABC中,因为sinA
得y=sin2(x−π6)=sin(2x−π3),B不符合题意;
对于C,若z1=2+i,z2=1+i,则z1−z2=1>0,
但是z1=2+i,z2=1+i不能比较大小,则此时由z1−z2≥0不能推出z1≥z2,C不符合题意;
对于D,在△ABC中,因为sin2A+sin2B
所以△ABC是钝角三角形,D符合题意.
故答案为:AD.
【分析】利用已知条件结合充分条件和必要条件的判断方法、正弦型函数的图象变换、钝角三角形的定义,进而找出说法正确的选项。
11.【答案】B,D
【知识点】正弦定理;余弦定理;三角形中的几何计算;三角形的形状判断
【解析】【解答】由A=π3,b=8,a=213,所以(213)2=82+c2−2×8×c×cosπ3,
即c2−8c−12=0,解得c=2或c=6,C不符合题意;
当c=2时,cosB=a2+c2−b22ac=(213)2+22−822×2×213=−113<0,所以B为钝角,
此时△ABC为钝角三角形,A不符合题意;
当c=2时,S=12bcsinA=12×8×2×32=43;
当c=6时,S=12bcsinA=12×8×6×32=123,
所以△ABC面积为43或123,B符合题意;
设△ABC外接圆的半径为R,由正弦定理得2R=asinA=21332=4133,所以R=2133,
所以△ABC外接圆的面积为πR2=π(2133)2=523π,D符合题意;
故答案为:BD.
【分析】利用已知条件结合锐角三角形的定义、三角形的面积公式、余弦定理求AB的长度的方法、正弦定理求三角形的外接圆的半径的方法,圆的面积公式,进而找出说法正确的选项。
12.【答案】A,B,D
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数奇偶性的性质;函数的周期性;函数的值;图形的对称性
【解析】【解答】对于A,因为函数f(x+1)为偶函数,所以f(x+1)=f(−x+1),
即f(x)的图象关于直线x=1对称,
因为f(x)为奇函数,所以f(−x)=−f(x),
则f(x+2)=f[−(x+1)+1]=f(−x)=−f(x),所以f(x+4)=−f(x+2)=f(x),
所以f(x)是周期为4的函数,A符合题意;
因为f(x)关于直线x=1对称,且为奇函数,
所以f(x)关于直线x=−1对称,又f(x)是周期为4的函数,
所以f(x)关于直线x=3对称,
因为2023=505×4+3,所以直线x=2023是函数f(x)的一条对称轴,B符合题意;
由f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,
当x∈(0,1]时,f(x)=−x2,可得当x∈[0,1]时,f(x)=−x2,
令x∈[2,3],则x−2∈[0,1],所以f(x)=−f(x−2)=(x−2)2,
此时f(x)单调递增,
因为2022=505×4+2,,
所以f(x)在[2022,2023]上的单调性相当于f(x)在[2,3]上的单调性,故此时递增,C不符合题意;
f(2022)=f(2)=0,f(2023)=f(3)=1,
所以f(2022)+f(2023)=1,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】利用已知条件结合奇函数和偶函数的定义,再结合函数的周期性、函数的对称性、减函数的定义、函数的周期性求函数的值的方法,进而找出结论正确的选项。
13.【答案】1
【知识点】复合三角函数的周期性及其求法
【解析】【解答】因为函数y=sin(2ωx+π6),(ω>0)的周期是π,
所以2π2ω=π,解得ω=1.
故答案为:1.
【分析】利用已知条件结合正弦型函数的最小正周期公式,进而得出ω的值。
14.【答案】12b
【知识点】向量的投影
【解析】【解答】因为|a+b|=|a−2b|,且|b|=1,
所以(a+b)2=(a−2b)2 ,解得a⋅b=12,
所以a在b上的投影向量是 a⋅b|b|2b=12b,
故答案为:12b
【分析】利用已知条件结合数量积求向量的模的公式,再结合数量积的运算法则,进而得出a→⋅b→的值,再结合数量积求投影向量的方法,进而得出a在b上的投影向量。
15.【答案】3
【知识点】奇函数;函数的值
【解析】【解答】令g(x)=a2x−12x+1+bsinx,则f(x)=g(x)+1,f(−2023)=g(−2023)+1,
因为f(−2023)=−1,所以g(−2023)=−2,
因为g(−x)=a2−x−12−x+1+bsin(−x)=−(a2x−12x+1+bsinx)=−g(x),
所以g(x)为奇函数,
所以g(2023)=−g(−2023),
所以f(2023)=g(2023)+1=−g(−2023)+1=2+1=3,
故答案为:3
【分析】令g(x)=a2x−12x+1+bsinx,则f(x)=g(x)+1,再结合已知条件和代入法得出g(−2023)的值,再结合奇函数的定义判断出函数g(x)为奇函数,再结合奇函数的定义和f(x)=g(x)+1,进而得出函数的值。
16.【答案】6+42
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】AB=c,AC=b,BC=a,AD=2,
依题意AD是角A的角平分线,
由三角形的面积公式得12×2×c×sinπ3+12×2×b×sinπ3=12×bc×sin2π3,
化简得2c+2b=bc,1b+1c=12,
AB+2AC=c+2b=2(c+2b)(1b+1c)=2(3+cb+2bc)
≥2(3+2cb⋅2bc)=6+42.
当且仅当cb=2bc,c=2b,2⋅2b+2b=b⋅2b,b=2+2,c=22+2时等号成立.
故答案为:6+42
【分析】由三角形的面积公式得1b+1c=12,AB+2AC=c+2b=2(c+2b)(1b+1c)=2(3+cb+2bc),利用基本不等式即可求出AB+2AC的最小值 。
17.【答案】(1)解:若向量a,b能构成一组基底,
则向量a,b不共线,
则m(m+1)−2≠0,解得m≠−2且m≠1;
(2)解:因为c⊥(a−b),所以c⋅(a−b)=c⋅a−c⋅b=0,
即m+3−2−3(m+1)=0,解得m=−1,
所以a=(−1,1),b=(2,0),
则cos⟨a,b⟩=a⋅b|a||b|=−222=−22,
又因为0≤⟨a,b⟩≤π,所以⟨a,b⟩=3π4,
即向量a与b的夹角为3π4.
【知识点】平面向量的基本定理及其意义;平面向量共线(平行)的坐标表示;数量积的坐标表达式;数量积表示两个向量的夹角;数量积判断两个平面向量的垂直关系
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合平面向量的基底的判断方法,再结合向量共线定理,进而得出实数m的取值范围。
(2)利用已知条件结合向量的坐标运算和数量积为0两向量垂直的等价关系,再结合数量积的坐标表示得出实数m的值,再结合数量积求向量夹角公式和两向量的夹角的取值范围,进而得出向量a与b的夹角大小。
18.【答案】(1)解:因为z是纯虚数,
所以m2−2m−3=0m2+3m+2≠0,解得m=3;
(2)解:z=m2−2m−3−(m2+3m+2)i,
因为复数z在复平面内对应的点在第一象限,
所以m2−2m−3>0−(m2+3m+2)>0,解得−2
【知识点】复数的基本概念;复数的代数表示法及其几何意义
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合复数为纯虚数的判断方法,进而得出实数m的值。
(2)利用已知条件结合复数与共轭复数的关系,进而得出复数z的共轭复数,再结合复数的几何意义得出共轭复数对应的点的坐标,再利用点的坐标确定点所在的象限的方法,进而得出复数z在复平面内对应的点所在的象限,从而得出实数m的取值范围。
19.【答案】(1)解:f(x)=2asinxcosx−2cos2x−1=asin2x−2⋅1+cos2x2−1=asin2x−cos2x−2,
由题意可得f(π3)=0,即32a+12−2=0,解得a=3;
(2)解:由(1)得f(x)=3sin2x−cos2x−2=2sin(2x−π6)−2,
令π2+2kπ≤2x−π6≤3π2+2kπ,得π3+kπ≤x≤5π6+kπ,k∈Z,
所以f(x)单调递减区间为[π3+kπ,5π6+kπ],k∈Z.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的零点
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合二倍角的余弦公式和正弦公式,再结合辅助角公式化简函数为正弦型函数,再结合函数的零点求解方法,进而得出实数a的值。
(2)利用(1)得出的实数a的值得出函数的解析式,再结合正弦型函数的 图象判断其单调性,从而得出函数的单调递减区间。
20.【答案】(1)解:因为2c−ba=cosBcosA,
由正弦定理可得:2sinC−sinBsinA=cosBcosA,
即(2sinC−sinB)⋅cosA=sinA⋅cosB,
2sinCcosA=sin(A+B)=sin(π−C)=sinC,
因为C∈(0,π),所以sinC>0,
所以cosA=12,
因为A∈(0,π),所以A=π3.
(2)解:由(1)得A=π3,
则cosA=b2+c2−a22bc=12,
所以b2+c2=bc+4≥2bc,即bc≤4,
当且仅当b=c=2时等号成立,
因为点D是边BC中点,
所以2AD=AB+AC,
两边平方可得:4|AD|2=|AB|2+|AC|2+2AB⋅AC=b2+c2+2bc⋅cosA,
则4|AD|2=b2+c2+bc=bc+4+bc=2bc+4≤12,
所以|AD|≤3,
中线AD长的最大值为3.
【知识点】两角和与差的正弦公式;运用诱导公式化简求值;正弦定理;余弦定理
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合正弦定理和两角和的正弦公式,再结合三角形内角和为180度的性质和诱导公式,从而由三角形内角的取值范围,进而得出角A的余弦值,再结合三角形中角A的取值范围,从而得出角A的大小。
(2) 由(1)得A=π3,再利用余弦定理和均值不等式求最值的方法得出bc的最大值,再结合点D是边BC中点,再利用平行四边形法则,所以2AD=AB+AC,两边平方结合bc的最大值,从而得出中线AD长的最大值。
21.【答案】(1)解:设△ABC的三个内角A、B、C的对边分别为a、b、c,
因为(sin2B+sin2C−sin2A)tanA=sinBsinC,
由正弦定理可得(b2+c2−a2)tanA=bc,所以,b2+c2−a22bc⋅sinAcosA=12,
故sinA=cosA⋅sinAcosA=12,因为A为锐角,则A=π6,
因为△ABC为锐角三角形,则0 所以,角B的取值范围是(π3,π2).
(2)解:设△ABC的外接圆半径为R,所以|OA|=|OB|=|OC|=R,
因为A=π6,所以∠BOC=2A=2×π6=π3,
又OB⋅OC=12,所以|OB|⋅|OC|cos∠BOC=12R2=12,所以R=1,
设∠AOC=θ,则θ=2B∈(2π3,π),则∠AOB=5π3−θ,
所以OA⋅(AB+AC)=OA⋅(OB−OA+OC−OA) =OA⋅OB+OA⋅OC−2OA2
=1×1×cos(5π3−θ)+1×1×cosθ−2=12cosθ−32sinθ+cosθ−2
=32cosθ−32sinθ−2=3(32cosθ−12sinθ)−2=3cos(θ+π6)−2,
因为θ∈(2π3,π),所以5π6<θ+π6<7π6,
所以−1≤cos(θ+π6)<−32,所以−(2+3)≤OA⋅(AB+AC)<−72,
所以,AO⋅(AB+AC)=−OA⋅(AB+AC)∈(72,2+3],
所以OA⋅(AB+AC)的取值范围为(72,2+3].
【知识点】平面向量数量积的含义与物理意义;复合三角函数的最值;同角三角函数间的基本关系;正弦定理;余弦定理
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合正弦定理和余弦定理、同角三角函数基本关系式和锐角A的取值范围,进而得出角A的值,再利用锐角三角形的取值范围和三角形内角和为180度的性质,进而得出角B的取值范围。
(2) 设△ABC的外接圆半径为R,所以|OA|=|OB|=|OC|=R,利用A=π6,进而得出∠BOC的值,再利用OB⋅OC=12和数量积的定义得出R的值,设∠AOC=θ,则θ=2B∈(2π3,π),则∠AOB=5π3−θ,再利用数量积的运算法则和数量积的定义以及辅助角公式得出OA→⋅(AB→+AC→)=3cos(θ+π6)−2,再利用θ∈(2π3,π)结合不等式的基本性质和余弦型函数的图象求值域的方法得出OA⋅(AB+AC)的取值范围。
22.【答案】(1)解:因为f(x)=ex−x,所以g(x)=f(lnx)=x−lnx,
因为f(x)=ex−x在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,
又函数y=lnx在其定义域上单调递增,x∈(0,1)时y=lnx<0,x∈(1,+∞)时y=lnx>0,
所以y=g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
即函数y=g(x)的单调减区间为(0,1),单调增区间为(1,+∞),
函数y=g(x)的最小值为g(1)=1;
(2)证明:由题可知f(x)=ex−x在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,最小值为f(0)=1,
函数y=g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,最小值为g(1)=1,
所以要使直线y=b与函数y=f(x)和y=g(x)的图象共有三个不同的交点,
则直线y=b过函数y=f(x)和y=g(x)的图象的交点,
作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,
则x1<0
又lnx2<0,ex1−x1=x2−lnx2=elnx2−lnx2,f(x)=ex−x在(−∞,0)上单调递减,
所以x1=lnx2,
又lnx3>0,ex2−x2=x3−lnx3=elnx3−lnx3,f(x)=ex−x在(0,+∞)上单调递增,
所以x2=lnx3,即x3=ex2,
由ex2−x2=x2−lnx2,可得ex2+lnx2=2x2,
所以x1+x3=lnx2+ex2=2x2.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的最值及其几何意义;函数的图象;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合函数的解析式和代入法得出函数g(x)的解析式,再结合单调函数的定义判断出函数的单调性,从而得出函数的单调区间,再结合函数的单调性得出函数的最小值。
(2) 由题可知f(x)=ex−x在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,进而得出函数f(x)=ex−x的最小值,再利用函数y=g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,进而得出函数y=g(x)的最小值,所以要使直线y=b与函数y=f(x)和y=g(x)的图象共有三个不同的交点,则直线y=b过函数y=f(x)和y=g(x)的图象的交点,作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,再利用函数的图象和函数的单调性,进而证出x1+x3=2x2成立。
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