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    2023-2024学年四川省绵阳中学高二(下)第二次月考数学试卷(5月份)(含解析)
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    2023-2024学年四川省绵阳中学高二(下)第二次月考数学试卷(5月份)(含解析)

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    这是一份2023-2024学年四川省绵阳中学高二(下)第二次月考数学试卷(5月份)(含解析),共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    1.在等比数列{an}中,若a1=27,a5=13,则a3=( )
    A. 3或−3B. 3C. −9或9D. 9
    2.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a5+a7=14,则S11=( )
    A. 140B. 70C. 154D. 77
    3.已知函数f(x)=ax2+bx+c,若b是a与c的等比中项,则f(x)的零点个数为( )
    A. 0B. 0或1C. 2D. 0或1或2
    4.已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=−1处有极值0,则a+b=( )
    A. 11或4B. −4或−11C. 11D. 4
    5.高三(2)班某天安排6节课,其中语文、数学、英语、物理、生物、地理各一节,若要求物理课比生物课先上,语文课与数学课相邻,则编排方案共有( )
    A. 42种B. 96种C. 120种D. 144种
    6.设f(x)=sinx,f1(x)=f′(x),f2(x)=f1′(x),⋯,fn+1′(x)=fn′(x),数列an=fn(π6),则{an}的前100项和是( )
    A. 12B. 32C. 3−12D. 0
    7.已知函数f(x)=4x2−3x,x≤0x−alnx,x>0,若∀x1≤0,∃x2>0,使得f(x1)=f(x2)成立,则a的取值范围为( )
    A. (−∞,0)∪[1,+∞)B. (−∞,0)∪[e,+∞)
    C. (0,1]D. (0,e]
    8.已知e是自然对数的底数,a=π2ln π,b=e2sin1e,c=2ln2,则( )
    A. a>b>cB. c>a>bC. a>c>bD. b>c>a
    二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
    9.下列求函数导数正确的是( )
    A. (3x)′=3xln3B. (ln5)′=15
    C. ( x)′=12xD. (xsinx)′=sinx+xcsx
    10.定义在[−1,5]上的函数f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,函数f(x)的部分对应值如表.下列关于函数f(x)的结论正确的是( )
    A. 函数f(x)的极值点的个数为3
    B. 函数f(x)的单调递减区间为(0,2)∪(4,5)
    C. 若x∈[−1,t]时,f(x)的最大值是2,则t的最大值为4
    D. 当1≤a<2时,方程f(x)=a有4个不同的实根
    11.已知正项数列{an}是递增的等差数列,{bn}是公比为q的等比数列,且满足a1=b1,a5=b5,则( )
    A. a6>a3B. b3>b1C. a3>b3D. a612.已知函数f(x)=ax2−2x+lnx,若f(x)有两个极值点x1,x2(x1A. x1x2>1B. f(x2)<−32
    C. f(x1)>0D. f(x1)+f(x2)<−3
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
    13.若f(x)=x3−f′(1)x2+x+5,则f′(1)= ______.
    14.有4人到甲、乙、丙三所学校去应聘,若每人至多被一所学校录用,每所学校至少录用其中1人,则所有不同的录用情况种数为______.(用数字作答)
    15.记Sn为等差数列{an}的前n项和,若4S3=S2+S6,a2=2,数列{bn}满足bn=an1an,当bn最大时,n的值为______.
    16.已知定义在R上的函数f(x)关于y轴对称,其导函数为f′(x),当x≥0时,不等式xf′(x)+f(x)>1.若对∀x∈R,不等式exf(ex)−axf(ax)>ex−ax恒成立,则a的取值范围是______.
    四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
    17.(本小题10分)
    已知函数f(x)=alnx−12x2,(a∈R)在x=1处的切线与直线y=x+1平行.
    (1)求实数a的值;
    (2)求函数f(x)的极值.
    18.(本小题12分)
    已知数列{an}满足a1=1,an+1−an=2n(n∈N*).
    (1)求数列{an}的通项公式;
    (2))设bn=2an−n2,求数列{bn}的前n项和Sn.
    19.(本小题12分)
    已知等差数列{an}中的前n项和为Sn,且a2,a5,a14成等比数列,S5=25.
    (1)求数列{an}的通项公式;
    (2)若数列{an}为递增数列,记bn=2n⋅an,求数列{bn}的前n项的和Tn.
    20.(本小题12分)
    已知函数f(x)=1−xax+lnx.
    (Ⅰ)若函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,求正实数a的取值范围;
    (Ⅱ)当a=1时,求函数f(x)在[12,2]上的最大值和最小值;
    (Ⅲ)当a=1时,对任意的正整数n>1,求证:f(nn−1)>0.
    21.(本小题12分)
    已知正项数列{an}的前n项和为Sn,a2=3且 Sn+1= Sn+ S1,
    (1)求{an}的通项公式;
    (2)若bn=4Snanan+1,求数列{bn}的前n项和Tn.
    22.(本小题12分)
    已知函数f(x)=ax−ln(lnx).
    (1)当a=1e时,求f(x)的单调区间;
    (2)若对任意x∈[e,+∞),都有f(x)+lna≥0成立,求a的取值范围.
    答案和解析
    1.【答案】B
    【解析】解:因为a3是a1和a5的等比中项,则a32=a1a5=9,
    解得a3=±3,由等比数列的符号特征知a3=3.
    故选:B.
    根据等比数列的通项公式即可求解.
    本题考查等比数列的通项公式,属于基础题.
    2.【答案】D
    【解析】【分析】
    本题考查等差数列的前n项和的求法,解题时要认真审题,并注意等差数列的性质的合理运用,属于基础题.
    利用等差数列的前n项和公式和等差数列的性质能求出S11.
    【解答】
    解:∵等差数列{an}的前n项和为Sn=na1+an2,
    又a5+a7=14,
    ∴S11=112(a1+a11)
    =112(a5+a7)=112×14=77.
    故选D.
    3.【答案】A
    【解析】解:由b是a与c的等比中项,得a≠0,b≠0,ac=b2,
    方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=b2−4ac=−3b2<0,因此方程ax2+bx+c=0无实根,
    所以f(x)的零点个数为0.
    故选:A.
    根据给定条件,确定判别式的正负即可得解.
    本题主要考查了等比数列的性质,还考查了函数零点的求解,属于基础题.
    4.【答案】C
    【解析】解:根据题意,f(x)=3x2+6ax+b,
    ∵函数f(x)在x=−1处有极值0,
    ∴f′(−1)=3−6a+b=0且f(−1)=−1+3a−b+a2=0,
    ∴a=1,b=3或a=2,b=9,
    a=1,b=2时f(x)=3x2+6x+3≥0恒成立,此时函数无极值点,
    ∴a=2,b=9,
    ∴a+b=11.
    故选:C.
    先求解导函数,再根据极值的概念求解参数的值即可.
    本题考查导数的极值,考查学生的运算能力,属于中档题.
    5.【答案】C
    【解析】【分析】
    本题考查排列组合的应用,涉及分步计数原理的应用,属于基础题.
    根据题意,分2步进行分析:①将语文课与数学课看成一个整体,与英语、地理全排列,②分析物理与生物安排方法,由分步计数原理计算可得答案.
    【解答】
    解:根据题意,分2步进行分析:
    ①将语文课与数学课看成一个整体,与英语、地理全排列,有A22A33=12种情况,
    ②若物理与生物相邻,有4种安排方法,
    若物理与生物不相邻,有C42=6种安排方法,
    则物理与生物有4+6=10种安排方法,
    故有12×10=120种安排方法,
    故选:C.
    6.【答案】D
    【解析】解因为由f(x)=sinx,
    则f1(x)=f′(x)=csx,
    则f2(x)=f1′(x)=−sinx,
    则f3(x)=f2′(x)=−csx,
    则f4(x)=f3′(x)=sinx,
    ⋯⋯
    所以fn(x)是以4为周期的函数,
    又f1(x)+f2(x)+f3(x)+f4(x)=0,
    所以an的前100项和为:S100=a1+a2+a3+⋯+a100=f1(π6)+f2(π6)+f3(π6)+⋯+f100(π6)=0.
    故选:D.
    根据题意得到fn(x)是以4为周期的函数,进而即可求解.
    本题主要考查了函数的求导公式及周期性在数列求和中的应用,属于中档题.
    7.【答案】B
    【解析】解:由∀x1≤0,∃x2>0,使得f(x1)=f(x2)成立,
    则函数f(x2)的值域包含f(x1)的值域.
    当x≤0时,函数f(x)=4x2−3x开口向上,对称轴x=38,
    所以f(x)在(−∞,0]上单调递减,且f(0)=0,
    所以f(x1)∈[0,+∞);
    当x>0时,f(x)=x−alnx,则f′(x)=1−ax=x−ax,
    ①若a>0,当x∈(0,a)时f′(x)<0,当x∈(a,+∞)时f′(x)>0,
    所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,
    所以f(x)min=f(a)=a−alna,即f(x2)∈[a−alna,+∞),
    所以a−alna≤0,即1−lna≤0,解得a≥e;
    ②若a<0,则f′(x)=x−ax>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,
    此时f(x)=x−alnx(x>0)值域为R,符合题意.
    ③当a=0时,f(x)=x(x>0)的值域为(0,+∞),不符合题意.
    综上所述,实数a的取值范围为(−∞,0)∪[e,+∞).
    故选:B.
    由∀x1≤0,∃x2>0,使得f(x1)=f(x2)成立,可得函数f(x2)的值域包含f(x1)的值域.利用二次函数的性质与导数分析x≤0和x>0时,函数f(x)的单调性,进而求得f(x1)的值域和f(x2)的值域,从而求解.
    本题主要考查分段函数的及其应用,考查运算求解能力,属于中档题.
    8.【答案】B
    【解析】解:令f(x)=xlnx,则f′(x)=lnx−1ln2x,
    所以x∈(e,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
    又a=π2ln π=πlnπ=f(π),
    c=2ln2=4ln4=f(4),
    f(4)>f(π)>f(e)=e,所以c>a>e.
    再令g(x)=x−sinx,则g′(x)=1−csx≥0,所以g(x)在R上是增函数,
    0g(0)=0,即0e2sin1ea>b.
    故选:B.
    令f(x)=xlnx,利用导数判断函数的单调性,从而可判断c>a>e,再令g(x)=x−sinx,利用导数判断sin1e<1e,从而可判断b本题主要考查利用导数判断函数的单调性,对数值大小的比较,考查函数思想与逻辑推理能力,属于中档题.
    9.【答案】AD
    【解析】解:(3x)′=3xln3,故A正确;
    (ln5)′=0,故B错误;
    ( x)′=12 x,故C错误;
    (xsinx)′=sinx+xcsx,故D正确.
    故选:AD.
    根据题意,由基本初等函数的求导公式以及积的求导法则,代入计算,即可得到结果.
    本题主要考查了函数的求导公式及求导法则的应用,属于基础题.
    10.【答案】AD
    【解析】解:由f′(x)的图形可知,0,2,4是函数的极值点,A正确;
    由导函数的正负与函数单调性关系可知,f(x)的单调递减区间(0,2),(4,5),B错误;
    当x∈[−1,5]时,f(x)的最大值2,而t的最大值不是4,C错误;
    当1≤a<2时,y=f(x)与y=a有4个不同的交点,故D正确.
    故选:AD.
    由已知结合导数正负与单调性及极值关系分别检验各选项即可判断.
    本题主要考查了导数正负与函数单调性关系的应用,体现了数形结合思想的应用,属于中档题.
    11.【答案】ABC
    【解析】解:设等差数列{an}的公差为d,
    因为a5=b5,所以a1+4d=b1q4,
    又a1=b1,所以d=a1(q4−1)4,
    因为{an}是正项递增的等差数列,故d>0,所以a6>a3,故A正确;
    由d=a1(q4−1)4>0,得q4>1,即q2>1,所以b3=b1q2>b1,故B正确;
    因为a3=a1+a52,b3= b1b5= a1a5,
    所以a1+a52≥ a1a5,
    又a1≠a5,所以a1+a52> a1a5,即a3>b3,故C正确;
    因为q2>1,所以q<−1或q>1,
    当q<−1时,a6>0,b6=b5q<0,所以a6>b6,所以D错误.
    故选:ABC.
    设等差数列{an}的公差为d,根据{an}是正项递增的等差数列,可判断A;由已知条件可得d=a1(q4−1)4,由d>0可得q2>1,即可判断B;根据基本不等式可判断C;当q<−1时,a6>b6,即可判断D.
    本题考查了等差数列与等比数列的综合应用,属于中档题.
    12.【答案】ABD
    【解析】解:由题意知:f(x)定义域为(0,+∞),f′(x)=2ax−2+1x=2ax2−2x+1x;
    当a=0时,f′(x)=1−2xx,∴当x∈(0,12)时,f′(x)>0;当x∈(12,+∞)时,f′(x)<0;
    ∴f(x)在(0,12)上单调递增,在(12,+∞)上单调递减,
    ∴f(x)有且仅有一个极值点x=12,不合题意;
    当a≠0时,令g(x)=2ax2−2x+1(a≠0),则Δ=4−8a;
    ①当Δ≤0,即a≥12时,g(x)≥0恒成立,即f′(x)≥0恒成立,
    ∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,无极值点,不合题意;
    ②当Δ>0,即a<12且a≠0时,令g(x)=0,解得:x1=1− 1−2a2a,x2=1+ 1−2a2a;
    当a<0时,x2<00;当x∈(x1,+∞)时,f′(x)<0;
    ∴f(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,+∞)上单调递减,
    ∴f(x)有且仅有一个极值点x=x1,不合题意;
    当0∴当x∈(0,x1)∪(x2,+∞)时,f′(x)>0;当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0;
    ∴f(x)在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,
    ∴f(x)的极大值点为x=x1,极小值点为x=x2,满足题意;
    对于A,∵x1,x2是方程2ax2−2x+1=0(01,A正确;
    对于B,当0∴f(x2)对于C,∵x1−1=1− 1−2a2a−1=1−2a− 1−2a2a,(1−2a)2−(1−2a)=2a(2a−1)<0,
    ∴x1−1<0,∴0∵g(x1)=2ax12−2x1+1=0,∴ax12=x1−12,
    ∴f(x1)=ax12−2x1+lnx1=−x1−12+lnx1<0,C错误;
    对于D,f(x1)+f(x2)=ax12−2x1+lnx1+ax22−2x2+lnx2=a(x1+x2)2−2ax1x2−2(x1+x2)+lnx1x2,
    ∵x1,x2是方程2ax2−2x+1=0(0∴f(x1)+f(x2)=1a−1−2a−ln2a=−1a−ln2a−1,
    令φ(a)=−1a−ln2a−1(00,
    ∴φ(a)在(0,12)上单调递增,∴φ(a)<φ(12)=−2−1=−3,∴f(x1)+f(x2)<−3,D正确.
    故选:ABD.
    求导后,分别在a=0、a≥12、a<0和0利用g(x1)=0可化简f(x1),结合0本题主要考查根据函数极值点个数求解参数范围,并判断相关结论;解题关键是能够采用讨论含参数函数单调性的方法,讨论得到函数极值点个数,从而确定满足题意的参数的取值范围,属于难题.
    13.【答案】43
    【解析】解:∵f(x)=x3−f′(1)x2+x+5,
    ∴f′(x)=3x2−2f′(1)x+1,
    令x=1得,f′(1)=3−2f′(1)+1,
    解得f′(1)=43,
    故答案为:43.
    先求出导函数f′(x),再令x=1即可求出f′(1)的值.
    本题主要考查了导数的运算,属于基础题.
    14.【答案】60
    【解析】解:根据题意,分2种情况讨论:
    ①四人中有3人被录取,有C43A33=24种不同的录用情况;
    ②四人都被录取,需要先将4人分为3组,再将分好的3组安排给3所学校,有C42×A33=6×6=36种不同的录用情况;
    则有36+24=60种种不同的录用情况.
    故答案为:60.
    根据题意,分2种情况讨论:①四人中有3人被录取,②四人都被录取,由加法原理计算可得答案.
    本题考查排列组合的应用,涉及分类计数原理的应用,属于基础题.
    15.【答案】3
    【解析】解:∵4S3=S2+S6,
    ∴4(3a1+3×(3−1)2d)=(2a1+d)+(6a1+6×(6−1)2d)
    即12a1+12d=8a1+16d,
    即a1=d,
    又∵a2=a1+d=2,
    ∴a1=d=1,
    ∴an=n,
    ∴bn=an1an=n1n,
    令f(x)=1xlnx,则f′(x)=1−lnxx2,
    故当x∈(0,e)时,f′(x)>0,
    当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,
    故f(x)在(0,e)上单调递增,在[e,+∞)上单调递减;
    bn=an1an=n1n的单调性与f(x)=1xlnx的单调性相同,
    而b2=212= 2=68,b3=33=69,
    故当bn最大时,n=3;
    故答案为:3.
    由等差数列的性质可得12a1+12d=8a1+16d,化简可得a1=d,再由a2=a1+d=2求得an=n,从而写出bn=an1an=n1n,构造函数f(x)=1xlnx,利用导数判断函数的单调性,从而确定bn最值.
    本题考查了等差数列及导数的综合应用,应用了构造法,属于中档题.
    16.【答案】[0,e).
    【解析】解:定义在R上的函数f(x)关于y轴对称,
    ∴函数f(x)为R上的偶函数,
    令g(x)=xf(x)−x,则g(−x)=−g(x),g(x)为奇函数,
    g′(x)=xf′(x)+f(x)−1,
    当x≥0时,不等式xf′(x)+f(x)>1,
    ∴g′(x)>0,g(x)在[0,+∞)单调递增,
    ∴函数g(x)在R上单调递增,
    对∀x∈R,不等式exf(ex)−axf(ax)>ex−ax恒成立,
    ⇒exf(ex)−ex>axf(ax)−ax,
    即g(ex)>g(ax),
    ∴ex>ax,
    当x>0时,a则h′(x)=ex(x−1)x2,
    则0x>1,h′(x)>0,h(x)单调递增,
    可得x=1时,函数h(x)取得极小值即最小值,h(1)=e,
    ∴a当x<0时,a>exx,则h(x)<0,则a≥0,
    则a的取值范围是[0,e).
    故答案为:[0,e).
    构造函数g(x)=xf(x)−x,判断单调性及奇偶性,去掉函数符号,转化为ex>ax恒成立,分离参数求最值即可求解.
    本题考查导数的综合应用,解题中注意转化思想的应用,属于中档题.
    17.【答案】解:(1)由题意可知,f′(1)=1,
    ∵f′(x)=ax−x,∴f′(1)=a−1=1,a=2.
    (2)∵f′(x)=2x−x=2−x2x,
    ∴f′(x)>0⇒0 2,
    即函数f(x)在(0, 2)上单调递增,在( 2,+∞)上单调递减,
    故函数f(x)的极大值为f( 2)=2ln 2−1=ln2−1,无极小值.
    【解析】(1)由f′(1)=1求出实数a的值;
    (2)利用导数得出f(x)的单调性,进而得出极值.
    本题主要考查导数的几何意义,利用导数求函数的极值等知识,属于基础题.
    18.【答案】解:(1)∵数列{an}满足a1=1,an+1−an=2n(n∈N*).
    ∴an=(an−an−1)+(an−1−an−2)+…+(a2−a1)+a1
    =2(n−1)+2(n−2)+…+2×1+1
    =2×(n−1)n2+1=n2−n+1.
    ∴an=n2−n+1.
    (2)bn=2an−n2=21−n,
    ∴数列{bn}是等比数列,首项为1,公比为12.
    ∴数列{bn}的前n项和Sn=1−12n1−12=2−12n−1.
    【解析】(1)利用“累加求和”即可得出;
    (2)bn=2an−n2=21−n,利用等比数列的前n项和公式即可得出Sn.
    本题考查了“累加求和”、等差数列与等比数列的前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
    19.【答案】解:(1)设公差为d,则a52=a2⋅a14S5=5a1+10d=25,
    即(a1+4d)2=(a1+d)⋅(a1+13d)S5=5a1+10d=25,
    解得a1=5d=0或a1=1d=2,
    所以an=5或an=2n−1;
    (2)因为数列{an}为递增数列,则an=2n−1,
    所以bn=2n⋅an=(2n−1)⋅2n,
    所以Tn=1⋅21+3⋅22+5⋅23+⋯+(2n−3)⋅2n−1+(2n−1)⋅2n,
    有2Tn=1⋅22+3⋅23+5⋅24+⋯⋯+(2n−3)⋅2n+(2n−1)⋅2n+1,
    两式相减,有−Tn=2+(23+24+25+⋯+2n+1)−(2n−1)⋅2n+1
    =2+8(1−2n−1)1−2−(2n−1)⋅2n+1=(3−2n)⋅2n+1−6,
    即Tn=(4n−6)⋅2n+6.
    【解析】(1)先设等差数列{an}的公差为d,再根据题干已知条件,等比中项的性质与等差数列的求和公式列出关于首项a1与公差d的方程组,解出a1与d的值,即可计算出等差数列{an}的通项公式;
    (2)由(1)知an=2n−1,则bn=2n⋅an=(2n−1)⋅2n,然后利用错位相减法即可求解.
    本题考查了等差数列的通项及错位相减法求和,属于中档题.
    20.【答案】解:(Ⅰ)由已知:f′(x)=ax−1ax2,
    依题意:ax−1ax2≥0对x∈[1,+∞)恒成立,
    ∴ax−1≥0,对x∈[1,+∞)恒成立,即a≥1x,对x∈[1,+∞)恒成立,
    ∴a≥(1x)max,即a≥1.
    (Ⅱ)当a=1时,f′(x)=x−1x2,x∈[12,2],
    若x∈[12,1),则f′(x)<0,
    若x∈(1,2],则f′(x)>0,
    故x=1是函数f(x)在区间[12,2]上唯一的极小值点,也就是最小值点,
    故f(x)min=f(1)=0.
    又f(12)=1−ln2,f(2)=−12+ln2,则f(12)−f(2)=1−ln2−(−12+ln2)=32−2ln2=lne3−ln162,
    ∵e3>2.73=19.683>16,
    ∴f(12)−f(2)>0,∴f(12)>f(2),
    ∴f(x)在[12,2]上最大值是f(12)=1−ln2,
    ∴f(x)在[12,2]上最大值为1−ln2,最小值为0.
    (Ⅲ)当a=1时,由(1)知,f(x)=1−xx+lnx在[1,+∞)是增函数.
    当n>1时,令x=nn−1,则x>1,∴f(x)>f(1)=0,
    即f(nn−1)=1−nn−1nn−1+lnnn−1=−1n+lnnn−1>0.
    【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性,极值最值,属于较难题.
    (Ⅰ)若函数f(x)在[1,+∞)上是增函数,f′(x)=ax−1ax2≥0对x∈[1,+∞)恒成立,分离参数转化为求函数的最值即可求解.
    (Ⅱ)a=1时,求f(x)的导数,再令导数等于0,得到的x的值为函数的极值点,在借助函数在[12,2]上的单调性,判断函数当x为何值时有最大值,何时有最小值.
    (Ⅲ)借助(1)中判断的函数在[1,+∞)上是增函数,把证明f(nn−1)>0转化为比较函数值大小的问题.
    21.【答案】解:(1)由a2=3且 Sn+1= Sn+ S1,
    可得 S2=2 S1,即 a1+3=2 a1,
    解得a1=1,
    即有 Sn+1− Sn=1,
    可得数列{ Sn}是首项和公差均为1的等差数列,
    则 Sn=n,即Sn=n2,
    当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2−(n−1)2=2n−1,对n=1也成立,
    则{an}的通项公式为an=2n−1;
    (2)bn=4Snanan+1=4n2(2n−1)(2n+1)=1+1(2n−1)(2n+1)=1+12(12n−1−12n+1),
    则数列{bn}的前n项和Tn=n+12(1−13+13−15+...+12n−1−12n+1)=n+12(1−12n+1)=n+n2n+1.
    【解析】(1)由等差数列的定义和通项公式,结合当n≥2时,an=Sn−Sn−1,可得所求;
    (2)由数列的裂项相消求和,化简可得所求和.
    本题考查等差数列的定义、通项公式,以及数列的裂项相消求和,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
    22.【答案】解(1)当a=1e时,f(x)=xe−ln(lnx),定义域为(1,+∞),
    ∴f′(x)=1e−1xlnx=xlnx−eexlnx,
    设m(x)=xlnx−e,x∈(1,+∞),则m′(x)=lnx+1>0,
    ∴m(x)在(1,+∞)上递增,
    ∵m(e)=0,∴当1则f′(x)<0,当x>e时,m(x)>0,则f′(x)>0,
    ∴f(x)的减区间为(1,e),增区间为(e,+∞).
    (2)由题意可得a>0,令g(x)=f(x)+lna=ax−ln(lnx)+lna,x∈[e,+∞),
    则g′(x)=a−1xlnx=axlnx−1xlnx,x∈[e,+∞),
    令v(x)=axlnx−1,x∈[e,+∞),则v′(x)=a(lnx+1)>0,
    ∴v(x)=axlnx−1为[e,+∞)上的增函数,∴v(x)≥v(e)=ae−1,
    ①当a≥1e时,∀x∈[e,+∞),v(x)≥0恒成立,即g′(x)≥0恒成立,
    ∴g(x)在[e,+∞)上单调递增,而g(e)=ae+lna≥0,
    ∴当x≥e时,g(x)≥g(e)≥0,
    ∴当a≥1e时,对任意x∈[e,+∞),g(x)=f(x)+lna≥0恒成立;
    ②当00,
    ∴由零点存在性定理得,∃x0∈(e,e1a),v(x0)=0,
    ∵v(x)为[e,+∞)上的增函数,
    ∴当x∈[e,x0)时,v(x)<0,即g′(x)<0,
    ∴当x∈[e,x0)时,g(x)单调递减,
    ∴当x∈[e,x0)时,g(x)≤g(e)=ae+lna<0,
    这与对任意x∈[e,+∞),g(x)=f(x)+lna≥0恒成立矛盾,
    ∴0综上,a的取值范围是[1e,+∞).
    【解析】(1)求出导数f′(x)=xlnx−eexlnx,令m(x)=xlnx−e,结合导数m′(x)可知m(x)在(1,+∞)上递增且m(e)=0,再求出f(x)的单调区间;
    (2)求出导数g′(x)=axlnx−1xlnx,令v(x)=axlnx−1,运用v′(x)研究v(x)单调性可知v(x)≥v(e)=ae−1,当a≥1e时,运用导数研究g(x)单调性即可,当0本题考查了利用导数研究函数的单调性,利用不等式恒成立求参数的取值范围,考查了分类讨论思想和转化思想,属难题.x
    −1
    0
    2
    4
    5
    f(x)
    1
    2
    0
    2
    1
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