2023-2024学年广东省五校高二(下)联考数学试卷(5月份)(含答案)
展开1.函数f(x)=lg21x的导函数为( )
A. f′(x)=ln2xB. f′(x)=1xln2C. f′(x)=−ln2xD. f′(x)=−1xln2
2.已知随机变量X~N(1,σ2).若P(1≤X<3)=0.2,设事件A=“X<1”,事件B=“|X|>1”,则P(A|B)=( )
A. 38B. 35C. 58D. 27
3.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+n,将{an}依原顺序按照第n组有2n项的要求分组,则2024所在的组数为( )
A. 8B. 9C. 10D. 11
4.现将四名语文教师,三名心理教师,两名数学教师分配到三所不同学校,每个学校三人,要求每个学校既有心理教师又有语文教师,则不同的安排种数为( )
A. 216B. 432C. 864D. 1080
5.过点P(1,1)作曲线y=x3的两条切线l1、l2,设它们的夹角为θ,则tanθ的值为( )
A. 33B. 913C. 1513D. 95
6.如图所示,已知一质点在外力的作用下,从原点O出发,每次向左移动的概率为23,向右移动的概率为13,若该质点每次移动一个单位长度,记经过5次移动后,该质点位于X的位置,则P(X>0)=( )
A. 50243B. 52243C. 29D. 1781
7.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且( n2−1+1)Sn=nSn−1+an(n≥2且n∈N*),若Sk=135,则k=( )
A. 46B. 49C. 52D. 55
8.已知不等式2λe2x+lnλ≥lnx在x∈(0,+∞)上恒成立,则实数λ的取值范围是( )
A. [1e,+∞)B. [1e2,+∞)C. [12e,+∞)D. [2e,+∞)
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.有3台车床加工同一型号的零件,第1、2、3台车床加工的零件数的比为5:6:9,加工出来的零件混放在一起,第1、2、3台车床加工的次品率分别为6%,5%,4%.现从三台车床加工的零件中任取一个,则( )
A. 该零件由第1台车床加工的概率为0.25
B. 该零件为次品的概率为0.048
C. 若该零件为次品,则其由第2台车床加工的概率为13
D. 若该零件为次品,则其由第3台车床加工的概率最大
10.已知等差数列{an}的首项为a1,公差为d,前n项和为Sn,若S10
C. |a8+a9|<|a10+a11|D. {Snan}中最小项为S10a10
11.函数f(x)及导函数f′(x)的定义域为R,f(x)+f(y)=2f(x+y2)f(x−y2)对于任意的x,y∈R成立,则( )
A. f(0)=1
B. 若f(1)=12,则f(2)=−12
C. f′(x)为偶函数
D. 若f(1)=0,则f(112)+f(152)+f(192)+…+f(20192)+f(20232)=0
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.在(x2−23x)n的二项展开式中,只有第4项的二项式系数最大,则展开式中x5的系数为______.(用数字作答)
13.若函数f(x)=xsinx+csx−12ax2在(0,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为______.
14.在不大于kn(k,n∈N*,k≥2)的正整数中,所有既不能被2整除也不能被3整除的数的个数记为Fk(n).[x]表示不超过x的最大整数,令Sn=i=1n5F6(i)−1,则[S1]+[S2]+[S3]+…+[S100]= ______.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
15.(本小题13分)
红铃虫是棉花的主要害虫之一,能对农作物造成严重伤害.每只红铃虫的平均产卵数y(个)和平均温度x(℃)有关,现收集了7组数据,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(1)根据散点图判断,y=bx+a与y=cedx(其中e为自然对数的底数)哪一个更适合作为平均产卵数y(个)关于平均温度x(℃)的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)并由判断结果及表中数据,求出y关于x的回归方程;
附:回归方程y=bx+a中,b=i=1n(xi−x−)(yi−y−)i=1n(xi−x−)2.
(2)现在有10根棉花纤维,其中有6根为长纤维,4根为短纤维,从中随机抽取3根棉花纤维,设抽到的长纤维棉花的根数为X,求X的分布列.
16.(本小题15分)
已知函数f(x)=xex,g(x)=x+lnx+m.
(1)求函数f(x)的极值;
(2)若g(x)≤f(x)恒成立,求实数m的取值范围.
17.(本小题15分)
英国物理学家牛顿在《流数法与无穷级数》一书中,给出了高次代数方程的一种数值解法—牛顿法.如图,具体做法如下:先在x轴找初始点(x1,0),然后作y=f(x)在点(x1,f(x1))处的切线,切线与x轴交于点(x2,0),再作y=f(x)在点(x2,f(x2))处的切线,切线与x轴交于点(x3,0),再作y=f(x)在点(x3,f(x3))处的切线,以此类推,直到求得满足精度的近似解xn(n≥2)为止.
已知f(x)=x4,在横坐标为x1=1的点处作f(x)的切线,切线与x轴交点的横坐标为x2,继续牛顿法的操作得到数列{xn}.
(1)求数列{xn}的通项公式;
(2)若数列{n⋅xn}的前n项和为Sn,且对任意的n∈N*,满足Sn≥16−λ(56)n,求整数λ的最小值.
(参考数据:0.94≈0.6561,0.95≈0.5905,0.96≈0.5314,0.97≈0.4783)
18.(本小题17分)
某商城玩具柜台五一期间促销,购买甲、乙系列的盲盒,并且集齐所有的产品就可以赠送节日送礼,现有甲、乙两个系列盲盒,每个甲系列盲盒可以开出玩偶A1,A2,A3中的一个,每个乙系列盲盒可以开出玩偶B1,B2中的一个.
(1)记事件En:一次性购买n个甲系列盲盒后集齐玩偶A1,A2,A3玩偶;事件Fn:一次性购买n个乙系列盲盒后集齐B1,B2玩偶;求概率P(E5)及P(F4);
(2)某礼品店限量出售甲、乙两个系列的盲盒,每个消费者每天只有一次购买机会,且购买时,只能选择其中一个系列的一个盲盒.通过统计发现:第一次购买盲盒的消费者购买甲系列的概率为23,购买乙系列的概率为13;而前一次购买甲系列的消费者下一次购买甲系列的概率为14,购买乙系列的概率为34,前一次购买乙系列的消费者下一次购买甲系列的概率为12,购买乙系列的概率为12;如此往复,记某人第n次购买甲系列的概率为Qn.
①求{Qn}的通项公式;
②若每天购买盲盒的人数约为100,且这100人都已购买过很多次这两个系列的盲盒,试估计该礼品店每天应准备甲、乙两个系列的盲盒各多少个.
19.(本小题17分)
已知函数f(x)=lnx−a2x2+1(a∈R).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)设函数f(x)有两个不同的零点x1,x2,
(ⅰ)求实数a的取值范围:
(ⅱ)若x1,x2满足|lnx1−lnx2|≥ln22,求实数a的最大值.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:f(x)=lg21x,则f′(x)=11xln2×(1x)′=xln2×(−1x2)=−1xln2.
故选:D.
运用复合函数的求导法则求解即可.
本题主要考查了复合函数的求导法则,属于基础题.
2.【答案】A
【解析】解:根据题意,P(1≤X<3)=0.2,μ=1,
所以P(X≥3)=0.3,则P(X<−1)=0.3,
P(A|B)=P(AB)P(B)=P(X<−1)P(|X|>1)=0.30.3+0.5=38.
故选:A.
根据正态分布的性质可求P(X<−1)=0.3,再由条件概率公式求解.
本题考查正态分布的性质,考查条件概率的计算,属于中档题.
3.【答案】B
【解析】解:∵数列{an}的前n项和Sn=n2+n,
当n=1时,a1=2,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=n2+n−(n−1)2−(n−1)=2n,
当n=1时,an=2n也成立,∴an=2n,
令2n=2024,解得n=1012,
∴2024为数列{an}的第1012项,
依题意将数列{an}依原顺序按照第n组有2n的要求分组,
则有m组,一共有21+22+…+2m=2(1−2m)1−2=2m+1−2个数,
当m=8时,即前8组有29−2=510个数,
当m=9时,即前9组有210−2=1022个数,
∴第1012项在第9组.
故选:B.
由数列的通项与前n项和的关系,求得an=2n,推得2024为数列{an}的第1012项,再由等比数列的求和公式,计算可得所求值.
本题考查数列的通项与前n项和的关系,以及等比数列的求和公式,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
4.【答案】B
【解析】解:求不同的安排种数需要分成3步,把3名心理教师分配到三所学校,有A33种方法,
再把4名语文教师按2:1:1分成3组,并分配到三所学校,有C42A33种方法,
最后把2名数学教师分配到只有1名语文教师的两所学校,有A22种方法,
由分步乘法计数原理得不同的安排种数为A33⋅C42A33⋅A22=432.
故选:B.
根据给定条件,利用分步乘法计数原理,结合分组分配列式计算得解.
本题考查排列组合相关知识,属于中档题.
5.【答案】B
【解析】解:因为点P(1,1)
所以点P在作曲线y=x3上,则过点P的切线的斜率为3,
设点M(t,t3)为曲线上的另一切点,
根据导数的几何意义得,
y′=3t2=t3−1t−1=t2+t+1(t≠1),即(2t+1)(t−1)=0,得t=−12或t=1(舍去).
所以直线PM的斜率为−18−1−12−1=34,
则tanθ=|3−341+3×34|=913.
故选:B.
容易判断点P在曲线上,可以得出过点P的切线方程的斜率,想法求出另一切点坐标,进而求出另一条切线的斜率,接下来再利用正切公式即可.
主要考查导数的几何意义及两条直线夹角的正切公式.
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查互斥事件的概率、二项分布,属于基础题.
根据已知条件,结合二项分布的概率公式,即可求解.
【解答】
解:P(X>0)=P(X=5)+P(X=3)+P(X=1)=(13)5+C51(13)4(23)+C52(13)3(23)2=1781.
故选:D.
7.【答案】B
【解析】解:∵当n≥2时,( n2−1+1)Sn=nSn−1+an,即 n2−1Sn=(n−1)Sn−1,
∴SnSn−1=n−1 (n+1)(n−1)= n−1 n+1,
由累乘法得Sn=S2S1×S3S2×⋅⋅⋅×SnSn−1=1 3× 2 4× 3 5× 4 6×⋅⋅⋅× n−2 n× n−1 n+1=1× 2 n× n+1= 2 n(n+1),
又S1=a1=1适合上式,则Sn= 2 n(n+1),
∵Sk=135,∴ 2 k(k+1)=135,解得k=49或k=−50(舍去).
故选:B.
根据递推关系利用累乘法求数列的通项,即可得出答案.
本题考查数列的递推式,考查转化思想,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
8.【答案】C
【解析】解:由2λe2x+lnλ≥lnx得2λe2x≥lnx−lnλ=lnxλ,
即2xe2x≥xλlnxλ,
令f(t)=tet,t∈(0,+∞),则f′(t)=(t+1)et>0,
所以f(t)=tet在(0,+∞)上单调递增,
而2xe2x≥xλlnxλ=lnxλelnxλ等价于f(2x)≥f(lnxλ),
∴2x≥lnxλ,即λ≥xe2x
令g(x)=xe2x,x∈(0,+∞),则g′(x)=1−2xe2x,
所以在x∈(0,12)时g′(x)>0,g(x)为增函数;
在x∈(12,+∞)时,g′(x)<0,为减函数,
所以g(x)最大值为g(12)=12e,即λ≥12e.
故选:C.
将不等式变形为2xe2x≥xλlnxλ,根据f(t)=tet的单调性得2x≥lnxλ,再用常数分离法求出λ的取值范围.
本题考查导数的运用,以及不等式恒成立问题,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
9.【答案】ABD
【解析】解:设事件B为“任取一个零件为次品”,事件Ai为“零件是第i台车床加工”(i=1,2,3),
则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥.
根据题意得,
P(A1)=55+6+9=0.25,P(A2)=65+6+9=0.3,P(A3)=95+6+9=0.45,
P(B|A1)=0.06,P(B|A2)=0.05,P(B|A3)=0.04,
由全概率公式,得P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)
=0.25×0.06+0.3×0.05+0.45×0.04=0.048,
所以选项A正确,选项B正确,
“如果取到的零件是次品,计算它是第i(i=1,2,3)台车床加工的概率”,
就是计算在件B发生的条件下,事件Ai发生的概率,
所以P(A1|B)=P(A1B)P(B)=P(A1)P(B|A1)P(B)=0.25×.
同理可得P(A2|B)=516,P(A3|B)=38,
所以若该零件为次品,则其由第3台车床加工的概率最大,
所以选项C错误,选项D正确.
故选:ABD.
设事件B为“任取一个零件为次品”,事件Ai为“零件是第i台车床加工”(i=1,2,3),则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥.求出P(A1),P(A2),P(A3),以及P(B|A1),P(B|A2),P(B|A3),由全概率公式得P(B),可判断A、B;“求次品为第1台车床所加工的概率”,就是计算在B发生的条件下,事件发生的概率由条件概率公式计算P(A1|B),P(A2|B),P(A3|B),可判断C、D.
本题主要考查全概率公式,属于基础题.
10.【答案】ACD
【解析】解:对于A,S10
对于B,S17=17(a1+a17)2=17a9>0,
S18=18(a1+a18)2=9(a9+a10)<0,
∴使Sn>0成立的最大正整数n=17,故B错误;
对于C,∵a8>0,a9>0,a10<0,a11<0,
∴|a8+a9|=a8+a9,|a10+a11|=−a10−a11,
∴|a8+a9|−|a10+a11|=a8+a9+a10+a11=2(a9+a10)<0,
∴|a8+a9|<|a10+a11|,故C正确;
对于D,∵a9>0,a10<0,a9+a10<0,
∴当n≤9时,an>0,当n≥10时,an<0,
当n≤17时,Sn>0,当n≥18时,Sn<0,
∴当n≤9时,Snan>0,当10≤n≤17时,Snan<0,当n≥18时,Snan>0,
∵0>a10>a11>⋅⋅⋅>a17,S10>S11>⋅⋅⋅>S17>0,
∴1a10<1a11<⋅⋅⋅<1a17<0,
∴S10a10
故选:ACD.
对于A,根据题意得a9>0,a10<0,从而得到d<0,a1>0;对于B,利用等差数列前n项和公式判断;对于C,先求出a8>0,a9>0,a10<0,a11<0,从而得到|a8+a9|−|a10+a11|=2(a9+a10)<0;对于D,当n≤9时,Snan>0,当10≤n≤17时,Snan<0,当n≥18时,Snan>0,S10a10
11.【答案】BD
【解析】解:f(x)+f(y)=2f(x+y2)f(x−y2)对于任意的的x,y∈R成立,
令x=y=0,则f(0)+f(0)=2f2(0),解得f(0)=1或f(0)=0,故A错误;
令x=y=1,2f(1)=2f(1)f(0),所以f(0)=1,
令x=2,y=0,则f(2)+f(0)=2f2(1)=12,解得f(2)=−12,故B正确;
当f(0)=0时,令x=y,则2f(x)=2f(x)f(0)=0,
所以f(x)=0,f′(x)=0,
当f(0)=1,令x=−y,则f(x)+f(−x)=2f(0)f(x),
所以f(x)=f(−x),所以f′(x)=−f′(−x),所以f′(x)为奇函数,
综上,f′(x)为奇函数,故C错误;
令x=y+2,则f(y+2)+f(y)=2f(y+1)f(1)=0,
所以f(112)+f(152)+⋯+f(20192)+f(20232)=0,故D正确.
故选:BD.
由已知函数关系,利用赋值法,结合函数的奇偶性检验各选项即可判断.
本题主要考查了赋值法在函数求值,函数奇偶性判断中的应用,属于中档题.
12.【答案】−160
【解析】解:由于(x2−23x)n的展开式只有第4项的二项式系数最大,
则展开式中共有7项,故n+1=7,解得n=6,
所以,(x2−23x)6的展开式通项为Tr+1=C6r⋅x2(6−r)⋅(−23x)r=C6r⋅(−2)r⋅x12−7r3,r=0,1...,6,
令12−7r3=5,解得r=3,因此所求即为C63⋅(−2)3=−160.
故答案为:−160.
利用已知条件求出n的值,写出二项展开式的通项,即可求解.
本题考查二项式定理的应用,属于基础题.
13.【答案】(−∞,−1]
【解析】解:函数f(x)=xsinx+csx−12ax2,求导得f′(x)=xcsx−ax=x(csx−a),
由函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,得∀x∈(0,+∞),f′(x)≥0⇔a≤csx,
而函数y=csx在(0,+∞)上的最小值为−1,因此a≤−1,
所以实数a的取值范围为a≤−1.
故答案为:(−∞,−1].
求出函数的导数,结合已知可得f′(x)≥0(x>0),再由函数不等式恒成立问题求函数最值即可得结论.
本题主要考查利用导数研究函数的单调性,属于中档题.
14.【答案】500
【解析】解:因为在不大于6n的所有正整数中,能被2整除的数有6n2个,能被3整除的数有6n3个,能被6整除的数有6n6个,
所以F6(n)=6n−6n2−6n3+6n6=6n3=2×6n−1,
当n=1时,5F6(1)−1=5,则[S1]=5,
当n≥2时,5F6(n)−1=52×6n−1−1<62×6n−1=36n−1,
则当n≥2时,Sn=i=1n5F6(i)−1<5+3(16+162+...+16n−1)=5+35(1−16n−1),
因为1−16n−1∈(0,1),所以35(1−16n−1)∈(0,35),则5
故答案为:500.
根据在不大于6n的所有正整数中,能被2,3,6整除的数的个数,得到F6(n)=6n−6n2−6n3+6n6=6n3=2×6n−1,从而得到5F6(1)−1=5,当n≥2时,5F6(n)−1=52×6n−1−1<62×6n−1=36n−1求解.
本题考查数列的整除和数列的求和、等比数列的求和公式和[x]的定义,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
15.【答案】解:(1)根据散点图的形状,判断y=cedx更适宜作为平均产卵数y关于平均温度x的回归方程类型,
将y=cedx两边同时取自然对数,得lny=lnc+dx,
依题意,i=17(xi−x−)(zi−z−)=33.6,i=17(xi−x−)2=i=17xi2−7x−2=5215−7×272=112,
因此d=i=17(xi−x−)(zi−z−)i=17(xi−x−)2=33.6112=0.3,则lnc=z−−dx−=3.6−0.3×27=−4.5,
于是z关于x的线性回归方程为z=0.3x−4.5,
所以y关于x的回归方程为y=e0.3x−4.5;
(2)依题意,X的可能值为0,1,2,3,
P(X=0)=C43C103=4120=130,P(X=1)=C42C61C103=36120=310,P(X=2)=C41C62C103=60120=12,P(X=3)=C63C103=20120=16,
所以X的分布列为:
【解析】(1)根据散点图的形状,判断回归方程类型;将y=cedx两边同时取自然对数,转化为线性回归方程,即可得到答案;
(2)求出X的可能值及各个值对应的概率,列出分布列即可.
本题主要考查了线性回归方程的求解,考查了离散型随机变量的分布列,属于中档题.
16.【答案】解:(1)由题f′(x)=(x+1)ex,令f′(x)=0,得x=−1,
则x,f′(x)和f(x)的关系,如下表所示,
所以函数的极小值为−1e,无极大值;
(2)不等式g(x)≤f(x)恒成立,即x+lnx+m≤xex恒成立,
即m≤xex−x−lnx(x>0)恒成立,所以m≤(xex−x−lnx)min,
设h(x)=xex−x−lnx,x>0,
h′(x)=(x+1)ex−1−1x=(x+1)(ex−1x),其中x+1>0,
设m(x)=ex−1x,m′(x)=ex+1x2>0,所以m(x)在(0,+∞)单调递增,
因为m(12)<0,m(1)>0,所以存在x0∈(12,1),使m(x0)=0,即h′(x0)=0,即ex0=1x0,
当x∈(0,x0)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈(x0,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
所以当x=x0时,函数h(x)取得最小值h(x0)=x0ex0−x0−lnx0,
由ex0=1x0,可得x0=−lnx0,所以h(x0)=x0ex0−x0−lnx0=1−x0+x0=1,
所以m≤1.
【解析】(1)利用导数,先判断函数的单调区间,再求函数的极值;
(2)首先不等式化简为x+lnx+m≤xex恒成立,再利用参变分离,转化为最值问题,即可求解.
本题考查了导数的综合应用,属于中档题.
17.【答案】解:(1)函数f(x)=x4,求导得f′(x)=4x3,
则f(x)图象在点(xn,yn)处的切线方程为:y−yn=4xn3(x−xn),
令y=0,得xn+1=34xn,而x1=1,因此{xn}是首项为1,公比为34的等比数列,
所以xn=(34)n−1.
(2)令bn=n⋅xn=n⋅(34)n−1,
Sn=1⋅(34)0+2⋅(34)1+3⋅(34)2+⋯+n⋅(34)n−1,
于是34Sn=1⋅(34)1+2⋅(34)2+3⋅(34)3+⋯+n⋅(34)n,
两式相减得:14Sn=1+(34)1+(34)2+⋯+(34)n−1−n⋅(34)n=1−(34)n1−34−n⋅(34)n=4−(4+n)(34)n,
整理得Sn=16−(16+4n)(34)n,由Sn≥16−λ(56)n,得16−(16+4n)(34)n≥16−λ(56)n,
化简得λ≥(16+4n)(910)n,令dn=(16+4n)(910)n,则dn+1−dn=(−2n+105)(910)n,
当n≤5时,dn+1−dn≥0,即d6=d5>d4>d3>d2>d1,
当n≥6时,dn+1−dn<0,即d6>d7>d8>...,
所以(dn)max =d5=d6=36⋅(910)5≈21.26,
从而整数λmin=22.
【解析】(1)首先根据导数的几何意义求切线方程,并令y=0,得到数列{xn}的递推公式,即可求解.
(2)由(1)可知,bn=n⋅xn=n⋅(34)n−1,利用错位相减法求数列{bn}的前n项和Sn,代入不等式,参变分离为λ≥(16+4n)(910)n,转化为作差判断数列{(16+4n)(910)n}的单调性,再求数列的最大值,即可求解.
本题主要考查了导数几何意义在切线方程求解中的应用,还考查了错位相减求和,不等式恒成立与最值关系的转化,属于中档题.
18.【答案】解:(1)若一次性购买5个甲系列盲盒,得到玩偶的情况总数为3×3×3×3×3=243,
集齐A1,A2,A3玩偶,有如下两种情况:
①其中一个玩偶3个,其他两个玩偶各1个,有C31C53A22=60种结果;
②若其中两个玩偶各2个,另外两个玩偶1个,则共有C31C51C42=90种结果,
故P(E5)=60+90243=5081;
若一次性购买4个乙系列盲盒,全部为B1与全部为B2的概率相等,均为124=116,
故P(F4)=1−116−116=78.
(2)①由题可知:Q1=23,
当n≥2时,Qn=14Qn−1+12(1−Qn−1)=12−14Qn−1,
则Qn−25=−14(Qn−1−25),且Q1−25=415,
即{Qn−25}是以415为首项,以−14为公比的等比数列.
所以Qn−25=415×(−14)n−1,即Qn=25+415×(−14)n−1.
②因为每天购买盲盒的100人都已购买过很多次,
所以对于每一个人来说,某一天来购买盲盒时,可看作n→+∞,所以,其购买甲系列的概率近似于25,
假设用ξ表示一天中购买甲系列盲盒的人数,则ξ~B(100,25),
所以E(ξ)=100×25=40,
所以礼品店应准备甲系列盲盒40个,乙系列盲盒60个.
【解析】(1)对于P(E5):先求事件总个数,再求满足要求的事件个数,根据古典概型求解即可;
对于P(F4):利用对立事件的概率求解即可.
(2)①利用构造法求出数列{Qn}的通项公式;
②利用二项分布求解即可.
本题主要考查常规排列组合,古典概型以及二项分布,属于中档题.
19.【答案】解:(1)函数f(x)=lnx−a2x2+1的定义域为(0,+∞),求导得f′(x)=1x−ax=1−ax2x,
当a≤0时,f′(x)>0恒成立,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>0时,由f′(x)>0,得x∈(0,1 a),由f′(x)<0,得x∈(1 a,+∞),
即函数f(x)在(0,1 a)上单调递增,在(1 a,+∞)上单调递减,
所以当a≤0时,f(x)的递增区间是(0,+∞),无递减区间;
当a>0时,f(x)的递增区间是(0,1 a),递减区间是(1 a,+∞).
(2)(ⅰ)由f(x)=0,得a2=lnx+1x2,令φ(x)=lnx+1x2,求导得φ′(x)=−1−2lnxx3,
当x∈(0,1 e)时,φ′(x)>0,当x∈(1 e,+∞)时,φ′(x)<0,
则函数φ(x)在(0,1 e)上单调递增,在(1 e,+∞)上单调递减,φ(x)max=φ(1 e)=e2,
而当x>1时,φ(x)>0恒成立,且φ(1e)=0,
由f(x)有两个零点,即方程a2=lnx+1x2有两个不等的正根,亦即直线y=a2与φ(x)的图象有两个公共点,
因此0
得t2(lnx1+1)=lnt+lnx1+1,即lnx1+1=lntt2−1,
令g(t)=lntt2−1,t>1,求导得g′(t)=t(1−1t2−2lnt)(t2−1)2,令h(t)=1−1t2−2lnt,t>1,
求导得h′(t)=2t3−2t=2(1−t2)t3<0,则函数h(t)在(1,+∞)上单调递减,
有h(t)
因此函数g(t)在( 2,+∞)上单调递减,即g(t)≤g( 2)=ln 2,
于是lnx1+1≤ln 2,有x1≤ 2e,则x1∈(1e, 2e],
又a2=lnx1+1x12,令φ(x)=lnx+1x2,x∈(1e, 2e],
由(ⅰ)知,φ(x)在(0,1 e)上递增,而1e< 2e<1 e,因此φ(x)在(1e, 2e]上递增,
则φ(1e)<φ(x)≤φ( 2e),即0
【解析】(1)求导f′(x)=1−ax2x(x>0),分类讨论参数a≤0和a>0时,函数的单调性即可.
(2)(ⅰ)利用参数分离可得a2=lnx+1x2,令φ(x)=lnx+1x2,利用导数研究函数的单调性,极值,数形结合即可;
(ⅱ)由已知a2=lnx1+1x12=lnx2+1x22,设t=x2x1(t>1),可得lnx1+1=lntt2−1,设g(t)=lntt2−1,利用导数研究函数的单调性,可求额x1∈(1e, 2e),再利用φ(x)=lnx+1x2的单调性可求得0
i=17xi2
i=17(xi−x−)(yi−y−)
i=17(xi−x−)(zi−z−)
x−
y−
z−
5215
2347.3
33.6
27
81.3
3.6
X
0
1
2
3
P
130
310
12
16
x
(−∞,−1)
−1
(−1,+∞)
f′(x)
−
0
+
f(x)
单调递减
极小值−1e
单调递增
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