
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2020届河南省中原名校高三上学期第三次质量考评数学(文)试题(解析版)
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2020届河南省中原名校高三上学期第三次质量考评数学(文)试题
一、单选题
1.已知复数z,则的虚部为( )
A. B.i C. D.
【答案】C
【解析】先化简复数z,得到共轭复数即可.
【详解】
因为复数z,
所以,
所以的虚部为.
故选:C
【点睛】
本题主要考查了复数的概念和复数的运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
2.已知集合A={x|x2﹣3x﹣10<0},B={x|lg(5﹣x)<1},则A∪B=( )
A.(﹣2,5) B.(﹣5,5) C.(﹣∞,5) D.(﹣5,+∞)
【答案】B
【解析】先化简两个集合,再根据并集的定义求解.
【详解】
因为集合A={x|x2﹣3x﹣10<0}={x|﹣2<x<5},
集合B={x|lg(5﹣x)<1}={x|-5<x<5},
所以A∪B=={x|-5<x<5}.
故选:B
【点睛】
本题主要考查了集合运算及不等式的解法,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
3.已知命题p:∀x≥0,x2﹣2x﹣3>0,则¬p为( )
A.∃x<0,x2﹣2x﹣3≤0 B.∀x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
C.∀x<0,x2﹣2x﹣3≤0 D.∃x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
【答案】D
【解析】根据命题的否定的定义求解,注意既要否定结论,也要转化量词.
【详解】
因为命题p:∀x≥0,x2﹣2x﹣3>0,是全称命题,
根据命题的否定,该命题的否定是特称命题
所以是:∃x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
故选:D
【点睛】
本题主要考查了命题的否定,还考查了理解辨析的能力,属于基础题.
4.已知tanα,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】先转化,再将tanα代入求解.
【详解】
因为,
又因为tanα,
所以,.
故选:D
【点睛】
本题主要考查了同角三角函数基本关系式的应用,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
5.已知向量与满足1,||=2且||=1,则|2|=( )
A.3 B.9 C.2 D.4
【答案】A
【解析】由||=2,平方,再根据1,且||=1,求得,
然后代入|2|=求解.
【详解】
因为||=2,
所以|,
又因为1,且||=1,
所以,
所以|2|=.
故选:A
【点睛】
本题主要考查了向量的数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
6.已知a=log25,b=log38,c=0.20.3,则a,b,c的大小关系( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<b<c D.b<c<a
【答案】A
【解析】根据对数函数的单调性有log25> log24=2,所以a> 2,同理1= log33 < log38
【详解】
因为log25> log24=2,
所以a> 2
因为1= log33 < log38
所以1
又因为c=0.20.3<1
所以 c<b<a
故选:A
【点睛】
本题主要考查了利用函数单调性比较大小,还考查了转化问题的能力,属于基础题.
7.要得到函数y=sin(2x)的图象,只需将函数y=cos2x的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】C
【解析】先转化y=sin(2x)=cos(2x)==cos[2(x,再根据平移的规律求解.
【详解】
因为y=sin(2x)=cos(2x)==cos[2(x,
所以只需将函数y=cos2x的图象向右平移个单位得到.
故选:C
【点睛】
本题主要考查了诱导公式及三角函数的图象变换,还考查了转化问题和理解辨析的能力,属于基础题.
8.若函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点x1,x2,则x1+x2=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令2x,求得y=2sin(2x)的对称轴方程为:,再根据函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点,即2sin(2x)=m在区间[,]上有两个零点,则x1与x2关于y=2sin(2x)的对称轴对称,再用中点坐标公式求解.
【详解】
令2x,
解得 ,
所以y=2sin(2x)的对称轴方程为:,
因为函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点,
即2sin(2x)=m在区间[,]上有两个零点,
所以.
又因为 [,],
所以x1+x2=.
故选:B
【点睛】
本题主要考查了三角函数的对称性,还考查了转化问题的能力,属于中档题.
9.已知x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,则实数a=( )
A.0 B.0或﹣3 C.0或3 D.﹣3
【答案】D
【解析】由f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x,求导得=x2(a2+a﹣3)x+(2a+2),根据x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,有=1+(a2+a﹣3)+(2a+2)=0,解得a=0或 a=-3.然后分别验证x=﹣1是否是极值点且为极大值点即可.
【详解】
因为f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x,
所以=x2(a2+a﹣3)x+(2a+2),
已知x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,
所以=1+(a2+a﹣3)+(2a+2)=0,
解得a=0或
当a=0时,,
当,当
所以x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极小值点,不符合题意.
当 时,,
当,当
所以x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,符合题意.
故选:D
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的极值,还考查了运算求解,理解辨析的能力,属于中档题.
10.《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影长度依次成等差数列,冬至、立春、春分这三个节气的日影长度之和为31.5尺,前九个节气日影长度之和为85.5尺,则谷雨这一天的日影长度( )
A.5.5尺 B.4.5尺 C.3.5尺 D.2.5尺
【答案】A
【解析】先设等差数列,首项为,公差为,根据题意有,,然后由两式求解.
【详解】
设等差数列,首项为,公差为,
根据题意得
,
,
解得,
所以.
故选:A
【点睛】
本题主要考查了等差数列的基本运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
11.已知Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=2an﹣n,若bn=log2(a2n﹣1+1),则数列{}前2019项的和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,由,得,两式相减得,则有是等比数列.求得,从而有,再求得bn=2n-1,得,然后用裂项相消法求解.
【详解】
当时,由,
得,
两式相减得,
即,
当时,
所以是等比数列.
所以,
所以,
所以,
bn=log2(a2n﹣1+1)=2n-1.
所以,
所以其前2019项的和为:
故选:B
【点睛】
本题主要考查了数列的通项与前n项和,构造数列以及裂项相消法求和,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
12.奇函数f(x)在R上存在导数,当x<0时,f(x),则使得(x2﹣1)f(x)<0成立的x的取值范围为( )
A.(﹣1,0)∪(0,1) B.(﹣∞,﹣1)∪(0,1)
C.(﹣1,0)∪(1,+∞) D.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
【答案】C
【解析】根据当x<0时,f(x)的结构特征,构造函数,求导得,由当x<0时,f(x),得在上是减函数,再根据f(x)奇函数,则也是奇函数,在上也是减函数,又因为函数f(x)在R上存在导数,
所以函数f(x)是连续的,所以函数h(x)在R上是减函数,并且与同号,将(x2﹣1)f(x)<0转化为求解.
【详解】
设,
所以,
因为当x<0时,f(x),
即,
所以,
所以在上是减函数.
又因为f(x)奇函数,
所以也是奇函数,
所以在上也是减函数,
又因为函数f(x)在R上存在导数,
所以函数f(x)是连续的,
所以函数h(x)在R上是减函数,并且与同号,
所以(x2﹣1)f(x)<0或
解得或
故选:C
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的单调性,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于难题.
二、填空题
13.已知向量(2,1),(﹣3,m),若∥,则实数m=_____.
【答案】
【解析】根据向量共线的坐标运算求解.
【详解】
因为向量(2,1),(﹣3,m),
又因为∥,
所以2m=﹣3,
解得m=.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了共线向量的运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
14.已知函数f(x),则f(f())=_____.
【答案】
【解析】从内到外,根据函数的定义域,先求f(),再求f(f()).
【详解】
因为f()=,
所以 f(f())=.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了分段函数求值及指数,对数运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
15.奇函数f(x)在R上满足对任意的x1,x2,当x1≠x2时,都有0.若f(1)=2,则不等式的解为_____.
【答案】[0,2]
【解析】根据f(x)是奇函数,且f(1)=2,得到f(-1)=-2,将不等式,转化为,再利用单调性定义求解.
【详解】
因为f(x)是奇函数,且f(1)=2,
所以 f(-1)=-2,
因为不等式,
所以,
又对任意的x1,x2,当x1≠x2时,都有0,
所以f(x)是增函数,
所以,
解得.
故答案为:[0,2]
【点睛】
本题主要考查了函数的奇偶性和单调性的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
16.已知是函数y=f(x)的导函数,定义为的导函数,若方程=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的拐点,经研究发现,所有的三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)都有拐点,且都有对称中心,其拐点就是对称中心,设f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,则f()+f()+……+f()=_____.
【答案】4037
【解析】对f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,求导得=3x2﹣6x﹣3=3(x2﹣2x﹣1),再对求导得=6x﹣6,并令=6x﹣6=0,求得对称中心,再利用对称性求解.
【详解】
∵f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,
∴=3x2﹣6x﹣3=3(x2﹣2x﹣1),=6x﹣6,
由=6x﹣6=0可得x=1,而f(1)=1,
根据已知定义可知,f(x)的对称中心(1,1),
从而有f(2﹣x)+f(x)=2,
所以f()+f()+……+f()=24037.
故答案为:4037
【点睛】
本题主要考查了函数的对称性及其应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
三、解答题
17.已知公差不为零的等差数列{an}前5项的和为35,且a1,a2,a6成等比数列,数列{bn}满足.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和Sn.
【答案】(1)an=3n﹣2;(2)Sn.
【解析】(1)设等差数列{an}的公差为d,由求解.
(2)根据得,有,所以数列{bn}是等比数列,再利用等比数列前n项和公式求解.
【详解】
(1)设等差数列{an}的公差为d,
由题意,,解得.
∴an=1+3(n﹣1)=3n﹣2;
(2)∵,
∴,又b1=2,
∴数列{bn}是以2为首项,以8为公比的等比数列,
则数列{bn}的前n项和Sn.
【点睛】
本题主要考查了等差数列的通项公式,等比数列的定义及前n项和公式,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
18.在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且(2b﹣c)cosA=acosC.
(1)求A;
(2)若△ABC的面积为,求a的最小值.
【答案】(1)A.(2)a的最小值为2.
【解析】(1)由正弦定理将(2b﹣c)cosA=acosC,转化为(2sinB﹣sinC)cosA=sinAcosC,再利用两角和的正弦公式求解.
(2)根据A和△ABC的面积为bcsinAbc,求得bc=4,由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc,再利用基本不等式求解.
【详解】
(1)∵(2b﹣c)cosA=acosC,
∴由正弦定理可得:(2sinB﹣sinC)cosA=sinAcosC,
∴2sinBcosA=sinCcosA+sinAcosC=sin(A+C)=sinB,
∵sinB≠0,
∴cosA,
∵A∈(0,π),
∴A.
(2)∵A,△ABC的面积为bcsinAbc,
∴bc=4,
∴a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc≥2bc﹣bc=bc=4,
解得a≥2,当且仅当b=c=2时等号成立,
∴a的最小值为2.
【点睛】
本题主要考查了正弦定理和余弦定理的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
19.已知幂函数f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,g(x)=x2﹣4x+t.
(1)求实数m的值;
(2)当x∈[1,9]时,记f(x),g(x)的值域分别为集合A,B,设命题p:x∈A,命题q:x∈B,若命题p是命题q的充分不必要条件,求实数t的取值范围.
【答案】(1)m=1.(2)[﹣42,5].
【解析】(1)根据幂函数f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,则有3m2﹣2m=1,且m0求解即可.
(2)由(1)可得:f(x).利用幂函数的性质求其值域, g(x)=x2﹣4x+t=(x﹣2)2+t﹣4,利用二次函数的性质求其值域,根据p是命题q的充分不必要条件,利用集合法求解.
【详解】
(1)因为函数f(x)是幂函数
∴3m2﹣2m=1,
解得m=1或m=
又因为f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,
所以m0.
综上:m=1.
(2)由(1)可得:f(x).
当x∈[1,9]时,f(x)的值域为:[1,3].即A= [1,3]
g(x)=x2﹣4x+t=(x﹣2)2+t﹣4.
可知:x=2时,函数g(x)取得最小值,g(2)=t﹣4.
又g(1)=t﹣3,g(9)=t+45>t﹣3,
∴x=9时函数g(x)取得最大值.
∴B=[t﹣4,t+45].
设命题p:x∈A,命题q:x∈B,若命题p是命题q的充分不必要条件,
则,且等号不能同时成立.
∴﹣42≤t≤5.
∴实数t的取值范围是[﹣42,5].
【点睛】
本题主要考查了幂函数的定义及性质和充分不必要条件,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
20.已知函数f(x),g(x)1.
(1)若f(a)=2,求实数a的值;
(2)判断f(x)的单调性,并证明;
(3)设函数h(x)=g(x)(x>0),若h(2t)+mh(t)+4>0对任意的正实数t恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)a=log23;(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,证明见解析(3)[﹣3,+∞).
【解析】(1)根据f(a)=2,代入解析式求解.
(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,用单调性的定义证明.
(3)化简得到,将0对任意的正实数t恒成立,通过换元,μ∈(2,+∞),转化为μ2+mμ+2>0对任意μ∈(2,+∞)恒成立,即对任意μ∈(2,+∞)恒成立,再求解最大值即可.
【详解】
(1)∵,
∴2a=3,
∴a=log23;
(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,
证明如下:
函数的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),
因为f(-x)
所以f(x)是奇函数
任取且
,
因为
所以
因为
所以
所以
所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
又因为f(x)是奇函数
故函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减;
(3),,
∴0对任意的正实数t恒成立,
令,则μ∈(2,+∞),
∴μ2+mμ+2>0对任意μ∈(2,+∞)恒成立,
即对任意μ∈(2,+∞)恒成立,
又在(2,+∞)上单调递减,故,
则m≥﹣3,即实数m的取值范围为[﹣3,+∞).
【点睛】
本题主要考查了函数的单调性及不等式恒成立问题,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于中档题.
21.已知函数f(x)=lnx﹣ax+1(a∈R).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)设g(x)=lnx,若对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)当a≤0时,f(x)单调递增区间是(0,+∞);当a>0时,f(x)单调递增区间是(0,),单调递减在区间是(,+∞).(2)a.
【解析】(1)函数求导得,然后分a≤0和a>0两种情况分类求解.
(2)根据对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,等价于f(x)max<g(x)max,然后分别求最大值求解即可.
【详解】
(1),
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当a>0时,在区间(0,)上,f′(x)>0,f(x)单调递增,
在区间(,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上:当a≤0时,f(x)单调递增区间是(0,+∞),
当a>0时,f(x)单调递增区间是(0,),单调递减在区间是(,+∞).
(2),
在区间(1,3)上,g′(x)>0,g(x)单调递增,
在区间(3,+∞)上,g′(x)<0,g(x)单调递减,
所以g(x)max=g(3)=ln3,
因为对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,
等价于f(x)max<g(x)max,
由(1)知当a≤0时,f(x)无最值,
当a>0时,f(x)max=f()=﹣lna,
所以﹣lna<ln3,
所以,
解得a.
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的单调性及不等式恒成立问题,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于难题.
22.已知函数f(x)=(x﹣1)ex+ax2(a∈R).
(1)若a=e,求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
【答案】(1)3ex﹣y﹣2e=0(2)①当a≥0时, y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②当时y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时,y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
【解析】(1)由a=e得f(x)=(x﹣1)ex+ex2.再=xex+2ex,分别求得,f(1),用点斜式写出切线方程..
(2)根据=x(ex+2a),分a≥0, , ,四种情况分类讨论.
【详解】
(1)∵a=e,
∴f(x)=(x﹣1)ex+ex2.
∴=xex+2ex,
∴=3e,f(1)=e.
∴y﹣e=3e(x﹣1),
所以切线方程是3ex﹣y﹣2e=0;
(2)∵=x(ex+2a)
①若a≥0时,ex+2a>0.
当时,,
当时,
所以y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②若时,ln(﹣2a)<0,
当x<ln(﹣2a)或x>0,>0,
当ln(﹣2a)<x<0时,<0,
∴y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时,ln(﹣2a)=0,>0成立,所以y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,ln(﹣2a)>0,
当x>ln(﹣2a)或x<0时,>0,
当0<x<ln(﹣2a)时,<0,
∴y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
综上:①若a≥0时, y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②若时, y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时, y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
【点睛】
本题主要考查了导数的几何意义以及导数与函数的单调性,还考查了分类讨论的思想和运算求解的能力,属于难题.
一、单选题
1.已知复数z,则的虚部为( )
A. B.i C. D.
【答案】C
【解析】先化简复数z,得到共轭复数即可.
【详解】
因为复数z,
所以,
所以的虚部为.
故选:C
【点睛】
本题主要考查了复数的概念和复数的运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
2.已知集合A={x|x2﹣3x﹣10<0},B={x|lg(5﹣x)<1},则A∪B=( )
A.(﹣2,5) B.(﹣5,5) C.(﹣∞,5) D.(﹣5,+∞)
【答案】B
【解析】先化简两个集合,再根据并集的定义求解.
【详解】
因为集合A={x|x2﹣3x﹣10<0}={x|﹣2<x<5},
集合B={x|lg(5﹣x)<1}={x|-5<x<5},
所以A∪B=={x|-5<x<5}.
故选:B
【点睛】
本题主要考查了集合运算及不等式的解法,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
3.已知命题p:∀x≥0,x2﹣2x﹣3>0,则¬p为( )
A.∃x<0,x2﹣2x﹣3≤0 B.∀x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
C.∀x<0,x2﹣2x﹣3≤0 D.∃x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
【答案】D
【解析】根据命题的否定的定义求解,注意既要否定结论,也要转化量词.
【详解】
因为命题p:∀x≥0,x2﹣2x﹣3>0,是全称命题,
根据命题的否定,该命题的否定是特称命题
所以是:∃x≥0,x2﹣2x﹣3≤0
故选:D
【点睛】
本题主要考查了命题的否定,还考查了理解辨析的能力,属于基础题.
4.已知tanα,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】先转化,再将tanα代入求解.
【详解】
因为,
又因为tanα,
所以,.
故选:D
【点睛】
本题主要考查了同角三角函数基本关系式的应用,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
5.已知向量与满足1,||=2且||=1,则|2|=( )
A.3 B.9 C.2 D.4
【答案】A
【解析】由||=2,平方,再根据1,且||=1,求得,
然后代入|2|=求解.
【详解】
因为||=2,
所以|,
又因为1,且||=1,
所以,
所以|2|=.
故选:A
【点睛】
本题主要考查了向量的数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
6.已知a=log25,b=log38,c=0.20.3,则a,b,c的大小关系( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<b<c D.b<c<a
【答案】A
【解析】根据对数函数的单调性有log25> log24=2,所以a> 2,同理1= log33 < log38
因为log25> log24=2,
所以a> 2
因为1= log33 < log38
所以 c<b<a
故选:A
【点睛】
本题主要考查了利用函数单调性比较大小,还考查了转化问题的能力,属于基础题.
7.要得到函数y=sin(2x)的图象,只需将函数y=cos2x的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】C
【解析】先转化y=sin(2x)=cos(2x)==cos[2(x,再根据平移的规律求解.
【详解】
因为y=sin(2x)=cos(2x)==cos[2(x,
所以只需将函数y=cos2x的图象向右平移个单位得到.
故选:C
【点睛】
本题主要考查了诱导公式及三角函数的图象变换,还考查了转化问题和理解辨析的能力,属于基础题.
8.若函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点x1,x2,则x1+x2=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令2x,求得y=2sin(2x)的对称轴方程为:,再根据函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点,即2sin(2x)=m在区间[,]上有两个零点,则x1与x2关于y=2sin(2x)的对称轴对称,再用中点坐标公式求解.
【详解】
令2x,
解得 ,
所以y=2sin(2x)的对称轴方程为:,
因为函数f(x)=2sin(2x)﹣m在区间[,]上有两个零点,
即2sin(2x)=m在区间[,]上有两个零点,
所以.
又因为 [,],
所以x1+x2=.
故选:B
【点睛】
本题主要考查了三角函数的对称性,还考查了转化问题的能力,属于中档题.
9.已知x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,则实数a=( )
A.0 B.0或﹣3 C.0或3 D.﹣3
【答案】D
【解析】由f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x,求导得=x2(a2+a﹣3)x+(2a+2),根据x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,有=1+(a2+a﹣3)+(2a+2)=0,解得a=0或 a=-3.然后分别验证x=﹣1是否是极值点且为极大值点即可.
【详解】
因为f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x,
所以=x2(a2+a﹣3)x+(2a+2),
已知x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,
所以=1+(a2+a﹣3)+(2a+2)=0,
解得a=0或
当a=0时,,
当,当
所以x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极小值点,不符合题意.
当 时,,
当,当
所以x=﹣1是函数f(x)x3(a2+a﹣3)x2+(2a+2)x的极大值点,符合题意.
故选:D
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的极值,还考查了运算求解,理解辨析的能力,属于中档题.
10.《周髀算经》中有这样一个问题:从冬至日起,小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种这十二个节气的日影长度依次成等差数列,冬至、立春、春分这三个节气的日影长度之和为31.5尺,前九个节气日影长度之和为85.5尺,则谷雨这一天的日影长度( )
A.5.5尺 B.4.5尺 C.3.5尺 D.2.5尺
【答案】A
【解析】先设等差数列,首项为,公差为,根据题意有,,然后由两式求解.
【详解】
设等差数列,首项为,公差为,
根据题意得
,
,
解得,
所以.
故选:A
【点睛】
本题主要考查了等差数列的基本运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
11.已知Sn为数列{an}的前n项和,且Sn=2an﹣n,若bn=log2(a2n﹣1+1),则数列{}前2019项的和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,由,得,两式相减得,则有是等比数列.求得,从而有,再求得bn=2n-1,得,然后用裂项相消法求解.
【详解】
当时,由,
得,
两式相减得,
即,
当时,
所以是等比数列.
所以,
所以,
所以,
bn=log2(a2n﹣1+1)=2n-1.
所以,
所以其前2019项的和为:
故选:B
【点睛】
本题主要考查了数列的通项与前n项和,构造数列以及裂项相消法求和,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
12.奇函数f(x)在R上存在导数,当x<0时,f(x),则使得(x2﹣1)f(x)<0成立的x的取值范围为( )
A.(﹣1,0)∪(0,1) B.(﹣∞,﹣1)∪(0,1)
C.(﹣1,0)∪(1,+∞) D.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
【答案】C
【解析】根据当x<0时,f(x)的结构特征,构造函数,求导得,由当x<0时,f(x),得在上是减函数,再根据f(x)奇函数,则也是奇函数,在上也是减函数,又因为函数f(x)在R上存在导数,
所以函数f(x)是连续的,所以函数h(x)在R上是减函数,并且与同号,将(x2﹣1)f(x)<0转化为求解.
【详解】
设,
所以,
因为当x<0时,f(x),
即,
所以,
所以在上是减函数.
又因为f(x)奇函数,
所以也是奇函数,
所以在上也是减函数,
又因为函数f(x)在R上存在导数,
所以函数f(x)是连续的,
所以函数h(x)在R上是减函数,并且与同号,
所以(x2﹣1)f(x)<0或
解得或
故选:C
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的单调性,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于难题.
二、填空题
13.已知向量(2,1),(﹣3,m),若∥,则实数m=_____.
【答案】
【解析】根据向量共线的坐标运算求解.
【详解】
因为向量(2,1),(﹣3,m),
又因为∥,
所以2m=﹣3,
解得m=.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了共线向量的运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
14.已知函数f(x),则f(f())=_____.
【答案】
【解析】从内到外,根据函数的定义域,先求f(),再求f(f()).
【详解】
因为f()=,
所以 f(f())=.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了分段函数求值及指数,对数运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
15.奇函数f(x)在R上满足对任意的x1,x2,当x1≠x2时,都有0.若f(1)=2,则不等式的解为_____.
【答案】[0,2]
【解析】根据f(x)是奇函数,且f(1)=2,得到f(-1)=-2,将不等式,转化为,再利用单调性定义求解.
【详解】
因为f(x)是奇函数,且f(1)=2,
所以 f(-1)=-2,
因为不等式,
所以,
又对任意的x1,x2,当x1≠x2时,都有0,
所以f(x)是增函数,
所以,
解得.
故答案为:[0,2]
【点睛】
本题主要考查了函数的奇偶性和单调性的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
16.已知是函数y=f(x)的导函数,定义为的导函数,若方程=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的拐点,经研究发现,所有的三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)都有拐点,且都有对称中心,其拐点就是对称中心,设f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,则f()+f()+……+f()=_____.
【答案】4037
【解析】对f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,求导得=3x2﹣6x﹣3=3(x2﹣2x﹣1),再对求导得=6x﹣6,并令=6x﹣6=0,求得对称中心,再利用对称性求解.
【详解】
∵f(x)=x3﹣3x2﹣3x+6,
∴=3x2﹣6x﹣3=3(x2﹣2x﹣1),=6x﹣6,
由=6x﹣6=0可得x=1,而f(1)=1,
根据已知定义可知,f(x)的对称中心(1,1),
从而有f(2﹣x)+f(x)=2,
所以f()+f()+……+f()=24037.
故答案为:4037
【点睛】
本题主要考查了函数的对称性及其应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
三、解答题
17.已知公差不为零的等差数列{an}前5项的和为35,且a1,a2,a6成等比数列,数列{bn}满足.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{bn}的前n项和Sn.
【答案】(1)an=3n﹣2;(2)Sn.
【解析】(1)设等差数列{an}的公差为d,由求解.
(2)根据得,有,所以数列{bn}是等比数列,再利用等比数列前n项和公式求解.
【详解】
(1)设等差数列{an}的公差为d,
由题意,,解得.
∴an=1+3(n﹣1)=3n﹣2;
(2)∵,
∴,又b1=2,
∴数列{bn}是以2为首项,以8为公比的等比数列,
则数列{bn}的前n项和Sn.
【点睛】
本题主要考查了等差数列的通项公式,等比数列的定义及前n项和公式,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
18.在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且(2b﹣c)cosA=acosC.
(1)求A;
(2)若△ABC的面积为,求a的最小值.
【答案】(1)A.(2)a的最小值为2.
【解析】(1)由正弦定理将(2b﹣c)cosA=acosC,转化为(2sinB﹣sinC)cosA=sinAcosC,再利用两角和的正弦公式求解.
(2)根据A和△ABC的面积为bcsinAbc,求得bc=4,由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc,再利用基本不等式求解.
【详解】
(1)∵(2b﹣c)cosA=acosC,
∴由正弦定理可得:(2sinB﹣sinC)cosA=sinAcosC,
∴2sinBcosA=sinCcosA+sinAcosC=sin(A+C)=sinB,
∵sinB≠0,
∴cosA,
∵A∈(0,π),
∴A.
(2)∵A,△ABC的面积为bcsinAbc,
∴bc=4,
∴a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc≥2bc﹣bc=bc=4,
解得a≥2,当且仅当b=c=2时等号成立,
∴a的最小值为2.
【点睛】
本题主要考查了正弦定理和余弦定理的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
19.已知幂函数f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,g(x)=x2﹣4x+t.
(1)求实数m的值;
(2)当x∈[1,9]时,记f(x),g(x)的值域分别为集合A,B,设命题p:x∈A,命题q:x∈B,若命题p是命题q的充分不必要条件,求实数t的取值范围.
【答案】(1)m=1.(2)[﹣42,5].
【解析】(1)根据幂函数f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,则有3m2﹣2m=1,且m0求解即可.
(2)由(1)可得:f(x).利用幂函数的性质求其值域, g(x)=x2﹣4x+t=(x﹣2)2+t﹣4,利用二次函数的性质求其值域,根据p是命题q的充分不必要条件,利用集合法求解.
【详解】
(1)因为函数f(x)是幂函数
∴3m2﹣2m=1,
解得m=1或m=
又因为f(x)=(3m2﹣2m)x在(0,+∞)上单调递增,
所以m0.
综上:m=1.
(2)由(1)可得:f(x).
当x∈[1,9]时,f(x)的值域为:[1,3].即A= [1,3]
g(x)=x2﹣4x+t=(x﹣2)2+t﹣4.
可知:x=2时,函数g(x)取得最小值,g(2)=t﹣4.
又g(1)=t﹣3,g(9)=t+45>t﹣3,
∴x=9时函数g(x)取得最大值.
∴B=[t﹣4,t+45].
设命题p:x∈A,命题q:x∈B,若命题p是命题q的充分不必要条件,
则,且等号不能同时成立.
∴﹣42≤t≤5.
∴实数t的取值范围是[﹣42,5].
【点睛】
本题主要考查了幂函数的定义及性质和充分不必要条件,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
20.已知函数f(x),g(x)1.
(1)若f(a)=2,求实数a的值;
(2)判断f(x)的单调性,并证明;
(3)设函数h(x)=g(x)(x>0),若h(2t)+mh(t)+4>0对任意的正实数t恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)a=log23;(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,证明见解析(3)[﹣3,+∞).
【解析】(1)根据f(a)=2,代入解析式求解.
(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,用单调性的定义证明.
(3)化简得到,将0对任意的正实数t恒成立,通过换元,μ∈(2,+∞),转化为μ2+mμ+2>0对任意μ∈(2,+∞)恒成立,即对任意μ∈(2,+∞)恒成立,再求解最大值即可.
【详解】
(1)∵,
∴2a=3,
∴a=log23;
(2)函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减,
证明如下:
函数的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),
因为f(-x)
所以f(x)是奇函数
任取且
,
因为
所以
因为
所以
所以
所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
又因为f(x)是奇函数
故函数f(x)在(﹣∞,0),(0,+∞)上单调递减;
(3),,
∴0对任意的正实数t恒成立,
令,则μ∈(2,+∞),
∴μ2+mμ+2>0对任意μ∈(2,+∞)恒成立,
即对任意μ∈(2,+∞)恒成立,
又在(2,+∞)上单调递减,故,
则m≥﹣3,即实数m的取值范围为[﹣3,+∞).
【点睛】
本题主要考查了函数的单调性及不等式恒成立问题,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于中档题.
21.已知函数f(x)=lnx﹣ax+1(a∈R).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)设g(x)=lnx,若对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)当a≤0时,f(x)单调递增区间是(0,+∞);当a>0时,f(x)单调递增区间是(0,),单调递减在区间是(,+∞).(2)a.
【解析】(1)函数求导得,然后分a≤0和a>0两种情况分类求解.
(2)根据对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,等价于f(x)max<g(x)max,然后分别求最大值求解即可.
【详解】
(1),
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当a>0时,在区间(0,)上,f′(x)>0,f(x)单调递增,
在区间(,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上:当a≤0时,f(x)单调递增区间是(0,+∞),
当a>0时,f(x)单调递增区间是(0,),单调递减在区间是(,+∞).
(2),
在区间(1,3)上,g′(x)>0,g(x)单调递增,
在区间(3,+∞)上,g′(x)<0,g(x)单调递减,
所以g(x)max=g(3)=ln3,
因为对任意的x1∈(0,+∞),存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)<g(x2)成立,
等价于f(x)max<g(x)max,
由(1)知当a≤0时,f(x)无最值,
当a>0时,f(x)max=f()=﹣lna,
所以﹣lna<ln3,
所以,
解得a.
【点睛】
本题主要考查了导数与函数的单调性及不等式恒成立问题,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于难题.
22.已知函数f(x)=(x﹣1)ex+ax2(a∈R).
(1)若a=e,求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
【答案】(1)3ex﹣y﹣2e=0(2)①当a≥0时, y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②当时y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时,y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
【解析】(1)由a=e得f(x)=(x﹣1)ex+ex2.再=xex+2ex,分别求得,f(1),用点斜式写出切线方程..
(2)根据=x(ex+2a),分a≥0, , ,四种情况分类讨论.
【详解】
(1)∵a=e,
∴f(x)=(x﹣1)ex+ex2.
∴=xex+2ex,
∴=3e,f(1)=e.
∴y﹣e=3e(x﹣1),
所以切线方程是3ex﹣y﹣2e=0;
(2)∵=x(ex+2a)
①若a≥0时,ex+2a>0.
当时,,
当时,
所以y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②若时,ln(﹣2a)<0,
当x<ln(﹣2a)或x>0,>0,
当ln(﹣2a)<x<0时,<0,
∴y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时,ln(﹣2a)=0,>0成立,所以y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,ln(﹣2a)>0,
当x>ln(﹣2a)或x<0时,>0,
当0<x<ln(﹣2a)时,<0,
∴y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
综上:①若a≥0时, y=f(x)在(﹣∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
②若时, y=f(x) 在 (﹣∞,ln(﹣2a)),(0,+∞)上为增函数,在(ln(﹣2a),0)上为减函数;
③若时, y=f(x)在上为单调递增的;
④若时,y=f(x)在(﹣∞,0),(ln(﹣2a),+∞)上为增函数,在(0,ln(﹣2a)) 上为减函数.
【点睛】
本题主要考查了导数的几何意义以及导数与函数的单调性,还考查了分类讨论的思想和运算求解的能力,属于难题.
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