2022-2023学年四川省遂宁市高二(下)期末数学试卷(文科)(含解析)
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一、单选题(本大题共12小题,共60.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1. 已知i是虚数单位,则复数i(1+i)的共轭复数为( )
A. 1+i B. 1−i C. −1+i D. −1−i
2. 命题“∀x<0,−x2+5x−6>0”的否定为( )
A. ∀x<0,−x2+5x−6≤0 B. ∀x≥0,−x2+5x−6≤0
C. ∃x0<0,−x02+5x0−6≤0 D. ∃x0≥0,−x02+5x0−6≤0
3. “a+1>b−2”是a>b”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 设f(x)在定义域内可导,其图象如图所示,则导函数f′(x)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
5. 已知抛物线C:y2=20x的焦点为F,抛物线C上有一动点P,Q(6,5),则|PF|+|PQ|的最小值为( )
A. 10 B. 16 C. 11 D. 26
6. 执行如图所示的算法框图,则输出的l的值为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
7. “燃脂单车”运动是一种在音乐的烘托下,运动者根据训练者的指引有节奏的踩踏单车,进而达到燃脂目的的运动,由于其操作简单,燃脂性强,受到广大健身爱好者的喜爱.已知某一单车爱好者的骑行速度v(单位:km/h)随时间t(单位:h)变换的函数关系为v(t)=2tet+15,t∈[12,2],则该单车爱好者骑行速度的最大值为( )
A. 4e2+15 B. 2e2+15 C. 2e+15 D. 1e12+15
8. 短道速滑队6名队员(含赛前系列赛积分最靠前的甲、乙、丙三名队员在内)进行冬奥会选拔,记“甲得第一名”为p,“乙得第二名”为q,“丙得第三名”为r,若p∨q是真命题,p∧q是假命题,(¬q)∧r是真命题,则选拔赛的结果为( )
A. 甲得第一名,乙得第二名,丙得第三名
B. 甲得第一名,乙没得第二名,丙得第三名
C. 甲得第一名,乙得第三名,丙得第二名
D. 甲得第二名,乙得第一名,丙得第三名
9. 已知圆C:x2+y2−6x+8=0,若双曲线y2−x2m2=1(m>0)的一条渐近线与圆C相切,则m=( )
A. 18 B. 24 C. 2 2 D. 8
10. 若函数f(x)=(x−m)2−2,x<02x3−3x2,x≥0的最小值是−1,则实数m的取值范围是( )
A. m≤0 B. m≥1 C. m≥3 D. m>0
11. 已0
A. 13 B. 12 C. 23 D. 1
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13. 设i是虚数单位,则复数z=1−2i的模为______ .
14. 已知方程x25+k+y21−k=1表示椭圆,则实数k的取值范围是______ .
15. 设双曲线x24−y23=1的左、右焦点分别为F1,F2,P为双曲线右支上一点,且|PF1|=3|PF2|,则∠F1PF2的大小为______ .
16. 函数f(x)=alnx+bx图象在点(1,1)处切线斜率为2,g(x)=ex−m+1x,若f(x)≤x⋅g(x)在x∈(0,+∞)上恒成立,则实数m的最大值为______ .
三、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17. (本小题10.0分)
在平面直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为x= 3sinα,y= 2cosα(α为参数),以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ+sinθ)= 6,其中ρ>0,0≤θ<2π.
(1)求C1的普通方程与直线l的直角坐标方程;
(2)直线l与曲线C1交于A,B两点,且A,B两点对应的极角分别为θ1,θ2,求θ1+θ2的值.
18. (本小题12.0分)
分别求适合下列条件的方程:
(1)长轴长为10,焦距为4的椭圆标准方程;
(2)经过点P(−2,−4)的抛物线的标准方程.
19. (本小题12.0分)
已知函数f(x)=ax3+bx2(x∈R)的图象过点P(−1,2),且在点P处的切线恰好与直线x−3y=0垂直.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数f(x)在区间[m,m+1]上单调递增,求实数m的取值范围.
20. (本小题12.0分)
根据交管部门有关规定,驾驶电动自行车必须佩戴头盔,保护自身安全,某市去年上半年对此不断进行安全教育.如表1是该市某主干路口去年连续5个月监控设备抓拍到的电动自行车驾驶员不戴头盔的统计数据:
表1:
月份x
1
2
3
4
5
不戴头盔人数y
120
100
90
75
65
(1)请利用所给数据求不戴头盔人数y与月份x之间的回归直线方程y=bx+a;
(2)交管部门统计连续5年来通过该路口的电动车出事故的100人,分析不戴头盔行为与事故是否伤亡的关系,得到如表2,能否有95%的把握认为不戴头盔行为与事故伤亡有关?
表2:
不戴头盔
戴头盔
伤亡
15
10
不伤亡
25
50
参考数据和公式:i=15xiyi=1215,b=i=1nxiyi−nx−y−i=1nxi2−nx−2,χ2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)
P(χ2≥k)
0.10
0.05
0.01
0.005
k
2.706
3.841
6.635
7.879
21. (本小题12.0分)
已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)与双曲线x2−y2=12有相同的焦点F1,F2,P为椭圆上一点,△PF1F2面积最大值为 3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线y=kx(k≠0)与椭圆C相交于R,S两点,若RE⊥x轴,垂足为E.求证:直线SE的斜率kSE=12k;
(3)A为椭圆C的右顶点,若过点G(3,0)且斜率不为0的直线交椭圆C于M、N两点,O为坐标原点.问:x轴上是否存在定点T,使得∠MTO=∠NTA恒成立.若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
22. (本小题12.0分)
已知函数f(x)=ex−ax(e是自然对数的底数).
(1)当a=1时,求f(x)的极值点;
(2)讨论函数f(x)的单调性;
(3)若g(x)=ex(x−1)−alnx+f(x)有两个零点,求实数a的取值范围.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
利用复数的运算法则、共轭复数的定义即可得出.
本题考查了复数的运算法则、共轭复数的定义,考查了计算能力,属于基础题.
【解答】
解:复数i(1+i)=i−1的共轭复数为−i−1,
故选:D.
2.【答案】C
【解析】解:根据全称命题的否定可得,命题“∀x<0,−x2+5x−6>0”的否定为:
“∃x0<0,−x02+5x0−6≤0”.
故选:C.
根据全称命题的否定为特称命题判断即可.
本题主要考查全称命题的否定,属于基础题.
3.【答案】B
【解析】解:由a+1>b−2,可得a>b−3,
由a>b−3不能够推出a>b,故“a+1>b−2”是“a>b”的不充分条件,
由a>b,可推出a>b−3成立,故“a+1”>b−2”是a>b”的必要条件,
综上“a+1>b−2”是“a>b”的必要不充分条件,
故选:B.
利用充要条件的定义即可判断.
本题主要考查了充要条件的判断,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:由f(x)的图象可得,在y轴的左侧,图象下降,f(x)递减,
即有导数小于0,可排除C,D;
再由y轴的右侧,图象先下降再上升,最后下降,
函数f(x)递减,再递增,后递减,
即有导数先小于0,再大于0,最后小于0,
可排除A;
则B正确.
故选:B.
由f(x)的图象可得在y轴的左侧,图象下降,f(x)递减,y轴的右侧,图象先下降再上升,最后下降,即有y轴左侧导数小于0,右侧导数先小于0,再大于0,最后小于0,对照选项即可判断.
本题考查导数的概念和应用,考查函数的单调性与其导数符号的关系,以及数形结合的思想方法,属于基础题.
5.【答案】C
【解析】解:设抛物线C的准线为l,作PT⊥l于T,由抛物线的定义知|PF|=|PT|,
所以,当P,Q,T三点共线时,|PF|+|PQ|有最小值,最小值为6+p2=11.
故选:C.
根据抛物线的定义转化为Q到抛物线准线的距离求解即可.
本题考查抛物线的几何性质,数形结合思想,属基础题.
6.【答案】B
【解析】解:开始i=1,S=12,
①S=12−2=10,i=2,S<0为否;
②S=10−4=6,i=3,S<0为否;
③S=6−6=0,i=4,S<0为否;
④S=0−8=−8,i=5,S<0为是;输出i=5.
故选:B.
根据框图逐步运算求解即可.
本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得出正确的结论,是基础题.
7.【答案】C
【解析】解:因为v(t)=2tet+15,t∈[12,2],
所以v′(t)=2−2tet,
所以t∈[12,1)时v′(t)>0,当t∈(1,2]时v′(t)<0,
所以v(t)在[12,1)上单调递增,在(1,2]上单调递减,
所以v(t)max=v(1)=2e+15.
故选:C.
求出函数的导函数,即可得到函数的单调区间,求出函数的最小值,即可得解.
本题主要考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.
8.【答案】B
【解析】解:∵p∨q是真命题,p∧q是假命题,则p和q一真一假,
∵(¬q)∧r是真命题,则q是假命题,r是真命题,
∴p是真命题,q是假命题,r是真命题,
即甲得第一名,乙没得第二名,丙得第三名.
故选:B.
利用复合命题的真假关系,判断即可.
本题主要考查了复合命题真假关系的判断,属于基础题.
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查根据直线与圆的位置关系求参,双曲线的渐近线,属中档题.
求出圆心和半径,及双曲线的渐近线,由相切关系列出方程,求出答案.
【解答】
解:C:x2+y2−6x+8=0变形为(x−3)2+y2=1,
故圆心为(3,0),半径为1,
又y2−x2m2=1(m>0)的渐近线方程为y=±xm,
不妨取y=xm,由点到直线距离公式可得|3m| 1+1m2=1,
解得m=2 2,负值舍去.
故选:C.
10.【答案】B
【解析】解:当x≥0时,f(x)=2x3−3x2,f′(x)=6x2−6x=6x(x−1),
x∈(0,1),f′(x)<0,f(x)单调递减,
x∈(1,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增,f(x)min=f(1)=−1,
因为y=f(x)的最小值为−1,所以当x<0时,f(x)min≥−1,
当x<0时,f(x)=(x−m)2−2.
①若m≥0,f(x)在(−∞,0)上单调递减,
f(x)>f(0)=m2−2,m2−2≥−1,得m≥1;
②若m<0,f(x)在(−∞,m)上单调递减,在(m,0)上单调递增,f(x)min=f(m)=−2,舍去.
综上,实数m的取值范围是m≥1.
故选:B.
先求x≥0时函数的最小值,再根据函数的最小值,得x<0时,f(x)min≥−1,求出m的取值范围.
本题主要考查函数最值的求法,考查运算求解能力,属于中档题.
11.【答案】D
【解析】解:已知0
不妨设f(m)=m3−3m,函数定义域为(0,1),
可得f′(x)=3m2−3=3(m+1)(m−1),
当0
可得a−c>0,
即a>c,
又c−b=3(x−y)−3(lnx−lny)=3(x−lnx)−3(y−lny),
不妨设g(n)=3(n−lnn),函数定义域为(0,1),
可得g′(n)=3(1−1n)=3(n−1)n<0,g(x)单调递减,
所以g(x)>g(y),
可得c−b>0,
即c>b,
综上,a>c>b.
故选:D.
由题意,利用作差法可得a−c=(x3−3x)−(y3−3y),构造函数f(m)=m3−3m,对f(m)进行求导,利用导数得到f(m)的单调性,得到a和c的大小关系;同理得c−b=3(x−lnx)−3(y−lny),构造函数g(n)=3(n−lnn),对g(n)进行求导,利用导数得到g(n)的单调性,得到b和c的大小关系,进而即可求解.
本题考查利用导数研究函数的单调性以及函数值的大小比较,考查了逻辑推理、转化思想和运算能力.
12.【答案】C
【解析】解:MF1⋅MF2=(MO+OF1)⋅(MO−OF1)=MO2−OF12=MO2−c2,
|MO|max=a,|MO|min=b,∴MF1⋅MF2∈[b2−c2,a2−c2],
∴b2−c2=2a2−c2=3,解得:a2=4,b2=3,c2=1,
设∠F1MF2=θ,MF1=r1,MF2=r2,
由正弦定理可得:2n=|F1F2|sinθ⇒n=csinθ=1sinθ,
cosθ=r12+r22−(2c)22r1⋅r2=(r1+r2)2−2r1⋅r2−4c22r1⋅r2=4b2−2r1⋅r22r1⋅r2,
可得:r1⋅r2=2b2cosθ+1,
又∵S△MF2F1=12r1r2sinθ=b2sinθcosθ+1=b22sinθ2cosθ22cos2θ2=b2tanθ2=3tanθ2,
设内切圆的圆心为A,
∴S△MF2F1=S△AF2F1+S△AF2M+S△AMF1=12(F1F2+MF1+MF2)m=12(2a+2c)m=3m,
∴3tanθ2=3m⇒m=tanθ2,∴mn=tanθ2sinθ=12cos2θ2,
又∵当M在短轴的端点时,θ最大,此时MF1=MF2=F1F2=2,θ=60°,
θ∈(0°,60°],θ2∈(0°,30°],∴cosθ2∈[ 32,1),
故当cosθ2= 32时,mn取得最大值为12×34=23.
故选:C.
由MF1⋅MF2的取值范围为[2,3]可求出a,b,c,由正弦定理可得n=1sinθ,再由焦点三角形的等面积法可得m=tanθ2,所以mn=tanθ2sinθ=12cos2θ2,求出θ∈(0°,60°],即可得出答案.
本题主要考查脱衣的性质,考查运算求解能力,属于中档题.
13.【答案】 5
【解析】解:∵复数z=1−2i,
∴|z|= 12+(−2)2= 5.
故答案为: 5.
利用复数的模长公式求解.
本题主要考查了复数的模长公式,属于基础题.
14.【答案】(−5,−2)∪(−2,1)
【解析】解:由方程表示椭圆,则5+k>01−k>05+k≠1−k,可得−5
故答案为:(−5,−2)∪(−2,1).
根据方程表示椭圆有5+k>01−k>05+k≠1−k,即可得范围.
本题主要考查椭圆的性质,属于基础题.
15.【答案】π3
【解析】解:双曲线x24−y23=1的左、右焦点分别为F1(− 7,0),F2( 7,0),
设|PF2|=x,则|PF1|=3|PF2|=3x,
由双曲线的定义可得:3x−x=2x=4,可得x=2,
∴|PF1|=6,|PF2|=2,又|F1F2|=2 7,
∴cos∠F1PF2=36+4−282×6×2=12,∴∠F1PF2的大小为π3.
故答案为:π3.
由已知双曲线方程求得焦点坐标,可得|PF1|,|PF2|,|F1F2|的值,再由余弦定理求解.
本题考查双曲线的几何性质,考查双曲线定义及余弦定理的应用,是中档题.
16.【答案】0
【解析】解:已知f(x)=alnx+bx,函数定义域为(0,+∞),
可得f′(x)=ax+b,
因为函数f(x)图象在点(1,1)处切线斜率为2,
所以f(1)=b=1f′(1)=a+b=2,
解得a=b=1,
所以函数f(x)=lnx+x,
若f(x)≤x⋅g(x)在x∈(0,+∞)上恒成立,
可得lnx+x≤xex−(m+1)在x∈(0,+∞)上恒成立,
即m≤x(ex−1)−lnx−1在x∈(0,+∞)上恒成立,
不妨设h(x)=x(ex−1)−lnx−1,函数定义域为(0,+∞),
可得h′(x)=(x+1)ex−1−1x=(x+1)(xex−1)x,
不妨设k(x)=xex−1,函数定义域为(0,+∞),
可得k′(x)=(x+1)ex>0,
又k(0)=−1<0,k(1)=e−1>0,
所以存在点x0∈(0,1),使得k(x0)=0,
即x0ex0=1,
对等式两边同时取对数,
可得lnx0+x0=0,
所以当0
所以当x=x0时,h(x)取得最小值,
则h(x)min=h(x0)=x0ex0−x0−lnx0−1=1−1=0,
又m≤h(x)min=0,
则实数m的最大值为0.
故答案为:0.
由题意,对函数f(x)进行求导,根据函数f(x)图象在点(1,1)处切线斜率为2,列出等式,求出a和b的值,将f(x)≤x⋅g(x)在x∈(0,+∞)上恒成立,转化成m≤x(ex−1)−lnx−1在x∈(0,+∞),构造函数h(x)=x(ex−1)−lnx−1,对函数h(x)进行求导,利用导数的几何意义以及零点存在性定理进行求解即可.
本题考查利用导数研究函数的单调性和极值,考查了逻辑推理、转化思想和运算能力.
17.【答案】解:(1)曲线C1的参数方程为x= 3sinα,y= 2cosα,可得(x 3)2+(y 2)2=sin2α+cos2α=1,
即x23+y22=1,∴C1的普通方程x23+y22=1,
由ρ(2cosθ+sinθ)= 6,可得2x+y− 6=0,
∴直线l的直角坐标方程为2x+y− 6=0;
(2)由(1)可得曲线C1的极坐标方程ρ2=62cos2θ+3sin2θ①,
直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ+sinθ)= 6②,
②代入①得,
( 62cosθ+sinθ)2=62cos2θ+3sin2θ,化简得cos2θ+2sinθ+cosθ−sin2θ=0,
∴(cosθ+sinθ)2=2sin2θ,∴cosθ+sinθ=± 2sinθ,
∴tanθ1=1 2−1= 2+1,tanθ2=1− 2−1=− 2+1,
∴tan(θ1+θ2)=tanθ1+tanθ21−tanθ1tanθ2=1,
由题意可得θ1∈(0,π2),θ2∈(3π2,2π),∴θ1+θ2∈(3π2,5π2),
∴θ1+θ2=9π4.
【解析】(1)利用同角的正余弦的平方和为1可得C1的普通方程,利用极坐标与直角坐标的互化易求直线l的直角坐标方程;
(2)联立直线l与曲线C1的极坐标方程可求得tan(θ1+θ2)=1,进而可得θ1+θ2的值.
本题考查参数方程与普通方程的互化,直角坐标方程与极坐标的互化,考查三角恒等变换,属中档题.
18.【答案】解:(1)设椭圆的长轴长为2a(a>0),焦距为2c(c>0),
由条件可得2a=10,2c=4,
所以a=5,c=2,
所以b2=a2−c2=25−4=21,
当椭圆的焦点在x轴上时,标准方程为x225+y221=1;
当椭圆的焦点在y轴上时,标准方程为y225+x221=1.
(2)当抛物线的焦点在x轴上时,可设所求抛物线的标准方程为y2=−2px(p>0),
将点P的坐标代入抛物线的标准方程得16=4p⇒p=4,
此时,所求抛物线的标准方程为y2=−8x;
当抛物线的焦点在y轴上时,可设所求抛物线的标准方程为x2=−2my(m>0),
将点P的坐标代入抛物线的标准方程得4=8m,解得m=12,
此时,所求抛物线的标准方程为x2=−y.
综上所述,所求抛物线的标准方程为y2=−8x或x2=−y.
【解析】(1)根据长轴和焦距的定义求出a、c,进而求出b,即可求解;
(2)设抛物线方程为y2=−2px(p>0)或x2=−2my(m>0),将点P坐标代入,即可求解.
本题主要考查椭圆、抛物线标准方程的求解,属于基础题.
19.【答案】解:(1)∵y=f(x)过点P(−1,2),且在点P处的切线恰好与直线x−3y=0垂直,f ′(x)=3ax2+2bx
∴{−a+b=23a−2b=−3,
∴a=1,b=3,
∴f(x)=x3+3x2.
(2)由题意得:f′(x)=3x2+6x=3x(x+2)>0,
解得x>0或x<−2.
故f(x)的单调递增区间为(−∞,−2]和[0,+∞).
即m+1≤−2或m≥0,
故m≤−3或m≥0.
【解析】(1)将P的坐标代入f(x)的解析式,得到关于a,b的一个等式;求出导函数,求出f′(−1)即切线的斜率,利用垂直的两直线的斜率之积为−1,列出关于a,b的另一个等式,解方程组,求出a,b的值,即可求函数f(x)的解析式;
(2)求出f′(x),令f′(x)>0,求出函数的单调递增区间,据题意知[m,m+1]⊆(−∞,−2]∪[0,+∞),列出端点的大小,求出m的范围.
注意函数在切点处的导数值是曲线的切线斜率;直线垂直的充要条件是斜率之积为−1.
20.【答案】解:(1)由题意知,x−=1+2+3+4+55=3,y−=120+100+90+75+655=90,
b =i=15xiyi−5x−y−i=15xi2−5x−2=1215−5×3×9055−5×32=−13.5,a =y−−b x−=90+13.5×3=130.5,
所以,回归直线方程为y =−13.5x+130.5;
(2)X2=100×(15×50−25×10)240×25×60×75≈5.556>3.841,
故有95%的把握认为不戴头盔行为与事故伤亡有关.
【解析】(1)先求得b,a,进而求得不戴头盔人数y与月份x之间的回归直线方程;
(2)求得X2的值并与3.841进行大小比较进而得到是否有95%的把握认为不戴头盔行为与事故伤亡有关.
本题主要考查了线性回归方程的求解,还考查了独立性检验的应用,属于中档题.
21.【答案】解:(1)由双曲线的方程可知,双曲线的焦点坐标为(−1,0),(1,0),
所以椭圆的焦点坐标为(−1,0),(1,0),则c=1,
又椭圆中,由于S△PF1F2=12⋅|F1F2|⋅yP,
所以△PF1F2面积最大值S=12⋅2c⋅b= 3,故b= 3,
则a= b2+c2=2,
所以椭圆C的方程为:x24+y23=1.
(2)证明:设R(x,y),由于直线过原点,则S(−x,−y),E(x,0).
所以直线SE的斜率kSE=y2x=12kRS=12k.
(3)由题设,可设直线l的方程为y=k(x−3)且k≠0,
联立椭圆方程并整理得:(3+4k2)x2−24k2x+36k2−12=0,
则Δ=576k4−48(3+4k2)(3k2−1)>0,
所以Δ=144−240k2>0,
即− 155
若存在T(t,0)使∠MTO=∠NTA恒成立,则|yMxM−t|=|yNxN−t|,
由椭圆对称性,不妨令M,N在x轴上方且xN>xM,显然xM
所以t(yM+yN)=xNyM+xMyN,
即t=xN(xM−3)+xM(xN−3)xM+xN−6=2xMxN−3(xM+xN)xM+xN−6,
综上,t=24(3k2−1)3+4k2−72k23+4k224k23+4k2−6=72k2−24−72k224k2−18−24k2=43,
所以,存在T(43,0)使∠MTO=∠NTA恒成立.
【解析】(1)先求得c,然后求得b,a,从而求得椭圆C的方程.
(2)设R(x,y),求得S,E的坐标,进而求得直线SE的斜率.
(3)设直线l的方程为y=k(x−3)且k≠0,并与椭圆方程联立,化简写出判别式和根与系数关系,由∠MTO=∠NTA列方程,化简求得T的坐标.
本题考查了椭圆的方程、性质直线与椭圆的位置关系的综合应用,属于难题.
22.【答案】解:(1)由题意得当a=1时,f(x)=ex−x,x∈R,则f′(x)=ex−1,
由f′(x)=0得x=0,由f′(x)>0得x>0,由f′(x)<0得x<0,
∴f(x)在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,
∴当x=0时,f(x)取得极小值,即f(x)极小值点为x=0,无极大值点;
(2)由题意得f′(x)=ex−a,x∈R,
①当a≤0时,f′(x)>0,即f(x)在R上单调递增;
②当a>0时,由f′(x)=0得x=lna,由f′(x)>0得x>lna,由f′(x)<0得x
综上所述,当a≤0时,f(x)在R上单调递增;
当a>0时,f(x)在(−∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增;
(3)g(x)=ex(x−1)−alnx+f(x)有两个零点,转化为h(x)=xex−aln(xex)(x>0)有两个零点,
令t=xex,则t′=(x+1)ex>0在(0,+∞)上恒成立,
∴t=xex在(0,+∞)上单调递增,
∴h(x)=xex−aln(xex)有两个零点,转化为g(t)=t−alnt有两个零点,
则g′(t)=1−at=t−at,t∈(0,+∞),
∴①当a≤0时,g′(t)>0,即g(t)在(0,+∞)上单调递增,不可能有两个零点;
②当a>0时,由g′(t)>0得t>a,由g′(t)<0得0
∴当t=a时,g(t)取得极小值也是最小值,即g(t)min=g(a)=a−alna,
若g(a)>0,则00恒成立,没有零点;
若g(a)−0,则a=e,此时g(t)有一个零点;
若g(a)<0,则a>e,
又g(1)=1>0,g(e)=e−a<0,g(ea)=ea−a2>0,
∴由零点存在性定理得g(t)在(1,e),(e,ea)上各存在一个零点,符合题意;
综上所述,a的取值范围为(e,+∞).
【解析】(1)由题意得当a=1时,f(x)=ex−x,x∈R,则f′(x)=ex−1,利用导数与极值的关系,即可得出答案;
(2)由题意得f′(x)=ex−a,x∈R,分类讨论a≤0,a>0,即可得出答案;
(3)题意转化为转化为h(x)=xex−aln(xex)(x>0)有两个零点,令t=xex,则t′=(x+1)ex>0在(0,+∞)上恒成立,即t=xex在(0,+∞)上单调递增,h(x)=xex−aln(xex)有两个零点,即g(t)=t−alnt有两个零点,利用导数研究g(t),即可得出答案.
本题考查利用导数研究函数的单调性、极值和最值,考查转化思想、分类讨论思想,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
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