【文档说明】【精准解析】天津市北辰区2020届高三高考二模数学试题.doc,共(23)页,2.197 MB,由小赞的店铺上传
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北辰区2020年高考模拟考试试卷数学本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共6页,20小题.考试用时120分钟.考试结束后,请将答题卡交回,祝各位考生考试顺利!注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的签字笔将自己的姓名和考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.2.选择题每小题选出答案
后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上.3.非选择题必须用黑色字迹的签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上
新的答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效.第Ⅰ卷(选择题)一、选择题:共9小题.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知全集{0,1,2,3,4,5},集合{1,5}A=,集合2B=,则集合()UCABÈ=()
A.0,2,3,4B.0,3,4C.2D.【答案】A【解析】【分析】根据补集与并集的定义与运算,即可求得()UCAB.【详解】全集0,1,2,3,4,5,集合1,5A=则0,2,3,4UCA=集合2B=所以()0,2,3,4UCAB=故选:A【点睛】
本题考查了集合并集与补集的运算,属于基础题.2.“sin0x=”是“cos1x=−”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件【答案】B【解析】【分析】根据充分条件和必要条件的定义判断.【
详解】sin0x=时,22cos1sin1xx=−=,cos1x=,不充分;cos1x=−时,22sin1cos0xx=−=,sin0x=,是必要的,故是必要不充分条件.故选:B.【点睛】本题考查充分必要条件的判断,掌握充分必要
条件的定义是解题关键.3.我国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百一十五里关,初步健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其大意为:“有一个人走315里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天
走的路程为前一天的一半,走了6天后到达目的地”则该人第一天走的路程为()A.180里B.170里C.160里D.150里【答案】C【解析】【分析】根据题意,设此人每天所走的路程数为数列{}na,其首项为1a,分析可得{}na
是以为1a首项,12为公比的等比数列,由等比数列的前n项和公式可得6315S=,解可得1a的值,即可得答案.【详解】解:根据题意,设此人每天所走的路程为数列{}na,其首项为1a,即此人第一天走的路程为1a,又由从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,则{}na是以为1a首项,12为公比的等
比数列,又由6315S=,即有161(1)2315112a−=−,解得:1160a=;故选:C.【点睛】本题考查等比数列的通项公式与求和公式,关键是依据题意,建立等比数列的数学模型,属于基础题.4.函数()()2cosln1xfxxx=+−的部分图象大致为()A.B.C.D
.【答案】A【解析】【分析】首先根据题意得到()()2cosln1xfxxx=+−为奇函数,从而排除B,C,再根据3022ff==,()0f即可得到答案.【详解】令()()2ln1gx
xx=+−,则()()()()22ln1ln1ln10gxgxxxxx+−=+−+++==,()gx为奇函数.又因为cosyx=为偶函数,()()2cosln1xfxxx=+−的定义域为0x,故()()2cosln1xfxxx=+−
为奇函数,排除B,C.因为3022ff==,()()()()()2211110ln1ln1fgg−−====−−+−++,排除D.故选:A【点睛】本题主要考查函数的图象,利用函数的奇偶性和特值法为解题的关键,属于中档题.5.m,n是不同的直线,
,是不重合的平面,下列说法正确的是()A.若m,n,//m,n//,则//B.若//,m,n,则//mnC.若//,//m,则//mD.m,n是异面直线,若//m,//
m,//n,n//,则//【答案】D【解析】【分析】利用空间面面平行的判定和性质定理对选项进行分别分析判断,得出答案.【详解】选项A.若m,n,//m,n//,则//;当//mn时,可能有
l=,故A不正确.选项B.若//,m,n,则//mn,或m,n是异面直线,故B不正确.选项C.若//,//m,则//m,也可能m,故C不正确.选项D.在空间取一点(),AAmn,过A作//m
a,//nb.则相交直线mn,确定一个平面,由条件可得////,,所以//,故D正确.,故选:D【点睛】本题考查直线与平面、直线与直线、平面与平面的位置关系,属于基础题.6.已知函数()xxgxee−=−
,()()fxxgx=,若1ln3af=,140.2bf=,()1.25cf=,则a、b、c的大小关系为()A.bacB.cbaC.bcaD.abc【答案】A【解析】【分析】判断出函数()yfx=是偶
函数,且在区间()0,+上单调递增,然后比较ln3、140.2、1.25三个数的大小,由此可得出a、b、c的大小关系.【详解】()()()xxfxxgxxee−==−,该函数的定义域为R,()()()xxxxfxxeexee−−−=−−=−,所以,函数()yfx=为偶函
数,当0x时,()0xxgxee−=−,任取120xx,12xx−−,则12xxee,12xxee−−,所以,1122xxxxeeee−−−−,()()120gxgx,()()1122xgxxgx,即(
)()12fxfx,所以,函数()yfx=在()0,+上单调递增,()11lnlnln333afff===,101.2400.20.21ln355=,则()()11.240.2
ln35fff,即bac.故选:A.【点睛】本题考查函数值的大小比较,解题的关键在于分析函数的单调性与奇偶性,考查推理能力,属于中等题.7.若函数()()sinfxAx=+(其中0A,2)图象的一个对称中心为,03,其相邻
一条对称轴方程为712x=,该对称轴处所对应的函数值为-1,为了得到()cos26gxx=+的图象,则只要将()fx的图象()A.向右平移12个单位长度B.向左平移12个单位长度C
.向右平移6个单位长度D.向左平移6个单位长度【答案】D【解析】【分析】由条件先求函数的解析式,再化为同名函数,再按照平移变换规律求解【详解】由条件可知函数的最小值为-1,即1A=,对称中心和相邻的对称轴间的距离为4T,即127
4123=−,解得:2=当712x=时,7322122k+=+,kZ23k=+,kZ,2,3=()sin2cos2cos23326fxxxx=+=+−=−
,由cos26yx=−变换到()cos26gxx=+,即22266366xxx+=−+=+−,根据平移变换规律可知,只需向左平移6个单位.故选:D【点睛】本题考查函数的图象变换,以及()sinyAωxφ=+的解析
式和性质,属于中档题型,()sinyAx=+的横坐标伸长(或缩短)到原来的1倍,得到函数的解析式是()sinyAωxφ=+,若sinyAx=向右(或左)平移(0)个单位,得到函数的解析式是()sinyAx=−或()sinyAx=+.8.已知1F、2F是双曲线(
)2222:10,0xyCabab−=的两个焦点,以12FF为直径的圆与双曲线的一个交点是M,且12FMF△的三条边长成等差数列,则此双曲线的离心率是()A.2B.3C.5D.8【答案】C【解析】【分析】设点
M为第一象限的点,设点1F、2F分别为双曲线C的左、右焦点,设1MFm=,可得22MFma=−,则1222FFmac=+=,利用勾股定理可求得m与a的等量关系,由此可得出a与c的等量关系,进而可求得该双曲线的离心率.【详解】如下
图所示,设点M为第一象限的点,设点1F、2F分别为双曲线C的左、右焦点,设1MFm=,由双曲线的定义可得122MFMFa−=,则22MFma=−,由已知条件可得2MF、1MF、12FF成等差数列,且公差为2a,122FFma=+,易知12MFF△为直角三
角形,且12FMF为直角,由勾股定理得2221212MFMFFF+=,即()()22222mmama+−=+,解得8ma=,122102FFmaac=+==,即5ca=,因此,该双曲线的离心率为5cea==.
故选:C.【点睛】本题考查双曲线离心率的求解,考查了双曲线定义的应用,考查计算能力,属于中等题.9.已知定义在R上的偶函数()fx满足()()4fxfx+=,且当02x时,()2min2,2fxxxx=−+−,若方程()()210fxtx−+=恰有两个根,则t的取值范围
是()A.3211,,2332−−−B.3211,,2332−−−C.3211,,2332−−−D.3211,,2332−−−
【答案】B【解析】【分析】由题意可得()222xxfxx−+=−0112xx,根据函数的对称性和周期性,作出函数的图象,将问题转化为函数()yfx=与()21ytx=+的图象有2个交点,解决问题
.【详解】当02x时,222xxx−+−,解得:12x所以()222xxfxx−+=−0112xx,又因为函数是偶函数,关于y轴对称,并且周期4T=,若方程()()210fxtx−+=恰有两个根,即函数()yfx
=与()21ytx=+的图象有2个交点,如图,画出函数()yfx=和()21ytx=+的图象,当01x时,()22fxx=−+,()02f=,当直线过点()3,1时,此时直线的斜率13k=,由图象可知若函数()yfx=与()21
ytx=+的图象有2个交点,只需满足12123t+,解得:1132t−或3223t−−即t的取值范围是1132,,3223−−−.故选:B【点睛】本题考查函数与方程的应用,重点考查数形结合分析问题的能力,属于中档题型,本题的关键是正确画出函数的图象,并能
运用临界分析的思想求参数的取值范围.第Ⅱ卷二、填空题:10.若复数12aii+−是纯虚数,其中i是虚数单位,则实数a的值为________.【答案】2【解析】【分析】将复数12aii+−化成代数形式后,再根据纯虚数的概念求出a的值即可.【详解】解:
由题知()()()()()()122121212125aiiaaiaiiii++−+++==−−+,因为复数12aii+−是纯虚数,所以20a−=且120a+,解得2a=.故答案为:2.【点睛】本题考查复
数的除法运算和复数的有关概念,考查学生的运算运算能力,解题的关键是正确进行复数的运算.11.若232nxx−的展开式中常数项为第9项,则此时所有项的二项式系数和为________.【答案】1024【解析】【分析】
首先求出二项式展开式的通项,再根据第9项为常数得到10n=,再求二项式系数之和即可.【详解】由题知:232nxx−的展开式通项()52221322(3)rnrnrrnrrrnTCxxx−−−+=−=−,因为第9项为常数,所以52802−=n,解得10n=.所以
10232xx−的所有项的二项式系数和为1021024=.故答案为:1024【点睛】本题主要考查二项式各项系数之和,熟记二项式展开式的通项为解题的关键,属于中档题.12.圆222xy+=与圆224440xyx
y+−+−=的公共弦长为________.【答案】302【解析】【分析】两圆方程相减得公共弦据直线方程,然后求出一个圆心到该直线距离,由勾股定理得弦长.【详解】两圆方程相减得4420xy−+=,即2210xy−+=,原点到此直线距离为221242(2)d==+−,圆222xy+=半径为
2,所以所求公共弦长为222302(2)42−=.故答案为:302.【点睛】本题考查两圆公共弦长,解题关键是求出公共弦所在直线方程.13.近年来,空气质量成为人们越来越关注的话题,空气质量指数(AirQualityIn
dex,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数.环保部门记录了某地区7天的空气质量指数,其中,有4天空气质量为优,有2天空气质量为良,有1天空气质量为轻度污染.现工作人员从这7天中随机抽取3天进行某项研究,则抽取
的3天中至少有一天空气质量为良的概率为________;记X表示抽取的3天中空气质量为优的天数,则随机变量X的数学期望为________.【答案】(1).57(2).127【解析】【分析】第一空,先求抽取的3天空气质量都不为良的概率,再根据对立事件的概率公式求解即可;第二空,随机变量X
服从超几何分布,计算即可.【详解】解:设事件A表示“抽取3天中至少有一天空气质量为良”,事件B表示“抽取的3天空气质量都不为良”,则事件A与事件B互为对立事件,所以()()35375117CPAPBC=−=−=;随机变量X的可能取
值为0,1,2,3,概率为()()343370,1,2,3kkCCPXkkC−===,所以随机变量X分布列为:X0123P13512351835435随机变量X的数学期望为()112184120123353535357EX=+++=故答案为:57
;127【点睛】本题考查利用古典概型求事件的概率,超几何分布,是中档题.14.已知0x,0y,且11229xyxy+++=,则xy+的最大值为________.【答案】4【解析】【分析】先利用基本不等式化已知等式为关于xy+的不等式,然后解不等式得结论.【详解】∵0,
0xy,21142292()2()2()()4xyxyxyxyxyxyxyxyxyxy+++++==++++=++++,当且仅当xy=时等号成立,22()9()40xyxy+−++,[2()1](4)0xyxy+−+−,142xy+,所以xy+的最大值为4,此时2xy==.【点
睛】本题考查用基本不等式求最值,此时解题时是利用基本不等式得出不等关系然后解不等式得出结论.当然要注意等号成立的条件.15.如图,在ABC中,3BAC=,3ADDB=,P为CD上一点,且满足12APmACAB=+,若ABC的面积为3
32,则AP的最小值为________.【答案】3【解析】【分析】由三角形的面积公式可求得6ABAC=,设CPCD=,可得()314APACAB=−+,结合12APmACAB=+可求得13m=,可得出1132APACAB=+,进而可得出222111cos493APABACA
BACBAC=++,利用基本不等式可求得AP的最小值.【详解】1333sin242ABCSABACBACABAC===,6ABAC=,3ADDB=,34ADAB=,设CPCD=,()()314AP
ACCPACCDACADACACAB=+=+=+−=−+,又12APmACAB=+,则13142m−==,解得2313m==,则1132APACAB=+,因此,22221111123493APABACABACABAC=+=++
2222111111cos264933632ABACABACBACABAC=+++1133ABAC=+=,即3AP,当且仅当6ABAC==时,等号成立,因此,AP的最小值为3.故答案为:3.【点
睛】本题考查线段长最值的求解,同时也考查了利用向量的线性运算求参数,也考查了基本不等式的应用,考查计算能力,属于中等题.三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤16.已知函数2()23sincos2sin1fxxxx=+−.(1)求函
数()fx的单调递增区间;(2)在ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若()2,C,24fAc===,求ABC的面积.【答案】(1),,63kkkZ−+;(2)332+.【解析】【分
析】(1)利用三角函数恒等变换的应用化简函数解析式可得f(x)=2sin(2x6−),利用正弦函数的单调性即可求解其单调递增区间.(2)由题意可得sin(2A6−)=1,结合范围2A6−∈(6−,116),可求A的值,由
正弦定理可得a,由余弦定理b,进而根据三角形的面积公式即可求解.【详解】(1)∵()223213fxsinxcosxsinx=+−=sin2x﹣cos2x=2sin(2x6−),令2kπ2−2x6−2kπ2+,k∈Z,解得kπ
6−x≤kπ3+,k∈Z,∴函数f(x)的单调递增区间为:[kπ6−,kπ3+],k∈Z.(2)∵f(A)=2sin(2A6−)=2,∴sin(2A6−)=1,∵A∈(0,π),2A6−∈(6−,116)
,∴2A62−=,解得A3=,∵C4=,c=2,∴由正弦定理acsinAsinC=,可得a322622csinAsinC===,∴由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA,可得6=b2+4﹣2122b,解得b=13+,(负值舍
去),∴S△ABC12=absinC162=(13+)23322+=.【点睛】本题主要考查了三角函数恒等变换的应用,正弦函数的单调性,正弦定理,余弦定理,三角形的面积公式在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.17.已知在四棱锥PABCD−中,底面
ABCD是边长为4的正方形,PAD△是正三角形,CD⊥平面PAD,E,F,G,O分别是PC,PD,BC,AD的中点.(Ⅰ)求证:PO⊥平面ABCD;(Ⅱ)求平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的大小;(Ⅲ)线段PA
上是否存在点M,使得直线GM与平面EFG所成角为π6,若存在,求线段PM的长度;若不存在,说明理由.【答案】(Ⅰ)证明见解析(Ⅱ)π3(Ⅲ)不存在,见解析【解析】【分析】(Ⅰ)正三角形PAD中PO⊥AD,由CD⊥平面PAD得到PO⊥CD,所以得到PO⊥面ABCD;(Ⅱ)以O点为原点
建立空间直角坐标系,根据平面EFG的法向量,和平面ABCD的法向量,从而得到平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的余弦值,再得到所求的角;(Ⅲ)线段PA上存在满足题意的点M,直线GM与平面EFG法向量的夹角为3,设PMPA=uuuruur,0,1,利用向量的夹角公式,得到关于的方
程,证明方程无解,从而得到不存在满足要求的点M.【详解】(Ⅰ)证明:因为△PAD是正三角形,O是AD的中点,所以PO⊥AD.又因为CD⊥平面PAD,PO平面PAD,所以PO⊥CD.ADCDD=,ADCD,平面ABCD,所以P
O⊥面ABCD.(Ⅱ)如图,以O点为原点分别以OA、OG、OP所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.则(0,0,0),(2,0,0),(2,4,0),(2,4,0),(2,0,0),(0,4,0),(0,0,23)OABCDGP−−,(1,
2,3),(1,0,3)EF−−,(0,2,0),(1,2,3)EFEG=−=−,设平面EFG的法向量为(,,)mxyz=所以00EFmEGm==,即20,230,yxyz−=+−=令1z=,则(3,01)m=,,又平面ABCD的法向量(0,0,1)n=,设平面E
FG与平面ABCD所成锐二面角为,所以()2211cos2311mnmn===+.所以平面EFG与平面ABCD所成锐二面角为π3.(Ⅲ)假设线段PA上存在点M,使得直线GM与平面EFG所成角为6,即直线GM与平面EFG法向量m所成的角为3,设PMPA=uuuruur,0
,1,,GMGPPMGPPA=+=+uuuruuuruuuruuuruur,所以()()2,4,231GM=−−uuur所以23coscos,32467GMm==−+,整理得22320−+=,,方程
无解,所以,不存在这样的点M.【点睛】本题考查线面垂直的性质和判定,利用空间向量求二面角,利用空间向量证明存在性问题.18.椭圆()222210xyabab+=的短轴长与其焦距相等,且四个顶点构成面积为22的菱
形.(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)过点()1,0A且斜率不为0的直线l与椭圆交于M、N两点,记MN中点为B,坐标原点为O,直线BO交椭圆于P、Q两点,当四边形MPNQ的面积为2153时,求直线l的方程.【答案】(Ⅰ)2212xy+=;(Ⅱ)210xy
+−=或210xy−−=.【解析】【分析】(Ⅰ)由题意得出bc=,可得出2ab=,再由椭圆的四个顶点构成面积为22的菱形可求得a、b的值,由此可得出椭圆的标准方程;(Ⅱ)设直线l的方程为1xmy=+,设点()11,Mxy、()22,Nxy,将直线l的方程与椭
圆的方程联立,列出韦达定理,求得线段MN的中点B的坐标,进而可求得直线OB的方程,将直线OB的方程与椭圆的方程联立,求得PQ,并计算出点M、N到直线BO的距离,由此可求得四边形MPNQ的面积关于m的表达式,结合已知条件求出实
数m的值,由此可求得直线l的方程.【详解】(Ⅰ)因为短轴长与其焦距相等,所以22bc=,又222abc=+,所以22abc==,则2ab=,由于椭圆的四个顶点构成面积为22的菱形,则2122222222ababb
===,所以1b=,2a=,故所求椭圆的标准方程为2212xy+=;(Ⅱ)设点M、N的坐标分别为()11,xy、()22,xy,设直线MN的方程为1xmy=+,将直线MN的方程与椭圆方程联立,得()22221221012xmymymyxy=+
++−=+=.()()222442810mmm=++=+,由韦达定理得12222myym+=−+,12212yym=−+,设点B坐标为(),BBxy,则有12222Byymym+==−+,2
212BBxmym=+=+,因此2BOBBymkx==−,所以直线OB的方程为2myx=−,将直线OB的方程与椭圆方程联立,得()2222222222242224122mxyxmmxxmyym==−++=+==+.所以弦长2222222224422222mmPQ
xymmm+=+=+=+++.不妨设点M在直线:2mOByx=−上方,则点N在直线:2mOByx=−下方,点()11,Mxy到直线PQ的距离为()()21111112222122444mymmmyymxydmmm+++++===+++,点()22,Nxy到直线PQ的距离为()222
22222244mymmxydmm+++==−++.所以()()()22222121212122222222224422444myymmmddyyyymmmmm+−+++==+−=−++++++221224mm+=
+.所以四边形MPNQ面积为()2221222211411215222222222423mmmSPQddmmmm+++=+====+++.因此,直线l的方程为210xy+−=或210xy−−=.【点睛】本题
考查椭圆方程的求解,同时也考查了利用四边形的面积求直线的方程,考查了韦达定理设而不求法的应用,考查计算能力,属于难题.19.已知数列na满足()()()12311412316nnnnnaaanana−+−++++−+=.(1)求2a的值;(2)若111nniiiTaa=+=,则
求出2020T的值;(3)已知nb是公比q大于1的等比数列,且11ba=,35ba=,设112nanncb++=−,若nc是递减数列,求实数的取值范围.【答案】(1)3;(2)20204041;(3)1,3
+.【解析】【分析】(1)首先根据已知条件求出21nan=−,再求2a即可.(2)利用裂项求和得到21nnTn=+,再求2020T即可.(3)根据题意得到13nnb−=,23nnnc=−,又因为nc是递减数列,得到1nncc+,从而
得到*Nn,1223n恒成立,再求1223n的最大值即可得到答案.【详解】(1)由题意,数列nna的前n项和()()1416nnnnS+−=.当1n=时,有1111aS==,所以11a=.当2n时,(
)()()()114114566nnnnnnnnnnaSS−+−−−=−=−()()()()()141145216nnnnnnn=+−−−−=−.所以,当2n时,21nan=−又11a=符合2n时na与n的关系式,所以21nan=−.故2a的值为3.(2)由(1)
可知21nan=−.则()()111111212122121nnaannnn+==−−+−+,所以12233114111111nniiinnTaaaaaaaaaa++==++=++1111111112335572121nn
=−+−+−++−−+11122121nnn=−=−+.所以2020T的值为20204041.(3)由111ba==,359==ba得29q=.又1q,所以3q=.所以1113nnnbbq−−
==,11223nannnncb++=−=−.因为nc是递减数列,所以1nncc+,即112323nnnn++−−.化简得232nn.所以*Nn,1223n恒成立.又1223n
是递减数列,所以1223n的最大值为第一项1121233a==.所以13,即实数的取值范围是1,3+.【点睛】本题为数列综合题,主要考查了裂项求和,同时考查了数列的单调性
,属于中档题.20.设Rk,设函数()1lnxfxx=−,()gxkxke=−,其中e为自然对数的底数.(Ⅰ)若1k=−,记()()()Fxfxgx=−,则判断函数()Fx在区间()1,e上是否有零点;(Ⅱ)证明:对任意的Rk,函数()fx的切线不可能是
直线()ygx=;(Ⅲ)设()2lnnxxke=−−,试判断函数()()()hxxnxgx=+是否存在极小值,若存在,求出k的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】(Ⅰ)函数()Fx在区间()1,e上有零点;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)存在,0k且12ke..【解析】【
分析】(Ⅰ)根据零点存在定理判断;(Ⅱ)假设存在Rk,使得直线ykxke=−是曲线()yfx=的切线,设切点横坐标为0x,且()()00,,xee+,利用导数几何意义求出切线方程,由切线方程求切点坐标,求出如果存在,切线横坐标只能为e,从而说明不存在;(
Ⅲ)()22ln2hxxxxkxkex=−+−,0x,()()1ln2hxxkxe=−+−,令()()1ln2mxxkxe=−+−,则()1212kxmxkxx−=−=,()()0mehe==,然后分类12ke=,102ke,12
ke,分别研究()hx的最小值,得出结论.【详解】解:(Ⅰ)当1k=−时,函数()gxxe=−+,令()()()1lnxFxfxgxxex=−=+−−,()1,xe,则()120Fe=−,()30Feee=−,故()()10FFe,又函数()Fx
在区间()1,e上的图象是连续不间断曲线,故函数()Fx在区间()1,e上有零点,(Ⅱ)证明:假设存在Rk,使得直线ykxke=−是曲线()yfx=的切线,设切点横坐标为0x,且()()00,,xee+,22ln()(1ln)xfxx−=−,则切线()yfx=在点
0xx=切线方程为()()()000yfxxxfx=−+,即()()00000220002ln2ln1lnln1ln1xxxxxyxxxx−−=−+−−−,从而()0202lnln1xkx−=−,且()000
02002ln1lnln1xxxxkexx−−+=−−−,消去k,得002lnxeex=−,故0xe=满足等式,令()0002lnsxxeex=−+,所以()001esxx=+,故函数()0sx在()0,e和(),e+上单调递增,又函数()0sx在0xe=时()0se=,故方程00
2lnxeex=−有唯一解0xe=,又()()00,,xee+,故0x不存在,即证.(Ⅲ)由于()2lnnxxke=−−,所以()()22ln2ln2hxxxxxgxekxxxxkxkex=−+−=−+−,0x,()()
1ln2hxxkxe=−+−,令()()1ln2mxxkxe=−+−,则()1212kxmxkxx−=−=,()()0mehe==,(ⅰ)当0k时,()mx恒负,故当()00,xe时,()0hx,()hx递增,当(),xe+时,(
)0hx,()hx递减,故()hx在xe=处取得极大值,无极小值,不合题意;(ⅱ)0k时,则()mx在10,2k递减,在1,2k+递增,①若12ke=,12ek=,故()hx在()0,e递减,在(),e+递增,故()0,x+时,()
0hx,()hx在()0,+递增,无极值,不合题意;②当12ke时,102ek,当1,2xek时()0hx,()hx递减,在(),xe+时()0hx,在()hx递增,故()hx在xe=处取极小值,符合题意
,③当102ke时,12ek,故()mx在10,2k递减,可得当()0,xe时,()0hx,当1,2xek时,()0hx,∵()111122lnkkkeemkeekk=−+−,易证112kekk,令()
112lnkkemkek=−,1,2kee,令12tek=,故()2lnntett=−−则()1210ntet=−−故()nt在()2,e+递增,则()()()210ntnen,即102ke时,故在112kekk内存在0
x,使得()00mx=,故()hx在012xk上递减,在()0,x+递增,故()hx在0xx=处取得极小值.综上,实数k的范围是0k且12ke.【点睛】本题考查用导数研究函数的零点
,考查导数的几何意义,考查用导数研究函数的最值问题,解题关键是掌握导数与单调性的关系,极值与最值的定义,考查分类讨论思想,等价转化思想,考查学生的逻辑推理能力,运算求解能力,难度较大,属于困难题.