【文档说明】福建省厦门市思明区湖滨中学2020-2021学年高二下学期期中考试数学试卷 含解析【精准解析】.docx,共(19)页,140.668 KB,由小赞的店铺上传
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福建省厦门市思明区湖滨路高中2020-2021学年高二下学期数学期中考试试卷一、单选题(共8题;共40分)1.已知𝑖为虚数单位,复数𝑧满足𝑧(1+𝑖)=1,则𝑧的共轭复数𝑧̅=()A.12+12𝑖B.12−12𝑖C.−12+1
2𝑖D.−12−12𝑖2.已知向量𝑎⃗=(2,−1,2),𝐴(−1,𝑥,1),𝐵(1,−1,1),若𝑎⃯⊥𝐴𝐵⃯,则实数𝑥的值为()A.-5B.0C.-1D.53.如图所示,已知𝐴𝐵𝐶𝐷−𝐴1𝐵1𝐶1𝐷1是平行六面体.设𝐴𝐶
∩𝐵𝐷=𝑀,𝑁是𝐵𝐶1上靠近点𝐶1的四等分点,若𝑀𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑧𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝑥,𝑦,𝑧的值为()A.𝑥=12,
𝑦=14,𝑧=34B.𝑥=14,𝑦=12,𝑧=34C.𝑥=12,𝑦=34,𝑧=14D.𝑥=34,𝑦=12,𝑧=144.函数y=xlnx在(0,5)上是()A.单调增函数B.在(0,1𝑒)上单调递
增,在(1𝑒,5)上单调递减C.单调减函数D.在(0,1𝑒)上单调递减,在(1𝑒,5)上单调递增5.已知𝑅上可导函数𝑓(𝑥)的图象如图,则不等式𝑓′(𝑥)>0的解集是()A.(−2,0)∪(2,+∞)B.(−∞,−2)∪(2,+∞)C.(−2,−1)∪(1,2)D.
(−∞,−1)∪(1,+∞)6.在我国古代数学名著《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑,如图,在鳖臑ABCD中,AB⊥平面BCD,且AB=BC=CD,则异面直线AC与BD所成角的余弦值为()A.12B.-12C.2D.
−√327.若𝑓(𝑥)=𝑥3+𝑎𝑥2+𝑏𝑥−𝑎2−7𝑎在x=1处取得极大值10,则𝑏𝑎的值为()A.−32或−12B.−32或12C.−32D.−128.我国著名数学家华罗庚先生
曾说:数缺形时少直观,形缺数时难人微,数形结合百般好,隔裂分家万事休.在数学的学习和研究中,常用函数的图像研究函数的性质,也常用函数的解析式来琢磨函数的图象特征.如函数𝑓(𝑥)=𝑥2+𝑥sin𝑥的图象大致为().A.B.C.D.二、多选题(共
4题;共20分)9.下列导数运算正确的有()A.(1𝑥)′=1𝑥2B.(𝑥𝑒𝑥)′=(𝑥+1)𝑒𝑥C.(𝑒2𝑥)′=2𝑒2𝑥D.(ln2𝑥)′=2𝑥10.函数𝑦=𝑓(𝑥)的导函数的图象如图所示,则
下列说法错误的是()A.(−1,3)为函数𝑦=𝑓(𝑥)的单调递增区间B.(3,5)为函数𝑦=𝑓(𝑥)的单调递减区间C.函数𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=5处取得极小值D.函数𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=0
处取得极大值11.已知i为虚数单位,以下四个说法中正确的是()A.𝑖+𝑖2+𝑖3+𝑖4=0B.复数𝑧=3−𝑖的虚部为−𝑖C.若𝑧=(1+2𝑖)2,则复平面内𝑧̅对应的点位于第二象限D.已知复数z满足|𝑧−1|=|𝑧+1|,则z
在复平面内对应的点的轨迹为直线12.已知空间四点𝑂(0,0,0),𝐴(0,1,2),𝐵(2,0,−1),𝐶(3,2,1),则下列说法正确的是()A.𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=
−2B.cos<𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗>=−25C.点O到直线𝐵𝐶的距离为√5D.O,A,B,C四点共面三、填空题(共4题;共20分)13.若𝐴(−1,1,4),𝐵(1,2,3),𝐶(3,0,3),𝐷为𝐵𝐶的中点,
|𝐴𝐷|=________.14.函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥−𝑥的图象在𝑥=1处的切线方程为𝑦=𝑥−2,则𝑎=________.15.定义在𝑅上的连续函数𝑓(𝑥)满足𝑓(1)=2,且𝑓(𝑥)在𝑅上的导函数𝑓′(𝑥)<1,则不等式𝑓(𝑥)<
𝑥+1的解集为________.16.已知𝑓(𝑥)=𝑥2+ln𝑥+𝑚𝑥−1在区间(1,2)上为单调递增函数,则实数𝑚的取值范围是________.四、解答题(共6题;共70分)17.已知向量𝑎⃗与𝑏⃗⃗的夹角𝜃=3𝜋4,且|𝑎
⃗|=3,|𝑏⃗⃗|=2√2.(1)求𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗,|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|;(2)求𝑎⃗与𝑎⃗+𝑏⃗⃗的夹角的余弦值.18.如图,四边形𝐴𝐵𝐶𝐷为正方形,𝑃𝐷⊥平面𝐴𝐵𝐶𝐷,点𝐸,𝐹分别为𝐴𝐷,𝑃𝐶的中点,且𝐷𝐶=1,𝑃𝐶=√2.(
1)证明:𝐷𝐹//平面𝑃𝐵𝐸;(2)求二面角𝐴−𝑃𝐵−𝐶的大小.19.已知函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥3+𝑏𝑥+𝑐在𝑥=2处取得极值为𝑐−16.(1)求𝑎、𝑏的值;(2)若𝑓(𝑥)有极大值28,求𝑓(𝑥)在[−3,3]上的最大值.20.某偏
远贫困村积极响应国家“扶贫攻坚”政策,在对口帮扶单位的支持下建了一个工厂,已知每件产品的成本为𝑎元,预计当每件产品的售价为𝑥元(3≤𝑥≤8)时,年销量为(9−𝑥)2万件.若每件产品的售价定为6
元时,预计年利润为27万元(1)试求每件产品的成本𝑎的值;(2)当每件产品的售价定为多少元时?年利润𝑦(万元)最大,并求最大值.21.如图1,在边长为2的菱形𝐴𝐵𝐶𝐷中,∠𝐵𝐴𝐷=60°,𝐷𝐸⊥𝐴𝐵于点𝐸,将𝛥
𝐴𝐷𝐸沿𝐷𝐸折起到𝛥𝐴1𝐷𝐸的位置,使𝐴1𝐷⊥𝐵𝐸,如图2.(1)求证:𝐴1𝐸⊥平面𝐵𝐶𝐷𝐸;(2)在线段𝐵𝐷上是否存在点𝑃,使平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷?若存在,求𝐵𝑃𝐵𝐷的值;若不存在,说明理由.22.设函数𝑓
(𝑥)=𝑥22−𝑎ln𝑥,𝑔(𝑥)=(1−𝑎)𝑥.(1)当𝑎=12,𝑥>1时,求证:𝑓(𝑥)>𝑔(𝑥);(2)若∃𝑥∈[1,𝑒],使得不等式𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥)≤𝑎成立,求实数a的取值范围.答案解析部分一、单选题(共8题;共40分)1.已知𝑖为
虚数单位,复数𝑧满足𝑧(1+𝑖)=1,则𝑧的共轭复数𝑧̅=()A.12+12𝑖B.12−12𝑖C.−12+12𝑖D.−12−12𝑖【答案】A【考点】复数的基本概念,复数代数形式的乘除运算【解析】【解答】由𝑧(1+i)=1,得𝑧=11+i=1−i(1+i)(1−i)=12−12
i,∴𝑧̅=12+12i。故答案为:A.【分析】利用已知条件结合复数乘除法运算法则,从而求出复数z,再利用复数与共轭复数的关系,从而求出复数z的共轭复数。2.已知向量𝑎⃗=(2,−1,2),𝐴(−1,𝑥,1),𝐵(1,−1,1),若𝑎⃯⊥𝐴𝐵⃯,则实数𝑥的值为()A.-
5B.0C.-1D.5【答案】A【考点】数量积的坐标表达式,数量积判断两个平面向量的垂直关系【解析】【解答】解:由题意得𝐴𝐵→=(2,−1−𝑥,0),又∵𝑎⃯⊥𝐴𝐵⃯,∴2×2+(-1)×(-1-x)+2×0=0解得x=-5故答案为:A【分析】根据向量的坐标运
算,结合向量垂直的充要条件求解即可.3.如图所示,已知𝐴𝐵𝐶𝐷−𝐴1𝐵1𝐶1𝐷1是平行六面体.设𝐴𝐶∩𝐵𝐷=𝑀,𝑁是𝐵𝐶1上靠近点𝐶1的四等分点,若𝑀𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+
𝑧𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝑥,𝑦,𝑧的值为()A.𝑥=12,𝑦=14,𝑧=34B.𝑥=14,𝑦=12,𝑧=34C.𝑥=12,𝑦=34,𝑧=14D.𝑥=34,𝑦=12,𝑧=14【答案】A【考点】平面向量的基
本定理及其意义【解析】【解答】由题知𝑀是𝐵𝐷的中点,所以𝑀𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝐷𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,又𝑁是𝐵𝐶1上靠近点𝐶1的四等分点,所以𝐵𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34𝐵𝐶1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗所以𝑀𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑀𝐵
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝐷𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗+34𝐵𝐶1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12(𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗)+34(𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝐵1⃗⃗⃗⃗⃗⃗
⃗⃗)=12𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗−12𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+34𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+34𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+14𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+34𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗又𝑀𝑁⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑧𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗所以𝑥=12,𝑦=14,𝑧=34。故答案为:A【分析】由题知𝑀是𝐵𝐷的中点,所以𝑀𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=
12𝐷𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,又因为点𝑁是𝐵𝐶1上靠近点𝐶1的四等分点,所以𝐵𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34𝐵𝐶1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,再结合三角形法则和向量共线定理,从而利用平面向量基本定理和已知条件𝑀𝑁⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+
𝑧𝐴𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,从而求出x,y,z的值。4.函数y=xlnx在(0,5)上是()A.单调增函数B.在(0,1𝑒)上单调递增,在(1𝑒,5)上单调递减C.单调减函数D.在(0,1𝑒)上单调递减,在(1𝑒,5)上单调递增【答案】D【
考点】利用导数研究函数的单调性,函数在某点取得极值的条件【解析】【解答】∵𝑦=𝑥ln𝑥,∴𝑦′=ln𝑥+1,由𝑦′=ln𝑥+1=0,得极值点𝑥=1𝑒,∵𝑥∈(0,5),∴当𝑥∈(0,1𝑒)时,𝑓′(𝑥)<0,函数是单调递减
函数;当𝑥∈(1𝑒,5)时,𝑓′(𝑥)>0,函数是单调递增函数,即函数𝑦=𝑥ln𝑥在(0,1𝑒)上单调递减,在(1𝑒,5)上单调递增。故答案为:D.【分析】利用求导的方法判断函数的单调性,从而判断出函数在(0,1�
�)上单调递减,在(1𝑒,5)上单调递增。5.已知𝑅上可导函数𝑓(𝑥)的图象如图,则不等式𝑓′(𝑥)>0的解集是()A.(−2,0)∪(2,+∞)B.(−∞,−2)∪(2,+∞)C.(−2,−1)∪(1,2)D.(−∞,−1
)∪(1,+∞)【答案】D【考点】利用导数研究函数的单调性【解析】【解答】由图可知𝑓(𝑥)在(−∞,−1),(1,+∞)上单调递增,所以𝑓′(𝑥)>0的解集为(−∞,−1)∪(1,+∞)。故答案为:D
【分析】由图可知𝑓(𝑥)在(−∞,−1),(1,+∞)上单调递增,再利用求导判断函数的单调性的方法,从而求出不等式𝑓′(𝑥)>0的解集。6.在我国古代数学名著《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑,如图,在鳖臑ABCD中,AB⊥平面BCD,
且AB=BC=CD,则异面直线AC与BD所成角的余弦值为()A.12B.-12C.2D.−√32【答案】A【考点】异面直线及其所成的角【解析】【解答】解:如图所示,分别取𝐴𝐵,𝐴𝐷,𝐵𝐶,𝐵𝐷的中点𝐸,
𝐹,𝐺,𝑂,则𝐸𝐹//𝐵𝐷,𝐸𝐺//𝐴𝐶,𝐹𝑂⊥𝑂𝐺,∴∠𝐹𝐸𝐺或其补角为异面直线𝐴𝐶与𝐵𝐷所成角.设𝐴𝐵=2𝑎,则𝐸𝐺=𝐸𝐹=√2𝑎,𝐹𝐺=√𝑎2+𝑎2=√2𝑎,∴∠𝐹𝐸𝐺=60°,∴异面直线
𝐴𝐶与𝐵𝐷所成角的余弦值为12。故答案为:A.【分析】分别取𝐴𝐵,𝐴𝐷,𝐵𝐶,𝐵𝐷的中点𝐸,𝐹,𝐺,𝑂,则𝐸𝐹//𝐵𝐷,𝐸𝐺//𝐴𝐶,𝐹𝑂⊥𝑂𝐺,所以∠𝐹𝐸𝐺或其补角为异面直线
𝐴𝐶与𝐵𝐷所成角,设𝐴𝐵=2𝑎,则𝐸𝐺=𝐸𝐹=√2𝑎,再利用勾股定理求出𝐹𝐺=√2𝑎,从而结合等边三角形的定义判断出三角形为等边三角形,再利用等边三角形的性质,从而得出∠𝐹𝐸𝐺=60°,进而求出异面直线𝐴𝐶与𝐵𝐷所成角的余弦值。7.若𝑓(𝑥
)=𝑥3+𝑎𝑥2+𝑏𝑥−𝑎2−7𝑎在x=1处取得极大值10,则𝑏𝑎的值为()A.−32或−12B.−32或12C.−32D.−12【答案】C【考点】函数在某点取得极值的条件,利用导数研究函数的极值【解析】【解答】∵𝑓
(𝑥)=𝑥3+𝑎𝑥2+𝑏𝑥−𝑎2−7𝑎,∴𝑓′(𝑥)=3𝑥2+2𝑎𝑥+𝑏,又𝑓(𝑥)=𝑥3+𝑎𝑥2+𝑏𝑥−𝑎2−7𝑎在x=1处取得极大值10,∴𝑓′(1)
=3+2𝑎+𝑏=0,𝑓(1)=1+𝑎+𝑏−𝑎2−7𝑎=10,∴𝑎2+8𝑎+12=0,∴𝑎=−2,𝑏=1或𝑎=−6,𝑏=9.当𝑎=−2,𝑏=1时,𝑓′(𝑥)=3𝑥3−4𝑥+1=(3𝑥−1)(𝑥−1),当13<x
<1时,𝑓′(𝑥)<0,当x>1时,𝑓′(𝑥)>0,∴f(x)在x=1处取得极小值,与题意不符;当𝑎=−6,𝑏=9时,𝑓′(𝑥)=3𝑥2−12𝑥+9=3(𝑥−1)(𝑥−3),当x<1时,𝑓′(𝑥)>0,当<x<3时,𝑓′(𝑥)<0,∴f(x)在
x=1处取得极大值,符合题意;则𝑏𝑎=−9−6=−32,故答案为:C.【分析】由于𝑓′(𝑥)=3𝑥2+2𝑎𝑥+𝑏,依题意知,𝑓′(1)=3+2𝑎+𝑏=0,𝑓(1)=1+𝑎+𝑏−𝑎2−7𝑎=10,于是有𝑏=−3−2𝑎,代
入f(1)=10即可求得𝑎,𝑏,从而可得答案.8.我国著名数学家华罗庚先生曾说:数缺形时少直观,形缺数时难人微,数形结合百般好,隔裂分家万事休.在数学的学习和研究中,常用函数的图像研究函数的性质,也常用
函数的解析式来琢磨函数的图象特征.如函数𝑓(𝑥)=𝑥2+𝑥sin𝑥的图象大致为().A.B.C.D.【答案】A【考点】函数奇偶性的判断,奇偶函数图象的对称性,利用导数研究函数的单调性【解析】【解答】解:由f(-x)=(-x)2+(-x)s
in(-x)=x2+xsinx=f(x),所以函数f(x)是偶函数,故B错误,又f'(x)=2x+sinx+xcosx=(2+cosx)x+sinx,当x>1时,2+cosx∈[1,3],(2+cosx)x>1,sinx∈
[-1,1],则f'(x)>0恒成立,当x∈(0,π2)时,sinx>0,cosx>0,x>0,则f'(x)>0恒成立,因为(0,1)⊂(0,π2),所以f'(x)>0在(0,1)恒成立,综上所述,f'(x)>0在(0,+∞)恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以A对.故答案为:A【分析】利用函数的奇偶性可排除A,再利用导数研究函数的单调性即可判断.二、多选题(共4题;共20分)9.下列导数运算正确的有()A.(1𝑥)′=1𝑥2B.(𝑥𝑒𝑥)′=(𝑥+1)𝑒𝑥C.(𝑒2𝑥)′=2𝑒2𝑥D.(l
n2𝑥)′=2𝑥【答案】B,C【考点】导数的乘法与除法法则,简单复合函数的导数【解析】【解答】对于A,(1𝑥)′=(𝑥−1)′=−𝑥−2=−1𝑥2,故错误;对于B,(𝑥𝑒𝑥)′=𝑥′𝑒𝑥+𝑥(𝑒𝑥)′=(𝑥+1)𝑒𝑥,故正确;
对于C,(𝑒2𝑥)′=(2𝑥)′𝑒2𝑥=2𝑒2𝑥,故正确;对于D,(ln2𝑥)′=(2𝑥)′12𝑥=1𝑥,故错误.故答案为:BC.【分析】利用导数的运算法则结合复合函数导数的求解方法,从而选出导数运算正确的选项。10.函数𝑦=𝑓(�
�)的导函数的图象如图所示,则下列说法错误的是()A.(−1,3)为函数𝑦=𝑓(𝑥)的单调递增区间B.(3,5)为函数𝑦=𝑓(𝑥)的单调递减区间C.函数𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=5处取得极小值D.函数𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=0处取得极大值【答案】D【考点】利用导数研究函数的
单调性,利用导数研究函数的极值【解析】【解答】由题意,函数𝑦=𝑓(𝑥)的导函数的图象可知:当𝑥<−1时,𝑓′(𝑥)<0,函数𝑓(𝑥)单调递减;当−1<𝑥<3时,𝑓′(𝑥)>0,函数𝑓(𝑥)单调递增;当3<𝑥<5时,𝑓′(𝑥)<0,函数𝑓(𝑥)单调递减;当𝑥>5
时,𝑓′(𝑥)>0,函数𝑓(𝑥)单调递增;所以函数𝑓(𝑥)单调递减区间为(−∞,−1),(3,5),单调递增区间为(−1,3),(5,+∞),且函数𝑓(𝑥)在𝑥=−1和𝑥=5取得极小值,在𝑥=3取得极大值。
故答案为:D.【分析】利用函数𝑦=𝑓(𝑥)的导函数的图象结合求导的方法判断函数的单调性,从而得出函数𝑓(𝑥)单调递减区间为(−∞,−1),(3,5),单调递增区间为(−1,3),(5,+∞),再利用函数的单调性,从而求出函数的极值点,进而
得出函数𝑓(𝑥)在𝑥=−1和𝑥=5取得极小值,在𝑥=3取得极大值,从而选出说法错误的选项。11.已知i为虚数单位,以下四个说法中正确的是()A.𝑖+𝑖2+𝑖3+𝑖4=0B.复数𝑧=3−𝑖的虚部为−𝑖C.若𝑧=(1+2𝑖)2,则复平面内
𝑧̅对应的点位于第二象限D.已知复数z满足|𝑧−1|=|𝑧+1|,则z在复平面内对应的点的轨迹为直线【答案】A,D【考点】虚数单位i及其性质,复数代数形式的乘除运算,复数求模【解析】【解答】A选项,𝑖+𝑖2+𝑖3+�
�4=𝑖−1−𝑖+1=0,A选项正确.B选项,𝑧的虚部为−1,B选项错误.C选项,𝑧=1+4𝑖+4𝑖2=−3+4𝑖,𝑧̅=−3−4𝑖,对应坐标为(−3,−4)在第三象限,C选项错误.D选项,|𝑧−1|=|𝑧+1|=|𝑧−(−1)|表示𝑧到𝐴(1,0)和
𝐵(−1,0)两点的距离相等,故𝑧的轨迹是线段𝐴𝐵的垂直平分线,D选项正确.故答案为:AD【分析】利用虚数单位i的运算性质判断A;根据复数定义判断B;利用复数代数形式的乘除运算化简z进一步求得𝑧的坐标判断C;由复数模的几何意义判断D.12.已知空间四
点𝑂(0,0,0),𝐴(0,1,2),𝐵(2,0,−1),𝐶(3,2,1),则下列说法正确的是()A.𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=−2B.cos<𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗>=−25C.点O到直线𝐵𝐶的
距离为√5D.O,A,B,C四点共面【答案】A,B,C【考点】数量积的坐标表达式,数量积表示两个向量的夹角,点到直线的距离公式,共线向量与共面向量【解析】【解答】𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,1,2),𝑂𝐵⃗
⃗⃗⃗⃗⃗=(2,0,−1),𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0×2+1×0+2×(−1)=−2,A符合题意;cos<𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗>=𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗
⃗⃗|𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗||𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗|=−2√5×√5=−25,B符合题意;𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,2,2),𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=2×1+0×2+(−1)×2=0,所以𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,|𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗|=√5
,所以点O到直线𝐵𝐶的距离为√5,C符合题意;𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(3,2,1),假设若O,A,B,C四点共面,则𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗共面,设𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦�
�𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则{2𝑦=3𝑥=22𝑥−𝑦=1,此方程组无解,所以O,A,B,C四点不共面,D不符合题意.故答案为:ABC.【分析】利用已知条件结合数量积的坐标表示求出数量积的值;再利用数量积
求向量夹角公式结合数量积的坐标表示和向量的模的坐标表示,进而求出两向量的夹角;再利用数量积为0两向量垂直结合数量积的坐标表示,进而证出两向量垂直,再结合向量的模的坐标表示求出点O到直线𝐵𝐶的距离;再利用假设法,若O,A,B,C四点共面则两向量共面,再结合平面向量基本定理,进而推出方程无
解,得出O,A,B,C四点不共面,进而选出说法正确的选项。三、填空题(共4题;共20分)13.若𝐴(−1,1,4),𝐵(1,2,3),𝐶(3,0,3),𝐷为𝐵𝐶的中点,|𝐴𝐷|=________.【答案】√10【考点】空间
两点间的距离公式【解析】【解答】因为𝐴(−1,1,4),𝐵(1,2,3),𝐶(3,0,3),𝐷为𝐵𝐶的中点,所以𝐷的坐标为𝐷(1+32,22,3+32),即𝐷(2,1,3),从而得出|𝐴𝐷|=√(2+1)2+(1−1
)2+(3−4)2=√10。故答案为:√10。【分析】利用已知条件结合中点坐标公式,从而求出中点D的坐标,再利用空间两点求距离公式,从而求出|𝐴𝐷|的长。14.函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥−𝑥的图
象在𝑥=1处的切线方程为𝑦=𝑥−2,则𝑎=________.【答案】2【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程【解析】【解答】依题意𝑓′(𝑥)=𝑎𝑥−1,由于函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥−𝑥的图象在𝑥=1处的切线方程为𝑦=𝑥−2,直线𝑦=
𝑥−2的斜率为1,所以𝑓′(1)=𝑎1−1=𝑎−1=1⇒𝑎=2。故答案为:2。【分析】利用求导的方法求出函数在切点处的切线的斜率,再利用函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥−𝑥的图象在𝑥=1处的切线方程为
𝑦=𝑥−2,从而求出切线的斜率,进而求出a的值。15.定义在𝑅上的连续函数𝑓(𝑥)满足𝑓(1)=2,且𝑓(𝑥)在𝑅上的导函数𝑓′(𝑥)<1,则不等式𝑓(𝑥)<𝑥+1的解集为________
.【答案】{𝑥|𝑥〉1}【考点】利用导数研究函数的单调性【解析】【解答】设ℎ(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑥−1,则ℎ/(𝑥)=𝑓/(𝑥)−1<0,即ℎ(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑥−1是单调递减函数,而ℎ(1)=𝑓(1)−1−1=0,所以𝑓(𝑥)>𝑥+1等价于𝑓
(𝑥)−𝑥−1>0,即ℎ(𝑥)>ℎ(1),所以𝑥>1,故不等式的解集为{𝑥|𝑥〉1},应填答案{𝑥|𝑥〉1}。【分析】本题主要考查函数的单调性以及导数的应用。主要是要构造函数,利用导数判断单
调性进行求解。16.已知𝑓(𝑥)=𝑥2+ln𝑥+𝑚𝑥−1在区间(1,2)上为单调递增函数,则实数𝑚的取值范围是________.【答案】𝑚≥−3【考点】函数恒成立问题,利用导数研究函数的单调性【解析】【解答】𝑓
′(𝑥)=2𝑥+1𝑥+𝑚=2𝑥2+𝑚𝑥+1𝑥,由题意𝑓′(𝑥)≥0在𝑥∈(1,2)时恒成立,即2𝑥2+𝑚𝑥+1≥0在𝑥∈(1,2)时恒成立,−𝑚≤2𝑥2+1𝑥=2𝑥+1𝑥,由对勾函数性质知𝑦=2𝑥+1𝑥在(1,2)单调递增,所
以2𝑥+1𝑥>3,所以−𝑚≤3,即𝑚≥−3。故答案为:𝑚≥−3。【分析】利用求导的方法判断函数的单调性,再利用函数𝑓(𝑥)=𝑥2+ln𝑥+𝑚𝑥−1在区间(1,2)上为单调递增函数,得出𝑓′(𝑥)≥0在𝑥∈(1,2)时恒成立,即2𝑥2+𝑚𝑥
+1≥0在𝑥∈(1,2)时恒成立,再利用不等式恒成立问题求解方法,得出−𝑚≤2𝑥2+1𝑥=2𝑥+1𝑥,由对勾函数性质知𝑦=2𝑥+1𝑥在(1,2)单调递增,所以2𝑥+1𝑥>3,从而求出实数m的取值范围。四、解答题(共
6题;共70分)17.已知向量𝑎⃗与𝑏⃗⃗的夹角𝜃=3𝜋4,且|𝑎⃗|=3,|𝑏⃗⃗|=2√2.(1)求𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗,|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|;(2)求𝑎⃗与𝑎⃗+𝑏⃗⃗的夹角的余弦值.【答案】(1)解:由已知
,得𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗=|𝑎⃗|⋅|𝑏⃗⃗|cos𝜃=3×2√2×(−√22)=−6,|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|=√(𝑎⃗+𝑏⃗⃗)2=√𝑎⃗2+2𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗+𝑏⃗⃗2=√32+2×(−6)+(2√2)2=√5;(
2)解:设𝑎⃗与𝑎⃗+𝑏⃗⃗的夹角为𝛼,则cos𝛼=𝑎⃗⃗⋅(𝑎⃗⃗+𝑏⃗⃗)|𝑎⃗⃗|⋅|𝑎⃗⃗+𝑏⃗⃗|=𝑎⃗⃗2+𝑎⃗⃗⋅𝑏⃗⃗|𝑎⃗⃗|⋅|𝑎⃗⃗+𝑏⃗⃗|=9−63×√5=√55,因此,𝑎⃗与�
�⃗+𝑏⃗⃗的夹角的余弦值为√55.【考点】平面向量数量积的运算,数量积表示两个向量的夹角【解析】【分析】(1)利用平面向量数量积的定义可计算得出𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗的值,利用平面向量数量积的运算性质计算得出|𝑎→+𝑏→|=√(𝑎→+𝑏→)2的值;(2)利用平面向量夹角的余弦公式可求得。18
.如图,四边形𝐴𝐵𝐶𝐷为正方形,𝑃𝐷⊥平面𝐴𝐵𝐶𝐷,点𝐸,𝐹分别为𝐴𝐷,𝑃𝐶的中点,且𝐷𝐶=1,𝑃𝐶=√2.(1)证明:𝐷𝐹//平面𝑃𝐵𝐸;(2)求二面
角𝐴−𝑃𝐵−𝐶的大小.【答案】(1)解:证明:取𝑃𝐵的中点为𝐺,连接𝐸𝐺,𝐹𝐺又𝐹为𝑃𝐶的中点,所以𝐹𝐺//𝐵𝐶,且𝐹𝐺=12𝐵𝐶,因为𝐷𝐸//𝐵𝐶,且𝐷𝐸=12𝐵
𝐶,所以𝐷𝐸//𝐹𝐺,且𝐷𝐸=𝐹𝐺,故四边形𝐷𝐸𝐺𝐹为平行四边形,则𝐷𝐹//𝐸𝐺又𝐷𝐹⊄平面𝑃𝐵𝐸,𝐸𝐺⊂平面𝑃𝐵𝐸,所以𝐷𝐹//平面𝑃𝐵𝐸,(2)因为𝐷𝐶=1,𝑃
𝐶=√2,𝑃𝐷⊥平面𝐴𝐵𝐶𝐷,所以𝑃𝐷=1而四边形𝐴𝐵𝐶𝐷为正方形,所以可如图建立空间直角坐标系𝐷−𝑥𝑦𝑧𝐴(1,0,0),𝐵(1,1,0),𝑃(0,0,1),𝐶(0,1,0)所以𝑃𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,1,−1),𝑃𝐴
⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,0,−1),𝑃𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,1,−1)设平面𝐴𝑃𝐵的一个法向量为𝑚⃗⃗⃗=(𝑥,𝑦,𝑧),则{𝑃𝐵⃯⋅𝑚⃯=0𝑃𝐴⃯⋅𝑚⃯=0∴{𝑥+𝑦−𝑧=0𝑥−𝑧=0,∴𝑚⃗⃗⃗=(1,0,1)同理可得平面
𝑃𝐵𝐶的一个法向量为𝑛⃗⃗=(0,1,1)所以cos〈𝑚⃗⃗⃗,𝑛⃗⃗〉=𝑚⃗⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗|𝑚⃗⃗⃗⃗||𝑛⃗⃗|=12,由图知二面角𝐴−𝑃𝐵−𝐶为钝角,则大小为120∘.【考点】直线与平面平行的判定,用空间向量求平面间的夹角【解析】【分析】(1)取𝑃𝐵的中点为
𝐺,连接𝐸𝐺,𝐹𝐺,又因为𝐹为𝑃𝐶的中点,再利用中点作中位线的方法结合中位线的性质,所以𝐹𝐺//𝐵𝐶且𝐹𝐺=12𝐵𝐶,因为𝐷𝐸//𝐵𝐶且𝐷𝐸=12𝐵𝐶,所以𝐷𝐸//𝐹𝐺且𝐷𝐸=𝐹𝐺,故四边
形𝐷𝐸𝐺𝐹为平行四边形,则𝐷𝐹//𝐸𝐺,再利用线线平行证出线面平行,从而证出直线𝐷𝐹//平面𝑃𝐵𝐸。(2)因为𝐷𝐶=1,𝑃𝐶=√2,𝑃𝐷⊥平面𝐴𝐵𝐶𝐷,所以𝑃𝐷=1,而四边形𝐴𝐵𝐶𝐷为正方形,所以可建立空间直角坐标系𝐷−𝑥𝑦
𝑧,从而求出点的坐标,再利用向量的坐标表示求出向量的坐标,再结合数量积求向量夹角公式,从而求出二面角𝐴−𝑃𝐵−𝐶的大小。19.已知函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥3+𝑏𝑥+𝑐在𝑥=2处取得极值为𝑐−16.(1)求𝑎、𝑏的值;(2)若�
�(𝑥)有极大值28,求𝑓(𝑥)在[−3,3]上的最大值.【答案】(1)因𝑓(𝑥)=𝑎𝑥3+𝑏𝑥+𝑐故𝑓′(𝑥)=3𝑎𝑥2+𝑏由于𝑓(𝑥)在点𝑥=2处取得极值故有{𝑓′(2)=0𝑓(2)=𝑐−16即{12𝑎+𝑏=08𝑎
+2𝑏=𝑐−16,化简得{12𝑎+𝑏=04𝑎+𝑏=−8解得{𝑎=1𝑏=−12(2)知𝑓(𝑥)=𝑥3−12𝑥+𝑐,𝑓′(𝑥)=3𝑥2−12令𝑓′(𝑥)=0,得𝑥1=−2,𝑥2=2当𝑥∈(−∞,−2)时,𝑓′(𝑥)>0故𝑓(𝑥)在(−∞,−2)上为
增函数;当𝑥∈(−2,2)时,𝑓′(𝑥)<0故𝑓(𝑥)在(−2,2)上为减函数;当𝑥∈(2,+∞)时,𝑓′(𝑥)>0,故𝑓(𝑥)在(2,+∞)上为增函数.由此可知𝑓(𝑥)在𝑥1=−2处取得极大值𝑓
(−2)=16+𝑐.𝑓(𝑥)在𝑥2=2处取得极小值𝑓(2)=𝑐−16由题设条件知16+𝑐=28得𝑐=12此时𝑓(−3)=9+𝑐=21,𝑓(3)=−9+𝑐=3,𝑓(2)=𝑐−16=−4
因此𝑓(𝑥)上[−3,3]的最小值为𝑓(2)=−4.①因𝑓(𝑥)=𝑎𝑥3+𝑏𝑥+𝑐故𝑓′(𝑥)=3𝑎𝑥2+𝑏由于𝑓(𝑥)在点𝑥=2处取得极值故有{𝑓′(2)=0𝑓(2)=𝑐−16即{12𝑎+𝑏=08𝑎+2𝑏=�
�−16,化简得{12𝑎+𝑏=04𝑎+𝑏=−8解得{𝑎=1𝑏=−12②知𝑓(𝑥)=𝑥3−12𝑥+𝑐,𝑓′(𝑥)=3𝑥2−12令𝑓′(𝑥)=0,得𝑥1=−2,𝑥2=2当𝑥∈(−∞,−2)时,𝑓′(𝑥)>0故𝑓(𝑥)在(−∞,−2)上为增函
数;当𝑥∈(−2,2)时,𝑓′(𝑥)<0故𝑓(𝑥)在(−2,2)上为减函数;当𝑥∈(2,+∞)时,𝑓′(𝑥)>0,故𝑓(𝑥)在(2,+∞)上为增函数.由此可知𝑓(𝑥)在𝑥1=−2处取得极大值𝑓(−2)=16+𝑐.𝑓(𝑥)在�
�2=2处取得极小值𝑓(2)=𝑐−16由题设条件知16+𝑐=28得𝑐=12此时𝑓(−3)=9+𝑐=21,𝑓(3)=−9+𝑐=3,𝑓(2)=𝑐−16=−4因此𝑓(𝑥)上[−3,3]的最小值为𝑓(2)=−4.【考点】利用导数研究函数的单调性
,函数在某点取得极值的条件,利用导数研究函数的极值,利用导数求闭区间上函数的最值【解析】【分析】(1)利用求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的极值点,进而求出相应的极值,再利用已知条件函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥3+𝑏𝑥+𝑐在𝑥=2处取得极值为𝑐−16,从而解方程组求出a
,b的值。(2)利用求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的极值,再利用已知条件函数𝑓(𝑥)有极大值28,从而求出a,b,c的值,进而求出函数的解析式,再利用求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的极值,进而求出函数在给定区间的最大值。20.某偏远贫困村积极
响应国家“扶贫攻坚”政策,在对口帮扶单位的支持下建了一个工厂,已知每件产品的成本为𝑎元,预计当每件产品的售价为𝑥元(3≤𝑥≤8)时,年销量为(9−𝑥)2万件.若每件产品的售价定为6元时,预计年利润为
27万元(1)试求每件产品的成本𝑎的值;(2)当每件产品的售价定为多少元时?年利润𝑦(万元)最大,并求最大值.【答案】(1)解:由题意可知,该产品的年利润为𝑦=(𝑥−𝑎)(9−𝑥)2,(3≤𝑥≤8),当𝑥=6时,𝑦=9×(
6−𝑎)=27,解得:𝑎=3(2)解:由𝑦=(𝑥−3)(9−𝑥)2,(3≤𝑥≤8),得:𝑦′=(𝑥−9)2+2(𝑥−3)(𝑥−9)=(𝑥−9)(3𝑥−15),由𝑦′=0,得𝑥=5或𝑥=9(舍).当𝑥∈[3,5)时,𝑦′>
0,当𝑥∈(5,8]时,𝑦′<0.所以当𝑥=5时,𝑦max=32(万元)即每件产品的售价定为5元时,年利润𝑦最大,最大值为32万元.【考点】二次函数的性质,二次函数在闭区间上的最值,根据实际问题选
择函数类型【解析】【分析】(1)根据题意可得(6−𝑎)(9−6)2=27,解得a;(2)根据题意可得𝑦=(𝑥−3)(9−𝑥)2,分析单调性,再求最值即可。21.如图1,在边长为2的菱形𝐴𝐵𝐶𝐷中,∠𝐵𝐴𝐷
=60°,𝐷𝐸⊥𝐴𝐵于点𝐸,将𝛥𝐴𝐷𝐸沿𝐷𝐸折起到𝛥𝐴1𝐷𝐸的位置,使𝐴1𝐷⊥𝐵𝐸,如图2.(1)求证:𝐴1𝐸⊥平面𝐵𝐶𝐷𝐸;(2)在线段𝐵𝐷上是否存在点𝑃,使平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷?若存在,求𝐵𝑃𝐵𝐷的值;
若不存在,说明理由.【答案】(1)证明:因为𝐷𝐸⊥𝐴𝐵于点𝐸,所以𝐴1𝐸⊥𝐷𝐸,𝐴1𝐷⊥𝐵𝐸,𝐸𝐷⊥𝐵𝐸,且𝐸𝐷∩𝐴1𝐷=𝐷,𝐵𝐸⊥平面𝐴1𝐷𝐸,𝐵𝐸⊥𝐴1𝐸𝐵𝐸∩𝐷𝐸=𝐸,𝐴1𝐸⊥平面𝐵
𝐶𝐷𝐸.(2)假设在线段𝐵𝐷上是否存在点𝑃,使平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷.根据(1)建立如图所示空间直角坐标系:则𝐵(1,0,0),𝐷(0,√3,0),𝐴1(0,0,1),𝐴1𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1,0,−1),𝐴1𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,√3,−1),
设𝑃(𝑥,𝑦,𝑧),𝐵𝑃=𝜆𝐵𝐷(0≤𝜆≤1),则(𝑥−1,𝑦,𝑧)=𝜆(−1,√3,0),所以𝑃(1−𝜆,√3𝜆,0),所以𝐸𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,0,1),𝐸𝑃⃗⃗⃗
⃗⃗⃗=(1−𝜆,√3𝜆,0),设平面𝐴1𝐸𝑃一个法向量为:𝑚⃗⃗⃗=(𝑥1,𝑦1,𝑧1),则{m⇀⋅𝐸𝐴1⃯=0m⇀⋅𝐸𝑃⃯=0,即{𝑧1=0(1−𝜆)𝑥1+√3𝜆𝑦1=0,令𝑥1=√3𝜆,𝑦1=𝜆−1,所以𝑚⃗⃗⃗=(√3𝜆,�
�−1,0),设平面𝐴1𝐵𝐷一个法向量为:𝑛⃗⃗=(𝑥2,𝑦2,𝑧2),则{n⇀⋅𝐴1𝐵⃯=0n⇀⋅𝐴1𝐷⃯=0,即{𝑥2−𝑧2=0√3𝑦2−𝑧2=0,令𝑦2=1,𝑧2=𝑥2
=√3,所以𝑛⃗⃗=(√3,1,√3),因为平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷,所以𝑚⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗=0,即3𝜆+𝜆−1=0,解得𝜆=14.所以在线段𝐵𝐷上是否存在点𝑃,使平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵�
�,且𝐵𝑃𝐵𝐷=14.【考点】直线与平面垂直的判定,用空间向量求平面间的夹角【解析】【分析】(1)因为𝐷𝐸⊥𝐴𝐵于点𝐸,所以𝐴1𝐸⊥𝐷𝐸,𝐴1𝐷⊥𝐵𝐸,𝐸𝐷⊥𝐵𝐸,再利用线线垂直推出线面垂直,所以𝐵𝐸⊥平面𝐴1𝐷𝐸,再利用线面垂直的定义推出线
线垂直,所以𝐵𝐸⊥𝐴1𝐸,再利用线线垂直证出线面垂直,即证出直线𝐴1𝐸⊥平面𝐵𝐶𝐷𝐸。(2)根据(1)建立空间直角坐标系,从而求出点的坐标,再利用向量的坐标表示求出向量的坐标,设𝑃(𝑥,𝑦,𝑧),𝐵𝑃=𝜆𝐵𝐷(0≤𝜆≤1),再
利用向量共线的坐标表示,得出𝑃(1−𝜆,√3𝜆,0),再利用向量的坐标表示求出𝐸𝐴1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,0,1),𝐸𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(1−𝜆,√3𝜆,0),再利用数量积为0两向量垂直的等价关系,再结合数量积的坐标表示,从而求出平
面的法向量的坐标,因为平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷,所以𝑚⃗⃗⃗⋅𝑛⃗⃗=0,再利用数量积的坐标表示,得出𝜆=14,所以在线段𝐵𝐷上存在点𝑃,使平面𝐴1𝐸𝑃⊥平面𝐴1𝐵𝐷,且𝐵𝑃𝐵𝐷=14。22.设函数𝑓(𝑥)=𝑥22−𝑎ln𝑥
,𝑔(𝑥)=(1−𝑎)𝑥.(1)当𝑎=12,𝑥>1时,求证:𝑓(𝑥)>𝑔(𝑥);(2)若∃𝑥∈[1,𝑒],使得不等式𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥)≤𝑎成立,求实数a的取值范围.【答案】(1
)证明:当𝑎=12时,𝑓(𝑥)=𝑥22−12ln𝑥,𝑔(𝑥)=12𝑥,令ℎ(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑔(𝑥),则ℎ(𝑥)=𝑥22−12ln𝑥−12𝑥,ℎ′(𝑥)=𝑥−12𝑥−12=2𝑥2−𝑥−12𝑥=(2𝑥+1)(𝑥−1
)2𝑥,∵𝑥>1,∴ℎ′(𝑥)>0,∴函数ℎ(𝑥)在(1,+∞)上单调递增,∴ℎ(𝑥)>ℎ(1)=0,即𝑓(𝑥)>𝑔(𝑥).(2)法一:令𝐹(𝑥)=𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥),则𝐹(𝑥)=𝑥22−
𝑎ln𝑥+(1−𝑎)𝑥,𝑥∈[1,𝑒],𝐹′(𝑥)=𝑥−𝑎𝑥+(1−𝑎)=(𝑥+1)(𝑥−𝑎)𝑥,𝑥∈[1,𝑒],①当𝑎≤1时,𝐹′(𝑥)≥0恒成立,∴𝐹(𝑥)
在[1,𝑒]上单调递增,∴[𝐹(𝑥)]min=𝐹(1)=32−𝑎,由题意得32−𝑎≤𝑎,解得𝑎≥34,∴34≤𝑎≤1;②当𝑎≥𝑒时,𝐹′(𝑥)≤0恒成立,∴𝐹(𝑥)在[1,𝑒]上单调递减,∴[𝐹(𝑥)]min=
𝐹(𝑒)=𝑒22−𝑎+(1−𝑎)𝑒,由题意得𝑒22−𝑎+(1−𝑎)𝑒≤𝑎,解得𝑎≥𝑒2,∴𝑎≥𝑒;③当1<𝑎<𝑒时,𝑥∈(1,𝑎)时,𝐹′(𝑥)<0,∴𝐹(𝑥)在(1,𝑎)上单调递减;𝑥∈(𝑎,𝑒)时,𝐹′(�
�)>0,∴𝐹(𝑥)在(1,𝑎)上单调递增.∴[𝐹(𝑥)]min=𝐹(𝑎)=𝑎22−𝑎+(1−𝑎)𝑎,由题意得𝑎22−𝑎ln𝑎+(1−𝑎)𝑎≤𝑎,即ln𝑎+𝑎2≥0,恒成立,∴1<𝑎<𝑒.综上,实数a的取值范围为[34,+∞).法二:
∃𝑥∈[1,𝑒],使得不等式𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥)≤𝑎成立⇔∃𝑥∈[1,𝑒],(𝑥+ln𝑥+1)𝑎≥12𝑥2+𝑥成立⇔∃𝑥∈[1,𝑒],𝑎≥12𝑥2+𝑥𝑥+ln𝑥+1成立,令ℎ(�
�)=12𝑥2+𝑥𝑥+ln𝑥+1,𝑥∈[1,𝑒],则ℎ′(𝑥)=(12𝑥+ln𝑥)(𝑥+1)(𝑥+ln𝑥+1)2>0,∴ℎ(𝑥)在[1,𝑒]上是增函数,[ℎ(𝑥)]min=ℎ(1)=34,∴𝑎≥34,即实数a的
取值范围为[34,+∞).【考点】函数恒成立问题,利用导数研究函数的单调性,利用导数求闭区间上函数的最值【解析】【分析】(1)当𝑎=12时,从而求出函数f(x)与g(x)的解析式,令ℎ(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑔(𝑥),则ℎ(�
�)=𝑥22−12ln𝑥−12𝑥,再利用求导的方法判断函数的单调性,所以ℎ(𝑥)>ℎ(1)=0,即证出𝑓(𝑥)>𝑔(𝑥)。(2)用两种方法求解。法一,令𝐹(𝑥)=𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥),则𝐹(𝑥)=𝑥22−�
�ln𝑥+(1−𝑎)𝑥,𝑥∈[1,𝑒],再利用分类讨论的方法结合求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的最小值,再利用不等式恒成立问题求解方法,从而求出实数a的取值范围。法二,∃𝑥∈[1,𝑒],使得
不等式𝑓(𝑥)+𝑔(𝑥)≤𝑎成立⇔∃𝑥∈[1,𝑒],𝑎≥12𝑥2+𝑥𝑥+ln𝑥+1成立,令ℎ(𝑥)=12𝑥2+𝑥𝑥+ln𝑥+1,𝑥∈[1,𝑒],再利用求导的方法判断函数的单调性,从而求出函数的最小值,再利用不等式恒成
立问题求解方法,从而求出实数a的取值范围。