【文档说明】重庆市巴蜀中学校2022-2023学年高二下学期期末数学试题 含解析.docx,共(21)页,1.347 MB,由小赞的店铺上传
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高2024届高二(下)期末考试数学试卷一、单选题:本题共8小题,共40分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合220Axxx=−++,1Bxx=,则AB=()A.1,2−B.(1,2C.1,2D.)1,−+【答案】B【解析】【分析
】解不等式化简集合A,再利用交集的定义求解作答.【详解】解不等式220xx−++,即220xx−−,解得12x−,即[1,2]A=−,而(1,)b=+,所以(1,2AB=.故选:B2.函数()2ln2
fxxx=+在点()1,2处的切线方程为()A.31yx=−B.53yx=−C.35yx=−+D.57yx=−+【答案】B【解析】【分析】先对函数求导,利用导数的几何意义求出切线的斜率,再根据条件即可求出结果.【详解】因为()2ln2fxxx=+,所以()14fxxx=+,故()114
51f=+=,由导数的几何意义知,函数()2ln2fxxx=+在点()1,2处的切线方程为25(1)yx−=−,即53yx=−.故选:B.3.nS为等差数列na的前n项和,5612aa+=,945S=,则该等差数列的公差
d=()A.1B.2C.3D.4【答案】B【解析】【分析】根据等差数列前n和公式以及等差数列定义即可得到答案.【详解】()1995556699455,1272aaSaaaaa+====+==,故752d=−=.故选:B.4.已知函数()21110x
fxxx−=−,则()fx的解析式为()A.()22fxxx=−B.()2fxxx=−C.()2fxxx=+D.()22fxxx=+【答案】D【解析】【分析】根据条件,通过配凑即可求出结果.【详解】因为222111
2111(1)2(1)2(1)xfxxxxxx−=−=−+−=−+−,所以2()2fxxx=+.故选:D.5.已知a,Rb且ab¹,命题p:ab,命题q:3322ababab++,则命题p是命题q成立的()条件A.充分不必要B.必要不
充分C充分必要D.既不充分也不必要【答案】A【解析】【分析】对命题q进行等价转化为ab−,再根据充分不必要条件的判断即可得到答案.【详解】3322ababab++,即()()()22aaababbbab−+++,即()()()22aaababbbab−+++,则命题3322:qaba
bab++等价于2()()0abab−+,因为ab¹,则2()0ab−,则0ab+,即ab−,而||ab可以推出ab−,反之,举例2,3ab=−=−,但||ab,则反推无法推出,.故||ab是ab−成立的充分不必要条件,故选:A.6.函数()fx的定义域为R,
且()11f=,对任意的12xx,有()()12121fxfxxx−−−,则不等式()121fxx−−−的解集为()A.()2,2−B.()1,1−C.()0,1D.()0,2【答案】D【解析】【分析】化简得()
()1122fxxfxx++,则得到()yfxx=+的单调性,对原不等式变形为()()1111fxxf−+−+,利用其单调性即可得到不等式,解出即可.【详解】对任意的12xx,有()()12121fx
fxxx−−−,则()()()()12211122fxfxxxfxxfxx−−++,则()yfxx=+在R上单调递增,因为()121fxx−−−,且()11f=,()()1111fxxf−+−+,则|1|102xx−,故选:D.7
.已知有甲乙两个盒子.盒中装有大小.形状完全相同的小球.甲盒中装有3个红球和2个白球,乙盒中装有2个红球、1个白球.现在从甲盒中摸出2个小球放入乙盒中,再从乙盒中摸出2个小球,则这2个小球为红球的概率为()A.720B.925C.37
100D.1950【答案】C【解析】【分析】由全概率公式求解即可【详解】记“从甲盒中取出2个红球”为事件1C,“从甲盒中取出2个白球”为事件2C,“从甲盒中取出1个红球和1个白球”为事件3C,“从乙盒中取出的2个球均为红球”为事件D,显然,
事件1C,2C,3C两两互斥,且123CCC++正好为“从甲盒中任取2个球”的样本空间,由全概率公式得()()()13iiiPDPCPDC==21122223323422222222555555CCCCCC
C37CCCCCC100=++=,从甲盒中摸出2个小球放入乙盒中,再从乙盒中摸出2个小球,则这2个小球为红球的概率为37100.故选:C8.若()1,x+时,关于x的不等式1lne0axaxx−−恒成立,则a的取值
范围为()A.1,e−B.(,e−C.10,eD.1,ee【答案】B【解析】【分析】依题意可得lnlneeaaxxxx在()1,x+上恒成立,设()exfxx=,则(ln)()afxfx在(1,
)+上恒成立,利用导数说明()fx的单调性,再分0a和0a两种情况讨论,当0a时需lnaxx在(1,)+上恒成立,参变分离可得lnxax在(1,)+上恒成立,令()lnxgxx=,(1,)x+,利用导数求出()gx的最小值,即可求出参数a的取值范围.【详解】
由1lne0axaxx−−在()1,x+上恒成立,可得lneaxaxxx在()1,x+上恒成立,即lneaaxxxx在()1,x+上恒成立,即lnlneeaaxxxx在()1,x+上恒成立,设()exfxx=,则(ln)()afxfx在(1,)+上恒成立,又ee(e
)(1)xxxxxfx=+=+,所以当1x−时()0fx,当1x−时()0fx,所以函数()fx在(,1)−−上单调递减,在(1,)+上单调递增,且当0x时,()0fx,当0x时
,()0fx,当0a时,由于(1,)x+,则ln0ax,此时(ln)0fax,()0fx,满足(ln)()afxfx在(1,)+上恒成立;当0a时,由于(1,)x+,则ln0ax,要使(
ln)()afxfx在(1,)+上恒成立,则需lnaxx在(1,)+上恒成立,即lnxax在(1,)+上恒成立,设()lnxgxx=,(1,)x+,则()2ln1()lnxgxx−=,易知当()1,ex时,()0gx,()gx单调递减,当(e,)x+时,()0gx
,()gx单调递增,所以()min()eegxg==,则ea,又0a,所以0ea综上,实数a的取值范围为(,e−.故选:B.【点睛】关键点睛:本题解答的关键是将不等式同构成lnlneeaaxxx
x,再构造函数,结合函数的单调性说明.二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有错选的得0分)9.已知二项式81axx−(0a)的展开式中,5x的系数为28,下列说法正确的有()A.2a=
B.2x的系数为70C.展开式中没有常数项D.展开式中二项式系数最大的项为第4项【答案】BC【解析】【分析】根据条件,求出81axx−展开式的通项公式38218(1)C(08,N)rrrrTxrr−+=−,再对各个选
项分析判断即可得出结果.【详解】因为81axx−展开式通项公式为:388821881C()()(1)C(08,N)rrrrrrrrTaxaxrrx−−−+=−=−,由3852r−=,得到2r=,由题知28228(1)C28a−−=,得到1a=,故38218(1)C(08,N)
rrrrTxrr−+=−,选项A,因为1a=,所以选项A错误;选项B,由3822r−=,得到4r=,所以2x的系数为448(1)70C−=,所以选项B正确;选项C,由3802r−=,得到16N3r
=,所以不存在常数项,所以选项C正确;选项D,因为8n=,所以由二项式系数性质知,二项式系数最大的项为第5项,所以选项D错误.故选:BC.10.近年来,随着人工智能技术的不断发展,各种AI应用也不断普及,ChatGPT就是一款具有人类沟通能力的智能AI工具.随
着人工智能的加入,各类传媒、影视、游戏行业迎来了高速的发展,AI技术降低了这些行业的人力成本,提高了效率.如图是某公司近年来在人力成本上的投入资金变化情况的散点图,其中x为年份代号(第1年-第7年),y(单位:万元)为人力成本的投入资金,小明选用2个模型来拟合,模
型一:5yxa=−+,已知71490iiy==,其中决定系数210.7325R=,模型二:()122ln0yccxc=+,其中决定系数220.9183R=,则下列说法正确的有()A.90a=B.模型一中解释变量增加1个单位,响应变量则大致减少5个单位C.模型一中第7年的残差为5D.
模型一的拟合效果更好【答案】AB【解析】【分析】根据条件,求出,xy,进而得出模型一:590yx=−+,从而得出选项A正确,再利用590yx=−+,对B和C逐一分析即可判断出选项B和C的正误;对于选项D,利用题设中22120.73250.9183RR==,即可判断选项D的正误.【详解】选项A,因
为71490iiy==,所以70y=,又4x=,代入5yxa=−+,得到7054a=−+,解得90a=,故选项A正确;选项B,因为模型一为:590yx=−+,故解释变量x增加1个单位,响应变量y则大致减
少5个单位,故选项B正确.选项C,令7x=,则579055y=−+=,则残差为50555−=−,故选项C错误;选项D,因为22120.73250.9183RR==,故模型二拟合效果更好,故选项D错误.故选:AB.11.已知过点()2,0的直线l交抛物线2:4C
yx=于A,B两点,设()11,Axy,()22,Bxy,P点是线段AB的中点,则下列说法正确的有()A.12yy为定值-8B.OABS的最小值为4C.OAOBkk+的最小值为22D.P点的轨迹方程为224yx=−【答案】ACD【解析】【分析】设直线AB的方程,与抛物线
的方程联立,可得两根之和及两根之积,再一一判断即可.【详解】由题意可得直线AB斜率不为0,设直线AB的方程为2xmy=+,显然A,B两点在x轴的两侧,设20y,且1>0x,20x,联立224xmyyx=+=,整理可得2480ymy−
−=,显然0,124yym+=,128yy=−,21212()416yyxx==,21212()444xxmyym+=++=+,所以A正确;所以2212121212||()41632422OABSyyyyyym=−=+−=+,当且仅当0m=时取等号,所以B不正确;因为11OA
ykx=,22OBykx=,所以12122112121212||||||||||||OAOByyyyxyxykkxxxxxx−+=+=−=21121212(2)(2)2myymyyyyxx+−+−==2212
122()41632222222yyyymm+−+===+,当且仅当0m=时取等号,所以C正确;的由题意可得AB的中点()222,2Pmm+,设(,)Pxy,则2222xmym=+=,消参可得2122yx=−
,整理可得224yx=−,所以D正确.故选:ACD.12.“紫藤挂穗,蓝楹花开,黄桷新绿,菩提葱蔚”,巴蜀中学即将迎来90周年校庆,学校设计了3个吉样物“诚诚”,“盈盈”,“嘉嘉”.现在袋中有6个形状.大小完全相同的小球,每一个小球上写有一个字(其中有2
个小球写着“诚”,2个小球写着“盈”,2个小球写着“嘉”),现在有四位同学,平均分成甲、乙两队,进行比赛活动,规则如下:每轮参与活动的队伍每位同学抽取1次小球,每次抽取后小球放回袋中,若两次抽取的球上的字组成了吉样物名称(如:诚诚),则该队得1分,
并且该队继续新一轮比赛活动,否则,该队得本轮得0分,由对方组接着抽取,活动开始时由甲队先抽取,若第n轮由甲队抽取的概率为nP,n轮结束后,甲队得分均值为nK,则下列说法正确的有()A.213P=B.1112223nnP−=+−
C.()249EK=D.113nnnKPK−=+【答案】ACD【解析】【分析】对于选项A,利用古典概率公式即可求解出结果;对于选项B,利用题设得出nP与1nP−间的关系并适当变形得出1111()232nnPP−−=−−,从而判断出选项B的正误;
对于选项C,通过条件求出第二轮结束后,甲队可能的得分及对应概率,再利用均值的定义即可求出结果,从而判断出选项的正误;对于选项D,根据条件,第n轮结束后,甲队得分可以分2种情况,从而得出113nnnKPK−=+,判断出选项D
的正误.【详解】选项A,第一轮甲轮两名成员必须抽到“诚诚”,“盈盈”,“嘉嘉”,则第二轮继续由甲队抽取,则2121663P==,故选项A正确;选项B,第n轮由甲队抽取,可分两类情况:第一类是第n1−轮由甲抽取并且下一轮继续由甲抽取;第二类是n1
−轮由乙抽取并且下一轮由甲抽取,则1111212(1)3333nnnnPPPP−−−=+−=−+,可变形为1111()232nnPP−−=−−,又易知111022P−=,故数列12nP−是以12为首项,13−为公比的等比数列,所以1111()223nnP−−=−,即1111()
232nnP−=−+,故选项B错误;选项C,第二轮结束后,甲队可能的得分为2,1,0,2111(2)339PK===,2122(1)339PK===,22(0)3PK==,所以21224()210
9939EK=++=,故选项C正确;选项D,第n轮结束后,甲队得分可以分2种情况:一类是第n轮甲队的得分加上1分,则第n轮必须由甲抽取且得1分,一类是第n轮甲队的得分加上0分,则第n轮由甲抽取且不得分,或第n轮由乙抽取,则1111112111(1)(1)(1)(1)33333nnn
nnnnnnnnnKPKPPKPKPKPK−−−−−=+++−=++−=+,故选项D正确.故选:ACD.【点睛】关键点睛:解题的关键有两个,一是选项B,根据题意得到1111()232nnPP−−=−−,从而可得数列12nP−
是以12为首项,13−为公比的等比数列,二是选项D,第n轮结束后,甲队得分可以分2种情况:一类第n轮甲队的得分加上1分,一类是第n轮甲队的得分加上0分,从而得出113nnnKPK−=+.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20
分.13.已知函数()1fx+的定义域为1,2,则()2fx的定义域为_________.【答案】31,2【解析】【分析】先由题意求出函数()fx的定义域为2,3,再由223x求解,即可得出结果.【详解】因为函数()1fx+的定义域为1,2,所以213+x;即函数(
)fx的定义域为2,3;由223x解得312x,因此()2fx的定义域为31,2.故答案为:31,214.不等式102xx−+的解集为____________.【答案】()()
2,11,−−+【解析】【分析】分0x、0x两种情况讨论,分别求出不等式的解集,即可得解.【详解】不等式102xx−+,当0x时即102xx−+,等价于()()1200xxx−+,解得1x,当0x时即102xx−−+,等价于()(
)1200xxx−−+,解得2<<1x−−,综上可得不等式102xx−+的解集为()()2,11,−−+.故答案为:()()2,11,−−+15.已知椭圆()222210xyabab+=,过左焦点1
F作直线l在x轴上方交椭圆于点A,过右焦点2F作直线xc=交直线l于点B(B在椭圆外),若2ABF△为正三角形,则椭圆的离心率为_____________.【答案】32【解析】【分析】根据正三角形的性质可推出21π6AFF=,12π6AFF=,则12AFAF=,再根据椭圆的定义可求得1AF,
再解在1RtAOF即可.【详解】因为2ABF△为正三角形,所以22222π,3ABAFBFABFAFBBAF=====,因为2BFx⊥轴,所以21π6AFF=,12π6AFF=,所以12AFAF=,又122AFAFa+=,所以12A
FAFa==,在1RtAOF中,11213cos2OFcAFFAFa===,所以椭圆的离心率为32.故答案为:32.16.对任意的正实数a,b,c,满足1bc+=,则23121ababca+++的最小值为_____________.【答案】1226−【解析】【分析
】根据条件1bc+=,得到2312412(2)11ababcabcacba++=+++++,利用基本不等式得到231212611abaabcaa+++++,再通过构造,二次运用基本不等式即可求出结果.【详解】因为2222223
12(31)12[3()]12(42)121111abaababbcabcbcbcabcabcabca+++++++=+=+=+++++4124121212(2)(22)66(1)6111bcbcaa
aacbacbacaa=+++++=+=++−++++1226(1)612261aa+−=−+,当且仅当21,2acb=−=时取等号.故答案为:1226−.【点睛】关键点晴:解答本题关键在于,利用条件将23121ababca+++变形成22[3()]121
abbcbca++++,再整理成412(2)1bcacba++++,再利用均值不等式即可求出结果.四、解答题(本题共6小题,第17小题10分,其余小题每题12分,共70分.解答过程应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知正项数列na的前n项和为nS,满足:222nnnSaa=+−.(1)计算1a并求数列na的通项公式;(2)令32nnnba=+,求nb的前n项和nT.【答案】(1)1nan=+(2)()135222nnnnT++=+−【解析】【分析】(
1)根据11,1,2nnnSnaSSn−==−求解即可;(2)利用分组求和法求解即可.【小问1详解】由222nnnSaa=+−①,当1n=时,21111222Saaa==+−,解得12a=(11a=−舍去),当2
n时,211122nnnSaa−−−=+−②,由①−②得22112nnnnnaaaaa−−=+−−,即()()111nnnnnnaaaaaa−−−+=+−,又0na,所以11nnaa−−=,的所以数列na是以2为
首项,1为公差的等差数列,所以1nan=+;【小问2详解】由(1)得32312nnnnban=++=+,则()()()121243135222122nnnnnnnT+−+++=+=+−−.18.“五一”假期,各地掀起了旅游的热浪,“淄博烧烤”,“洪崖洞宠粉”等等冲上热搜.现调查性别因素是否
对市内外旅游的选择有影响,在某旅行团抽取了五一期间出行旅游的100名游客,男性50人,女性50人,其中男性有40%选择在重庆市内旅游,在重庆市外旅游的游客中,男女的比例为2∶1,完成下列的2×2列联表,并回答相关问题.性别旅游地选择合计重庆市内重庆市外男性女性合计(1)依据小
概率0.010=的独立性检验,能否认为性别对重庆市内外旅游的选择有关联?(2)从选择重庆市外旅游的游客中按性别进行分层抽样,抽取了6名游客,再从这6名游客中抽取3名游客,记X为其中女性游客的人数,求()1PX.附:参
考公式及数据:()()()()()22nadbcKabcdacbd−=++++,其中nabcd=+++.()20PKk0.400.250.100.0100.0050.0010k0.7081.3232.7066.6357.87910.
828【答案】(1)能认为性别对重庆市内外旅游的选择有关联(2)45【解析】【分析】(1)根据题意,得出22的列联表,求得21009,09111K=,结合附表,即可得到结论;(2)根据题意求得男性4人,女性2人,利用对立事件的概率公式
,即可求解.【小问1详解】解:根据题意,得到22的列联表:性别旅游地选择合计重庆市内重庆市外男性203050女性351550合计5545100则()22100201530351009,0916.6355545505011K−==,所以依据小概率0
.010=的独立性检验,能认为性别对重庆市内外旅游的选择有关联.【小问2详解】解:抽取的6名游客中,男性有2643=人,女性有1623=人,从这6名游客中抽取3名游客,记X为其中女性游客的人数,则()3436C14
11(0)11C55PXPX=−==−=−=.19.如图,在四棱锥PABCD−中,ABCD为平行四边形,PAPB=,平面PAB⊥平面ABCD,2AD=,3AB=,30BAD=.(1)求证:平面PBD⊥平面PAB;(2)若AP与平面ABCD所成角为60,E
为PC的中点,求锐二面角BADE−−的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)217【解析】【分析】(1)利用勾股定理证明ABBD⊥,再根据面面垂直的性质可得BD平面ABCD,再根据面面垂直的判定定理即可得证;(2)先说明PAB即为AP与平面ABCD所成角的平面角,再以点B为原点建立空间直角坐
标系,利用向量法求解即可.【小问1详解】在ABD△中,2AD=,3AB=,30BAD=,则234322312BD=+−=,所以1BD=,则222BDABAD+=,所以ABBD⊥,又平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB平面ABCDAB=,BD平面ABCD,所以BD⊥平面PAB,又B
D平面PBD,所以平面PBD⊥平面PAB;【小问2详解】作PQAB⊥于点Q,因为平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB平面ABCDAB=,PQ平面PAB,所以PQ⊥平面ABCD,则PAB即为AP与平面ABCD所成角的平面角,所以60PAB=,
又PAPB=,所以PAB为等边三角形,故32PQ=,如图,以点B为原点建立空间直角坐标系,则()()()()3330,3,0,0,0,0,1,3,0,1,0,0,0,,,0,,0222ABCDPQ−,则133,,244E−,则(
)15331,3,0,,,244ADAE=−=−,因为PQ⊥平面ABCD,所以30,0,2QP=即为平面ABD的一条法向量,设平面ADE的法向量为(),,nxyz=,则3015330244nADxynAExyz=−==−+=,令1y=
,则3,3xz==,所以()31,3n=,,则33212cos,3772QPnQPnQPn===,即锐二面角BADE−−的余弦值217.20.某商店搞促销活动,消费满1000元即可选择下列某一种活动赢得现金.活
动一:掷三颗均匀骰子,若三颗骰子点数一样,则获得200元:若三颗骰子有且仅有2颗骰子点数一样,则获得100元;若三颗骰子均不一样则获得50元,用X表示该消费者在该活动中获得的奖金数.活动二:消费者先选择1至6的某一个整数,然后掷三颗均匀骰子,若所选择的数在骰子上出现了i次,则赢得604
0i+元(0i=,1,2,3),用Y表示该消费者在该活动中获得的奖金数.(1)求X的分布列及数学期望;(2)求Y的分布列及数学期望,为了能获得更高的奖金,从概率学的角度来看应该选择哪个活动?【答案】(1)分布列见解析,()7
5EX=(2)分布列见解析,()70EY=,选择活动一【解析】【分析】(1)依题意X可能的取值为50,100,200,求出所对应的概率,即可得到分布列与数学期望;(2)由已知,每一个点数每次出现的概率为16,则选中的那个点数出现的次数1
~3,6iB,则Y可能的取值为:40,100,160,220,计算对应概率,写出分布列与期望,比较()EY,()EX,从而确定哪个活动更合适.小问1详解】根据题意可知,X可能的取值为50,100,200,则36
A205(50)666369PX====,23C65155(100)6663612PX====,61(200)66636PX===,则X的分布列为:X50100200P59512136所以551()501002007591236EX=++=;【小问2详解】由已知,每一
个点数每次出现的概率为16,则选中的那个点数出现的次数1~3,6iB,则Y可能的取值为:40,100,160,220,35125(40)(0)6216PYPi=====,2131575(100)(
1)C66216PYPi=====,2231515(160)(2)C66216PYPi=====,311(220)(3)6216PYPi=====,所以Y的分布列为:Y40100
160220P125216752161521612161~3,6iB,()11362Ei==,()1()(6040)60406040702EYEiEi=+=+=+=,因为()()EY
EX,故应该选择活动一.21.已知双曲线C:22221xyab−=(),0ab的渐近线方程为12yx=,其左右焦点为1F,2F,点D为双【曲线上一点,且12DFF△的重心G点坐标为43,33.(1)求该双曲线的标准方程;(2)过x轴上一动点(),0Pt作直
线l交双曲线的左支于A,B两点,A点关于x轴的对称点为A(A与B不重合),连接BA并延长交x轴于点Q,问OQOP是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.【答案】(1)2214xy−=(2)4【解析】【分析】(1)根据双曲线方程设224xy−=,()
00,Dxy,根据重心坐标公式求出(4,3)D,代入原方程即可得到的值,则得到双曲线方程;(2)设l的方程为()ykxt=−,()()1122,,,AxyBxy,将其与双曲线方程联立得到韦达定理式,写出直
线BA的方程,令0y=,解出x,将韦达定理式代入整理得4xt=,则得到定值.【小问1详解】因为双曲线的渐近线方程为12yx=,故可设双曲线的方程为224xy−=,设()00,Dxy,因为12DFF△的重心G点的坐标为43,33
,所以00433333xy==,解得0043xy==,所以(4,3)D,则代入得1=,所以双曲线的标准方程为2214xy−=【小问2详解】由题意知直线l的斜率必存在,设l的方程为()ykxt=−,()
()1122,,,AxyBxy,则()11,Axy−,联立22()440ykxtxy=−−−=,化简得()22222148440kxktxkt−+−−=,则()()()222224140844kktkt=+−+,且2140k−,由韦达定理得21228041ktxx
k+=−,2212244041kxxkt+=−,则直线BA的方程为:()211121yyyyxxxx++=−−,令0y=,则()()()()()()121122112121212121121212222yxx
kxtxkxtxkxxktxxyxxyxyyyyykxxtkxxt−−+−−++=+===+++−+−323222222288828441414128824141ktkkkkkktkktktttkkk++−−−−===−
+−−,故4|||||4OQOPtt==∣..【点睛】关键点睛:本题第二问的关键是采用设线法,即设l的方程为()ykxt=−,再将其与双曲线方程联立得到韦达定理式,22.(1)不等式ln1xmx−≤对任意的0x恒成立,求m的取值范围;(2)当()0,1a,求证:21
eln3xxaxx−+−.(参考数据:2e7.4,3e20.1)【答案】(1)m1;(2)证明见解析【解析】【分析】(1)通过分离常量得到ln1xmx+,通过构造函数ln1()xfxx+=,转化成求函数最大值,再利用导数求出()fx的单调区间即可求解;的(2)先利用()
0,1a和(1)中结果,将问题转化成证明24e103xxx−−+,构造函数24()=e13xgxxx−−+,再利用导数与函数单调性间的关系,求出函数()gx的最小值即可证明结果.【详解】(1)因为不等式ln
1xmx−≤对任意的0x恒成立,故ln1xmx+对任意的0x恒成立,令ln1()xfxx+=,则221(ln1)ln()xxfxxx−+==−,所以,当(0,1)x时,()0fx,即()fx在区间(0,1)上单调递增,
当(1,)x+时,()0fx,即()fx在区间(1,)+上单调递减,则max()(1)1fxf==,故m1.(2)因为()0,1a,故2211ee33xxxaxxx−+−−−,故只需要证明21eln
3xxxx−−,又由(1)知1lnxx−,故只需要证明21e13xxxx−−−,即证:24e103xxx−−+,令24()=e13xgxxx−−+,则4()=e23xgxx−−,令4()=e23xhxx−−,则()=e2xhx−,
所以,当(0,ln2)x时,()0hx,当(ln2,)x+时,()0hx,而()ln242ln2=e2ln22ln2033h−−=−+,又41(0)1033h=−=−,4(1)e203h=−−,33223413()e3e233
h=−−=−,又因为2313()20e3,所以3()02h,故存在03(1,)2x,00()gx=,即004e203xx−−=,当0(0,)xx时,00()gx,当0(,)xx+时,0()0gx,则02220000000044427(
)()e12133333xgxgxxxxxxxx=−−+=+−−+=−++,又因为03(1,)2x,所以2200273757()10332343xx−++−++=−+,故0()0gx,所以24()=e103xgxxx−−+,故21eln3xxa
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