2022-2023学年河北省唐山市冀东名校高二(下)期末数学试卷(含解析)
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一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。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.设集合A={x|x<3x﹣1},B={x|﹣1<x<3},则A∪B=( )
A.(﹣1,+∞) B. C.(﹣∞,3) D.
2.若复数z满足(1+i)z=4﹣2i(i为虚数单位),则z的共轭复数=( )
A.3+i B.3﹣i C.1+3i D.1﹣3i
3.已知幂函数,下列能成为“f(x)是R上奇函数”充分条件的是( )
A.m=﹣3,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=3 D.m=1,n=3
4.已知函数f(x)导函数f'(x)的图象如图所示,则( )
A.f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递增
B.f(x)在(0,3)上单调递减
C.f(x)在x=0处取得最大值
D.f(x)在x=﹣2处取得最小值
5.已知函数f(x)=ex+e﹣x+lg|x|,则不等式f(x+1)>f(2x﹣1)的解集为( )
A.(0,2) B.
C.(0,3) D.
6.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈[,1],∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是( )
A.a≤1 B.a≥1 C.a≤2 D.a≥2
7.三个数的大小顺序为( )
A.b<c<a B.b<a<c C.c<a<b D.a<b<c
8.已知a>0,b>0,a+2b=4,则ab的最大值是( )
A. B.2 C.4 D.3
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.若函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),则f(x)可能是( )
A.f(x)=ln(x﹣2)+x B.
C. D.f(x)=x(lnx﹣1)
(多选)10.已知函数f(x)=|ex﹣1|,x1<0,x2>0,函数y=f(x)的图象在点A(x1,f(x1))处的切线与在点B(x2,f(x2))处的切线互相垂直,且分别与y轴交于M、N两点,则( )
A.x1+x2为定值
B.x1x2为定值
C.直线AB的斜率取值范围是(0,+∞)
D.的取值范围是(0,1)
(多选)11.已知,则( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)在(﹣∞,0)⋃(0,+∞)上单调递减
C.f(x)值域为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
D.f(f(x))的定义域为{x|x≠0}
(多选)12.设e为自然对数的底数,函数,则下列结论正确的是( )
A.当a=e时,f(x)无极值点
B.当a>e时,f(x)有两个零点
C.当1<a<e时,f(x)有1个零点
D.当a≤1时,f(x)无零点
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知a>0,b>0,且2a⋅4b=(2a)b,则a+b的最小值为 .
14.命题“∃x∈[1,3],x2﹣2x﹣a≥0”为真命题的充要条件是 .
15.已知定义在R上的函数f(x),满足f(x)=2f(x+2),当x∈(0,2]时,f(x)=4x(2﹣x),若方程f(x)=a在区间内有实数解,则实数a的取值范围为 .
16.甲、乙两人下围棋,若甲执黑子先下,则甲胜的概率为;若乙执黑子先下,则乙胜的概率为.假定每局之间相互独立且无平局,第二局由上一局负者先下,若甲、乙比赛两局,第一局甲、乙执黑子先下是等可能的,则甲、乙各胜一局的概率为 .
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.设集合A={x|x2﹣x﹣2≤0},B={x|1<x<2a}.
(1)若A∪B=A,求实数a的取值范围;
(2)若(∁RA)∩B中只有一个整数,求实数a的取值范围.
18.已知函数f(x)=loga(3﹣x)﹣loga(3+x)(a>0,且a≠1).
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若f(1)=﹣1,当x∈[﹣1,1]时,求f(x)的值域.
19.已知函数f(x)=lnx+1.
(1)若f(x)在x=t处的切线过原点,求切线l的方程;
(2)令,求证:g(x)≤1.
20.“使用动物做医学实验是正确的,这样做能够挽救人的生命”.一机构为了解成年人对这种说法的态度(态度分为同意和不同意),在某市随机调查了200位成年人,得到如下数据:
男性
女性
合计
同意
70
50
120
不同意
30
50
80
合计
100
100
200
(1)能否有99%的把握认为成年人对该说法的态度与性别有关?
(2)将频率视为概率,用样本估计总体.若从该市成年人中,随机抽取3人了解其对该说法的态度,记抽取的3人中持同意的人数为X,求X的分布列和数学期望.
附:,
P(χ2≥x0)
0.025
0.010
0.005
x0
5.024
6.635
7.879
21.下表是某农村居民2018年至2022年家庭人均收入(单位:万元).
年份
2018
2019
2020
2021
2022
年份代码x
1
2
3
4
5
家庭人均收入y(万元)
1.2
1.4
1.5
1.6
1.8
(1)利用相关系数r判断y与x的相关关系的强弱(当0.75<|r|≤1时,y与x的相关关系较强,否则相关关系较弱,精确到0.01); (2)求y关于x的线性回归方程,并预测2023年该农村居民的家庭人均收入.附:对于一组数据(x1,y1)、(x2,y2)、…、(xn,yn),其回归直线的斜率和截距的最小二乘估计分别为,,样本相关系数r=.参考数据:≈1.414.
22.已知函数f(x)=ex﹣ax﹣1.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若f(x)有且仅有2个零点,求实数a的取值范围.
参考答案
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。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.设集合A={x|x<3x﹣1},B={x|﹣1<x<3},则A∪B=( )
A.(﹣1,+∞) B. C.(﹣∞,3) D.
【分析】解不等式求集合A,再根据并集计算即可.
解:解不等式,即,
而B=(﹣1,3),
所以A⋃B=(﹣1,+∞).
故选:A.
【点评】本题主要考查了集合并集运算,属于基础题.
2.若复数z满足(1+i)z=4﹣2i(i为虚数单位),则z的共轭复数=( )
A.3+i B.3﹣i C.1+3i D.1﹣3i
【分析】利用复数除法运算求出z,再利用共轭复数的定义求解作答.
解:依题意,,
所以z的共轭复数.
故选:C.
【点评】本题主要考查复数的四则运算,以及共轭复数的定义,属于基础题.
3.已知幂函数,下列能成为“f(x)是R上奇函数”充分条件的是( )
A.m=﹣3,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=3 D.m=1,n=3
【分析】根据函数奇偶性的性质判断即可.
解:对于A,f(x)=x﹣3,定义域为{x|x≠0},所以f(x)不是R上的奇函数,故A错误;
对于B,f(x)=,定义域为[0,+∞),所以f(x)不是R上的奇函数,故B错误;
对于C,f(x)=,定义域为R,且f(﹣x)====f(x),故f(x)为偶函数,故C错误;
对于D,f(x)=,定义域为R,且f(﹣x)==﹣=﹣f(x),故f(x)为奇函数,故D正确.
故选:D.
【点评】本题主要考查了函数奇偶性的判断,属于基础题.
4.已知函数f(x)导函数f'(x)的图象如图所示,则( )
A.f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递增
B.f(x)在(0,3)上单调递减
C.f(x)在x=0处取得最大值
D.f(x)在x=﹣2处取得最小值
【分析】由题意,根据导函数的正负和函数的单调性对选项进行逐一判断,进而即可求解.
解:由图象得当x<﹣2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当﹣2<x<0,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当0<x<3时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x>3,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x=﹣2时,函数f(x)取得极小值,并非最小值;
当x=0时,函数f(x)取得极大值,并非最大值.
故选:B.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性和极值,考查了逻辑推理和数形结合.
5.已知函数f(x)=ex+e﹣x+lg|x|,则不等式f(x+1)>f(2x﹣1)的解集为( )
A.(0,2) B.
C.(0,3) D.
【分析】依题意,可得偶函数f(x)=ex+e﹣x+lg|x|在(0,+∞)上为增函数,不等式f(x+1)>f(2x﹣1)⇔|x+1|>|2x﹣1|,且x+1≠0,2x﹣1≠0,解之即可.
解:因为f(x)=ex+e﹣x+lg|x|,x≠0,
所以f(﹣x)=ex+e﹣x+lg|﹣x|=ex+e﹣x+lg|x|=f(x),
即f(x)为偶函数,
当x>0时,f(x)=ex+e﹣x+lgx,f′(x)=ex﹣e﹣x+,
∵y=ex与y=﹣e﹣x在(0,+∞)上均为单调递增,
∴y=ex﹣e﹣x在(0,+∞)上单调递增,
∴ex﹣e﹣x>e0﹣=0,
即当x>0时,f′(x)=ex﹣e﹣x+>0恒成立,
∴偶函数f(x)=ex+e﹣x+lg|x|在(0,+∞)上为增函数,
∴不等式f(x+1)>f(2x﹣1)⇔|x+1|>|2x﹣1|,且x+1≠0,2x﹣1≠0,
解得:0<x<,或<x<2.
即不等式f(x+1)>f(2x﹣1)的解集为.
故选:B.
【点评】本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用,考查等价转化思想及运算求解能力,属于中档题.
6.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈[,1],∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是( )
A.a≤1 B.a≥1 C.a≤2 D.a≥2
【分析】由∀x1∈[﹣1,2],都∃x2∈[1,2],使得f(x1)≥g(x2),可得f(x)=x2+1在x1∈[﹣1,2]的最小值不小于g(x)=ax+2在x2∈[1,2]的最小值,构造关于a的不等式组,可得结论.
解:当x1∈[,1]时,由f(x)=x+得,f′(x)=,
令f′(x)>0,解得:x>2,令f′(x)<0,解得:x<2,
∴f(x)在[,1]单调递减,
∴f(1)=5是函数的最小值,
当x2∈[2,3]时,g(x)=2x+a为增函数,
∴g(2)=a+4是函数的最小值,
又∵∀x1∈[,1],都∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),
可得f(x)在x1∈[,1]的最小值不小于g(x)在x2∈[2,3]的最小值,
即5≥a+4,解得:a≤1,
故选:A.
【点评】本题考查的知识是二次函数的图象和性质,熟练掌握二次函数的图象和性质,是解答的关键.
7.三个数的大小顺序为( )
A.b<c<a B.b<a<c C.c<a<b D.a<b<c
【分析】据题意可设,求导,从而可根据导数符号得出f(x)在(e,+∞)上单调递减,并且可得出a=f(e2),b=f(4),c=f(3),从而得出a,b,c的大小顺序.
解:设,,
∴x>e时,f′(x)<0,
∴f(x)在(e,+∞)上单调递减,
又,,且e2>4>3
∴f(e2)<f(4)<f(3),
∴a<b<c.
故选:D.
【点评】考查构造函数解决问题的方法,根据导数符号判断函数的单调性的方法,商的导数的计算公式,以及减函数的定义,对数的运算.
8.已知a>0,b>0,a+2b=4,则ab的最大值是( )
A. B.2 C.4 D.3
【分析】根据基本不等式即可求解.
解:,
等号成立条件是a=2b,即a+2b=4b=4时取等号,
即当且仅当a=2,b=1时取等号,
所以ab的最大值是2.
故选:B.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值求解中的应用,属于基础题.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.若函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),则f(x)可能是( )
A.f(x)=ln(x﹣2)+x B.
C. D.f(x)=x(lnx﹣1)
【分析】利用导数与单调性的关系,逐一分析选项,即可得出答案.
解:对于A:f(x)=ln(x﹣2)+x,则f'(x)==,x∈(2,+∞),
∴f(x)的单调递增区间为(2,+∞),故A错误;
对于B:f(x)=,则函数定义域为{x|x≠0},f'(x)=,
由f'(x)=0得x=1,由f'(x)>0得x>1,由f'(x)<0得x<0或0<x<1,
∴f(x)在(﹣∞,0)和(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故B正确;
对于C:f(x)=x+,则函数定义域为{x|x≠0},f'(x)=1﹣=,
由f'(x)=0得x=±1,由f'(x)>0得x<﹣1或x>1,由f'(x)<0得﹣1<x<0或0<x<1,
∴f(x)在(﹣∞,﹣1)和(1,+∞)上单调递增,故C错误;
对于D:f(x)=x(lnx﹣1),x∈(0,+∞),则f'(x)=lnx﹣1+1=lnx,
由f'(x)=0得x=1,由f'(x)>0得x>1,由f'(x)<0得0<x<1,
∴f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,考查转化思想,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
(多选)10.已知函数f(x)=|ex﹣1|,x1<0,x2>0,函数y=f(x)的图象在点A(x1,f(x1))处的切线与在点B(x2,f(x2))处的切线互相垂直,且分别与y轴交于M、N两点,则( )
A.x1+x2为定值
B.x1x2为定值
C.直线AB的斜率取值范围是(0,+∞)
D.的取值范围是(0,1)
【分析】结合导数的几何意义可得x1+x2=0,即可判断AB;结合基本不等式可判断C;结合直线方程及两点间距离公式可得|AM|,|BN|,化简可判断D.
解:当x<0时,f(x)=1﹣ex,导数为f′(x)=﹣ex,
可得在点处的斜率为,
切线AM的方程为,
令x=0,可得,即,
当x>0时,f(x)=ex﹣1,导数为f′(x)=ex,
可得在点处的斜率为,
令x=0,可得,即,
由f(x)的图象在A,B处的切线相互垂直,可得,
即为x1+x2=0,x1<0,x2>0,故A正确,B错误;
直线AB的斜率,
因为x1≠x2,所以上面不等式中的等号不成立,故C正确;
,
,故D正确.
故答案为:ACD.
【点评】本题主要考查利用导数研究曲线上某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.
(多选)11.已知,则( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)在(﹣∞,0)⋃(0,+∞)上单调递减
C.f(x)值域为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
D.f(f(x))的定义域为{x|x≠0}
【分析】对于A,利用奇函数的定义即可判断;对于B,可以利用减函数的定义进行判断;对于C,可利用分离常数法进行求解;对于D,可利用定义域的性质进行求解.
解:对于A,由ex﹣1≠0,得x≠0,所以函数的定义域为{x|x≠0},
又,所以f(x)为奇函数,故A正确;
对于B,设x1<x2,x1,x2∈(﹣∞,0)⋃(0,+∞),
则,
因为x1<x2,x1,x2∈(﹣∞,0)⋃(0,+∞),所以当x1<0,x2>0时,
,,所以,
则f(x1)<f(x2),不符合单调递减函数的定义,故B错误;
对于C,因为,
又ex﹣1>﹣1且ex﹣1≠0,所以,
则,故C正确;
对于D,由以上项分析函数f(x)的定义域为{x|x≠0}且f(x)≠0,故f(f(x))的定义域为{x|x≠0},故D正确;
故选:ACD.
【点评】本题主要考查了函数的奇偶性,单调性的判断,还考查了函数定义域的求解及函数值域的求解,属于中档题.
(多选)12.设e为自然对数的底数,函数,则下列结论正确的是( )
A.当a=e时,f(x)无极值点
B.当a>e时,f(x)有两个零点
C.当1<a<e时,f(x)有1个零点
D.当a≤1时,f(x)无零点
【分析】求出函数的导数,取a=e,得到A正确,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,结合函数的单调性判断BCD.
解:∵,∴f′(x)=,
当a=e时,(x﹣1)(ex﹣e)≥0,
故f′(x)≥0,f(x)无极值点,故A正确;
当a>e时,lna>1,x∈(0,1),(lna,+∞)时,f(x)递增,
x∈(1,lna)时,f(x)递减,且f(1)=e﹣a<0,
即在(lna,+∞)上f(x)有1个零点,故B错误;
当1<a<e时,0<lna<1,x∈(0,lna),(1,+∞)时,f(x)递增,
x∈(lna,1)时,f(x)递减,f(1)=e﹣a>0,
x∈(0,lna)上f(x)有1个零点,故C正确;
当a≤1时,ex﹣a≥0,f(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
f(x)min=f(1)=e﹣a>0,f(x)无零点,故D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查了函数的单调性,极值,零点问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,是中档题.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知a>0,b>0,且2a⋅4b=(2a)b,则a+b的最小值为 .
【分析】先利用指数的运算与性质得到,再利用基本不等式“1”的妙用即可得解.
解:因为2a⋅4b=(2a)b,所以2a⋅22b=2ab,即2a+2b=2ab,
则a+2b=ab,所以,
又a>0,b>0,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
则a+b的最小值为.
故答案为:.
【点评】本题主要考查基本不等式及其应用,属于基础题.
14.命题“∃x∈[1,3],x2﹣2x﹣a≥0”为真命题的充要条件是 {a|a≤3} .
【分析】原命题等价于∃x∈[1,3]使a≤x2﹣2x,求x2﹣2x在[1,3]上的最大值即可.
解:原命题可写为“∃x∈[1,3],a≤x2﹣2x”,
当1≤x≤3时,x2﹣2x随x增大而增大,则x=3时,x2﹣2x取最大值为3,所以a≤3.
故答案为:{a|a≤3}.
【点评】本题主要考查了含有量词的命题的真假关系的应用,属于基础题.
15.已知定义在R上的函数f(x),满足f(x)=2f(x+2),当x∈(0,2]时,f(x)=4x(2﹣x),若方程f(x)=a在区间内有实数解,则实数a的取值范围为 .
【分析】将问题转化为y=a与y=f(x)的图象在内有交点,根据函数的递推关系,可得函数的部分解析式,作出y=f(x)的图象,结合图象求解即可.
解:因为f(x)=2f(x+2),
所以f(x﹣2)=2f(x),f(x)=f(x﹣2),
又因为当x∈(0,2]时,f(x)=4x(2﹣x),
所以当x∈(2,4]时,x﹣2∈(0,2],
所以f(x)=f(x﹣2)=×4(x﹣2)(4﹣x)=2(x﹣2)(4﹣x),
当x∈(4,6]时,x﹣2∈(2,4],
所以f(x)=f(x﹣2)=(x﹣4)(6﹣x),
所以f()=(﹣4)•(6﹣)=,
……
作出函数f(x)的部分图象,如图所示:
又因为方程f(x)=a在区间内有实数解,
即y=a与y=f(x)的图象在内有交点,
结合图象可知a∈[0,).
故答案为:[0,).
【点评】本题考查了转化思想、数形结合思想,关键点是作出函数y=f(x)的图象,属于中档题.
16.甲、乙两人下围棋,若甲执黑子先下,则甲胜的概率为;若乙执黑子先下,则乙胜的概率为.假定每局之间相互独立且无平局,第二局由上一局负者先下,若甲、乙比赛两局,第一局甲、乙执黑子先下是等可能的,则甲、乙各胜一局的概率为 .
【分析】分两种情况讨论:(1)第一局甲胜,第二局乙胜:(2)第一局乙胜,第二局甲胜.分析出每局输赢的情况,结合独立事件和互斥事件的概率公式可求得所求事件的概率.
解:分两种情况讨论:
(1)第一局甲胜,第二局乙胜:
若第一局甲执黑子先下,则甲胜第一局的概率为,第二局乙执黑子先下,则乙胜的概率为,
若第一局乙执黑子先下,则甲胜第一局的概率为,第二局乙执黑子先下,则乙胜的概率为,
所以第一局甲胜,第二局乙胜的概率为;
(2)第一局乙胜,第二局甲胜:
若第一局甲执黑子先下,则乙胜第一局的概率为,第二局甲执黑子先下,则甲胜的概率为,
若第一局乙执黑子先下,则乙胜第一局的概率为,第二局甲执黑子先下,则甲胜的概率为,
所以,第一局乙胜,第二局甲胜的概率为.
综上所述,甲、乙各胜一局的概率为.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了独立事件的概率乘法公式,属于基础题.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.设集合A={x|x2﹣x﹣2≤0},B={x|1<x<2a}.
(1)若A∪B=A,求实数a的取值范围;
(2)若(∁RA)∩B中只有一个整数,求实数a的取值范围.
【分析】(1)解一元二次不等式得集合A,然后分和讨论可解;
(2)利用数轴分析即可求解.
解:(1)A={x|x2﹣x﹣2≤0}={x|﹣1≤x≤2},
因为A∪B=A,所以B⊆A,
当时,则B=∅,故B⊆A符合题意,
当时,则B⊆A,可知2a≤2,即,
综上可知,a≤1,
故实数a的取值范围为(﹣∞,1].
(2)∁RA={x|x<﹣1或x>2},
因为(∁RA)∩B中只有一个整数,因此该整数为3,
如图,
由B={x|1<x<2a},所以3<2a≤4,解得,
故实数a的取值范围为.
【点评】本题主要考查集合的运算,属于基础题.
18.已知函数f(x)=loga(3﹣x)﹣loga(3+x)(a>0,且a≠1).
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若f(1)=﹣1,当x∈[﹣1,1]时,求f(x)的值域.
【分析】(1)根据函数奇偶性的定义判断;
(2)由f(1)=﹣1可求出a=2,所以f(x)=,再结合对数函数的性质求解即可.
解:(1)f(x)为奇函数,证明如下:
因为,
所以﹣3<x<3,
所以f(x)的定义域为(﹣3,3),
因为f(﹣x)=loga(3+x)﹣loga(3﹣x)=﹣f(x),
所以f(x)为奇函数;
(2)因为f(1)=﹣1,
所以,
所以a=2,
所以,
因为x∈[﹣1,1],
所以3+x∈[2,4],所以.
所以f(x)的值域为[﹣1,1].
【点评】本题主要考查了函数的奇偶性的判断,考查了对数函数的性质,属于中档题.
19.已知函数f(x)=lnx+1.
(1)若f(x)在x=t处的切线过原点,求切线l的方程;
(2)令,求证:g(x)≤1.
【分析】(1)根据导数的几何意义,利用导数以及直线的点斜式方程求解.
(2)对函数进行求导,通过导数的正负确定函数的单调性,从而求出函数的最值,证明不等式即可.
解:(1)∵,
∴f(x)在x=t处的切线的斜率为.
又(t,lnt+1)在曲线f(x)上,f(x)在x=t处的切线过原点,
∴,
解得t=1.
∴切线l的方程为y﹣1=x﹣1,即y=x.
(2)证明:∵,
∴,
由g′(x)>0有:0<x<1,由g′(x)<0有:x>1,
∴g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
∴函数g(x)的最大值为g(1)=f(1)=1,
∴g(x)≤1.
【点评】本题考查导数的几何意义,考查利用导数研究函数的单调性及最值,考查不等式的证明,考查逻辑推理能力及运算求解能力,属于基础题.
20.“使用动物做医学实验是正确的,这样做能够挽救人的生命”.一机构为了解成年人对这种说法的态度(态度分为同意和不同意),在某市随机调查了200位成年人,得到如下数据:
男性
女性
合计
同意
70
50
120
不同意
30
50
80
合计
100
100
200
(1)能否有99%的把握认为成年人对该说法的态度与性别有关?
(2)将频率视为概率,用样本估计总体.若从该市成年人中,随机抽取3人了解其对该说法的态度,记抽取的3人中持同意的人数为X,求X的分布列和数学期望.
附:,
P(χ2≥x0)
0.025
0.010
0.005
x0
5.024
6.635
7.879
【分析】(1)由题意,根据所给信息,代入公式进行计算,根据与临界值比较即可得到答案;
(2)利用二项分布的概率公式求出分布列,再由期望的计算公式进行求解即可.
解:(1)假设成年人对该说法的态度与性别有关,
由列联表中数据可得χ2=
=≈8.333,
若成年人对该说法的态度与性别有关,
此时χ2≥6.635的概率约为0.01,
因为8.333>6.635,
所以我们有99%的把握认为成年人对该说法的态度与性别有关;
(2)从该市成年人中所及抽取1人持同意态度的概率为=,
所以X~B(3,),
此时P(x=0)=C(1﹣)3=,
P(x=1)=C××(1﹣)2=,
P(x=2)=C×()2×(1﹣)=,
P(x=3)=C×()3=,
X
0
1
2
3
P
则随机变量X的数学期望为
E(X)=0×+1×+2×+3×=.
【点评】本题考查独立性检验的实际应用,考查了逻辑推理和运算能力.
21.下表是某农村居民2018年至2022年家庭人均收入(单位:万元).
年份
2018
2019
2020
2021
2022
年份代码x
1
2
3
4
5
家庭人均收入y(万元)
1.2
1.4
1.5
1.6
1.8
(1)利用相关系数r判断y与x的相关关系的强弱(当0.75<|r|≤1时,y与x的相关关系较强,否则相关关系较弱,精确到0.01); (2)求y关于x的线性回归方程,并预测2023年该农村居民的家庭人均收入.附:对于一组数据(x1,y1)、(x2,y2)、…、(xn,yn),其回归直线的斜率和截距的最小二乘估计分别为,,样本相关系数r=.参考数据:≈1.414.
【分析】(1)由已知数据结合相关系数公式求得r值,与0.75比较大小得结论;
(2)利用最小二乘法求与的值,可得线性回归方程,取x=6求得y值即可.
解:(1)由表中数据可得,,
,
,,,
∴r==≈0.99>0.75,
故y与x的相关关系较强;
(2)由(1)可知,,
∴,
,
则y关于x的线性回归方程为.
当x=6时,.
故预测2022年该农村居民的家庭人均收入约为1.92万元.
【点评】本题考查利用最小二乘法求解相关系数和回归直线方程,考查运算求解能力,是基础题.
22.已知函数f(x)=ex﹣ax﹣1.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若f(x)有且仅有2个零点,求实数a的取值范围.
【分析】(1)根据题意,分a≤0和a>0两种情况讨论求解即可;
(2)分别讨论a≤0,a=1,a>1,0<a<1,由f(x)的单调性及零点存在定理判断零点即可.
解:(1)f′(x)=ex﹣a,
a≤0时,f′(x)>0恒成立,f(x)在R上是增函数;
a>0时,x<lna时,f′(x)<0,f(x)是减函数,x>lna时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
综上,a≤0时,f(x)在R上是增函数,a>0时,f(x)在(﹣∞,lna)上是减函数,在(lna,+∞)上是增函数;
(2)当a≤0时,由(1)得f(x)在R上是增函数,不符合题意;
当a>0时,由(1)得f(x)≥f(lna)=a﹣alna﹣1;
①当lna=0⇒a=1时,f(lna)=f(0)=0,f(x)只有一个零点,不符合题意;
②当lna>0⇒a>1时,f(lna)<f(0)=0,故f(x)在(﹣∞,lna)有一个零点,
又f(x)在(lna,+∞)上是增函数,
设g(a)=f(a)=ea﹣a2﹣1,h(a)=g′(a)=ea﹣2a,h′(a)=ea﹣2>h′(1)>0,
∴g′(a)在(1,+∞)单调递增,g′(a)>g′(1)>0,
∴g(a)在(1,+∞)单调递增,f(a)=g(a)>g(1)>0,
设m(x)=x﹣lnx,由知,
当x∈(0,1),m′(x)<0,m(x)单调递减,当x∈(1,+∞),m′(x)>0,m(x)单调递增,
∴m(x)=x﹣lnx≥m(1)=1⇒x>lnx,即a>lna,
故f(x)在(lna,+∞)有一个零点,故函数有两个零点;
③当lna<0⇒0<a<1时,f(lna)<f(0)=0,故(lna,+∞)有一个零点,
又f(x)在(﹣∞,lna)上是减函数,,由②得,
故f(x)在(﹣∞,lna)有一个零点,故函数有两个零点;
综上,0<a<1或a>1,
实数a的取值范围为(0,1)∪(1,+∞).
【点评】本题考查了导数的综合应用,属于中档题.
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