2023年山西省大同市高考数学模拟试卷(B卷)(含答案解析)
展开A. 2B. −2C. 2iD. −2i
3. 从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少要有甲型与乙型电视机各1台,则不同的取法共有( )
A. 140种B. 84种C. 70种D. 35种
4. 已知sin2(π−θ)= 32cs(3π2+θ),0<|θ|<π2,则θ等于( )
A. −π6B. −π3C. π6D. π3
5. 已知xy>0,向量m=(2x,1)与向量n=(12,−12y)垂直,x,y,2成等比数列,则x与y的等差中项为( )
A. 34B. 32C. 12D. 1
6. 如果△ABC内接于半径为R的圆,且2R(sin2A−sin2C)=( 2a−b)sinB,则角C为( )
A. π6B. π4C. π3D. 2π3
7. 函数f(x)=x3lne+csxe−csx的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
8. 已知F1、F2分别是双曲线x2a2−y2b2=1的左、右焦点,P为双曲线右支上的任意一点且|PF1|2|PF2|=8a,则双曲线离心率的取值范围是( )
A. (1,3]B. [3,+∞)C. (1,2]D. [2,+∞)
9. 若a,b,c,d均为不相等实数,下列命题中正确的是( )
A. 若a>b,c>d,则a+c>b+d
B. 若a>0,b>0,a+b=ab,则a+b>4
C. 若a>b>0,c>d,则ac>bd
D. 当a>0时,不等式a+1a+1≥1成立
10. 已知A,B,C为随机事件,则下列表述中不正确的是( )
A. P(AB)=P(A)P(B)B. P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)
C. P(A|A)=1D. P(A|B)
11. 已知数列{an}满足an+an+1=2×(−1)n,n∈N*,且a5=1,则下列表述正确的有( )
A. a1=−5B. 数据{a2n−1}是等差数列
C. 数列{|an|}是等差数列D. 数列{1anan+1}的前n项和为n14n−49
12. 某数学课外兴趣小组对函数f(x)=lgx2+1|x|(x≠0,x∈R)的性质进行了探究,得到下列四个命题,其中正确的命题有( )
A. 函数f(x)的图象关于y轴对称
B. 当x>0时,f(x)是增函数,当x<0时,f(x)是减函数
C. 函数f(x)的最小值是lg2
D. 函数f(x)与x=2有四个交点
13. 二项式( x−2x)5的展开式中,x项的系数为______ .
14. 在边长为3的等边△ABC中,BM=12MC,则AM⋅BC=______ .
15. 一束光线由点M(6,2 6)出发沿x轴反方向射向抛物线y2=8x上一点P,反射光线所在直线与抛物线交于另一点Q,则直线PQ的斜率为______ .
16. 四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑,在鳖臑P−ABC中,PA⊥平面ABC,PA=4,AB=BC=2,鳖臑P−ABC的四个顶点都在同一个球面上,则该球的表面积是______ .
17. 已知函数f(x)=2sinωx⋅csωx+2 3cs2ωx− 3(其中ω>0),直线x=x1、x=x2是y=f(x)图象的任意两条对称轴,且|x1−x2|的最小值为π2.
(1)求ω的值;
(2)若f(α)=23,求cs(2α−π6)的值.
18. 已知等差数列{an}满足a4=7,a10=19.
(1)求数列{an}的通项公式an;
(2)若bn=2nan,求数列{bn}的前n项和为Tn.
19. 在四棱锥P−ABCD中,BD=2,∠DAB=∠BCD=90∘,∠CDB=30∘,∠ADB=45∘,PA=PB=PD=2.
(1)求证:面PBD⊥面ABCD;
(2)求平面PAD与平面PBC所成角的余弦值.
20. 为了加强环保知识的宣传,某学校组织了垃圾分类知识竞赛活动,活动设置了四个箱子,分别写有“厨余垃圾”“有害垃圾”“可回收物”“其它垃圾”,另有卡片若干张,每张卡片上写有一种垃圾的名称,每位参赛选手从所有卡片中随机抽取20张,按照自己的判断将每张卡片放入对应的箱子中,按规则,每正确投放一张卡片得5分,投放错误得0分,比如将写有“废电池”的卡片放入写有“有害垃圾”的箱子,得5分,放入其它箱子得0分,从所有参赛选手中随机抽取20人,将他们的得分按照(0,20],(20,40],(40,60],(60,80],(80,100]分组,绘成如下频率分布直方图.
(1)分别求出所抽取的20人中得分落在[0,20]和(20,40]内的人数;
(2)从所抽取的20人内,得分落在[0,40]的选手中随机选取3名选手,以X表示这3名选手中得分不超过20分的人数,求X的分布列和数学期望.
21. 已知椭圆C1:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为 22,并且直线y=x+b是抛物线C2:y2=4x的一条切线.
(Ⅰ)求椭圆C1的方程.
(Ⅱ)过点S(0,−13)的动直线l交椭圆C1于A、B两点,试问:在直角坐标平面上是否存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过定点T?若存在求出T的坐标;若不存在,请说明理由.
22. 已知函数f(x)=a(x+1)lnx+2x,a∈R.
(1)若f′(1e)=e+2,讨论函数f(x)的单调性;
(2)当x≥1时,f(x)≤ex−1+2alnx+x恒成立,求实数a的取值范围.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:集合A={x||x|<2}={x|−2
∴∁RB={x|−1
求出集合A,B,∁RB,利用交集定义能求出A∩(CRB).
本题考查集合的运算,考查交集、补集定义、不等式性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.【答案】A
【解析】解:z−i=3+i1+i=(3+i)(1−i)(1+i)(1−i)=4−2i2=2−i,
故z=2,所以z−=2.
故选:A.
根据已知条件,结合复数的四则运算,以及共轭复数的定义,即可求解.
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.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查两个基本原理和组合的应用,属基础题.
取出3台,至少要有甲型与乙型电视机各1台,则有甲型1台、乙型电视机2台与甲型2台、乙型电视机1台两种情况,分别求解情况数,相加即可.
【解答】
解:甲型1台与乙型电视机2台共有4⋅C52=40种,
甲型2台与乙型电视机1台共有C42⋅5=30种,
∴不同的取法共有70种,
故选C
4.【答案】D
【解析】解:因为sin2(π−θ)= 32cs(3π2+θ),
所以sin2θ= 32sinθ,
即sinθ(sinθ− 32)=0,
所以sinθ=0或sinθ= 32,
又因为0<|θ|<π2,
所以sinθ= 32,
所以θ=π3.
故选:D.
由已知条件可得sinθ=0或sinθ= 32,再根据0<|θ|<π2,即可得θ的值.
本题考查了三角函数的化简及求值,属于基础题.
5.【答案】A
【解析】解:∵向量m=(2x,1)与向量n=(12,−12y)垂直,
∴m⋅n=0,即x−12y=0,∴y=2x,
∵x,y,2成等比数列,∴y2=2x,
∴(2x)2=2x,即2x2=x,
∵xy>0,∴x≠0,
∴x=12,
∴y=1,
∴x与y的等差中项为x+y2=34.
故答案为:A.
先利用m⋅n=0,求出y=2x,由x,y,2成等比数列可得y2=2x,两个式子联立求出x,y的值,再利用等差中项的定义求解.
本题主要考查了等比数列和等差数列的性质,属于基础题.
6.【答案】B
【解析】解:由正弦定理可得:asinA=bsinB=2R,所以a=2RsinA,b=2RsinB,
由题意可得2R(sin2A−sin2C)=2R( 2sinA−sinB)sinB,
整理可得:sin2A+sin2B−sin2C= 2sinAsinB,
由正弦定理可得a2+b2−c2= 2ab=2abcsC,
解得csC= 22,C∈(0,π),
可得C=π4,
故选:B.
由正弦定理及余弦定理可得C角的余弦值,再由C角的取值范围,进而解得C角的大小.
本题考查三角形中正弦定理,余弦定理的综合应用,属于基础题.
7.【答案】C
【解析】解:∵f(x)=x3lne+csxe−csx,x∈R,
∴f(−x)=(−x)3lne+cs(−x)e−cs(−x)=−x3lne+csxe−csx=−f(x),
∴f(x)为奇函数,其图象关于原点成中心对称,可排除A与B;
又当x→0+时,f(x)>0,故可排除D,
故选:C.
先判断函数的奇偶性,可排除A与B选项,当x→0+时,f(x)>0,排除C选项,从而可得答案.
本题主要考查函数图像的识别和判断,利用函数奇偶性和对称性以及极限思想解决问题是关键,考查推理能力与运算能力,属于中档题.
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查了双曲线的简单性质,三角形边与边之间的关系,考查计算能力,属于中档题.
设|PF1|=m,|PF2|=n,由题得m−n=2a,m2=8an,由此得到m与n的关系,求得离心率范围.
【解答】
解:设|PF1|=m,|PF2|=n,
根据双曲线定义可知|PF1|−|PF2|=2a,|PF1|2=8a|PF2|,
∴m−n=2a,m2=8an,
∴m−nm2=2a8an,
∴m2−4mn+4n2=0,
∴m=2n,
∴n=2a,m=4a,
在△PF1F2中,|F1F2|<|PF1|+|PF2|,
∴2c<4a+2a,
∴ca<3,
当p为双曲线顶点时,ca=3
又∵双曲线e>1,
∴1
9.【答案】AB
【解析】解:A项:由不等式的性质,A正确;
选项B:由a+b=ab,得1b+1a=1,故(a+b)(1b+1a)=2+ab+ba≥4,
当且仅当ab=ba时,等号成立,又a≠b,B正确;
选项C:若a=12,b=13,c=−1,d=−2时,ac=(12)−1=2,bd=(13)−2=9,故C错误;
选项D:当a>0时,a+1a+1=(a+1)+1a+1−1≥2 (a+1)⋅1a+1=2−1=1,
此时a=0或a=−2,与a>0矛盾,D错误.
故选:AB.
A项:由不等式的性质可得;B:利用“1”的代换可判断;选项C:代入特值a=12,b=13,c=−1,d=−2可判断;
选项D:利用配凑法可判断.
本题考查不等式的性质,考查基本不等式,属于中档题.
10.【答案】ABD
【解析】解:A选项,当事件A、B相互独立时,P(AB)=P(A)P(B),A错误;
B选项,当事件B、C为互斥事件时,P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A),B错误;
C选项,P(A|A)=P(AA)P(A)=P(A)P(A)=1,C正确;
D选项,P(A|B)=P(AB)P(B)≥P(AB),D错误.
故选:ABD.
根据事件的基本关系和条件概率公式逐项判断即可.
本题考查条件概率公式应用,是基础题.
11.【答案】BD
【解析】解:∵数列{an}满足an+an+1=2×(−1)n,n∈N*,
∴a2k−1+a2k=−2,①
a2k+a2k+1=2,k∈N*,②
两式相减可得:a2k+1−a2k−1=4,
∴数列{a2n−1}是等差数列,公差为4,
∵a5=1,∴a1+2×4=1,解得a1=−7,
∴a2k−1=−7+4(k−1)=4k−11,
∴a3=−3,
两式①+②可得:a2k−1+a2k+1=−2a2k,
∴−2a2k=4k−11+4(k+1)−11,解得a2k=9−4k,
∴a4=1,
而|a3|+|a5|=4,2|a4|=2,
∴|a3|+|a5|≠2|a4|,
因此数列{|an|}不是等差数列.
n=2k时,1an−1an=1a2k−1⋅a2k=1(4k−11)(9−4k)=12(14k−9−14k−11),1anan+1=1a2ka2k+1=1(9−4k)(4k−7)=12(14k−7−14k−9),
∴1an−1an+1anan+1=12(14k−7−14k−11),
数列{1anan+1}的前n项和为12[(1−3−1−7)+(11−1−3)+(15−11)+…+(14k−11−14k−15)+(14k−7−14k−11)]=12(14k−7+17)=12(12n−7+17)=n14n−49.
n=2k−1时,同理可得数列{1anan+1}的前n项和为n14n−49.
综上可得:只有BD正确.
故选:BD.
数列{an}满足an+an+1=2×(−1)n,n∈N*,可得a2k−1+a2k=−2,a2k+a2k+1=2,k∈N*,两式相减可得:a2k+1−a2k−1=4,两式相加可得:a2k−1+a2k+1=−2a2k,可得a2k−1,a2k,进而判断出结论.
本题考查了数列递推关系、等差数列的通项公式、分类讨论方法、裂项求和方法,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
12.【答案】AC
【解析】解:∵f(x)=lgx2+1|x|(x≠0,x∈R)的定义域为(−∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,
又满足f(−x)=f(x),所以函数f(x)是偶函数,其图象关于 y轴对称,故A正确;
当x>0时,f(x)=lgx2+1|x|=lg(x+1x),令t(x)=x+1x,则f(t)=lgt,由双勾函数的性质可知t(x)在(0,1]上是减函数,
在[1,+∞)上是增函数,又f(t)=lgt在定义域上是增函数,所以由复合函数的单调性可知,f(x)在(0,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数,故B错误;
x>0时,x+1x≥2(当且仅当x=1时取等号),又f(x)是偶函数,
所以函数f(x)的最小值是lg2,故C正确;
由函数定义可知,f(x)不可能与x=2有四个交点,D错误.
故选:AC.
A.利用函数的奇偶性判断;
B.由x>0时,f(x)=lgx2+1|x|=lg(x+1x),令t(x)=x+1x,由复合函数的单调性判断;
C.由x>0时,x+1x≥2,再结合函数f(x)是偶函数求解判断;
D.结合函数的定义即可判断.
本题考查了函数的基础性质,复合函数的单调性满足同增异减,属于中档题.
13.【答案】−10
【解析】解:二项式( x−2x)5的展开式的通项公式为Tr+1=C5r⋅(−2)r⋅x5−3r2,
令12(5−3r)=1,求得r=1,
故展开式中含x的项的系数为−2C51=−10,
故答案为:−10.
先求出二项式展开式的通项公式,再令x的幂指数等于1,求得r的值,即可求得展开式中含x的项的系数.
本题主要考查二项式定理的应用,二项式系数的性质,二项式展开式的通项公式,求展开式中某项的系数,属于基础题.
14.【答案】−32
【解析】解:AM⋅BC=(AB+BM)⋅BC=(AB+13BC)⋅BC=AB⋅BC+13BC2
=|AB|⋅|BC|cs(π−B)+13|BC|2
=3×3×(−12)+13×32=−32,
故答案为:−32.
转化AM⋅BC=(AB+BM)⋅BC=(AB+13BC)⋅BC,利用数量积的定义即得解.
本题考查了平面向量数量积的运算,属于基础题.
15.【答案】2 6
【解析】解:将y=2 6代入y2=8x中,可得x=3,∴P(3,2 6),
又根据抛物线的光学性质可得:该反射光线过F(2,0),
∴直线PF的斜率为:2 6−03−2=2 6,
∴所求直线的斜率为2 6,
故答案为:2 6.
根据抛物线的光学性质,两点的斜率公式,即可求解.
本题考查抛物线的光学性质,属基础题.
16.【答案】24π
【解析】解:把鳌臑P−ABC补成一个长方体,如图所示:
则长方体的外接球即是鳌臑P−ABC的外接球,
又∵PA=4,AB=BC=2,
∴长方体的外接球半径R=12× 42+22+22= 6,
∴鳌臑P−ABC的外接球半径为R= 6,
则该球的表面积是4πR2=24π,
故答案为:24π.
根据题意,把鳌臑P−ABC补成一个长方体,则长方体的外接球即是鳌臑P−ABC的外接球,从而求出鳌臑P−ABC的外接球半径为R,再利用球的体积公式即可求出结果.
本题主要考查了三棱锥的外接球,是基础题.
17.【答案】解:(1)f(x)=2sinωx⋅csωx+2 3cs2ωx− 3
=sin2ωx+ 3cs2ωx
=2(12sin2ωx+ 32cs2ωx)
=2sin(2ωx+π3)(ω>0),
∵直线x=x1、x=x2是y=f(x)图象的任意两条对称轴,且|x1−x2|的最小值为π2,
∴T=2π2ω=2×π2=π,
∴ω=1;
(2)由(1)知,f(x)=2sin(2x+π3),
∵f(α)=2sin(2α+π3)=23,
∴sin(2α+π3)=13,
∴cs(2α−π6)=cs(π6−2α)=sin[π2−(π6−2α)]=sin(2α+π3)=13.
【解析】(1)依题意,化简可得f(x)=2sin(2ωx+π3)(ω>0),由T=2π2ω=2×π2=π,可求得ω;
(2)由f(α)=2sin(2α+π3)=23,结合诱导公式可求得cs(2α−π6)的值.
本题考查三角恒等变换与两角和与差的三角函数,考查运算求解能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)设等差数列{an}的公差为d,∵a4=7,a10=19,
∴a1+3d=7,a1+9d=19,
联立解得a1=1,d=2,
∴an=1+2(n−1)=2n−1.
(2)bn=2nan=(2n−1)⋅2n,
∴数列{bn}的前n项和为Tn=2+3×22+5×23+…+(2n−1)⋅2n,
2Tn=22+3×23+…+(2n−3)⋅2n+(2n−1)⋅2n+1,
相减可得:−Tn=2+2(22+23+…+2n)−(2n−1)⋅2n+1=2+2×4(2n−1−1)2−1−(2n−1)⋅2n+1,
化为Tn=(2n−3)⋅2n+1+6.
【解析】(1)设等差数列{an}的公差为d,由a4=7,a10=19,可得a1+3d=7,a1+9d=19,联立解得a1,d,利用通项公式即可得出an.
(2)bn=2nan=(2n−1)⋅2n,利用错位相减法即可得出数列{bn}的前n项和为Tn.
8本题考查了等差数列与等比数列的通项公式与求和公式、错位相减法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
19.【答案】解:(1)证明:取BD的中点O,连接PO,AO,
因为PB=PD,O为BD的中点,
所以PO⊥BD,
在△BCD,△ABD中,
因为BD=2,∠DAB=∠BCD=90∘,∠CDB=30∘,∠ADB=45∘,
所以AO=DO=1,
所以△PDO中,PO= 3,
又PA=2,
所以△PAO为直角三角形,
所以PO⊥AO,
又AO∩PO=O,
所以PO⊥面ABCD,
又PO⊂面PBD,
所以面PBD⊥面ABCD.
(2)由于△ABD为等腰直角三角形,O为斜边BD的中点,
所以AO⊥OB,
由(1)知PO⊥面ABCD,
所以建立如图所示的坐标系,则P(0,0, 3),A(1,0,0),D(0,1,0),C(− 32,12,0),
所以PA=(1,0,− 3),PD=(0,−1,− 3),PB=(0,1− 3),PC=(− 32,12,− 3),
设平面PAD与平面PBC的法向量分别为m=(x1,y1,z1),n=(x2,y2,z2),
由PA⋅m=0PD⋅m=0和PB⋅n=0PC⋅n=0,
得x1− 3z1=0−y1− 3z1=0和y2− 3z2=0− 32x2+12y2− 3z2=0,
令y1= 3,z2= 3,
则m=(− 3, 3,−1),n=(− 3,3, 3),
设法向量m,n所成角为α,则csα=m⋅n|m||n|=− 6565,
所以平面PAD与平面PBC所成角的余弦值为 6565.
【解析】(1)取BD的中点O,连接PO,AO,由PB=PD,O为BD的中点,得PO⊥BD,计算PA,由勾股定理的逆定理可得PO⊥AO,由线面垂直的判定定理可得PO⊥面ABCD,再由面面垂直的判定定理可得面PBD⊥面ABCD.
(2)根据题意可得AO⊥OB,由(1)知PO⊥面ABCD,建立坐标系,可得PA=(1,0,− 3),PD=(0,−1,− 3),PB=(0,1− 3),PC=(− 32,12,− 3),设平面PAD与平面PBC的法向量分别为m=(x1,y1,z1),n=(x2,y2,z2),则PA⋅m=0PD⋅m=0和PB⋅n=0PC⋅n=0,解得m,n,由向量的夹角公式,即可得出答案.
本题考查空间中面与面的位置关系,二面角,解题中需要理清思路,属于中档题.
20.【答案】解:(1)由题意知,所抽取的20人中得分落在组[0,20]的人数有0.0050×20×20=2(人),
得分落在组(20,40]的人数有0.0075×20×20=3(人),
∴所抽取的20人中得分落在组[0,20]的人数有2人,得分落在组(20,40]的人数有3人;
(2)X的所有可能取值为0,1,2,
P(X=0)=C33C53=110,
P(X=1)=C21C32C53=610,
P(X=2)=C22C31C53=310,
X的分布列为:
故EX=0×110+1×610+2×310=1.2.
【解析】(1)利用频率分布直方图能求出所抽取的20人中得分落在组[0,20]的人数和得分落在组(20,40]的人数;
(2)X的所有可能取值为0,1,2,分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列和期望.
本题主要考查离散型随机变量分布列的求解,以及期望公式的应用,属于基础题.
21.【答案】解:(I)由y=x+by2=4x得x2+(2b−4)x+b2=0
直线y=x+b是抛物线C2:y2=4x的一条切线.
所以△=0⇒b=1e=ca= 22⇒a= 2
所以椭圆C1:x22+y2=1(5分)
(Ⅱ)当直线l与x轴平行时,以AB为直径的圆方程为x2+(y+13)2=(43)2
当直线l与y轴重合时,以AB为直径的圆方程为x2+y2=1
所以两圆的切点为点(0,1)(8分)
所求的点T为点(0,1),证明如下.
当直线l与x轴垂直时,以AB为直径的圆过点(0,1)
当直线l与x轴不垂直时,可设直线l为:y=kx−13
由 y=kx−13x22+y2=1得(18k2+9)x2−12kx−16=0
设A(x1,y1),B(x2,y2)则x1+x2=12k18k2+9x1x2=−1618k2+9,
TA⋅TB=(1+k2)x1x2−43k(x1+x2)+169
=(1+k2)⋅−169+18k2−4k3⋅12k9+18k2+169=0,
所以TA⊥TB,即以AB为直径的圆过点(0,1)
所以存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过定点T(13分)
【解析】(I)先跟据直线y=x+b是抛物线C2:y2=4x的一条切线,求出b的值,再由椭圆离心率为 22,求出a的值,则椭圆方程可得.
(Ⅱ)先假设存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过定点,再用垂直时,向量PA,PA的数量积为0,得到关于直线斜率k的方程,求k,若能求出,则存在,若求不出,则不存在.
本题考查了椭圆,抛物线与直线的综合运用,另外,还结合了向量知识,综合性强,须认真分析.
22.【答案】解:(1)因为f′(x)=alnx+a(x+1)x+2,
所以f′(1e)=−a+ae(1+1e)+2=e+2,
所以a=1,f′(x)=lnx+1x+3,
令h(x)=lnx+1x+3,则h′(x)=1x−1x2=x−1x2,x>0,
当0
故h(x)min=h(1)=4>0,
所以f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(2)因为f(x)≤ex−1+2alnx+x恒成立,
令g(x)=f(x)−ex−1−2alnx−x=a(x−1)lnx+x−ex−1,x≥1,
则g′(x)=alnx+a(x−1)x+1−ex−1,
令m(x)=alnx+a(x−1)x+1−ex−1,则m′(x)=a(1x+1x2)−ex−1,x≥1,
当a≤0时,m′(x)<0,m(x)=g′(x)在[1,+∞)上单调递减,g′(x)≤g′(1)=0,
所以g(x)在[1,+∞)上单调递减,g(x)≤g(1)=0,符合题意;
当0则p′(x)=−a(1x2+2x3)−ex−1<0,
故m′(x)在[1,+∞)上单调递减,m′(x)≤m′(1)=2a−1≤0,
所以g′(x)在[1,+∞)上单调递减,g′(x)≤g′(1)=0,
所以g(x)在[1,+∞)上单调递减,g(x)≤g(1)=0,符合题意;
当a>12时,令q(x)=ex−1−x,则q′(x)=ex−1−1,
当x≥1时,q′(x)>0,q(x)单调递增,q(x)≥q(1)=0,即ex−1≥x,
所以m′(x)=a(1x+1x2)−ex−1≤a(1x+1x2)−x,
所以m′(4a)≤a(14a+116a2)−4a=14+116a−4a<14+18−2<0,
m′(1)=2a−1>0,
所以存在x0∈(1,4a),使得m′(x0)=0,
当1
又因为g′(x)>g′(1)=0,g(x)在(1,x0)上单调递增,
所以g(x)>g(1)=0,不符合题意,
综上,a的取值范围为(−∞,12].
【解析】(1)先对函数求导,结合已知条件求出a,结合导数与单调性关系即可求解;
(2)由已知不等式整理,由不等式恒成立与最值关系的转化考虑构造函数,然后结合导数与单调性关系对a的取值范围进行分类讨论,由函数性质可求.
本题主要考查了导数与单调性关系的应用,还考查了由不等式恒成立求解参数范围,体现了转化思想及分类讨论思想的应用,属于难题.
X
0
1
2
P
110
610
310
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