2022-2023学年山东省烟台市高二(下)期末数学试卷
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这是一份2022-2023学年山东省烟台市高二(下)期末数学试卷,共19页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(5分)若函数f(x)=sinxcsx,则f′(x)=( )
A.sin2xB.﹣sin2xC.cs2xD.﹣cs2x
2.(5分)已知全集U=R,A={x|﹣3<x<1},B={x|0≤x<2},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.{x|﹣3<x<0}B.{x|﹣3<x≤0}C.{x|﹣3<x<2}D.{x|0≤x<1}
3.(5分)若p:实数a使得“∃x0∈R,x02+2x0+a=0”为真命题,q:实数a使得“∀x∈[1,+∞),x2﹣a>0”为真命题,则p是q的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
4.(5分)某银行拟面向部分科创小微企业开展贷款业务.调查数据表明,科创小微企业的贷款实际还款比例P(x)关于其年收入x(单位:万元)的函数模型为P(x)=e-0.5+kx1+e-0.5+kx.已知当贷款小微企业的年收入为10万元时,其实际还款比例为50%,若银行期待实际还款比例为60%,则贷款小微企业的年收入约为( )(参考数据:ln2≈0.693,ln3≈1.099)
A.14万元B.16万元C.18万元D.20万元
5.(5分)函数f(x)=ln|x﹣1|﹣ln|x+1|的部分图象大致为( )
A.B.
C.D.
6.(5分)已知定义在R上的奇函数f(x)=4-2x+2,x≥0g(x),x<0,则f(g(lg245))的值为( )
A.﹣2B.2C.﹣4D.4
7.(5分)定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)=f(x),y=f(x+1)是偶函数,若f(x)在(0,1)上单调递增,a=f(ln2),b=f(-e),c=f(52),则( )
A.b<a<cB.c<a<bC.a<b<cD.b<c<a
8.(5分)已知函数f(x)=(x+1)ex,若函数F(x)=f2(x)﹣mf(x)+m﹣1有三个不同的零点,则实数m的取值范围为( )
A.(-1e2,0)B.(-1e2,1)
C.(1-1e2,1)D.(1-1e2,1)∪(1,+∞)
二、选择题: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,有选错的得0分.
(多选)9.(5分)已知a=lg212,b=lg318,则( )
A.a<bB.(a﹣2)(b﹣2)=1
C.a+b<7D.ab>9
(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x21-x,则( )
A.f(x)有极大值﹣4
B.f(x)在(﹣∞,0)上单调递增
C.f(x)的图象关于点(1,﹣2)中心对称
D.对∀x1,x2∈(1,+∞),都有f(x1+x22)≥f(x1)+f(x2)2
(多选)11.(5分)对于函数f(x),若在其定义域内存在x0使得f(x0)=x0,则称x0为函数f(x)的一个“不动点”,下列函数存在“不动点”的有( )
A.f(x)=2x2+14B.f(x)=ex﹣3x
C.f(x)=ex﹣1﹣2lnxD.f(x)=lnx-2x
(多选)12.(5分)关于曲线f(x)=lnx和g(x)=ax(a≠0)的公切线,下列说法正确的有( )
A.无论a取何值,两曲线都有公切线
B.若两曲线恰有两条公切线,则a=-1e
C.若a<﹣1,则两曲线只有一条公切线
D.若-1e2<a<0,则两曲线有三条公切线
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)写出一个同时具有下列性质的函数f(x)= .
①f(x1x2)=f(x1)+f(x2);②f(x)为增函数.
14.(5分)若函数f(x)=x2﹣x+alnx在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为 .
15.(5分)已知函数f(x)=ex+a,x≤0ln(x+3a),x>0,若方程f(x)=1有两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为 .
16.(5分)若f(x)是区间[a,b]上的单调函数,满足f(a)<0,f(b)>0,且f″(x)>0(f″(x)为函数f′(x)的导数),则可用牛顿切线法求f(x)=0在区间[a,b]上的根ξ的近似值:取初始值x0=b,依次求出y=f(x)图象在点(xk﹣1,f(xk﹣1))处的切线与x轴交点的横坐标xk(k=1,2,3,…),当xk与ξ的误差估计值|f(xk)|m(m为|f′(x)|(x∈[a,b])的最小值)在要求范围内时,可将相应的xk作为ξ的近似值.用上述方法求方程x3+2x﹣1=0在区间[0,34]上的根的近似值时,若误差估计值不超过0.01,则满足条件的k的最小值为 ,相应的xk值为 .
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.(10分)已知集合A={x|a﹣3<x<2a+1},B={x|x2+3x﹣10≤0}.
(1)当a=1时,求A∩B;
(2)若A∪B=B,求实数a的取值范围.
18.(12分)已知函数f(x)=ax3+bx2+2x,f′(x)>0的解集为(﹣∞,1)∪(2,+∞).
(1)求a,b的值;
(2)若g(x)是定义在R上的奇函数,且当x≤0时,g(x)=f(x),求不等式g(2x﹣3)+g(x)>0的解集.
19.(12分)若函数f(x)=aex+bx﹣1在x=0处取得极小值0.
(1)求f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若不等式f(x)+f(2x)≥3x+m恒成立,求实数m的取值范围.
20.(12分)已知函数f(x)=ax﹣lnx.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)证明:当0<a<1时,∃x∈(0,+∞),使得f(x)<3a﹣a2﹣ln2.
21.(12分)某物流公司计划扩大公司业务,但总投资不超过100万元,市场调查发现,投入资金x(万元)和年增加利润y(万元)近似满足如下关系y=90+2x-3x2+900,x∈[0,40]90x-x2-1980,x∈(40,100].
(1)若该公司投入资金不超过40万元,能否实现年增加利润30万元?
(2)如果你是该公司经营者,你会投入多少资金?请说明理由.
22.(12分)已知函数f(x)=xlnx+12x2-x.
(1)求函数f(x)的零点个数;
(2)若g(x)=(x﹣1)ex﹣af(x)有两个极值点,求实数a的取值范围.
2022-2023学年山东省烟台市高二(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、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,只有一项符合题目要求.
1.(5分)若函数f(x)=sinxcsx,则f′(x)=( )
A.sin2xB.﹣sin2xC.cs2xD.﹣cs2x
【解答】解:f(x)=sinxcsx,
则f'(x)=(sinx)'csx+sinx(csx)'=cs2x﹣sin2x=cs2x.
故选:C.
2.(5分)已知全集U=R,A={x|﹣3<x<1},B={x|0≤x<2},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.{x|﹣3<x<0}B.{x|﹣3<x≤0}C.{x|﹣3<x<2}D.{x|0≤x<1}
【解答】解:根据韦恩图,阴影部分表达的是集合A中不属于集合B的元素组成的集合,
又A={x|﹣3<x<1},B={x|0≤x<2},
故阴影部分表示的集合为{x|﹣3<x<0}.
故选:A.
3.(5分)若p:实数a使得“∃x0∈R,x02+2x0+a=0”为真命题,q:实数a使得“∀x∈[1,+∞),x2﹣a>0”为真命题,则p是q的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【解答】解:对于p:∃x0∈R,x02+2x0+a=0,
所以Δ=4﹣4a≥0,即a≤1.
对于q:∀x∈[1,+∞),x2﹣a>0,
因为函数y=x2﹣a在[1,+∞)上单调递增,
所以当x=1时,(x2﹣a)min=1﹣a,
则1﹣a>0,即a<1.
所以p是q的必要不充分条件.
故选:B.
4.(5分)某银行拟面向部分科创小微企业开展贷款业务.调查数据表明,科创小微企业的贷款实际还款比例P(x)关于其年收入x(单位:万元)的函数模型为P(x)=e-0.5+kx1+e-0.5+kx.已知当贷款小微企业的年收入为10万元时,其实际还款比例为50%,若银行期待实际还款比例为60%,则贷款小微企业的年收入约为( )(参考数据:ln2≈0.693,ln3≈1.099)
A.14万元B.16万元C.18万元D.20万元
【解答】解:由题意可知P(10)=e-0.5+10k1+e-0.5+10k=50%=12,
∴e﹣0.5+10k=1,得k=0.05,∴P(x)=e-0.5+0.05x1+e-0.5+0.05x.
令P(x)=e-0.5+0.05x1+e-0.5+0.05x=60%=35,
得5e﹣0.5+0.05x=3(1+e﹣0.5+0.05x),
得e-0.5+0.05x=32,
取对数得-0.5+0.05x=ln32
得x=ln3-ln2+≈18.
故选:C.
5.(5分)函数f(x)=ln|x﹣1|﹣ln|x+1|的部分图象大致为( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由|x-1|>0|x+1|>0,得x≠±1,
所以函数f(x)的定义域为(﹣∞,﹣1)∪(﹣1,1)∪(1,+∞),关于原点对称,
又f(﹣x)=ln|﹣x﹣1|﹣ln|﹣x+1|=ln|x+1|﹣ln|x﹣1|=﹣f(x),
所以函数f(x)为奇函数,图象关于原点对称,故排除CD选项;
当x=12时,函数f(x)=ln12-ln32=ln13<ln1=0,
当x=-12时,函数f(x)=ln32-ln12=ln3>ln1=0,故排除B选项.
故选:A.
6.(5分)已知定义在R上的奇函数f(x)=4-2x+2,x≥0g(x),x<0,则f(g(lg245))的值为( )
A.﹣2B.2C.﹣4D.4
【解答】解:由于lg245<0,所以g(lg245)=f(lg245),
由于f(x)为奇函数,所以f(lg245)=-f(-lg245)=-f(lg254),
f(lg254)=4-2lg254+2=4-4×2lg254=4-4×54=-1,
所以g(lg245)=f(lg245)=-f(lg254)=1,
f(g(lg245))=f(1)=4-23=-4,
故选:C.
7.(5分)定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)=f(x),y=f(x+1)是偶函数,若f(x)在(0,1)上单调递增,a=f(ln2),b=f(-e),c=f(52),则( )
A.b<a<cB.c<a<bC.a<b<cD.b<c<a
【解答】解:因为在R上的函数f(x)满足f(x+2)=f(x),
所以f(x)的周期为2,
则b=f(-e)=f(2-e),c=f(52)=f(12),
又因为2-e-12=32-e=94-e=2.25-e<0,
1>ln2>lne=12,
所以0<2-e<12<ln2<1,
又因为f(x)在(0,1)上单调递增,
于是f(2-e)<f(12)<f(ln2),
所以b<c<a.
故选:D.
8.(5分)已知函数f(x)=(x+1)ex,若函数F(x)=f2(x)﹣mf(x)+m﹣1有三个不同的零点,则实数m的取值范围为( )
A.(-1e2,0)B.(-1e2,1)
C.(1-1e2,1)D.(1-1e2,1)∪(1,+∞)
【解答】解:函数f(x)=(x+1)ex的定义域为R,求导得f′(x)=(x+2)ex,当x<﹣2时,f′(x)<0,当x>﹣2时,f′(x)>0,
因此函数f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递减,在(﹣2,+∞)上单调递增,f(x)min=f(-2)=-1e2,且x<﹣1,恒有f(x)<0,
由F(x)=0,得[f(x)﹣1][f(x)﹣m+1]=0,即f(x)=1或f(x)=m﹣1,由f(x)=1,得x=0,
于是函数F(x)有3个不同零点,当且仅当方程f(x)=m﹣1有2个不同的解,即直线y=m﹣1与y=f(x)图象有2个公共点,
在同一坐标系内作出直线y=m﹣1与y=f(x)的图象,如图,
观察图象知,当-1e2<m-1<0,即1-1e2<m<1时,直线y=m﹣1与y=f(x)的图象有2个公共点,
所以实数m的取值范围为(1-1e2,1).
故选:C.
二、选择题: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,有选错的得0分.
(多选)9.(5分)已知a=lg212,b=lg318,则( )
A.a<bB.(a﹣2)(b﹣2)=1
C.a+b<7D.ab>9
【解答】解:对于A,因为a=lg212>lg28=3,b=lg318<lg327=3,
所以a>b,故A错误;
对于B,因为a=lg212=lg23+lg24=lg23+2,即a﹣2=lg23,
b=lg318=lg32+lg39=lg32+2,即b﹣2=lg32,
所以(a﹣2)(b﹣2)=lg23×lg32=1,故B正确;
对于C,因为a=lg212<lg216=4,由A选项知,b<3,
所以a+b<7,故C正确;
对于D,由B选项知,a=lg23+2,b=lg32+2,
因为lg23≠lg32,且lg23>lg21=0,lg32>lg31=0,
所以ab=(lg23+2)(lg32+2)=5+2(lg23+lg32)>5+4lg23×lg32=9,
即ab>9,故D正确.
故选:BCD.
(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x21-x,则( )
A.f(x)有极大值﹣4
B.f(x)在(﹣∞,0)上单调递增
C.f(x)的图象关于点(1,﹣2)中心对称
D.对∀x1,x2∈(1,+∞),都有f(x1+x22)≥f(x1)+f(x2)2
【解答】解:对于A:f(x)=x21-x的定义域为{x|x≠1},
f′(x)=2x⋅(1-x)-(-1)⋅x2(1-x)2=-x2+2x(1-x)2,
令f′(x)=0得x=0或2,
所以在(﹣∞,0)上f′(x)<0,f(x)单调递减,
在(0,1)上f′(x)>0,f(x)单调递增,
在(1,2)上f′(x)>0,f(x)单调递增,
在(2,+∞)上f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以当x=2时,f(x)极大值=f(2)=﹣4,故A正确;
对于B:由上可知f(x)在(﹣∞,0)上单调递减,故B错误;
对于C:f(1﹣x)+f(1+x)=(1-x)21-(1-x)+(1+x)21-(1+x)=1-2x+x2x-1+2x+x2x=-4xx=-4,
所以f(x)关于点(1,﹣2)对称,故C正确;
对于D:由(1)知f′(x)=-x2+2x(1-x)2,
所以f″(x)=(-2x+2)(1-x)2-2(1-x)⋅(-1)⋅(-x2+2x)(1-x)4=-2x+2(1-x)4,
当x>1时,f″(x)<0,
所以f(x)在(1,+∞)上向下凸,
所以对∀x1,x2∈(1,+∞),都有f(x1+x22)≥f(x1)+f(x2)2,故D正确,
故选:ACD.
(多选)11.(5分)对于函数f(x),若在其定义域内存在x0使得f(x0)=x0,则称x0为函数f(x)的一个“不动点”,下列函数存在“不动点”的有( )
A.f(x)=2x2+14B.f(x)=ex﹣3x
C.f(x)=ex﹣1﹣2lnxD.f(x)=lnx-2x
【解答】解:A:f(x)定义域为R,f(x)=2x2+14=x,则2x2-x+14=0,由于Δ=1-4×2×14<0,故方程无实数根,故A错误,
B:f(x)定义域为R,f(x)=ex﹣3x=x,记g(x)=ex﹣4x,则g(x)的图象是连续不断的曲线,g(0)=1>0,g(1)=e﹣4<0,根据零点存在性定理可知g(x)在(0,1)存在零点,故B正确,
C:f(x)定义域为(0,+∞),f(x)=ex﹣1﹣2lnx=x,由于f(1)=e0﹣0=1,所以x=1是f(x)的一个不动点,故C正确,
D:f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)=lnx-2x=x,令F(x)=lnx-2x-x,则F'(x)=1x+2x2-1=-x2+x+2x2=-(x-2)(x+1)x2,
故当x>2时,f′(x)<0,F(x)单调递减,当0<x<2时,f′(x)>0,F(x)单调递增,故当x=2时,F(x)取极大值也是最大值,
故F(x)≤F(2)=ln2﹣3<0,故f(x)=lnx-2x=x在(0,+∞)无实数根,故D错误.
故选:BC.
(多选)12.(5分)关于曲线f(x)=lnx和g(x)=ax(a≠0)的公切线,下列说法正确的有( )
A.无论a取何值,两曲线都有公切线
B.若两曲线恰有两条公切线,则a=-1e
C.若a<﹣1,则两曲线只有一条公切线
D.若-1e2<a<0,则两曲线有三条公切线
【解答】解:不妨设曲线f(x)=lnx和g(x)=ax(a≠0)的公切线分别与两曲线相切于(m,lnm)(m>0),(n,an)(n≠0),
因为f'(x)=1x,g'(x)=-ax2,
所以f'(m)=1m,g'(n)=-an2,
此时公切线的方程为y-lnm=1m(x-m),
即y=1mx+lnm-1,
也可以为y-an=-an2(x-n),
即y=-an2x+2an,
所以1m=-an2lnm-1=2an,
整理得ln(-n2a)-1=2an,
所以lnn2-2an-ln(-a)-1=0(a<0),
当a>0时,﹣a<0,
此时上述式子无意义,
则两曲线没有公切线,故选项A错误;
不妨设F(n)=lnn2-2an-ln(-a)-1(n>0),
此时F(n)=2lnn-2an-ln(-a)-1(n>0),
可得F'(n)=2n+2an2=2(n+a)n2,
当0<n<﹣a时,F′(n)<0;当n>﹣a时,F′(n)>0,
所以函数F(n)在(0,﹣a)上单调递减,在(﹣a,+∞)上单调递增,
则F(n)min=F(﹣a)=2ln(﹣a)+2﹣ln(﹣a)﹣1=ln(﹣a)+1,
当F(﹣a)=ln(﹣a)+1<0,即-1e<a<0时,F(n)=0有两解,
此时方程lnn2-2an-ln(-a)-1=0在n>0时有两解,
当F(﹣a)=ln(﹣a)+1=0,即a=-1e时,F(n)=0只有一解,
此时方程lnn2-2an-ln(-a)-1=0在n>0时只有一解,
当F(﹣a)=ln(﹣a)+1>0,即a<-1e时,F(n)=0无解,
此时方程lnn2-2an-ln(-a)-1=0在n>0时无解,
不妨设F(n)=lnn2-2an-ln(-a)-1(n<0),
此时F(n)=2ln(-n)-2an-ln(-a)-1(n<0),
得到F'(n)=2n+2an2=2(n+a)n2<0,
所以函数F(n)在(﹣∞,0)上单调递减,
当n→﹣∞时,2ln(﹣n)→+∞,-2an→0,
所以F(n)→+∞,
当n→0时,2ln(﹣n)→﹣∞,-2an→-∞,
所以F(n)→﹣∞,
易知函数F(n)在(﹣∞,0)上一定存在n0使得F(n0)=0,
即方程lnn2-2an-ln(-a)-1=0在n<0时只有一解,
综上所述,当a=-1e时,有两条公切线,故选项B正确;
当a<-1e时,有一条公切线,
又-1<-1e,
所以当a<﹣1时,只有一条公切线,故选项C正确;
当-1e<a<0时,有三条公切线,
因为-1e<-1e2,
所以当-1e2<a<0时,有三条公切线,故选项D正确.
故选:BCD.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)写出一个同时具有下列性质的函数f(x)= lg2x .
①f(x1x2)=f(x1)+f(x2);②f(x)为增函数.
【解答】解:取f(x)=lg2x,该函数的定义域为(0,+∞),
对任意的x1、x2∈(0,+∞),f(x1x2)=lg2(x1x2)=lg2x1+lg2x2=f(x1)+f(x2),
即f(x)=lg2x满足①;
又因为函数f(x)=lg2x为定义域(0,+∞)上的增函数,即f(x)=lg2x满足②.
故函数f(x)=lg2x满足条件.
故答案为:lg2x(形如f(x)=lgax(a>1)都可以,答案不唯一).
14.(5分)若函数f(x)=x2﹣x+alnx在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为 [﹣1,+∞) .
【解答】解:因为f(x)=x2﹣x+alnx,x>1,
所以f'(x)=2x-1+ax=2x2-x+ax,
又函数f(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以f'(x)=2x2-x+ax≥0在x∈(1,+∞)上恒成立,
即a≥﹣2x2+x在x∈(1,+∞)上恒成立,
令g(x)=﹣2x2+x,对称轴为直线x=14,
所以函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,
所以g(x)<g(1)=﹣1,
所以a≥﹣1,
即实数a的取值范围为[﹣1,+∞).
故答案为:[﹣1,+∞).
15.(5分)已知函数f(x)=ex+a,x≤0ln(x+3a),x>0,若方程f(x)=1有两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为 [0,e3) .
【解答】解:当x≤0时,0<ex≤1,则a<f(x)≤1+a,
若a>0,当x>0时,f(x)=ln(x+3a)>ln3a,
因为方程f(x)=1有两个不相等的实数根,如图,
所以a>0a<1≤1+aln3a<1,即0<a<e3.
若a≤0,当x>0时,f(x)=ln(x+3a),此时方程f(x)=1有1个解,如图,
当x≤0时,方程f(x)=1有1个解需满足a≤0a<1≤1+a,即a=0.
综上所述,实数a的取值范围为[0,e3).
故答案为:[0,e3).
16.(5分)若f(x)是区间[a,b]上的单调函数,满足f(a)<0,f(b)>0,且f″(x)>0(f″(x)为函数f′(x)的导数),则可用牛顿切线法求f(x)=0在区间[a,b]上的根ξ的近似值:取初始值x0=b,依次求出y=f(x)图象在点(xk﹣1,f(xk﹣1))处的切线与x轴交点的横坐标xk(k=1,2,3,…),当xk与ξ的误差估计值|f(xk)|m(m为|f′(x)|(x∈[a,b])的最小值)在要求范围内时,可将相应的xk作为ξ的近似值.用上述方法求方程x3+2x﹣1=0在区间[0,34]上的根的近似值时,若误差估计值不超过0.01,则满足条件的k的最小值为 2 ,相应的xk值为 511 .
【解答】解:设f(x)=x3+2x﹣1,
则f′(x)=3x2+2,f″(x)=6x,
当x∈(0,34),f″(x)=6x>0,
故可用牛顿切线法求f(x)=0在区间[a,b]上的根ξ的近似值.
由于|f′(x)|=3x2+2在x∈[0,34]单调递增,
所以|f′(x)|≥2,所以|f′(x)|的最小值为2,即m=2,
y=f(x)图象在点(xk﹣1,f(xk﹣1))处的切线方程为:
y=(3xk-12+2)(x-xk-1)+xk-13+2xk-1-1,
化简得y=(3xk-12+2)x-(2kk-13+1),
令y=0,则xk=2xk-13+13xk-12+2,
由于x0=b=34,
所以x1=2x03+13x02+2=2×(34)3+13×(34)2+2=12,
x2=2x13+13x12+2=2×(12)3+13(12)2+2=511,
所以f(x1)=f(12)=(12)3+2×12-1=18,|f(x1)|2=116>1100,
f(x2)=f(511)=(511)3+2×(511)-1=(511)3-111=4113,|f(x2)|2=2113<2103<1100,
故x2作为ξ的近似值,
故答案为:2;511.
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.(10分)已知集合A={x|a﹣3<x<2a+1},B={x|x2+3x﹣10≤0}.
(1)当a=1时,求A∩B;
(2)若A∪B=B,求实数a的取值范围.
【解答】解:(1)当a=1时,A={x|﹣2<x<3},
而B={x|x2+3x﹣10≤0}={x|﹣5≤x≤2},
所以A∩B={x|﹣2<x≤2}.
(2)因为A∪B=B,所以A⊆B,
当A=∅时,a﹣3≥2a+1,即a≤﹣4,此时满足A⊆B;
当A≠∅时,要使A⊆B成立,
则需满足a-3<2a+1a-3≥-52a+1≤2,解得-2≤a≤12.
综上所述,实数a的取值范围是{a|a≤﹣4或-2≤a≤12}.
18.(12分)已知函数f(x)=ax3+bx2+2x,f′(x)>0的解集为(﹣∞,1)∪(2,+∞).
(1)求a,b的值;
(2)若g(x)是定义在R上的奇函数,且当x≤0时,g(x)=f(x),求不等式g(2x﹣3)+g(x)>0的解集.
【解答】解:(1)因为f(x)=ax3+bx2+2x,
所以f′(x)=3ax2+2bx+2,
又f′(x)>0的解集为(﹣∞,1)∪(2,+∞),
所以1和2是方程3ax2+2bx+2=0的两个根,且a>0,
所以1+2=-2b3a1×2=23a,
解得a=13,b=-32.
(2)由(1)知,f(x)=13x3-32x2+2x,
由题意,当x≤0时,g(x)=f(x)=13x3-32x2+2x,
则g′(x)=x2﹣3x+2>0,
所以函数g(x)在(﹣∞,0]上单调递增,
又g(x)是定义在R上的奇函数,g(0)=0,
所以函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以函数g(x)在R上单调递增.
由g(2x﹣3)+g(x)>0,得g(2x﹣3)>﹣g(x)=g(﹣x),
所以2x﹣3>﹣x,即x>1,
所以不等式g(2x﹣3)+g(x)>0的解集为(1,+∞).
19.(12分)若函数f(x)=aex+bx﹣1在x=0处取得极小值0.
(1)求f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若不等式f(x)+f(2x)≥3x+m恒成立,求实数m的取值范围.
【解答】解:(1)因为f(x)=aex+bx﹣1,
则f′(x)=aex+b,
因为函数f(x)在x=0处取得极小值0,
则f(0)=a-1=0f'(0)=a+b=0,
解得a=1b=-1,
此时f(x)=ex﹣x﹣1,则f′(x)=ex﹣1,
由f′(x)<0可得x<0,由f′(x)>0可得x>0,
所以函数f(x)的减区间为(﹣∞,0),增区间为(0,+∞),
所以函数f(x)在x=0处取得极小值f(0)=0,合乎题意,
则f(1)=e﹣2,f′(1)=e﹣1,
因此f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为y﹣(e﹣2)=(e﹣1)(x﹣1),
即y=(e﹣1)x﹣1.
(2)由f(x)+f(2x)≥3x+m可得m≤f(x)+f(2x)﹣3x,
设g(x)=f(x)+f(2x)﹣3x=ex+e2x﹣6x﹣2,则m≤g(x)min,
因为g′(x)=2e2x+ex﹣6=(ex+2)(2ex﹣3),
由g′(x)<0可得x<ln32,由g′(x)>0可得x>ln32,
所以,函数f(x)的减区间为(-∞,ln32),增区间为(ln32,+∞),
所以g(x)min=g(ln32)=32+94-6ln32-2=74-6ln32,
故实数m的取值范围为(-∞,74-6ln32).
20.(12分)已知函数f(x)=ax﹣lnx.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)证明:当0<a<1时,∃x∈(0,+∞),使得f(x)<3a﹣a2﹣ln2.
【解答】解:(1)因为f(x)=ax﹣lnx(x>0),则f'(x)=a-1x-=ax-1x,
当a≤0时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
当a>0时,
当x∈(0,1a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,x∈(1a,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
综上,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
当a>0时,f(x)在(0,1a)上单调递减,在(1a,+∞)上单调递增.
(2)证明:由(1)可知,当0<a<1时,f(x)在x=1a处取得最小值1+lna,
若∃x∈(0,+∞),使得f(x)<3a﹣a2﹣ln2,
只需1+lna<3a﹣a2﹣ln2,即a2﹣3a+1+lna+ln2<0恒成立即可,
令g(a)=a2﹣3a+1+lna+ln2(0<a<1),则g'(a)=2a-3+1a=(2a-1)(a-1)a,
当a∈(0,12)时,g′(a)>0,g(a)单调递增,当a∈(12,1)时,g′(a)<0,g(a)单调递减,
故当a=12时,g(a)max=g(12)=14-32+1+ln12+ln2=-14<0,
所以∃x∈(0,+∞),使得f(x)<3a﹣a2﹣ln2.
21.(12分)某物流公司计划扩大公司业务,但总投资不超过100万元,市场调查发现,投入资金x(万元)和年增加利润y(万元)近似满足如下关系y=90+2x-3x2+900,x∈[0,40]90x-x2-1980,x∈(40,100].
(1)若该公司投入资金不超过40万元,能否实现年增加利润30万元?
(2)如果你是该公司经营者,你会投入多少资金?请说明理由.
【解答】解:(1)当x∈[0,40]时,y=90+2x-3x2+900,
则y'=2-3×12×2xx2+900=2-3xx2+900,
令y′=0,则2-3xx2+900=0,化简得x2=720,解得x=125或x=-125(舍去),
当x∈[0,125]时,y′>0,则y=90+2x-3x2+900在[0,125]上递增,
当x∈[125,40]时,y′<0,则y=90+2x-3x2+900在[125,40]上递减,
所以当x=125时,y=90+2x-3x2+900取得最大值90+245-3720+900=90-305,
因为90-305<30,所以目标不能实现;
(2)由(1)可知,当x∈[0,40]时,公司年增加最大利润为90-305万元,
当x∈(40,100]时,y=90x﹣x2﹣1980=﹣(x﹣45)2+45,
所以当x=45时,y=90x﹣x2﹣1980取得最大值45,
因为90-305<45,
所以投资45万元时,公司年增加利润最大为45万元.
22.(12分)已知函数f(x)=xlnx+12x2-x.
(1)求函数f(x)的零点个数;
(2)若g(x)=(x﹣1)ex﹣af(x)有两个极值点,求实数a的取值范围.
【解答】解:(1)函数f(x)=xlnx+12x2-x的定义域为(0,+∞),f′(x)=lnx+x,
显然f′(x)在(0,+∞)上单调递增,又f'(1e)=ln1e+1e=-1+1e<0,f′(1)=ln1+1=1>0,
所以存在x0∈(1e,1),使得f′(x0)=0,即lnx0+x0=0,
当0<x<x0时f′(x)<0,函数f(x)在(0,x0)上单调递减,
当x>x0时f′(x)>0,函数f(x)在(x0,+∞)上单调递增,
且f(x0)=x0lnx0+12x02-x0=-12x02-x0<0,
且x→0时f(x)<0且f(x)→0,f(2)=2ln2>0,f(1)=-12<0
所以f(x)在(1,2)上有唯一的零点.
(2)因为g(x)=(x-1)ex-af(x)=(x-1)ex-a(xlnx+12x2-x),定义域为(0,+∞),
则g′(x)=xex﹣a(lnx+x)=xex﹣aln(xex),
因为g(x)=(x﹣1)ex﹣af(x)有两个极值点,所以g′(x)有两个变号零点,
令t=xex>0,m(x)=xex,x∈(0,+∞),则m′(x)=(x+1)ex>0,
所以m(x)=xex在(0,+∞)上单调递增,
要使以g′(x)有两个变号零点,只需h(t)=t﹣alnt,t∈(0,+∞)有两个变号零点,
h'(t)=1-at=t-at,
当a≤0时h′(t)>0在(0,+∞)上恒成立,h(t)单调递增,不满足题意,
当a>0时,当0<t<a,h′(t)<0,即h(t)单调递减,
当t>a,h′(t)>0,即h(t)单调递增,
所以h(t)在t=a处取得极小值即最小值,h(t)min=h(a)=a﹣alna,
要使h(t)有两个变号零点,则h(t)min=h(a)=a﹣alna<0,即lna>1,解得a>e,
此时h(1)=1>0,h(ea)=ea﹣a2>0,
所以h(t)在(1,a)和(a,ea)上各有一个变号零点,满足题意,
综上所述,实数a的取值范围为(e,+∞).
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