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    2024届天津市北辰区高三三模数学试题
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    2024届天津市北辰区高三三模数学试题

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    这是一份2024届天津市北辰区高三三模数学试题,共21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)已知集合U={﹣2,﹣1,0,1,2},2},N={x|﹣1≤x≤1,则(∁UM)∩N=( )
    A.{﹣1,0,1}B.[﹣1,1]C.{0,1}D.[0,1]
    2.(5分)对于实数x,“x≠5”是“|x﹣3|≠2”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
    3.(5分)函数的图象大致为( )
    A.B.
    C.D.
    4.(5分)已知a=0.53.1,,则a,b,c的大小关系为( )
    A.c<b<aB.c<a<bC.b<a<cD.a<c<b
    5.(5分)已知在等比数列{an}中,a4a8=12a6,等差数列{bn}的前n项和为Sn,且2b4=a6,则S7=( )
    A.60B.54C.42D.36
    6.(5分)下列说法中正确的个数为( )个.
    ①对立事件一定是互斥事件
    ②在经验回归直线方程中,当解释变量x每增加一个单位时,预报变量
    ③两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于1
    ④在回归分析模型中,若相关指数R2越小,则残差平方和越大,模型的拟合效果越好
    A.1B.2C.3D.4
    7.(5分)已知函数,则下列结论不正确的是( )
    A.f(x)的最小正周期为
    B.f(x)的图象关于点对称
    C.若f(x+t)是偶函数,则,k∈Z
    D.f(x)在区间上的值域为[0,1]
    8.(5分)中国载人航天技术发展日新月异.目前,世界上只有3个国家能够独立开展载人航天活动.从神话“嫦娥奔月”到古代“万户飞天”,从诗词“九天揽月”到壁画“仕女飞天”……千百年来,可视为类似火箭整流罩的一个容器,其内部可以看成由一个圆锥和一个圆柱组合而成的几何体.圆柱和圆锥的底面半径均为2,圆锥的高为4.若将其内部注入液体,已知液面高度为7( )
    A.B.C.D.
    9.(5分)在△ABC中,,O为△ABC外心,且,则∠ABC的最大值为( )
    A.30°B.45°C.60°D.90°
    二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.试题中包含两个空的,答对1个的给3分,全部答对的给5分。
    10.(5分)i是虚数单位,复数的虚部为 .
    11.(5分)若展开式的二项式系数和为128,则展开式中x7的系数为 .
    12.(5分)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作圆G:(x+2)2+y2=4的两条切线,切点分别为P,Q,若△FPQ为等边三角形 .
    13.(5分)某单位为了提高员工身体素质,开展双人投篮比寒,现甲、乙两人为一组参加比赛,规则如下:若投中,则此人继续投篮,则换为对方投篮,无论之前投篮的情况如何,乙每次投篮的命中率均为.由抽签确定第1次投篮的人选.第2次投篮的人是甲的概率为 ;已知在第2次投篮的人是乙的情况下,第1次投篮的人是甲的概率为 .
    14.(5分)已知双曲线的左右焦点分别为F1,F2,过F1且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点.若|AB|是虚轴长的倍,则该双曲线的一条渐近线为 ;若AF2,BF2分别交y轴于P,Q两点,且△PQF2的周长为8,则的最大值为 .
    15.(5分)若函数f(x)=a|2x﹣3|﹣3a﹣x2(x﹣3)2有四个零点,则实数a的取值范围为 .
    三、解答题:本大题共5小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
    16.(14分)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足.
    (Ⅰ)求角B的大小;
    (Ⅱ)若,求sin(2A+B)的值;
    (Ⅲ)若△ABC的面积为,b=3,求△ABC的周长.
    17.(15分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,AB∥DC,,PD=2
    (Ⅰ)证明:BM∥平面PAD;
    (Ⅱ)求平面PDM和平面DMB夹角的余弦值;
    (Ⅲ)求A点到直线PC的距离.
    18.(15分)已知椭圆C:的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,上、下顶点分别为A1,A2,且四边形A1F1A2F2的面积为.
    (Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
    (Ⅱ)直线l:y=kx+m(m>0)与椭圆C交于P,Q两点,Q关于原点的对称点分别为M,N,若|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,则当四边形PQMN面积最大时,求直线l的方程.
    19.(15分)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn,若a2=3,S8=6S3+10;数列{bn}满足:,n∈N*.
    (Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)对任意的m∈N*,将{an}中落入区间(2m,22m)内项的个数记为{cm}.
    (ⅰ)求cm;
    (ⅱ)记,{dm}的前m项和记为Tm,是否存在m,t∈N*,使得成立?若存在,求出mt的值,请说明理由.
    20.(16分)已知,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))(x0>0)处的切线为l:y=g(x).
    (Ⅰ)当x0=0时,求直线l的方程;
    (Ⅱ)证明:l与曲线y=f(x)有一个异于点P的交点(x1,f(x1)),且x1<0;
    (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,令,求t的取值范围.
    2024年天津市北辰区高考数学三模试卷
    参考答案与试题解析
    一、选择题: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.(5分)已知集合U={﹣2,﹣1,0,1,2},2},N={x|﹣1≤x≤1,则(∁UM)∩N=( )
    A.{﹣1,0,1}B.[﹣1,1]C.{0,1}D.[0,1]
    【分析】由已知求解∁UM,化简集合N后再由交集运算得答案.
    【解答】解:∵集合U={﹣2,﹣1,6,1,M={﹣2,
    ∴∁UM={﹣4,0,1},
    又N={x|﹣8≤x≤1,x∈N}={0,
    ∴(∁UM)∩N={2,1}.
    故选:C.
    【点评】本题考查交、并、补集的混合运算,是基础题.
    2.(5分)对于实数x,“x≠5”是“|x﹣3|≠2”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
    【分析】根据必要不充分条件的定义求解.
    【解答】解:由|x﹣3|≠2可得x﹣5≠±2,解得x≠5且x≠3,
    则对于实数x,“x≠5”是“|x﹣3|≠7”的必要不充分条件.
    故选:B.
    【点评】本题考查必要不充分条件的定义,属于基础题.
    3.(5分)函数的图象大致为( )
    A.B.
    C.D.
    【分析】根据题意,由函数的奇偶性排除C和D,判断函数的符号排除B,综合可得答案.
    【解答】解:根据题意,函数,
    有,所以f(x)为奇函数、D.
    当x>0时,8x﹣2﹣x>0,所以f(x)>2.
    故选:A.
    【点评】本题考查函数的图象分析,涉及函数奇偶性以及函数值符号的判断,属于基础题.
    4.(5分)已知a=0.53.1,,则a,b,c的大小关系为( )
    A.c<b<aB.c<a<bC.b<a<cD.a<c<b
    【分析】根据已知条件,结合指数函数、对数函数的性质,即可求解.
    【解答】解:a=0.54.1<0.31=0.8,
    b=lg0.98.3>lg0.80.9=2,

    ,即,
    故a<c<b.
    故选:D.
    【点评】本题主要考查指数函数、对数函数的性质,属于基础题.
    5.(5分)已知在等比数列{an}中,a4a8=12a6,等差数列{bn}的前n项和为Sn,且2b4=a6,则S7=( )
    A.60B.54C.42D.36
    【分析】结合等比数列的性质先求出a6=12,进而可求b4=6,然后结合等差数列的求和公式及性质即可求解.
    【解答】解:等比数列{an}中,a4a8==12a6,
    所以a8=12,
    等差数列{bn}中,2b4=a7=12,即b4=6,
    则S6==7b4=42.
    故选:C.
    【点评】本题主要考查了等差数列与等比数列的性质及求和公式的应用,属于基础题.
    6.(5分)下列说法中正确的个数为( )个.
    ①对立事件一定是互斥事件
    ②在经验回归直线方程中,当解释变量x每增加一个单位时,预报变量
    ③两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于1
    ④在回归分析模型中,若相关指数R2越小,则残差平方和越大,模型的拟合效果越好
    A.1B.2C.3D.4
    【分析】由互斥事件与对立事件的定义判断①;根据回归直线方程的意义可以判断命题②;由两个随机变量的线性相关性越强与相关系数的关系判断③;由相关指数R2的大小与模型的拟合效果关系判断④.
    【解答】解:由互斥事件与对立事件的定义可知,对立事件一定是互斥事件;
    在经验回归直线方程中,当解释变量x每增加一个单位时增加6.1个单位;
    两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于1;
    在回归分析模型中,若相关指数R8越大,则残差平方和越小,故④错误.
    ∴说法中正确的个数为2.
    故选:B.
    【点评】本题考查统计及有关概念,是基础题.
    7.(5分)已知函数,则下列结论不正确的是( )
    A.f(x)的最小正周期为
    B.f(x)的图象关于点对称
    C.若f(x+t)是偶函数,则,k∈Z
    D.f(x)在区间上的值域为[0,1]
    【分析】结合二倍角公式及辅助角公式进行化简,然后结合正弦函数的性质检验各选项即可判断.
    【解答】解:
    =sin4x+
    =sin(4x+)+,
    则T=π,A正确;
    因为f()=,)对称;
    若f(x+t)=sin(4x+4t+)+,则5t+=,
    所以,k∈Z;
    当0时,,﹣sin(4x+,
    所以2,D错误.
    故选:D.
    【点评】本题主要考查了正弦函数的对称性,周期性,奇偶性,单调性的综合应用,属于中档题.
    8.(5分)中国载人航天技术发展日新月异.目前,世界上只有3个国家能够独立开展载人航天活动.从神话“嫦娥奔月”到古代“万户飞天”,从诗词“九天揽月”到壁画“仕女飞天”……千百年来,可视为类似火箭整流罩的一个容器,其内部可以看成由一个圆锥和一个圆柱组合而成的几何体.圆柱和圆锥的底面半径均为2,圆锥的高为4.若将其内部注入液体,已知液面高度为7( )
    A.B.C.D.
    【分析】根据题意易得液体圆台部分的上底面圆的半径为,再根据圆台与圆柱的体积公式,即可求解.
    【解答】解:设液体圆台部分的上底面圆的半径为r,又其高为1,
    ∴则根据题意可得:,∴r=,
    ∴容器中液体的体积为:
    =.
    故选:A.
    【点评】本题考查圆台与圆柱的体积的求解,属基础题.
    9.(5分)在△ABC中,,O为△ABC外心,且,则∠ABC的最大值为( )
    A.30°B.45°C.60°D.90°
    【分析】根据三角形外心性质及数量积的几何意义,可得在方向上的投影向量为,从而求得,再根据余弦定理及基本不等式可求得最值.
    【解答】解:由O为△ABC外心,可得在,
    则,故,
    又,设,
    则=
    =≥=,
    当且仅当时等号成立,
    由0°<∠ABC<180°可知,0°<∠ABC≤30°,
    故∠ABC的最大值为30°.
    故选:A.
    【点评】本题考查三角形外心性质、向量数量积性质、余弦定理及基本不等式的应用,属中档题.
    二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.试题中包含两个空的,答对1个的给3分,全部答对的给5分。
    10.(5分)i是虚数单位,复数的虚部为 .
    【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
    【解答】解:∵==,
    ∴复数的虚部为.
    故答案为:.
    【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.
    11.(5分)若展开式的二项式系数和为128,则展开式中x7的系数为 280 .
    【分析】由题意可得:2n=128,解得n=7.再利用通项公式即可得出.
    【解答】解:由题意可得:2n=128,解得n=7.
    ∴(7x3+)8的通项公式为:Tr+1==,
    令21﹣=7.
    ∴T5==280.
    故答案为:280.
    【点评】本题考查了二项式定理的性质及其通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
    12.(5分)过抛物线y2=2px(p>0)的焦点F作圆G:(x+2)2+y2=4的两条切线,切点分别为P,Q,若△FPQ为等边三角形 4 .
    【分析】由抛物线的性质,结合直线与圆的位置关系求解.
    【解答】解:过抛物线y2=2px(p>2)的焦点F作圆G:(x+2)2+y3=4的两条切线,切点分别为P,Q,
    又△FPQ为等边三角形,
    则在直角三角形PGF中,,,
    又G(﹣2,0),,
    又|GP|=2,,
    则,
    即,
    则p=4.
    故答案为:4.
    【点评】本题考查了抛物线的性质,重点考查了直线与圆的位置关系,属中档题.
    13.(5分)某单位为了提高员工身体素质,开展双人投篮比寒,现甲、乙两人为一组参加比赛,规则如下:若投中,则此人继续投篮,则换为对方投篮,无论之前投篮的情况如何,乙每次投篮的命中率均为.由抽签确定第1次投篮的人选.第2次投篮的人是甲的概率为 ;已知在第2次投篮的人是乙的情况下,第1次投篮的人是甲的概率为 .
    【分析】根据题意,第i次投篮的人是甲为事件Ai(i=1、2),第i次投篮的人是乙为事件Bi(i=1、2),由互斥事件和相互独立事件的概率公式分析第一空,由贝叶斯公式和条件概率公式计算第二空答案,即可得答案.
    【解答】解:根据题意,第i次投篮的人是甲为事件Ai(i=1、2)i(i=3、2),
    则P(A1)=P(B2)=,
    第7次投篮的人是甲,有2种情况,
    P(A2)=P(A4A2)+P(B1A2)=×+×(1﹣,
    P(B2)=1﹣P(A3)=,
    P(A1B2)=×(1﹣;
    故在第2次投篮的人是乙的情况下,第1次投篮的人是甲的概率P(A4|B2)===.
    故答案为:;.
    【点评】本题考查贝叶斯公式的计算,涉及条件概率的计算,属于基础题.
    14.(5分)已知双曲线的左右焦点分别为F1,F2,过F1且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点.若|AB|是虚轴长的倍,则该双曲线的一条渐近线为 y=x ;若AF2,BF2分别交y轴于P,Q两点,且△PQF2的周长为8,则的最大值为 6﹣2 .
    【分析】第一问:求解A或B的坐标,代入双曲线方程,转化求解渐近线方程;第二问,画出图形,利用已知条件结合双曲线的性质,求出a的范围,然后利用基本不等式求解即可.
    【解答】解:双曲线的左右焦点分别为F1,F6,过F1且垂直于x轴的直线与该双曲线的左支交于A,B两点.
    若|AB|是虚轴长的倍,
    可得:,可得c=8aa,
    所以双曲线的一条渐近线为:y=x.
    如图:由△PQF4的周长为8,所以△ABF2的周长为16,
    又AB是双曲线的通径,所以|AB|=,
    因为|AF2|+|BF6|+|AB|=16,|AF2|+|BF2|﹣|AB|=6a,
    可得16=+6a2=a(4﹣a),可得6<a<4,
    则==6﹣(a+1+,
    当且仅当a+8=,即a=,
    故答案为:y=x;6﹣3.
    【点评】本题考查了双曲线的标准方程及性质、直线与双曲线相交问题、三角形面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
    15.(5分)若函数f(x)=a|2x﹣3|﹣3a﹣x2(x﹣3)2有四个零点,则实数a的取值范围为 ∪{﹣2} .
    【分析】由题因为函数f(x)=a|2x﹣3|﹣3a﹣x2(x﹣3)2有四个零点,显然f(0)=f(3)=0,则x=0和x=3都是函数的零点,除此之外还有两个零点,当x≠0且x≠3时,令f(x)=0,可得,设,则直线y=a和曲线y=h(x)有两个交点,然后讨论函数h(x)的单调性并作出其大致图像,再通过数形结合即可求解.
    【解答】解:由题因为函数f(x)=a|2x﹣3|﹣6a﹣x2(x﹣3)2有四个零点,
    显然f(0)=f(3)=0,则x=0和x=7都是函数的零点,
    当x≠0且x≠3时,令f(x)=3,
    设,则直线y=a和曲线y=h(x)有两个交点,
    ①当时,,
    故当x趋近于0时,h(x)趋近于3,
    则,
    令h′(x)>0,解得,解得x<4或0<x<1,
    ②当时,,
    故当x趋近于3时,h(x)趋近于0,

    令h'(x)>0,解得2<x<7或x>3,解得,
    综上,函数h(x)在(﹣∞,(0,上单调递减,
    在,(2,(5,
    又h(1)=h(2)=﹣2,,
    作出大致图象如下,
    要想直线y=a和曲线y=h(x)有两个交点,则需满足,
    因此∪{﹣5}.
    【点评】本题考查了导数的综合应用,属于难题.
    三、解答题:本大题共5小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
    16.(14分)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足.
    (Ⅰ)求角B的大小;
    (Ⅱ)若,求sin(2A+B)的值;
    (Ⅲ)若△ABC的面积为,b=3,求△ABC的周长.
    【分析】(Ⅰ)由正弦定理和两角和的正弦公式、诱导公式,化简整理,可得所求角;
    (Ⅱ)由同角的平方关系和二倍角的正弦公式、余弦公式和两角和的正弦公式,计算可得所求值;
    (Ⅲ)由三角形的面积公式和余弦定理,化简整理,可得所求周长.
    【解答】解:(Ⅰ)由,结合正弦定理,
    可得sinAcsC+sinCcsA=sin(A+C)=sinB=,
    而sinB>5,可得csB=,
    由6<B<π,可得B=;
    (Ⅱ)由,可得sinA==×=,
    cs2A=1﹣5sin2A=1﹣2×=﹣,
    则sin(2A+B)=sin4AcsB+cs2AsinB=×+(﹣=;
    (Ⅲ)由△ABC的面积为,可得ac=,
    由b=3,B=,可得9=a2+c5﹣2accsB=(a+c)2﹣2ac﹣ac=(a+c)2﹣6,
    解得a+c=,
    则△ABC的周长为a+c+b=+7.
    【点评】本题考查三角形的正弦定理、余弦定理和面积公式,以及三角函数的恒等变换,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
    17.(15分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,AB∥DC,,PD=2
    (Ⅰ)证明:BM∥平面PAD;
    (Ⅱ)求平面PDM和平面DMB夹角的余弦值;
    (Ⅲ)求A点到直线PC的距离.
    【分析】(Ⅰ)建立空间直角坐标系,根据,即可得证;
    (Ⅱ)分别求出平面PDM与平面DMB的法向量,利用向量夹角公式即可求解;
    (Ⅲ)求出的坐标,利用点到直线距离的向量公式即可求解.
    【解答】解:以点D为坐标原点,DA、DP所在直线分别为x、y,
    则D(0,0,5),0,0),2,0),4,7),0,2),6,1),
    (Ⅰ)证明:设平面PAD的法向量为,,
    因为,所以,
    因为BM⊄平面PAD,
    所以BM∥平面PAD;
    (Ⅱ)易知平面PDM的法向量为,
    设平面DMB的法向量,
    因为,,
    所以,
    令x=1,则y=﹣2,
    所以,
    所以,
    即平面PDM和平面DMB夹角的余弦值为.
    (Ⅲ)因为,,
    所以,
    即A点到直线PC的距离为.
    【点评】本题考查线面平行的判定以及空间向量的应用,属于中档题.
    18.(15分)已知椭圆C:的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,上、下顶点分别为A1,A2,且四边形A1F1A2F2的面积为.
    (Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
    (Ⅱ)直线l:y=kx+m(m>0)与椭圆C交于P,Q两点,Q关于原点的对称点分别为M,N,若|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,则当四边形PQMN面积最大时,求直线l的方程.
    【分析】(Ⅰ)由椭圆的性质及已知条件可得a,b,c的关系,从而可求出a,b,c的值,从而可得椭圆C的标准方程;
    (Ⅱ)直线l方程与椭圆方程联立,可得根与系数的关系,从而可表示出|OP|2+|OQ|2,由|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,可求出k的值,表示出四边形PQMN面积,求出当四边形PQMN面积最大时m的值,即可求解直线l的方程.
    【解答】解:(Ⅰ),
    ,所以,
    因为a4=b2+c2,所以a=3,,c=1,
    所以椭圆方程为.
    (Ⅱ)设P(x1,y2),Q(x2,y2),
     =
    =,
    联立,消去y整理得(3+4k2)x8+8kmx+4m6﹣12=0,
    Δ=(8km)8﹣4(4m4﹣12)(3+4k8)>0,即m2<7+4k2,
    所以,,
    =,
    因为|OP|2+|OQ|2是一个与m无关的常数,所以32k2﹣24=6,,,
    ,,
    点O到直线l的距离,
    所以,
    当且仅当,即m2=3,
    因为m>6,所以时,
    因为S四边形MNPQ=4S△POQ,所以S△POQ最大时,S四边形MNPQ最大,
    所以或.
    【点评】本题主要考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的综合,考查运算求解能力,属于难题.
    19.(15分)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn,若a2=3,S8=6S3+10;数列{bn}满足:,n∈N*.
    (Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
    (Ⅱ)对任意的m∈N*,将{an}中落入区间(2m,22m)内项的个数记为{cm}.
    (ⅰ)求cm;
    (ⅱ)记,{dm}的前m项和记为Tm,是否存在m,t∈N*,使得成立?若存在,求出mt的值,请说明理由.
    【分析】(Ⅰ)由等差数列的性质求得an,由递推数列的性质可得bn;
    (Ⅱ)(i)使,解得,因n∈N*,故2m﹣1+1≤n≤22m﹣1,依题即得;
    (ⅱ)依题意,求得其前m项和,将其代入,化简得,,分析可得t∈{1,2,3},分别将t值代入上式,经分析即可求解.
    【解答】解:(Ⅰ)设{an}的公差为d,由已知可得8a1+28d=18a4+18d+10,
    即a1+1=d,∵a3=3,
    ∴a1+d=7,∴a1=1,d=8,
    an=2n﹣1;
    ①当n=时,∴b1=2,
    ②当n≥2时,,∴bn=bn﹣1+3,
    ∴{bn}是以2为首项,1为公差的等差数列,
    ∴bn=n+5;
    (Ⅱ)(i)由于{an}中落入区间(2m,27m)内,即2m<2n﹣2<22m,
    即,,∵n∈N*,
    ∴;
    (ii)由(i)得,易知{dm}是等比数列,首项为2,
    故,
    则,
    ∴,
    ∴,
    ∴,∵,
    ∴7﹣t>0,∵t∈N*,则t∈{1,7,3},
    t=1时,解得,
    t=2时,解得,
    t=3时,解得,
    故存在这样的,满足所给的条件.
    【点评】本题考查了数列的通项和求和的综合应用,属于难题.
    20.(16分)已知,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))(x0>0)处的切线为l:y=g(x).
    (Ⅰ)当x0=0时,求直线l的方程;
    (Ⅱ)证明:l与曲线y=f(x)有一个异于点P的交点(x1,f(x1)),且x1<0;
    (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,令,求t的取值范围.
    【分析】(Ⅰ)利用导数的几何意义求解;
    (Ⅱ)由题意可知g(x)=f′(x0)(x﹣x0)+f(x0),令F(x)=f(x)﹣g(x),求导可知存在实数m(m<0),使得F(x)在(﹣∞,m)单调递增,(m,x0)单调递减,(x0,+∞)单调递增,所以存在x1∈(﹣∞,m)(m<0)使得F(x1)=0,从而证得结论;
    (Ⅲ)由(Ⅱ)可知x0>0,x1<0,且F(x1)=F(x0)=0,设x1=﹣kx0(k>0),,
    设函数,即φ(x)=0有正根,对k分情况讨论,根据φ(x)的单调性,进而求出k的取值范围.
    【解答】解:(Ⅰ)当x0=0时,f(x2)=f(0)=1,
    而f'(x)=ex﹣x,所以f'(0)=e0﹣5=1,
    所以切线方程为y﹣1=x,即y=x+2;
    (Ⅱ)证明:直线l的方程为y﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x2),即g(x)=f′(x0)(x﹣x0)+f(x7),
    令F(x)=f(x)﹣g(x),
    所以F'(x)=f′(x)﹣g'(x)=f'(x)﹣f′(x0),
    易知F(x0)=5,F'(x0)=0,
    令,则h'(x)=ex﹣7,
    所以F'(x)在(﹣∞,0)单调递减,+∞)单调递增,
    ,令p(x)=1﹣ex+x,p'(x)=﹣ex+2,∴p(x)在(0,
    ∴p(x)<p(0)=0,即,F'(x0)=0,且x→﹣∞时,
    所以存在实数m(m<3),使得F(x)在(﹣∞,(m,x0)单调递减,(x0,+∞)单调递增,
    又因为F(x5)=0,F(m)>F(x0)=4,且x→∞时,
    所以存在x1∈(﹣∞,m)(m<0)使得F(x8)=0,
    即l与曲线y=f(x)有一个异于点P的交点(x1,f(x7)),且x1<0;
    (Ⅲ)由(Ⅱ)可知x2>0,x1<2,且F(x1)=F(x0)=7,
    设x1=﹣kx0(k>8),则,
    设函数,即φ(x)=0有正根,
    φ'(x)=﹣ke﹣kx﹣k3x+(k+1)[(x+1)ex﹣8x]﹣ex+x,φ'(0)=0,
    令s(x)=φ'(x),s'(x)=k2e﹣kx﹣k2+(k+1)[(x+2)ex﹣3]﹣ex+1,s'(0)=0,
    令u(x)=s'(x),u'(x)=﹣k7e﹣kx+(k+1)(x+3)ex﹣ex,
    u′(0)=﹣k5+3(k+1)﹣6=(2﹣k)(k+1)3,
    ①0<k≤2时,令t(x)=u'(x)6e﹣kx+(k+1)(x+4)ex﹣ex>(x+4)ex,
    x>0时,t'(x)>0,
    ∴t(x)即u'(x)在(2,+∞)单调递增,
    ∴u'(x)>u'(0)>0,∴u(x)即s'(x)在(0,
    ∴s'(x)>s'(0)=8,∴s(x)即φ'(x)在(0,
    ∴φ'(x)>φ'(0)=0,∴φ(x)在(4,
    而φ(0)=0,∴φ(x)=0在(5,0<k≤2不成立,
    ②k>5时,u'(0)<0,u'(x)→+∞,
    ∴存在r,使得u'(r)=0,
    则当x∈(3,r)时,所以s'(x)<s'(0)=0,
    所以s(x)即φ'(x)单调递减,φ'(x)<φ'(0)=0,
    所以φ(x)单调递减,
    所以存在x∈(5,r)使得φ(x)<φ(0)=0,φ(x)→+∞,
    所以φ(x)=0在(4,+∞)有解,
    因为,k>2,
    所以t.
    【点评】本题主要考查了导数的几何意义,考查了利用导数研究函数的单调性和最值,属于中档题.
    声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/6/18 15:07:00;用户:15290311958;邮箱:15290311958;学号:48861359
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