河南省2020届高三上学期阶段性考试(三)数学(理)试题

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河南省2020届高三上学期阶段性考试(三)数学(理)试题

2019~2020 年度河南省高三阶段性考试(三) 数学(理科) 考生注意: 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 150 分.考试时间 120 分 钟. 2.请将各题答案填写在答题卡上. 3.本试卷主要考试内容:复数,集合与常用逻辑用语,函数与导数,三角与向量,数列,不 等式. 第Ⅰ卷 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.已知全集 ,集合 , , 则 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 先求括号中 ,再求 即可 【详解】因为 , ,所以 , . 答案选 D 【点睛】本题考察集合交并补的基本运算,求解补集时,看清原集与补集的关系是正确解题 的前提 2.复数 的虚部为( ). A. B. 1 C. D. 【答案】A 【解析】 { }0,1,2,3,4,5,6U = { |1 4, }A x x x= ∈N  { }| 6 2 33,xB x x= < < ∈N ( )U A B = { }0,5,6 { }0,5 { }1 { }5 U A ( )U A B∩ { }1,2,3,4A = { }3,4,5B = { }0,5,6U A = ( ) { }5U A B∩ = 32i 1 iz = + 1− i− i 【分析】 化简复数得到答案. 【详解】 虚部为-1 故答案选 A 【点睛】本题考查了复数的代数运算,考查计算能力,属于简单题型. 3.在公比为 2 的等比数列 中,前 n 项和为 ,且 ,则 ( ) A. 5 B. 9 C. 17 D. 33 【答案】C 【解析】 【分析】 可由公式 ,表示出 ,再进行求解 【详解】由 , ,所以 ,所以 . 答案选 C 【点睛】本题考查等比数列通项公式和前 n 项和公式的基本用法,需记住 4.已知向量 ,若 ,则 ( ). A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 先求得 ,然后根据两个向量平行的条件列方程,解方程求得 的值. 【详解】因为 , ,且 , 所以 ,解得 . 32i 2i 2 2i 1 i1 i 1 i 2z − − −= = = = − −+ + { }na nS 7 62 1− =S S 1 5a a+ = 1 1n nS a qS+ = + 7 62S S− 1 1n nS a qS+ = + 7 6 1 6 6 12 2 1S S a qS S a− = + − = = 4 5 2 16a = = 1 5 17a a+ = m n m m nS S q S+ = + ( ) ( )1,1 , 2,2m nλ λ= + = +  ( ) ( )2 / / 2m n m n+ −    λ = 1− 0 1 2 2 , 2m n m n+ −    λ ( )2 3 4,4m n λ+ = +  ( )2 3, 3m n λ− = − − −  ( ) ( )2 / / 2m n m n+ −    ( ) ( ) ( )3 3 4 4 3 0λ λ− ⋅ + − ⋅ − − = 0λ = 故选:B 【点睛】本小题主要考查向量加法、减法和数乘的坐标运算,考查两个向量平行的坐标表示, 考查方程的思想,属于基础题. 5.已知 , , ,则 ( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 观察 ,可将 表示成 ,再进行化简,结合二倍角公式进行求 值 【详解】由 ,则 ,因为 , ,故 , 所以 . 答案选 C 【点睛】三角恒等变换是常考类型,考生需熟记二倍角公式的基本形式 ,解题时需从公式的基本形式去分析 如本题中 6.“ ”是“ , ”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 【答案】A 【解析】 【分析】 把题设 , 进行化简,求出 的范围,再根据充分必要条件进行判断即 可 . sin2 cosα α= 2 kπα ≠ k ∈Z cos2 =α 3 4 3 4 − 1 2 1 2 − sin2 cosα α= sin2α 2sin cosα α sin2 cosα α= 2sin cos cosα α α= 2 kπα ≠ k Z∈ 1sin 2 α = 2 1cos2 1 2sin 2 α α= − = sin 2α = 2sin cosα α cos2 =α 2 2 2 2cos sin 1 2sin 2cos 1α α α α− = − = − 2 1cos2 1 2sin 2 α α= − = 1a < − 0x∃ ∈R 0sin 1 0+ ( ) [ ]1 ,1f x a a∈ − + 1 0a− < 1a > 0a < ( ) [ ]1 ,1f x a a∈ + − 1 0a+ < 1a < − 1a > 1a < − 0 2x π= 1a < − 0sin 1 0a x + < ( ) ( ) ( )sin 1 0 2f x x πω ϕ ω ϕ= + + > <, ( )f x 4 π ( )g x ( )g x = 2sin 2 3x π +   sin 2 3x π −   sin 2 13x π + +   sin 2 13x π − +   ,26 π     30, 2      ( )f x ( )g x ( ) sin( ) 1 0,| | 2f x x πω ϕ ω ϕ = + + > <   31 sin 2 ϕ+ = . 因为 ,所以 。所以 . 因为点 在 的图象上。所以 .所以 。 因为 ,结合图象可知 ,所以 . 将 的图象向右平移 个单位长度后得到函数 的图象。则 . 【点睛】根据三角函数图像求表示时一般代入特殊点,如最值点和图像与坐标轴的交点进行 运算。函数平移左加右减,注意平移的时候是 整体变化,如果有系数记得加括号。 8.函数 是 R 上的奇函数,则 的零点的个数为( ) A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 【答案】B 【解析】 【分析】 根据奇函数的特殊性质,当 能取到时, ,再采用数形结合的方式找出交点即 可 【详解】因为函数 是 R 上的奇函数,所以 ,即 ,所以 ,结合函数 与 的图象,如图所示, 的零点的个数为 3. 1sin 2 ϕ = | | 2 ϕ π< 6 π=ϕ ( ) sin 16f x x πω = + +   ,26 π     ( )f x sin 16 6 π πω + =   2 ( Z)6 6 2k k π π πω π+ = + ∈ 0>ω 2ω = ( ) sin 2 16f x x π = + +   ( )f x 4 π ( )g x ( ) sin 2 1 sin 2 14 6 3g x x x π π π    = − + + = − +         x 2019( ) 1 3sinf x x a x= + − − ( )f x 0x = ( )0 0f = ( ) 2019 1 3sinf x x a x= + − − ( )0 1 0f a= − = 1a = ( ) 2019 3sinf x x x= − 2019y x= 3y sinx= ( )f x 答案选 B 【点睛】本题考查了奇函数的性质,函数零点与方程的转化思想,要求能够画出常见的基础 函数图像,如一次函数、二次函数、指数函数、幂函数、三角函数等 9.已知 ,且 ,则 的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 通过基本不等式的变形可得 ,再将表达式转化成关于 整体的二次不等式, 求出相应范围 【详解】∵ ,∴ ,可得 ,当且仅当 或 时 取 等 号 . ∵ , ∴ , 化 为 ,解得 ,则 的取值范围是 . 答案选 B 【点睛】本题考查的是根据基本不等式求取值范围问题,代换中一定要注意等号是否成立, 题中将 这一步代换出来至关重要 , (0, )a b∈ +∞ 2 91 ab a b + = + +a b [ ]1,9 [ ]1,8 [ )8,+∞ [ )9,+∞ 2 2 a b ab +      a b+ ( ), 0,a b∈ +∞ 2 2 a b ab +      ( )2 1 4 ab a b+ 1 2a b= = 4a b= = 2 91 ab a b + = + ( )2 2 9 81ab a b a b = −+ + ( ) ( )2 9 8 0a b a b+ − + +  1 8a b+  a b+ [ ]1,8 ( )2 1 4 ab a b+ 10.已知正 的边长为 1, 为该三角形内切圆的直径, 在 的三边上运动, 则 的最大值为( ). A. 1 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 根据 和 ,平方相减得到 ,计算得到答 案. 【详解】正 的边长为 1,内切圆圆心为 ,半径为 为 的中点,则 得到 即 得到 即 两式相减得到: 即 当 为三角形顶点时,有最大值为 故答案选 D 【点睛】本题考查了向量的最值问题,根据 为 的中点得到 是解题的关 键,这是向量中中点问题常用的技巧,需要熟练掌握. 11.方程 的实根个数为( ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 4 【答案】B 【解析】 【分析】 ABC△ EF P ABC△ PE PF⋅  1 2 1 3 1 4 2PE PF PO+ =   PE P FEF− =   2 1 12PE PF PO= −⋅   ABC△ O 3 6r = O EF 2PE PF PO+ =   ( )2 2 4PE PF PO+ =   2 2 2 2 4PE PF PE PF PO⋅+ + =     PE P FEF− =   ( )2 2 PE P FF E− =   2 2 12 3PE PF PE PF⋅+ − =    2 14 4 3PE PF PO= −⋅   2 1 12PE PF PO= −⋅   P 1 1 1 3 12 4 − = O EF 2PE PF PO+ =   ( ) ( )6 4log 4 5 log 6 5x x x x+ = − 先判断函数的定义域,由 得 ,再利用指数函数和对数函数互化的性质,通过整 式加减 ,即 .令 通过判断函数的增减性, 借鉴零点存在定理,可判断实数根的区间 【详解】由 ,解得 ,令 ,所以 , 两式相加得 ,又函数 单调递增,故 ,则 ,即 .令 ,且 在 上单调递减,又 , , 所 以 存 在 唯 一 , 使 得 . 所 以 方 程 只有唯一实数解。 答案选 B 【点睛】本题考察了指数函数和对数函数互化的性质,函数零点存在定理的迁移应用,整个 解题过程,函数与方程的转化思想贯穿始终,体现了函数与方程的整体性与统一性 12.设首项为 1 的数列 的前 n 项和为 ,且 ,若 ,则正整数 m 的最小值为( ) A. 15 B. 16 C. 17 D. 18 【答案】C 【解析】 【分析】 通过表达式的整体代换,可构造出 ,通过构造数列求出 的表达式, 再通过 求出 的表达式,进而可表示出 ,通过赋值可求出 【 详 解 】 由 题 意 知 , , 所 以 , , 即 . 又 , 所 以 数 列 6 5x x> 0x > 4 5 6x x x+ = 2 5 13 6 x x   + =       ( ) 2 5 3 6 x x g x    = +       6 5x x> 0x > ( ) ( )6 4log 4 5 log 6 5x x x xt = + = − 4 5 6 6 5 4 x x t x x t  + =  − = 4 6 4 6x x t t+ = + 4 6x xy = + x t= 4 5 6x x x+ = 2 5 13 6 x x   + =       ( ) 2 5 3 6 x x g x    = +       ( )g x ( )0,+∞ ( )2 1g > ( )3 1g < ( )0 2,3x ∈ ( )0 1g x = ( ) ( )6 4log 4 5 log 6 5x x x x+ = − { }na nS * 1 1 1, 2 , 2 1, 2 1, n n n a n k ka a n k k − −  + = ∈=  + = + ∈ N N 2020mS > ( )2 1 2 13 2 3k ka a+ −+ = + 2 1ka − 2 2 1 1k ka a −= + 2ka 2kS k 2 2 1 1k ka a −= + 2 1 22 1k ka a+ = + 2 2 1 1k ka a −= + ( )2 1 2 1 2 12 1 1 2 3k k ka a a+ − −= + + = + ( )2 1 2 13 2 3k ka a+ −+ = + 1 3 4a + = 是以 4 为首项,2 为公比的等比数列,所以 , , 所以 , ,所以 . 当 时, ,又 ,所以 ,故正整数 的 最小值为 17. 故选:C 【点睛】本题主要考查递推数列通项公式的推导及前 项和公式的求解,考察了推导代换能力, 计算能力,难度中等偏上 第Ⅱ卷 二、填空题:把答案填在答题卡中的横线上. 13.若 x,y 满足约束条件 ,则 的最大值为_________. 【答案】10 【解析】 分析】 根据线性规划限定条件画出可行域,再通过 平移找出最值即可 【详解】 画出可行域知,当 平移到过点 时, . 则 的最大值为 10 【 { }2 1 3ka − + 1 2 1 4 2 3k ka − − = ⋅ − 1 2 4 2 2k ka −= ⋅ − ( ) 2 1 3 2 1 4 1 2 3 2 4 31 2 k k kS a a a k k+ − − = + +…+ = − = − −−奇 2 2 4 2 2 4 2k kS a a a k+= + + + = − −偶 3 2 2 8 5k kS S S k+= + = − −奇 偶 8k = 16 2000 2020S = < 17 1021a = 17 3021 2020S = > m n 1 0 0 5 0 y x y x y +  −  + −    3z x y= + 3 0x y+ = : 3 0l x y+ = 5 5,2 2      max 10z = 3z x y= + 【点睛】本题主要考察了根据线性规划求目标函数的最值问题,相对简单,解题方法一般为 先画出可行域,再将目标函数转化为斜截式,通过判断目标函数值与截距的关系,找出目标 点,求出最值即可 14.已知 为第二象限角,则 _________. 【答案】 【解析】 【分析】 通过通分的方法去掉二次根式,转化成绝对值再进行化简即可 【详解】因为 为第二象限角,所以 , . 所以 , ,所以 . 所以答案为: 【点睛】本题考察了三角函数 化简,易错点为去掉二次根式转化为绝对值时符号的判断问 题,此时需要结合三角函数在四个象限的正负值进行判断 15.在 中,内角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,若 a,b,c 成等比数列,且 ,则 _________. 【答案】 【解析】 【分析】 利用正弦公式将 b 代换,求出 ,再用 a,b,c 成等比数列表示出 , 分析 特点,再次采用正弦定理即可求得 【详解】由正弦定理可知, ,易得 , 的 α 2 2 1 sin 1cos sin 11 sin tan + + + =− αα αα α 1− α sin 0α > cos 0α < ( )2 2 1 sin1 sin 1 sincos cos cos 1 sin1 sin cos cos αα αα α α αα α α ++ += = ⋅ = − −− 2 2 2 1 1sin 1 sin sintan sin α α αα α+ = ⋅ = 2 2 1 sin 1cos sin 1 11 sin tan αα αα α + + + = −− 1− ABC△ cos sin= +b a C c A sin =b B c 2 2 cos sina C c A= + A b a c b = sinb B c ( )sin sin sin cos sin cosB A C A C C A= + = + ccos sinA c A= ,又 a,b,c 成等比数列,所以 , . 则 【点睛】本题主要考查正弦定理的具体用法,边化角是正弦定理使用中考察频率最高的一种 形式,做题时应优先考虑 16.已知直线 是曲线 的一条切线,则 的取值范围是_________. 【答案】 【解析】 【分析】 根 据 题 意 , 求 出 曲 线 的 切 线 方 程 , 再 根 据 对 应 关 系 表 示 出 和 值 , 表 示 出 ,再采用构造函数求导的方法可求得 的范围 【 详 解 】 设 , 切 点 为 , , 所 以 , ,所以 令 , , 当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递 减 又 ,所以 的取值范围是 . 【点睛】本题主要考查导数切线方程的求法,利用导数来求函数的值域的问题,需熟记曲线 切线方程为 三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.已知等比数列 的公比 ,其前 项和为 ,且 , , 的等差中项为 。 (1)求数列 的通项公式; 4A π= b a c b = sin sin 2sin 2 b B a B Ac b = = = sin 2 2 b B c = y kx b= + exy = k b+ ( ],e−∞ k b ( )0 0e 2xk b x+ = − k b+ ( ) exf x = ( )0 0 ,exx ( ) exf x′ = 0exk = ( )0 0 0 0e e 1x xb kx x= − = − ( ) ( )0 0 0 0 0e e 1 e 2x x xk b x x+ = + − = − ( ) ( )e 2xg x x= − ( ) ( ) ( )e 2 e e 1x x xg x x x= − − = −′ ( ),1x∈ −∞ ( ) 0g x′ > ( )g x ( )1,x∈ +∞ ( ) 0g x′ < ( )g x ( )1 eg = k b+ ( ],e−∞ ( )( )0 0 0'y y f x x x− = − { }na 0q > n nS 5 62S = 4a 5a 33a { }na (2)设 ,数列 的前 项和为 ,求 。 【答案】(1) ;(2) 【解析】 【分析】 (1)通过 , 的等差中项为 .求出数列的公比,然后求解数列 的通项公式; (2)化简 ,利用裂项相消法求解数列的和即可. 【详解】解:(1)因为 ,所以 ,即 。 解得 或 (舍去)。 所以 , , 所以 。 (2)因为 , 所以 。 【点睛】本题考查等差数列以及等比数列的应用,裂项相消法求数列求和的方法,考查计算 能力,属于基础题. 18.已知函数 (1)判断 在 上的奇偶性,并证明; ( )( )2 2 2 1 log logn n n b a a + = { }nb n nT nT 2n na = 2 3 2 3 4 2 6 4n nT n n += − + + 4a 5a 33a { }na 2 2 2 1 (log )(log )n n n b a a + = 4 5 36a a a+ = 3 4 2 1 1 16a q a q a q+ = 2 6 0q q+ − = 2q = 3q = − ( )5 1 5 1 1 2 31 621 2 a S a − = = =− 1 2a = 12 2 2n n na −= ⋅ = ( )( ) ( )2 2 2 1 1 1 1 1 log log 2 2 2n n n b a a n n n n+  = = = − + +  1 2n nT b b b= + + + 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 112 3 2 4 3 5 2 1 1 2n n n n n n             = − + − + − + ⋅⋅⋅ + − + − + −            − − + +             2 2 1 1 1 1 1 3 2 3 3 2 312 2 1 2 2 2 3 2 4 2 6 4 n n n n n n n n + +   = + − − = − = −   + + + + + +    4 1, 0, ( ) 0, 0, 1 4 , 0. x x x f x x x−  − > = =  − < ( )f x ( , )−∞ +∞ (2)求不等式 的解集. 【答案】(1)奇函数,证明详见解析;(2) . 【解析】 【分析】 (1)根据奇偶函数的定义,分段判断函数的奇偶性;(2)由(1)知函数 为奇函数,根 据奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性,可得函数 的单调性,用函数的单调性 将 符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解即可. 【详解】(1)函数 是 上的奇函数. 证明如下: 任取 ,则 ,所以 , 再任取 ,则 ,所以 . 又当 时,则 ,所以 . 故 是 上的奇函数. (2)当 时, 是增函数, 所以 是 上的增函数. 又 , . 所以 ,所以 , 所以不等式 的解集为 . 【点睛】函数性质综合应用问题 3 种常见类型及解题策略 (1)函数单调性与奇偶性结合.注意函数单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称 性. (2)周期性与奇偶性结合.此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所 求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解. 的 ( )41 log 3− < f x  1 ,42      ( )f x ( )f x " "f ( )f x ( , )−∞ +∞ 0x > 0x− < ( )( ) 1 4 4 1 ( )− = − = − − = −x xf x f x 0x < 0x− > ( )( ) 4 1 1 4 ( )− −− = − = − − = −x xf x f x 0x = x 0− = ( ) 0 0 ( )− = = − = −f x f x ( )f x ( , )−∞ +∞ 0x > ( ) 4 1= −xf x ( )f x ( , )−∞ +∞ 1 12  − = −  f (1) 3f = 4 1 log 12 − < x 1 42 < x ( )41 log 3− < f x  1 ,42      (3)周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间, 然后利用奇偶性和单调性求解. 19.已知函数 . (1)若 , , ,求 的值; (2)若动直线 与函数 和函数 的图 象分别交于 P,Q 两点,求线段 PQ 长度的最大值,并求出此时 t 的值. 【答案】(1) ;(2)最大值为 , 【解析】 【分析】 (1)先对 进行化简,求出 ,再根据同角三角函数求出 ,再根据 特点,求出 ,利用和角公式求值即可 (2)先表示出 ,再根据绝对值特点和三角函数的最 值特点,求出对应的 值即可 【详解】(1) , , 则 ,又 ,故 , . . . (2) 2( ) sin 4f x x π = −   1 2 6f α  =   tan 5β = ,2 2 π πα  ∈ −   tan(2 )α β+ [ ]( 0, )x t t π= ∈ ( )f x ( ) 3sin cos4 4g x x x π π   = + +       5 5 19 − 3 2 7 12t p= ( )f x sinα tanα ( )tan 2α β+ tan2α ( ) ( ) 1 sin 22 3PQ f t g t t π = − = − +   t ( ) 1 1 11 cos 2 sin22 2 2 2f x x x π  = − − = −     1 1 1sin2 2 2 6f α α  = − =   2sin 3 α = ,2 2 π πα  ∈ −   5cos 3 α = 2tan 5 α = 2 2tantan2 4 51 tan αα α= =− ( ) tan2 tan 5 5 5 5tan 2 1 tan2 tan 1 20 19 α βα β α β ++ = = = −− − ( ) 3 cos22g x x= 由题意可知 当 时, 取到最大值 . 当 取到最大值时, ,又 ,所以 . 【点睛】本题考查同角三角函数的基本求法,三角函数正切值的和角公式,复合三角函数最 值的求法,难度相对简单 20.如图,在平面四边形 ABCD 中, , , ,且角 D 与角 B 互补, . (1)求 的面积; (2)求 的周长. 【答案】(1) ;(2) 【解析】 【分析】 (1)通过角 D 与角 B 互补,先求出 ,采用正弦定理的面积公式求解 即可 (2)要求 的周长,即求 ,结合余弦定理进行整体求解即可 【详解】(1)在 中,由余弦定理得 . 所以 . 因为角 D 与角 B 互补, 所以 , . ( ) ( ) 1 sin 22 3PQ f t g t t π = − = − +   sin 2 13t π + = −   PQ 3 2 PQ ( )32 23 2t k k Z π π π+ = + ∈ [ ]0,t π∈ 7 12t π= 3 1= −AB 3 1= +BC 3CA = 3 2 ⋅ = AD CD ACD ACD 3 15 4 2 6 3+ cos ABC∠ ACDS ACD AD CD+ ABC 2 2 2 1cos 2 4 AB BC ACABC AB BC + −∠ = = −⋅ 15sin 4ABC∠ = 15sin sin 4ADC ABC∠ = ∠ = 1cos cos 4ADC ABC∠ = − ∠ = 又 , 所以 ,即 , 所以 . (2)在 中,由余弦定理得 , 所以 , 所以 , 所以 的周长为 . 【点睛】本题考查解三角形的具体应用,第一问正弦定理求面积,第二问利用余弦定理求周 长,解三角形的核心思想为:将边角关系转化到同一个三角形,利用正弦余弦定理进行求解, 一般是先正弦再余弦 21.设 ,命题 p:函数 在 内单调递增;q:函数 仅在 处有极值. (1)若命题 q 是真命题,求 a 的取值范围; (2)若命题 是真命题,求 a 的取值范围. 【答案】(1) ;(2) . 【解析】 【分析】 (1)函数 仅在 处有极值,则 在 左右两侧导数符号相 反,可得 恒成立,转化为求解二次不等式的恒成立问题;(2)当 p 是真命题 时,利用复合函数“同增异减”研究 的单调性问题,求出相应 a 的范围, 又 是真命题,则 至少有一个是真命题,所以取 p 是真命题时 a 的取值集合与 是真命题时 a 的取值集合的并集即可. 3 2AD CD⋅ =  3cos 2AD CD AD CD ADC⋅ = ⋅ ⋅ ∠ =    6AD CD⋅ =  1 3 15sin2 4ACDS AD CD ADC= ⋅ ⋅ ∠ =    ACD 2 2 2 2 cosAC AD CD AD CD ADC= + − ⋅ ∠ 2 2 2 2 cos 12AD CD AC AD CD ADC+ = + ⋅ ∠ = 2 6AD CD+ = ACD 2 6 3AD CD AC+ + = + a R∈ ( )3log ( 0, 1)= − > ≠ay x ax a a 1 ,02  −   ( ) 4 3 21 4 1 14 3 2 += + +ax x xf x 0x = ( )p q∨ ¬ 1 1,2 2  −   1 1| 2 2a a a < − >  或 ( )f x 0x = ( )2( ) 4 1′ = + +f x x x ax 0x = 2 4 1 0+ +x ax  ( )3log= −ay x ax ( )p q∨ ¬ ,p q¬ q¬ 【详解】(1)由题意知, ,显然 不是方程 的根, 为使 仅在 处有极值,必须 恒成立,即 , 解不等式,得 ,这时 是唯一极值, 因此满足条件的 a 的取值范围是 . (2)当 p 是真命题时, 对 恒成立,则 ,记 ,则 当 时,要使得 是增函数,则需有 对 恒成立,所 以 ,与 矛盾; 当 时,要使得 是增函数,则需有 对 恒成立, 所以 ,所以 . 记当 p 是真命题时 a 的取值集合为 A,则 ; 记当 是真命题时 a 的取值集合为 B,则 . 因为 是真命题, 所以 a 的取值范围是 . 【点睛】函数 在 处取得极值是 的充分不必要条件. 22.已知 ,函数 , . (1)求 的单调区间 (2)讨论 零点的个数 ( )2( ) 4 1′ = + +f x x x ax 0x = 2 4 1 0+ + =x ax ( )f x 0x = 2 4 1 0+ +x ax  ( )24 4 1 0∆ = −a  1 1 2 2 − a  (0) 1f = 1 1,2 2  = −   3 0x ax− > 1 ,02x  ∈ −   1 4a > 3( )g x x ax= − ( ) 2g x 3x a′ = − 1a > ( )3log= −ay x ax ( ) 0g x′  1 ,02x  ∈ −   0a 1a > 1 14 a< < ( )3log= −ay x ax ( ) 0g x′  1 ,02x  ∈ −   21 33 2 4  ⋅ − =  a 3 14   或B a a a ( )p q∨ ¬ 1 1| 2 2  ∪ = < − >  或A B a a a ( )f x 0x x= 0'( ) 0f x = 0a > 2( ) ln 1 ( 1)f x x x ax a x= − + + − 1 ln( ) 3 2 xg x x += − ( )g x ( )f x 【答案】(1)在区间 , 上是增函数;(2)见解析 【解析】 【分析】 (1)先求导,再根据导数正负判断函数增减性 (2)先对 求导,可判断 单调递增,再通过赋值 和 可判断存 实数 ,使得 ,再通过讨论在零点处的最小值是小于零还是大于零来进一步 判断 零点个数 【详解】(1) 的定义域为 ,且 ,则 , , 当 时, , 是减函数;当 时, , 是增函 数 所以 ,所以在 上, , 所以 在区间 , 上是增函数. (2)由题意知 , 令 ,因为 , 所以 在 上单调递增. 又 , . 所以存在实数 ,使得 . 在 30, 2      3 ,2  +∞   ( )f x ( )f x′ 1 ef      ′ ( )ef ′ 0 1 ,eex  ∈   ( )0 0f x′ = ( )f x ( )g x 3 30, ,2 2    ∪ +∞       ( ) ( )2 3 2 ln 3 2 x xg x x x ′ += − ( ) 3 2 lnh x x x= + ( ) ( )2 1 lnh x x=′ + 10, e  ∈  x ( ) 0h x′ < ( )h x 1 ,e  ∈ +∞  x ( )' 0h x > ( )h x ( )min 1 23 0e eh x h = = − >   3 30, ,2 2    ∪ +∞       ( ) 0g x′ > ( )g x 30, 2      3 ,2  +∞   ( ) ( )1 ln 2 1 1 ln 2 3f x x a a x x ax a= + − + − = + + −′ ( ) 1 ln 2 3k x x ax a= + + − 0a > ( )k x ( )0, ∞+ 1 1 1 2 21 ln 3 3 0e e e e ef k a a       = = + + − = − <               ′ ( ) ( ) ( ) ( )e e 1 lne 2e 3 2 2e 3 0f k a a= = + + − = + − >′ 0 1 ,eex  ∈   ( )0 0k x = 在 上, , 是减函数;在 上, , 是增函数. 所以 的最小值是 ,其中 满足 ,即 , 所以 ①当 ,即 时, 的最小值为 0,此时 有一个零点; ②当 时, , 没有零点,此时 . 由 的单调性,可得 ; ③当 时, , 有两个零点. 又 ,所以 , 由 的单调性,可得 . 综上所述,当 时, 没有零点; 当 时, 只有 1 个零点; 当 时, 有 2 个零点. 【点睛】本题主要考察利用导数来判断函数的增减性,利用导数来求解函数的零点个数问题。 第二问中对于导数值为零的点的确定相对计较棘手,若题型中涉及 型复合函数,一般 通过借鉴零点定理来进行判断,常取 来进行判断算 ( )00, x ( ) 0f x′ < ( )f x ( )0 ,x +∞ ( ) 0f x′ > ( )f x ( )f x ( )0f x 0x ( )0 0f x′ = 0 01 ln 2 3 0x ax a+ + − = ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ln 1 1 3 1 2 1 1 1 1f x x x ax a x x a ax ax a x x a ax= − + + − = − − − + + − = − + + 0 1x = 1a = ( )f x ( )f x 0 1 1e x< < ( )0 0f x > ( )f x 0 0 1 ln 3 2 xa x += − ( )g x 0 1a< < 01 ex< < ( )0 0f x < ( )f x 0a > 0 31 2x< < ( )g x 1a > 0 1a< < ( )f x 1a = ( )f x 1a > ( )f x lny x= 1, =x e x e =
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