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高一数学 必修一 第二章《一元二次函数、方程和不等式》训练题 (7)-200708(解析版)

2024-04-10 来源:易榕旅网
高一数学 必修一 第二章《一元二次函数、方程和不等式》训练题 (7)

一、选择题(本大题共13小题,共65.0分)

1. 设𝑝:𝑓(𝑥)=𝑥3+2𝑥2+𝑚𝑥+1在(−∞,+∞)内单调递增,𝑞:𝑚>3,则p是q的( )

4

A. 充分不必要条件 C. 充分必要条件 B. 必要不充分条件

D. 既不充分也不必要条件

2. 若关于x的不等式𝑎𝑥2+𝑏𝑥−1>0的解集是{𝑥|1<𝑥<2},则不等式𝑏𝑥2+𝑎𝑥−1<0的解集

是( )

A. {𝑥|−1<𝑥<3} C. {𝑥|−3<𝑥<1}

2

2

B. {𝑥|𝑥<−1或𝑥>3} D. {𝑥|𝑥<−3或𝑥>1}

2

2

3. 已知集合𝐴={𝑥|𝑥−1≥0},𝐵={𝑥|𝑥2−2𝑥−8≥0},则∁𝑅(𝐴∪𝐵)=( )

A. [−2,1] B. [1,4] C. (−2,1) D. (−∞,4) 4. 已知集合𝐴={𝑥∈𝑍|−𝑥2+𝑥+2>0},则集合A的真子集个数为( )

A. 3 B. 4 C. 7 D. 8

5. 已知正实数x,y满足𝑥+4𝑦−𝑥𝑦=0,若𝑥+𝑦≥𝑚恒成立,则实数m的取值范围为( )

A. (0,9) B. [0,9] C. (−∞,9) D. (−∞,9]

6. 已知集合𝐴={𝑥|𝑥2−2>𝑥},𝐵={𝑥|−1<𝑥<3},则𝐴⋂𝐵=

A. {𝑥|−1<𝑥<2} B. {𝑥|−1<𝑥<1} C. {𝑥|2<𝑥<3} D. {𝑥|1<𝑥<3}

7. 若方程𝑥2+(𝑚−2)𝑥+5−𝑚=0的两根都大于2,则实数m的取值范围是( )

A. (−∞,−5)∪(−5,−4] C. (−∞,−2] A. 𝑎2<𝑏2

5

B. (−∞,−4] D. (−5,−4]

1

8. 若𝑎<𝑏<0,𝑐∈𝑅,则下列不等式正确的是( )

B. 𝑎>𝑏

1

C. 𝑎𝑐2<𝑏𝑐2 D. 𝑎>−𝑏

9. 已知实数𝑎,𝑏满足2<𝑎<𝑏<3,则下列不等式一定成立的是( )

A. 𝑎3+15𝑏>𝑏3+15𝑎 C. 𝑎3+15𝑏≥𝑏3+15𝑎 B. 𝑎3+15𝑏<𝑏3+15𝑎 D. 𝑎3+15𝑏≤𝑏3+15𝑎

10. 设全集为𝐴={𝑥|1⩽log2 𝑥⩽3},𝐵={𝑥|𝑥2−3𝑥−4<0},则𝐴∩𝐵等于( )

A. (−1,2) B. (−1,8] C. [4,8] D. [2,4) 11. 已知𝑎=21.1,𝑏=30.3,𝑐=ln3,则( )

7

A. 𝑏>𝑎>𝑐 B. 𝑎>𝑏>𝑐 C. 𝑏>𝑐>𝑎

1

D. 𝑎>𝑐>𝑏

2

3𝑎

4𝑏

12. 已知函数𝑓(𝑥)=3𝑥+5sin𝑥+2,若正实数a,b满足𝑓(𝑎)+𝑓(𝑏−1)=4,则𝑎−1+𝑏−2的最小值为( ) A. 7 B. 7+2√3 C. 5+4√3 D. 7+4√3

13. 在△𝐴𝐵𝐶中,D、E分别是边AC、AB的中点,若𝐵𝐷⊥𝐶𝐸,则cos𝐴的最小值为( )

A. 5 4

B. 4 3

C. 3 2

D. 2

1

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二、填空题(本大题共2小题,共10.0分)

⃗⃗⃗⃗ ⋅⃗⃗⃗⃗⃗ 的最小值为_________. 14. 在△ABC中,𝐴=3,𝑏+𝑐=4,E,F为边BC的三等分点,则⃗AEAF15. 已知正数x,y满足𝑥+2𝑦=4,则𝑥+𝑦的最小值______. 三、解答题(本大题共5小题,共60.0分) 16. 已知▵𝐴𝐵𝐶的内角A,B,C满足

(1)求角A.

(2)若𝑎=3.求𝑏+𝑐的取值范围.

sin𝐴−sin𝐵+sin𝐶

sin𝐶1

1

𝜋

=

sin𝐵sin𝐴+sin𝐵−sin𝐶

17. 在如图所示的平面图形中,∠𝐴𝐷𝐶=

2𝜋

,𝐴𝐷=3,sin∠𝐵𝐶𝐷=3,3𝐵𝐷=4𝐵𝐶. 3

2

(1)求∠𝐵𝐷𝐶的值;

(2)若𝐵𝐷=√3,∠𝐴𝐸𝐵=3,求△𝐴𝐵𝐸面积的最大值.

𝜋

18. 已知函数𝑓(𝑥)=𝑒𝑥+𝑎𝑥,𝑔(𝑥)=𝑒𝑥ln𝑥(𝑒是自然对数的底数).

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(1)若曲线𝑦=𝑓(𝑥)在𝑥=1处的切线也是抛物线𝑦2=4(𝑥−1)的切线,求a的值; (2)若对于任意𝑥∈𝑅,𝑓(𝑥)>0恒成立,试确定实数a的取值范围;

(3)当𝑎=−1时,是否存在𝑥0∈(0,+∞),使曲线𝐶:𝑦=𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)在点𝑥=𝑥0处的切线斜率与𝑓(𝑥)在R上的最小值相等?若存在,求符合条件的𝑥0的个数;若不存在,请说明理由.

19. 围建一个面积为360 𝑚2的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙需维修),其它三

面围墙要新建,在旧墙的对面的新墙上要留一个宽度为2 𝑚的进出口,己知旧墙的维修费用为45元/𝑚,新墙的造价为180元/𝑚,设利用的旧墙的长度为𝑥 𝑚,修建此矩形场地围墙的总费用为y元.

(Ⅰ)将y表示为x的函数:

(Ⅱ)试确定x,使修建此矩形场地围墙的总费用最小,并求出最小总费用°

20. 已知数列{𝑎𝑛}的前n项和为𝑆𝑛,且满足𝑎1=1,𝑎𝑛>0,(𝑎𝑛+1+1)(𝑎𝑛+1−1)=4(𝑆𝑛+𝑛).

(1)求数列{𝑎𝑛}的通项公式;

(2)设𝑏𝑛=√𝑆(𝑎+𝑎)(𝑛∈𝐍),𝑇𝑛=𝑏1+𝑏2+⋯+𝑏𝑛是否存在最大的整数m,使得对任意的n

𝑛𝑛31均有𝑇𝑛>2020总成立?若存在,求出m;若不存在,请说明理由.

𝑚

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-------- 答案与解析 --------

1.答案:B

解析:【分析】

本题主要考查了充分与必要条件的判断,解题的关键是根据导数知识把函数的单调性与函数的导数联系一起.

对函数求导,由𝑓(𝑥)在(−∞,+∞)内单调递增,可得𝑓′(𝑥)≥0在(−∞,+∞)上恒成立,从而可求m的取值范围,即可判断. 【解答】

解:对函数求导可得,𝑓′(𝑥)=3𝑥2+4𝑥+𝑚, ∵𝑓(𝑥)在(−∞,+∞)内单调递增, 则𝑓′(𝑥)≥0在(−∞,+∞)上恒成立. 即3𝑥2+4𝑥+𝑚≥0恒成立 从而𝛥=16−12𝑚≤0 ∴𝑚≥3,

当𝑞:𝑚>3⇒𝑓′(𝑥)>0,

∴𝑓(𝑥)在(−∞,+∞)内单调递增;反之则不成立, 故p是q的必要不充分条件, 故选:B. 2.答案:C

44

解析:【分析】

考查学生理解一元二次不等式解集求法的能力,会解一元二次不等式的能力,是一道基础题.根据不等式𝑎𝑥2+𝑏𝑥−1>0的解集是{𝑥|1<𝑥<2},求出a,b的值,从而解不等式𝑏𝑥2+𝑎𝑥−1<0即可. 【解答】

解:因为𝑎𝑥2+𝑏𝑥−1>0的解集是 { 𝑥|1<𝑥<2},

根据一元二次不等式求解集的方法可得𝑎𝑥2+𝑏𝑥−1=𝑎(𝑥−1)(𝑥−2)且𝑎<0, 解得𝑎=−2,𝑏=2.

则不等式𝑏𝑥2+𝑎𝑥−1<0变为3𝑥2−𝑥−2<0, 解得:−3<𝑥<1,

所以不等式的解集为{𝑥|−3<𝑥<1}, 故选C. 3.答案:C

2

21

3

解析:【分析】

本题考查并集,补集,及其运算,涉及一元二次不等式的解集,属于基础题.

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由一元二次不等式的解法先化简集合B,先求并集,再取补集,从而得出结果. 【解答】

解:因为集合𝐴={𝑥|𝑥−1≥0}={𝑥|𝑥⩾1},𝐵={𝑥|𝑥2−2𝑥−8≥0}={𝑥|𝑥⩾4或𝑥⩽−2}, 所以𝐴∪𝐵={𝑥|𝑥⩾1或𝑥⩽−2},则𝐶𝑅(𝐴∪𝐵)=(−2,1). 故选C. 4.答案:A

解析:【分析】

本题主要考查集合的真子集个数的判断,属于基础题 先确定集合中元素的个数即可. 【解答】

解:因为集合𝐴={𝑥|𝑥∈𝑍|−𝑥2+𝑥+2>0} ={𝑥∈𝑍|−1<𝑥<2}={0,1}, 所以集合A的真子集的个数为22−1=3, 故选A.

5.答案:D

解析:【分析】

本题主要考查了均值不等式及其应用.属于基础题.

由𝑥+4𝑦−𝑥𝑦=0,得𝑥+4𝑦=𝑥𝑦,等式两边同时除以xy,得𝑥+𝑦=1.由均值不等式可得𝑥+𝑦=(𝑥+𝑦)(𝑥+𝑦)展开化简,应用均值不等式求最值. 【解答】

解:由𝑥+4𝑦−𝑥𝑦=0,得𝑥+4𝑦=𝑥𝑦,等式两边同时除以xy,得𝑥+𝑦=1. 由均值不等式可得𝑥+𝑦=(𝑥+𝑦)(+)=

𝑥

𝑦

4𝑦

𝑥

4

1

4𝑦𝑥

4

1

4

1

4

1

++5≥2√

𝑦

𝑥4𝑦𝑥

⋅+5=9,

𝑦

𝑥

当且仅当𝑥=𝑦,即𝑥=2𝑦=6时,等号成立, 所以𝑥+𝑦的最小值为9.因此𝑚≤9. 故选D. 6.答案:C

解析:【分析】

本题考查了交集的运算,以及一元二次不等式,是基础题.

解不等式得到集合A,再根据交集的定义计算,即可得到答案. 【解答】

解:𝐴={𝑥|𝑥2−2>𝑥}={𝑥|−1<𝑥<2} ,𝐵={𝑥|−1<𝑥<3}而𝐴∩𝐵={𝑥|2<𝑥<3}.

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故选C. 7.答案:D

解析:【分析】

本题考查一元二次方程根的分布与系数的关系及二次函数的性质,属于基础题. 设𝑓(𝑥)=𝑥2+(𝑚−2)𝑥+5−𝑚,由题意利用二次函数的性质求出m的范围. 【解答】

解:令𝑓(𝑥)=𝑥2+(𝑚−2)𝑥+5−𝑚,

𝛥=(𝑚−2)2−4(5−𝑚)≥0由题意可得{

2−𝑚2

>2

,

𝑓(2)=4+(𝑚−2)×2+5−𝑚>0

解得−5<𝑚≤−4. 故选D.

8.答案:B

解析:【分析】

本题主要考查不等式的基本性质,属于基础题.

利用不等式的基本性质即可判断出, 熟练掌握不等式的基本性质是解题的关键. 【解答】

解:对于选项A,∵𝑎<𝑏<0,∴−𝑎>−𝑏>0,∴𝑎2>𝑏2,因此A不正确; 对于选项B,∵𝑎<𝑏<0,∴𝑎𝑏>0,∴𝑎𝑏<𝑎𝑏,即𝑏<𝑎,所以B正确; 对于选项C,当𝑐=0时,不等式不成立.因此C不正确;

对于选项D,∵𝑎<𝑏<0,∴−𝑏>0,∴𝑎<−𝑏,故D不正确, 故选B. 9.答案:B

𝑎

𝑏

1

1

解析:【分析】

本题为比较大小的题目,考查根据题意构造函数、利用导数研究函数的单调性,题目为中档题. 设𝑓(𝑥)=𝑥3−15𝑥,可得𝑓(𝑥)的单调递减区间为(−√5,√5);𝑓(𝑥)的单调递增区间为(−∞,−√5),(√5,+∞),由√5<2<𝑎<𝑏<3,则𝑓(𝑎)<𝑓(𝑏),问题可解.

【解答】

解:设𝑓(𝑥)=𝑥3−15𝑥,

则𝑓′(𝑥)=3𝑥2−15=3(𝑥+√5)(𝑥−√5).

所以𝑓(𝑥)的单调递减区间为(−√5,√5);𝑓(𝑥)的单调递增区间为(−∞,−√5),(√5,+∞). 若√5<2<𝑎<𝑏<3,则𝑓(𝑎)<𝑓(𝑏), 即𝑎3−15𝑎<𝑏3−15𝑏, 即𝑎3+15𝑏<𝑏3+15𝑎. 故选B.

5

5

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10.答案:D

解析:【分析】

本题考查集合的交集及不等式的解法,考查运算求解能力,属于基础题. 先求集合A,B,根据交集的定义即可解决. 【解答】

解:因为𝐴={𝑥|2⩽𝑥⩽8},𝐵={𝑥|−1<𝑥<4}, 所以𝐴∩𝐵={𝑥|2⩽𝑥<4}. 故选D. 11.答案:B

解析:【分析】

本题考查利用指数函数与对数函数的性质比较大小,属于基础题目. 利用指数函数与对数函数的性质比较大小即可. 【解答】

解:由题意得:𝑎=21.1∈(2,4),𝑏=30.3∈(1,√3),𝑐=ln3𝑏>𝑐, 故选:B. 12.答案:D

7

解析:【分析】

本题考查函数奇偶性、利用基本不等式求最值,有一定难度.

根据𝑓(−𝑥)+𝑓(𝑥)=4,可得𝑎+𝑏=1,变形𝑏=𝑎−1,代入𝑎−1+𝑏−2,利用基本不等式可得最小值. 【解答】 解:

∵正实数a,b满足𝑓(𝑎)+𝑓(𝑏−1)=4, ∴+=1,∴𝑏=>0,∴𝑎>1, 𝑎𝑏𝑎−1则𝑎−1+𝑏−2=7+𝑎−1+𝑏−2

=7+

38

+ 2𝑎𝑎−1−2𝑎−13𝑎

4𝑏

3

8

1

2

2𝑎1

21

2

2𝑎

3𝑎

4𝑏

=7+𝑎−1+4(𝑎−1)⩾7+4√3,

3当且仅当4(𝑎−1)=𝑎−1即𝑎=1+√时取等号,此时取得最小值7+4√3.

2

3

3

故选:D.

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13.答案:A

解析:解:依题意,如图建立平面直角坐标系,

设𝐶(0,𝑐),𝐵(𝑏,0),(𝑏>0,𝑐>0),

则因为D为AC中点,∴𝐴(−𝑏,−𝑐),𝐷(−2,0) 又因为E为AB中点,∴𝐸(0,−2), ⃗⃗⃗ =(𝑏,2𝑐),⃗⃗⃗⃗⃗ ∴⃗⃗𝐴𝐶𝐴𝐵=(2𝑏,𝑐) 则𝑐𝑜𝑠𝐴=√𝑏2+4𝑐2⋅√4𝑏2+𝑐2=

𝑏

2𝑏2+2𝑐2

2()2+2

𝑏𝑐

𝑏𝑐𝑏𝑐𝑏

𝑐

√[()2+4][4()2+1]

令𝑡=2(𝑐)2+2,则𝑡>2, ∴𝑐𝑜𝑠𝐴=

1

𝑡√(+3)(2𝑡−3)92𝑡2

=

𝑡√𝑡2+𝑡−9

92

=

1√−9()2+⋅+11𝑡

912𝑡

4

1

∴当=−,即𝑡=4时,cosA有最小值5. =𝑡2×(−9)4

故选:A.

建立坐标系,设出C,E两点坐标,表示出A,B两点坐标,将cosA的最小值转化为向量的数量积运算处理.

本题考查了向量的坐标运算,考查了二次函数的最值,主要考查分析解决问题的能力和计算能力,推理转化能力,属于难题.

14.答案:9

解析:【分析】

本题考查平面向量数量积的运算及利用基本不等式求最值,熟练掌握向量的运算法则和数量积运算

⃗⃗⃗ 用b,c表示,然后利用基本不等式是解题的关键,利用向量的加减运算及数量积运算,将⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐴𝐸⋅⃗⃗𝐴𝐹

求解即可. 【解答】

12

⃗⃗⃗ =(2⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ )⋅(1⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ ) 𝐴𝐸⋅⃗⃗𝐴𝐹𝐴𝐵+𝐴𝐶𝐴𝐵+𝐴𝐶解:⃗⃗⃗⃗⃗ 3333

26

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2225⃗⃗⃗⃗⃗ +⃗⃗⃗⃗⃗ )+⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ =(𝐴𝐵𝐴𝐶𝐴𝐵⋅⃗⃗𝐴𝐶99251=(𝑐2+𝑏2)+𝑏𝑐× 992

2121(𝑏+𝑐)22622

=(𝑏+𝑐)−𝑏𝑐≥(𝑏+𝑐)−×= 969649

(当且仅当𝑏=𝑐=2时等号成立), ⃗⃗⃗ 的最小值为, 即⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐴𝐸⋅⃗⃗𝐴𝐹9故答案为9.

26

26

√2

15.答案:3+24

解析:【分析】

本题主要考查利用基本不等式求最值,属于中档题.

利用基本不等式求最值时,一定要正确理解和掌握“一正,二定,三相等”的内涵:一正是,首先要判断参数是否为正;二定是,其次要看和或积是否为定值(和定积最大,积定和最小);三相等是,最后一定要验证等号能否成立(主要注意两点,一是相等时参数否在定义域内,二是多次用≥或≤时等号能否同时成立). 【解答】 解:由题意得当且仅当𝑦=故答案为

𝑥

2𝑦𝑥

,即𝑦=4−2√2,𝑥=4√2−4取等号

3+2√2

. 4

16.答案:解:设内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.

(1)由正弦定理及

sin𝐴−sin𝐵+sin𝐶

sin𝐶

=sin𝐴+sin𝐵−sin𝐶

sin𝐵

𝑎−𝑏+𝑐𝑐

=𝑎+𝑏−𝑐,整理得𝑏2+𝑐2−𝑎2=𝑏𝑐,

𝑏

又0<𝐴<𝜋,∴𝐴=3;

𝜋

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(2)法一:由余弦定理可得:32=𝑏2+𝑐2−2𝑏𝑐cos 𝐴=(𝑏+𝑐)2−3𝑏𝑐⩾(𝑏+𝑐)2−3⋅(

14

𝑏+𝑐2

)2

=

(𝑏+𝑐)2

⇒(𝑏+𝑐)2≤36⇒𝑏+𝑐≤6 ,

又𝑏+𝑐>𝑎=3, ∴𝑏+𝑐∈(3,6];

法二:设ABC外接圆半径为R,由正弦定理得:2𝑅=sin 𝐴=2√3. ∴𝑏+𝑐=2√3(sin 𝐵+sin 𝐶)=2√3[sin 𝐵+sin (𝜋−𝐵)]=6sin (𝐵+), 36由0<𝐵<3𝜋 得:6<𝐵+6<6𝜋⇒𝑏+𝑐∈(3,6].

2

𝜋

𝜋

5

2

𝜋

𝑎

解析:本题考查了正弦、余弦定理的应用问题,也考查了基本不等式的应用问题,是中档题. (1)根据题意,利用正弦、余弦定理,即可求出角A的值;

(2)法一:由余弦定理和基本不等式,即可求得𝑏+𝑐的取值范围;

法二:由正弦定理、两角和差公式、辅助角公式,得到𝑏+𝑐的表达式,根据角B的范围,结合正弦函数的性质,即可求得𝑏+𝑐的取值范围.

17.答案:解:(1)在△𝐵𝐶𝐷中,由正弦定理得

所以

因为3𝐵𝐷=4𝐵𝐶, 所以𝐵𝐷>𝐵𝐶, 所以∠𝐵𝐷𝐶为锐角, 所以

(2)在△𝐴𝐵𝐷中,𝐴𝐷=3,𝐵𝐷=√3,所以𝐴𝐵=√𝐴𝐷2+𝐵𝐷2=2√3, 在△𝐴𝐵𝐸中,由余弦定理得

所以12=𝐴𝐸2+𝐵𝐸2−𝐴𝐸·𝐵𝐸≥2𝐴𝐸·𝐵𝐸−𝐴𝐸·𝐵𝐸=𝐴𝐸·𝐵𝐸,当且仅当𝐴𝐸=𝐵𝐸时等号成立, 所以𝐴𝐸·𝐵𝐸≤12, 所以

即△𝐴𝐵𝐸面积的最大值为3√3.

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解析:本题考查解三角形的应用,考查了正弦定理,余弦定理和三角形面积公式的知识. (1)在△𝐵𝐶𝐷中,由正弦定理可得sin∠𝐵𝐷𝐶=2,再结合边的大小关系可得

1

(2)在△𝐴𝐵𝐷中,由勾股定理得𝐴𝐵=2√3,然后在△𝐴𝐵𝐸中,由余弦定理得𝐴𝐸·𝐵𝐸≤12,最后根据三角形的面积公式可得所求最大值.

18.答案:解:(1)𝑓′(𝑥)=𝑒𝑥+𝑎,把𝑥=1代入得:𝑓′(1)=𝑒+𝑎, 把𝑥=1代入𝑓(𝑥)得:𝑓(1)=𝑒+𝑎,所以切点坐标为(1,𝑒+𝑎),

则在𝑥=1处的切线为𝑦−(𝑒+𝑎)=(𝑒+𝑎)(𝑥−1)即:𝑦=(𝑒+𝑎)𝑥, 与𝑦2=4(𝑥−1)联立,消去得(𝑒+𝑎)2𝑥2−4𝑥+4=0, 由△=0知,𝑎=1−𝑒或𝑎=−1−𝑒; (2)𝑓′(𝑥)=𝑒𝑥+𝑎,

①当𝑎>0时,𝑓′(𝑥)>0,𝑓(𝑥)在R上单调递增, 且当𝑥→−∞时,𝑒𝑥→0,𝑎𝑥→−∞,

∴𝑓(𝑥)→−∞,故𝑓(𝑥)>0不恒成立,所以𝑎>0不合题意;

②当𝑎=0时,𝑓(𝑥)=𝑒𝑥>0对𝑥∈𝑅恒成立,所以𝑎=0符合题意; ③当𝑎<0时令𝑓′(𝑥)=𝑒𝑥+𝑎=0,得𝑥=ln(−𝑎), 当𝑥∈(−∞,ln(−𝑎))时,𝑓′(𝑥)<0, 当𝑥∈(ln(−𝑎),+∞)时,𝑓′(𝑥)>0,

故𝑓(𝑥)在(−∞,ln(−𝑎))上是单调递减,在(ln(−𝑎),+∞)上是单调递增, 所以[𝑓(𝑥)]𝑚𝑖𝑛=𝑓(ln(−𝑎))=−𝑎+𝑎𝑙𝑛(−𝑎)>0, 解得𝑎>−𝑒,

又𝑎<0,∴𝑎∈(−𝑒,0), 综上:𝑎∈(−𝑒,0].

(3)当𝑎=−1时,由(2)知[𝑓(𝑥)]𝑚𝑖𝑛=𝑓(ln(−𝑎))=−𝑎+𝑎𝑙𝑛(−𝑎)=1, 设ℎ(𝑥)=𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)=𝑒𝑥𝑙𝑛𝑥−𝑒𝑥+𝑥,

则ℎ′(𝑥)=𝑒𝑥𝑙𝑛𝑥+𝑒𝑥⋅𝑥−𝑒𝑥+1=𝑒𝑥(𝑙𝑛𝑥+𝑥−1)+1,

假设存在实数𝑥0∈(0,+∞),使曲线C:𝑦=𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)在点𝑥=𝑥0处的切线斜率与𝑓(𝑥)在R上的最小值相等,𝑥0即为方程的解, 令ℎ′(𝑥)=1得:𝑒𝑥(𝑙𝑛𝑥+𝑥−1)=0, 因为𝑒𝑥>0,所以𝑙𝑛𝑥+𝑥−1=0. 令𝜑(𝑥)=𝑙𝑛𝑥+𝑥−1,则𝜑′(𝑥)=𝑥−𝑥2=

1

1

1

𝑥−1𝑥2

111

1

当0<𝑥<1时𝜑′(𝑥)<0,当𝑥>1时𝜑′(𝑥)>0,

所以𝜑(𝑥)=𝑙𝑛𝑥+𝑥−1在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, ∴𝜑(𝑥)>𝜑(1)=0,故方程𝑒𝑥(𝑙𝑛𝑥+𝑥−1)=0有唯一解为1, 所以存在符合条件的𝑥0,且仅有一个𝑥0=1.

1

1

解析:此题考查学生会利用导数求切线上过某点切线方程的斜率,会利用导函数的正负确定函数的单调区间,会利用导数研究函数的极值,掌握导数在最大值、最小值问题中的应用,是一道中档题.

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(1)求出𝑓(𝑥)的导函数,把𝑐=1代入导函数中求出的导函数值即为切线方程的斜率,把𝑥=1代入𝑓(𝑥)求出切点的纵坐标,根据切点坐标和斜率写出切线的方程,把切线方程与抛物线联立,消去y得到关于x的一元二次方程,根据直线与抛物线相切,得到方程的根的判别式等于0,列出关于a的方程,求出方程的解即可得到a的值; (2)求出𝑓(𝑥)的导函数,𝑎=0和a小于0三种情况考虑,分a大于0,当a大于0时,导函数大于0,即函数为增函数,利用极限的思想得到函数恒大于0不成立;当𝑎=0时,得到函数恒大于0,满足题意;当a小于0时,令导函数等于0,求出x的值,由x的值分区间讨论导函数的正负,得到函数的单调区间,进而得到𝑓(𝑥)的最小值,让最小值大于0,列出关于a的不等式,求出不等式的解集即可得到a的取值范围,综上,得到满足题意的a的取值范围;

(3)把𝑎=−1代入到(2)中求出的𝑓(𝑥)的最小值中,确定出𝑓(𝑥)的最小值,设ℎ(𝑥)=𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥),把𝑔(𝑥)和𝑓(𝑥)的解析式代入确定出ℎ(𝑥),求出ℎ(𝑥)的导函数,假如存在𝑥0∈(0,+∞),使曲线C:𝑦=𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)在点𝑥=𝑥0处的切线斜率与𝑓(𝑥)在R上的最小值相等,令ℎ(𝑥)导函数等于𝑓(𝑥)的最小值,得到𝑙𝑛𝑥+𝑥−1=0,设𝜑(𝑥)等于等式的右边,求出𝜑(𝑥)的导函数,利用导函数的正负确定出𝜑(𝑥)的最小值为𝜑(1)等于0,得到方程有唯一的解,且唯一的解为𝑓(𝑥)的最小值. 19.答案:解:(Ⅰ)设矩形的另一边长为am,

则𝑦=45𝑥+180(𝑥−2)+180⋅2𝑎=225𝑥+360𝑎−360. 由已知𝑎𝑥=360,得𝑎=所以𝑦=225𝑥+

3602𝑥

360𝑥

1

−360(𝑥>2);

3602𝑥

(Ⅱ)因为𝑥>0,所以225𝑥+所以𝑦=225𝑥+当且仅当225𝑥=

3602𝑥3602𝑥

≥2√225×3602=10800,

−360≥10440, 时,等号成立.

即当𝑥=24𝑚时,修建围墙的总费用最小,最小总费用是10440元.

解析:函数的实际应用题,我们要经过析题→建模→解模→还原四个过程,在建模时要注意实际情况对自变量x取值范围的限制,解模时也要实际问题实际考虑.将实际的最大(小)化问题,利用函数模型,转化为求函数的最大(小)是最优化问题中,最常见的思路之一. (Ⅰ)设矩形的另一边长为am,则根据围建的矩形场地的面积为360𝑚2,易得𝑎=

360𝑥

,此时再根据旧

墙的维修费用为45元/𝑚,新墙的造价为180元/𝑚,我们即可得到修建围墙的总费用y表示成x的函数的解析式;

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(Ⅱ)根据(1)中所得函数的解析式,利用基本不等式,我们易求出修建此矩形场地围墙的总费用最小值,及相应的x值.

2

=4𝑆𝑛+4𝑛+1, 20.答案:解:(1)(𝑎𝑛+1+1)(𝑎𝑛+1−1)=4(𝑆𝑛+𝑛),则𝑎𝑛+1

2

则当𝑛≥2时,𝑎𝑛=4𝑆𝑛−1+4(𝑛−1)+1,

22两式相减可得𝑎𝑛+1−𝑎𝑛=4(𝑆𝑛−𝑆𝑛−1)+4=4𝑎𝑛+4,

22∴𝑎𝑛+1=𝑎𝑛+4𝑎𝑛+4=(𝑎𝑛+2)2,

又由𝑎𝑛>0,∴𝑎𝑛+1=𝑎𝑛+2,即𝑎𝑛+1−𝑎𝑛=2, 又𝑎1=1,𝑎2=3,∴𝑎2−𝑎1=2,

∴数列{𝑎𝑛}是表示首项𝑎1=1,公差为2的等差数列, 所以𝑎𝑛=2𝑛−1;

(2)𝑏𝑛=

1

1√𝑠𝑛(𝑎𝑛+𝑎3)1

=

1

1𝑛(𝑎𝑛+5)1

=

1

1𝑛(2𝑛+4)1

=

12𝑛(𝑛+2)1

=(−

4𝑛1

3

111

𝑛+21

),

1

1

1

𝑇𝑛=4[(1−3)+(2−4)+(3−5)+⋯+(𝑛−𝑛+2)]=8−4(𝑛+1+𝑛+2)≥6, 假设存在整数m满足𝑇𝑛>2020总成立,即2020<6, 所以𝑚<

10103

𝑚

𝑚

1

.又∵𝑚∈𝑁∗,

∴适合条件的m的最大值为336.

解析:本题考查数列的递推关系,数列的通项公式,数列的求和,考查不等式恒成立问题,考查分析与计算能力,计算量大,属于中档题.

(1)由题及数列的递推关系,计算得数列{𝑎𝑛}是表示首项𝑎1=1,公差为2的等差数列,即可得到答案;

(2)𝑏𝑛=4(𝑛−𝑛+2),得到𝑇𝑛,利用裂项相消法及不等式恒成立问题,计算求解即可得到答案.

11

1

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