内容正文:
最新5年高考真题分类优化卷·数学(三)
卷3函数的概念和基本性质
本卷共19小题,满分150分,考试时间120分钟
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,只有一项是符合题目要求的、
1.下列函数中,在区间(0,十∞)上单调递增的是
A.f (x)=-Inx
B.f(2)=1
c.fx)=-1
D.f(x)=3x-
2.下列函数是偶函数的是
A.y=e'-t
x2+1
B.y=cos x+x2
x2+1
C.y-o-z
x+1
D.y=sinx十4x
3.(2025·全国I卷)当x∈[0,2π]时,曲线y=sinx与y-2sin
(3x-)的交点个数为
()
A.3
B.4
C.6
D.8
4.已知函数f(x)的定义域为R,f(x)>f(x-1)+f(x一2),且当x<3
时∫(x)=x,则下列结论中一定正确的是
(
)
A.f(10)>100
B.f(20)>1000
C.f(10)<1000
D.f(20)<10000
-x2-2ax-a,x<0
5.已知函数f(x)=
在R上单调递增,则a的取值
e+ln(.x+1),.x>0
范围是
A.(-∞,0]
B.[-1,0]
C.[-1,1]
D.[0,+∞)
S-1
6.生物丰富度指数《=nN是河流水质的一个评价指标,其中S,N分
别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越
大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数S没有变化,生物个
体总数由N1变为N2,生物丰富度指数由2.1提高到3.15,则()
【最新5年高考真题分类优化卷(26-ZT)·数学(三)3-1】
A.3N2=2N1
B.2N2=3N1
C.N2=N3
D.N;=N?
7.设函数f(x)=(x十a)ln(x十b),若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为
()
1
B.
A.8
1
c.
D.1
8.(2025·全国Ⅱ卷)设函数f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cosx+2ax,
当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点,则a=
()
A.-1
B.2
C.1
D.2
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有
选错的得0分
9.设函数f(x)=(x一1)(x一4),则
(
A.x=3是∫(x)的极小值点
B.当0<x<1时,f(x)<f(x2)
C.当1<x<2时,-4<(2x-1)<0
D.当-1<x<0时,f(2-x)>f(x)
10.对于函数f(x)=sn2x和g(x)=sin2x一),下列说法中正确的有
(
A.f(x)与g(x)有相同的零点
B.f(x)与g(x)有相同的最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
11.设函数f(x)=2x3-3a.x2+1,则
A.当a>1时,f(x)有三个零点
B.当a<0时,x=0是f(x)的极大值点
C.存在a,b,使得x=b为曲线y=f(x)的对称轴
D.存在a,使得点(1,f(1)为曲线y-f(x)的对称中心
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
11
5
12.已知a>1且1og.41og4-2,则a-
13.曲线y=x3一3.x与y=一(x一1)2+a在(0,十o∞)上有两个不同的交
【3-2】
点,则a的取值范围为
x+2,x<-a,
14.设a>0,函数f(x)=√a-x,一a≤x≤a,给出下列四个结论:
--1,x>a.
①f(x)在区间(a一1,十o∞)上单调递减;
②当a≥1时,f(x)存在最大值;
③设M(x1,f(x1)(x1≤a),N(x2,f(x2)(x2>a),则|MN>1;
④设P(x3,f(x3))(x3<-a),Q(x4,f(x4)(x4≥-a).若|PQ存
1
在最小值,则a的取值范围是(0,2]:
其中所有正确结论的序号是
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演
算步骤。
15.(本小题满分13分)
若f(x)-logx(a>0,a≠1).
(1)y=f(x)过(4,2),求f(2x-一2)<f(x)的解集;
(2)存在x使得f(x+1)、f(ax)、f(x+2)成等差数列,求a的取值
范围.
【3-3】
16.(本小题满分15分)
已知丽数f)=lh2二十ax+6-1)
(1)若b=0,且f'(x)≥0,求a的最小值:
(2)证明:曲线y=f(x)是中心对称图形:
(3)若f(x)>一2当且仅当1<x<2,求b的取值范围.
17.(本小题满分15分)
设函数f(x)=2x+1|-|x-a|+b(a,b∈R).
(1)若(一3)>f(1),求实数a的取值范围;
(2)当a=5时,函数f(x)有两个零点x1,x2(x1<x2),且满
足x1十x2=一4,求实数b的值.
【3-4】
18.(本小题满分17分)
对于一个函数f(x)和一个点M(a,b),令s(x)=(x-a)2+(f(x)一
b),若P(xo,∫(x。)是s(x)取到最小值的点,则称P是M在f(x)
的“最近点”.
1)对于fx)-(x>0),求证:对于点M(0,0),存在点P,使得点
P是M在f(x)的“最近点”;
(2)对于f(x)=e,M(1,0),请判断是否存在一个点P,它是M
在f(x)的“最近点”,且直线MP与y=f(x)在点P处的切线垂直;
(3)已知y-f(x)在定义域R上存在导函数f'(x),且函数g(x)在
定义域R上恒正,设点M1(t-1,f(t)一g(t),M2(t+1,f(t)+g
(t).若对任意的t∈R,存在点P同时是M1,M2在∫(x)的“最近
点”,试判断∫(x)的单调性.
【3-5】
19.(本小题满分17分)
如果三个互不相同的函数y=f(x),y=g(x),y=h(x)在区间D上
恒有f(x)≤h(x)≤g(x)或g(x)≤h(x)≤f(x),则称y=h(x)为
y=f(x)与y-g(x)在区间D上的“分割函数”.
(1)证明:函数f1(x)=x为函数y=ln(x+1)与y=e-1在(-1,+
∞)上的分割函数;
(2)若函数y=a.x2+bx+c(a≠0)为函数y=2x2+2与y-4x
在(一o○,十o∞)上的“分割函数”,求实数a的取值范围;
(3)若[m,n]二[-2,2],且存在实数k,d,使得函数y=kx+d为函
数y=x一4x2与y=4x2一16在区间[m,n]上的“分割函数”,求n
一m的最大值.
【3-6】最新5年高考真题分类优
18,解析:1)当a=26=1时,可得y=(1-)。
则×-21-)(←):
所以1=-怎所求切线方程为,一
6(x-1),
即x+2W3y-4=0.
(2)由y是关于x的“-1型画数”,可得(后)十
()=1,
即+
=1
y
1)周x+y)=x+(经+号)-a+6+兰
bx
y≥a+b+2W2
+g=G+6)
ay bx
当且仅当xy
即r=a十瓜时
x+y=(a+√b)
y=6+Vab
取得最小值.
)迪(后)+()=1,即2+=1,
则(x-a)(y-b)=ab,且x>a,y>b,
b
可设x-a=at,y-b=
,其中t∈(0,+∞),
于是x+y=[a1++[1+2)]=ad
+)+6(1+)八,
记h()=a1+0+6(1+2)广,
可程)=加1+少t+6+)》
(-)=at)四
+1
[-(会)]
由=0得=(合)产,2,=(台)产.
当0<t<to时h'(t)<0,当t>to时,h'(t)>0,则
h()m=h)=a1+o)+6(1+2)广=a
[+(台)产]++(台)产]
=(a十bm·a市)”十(b十at·bm市)"=aH
(a十b)”十b(b十a)”
=(a品+b帝)出,所以(x十y”)后
≥a前+b品)中.
答案:(1)x+23y-4=0
(2)(i)(√a+√6):(ⅱ)证明见解析
【
化卷(26一ZT)·数学答案
a-123
19.解析:(1)由性质M2定义知:
1a22
a-2≥3
a≥6
→a≥6,且a∈N*,
所以a的最小值为6.
(2)由题设1a,一a+1≥0,a出,(=1,2,3,…,n
15
1),且a1<<am,
a,a+111
。1
所以@1a≥“6→。之正i=12,
3,…,n-1),
1111
所以
2+…+1-1=11
an-1 an al an
≥”
15
,得证.
1。n-1
(3)由(2)知:a>15
-1
15
<1→n<16,
a1≥1
11、n-i
同(2)证明得
aa≥15
且i=1,2,3,…,n-1,
a>15,又a,≥,
故
所以≥”
→i(n-i)15在i=1,2,3,…,n
1上恒成立,
当n≥8,取i=3,则3(n-3)≥15,故n<8,
事”7.则一0e+?”-誓<15=n
4
√60,即n≤7.
综上,集合A中元素个数的最大值为7,
答案:(1)6:
(2)证明见解析:
(3)7,理由见解析.
卷3函数的概念和基本性质
l.C因为y=lnx在(0,十oo)上单调递增,y=一x
在(0,十∞)上单调递减,
所以f(x)=一lnx在(0,十oo)上单调递减,故A
错误;
1
因为y=2在(0,+∞)上单调递增,y=元在(0,十
∞)上单调递减,
1
所以fx)=2在0,+∞)上单调递减,故B错误;
因为y=】在(0,十0)上单调递减,y=一x在(0,
十∞)上单调递减,
所以f(x)=-1在(0,十∞)上单调递增,故C
正确:
因为f(号)=3-3定=1)=3=3”
=1,f(2)=32-山=3,
显然f(x)=3x-山在(0,十o∞)上不单调,D错误.故
选C.
】
最新5年高考真题分类优
2.B设f(x)=
er-x2
2+7,函数定义城为R,但f(-1)
2F1>三1,则1)∠F1)、故A
错误;
设g(x)=c0sx十x2
r+1,函数定义城为R,
且g(-x)=c0s(-x)+(-x)-osx+x
(-x)2+1
x2+1
(x),则g(x)为偶函数,故B正确;
设h(x)=ex
x+,函数定义域为xx≠-1,不关
于原点对称,则h(x)不是偶函数,故C错误;
设(.x)=sinx十4x
e严,函数定义城为R,
因为9(1)=sin1+4
(-1)=sin1-4
则o(1)≠g(一1),则9(x)不是偶函数,故D错误。
故选B.
3.C因为函数y=sinx的最小正周期为T=2π,
品数y=2sinm(3x-君)的最小正周期为T-
31
所以在x∈[0,2]上品数y=2sin(3x-若)有三个
周期的图象,
在坐标系中结合五,点法画出两函数图象,如图所示:
Y
y=2sin(3x-T)
2
6
y=sinx
0
2T T
2πx
-2
由图可知,两函数图象有6个交,点.故选C
4.B因为当x<3时f(x)=x,所以f(1)=1,f(2)
=2,
又因为f(x)>f(x-1)+f(x-2),
则f(3)>f(2)+f(1)=3,f(4)>f(3)+f(2)>5,
f(5)>f(4)+f(3)>8,f(6)>f(5)+f(4)>13,f
(7)>f(6)+f(5)>21,
f(8)>f(7)+f(6)>34,f(9)>f(8)+f(7)>55,
(10)>f(9)+f(8)>89,
f(11)>f(10)+f(9)>144,f(12)>f(11)+f(10)
>233,f(13)>f(12)+f(11)377
f(14)>f(13)+f(12)>610,f(15)>f(14)+f
(13)>987,
f(16)>f(15)+f(14)>1597>1000,则依次下去
可知f(20)>1000,则B正确:
且无证据表明A,C,D一定正确.故选B.
5,B因为f(x)在R上单调递增,且x≥0时,f(x)=
e十ln(x十1)单调递增,
-2a
则需满足
2X-D≥0,解得-1≤a≤0,
-a≤e°+lnl
即a的取值范围是[-1,0].故选B.
【
化卷(26一ZT)·数学答案
S-1
6.D由题意得nN
S-1
=2.1,nN
=3.15,则2.1ln
N1=3.15lnV,,
即2lnN1=3lnN2,所以N=V.故选D.
7.C解法1:由题意可知:f(x)的定义域为(一b,十
00),
令x十a=0解得x=-a;令ln(x+b)=0解得x=
1-b:
若一a≤一b,当x∈(-b,1一b)时,可知x十a>0,ln
(x十b)0,
此时f(x)0,不符合题意;
若-b<-a<1-b,当x∈(-a,1-b)时,可知x+
a>0,ln(x+b)0,
此时∫(x)<0,不符合题意;
若-a=1-b,当x∈(一b,1-b)时,可知x十a<0,
In(x+6)<0,
此时f(x)>0;
当x∈[1-b,十oo)时,可知x+a≥0,ln(x+b)≥0,
此时f(x)≥0;
可知若一a=1一b,符合题意;
若-a>1-b,当x∈(1一b,-a)时,可知x十a<0,
ln(x+b)>0,
此时f(x)0,不符合题意;
综上所述:一a=1一b,即b=a十1,
112,1、1
则a+b2=a2+(a+1)=2(a+2)+2≥2:
1.1
当且仅当a=一2b=2时,等号成立,
1
所以a2十b的最小值为2:
解法2:由题意可知:f(x)的定义域为(一b,十∞),
令x十a=0解得x=-a:令ln(x十b)=0解得x=
1-b:
则当x∈(一b,1一b)时,ln(x+b)<0,故x十a0,
所以1-b十a0;
x∈(1一b,+oo)时,ln(x+b)>0,故x+a≥0,所以
1-b+a≥0;
故1-b+a=0,则a2+b2=a2+(a+1)2=2
1
1、1
(a+2)+2≥2'
1
当且仅当Q=2b三时,等号放立
所以a2+b2的最小值为2.故选C
8.D解法1:令f(x)=g(x),即a(.x+1)2-1=cosx
+2a.x,
可得a.x2十a-1=cosx,
AF(x)=ax+a-1;G(x)=cos x,
原题意等价于当x∈(-1,1)时,曲线y=F(x)与y
=G(x)恰有一个交点,
注意到F(x),G(x)均为偶函数,可知该交点只能在
y轴上,
可得F(0)=G(0),即a-1=1,解得a=2,
若a=2,令F(x)=G(x),可得2x2十1-cosx=0
因为x∈(一1,1),则2x2≥0,1-c0sx≥0,当且仅
当x=0时,等号成立,
】
最新5年高考真题分类优
可得2x2十1-cosx≥0,当且仅当x=0时,等号
成立,
则方程2x2十1一c0sx=0有且仅有一个实根0,
即曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,
所以a=2符合题意;
综上所述:a=2.
解法2:令h(x)=f(x)-g(x)=a.x2+a-1-cos
x,x∈(-1,1),
原题意等价于h(x)有且仅有一个零,点,
因为h(-x)=a(-x)2+a-1-cos(-x)=ax2+
a-1-cosx=h(x),
则h(x)为偶函数,
根据偶函数的对称性可知h(x)的零,点只能为0,
即h(0)=a-2=0,解得a=2,
若a=2,则h(x)=2x2+1-cosx,x∈(-1,1),
又因为2.x2≥0,1-cosx≥0当且仅当x=0时,等
号成立,
可得h(x)≥0,当且仅当x=0时,等号成立,
即h(x)有且仅有一个零点0,所以a=2符合题意:
故远D.
9.ACD因为函数f(x)的定义域为R,而f'(x)=2
(x-1)(x-4)+(x-1)=3(x-1)(x-3),
易知当x∈(1,3)时,f(x)<0,当x∈(-∞,1)或x
∈(3,+oo)时,f'(x)>0
函数f(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,3)上单调
递减,在(3,十∞)上单调递增,故x=3是函数∫(x)
的极小值,点,A正确:
当0<x<1时,x-x2=x(1-x)>0,所以1>x≥
x2>0,
而由上可知,函数f(x)在(0,1)上单调递增,所以f
(x)>f(x2),B错误:
当1<x<2时,1<2x一1<3,而由上可知,函数f
(x)在(1,3)上单调递减,
所以f(1)>f(2.x-1)>f(3),即-4<f(2.x-1)<
0,C正确;
当一1<x0时,f(2-x)-f(x)=(1-x)(-2
x)-(x-1)2(x-4)=(x-1)2(2-2.x)>0,
所以f(2一x)>f(x),D正确.故选ACD.
及π
10.BC令f(x)=sin2x=0,解得x=2,k∈Z,即为
f(x)零点,
令R=n(2x-)=0,解得-受+后k∈
Z,即为g(x)零点,
显然f(x),g(x)零,点不同,A选项错误;
显然f(x)mx=g(x)max=1,B选项正确;
根据周期公式,f(x),g(x)的周期均为2开
=π,C
选项正确;
根据正弦函数的性质(x)的对称轴满足2x=kπ
k大
gx)的对称轴满足2x-于=x十受9x=
CL
【
化卷(26一ZT)·数学答案
显然f(x),g(x)图象的对称轴不同,D选项错误
故选BC.
11.ADf'(.x)=6.x2-6a.x=6.x(.x-a),由于a>1,
故x∈(-oo,0)U(a,十oo)时f'(x)>0,故f(x)
在(一o,0),(a,十∞)上单调递增,
x∈(0,a)时,f(x)<0,f(x)单调递减,
则f(x)在x=0处取到极大值,在x=a处取到极
小值,
由f(0)=1>0,f(a)=1-a3<0,则f(0)f(a)
0,
根据零点存在定理f(x)在(0,a)上有一个零点,
又f(-1)=-1-3a<0,f(2a)=4a3+1>0,
则f(-1)f(0)0,f(a)f(2a)<0,
则f(x)在(一1,0),(a,2a)上各有一个零,点,于是
a>1时,f(x)有三个零,点,A选项正确:
f'(x)=6x(x-a),a<0时,x∈(a,0),f(x)0,
f(x)单调递减,
x∈(0,十o)时f(x)>0,f(x)单调递增,
此时f(x)在x=0处取到极小值,B选项错误;
假设存在这样的a,b,使得x=b为f(x)的对称轴,
即存在这样的a,b使得f(x)=f(2b-x),
即2x3-3a.x2+1=2(2b-x)3-3a(2b-x)2+1,
根据二项式定理,等式右边(2b一x)3展开式含有x
的项为2C(2b)°(一x)=-2.x°,
于是等式左右两边x的系数都不相等,原等式不
可能恒成立,
于是不存在这样的a,b,使得x=b为f(x)的对称
轴,C选项错误;
方法1:利用对称中心的表达式化简
f(1)=3-3a,若存在这样的a,使得(1,3一3a)为
(x)的对称中心,
则f(x)十f(2-x)=6-6a,事实上,
f(.x)+f(2-x)=2x3-3a.x2+1+2(2-x)3-3a(2-
x)2+1=(12-6a).x2+(12a-24)x+18-12a,
于是6-6a=(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a
12-6a=0
即12a-24=0,解得a=2,即存在a=2使得
18-12a=6-6a
(1,f(1)是f(x)的对称中心,D选项正确.
方法2:直接利用拐,点结论
任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是
二阶导数的零点,
f(x)=2.x3-3ax2+1,f'(x)=6.x2-6a.x,f"(x)
=12x-6a,
由f”(x)=0台x三?,于是该三次函数的对称中心
为(受5(受))
由题意(1,f1)也是对称中心,故号=1台a=2,
即存在a=2使得(1,f(1)是f(x)的对称中心,D
选项正确.故选AD.
入
3
2.解析:由题意可知0g,aog4og,a21og,0
5
=一2'
0
】
最新5年高考真题分类优
整理得(log2a)2-5log2a-6=0,
→log2a=-1或log2a=6,又a>1,
所以l0g2a=6=log22,故a=2=64.
答案:64
13.解析:令x3-3.x=-(x-1)2十a,即a=x3十x2-
5.x+1,
令g(x)=x3+x2-5.x+1(x>0),
则g'(x)=3x2+2x-5=(3.x+5)(x-1),令g
(x)=0(x>0)得x=1,
当x∈(0,1)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(1,十oo)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,g
(0)=1,g(1)=-2,
因为曲线y=x3-3x与y=-(x-1)2+a在(0,
十∞)上有两个不同的交点,
所以等价于y=a与g(x)有两个交点,所以a∈
(-2,1).
y=g(x)
y=a
答案:(-2,1)
14.解析:依题意,a>0,
当x<一a时,f(x)=x十2,易知其图象为一条端
,点取不到值的单调递增的射线;
当-a≤x≤a时,f(x)=√a-x7,易知其图象
是,圆心为(0,0),半径为a的圆在x抽上方的图象
(即半圆):
当x>a时,f(x)=一√元-1,易知其图象是一条
端,点取不到值的单调递减的曲线;
对于①,取a=了,则fx)的因象如下,
显然,当xea-1,+o),即x∈(号+∞)时,
fx)在(一号,0)上单调适增,故①错误:
对于②,当a≥1时,
当x<-a时,f(x)=x+2<-a+2≤1;
当-a≤x≤a时,f(x)=√a一x显然取得最大
值a;
当x>a时,f(x)=-√F-1<-√a-1≤-2,
综上:f(x)取得最大值a,故②正确;
对于③,结合图象,易知在x1=a,x2>Q且接近于
x=a处,M(x1,f(x1)(x1≤a),N(x2,f(x2)
(xg>a)的距离最小,
【
化卷(26一ZT)·数学答案
y
当x1=a时,y=f(x1)=0,
当x2>a且接近于x=a处,y2=f(x2)<一√a
-1,
此时,lMN|>y1-y2>√a+1>1,故③正确:
对于国,取a=手,则fx)的图袋如下,
0
因为P(xa,f(xa)(xa<-a),Q(x1,f(x1)(x1
≥-a),
结合图象可知,要使|PQ取得最小值,则点P在f
x)=x+2(<-号)上,点Q在f(x)
4)
同时|PQ|的最小值为点O到f(x)=x+2
(c<-专)的距离减去丰国的车径a,
此时,因为fx)=y=x+2(<-青)的斜率为
1,则kp=-1,故直线OP的方程为y=-x,
装千2解得,则P(-11
显然P(-1,1D在fx)=x+2(e<-吉)上,满足
|PQ|取得最小值,
即a=青也满足PQ存在最小位,故a的取维范
国不仅仅是(0,号],故④辑误。
答案:②③
15.解析:(1)因为y=f(x)的图象过(4,2),故log。4=
2,故a2=4即a=2(负的舍去),
而f(x)=log2x在(0,十o∞)上为增函数,故f(2x
-2)<f(x),
故0<2x-2<x即1<x<2,
故f(2x-2)<f(x)的解集为{x|1<x2}.
(2)因为存在x使得f(x+1)、f(ax),f(x+2)成
等差数列,
故2f(a.x)=f(x+1)+f(x十2)有解,
故2log。(a.x)=log。(x+1)+log。(x+2),
因为a>0,a≠1,故x>0,故a2x2=(x+1)(x+2)
在(0,十o)上有解,
】
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由a2=x+3x+
+2-(+)
=1+
8在(0,十∞)上有解,
令4=上∈0,十)西y=2(+2)-日在0…
十∞)上的值域为(1,十∞),
故a>1即a>1.
答案:(1){x1<x<2}:(2)a>1
16,解析:(1)b=0时,f(x)=n2二x+ax,其中x∈
(0,2),
1
则f'(x)=+2-
2
一十a=
x(2-x)+a,x∈(0,
2),
周为x2-x)()=1,当且仅当x=1
时等号成立,
故f'(x)mim=2+a,而f'(x)≥0成立,故a+2≥0
即a≥-2,
所以a的最小值为一2,
(2)f(x)=ln2+ax+b(x-1)°的定义城为
(0,2),
设P(m,n)为y=f(x)图象上任意一点,
P(m,n)关于(1,a)的对称点为Q(2-m,2a一n),
因为Pm,w)在y=)图李上,就因=n”n十
am+b(m-1)3,
而f2-m)=n2二”+a(2-m)+h(2-m-1)
,m+am+b(m-1)+2a,
=一n2-m
=-n+2a,
所以Q(2-m,2a-n)也在y=f(x)图象上,
由P的任意性可得y=f(x)图象为中心对称图形,
且对称中心为(1,a).
(3)因为f(x)>2当且仅当1<x<2,故x=1为
f(x)=-2的一个解,
所以f(1)=-2即a=-2,
先考虑1x<2时,f(x)>一2恒成立.
此时fx)>-2即为1n2二2+21-x)+6(r
1)30在(1,2)上恒成立,
t+1
设t=x-1e(0,1),则n1-
-2t+bt3>0在(0,
1)上恒成立,
设0)=h
-2t+bt,t∈(0,1),
7-2+3M-1(-362+2+36)
则g'()=2
1-t2
当b≥0,-3bt2+2+3b≥-3b+2+36b=2>0,
故g'(t)>0恒成立,故g(t)在(0,1)上为增函数,
故g(t)>g(0)=0即f(x)>-2在(1,2)上恒
成立,
2
当-3≤6<0时,-3bt+2+3b≥2+3b≥0,
【
化卷(26一ZT)·数学答案
故g'(t)≥0恒成立,故g(t)在(0,1)上为增函数,
故g(t)>g(0)=0即f(x)>-2在(1,2)上恒
成立。
2
当b<一
子,则当0<<V1+元
<1时,g'(t)
<0
2
故在(0,√1+苏)上g)为或通数,故g)<8
(0)=0,不符合题意,舍去;
2
综上,f(x)>-2在(1,2)上恒成立时b≥一3
而当b≥一3时,
2
而b≥一3时,由上迷过程可得g()在(0,1)递增,
故g(t)>0的解为(0,1),
即f(x)>-2的解为(1,2).
综上,b≥3
2
答案:(1)-2
(2)证明见解析
(3)b≥-2
3
17.解析:(1)若f(-3)>f(1),则2×1-3+11-1-3
-a|+b>2×11+11-11-a1+b,
即13+a||1-a1,
两边平方,得9十6a十a2<a2-2a+1,即8a<-8,
解得a-1,
所以实数a的取值范围是(一o,1).
(2)因为a=5,
所以函数f(x)=21x十1I-1x-51+b
[-x-7+b,x≤-1
3x-3+b,-1<x5,
x+7+b,x≥5
观察图象,知函数f(x)=2|x十1|一1x一51十b在
(一∞,一1]上单调递减,
05
在(-1,5)和[5,+∞)上单调递增,且f(-1)=-6
+b,f(5)=12+b,
3-b
①当-12<b<6时,x1=-7+b,x2=
3
-18+2b
由x1十x2=
3
=一4,解得b=3;
②当b≤-12时,x1=-7+b,x2=-7-b,
此时x1十x2=-14,与x1十x2=一4矛盾,舍去.
综上,实数b的值为3.
答案:(1)(-∞,-1);(2)3
18解析:1)当M0.0)时s(x)=(x一-0)产+(侵-0)
】
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x21
1
=2,
1
当且仅当x=方即x=1时取等号,
故对于点M(0,0),存在点P(1,1),使得该点是M(0,
0)在f(x)的“最近点”
(2)由题设可得s(x)=(x一1)十(e一0)=(x
1)2十e2x,
则s'(x)=2(x-1)十2e2r,因为y=2(x-1),y=
2e2均为R上单调递增函数,
则s'(x)=2(x-1)十2e2在R上为严格增函数,
而s'(0)=0,故当x<0时,s'(x)<0,当x>0时,s
(x)>0,
故s(x)min=s(0)=2,此时P(0,1),
而f'(x)=e,k=f'(0)=1,故f(x)在点P处的
切线方程为y=x十1.
_0-1
而kMP=1一0
=-1,故kMp·k=一1,故直线MP
与y=f(x)在点P处的切线垂直.
(3)设s1(x)=(x-t+1)2+(f(x)-f(t)+g
(t))2,
s2(x)=(x-t-1)2+(f(x)-f(t)-g(t)2,
而s,'(x)=2(x-t+1)+2(f(x)-f(t)+g(t))
f'(x),
s2'(x)=2(x-t-1)+2(f(x)-f(t)-g(t)f
(x),
若对任意的t∈R,存在,点P同时是M,,M,在A
(x)的“最近点”,
设P(xo,yo),则x。既是s1(x)的最小值点,也是
s2(x)的最小值,点,
因为两函数的定义域均为R,则x。也是两函数的
极小值点,
则存在x。,使得s1'(x。)=s2(x。)=0,
即s1'(xo)=2(x。-t+1)+2f'(xo)[f(xo)-f
(t)+g(t)]=0①
s2'(x。)=2(xo-t-1)+2f'(xo)[f(xo)-f(t)-
g(t)]=0②
由①②相等得4+4g(t)·f'(x0)=0,即1+f
(xo)g(t)=0,
即f'(x。)=
g石,又因为函数g(x)在定义战R
上恒正,
则∫'(x)=一
1
0恒成立,
g(t)
接下来证明x。=t,
因为x。既是51(x)的最小值点,也是52(x)的最小
值点,
则s1(xo)≤s(t),52(xo)≤s(t),
即(x。-t+1)2+(f(x。)-f(t)+g(t))≤1+(g
(t))③,
(x。-t-1)2+(f(x。)-f(t)-g(t)≤1+(g
(t)④,
③+④得2(x0-t)+2+2[f(xo)-f(t)]+2g
(t)2+2g(t)
即(x-t)+(f(x。)-f(t)2≤0,因为(x。-t)
≥0,(f(x)-f(t)≥0
【
化卷(26一ZT)·数学答案
则/。t=0
f(x)-f)=0:解得x。=t,
1
则f'(t)=
g石<0恒成立,因为1的任意性,则
f(x)严格单调递减.
答案:(1)证明见解析
(2)存在,P(0,1)
(3)严格单调递减
19.解析:(1)设F(x)=ln(x十1)一x,则F'(x)=
+1-1,当-1<x<0时,F'(x)>0,F(x)在(-
1,0)上单调递增,
当x>0时,F'(x)<0,F(x)在(0,十∞)单调递减,
则F(x)在x=0处取得极大值,即为最大值,
即F(x)F(0)=0,则当x∈(一1,十oo)时,x≥ln
(x+1):
设H(x)=e-I-x,则H'(.x)=e-1-1,当-1<
x<1时,H'(x)0,H(x)在(-1,1)上单调递咸,
当x>1时,H'(x)>0,H(x)在(1,十o)上单调递
增,则H(x)在x=1处取得极小值,即为最小值,
即H(x)≥H(1)=0,则当x∈(-1,十oo)时,x
≤e-1
于是当x∈(-1,十∞)时,ln(x+1)≤xe-1,
所以函数f1(x)=x为函数y=ln(x+1)与y=
e1在(-1,十∞)上的“分割函数”.
(2)因为函数y=a.x2十b.x十c(a≠0)为函数y
2x2十2与y=4.x在(一o∞,十∞)上的“分割函数”,
则对Hx∈R,4.x≤ax2+bx十c≤2x2十2恒成立,
而(2x2+2)'=4x,于是函数y=2x2+2在x=1处
的切线方程为y=4x,
因此函数y=ax2+bx十c的图象在x=1处的切线
方程也为y=4x,又y=2ax+b,
别化440得低=2
于是4x≤a.x2+(4-2a).x+a≤2x2+2对Hx∈R
恒成立,
(2-a)x2+(4-2a)x+2-a≥0
即
a.x2-2a.x+a≥0
对Hx∈R恒
成立,
(2-a>0
因北A二2a-4)-42-a2-a)≤0,解得0
a>0
42=4a2-4a2≤0
a2,
所以实数a的取值范围是(0,2).
(3)对于函数y=x-4x2,y'=4x3-8x=
4x(x+√2)(x-2),
当x∈(-oo,-√2)和x∈(0√2)时,y<0,
当x∈(-√2,0)和x∈(W2,十o∞)时,y'>0,
则x=√2,x=-√2为y=x1-4x2的极小值点,x
=0为极大值,点,
函数y=x1-4x2的图象如图,
】
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-16
由函数y=kx十d为函数y=x1-4.x2与y=4x
一16在区间[m,n]上的“分割函数”,
得存在do≥d,使得直线y=kx十d。与函数y=x
一4x2的图象相切,
且切点的横坐标t∈[-2,-√2]U[V2,2],
此时切线方程为y=(4t一8t)x十4t-3t,即k=
413-8t,d。=42-3t,
设直线y=kx+d与y=4x2-16的图象交于点
(x1y1),(x2y2),
则/y=x+d
ly=4x2-16
消去y得4x2-kx-16-d=0,
k
16+d
则x1十工=4x1·x?=
4
于是|x1-x2|=√(x1十x2)-4.x1x2=
2
√6+16+d≤√i6+16+d。
/(t-21)+16+41-31
=/ti-7t1+8t2+16
令t2=s,s∈[2,4],k(s)=s3-7s2+8s+16,
则k'(s)=3s2-14s+8=(3s-2)(s-4)≤0,
当且仅当s=4时,k'(s)=0,
所以k(s)在[2,4]上单调递减,k(s)mx=k(2)=12,
因此|x1一x2|的最大值为23,所以n一m的最大
值为23.
答案:(1)证明见解析
(2)(0,2)
(3)2√3
卷4幂函数,指数函数,对数函数
1.B设y=fx)=1nx
Γx2+2
,则函,数f(x)的定义域为
{xx≠0},关于原点对称
、又F(x)P2=(x),所以函数f(x)为
偶函数,排除AC:
当x∈(0,1)时,ln|x|<0,x+2>0,所以f(x)
0,排除D.故选B.
2.C根据立方的性质和指数函数的性质,a3=b和
3“=3都当且仅当α=b,所以二者互为充要条件.故
选C
B原式=(2xg3+子s3(oe2+与g2)
【
化卷(26一ZT)·数学答案
=3log:3X2log,2=2,故选B.
4.D函,数y=2在R上单调递增,而函数f(x)=
2r’在区间(0,1)上单调递减,
到有多数=-a=(-号)广-在区月0D
上单调递减,因北受>≥1,解得a≥2,
所以a的取值范围是[2,十o∞).故选D.
1
1
5.Cf(-x)+f(x)=
1+2+1+2=1+2+
1十2=1,故A错误,C正确;
1
1
1
2
f(-x)-f(x)=1+21+2=1+21+2
多1异不灵常级,成D领溪说这心
2
6.B由题意不妨设x1<x2,因为函数y=2是增函
数,所以0<21<22,即0<y1<y2,
可得”>2-中印产>
2
2中>0,
y+y2之
根据画数y=logx是增函数,所以log,2
g2中-士,长B正确A错误:
例如x1=0,x2=1,则y1=1,y2=2,
可得10gy”=lg名∈0.1.甲6e
3
yi十y2
<1=x1十x2,故D错误;
1
1
例如x1=-1,x2=一2,则y1=2y=4
3
y1十y2log:g=1og23-3∈(2,二1D
可得1og:2
十y>-3=十r故C错误,故选B
即1og22
7.B因为y=4.2在R上递增,且-0.3<0<0.3,
所以0<4.203<4.2°<4.23,
所以0<4.23<1<4.20.3,即0<a<1<b,
因为y=log12x在(0,+∞)上递增,且0<0.2<1,
所以log1.20.2<log1.21=0,即c<0,
所以b>a>c,故选B.
43
8.B令函数f(x)=3x(x>0),求导得f'(x)=
1
利方(aEN)可视为画数f:)=言(>0)在
n
x=n处的切线斜率,
设A(n,f(n),B(n+1,f(n+1),
则直线AB的斜率长=nt)fm=fm十
n+1-n
1)-f(n),
由导数的几何意义有f(n+1)<kAB<f'(n),
4
】