【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-14)
2026-04-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.24 MB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 河北斗米文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57159543.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-14)
一.选择题(共10小题)
1.(2026•黄冈模拟)已知函数,关于x的方程2f2(x)=3a|f(x)|﹣a2有且仅有4个不同的实根,则实数a的取值范围为( )
A.(e2,2e2) B.
C.(e,e2) D.
2.(2026•晋中模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(cosθ,sinθ),Q(sin(θ+φ),﹣cos(θ+φ)),若,则sinφ=( )
A.﹣1 B.0 C. D.
3.(2026•齐齐哈尔一模)已知数列{an}的首项,若数列{an}是递增数列,则a1的取值范围为( )
A.(0,3) B.(0,3)∪(3,5)
C.(1,3) D.(﹣∞,3)∪(3,5)
4.(2026•黔东南州模拟)将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,每名同学只去一个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,则不同的安排方法有( )
A.120种 B.150种 C.210种 D.300种
5.(2026•丹东模拟)已知四面体ABCD中,BA=BC=BD=1,∠ABD=60°,∠ABC=120°,设直线AC与平面ABD所成的角为α,直线BC与平面ABD所成的角为β,则( )
A. B.α>β C.α<β≤2α D.β>2α
6.(2026•福建模拟)在△ABC中,AB=4,BC2﹣AC2=16﹣4AC,D为AC边上的动点,若AC边足够长,则AD+2BD的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2026•怀化一模)在平面直角坐标系中,曲线绕着y轴旋转一周得到一个旋转体Ω,在Ω中放入4个半径为r的小球,四个小球均与旋转体Ω的表面以及开口平面相切,则小球半径r的最大值为( )
A. B. C. D.
8.(2026•运城一模)已知某圆锥的外接球的表面积是36π,则该圆锥的体积的最大值是( )
A.32π B. C.64π D.
9.(2026•唐山一模)已知cosαcosβ=cosα﹣cosβ,M=cosα﹣cosβ,N=cosα+cosβ,则( )
A.M的最小值为 B.M的最大值为1
C.N的最小值为0 D.N的最大值为
10.(2026•赣州一模)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=2,AD=AA1=1,点M在四边形A1B1CD内(含边界)移动,且满足∠MD1D=∠AD1D,则点M到直线A1C距离的最小值为( )
A. B. C. D.
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•黄冈模拟)如图,过抛物线E:y2=8x的焦点F作两条互相垂直直线l1,l2,l1与E交于A,B两点,l2与E交于C,D两点(点A,C在x轴上方),M,N分别是弦AB和CD的中点,则( )
A.设点P(3,1),则△PFA的周长最小值为
B.2|AF|+|BF|的最小值为
C.MN的最小值为8
D.△AFC和△BFD的面积之和的最小值为32
(多选)12.(2026•晋中模拟)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,P是侧面BCC1B1内的一个动点(含边界),E,F分别是AA1,C1C的中点,设,则下列说法正确的有( )
A.若点P在平面D1EF内,则
B.当取得最小值时,
C.若|PB|+|PB1|=4,则μ的取值范围是
D.若点P在三棱锥D1﹣EFB1的外接球面上,则λ的取值范围是
(多选)13.(2026•齐齐哈尔一模)已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,过点P(1,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,且满足,则下列结论正确的是( )
A.△ABF1周长的最大值为8
B.若λ=1,则直线AB方程为3x+4y﹣7=0
C.若λ=2,则直线AB方程为4x+3y﹣7=0
D.若动点Q满足,则点Q的轨迹方程为3x+4y﹣12=0
(多选)14.(2026•黔东南州模拟)正四棱锥P﹣ABCD的外接球的球心为O,半径为R,PA=5,,过AB的中点E作球O的截面Ω,则( )
A.直线AP与平面ABCD所成角的正切值为
B.平面PAB与平面PCD夹角的余弦值是
C.
D.截面Ω的面积的最小值是8π
(多选)15.(2026•丹东模拟)已知数列{an}的前n项和为,则( )
A.a3=4
B.
C.
D.
(多选)16.(2026•福建模拟)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是棱AB,A1D1的中点,则( )
A.C1F⊥平面DD1E
B.向量,,不共面
C.平面CEF与平面ABCD的夹角的正切值为
D.平面CEF截该正方体所得的截面面积为
(多选)17.(2026•怀化一模)已知椭圆的右焦点为F(1,0),过点F的直线与E交于A,B两点,当A为E的上顶点时,|AF|=3.过点A作直线l:x=9的垂线,垂足为M,直线MB与x轴交于点N,直线NA的斜率为k1,直线NB的斜率为k2,则下列说法正确的是( )
A.椭圆E的短轴长为
B.三角形AFN的面积的最大值为
C.四边形AOBN的面积的最大值为
D.设AB的中点的横坐标为s,则为定值
(多选)18.(2026•运城一模)若函数f(x)的定义域为R,f(1)=2且∀x,y∈R,f(x2﹣y2)=xf(x)﹣yf(y),则( )
A.f(0)=﹣1
B.∃a∈R,af(a)=a+f(a2﹣1)
C.y=|f(x)|﹣cosf(x)是偶函数
D.当xy≤0时,f(x+y)=f(x)+f(y)
(多选)19.(2026•唐山一模)O为坐标原点,抛物线C:y2=4x的准线与x轴的交点为M,直线l与x轴交于点N,与抛物线C交于A,B两点,满足OA⊥OB,作OD⊥l于D,则( )
A.N的横坐标是4
B.|NA|•|NB|≤|ON|2
C.直线MD斜率的最大为
D.当直线MA与C相切时,|BN|=4|AN|
(多选)20.(2026•赣州一模)我们把方程xex=1的实数解称为欧米加常数,记为Ω.Ω和e一样,都是无理数,Ω还被称为在指数函数中的“黄金比例”.下列有关Ω的结论正确的是( )
A.Ω∈(0.5,1)
B.
C.Ω,其中u
D.函数的最小值为f(Ω)
三.填空题(共10小题)
21.(2026•黄冈模拟)在空间直角坐标系A﹣xyz中,点M(x1,y1,z1),N(x2,y2,z2),定义d(M,N)=|x2﹣x1|+|y2﹣y1|+|z2﹣z1|.如图,正方体的棱长为5,,平面yAz内两个动点P,G分别满足d(G,A)=1,∠APB=∠DPE,则|PG|的取值范围为 .
22.(2026•晋中模拟)在锐角三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(a﹣sin22B)2=(sin22B+sin2B)•(sin22B﹣sin2B),则c的取值范围为 .
23.(2026•齐齐哈尔一模)已知正三棱柱ABC﹣A1B1C1的各棱长均为分别为棱AB,AA1的中点,经过DE作该三棱柱外接球的截面,则截面面积的最小值为 .
24.(2026•黔东南州模拟)已知函数若∀x∈R,f(x)>0,则a的取值范围是 .
25.(2026•丹东模拟)已知A1和F1分别为双曲线的左顶点和左焦点,B,C两点在C上,A1B⊥A1C,若,则|CF1|= .
26.(2026•福建模拟)已知a1,a2,…,a8是8个正整数,记S,其中i1,i2,…,i7∈N*,若S={82,83,84,85,86,87,89},则这8个正整数中的最大数与最小数的和为 .
27.(2026•怀化一模)如图,要用2n个元件组成一个电路系统,当且仅当从A到B的电路为通路状态时,系统正常工作.已知每个元件正常工作的概率为,在电路系统正常工作的条件下,记此时系统中损坏的元件个数为Xn,则E(X4)= .
28.(2026•运城一模)已知双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1的直线l与双曲线C的两支分别交于A,B两点,且,若坐标原点O到直线l的距离为a,则双曲线C的离心率是 .
29.(2026•唐山一模)若一个棱长为的正四面体可以绕其中心在一个封闭的圆锥形容器(容器壁厚度忽略不计)内任意转动,则此圆锥体积的最小值为 .
30.(2026•赣州一模)一自动运动的小车连续运行n次,每次以相同概率随机选择向前或向后运动,记未连续出现2次向后运动的概率为,则的值为 .
四.解答题(共10小题)
31.(2026•黄冈模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax﹣2,g(x)=xcosx﹣sinx.
(1)当x∈[0,π]时,求函数g(x)的最小值;
(2)当a>e时,证明:y=f(x)+2在(0,+∞)上存在2个不同的零点x1,x2,且x1+x2>2;
(3)当时,不等式xf(x)+g(x)+sinx≥0恒成立,求实数a的取值范围.
32.(2026•晋中模拟)已知函数f(x)=e2axsinx(a∈R).
(1)当时,求f(x)的单调区间;
(2)当,且时,证明:f(x)≥x;
(3)当时,若正实数x1,x2,…,xn(n≥3)满足,求证:.
33.(2026•齐齐哈尔一模)已知函数f(x)=2sinx﹣ax.
(1)当a=1时,求函数f(x)在[0,π]上的值域;
(2)若对任意,都有f(x)≥xcosx,求实数a的取值范围;
(3)证明:.
34.(2026•黔东南州模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax2﹣x﹣1.
(1)当时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程.
(2)当时,证明:当x≤0时,f(x)≤0.
(3)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
35.(2026•丹东模拟)已知函数f(x)=xlnx+x﹣ax2.
(1)若a=1,求f(x)的最大值;
(2)已知x1,x2(x1<x2)为f′(x)的两个零点.
(i)证明:;
(ii)证明:.
36.(2026•福建模拟)已知A1,A2为椭圆C1:的左,右顶点,M为C1上的一点,N为双曲线C2:1上的一点(M,N两点不同于A1,A2两点),设直线A1M,A2M,A1N,A2N的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1+k2+k3+k4=0.
(1)设O为坐标原点,证明:O,M,N三点共线;
(2)设C1、C2的右焦点分别为F1、F2,M、N均在第一象限,直线NF1与直线MF2相交于点P,8.
(i)证明:MF1∥NF2;
(ii)证明:∠A1PF1=∠A2PF2.
37.(2026•怀化一模)设函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,a,b∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调区间;
(2)当a=2,b=0时,函数f(x)的图象上有且仅有2个点到原点距离为d,求d的取值范围;
(3)函数f(x)的图象上是否存在唯一的一组点A1,A2,⋯,An,构成正n多边形,n∈N*且n≥3?若存在,请求出所有满足条件的n以及对应a的值;若不存在,请说明理由.
38.(2026•运城一模)柯西不等式是一个重要不等式,在代数、几何等领域中有广泛应用,柯西不等式的二维形式:对任意的实数a,b,c,d都有(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,当且仅当ad=bc时等号成立,已知函数f(x)=2lnx﹣ax+1,a∈R.
(1)当a=4时,证明:f(x)<﹣2.
(2)已知f(x)有两个不同的零点x1,x2.
①求a的取值范围;
②证明:.
39.(2026•唐山一模)某销售公司为了激励员工,对销售冠军——员工甲进行奖励,奖励方案为:在一个盲盒里,有n(足够多)张奖券,这些奖券的金额各不相等,其最大值为M,但金额具体是多少,并未公开.该员工甲需逐张随机抽取并查看金额,如果对抽取的奖券不满意就弃掉,继续抽奖(弃掉的奖券不能再抽取),如果对这张奖券比较满意就保留,从而停止抽奖,公司将以此奖券金额作为奖励.
(1)若甲抽取了两张,把第2张奖券保留下来,求甲获得最大金额奖励M的概率;
(2)若甲先抽取了k(k∈N*,且k<n)张奖券,记录下其中的最大金额为m,然后继续抽取,若抽到奖券的金额小于m,就继续抽,当抽到第i(i∈N*,k<i≤n)张奖券时,其金额大于m,则保留该奖券,停止抽奖,若未抽到金额大于m的奖券,则保留第n张.
(Ⅰ)若n=5,当k=2时,求甲获得最大金额奖励M的概率p;
(Ⅱ)当调整k的取值时,甲获得最大金额奖励M的概率p也会发生变化.若n=100,请估计p的最大值,并求此时k的值.
(估值参考:当n≥100时,,e≈2.72,0.36ln0.36≈﹣0.3678,0.37ln0.37≈﹣0.3679.)
40.(2026•赣州一模)现有一种不断分裂的M细胞,在每个分裂周期中,一个M细胞以的概率分裂成一个新的M细胞,以的概率分裂成两个新的M细胞,分裂后原来的M细胞消失,新的M细胞在下一个分裂周期里会继续分裂.设初始状态下有1个M细胞,n个分裂周期后,M细胞的数目为Xn.
(1)求X2的分布列和数学期望.
(2)求概率P(Xn=2).
(3)证明:.
【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-14)
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
C
C
C
B
B
D
D
二.多选题(共10小题)
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
ACD
AC
ABD
ACD
ACD
AC
ABD
BCD
AD
ABC
一.选择题(共10小题)
1.(2026•黄冈模拟)已知函数,关于x的方程2f2(x)=3a|f(x)|﹣a2有且仅有4个不同的实根,则实数a的取值范围为( )
A.(e2,2e2) B.
C.(e,e2) D.
【答案】A
【解答】解:由,
可得定义域为{x|x≠1},
且,
当x<2且x≠1时,f′(x)>0,函数y=f(x)单调递增;
当x>2时,f′(x)<0,函数y=f(x)单调递减,
所以x=2是极大值点,f(2)=﹣e2;
当x<1时,f(x)>0;当x>1时,f(x)<0;
由此可作出函数的图象,如图所示:
令t=|f(x)|,
则原方程2f2(x)=3a|f(x)|﹣a2可化为:2t2﹣3at+a2=0,
即(t﹣a)(t)=0,
解得t=a或,
原方程2f2(x)=3a|f(x)|﹣a2有且仅有4个不同的实根,
等价于t=a和对应的方程t=|f(x)|的根的总数为4个;
结合f(x)的图象可得y=|f(x)|的图象:
由题意知|f(x)|=a以及,
故a>0,且,
结合t=|f(x)|图象,要使得|f(x)|=a和有且仅有4个不同的实根,
需满足a>e2且,
即得e2<a<2e2,
此时有1个解,|f(x)|=a有3个解,
即a∈(e2,2e2).
故选:A.
2.(2026•晋中模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(cosθ,sinθ),Q(sin(θ+φ),﹣cos(θ+φ)),若,则sinφ=( )
A.﹣1 B.0 C. D.
【答案】C
【解答】解:根据题意,可得1,1,
,
所以,即,
可得,即.
故选:C.
3.(2026•齐齐哈尔一模)已知数列{an}的首项,若数列{an}是递增数列,则a1的取值范围为( )
A.(0,3) B.(0,3)∪(3,5)
C.(1,3) D.(﹣∞,3)∪(3,5)
【答案】B
【解答】解:因为,整理得,
由于a1﹣3≠0,可得数列是首项为a1﹣3,公比为﹣2的等比数列,
则.
因为数列{an}是递增数列,所以an+1>an,
即对任意的正整数n都成立.
当n为奇数时,恒成立,所以,
由单调递增,可得,
则a1<5;
当n为偶数时,恒成立,所以,
由单调递减,可得,则a1>0.
则a1的取值范围是(0,3)∪(3,5).
故选:B.
4.(2026•黔东南州模拟)将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,每名同学只去一个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,则不同的安排方法有( )
A.120种 B.150种 C.210种 D.300种
【答案】C
【解答】解:将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,
安排1名同学去A公司实习,安排2名去B公司实习,3名去C公司实习,
则有种不同的安排方法;
安排1名同学去A公司实习,安排3名去B公司实习,2名去C公司实习,
则有种不同的安排方法;
安排2名同学去A公司实习,有种不同的安排方法.
故满足条件的不同安排方法有60+60+90=210种.
故选:C.
5.(2026•丹东模拟)已知四面体ABCD中,BA=BC=BD=1,∠ABD=60°,∠ABC=120°,设直线AC与平面ABD所成的角为α,直线BC与平面ABD所成的角为β,则( )
A. B.α>β C.α<β≤2α D.β>2α
【答案】C
【解答】解:因为BA=BC=BD=1,∠ABD=60°,
所以△ABD为等边三角形,
△ABC中,,,
设点C到平面ABD的距离为d,
则当平面ABC⊥平面ABD时,d取最大值,即,
所以,
则,则,
所以;
,所以sinα<sinβ,所以α<β;
因为,,
则有,且cosα≠0,
即,
而,所以β≤2α.
综上所述:α<β≤2α.
故选:C.
6.(2026•福建模拟)在△ABC中,AB=4,BC2﹣AC2=16﹣4AC,D为AC边上的动点,若AC边足够长,则AD+2BD的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:因为AB=4,,所以,
则,
由余弦定理得,又A∈(0,x),所以,
则,
如图所示,设,过D作DE⊥AE,垂足为E,则,
过B作BF⊥AE,垂足为F,
则.
故选:C.
7.(2026•怀化一模)在平面直角坐标系中,曲线绕着y轴旋转一周得到一个旋转体Ω,在Ω中放入4个半径为r的小球,四个小球均与旋转体Ω的表面以及开口平面相切,则小球半径r的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:∵,
∴y2=4﹣x2,
即x2+y2=4(y≥0),
∴曲线表示以原点为圆心,半径为2的圆的上半部分,
该曲线绕着y轴旋转一周得到一个旋转体Ω是一个半径为2的半球,
四个小球均与旋转体Ω的表面及开口平面相切,且四个小球两两相切,此时四个小球的球心构成一个小正方形,
设四个小球的球心分别为O1,O2,O3,O4,小正方形的中心为O,半球的球心为O0,
连接O0O,O1O,O0O1,
则O0O垂直于小正方形所在平面,O1O为小正方形的对角线的一半,O0O1为半球的半径减去小球的半径,即2﹣r,
∵四个小球两两相切,∴小正方形的边长为2r,
根据勾股定理可得小正方形的对角线长度为,
则,
在Rt△O0O1O中,,
即,
即r2+2r﹣2=0,
解得,
∵r>0,
∴.
故选:B.
8.(2026•运城一模)已知某圆锥的外接球的表面积是36π,则该圆锥的体积的最大值是( )
A.32π B. C.64π D.
【答案】B
【解答】解:由题可得:S=4πR2=36π,可得R=3.
设圆锥底面半径为r,高为h,由球的截面性质可知,|h﹣R|2+r2=R2⇒r2=6h﹣h2,且0<h<6.
故圆锥的体积为.
令,则.
当4<h<6,V′(h)<0,V(h)单调递减.
当0<h<4,V′(h)>0,V(h)单调递增.
即当h=4时,取得体积最大值,
所以.
故选:B.
9.(2026•唐山一模)已知cosαcosβ=cosα﹣cosβ,M=cosα﹣cosβ,N=cosα+cosβ,则( )
A.M的最小值为 B.M的最大值为1
C.N的最小值为0 D.N的最大值为
【答案】D
【解答】解:由cosαcosβ=cosα﹣cosβ,得(cosα+1)cosβ=cosα,
若cosα+1=0,则cosα=﹣1,即0=﹣1,显然不成立,
所以cosα+1≠0,则cosβ1,
令t=cosα+1∈(0,2],则cosα=t﹣1,cosβ=1,
所以cosβ=1∈[﹣1,1],解得t∈[,2],
因为M=t﹣1﹣(1)=t2,
因为f(t)=t2在[,1)内单调递减,在[1,2]内单调递增,
所以f(t)≥f(1)=0,且f()=f(2),
所以f(t)在[,2]内有最小值为0,最大值为,
即M有最小值为0,最大值为,选项A、B错误;
因为N=t﹣1+(1)=t,g(t)=t在[,2]内单调递增,
所以g(t)≤g(2),且g(t)≥g(),
所以g(t)在内有最大值为,最小值为,
即N有最大值,最小值为,选项C错误,D正确.
故选:D.
10.(2026•赣州一模)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=2,AD=AA1=1,点M在四边形A1B1CD内(含边界)移动,且满足∠MD1D=∠AD1D,则点M到直线A1C距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:∵长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AD=AA1=1,
∴四边形ADD1A1是正方形,
∴AD1⊥A1D,
∵DC⊥平面ADD1A1,AD1⊂平面ADD1A1,∴DC⊥AD1,
∵A1D∩DC=D,∴AD1⊥平面A1B1CD,
以D为原点,DC为x轴,过D作AD1的平行线作为y轴,A1D为z轴,
建立空间直角坐标系,如图所示,
∵AB=2,AD=AA1=1
∴,,
∵M在四边形A1B1CD内(含边界)移动,
设M(x,0,z),
∴,
∵∠MD1D=∠AD1D,∠AD1D=45°,∴∠MD1D=45°,
可得x•0(z)=1z,
||1,||,
所以cos,,
即cos∠MD1D=cos45°=|cos,|=||,
∴,
∴,
∴,∴为点M(x,0,z)的轨迹方程,
∵,
∴在平面xOz内直线A1C的方程为,即,
∴M(x,0,z)到直线A1C的距离为d
,
当时,d取最小值为,
则点M到直线A1C距离的最小值为.
故选:D.
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•黄冈模拟)如图,过抛物线E:y2=8x的焦点F作两条互相垂直直线l1,l2,l1与E交于A,B两点,l2与E交于C,D两点(点A,C在x轴上方),M,N分别是弦AB和CD的中点,则( )
A.设点P(3,1),则△PFA的周长最小值为
B.2|AF|+|BF|的最小值为
C.MN的最小值为8
D.△AFC和△BFD的面积之和的最小值为32
【答案】ACD
【解答】解:对于A,E:y2=8x,F(2,0),准线方程为x=﹣2,点P(3,1),
△PFA的周长为|PF|+|PA|+|AF|,其中,
过点P,A作垂直于准线的直线,垂足为E,G,由抛物线定义知|AF|=|AG|,
则△PFA周长为,
当|PA|+|AG|最小时,周长最小,
所以当P,A,G在一条直线上时,|PA|+|AG|最小,最小长度为|PE|=3﹣(﹣2)=5,
所以周长最小值为,故A正确;
对于B,由题意知,两直线斜率均存在,且不为0,设直线l1的方程为y=k(x﹣2),
联立,即k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),x1>0,x2>0,
则,x1•x2=4,
则2|AF|+|BF|=2(x1+2)+x2+2,
当且仅当时等号成立,故B错误;
对于C,直线l2的斜率为的方程为,
以代换k2x2﹣(4k2+8)x+4k2=0中的k,
得x2﹣(4+8k2)x+4=0,
设C(x3,y3),D(x4,y4),得,x3•x4=4,
M、N分别是弦AB和弦CD的中点,所以,
,
而,,
则|MN|2≥64,即|MN||≥8,|MN|的最小值为8,当且仅当k=±1时等号成立,故C正确;
对于D,由抛物线定义得,|FA|=x1+2,|FC|=x3+2,|FB|=x2+2,|FD|=x4+2,
△AFC和△BFD面积之和为
,
当且仅当k=±1,等号成立,所以△AFC和△BFD面积之和的最小值为32,故D正确.
故选:ACD.
(多选)12.(2026•晋中模拟)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,P是侧面BCC1B1内的一个动点(含边界),E,F分别是AA1,C1C的中点,设,则下列说法正确的有( )
A.若点P在平面D1EF内,则
B.当取得最小值时,
C.若|PB|+|PB1|=4,则μ的取值范围是
D.若点P在三棱锥D1﹣EFB1的外接球面上,则λ的取值范围是
【答案】AC
【解答】解:因为正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,P是侧面BCC1B1内的一个动点(含边界),
又E,F分别是AA1,C1C的中点,,
所以建系如图:
设正方体的棱长为2,
则B(0,0,0),E(0,2,1),F(2,0,1),D1(2,2,2),B1(0,0,2),C(1,0,0),
所以分析各个选项如下:
对于A,由,
则点P(2μ,0,2λ)(λ,μ∈[0,1]),
可设平面D1EF的法向量为,
由于,
,
则,
取,
由点P在平面D1EF内,则,
即,
则 ,故A正确;
对于B,由,,
所以,
当时,取到最小值,不是,故B错误;
对于C,由|PB|+|PB1|=4,代入点P(2μ,0,2λ),B(0,0,0),B1(0,0,2),
可得,
平方得:,
再平方得:16(μ2+λ2)=4λ2+12λ+9⇒16μ2+12λ2﹣12λ=9,
整理可得,
所以P的轨迹是椭圆,因为λ∈[0,1],所以(2λ﹣1)2∈[0,1],
则,即,故C正确;
对于D,如图:
取BB1,DD1的中点分别为M,N,由E,F分别是AA1,C1C的中点,
可知长方体A1B1C1D1﹣EMFN的外接球就是三棱锥D1﹣EFB1的外接球,
由于长方体A1B1C1D1﹣EMFN的外接球球心为,且B1(0,0,2),
则外接球半径为,
所以三棱锥D1﹣EFB1的外接球方程为:,
将点P(2μ,0,2λ)代入外接球方程,展开整理:
,
因为左边(2μ﹣1)2∈[0,1](μ∈[0,1]),
因此右边满足:0≤﹣4λ2+6λ﹣1≤1,又λ∈[0,1],
解得λ的范围为,故D错误.
故选:AC.
(多选)13.(2026•齐齐哈尔一模)已知椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,过点P(1,1)的直线与椭圆C交于A,B两点,且满足,则下列结论正确的是( )
A.△ABF1周长的最大值为8
B.若λ=1,则直线AB方程为3x+4y﹣7=0
C.若λ=2,则直线AB方程为4x+3y﹣7=0
D.若动点Q满足,则点Q的轨迹方程为3x+4y﹣12=0
【答案】ABD
【解答】解:对于选项A:椭圆C中,|AF1|+|BF1|=4,|AF2|+|BF2|=4,
△ABF1周长为|AF1|+|BF1|+|AB|≤|AF1|+|BF1|+|AF2|+|BF2|=8,
当且仅当直线AB过F2时,等号成立,故选项A正确;
对于选项B:当λ=1时,显然直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y=k(x﹣1)+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去y并整理得(3+4k2)x2﹣(8k2﹣8k)x+4k2﹣8k﹣8=0,
由韦达定理得,,
因为λ=1,
所以,
此时x1+x2=2,
即,
解得,
则直线AB的方程为3x+4y﹣7=0,故选项B正确;
对于选项C:当λ=2时,,
所以x1+2x2=3,x1=3﹣2x2,
则,
解得,
此时,
所以,
整理得36k2+64k+19=0,
显然不是方程的根,故选项C错误;
对于选项D:设Q(m,n),
因为,,
所以,
即,
两式相乘可得,
同理得,
此时,
所以,
因为A,B两点均在椭圆上,
所以,,
所以,
若λ=1,
此时,
则Q点不存在;
若λ=﹣1,
此时,不满足题意;
所以λ≠±1,
所以,
则动点Q的轨迹方程为3m+4n﹣12=0,
即3x+4y﹣12=0,故选项D正确.
故选:ABD.
(多选)14.(2026•黔东南州模拟)正四棱锥P﹣ABCD的外接球的球心为O,半径为R,PA=5,,过AB的中点E作球O的截面Ω,则( )
A.直线AP与平面ABCD所成角的正切值为
B.平面PAB与平面PCD夹角的余弦值是
C.
D.截面Ω的面积的最小值是8π
【答案】ACD
【解答】解:A中,如图,作PH⊥平面ABCD,则H为线段AC的中点,
可得∠PAH是直线AP与平面ABCD所成的角,
因为PA=5,,所以AH=4,,
所以,所以A正确;
B中,取棱CD的中点F,连接PE,PF,EF,
由正棱锥的性质知点H在线段EF上,,
则PE=PF,
由正四棱锥的性质易证∠EPF是平面PAB与平面PCD的夹角或其补角,
则平面PAB与平面PCD夹角的余弦值是|cos∠EPF|=||=||,所以B错误;
因为PH=3,AH=4,所以O在正四棱锥P﹣ABCD外部,连接OC,
则R2=(PH+OH)2=CH2+OH2,解得,所以C正确;
连接OE,当截面Ω垂直于OE时,截面Ω的面积最小.
因为,
所以截面Ω的面积的最小值为(R2﹣OE2)π=8π,所以D正确.
故选:ACD.
(多选)15.(2026•丹东模拟)已知数列{an}的前n项和为,则( )
A.a3=4
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解答】解:因为数列{an}的前n项和为,
所以当n≥3时,,
整理得(n﹣2)an=(n﹣1)an﹣1,
所以,
当n≥3时,数列是常数列,因此,an=2n﹣2,
当n=1时,,解得a1=0,满足上式,
当n=2时,,解得a1=0,满足上式,
所以数列{an}的通项公式为an=2n﹣2,
所以逐一分析各个选项如下:
对A,a3=4,A正确;
对B,,B错误;
对C,当n≥2时,,
因此,C正确;
对D,,,
则,即,
因此,D正确.
故选:ACD.
(多选)16.(2026•福建模拟)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是棱AB,A1D1的中点,则( )
A.C1F⊥平面DD1E
B.向量,,不共面
C.平面CEF与平面ABCD的夹角的正切值为
D.平面CEF截该正方体所得的截面面积为
【答案】AC
【解答】解:以D为原点建立如图所示的空间直角坐标系,
选项A,D(0,0,0),D1(0,0,2),E(2,1,0),C1(0,2,2),F(1,0,2),
所以(1,﹣2,0),(0,0,2),(2,1,0),
设平面DD1E的法向量为(x,y,z),则,
取x=1,则y=﹣2,z=0,所以(1,﹣2,0),
所以,所以C1F⊥平面DD1E,即选项A正确;
选项B,A1(2,0,2),E(2,1,0),B(2,2,0),F(1,0,2),
所以(0,1,﹣2),(﹣1,﹣2,2),(﹣2,﹣2,0),
假设向量,,共面,则存在唯一的实数对λ,μ使得λμ,
所以(0,1,﹣2)=λ(﹣1,﹣2,2)+μ(﹣2,﹣2,0),
即,解得,
所以向量,,共面,即选项B错误;
选项C,C(0,2,0),E(2,1,0),F(1,0,2),
所以(﹣1,﹣1,2),(﹣2,1,0),
设平面CEF的法向量为(a,b,c),则,
取a=1,则b=2,c,所以(1,2,),
易知平面ABCD的一个法向量为(0,0,2),
设平面CEF与平面ABCD的夹角为θ,
则cosθ=|cos,|,
所以tanθ,
即平面CEF与平面ABCD的夹角的正切值为,故选项C正确;
选项D,取C1D1的靠近点D1的四等分点G,连接FG,CG,则G(0,,2),
所以(﹣1,,0),(0,,2),
由选项C知(﹣2,1,0),
所以∥,即C,E,F,G四点共面,
设平面CEFG与AA1相交于点Q,连接EQ,FQ,则平面CEF截该正方体所得的截面即为五边形CEQFG,
设Q(2,0,t),则(0,﹣1,t),
由∥,知,解得t,所以Q(2,0,),
由勾股定理知,EQ,QF,EF,
在△QEF中,由余弦定理知,cos∠EQF,
所以sin∠EQF,
所以S△QEFEQ•QFsin∠EQF,
因为||,||,点F到直线EC的距离d,
所以梯形CEFG的面积S(||+||)•d,
所以平面CEF截该正方体所得的截面面积为,即选项D错误.
故选:AC.
(多选)17.(2026•怀化一模)已知椭圆的右焦点为F(1,0),过点F的直线与E交于A,B两点,当A为E的上顶点时,|AF|=3.过点A作直线l:x=9的垂线,垂足为M,直线MB与x轴交于点N,直线NA的斜率为k1,直线NB的斜率为k2,则下列说法正确的是( )
A.椭圆E的短轴长为
B.三角形AFN的面积的最大值为
C.四边形AOBN的面积的最大值为
D.设AB的中点的横坐标为s,则为定值
【答案】ABD
【解答】解:记椭圆的半焦距为c,
因为椭圆E的右焦点为F(1,0),
所以c=1,
当A为椭圆E的上顶点时,|AF|=a=3,
所以.
则椭圆的短轴长为,故选项A正确;
所以椭圆E的方程为,
因为点A、F、N能构成三角形,
所以直线AB的斜率不为0,
设直线AB的方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去x并整理得(8t2+9)y2+16ty﹣64=0.
由韦达定理得,.
所以M(9,y1),
可得直线MB的方程为,
因为y1≠y2,
令y=0,
解得
5,
即N(5,0),
所以2•|y1|,
当A为短轴顶点时取等号,故选项B正确;
因为,
所以.
设四边形AOBN的面积为S,
此时,
令,x≥1,
可得t2=x2﹣1,
设,
由对勾函数的性质知,函数y在[1,+∞)上单调递增,
所以,
当x=1时,等号成立,
所以,
即,故选项C错误;
因为
,
又,
则为定值,故选项D正确.
故选:ABD.
(多选)18.(2026•运城一模)若函数f(x)的定义域为R,f(1)=2且∀x,y∈R,f(x2﹣y2)=xf(x)﹣yf(y),则( )
A.f(0)=﹣1
B.∃a∈R,af(a)=a+f(a2﹣1)
C.y=|f(x)|﹣cosf(x)是偶函数
D.当xy≤0时,f(x+y)=f(x)+f(y)
【答案】BCD
【解答】解:因为函数f(x)的定义域为R,f(1)=2且∀x,y∈R,f(x2﹣y2)=xf(x)﹣yf(y),
所以根据赋值法针对各个选项分析如下:
对于A,令x=y=0,得f(0)=0•f(0)﹣0•f(0)=0,故A错误;
对于B,令x=a,y=1,得f(a2﹣1)=af(a)﹣f(1),
因为f(1)=2,所以f(a2﹣1)=af(a)﹣2,即af(a)=2+f(a2﹣1),
所以当a=2时,af(a)=a+f(a2﹣1)成立,
故∃a∈R,af(a)=a+f(a2﹣1),故B正确;
对于C,令y=﹣x,得f[x2﹣(﹣x)2]=xf(x)+xf(﹣x),
即xf(x)+xf(﹣x)=0,所以f(﹣x)=﹣f(x),
故函数f(x)是定义在R上的奇函数,
令g(x)=|f(x)|﹣cosf(x),
因为g(﹣x)=|f(﹣x)|﹣cosf(﹣x)=|﹣f(x)|﹣cos[﹣f(x)]=|f(x)|﹣cosf(x)=g(x),
所以函数g(x)是偶函数,即y=|f(x)|﹣cosf(x)是偶函数,故C正确;
对于D,令x∈R,y=0,得f(x2)=xf(x),
当t≥0时,有,
当t<0时,有,
由C可知,函数f(x)是定义在R上的奇函数,
所以当t<0时,有,
所以,
当x=y=0时,由A可知,
f(0+0)=f(0)=0,f(0)+f(0)=0,
此时f(x+y)=f(x)+f(y)成立,
当x≥0,y<0时,,
同理,当x<0,y≥0时,f(x+y)=f(x)+f(y)成立,
所以当xy≤0时,f(x+y)=f(x)+f(y)成立,故D正确.
故选:BCD.
(多选)19.(2026•唐山一模)O为坐标原点,抛物线C:y2=4x的准线与x轴的交点为M,直线l与x轴交于点N,与抛物线C交于A,B两点,满足OA⊥OB,作OD⊥l于D,则( )
A.N的横坐标是4
B.|NA|•|NB|≤|ON|2
C.直线MD斜率的最大为
D.当直线MA与C相切时,|BN|=4|AN|
【答案】AD
【解答】解:由抛物线C:y2=4x的准线x=﹣1与x轴的交点为M,可得点M(﹣1,0),
直线l不垂直于y,设其方程为x=ty+m,
由,得y2﹣4ty﹣4m=0,Δ=16t2+16m>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
可得y1y2=﹣4m,,
由OA⊥OB,得直线l不过原点,且,m≠0,解得m=4,
对于A,直线l:x=ty+4与x轴交于点N(4,0),故A正确;
由对称性不妨令y1>0,直线,由消去x,
得,当直线MA与C相切时,
,解得x1=1,y1=2,此时直线,x2=16,y2=﹣8,
对于BD,点A(1,2),B(16,﹣8),,
因此|NA|•|NB|=52>16=|ON|2,|BN|=4|AN|,故B错误,D正确;
对于C,当直线MA与C相切时,直线,由,解得,
即点,直线MD的斜率,故C错误.
故选:AD.
(多选)20.(2026•赣州一模)我们把方程xex=1的实数解称为欧米加常数,记为Ω.Ω和e一样,都是无理数,Ω还被称为在指数函数中的“黄金比例”.下列有关Ω的结论正确的是( )
A.Ω∈(0.5,1)
B.
C.Ω,其中u
D.函数的最小值为f(Ω)
【答案】ABC
【解答】解:对于选项A:构建g(x)=xex﹣1,则Ω为g(x)的零点,
因为g'(x)=(x+1)ex,
若x<﹣1,则g′(x)<0,可知g(x)在(﹣∞,﹣1)内单调递减,且g(x)<0,
所以g(x)在(﹣∞,﹣1)内无零点;
若x>﹣1,则g′(x)>0,可知g(x)在(﹣1,+∞)内单调递增,
,所以g(x)在(﹣1,+∞)内存在唯一零点Ω∈(0.5,1);
综上所述:Ω∈(0.5,1),故A正确;
对于选项B:因为ΩeΩ=1,Ω∈(0.5,1),即,
两边取对数可得:,故B正确;
对于选项D:构建h(x)=ex﹣x﹣1,则h'(x)=ex﹣1,
令h′(x)>0,解得x>0;令h′(x)<0,解得x<0;
可知h(x)在(﹣∞,0)内单调递减,在(0,+∞)内单调递增,
则h(x)≥h(0)=0,可得ex≥x+1,当且仅当x=0时,等号成立,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
因为,y=﹣lnx在(0,+∞)内单调递减,可知在(0,+∞)内单调递减,
且m(1)=1>0,,可知m(x)在(0,+∞)内存在唯一零点x0∈(1,e),即x0>Ω,
所以f(x)的最小值为f(x0)=1,不为f(Ω),故D错误.
故选:ABC.
三.填空题(共10小题)
21.(2026•黄冈模拟)在空间直角坐标系A﹣xyz中,点M(x1,y1,z1),N(x2,y2,z2),定义d(M,N)=|x2﹣x1|+|y2﹣y1|+|z2﹣z1|.如图,正方体的棱长为5,,平面yAz内两个动点P,G分别满足d(G,A)=1,∠APB=∠DPE,则|PG|的取值范围为 [2,16] .
【答案】[2,16].
【解答】解:已知在空间直角坐标系A﹣xyz中,点M(x1,y1,z1),N(x2,y2,z2),定义d(M,N)=|x2﹣x1|+|y2﹣y1|+|z2﹣z1|,
又平面yAz内两个动点P,G分别满足d(G,A)=1,
设G(0,y1,z1),P(0,y2,z2),
∵d(G,A)=1,
∴|y1|+|z1|=1,G点的轨迹为|y|+|z|=1.
又∠APB=∠DPE,
则Rt△APB∽Rt△DPE,,
即,
化简得P点的轨迹为(y﹣9)2+z2=36.
在平面直角坐标系yAz中作出G,P轨迹,设G点轨迹与y轴两个交点分别为M,N,
P点轨迹为圆,圆心为F(9,0),半径r=6,且与y轴两个交点分别为H,T,如图所示,
结合图象得:|NH|≤|PG|≤|MT|,
又|NH|=|NF|﹣r=8﹣6=2,|MT|=|MF|+r=10+6=16,
所以2≤|PG|≤16.
故答案为:[2,16].
22.(2026•晋中模拟)在锐角三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(a﹣sin22B)2=(sin22B+sin2B)•(sin22B﹣sin2B),则c的取值范围为 .
【答案】.
【解答】解:∵(sin22B+sin2B)•(sin22B﹣sin2B)=sin42B﹣sin22B,(a﹣sin22B)2=a2﹣2asin22B+sin42B,
∴a2﹣2asin22B=﹣sin22B,即a2=sin22B(2a﹣1),已知三角形ABC是锐角三角形,∴2B∈(0,π),故sin2B>0,
∴,故2a﹣1>0,解得,
由得(a﹣1)2≤0,则a=1,∴,故sin2B=1,
∵2B∈(0,π),∴,解得,
锐角三角形中,A+B+C=π,A,,∴,解得C,∴,
由正弦定理得,解得,
令t=tanC,∵,故t>1,则单调递增,
∴,即c的取值范围为.
故答案为:.
23.(2026•齐齐哈尔一模)已知正三棱柱ABC﹣A1B1C1的各棱长均为分别为棱AB,AA1的中点,经过DE作该三棱柱外接球的截面,则截面面积的最小值为 .
【答案】.
【解答】解:正三棱柱ABC﹣A1B1C1的外接球的球心O为上下底面的外接圆圆心的连线O1O2的中点,连接AO2,AO,OD,OE,
设外接球的半径为R,△ABC为正三角形,其外接圆半径为,
则下底面外接圆的半径为r,r=AO2=2,
在Rt△OO2A中,,
则,
因为,
在△ODE中,OE=2,,
,
作OF⊥DE于F,由于OE=OD,则F为DE的中点,
则过DE的平面垂直OF时截面圆的面积最小,
则,
截面圆的半径为,
所以截面圆的面积最小值为.
24.(2026•黔东南州模拟)已知函数若∀x∈R,f(x)>0,则a的取值范围是 (﹣3,0] .
【答案】(﹣3,0].
【解答】解:当x=0时,f(x)=3>0恒成立,此时a∈R;
当x>0时,由f(x)>0,得3﹣ax>0,所以﹣a≥0,即a≤0;
当x<0时,由f(x)>0,
得﹣x3﹣ax+2>0,
即ax<﹣x3+2,
所以.
设(x<0),
则(x<0),
令g'(x)=0,解得x=﹣1,
所以g(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递增,在(﹣1,0)上单调递减,
所以g(x)≤g(﹣1)=﹣3,则a>﹣3.
综上,a的取值范围是(﹣3,0].
故答案为:(﹣3,0].
25.(2026•丹东模拟)已知A1和F1分别为双曲线的左顶点和左焦点,B,C两点在C上,A1B⊥A1C,若,则|CF1|= .
【答案】.
【解答】解:由双曲线,即x2﹣y2=4,可得,
,所以B在C的左支上,设B(x0,y0),
所以有,
且根据题设条件知,所以,
由双曲线的对称性可知B,C两点关于y轴对称,
所以2a=|CF1|﹣|CF2|=|CF1|﹣|BF1|,
即,解得.
故答案为:.
26.(2026•福建模拟)已知a1,a2,…,a8是8个正整数,记S,其中i1,i2,…,i7∈N*,若S={82,83,84,85,86,87,89},则这8个正整数中的最大数与最小数的和为 23 .
【答案】23.
【解答】解:由题意可知:从8个数中任取7个数的和共有种不同的值,
但是82,83,84,85,86,87,89只有7个数,
可知必有两种7个数的和相等,设这个和为t(82≤t≤89),
令,那么,任取7个数的和就等于T﹣ai,i=1,2,⋯,8,这8个取值和的集合为S,
S={T﹣a1,T﹣a2,⋯,T﹣a8},
则.
因为T为整数,所以596+t是7的倍数,由596=7×85+1可知,1+t是7的倍数,
再因为82≤t≤89,所以t=83.可知T=97.
因此,a1=2,a2,⋯,a8中最大数为:97﹣82=15,最小数为:97﹣89=8,
因此,它们的和为23.
故答案为:23.
27.(2026•怀化一模)如图,要用2n个元件组成一个电路系统,当且仅当从A到B的电路为通路状态时,系统正常工作.已知每个元件正常工作的概率为,在电路系统正常工作的条件下,记此时系统中损坏的元件个数为Xn,则E(X4)= .
【答案】.
【解答】解:设由2个并联元件组成的整体依次为系统Mi,其损坏的元件个数为Yi,i=1,2,…,n,
所以,则,
系统Mi均正常工作概率为,
Yi∈{0,1},所以,,
进而得到,
则.
故答案为:.
28.(2026•运城一模)已知双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F1的直线l与双曲线C的两支分别交于A,B两点,且,若坐标原点O到直线l的距离为a,则双曲线C的离心率是 .
【答案】.
【解答】解:F1,F2 分别为双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点,过O作OP⊥AB垂足为P,如图,
则|OP|=a,OP⊥PF1,
由|OF1|=c,得,
过点F2作F2Q⊥AB于点Q,则OP∥F2Q,
由O为F1F2的中点,得|F1Q|=2|PF1|=2b,|QF2|=2|OP|=2a,
∵为锐角,∴,
有,得,
∴,由双曲线的定义知,
|BF1|﹣|BF2|=2a,即,解得,
又c2=a2+b2,∴..,∴双曲线的离心率为.
故答案为:.
29.(2026•唐山一模)若一个棱长为的正四面体可以绕其中心在一个封闭的圆锥形容器(容器壁厚度忽略不计)内任意转动,则此圆锥体积的最小值为 .
【答案】.
【解答】解:正四面体ABCD棱长为,该正四面体绕其中心O在一个封闭的圆锥形容器内任意转动,
则正四面体ABCD的外接球O在该封闭的圆锥形容器内,要该圆锥体积最小,
必有球O为该圆锥的内切球,该圆锥的轴截面等腰三角形的内切圆为球O的截面大圆,
连接AO并延长,交平面BCD于O1,则O1是正△BCD的中心,AO1⊥平面BCD,
由△BCD的边长为,可得,
则,设球O半径为R,
则,解得,令圆锥底面圆半径为r,母线为l,高为h,
于是,由,得h,
圆锥的体积
,当且仅当时取等号,
故答案为:.
30.(2026•赣州一模)一自动运动的小车连续运行n次,每次以相同概率随机选择向前或向后运动,记未连续出现2次向后运动的概率为,则的值为 .
【答案】.
【解答】解:根据题意,小车向前或向后运动的概率为,
未连续出现2次向后运动的概率为,
则第n次可能向前或向后运动,
当第n次是向前运动时,只要前n﹣1次未连续出现2次向后运动,其概率为;
当第n次是向后运动时,则第n﹣1次只能向前运动,且前n﹣2次未连续出现2次向后运动,其概率为;
∴,n≥3,n∈N*,,
即......①,
......②,
将②整理可得......③,
将③代入①,
,整理可得,
所以.
故答案为:.
四.解答题(共10小题)
31.(2026•黄冈模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax﹣2,g(x)=xcosx﹣sinx.
(1)当x∈[0,π]时,求函数g(x)的最小值;
(2)当a>e时,证明:y=f(x)+2在(0,+∞)上存在2个不同的零点x1,x2,且x1+x2>2;
(3)当时,不等式xf(x)+g(x)+sinx≥0恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)﹣π;
(2)当a>e时,y=f(x)+2=ex﹣ax=0,即ex=ax,可得ey=ax,因此x=lnx+lna,
令p(x)=x﹣lnx﹣lna,,
令p′(x)=0,由定义域为(0,+∞),可得x﹣1=0,解得x=1,
当0<x<1时,p′(x)<0,因此p(x)在(0,1)上单调递减,
当x>1时,p′(x)>0,因此在(1,+∞)上单调递增,
因此p(x)min=p(1)=1﹣lna<0,
又x→+0时,p(x)→+∞,x→+∞时p(x)→+∞,
因此p(x)在(0,+∞)上2个不同的零点x1,x2,即y=f(x)+2在(0,+∞)上2个不同的零点x1,x2,
设0<x1<1<x2,令m(x)=p(x)﹣p(2﹣x),0<x<1,
则,
因此m(x)在(0,1)上单调递减,因此m(x)>m(1)=0,
因此p(x1)>p(2﹣x1),即p(x2)>p(2﹣x1),又x2>1,2﹣x1>1,
而p(x)在(1,+∞)上单调递增,x2>2﹣x1,故x1+x2>2;
(3)(﹣∞,1].
【解答】解:(1)已知函数g(x)=xcosx﹣sinx,
因此g′(x)=cosx﹣xsinx﹣cosx=﹣xsinx.
当x∈[0,π]时,g′(x)<0,g(x)在[0,π]上单调递减,
因此g(x)min=g(π)=﹣π;
(2)证明:已知函数f(x)=ex﹣ax﹣2,
当a>e时,y=f(x)+2=ex﹣ax=0,即ex=ax,可得ey=ax,因此x=lnx+lna,
令p(x)=x﹣lnx﹣lna,,
令p′(x)=0,由定义域为(0,+∞),可得x﹣1=0,解得x=1,
当0<x<1时,p′(x)<0,因此p(x)在(0,1)上单调递减,
当x>1时,p′(x)>0,因此在(1,+∞)上单调递增,
因此p(x)min=p(1)=1﹣lna<0,
又x→+0时,p(x)→+∞,x→+∞时p(x)→+∞,
因此p(x)在(0,+∞)上2个不同的零点x1,x2,即y=f(x)+2在(0,+∞)上2个不同的零点x1,x2,
设0<x1<1<x2,令m(x)=p(x)﹣p(2﹣x),0<x<1,
则,
因此m(x)在(0,1)上单调递减,因此m(x)>m(1)=0,
因此p(x1)>p(2﹣x1),即p(x2)>p(2﹣x1),又x2>1,2﹣x1>1,
而p(x)在(1,+∞)上单调递增,x2>2﹣x1,因此x1+x2>2;
(3)令xf(x)+g(x)+sinx=x(ex+cosx﹣ax﹣2)≥0在上恒成立,
记h(x)=ex+cosx﹣ax﹣2,,则h(0)=0,
因此原不等式等价于xh(x)≥0在上恒成立,
可知h′(x)=ex﹣sinx﹣a=q(x),令q(x)=ex﹣sinx﹣a,q′(x)=ex﹣cosx,
当x>0时,q′(x)>0,即q(x)在(0,+∞)上单调递增,即h′(x)在(0,+∞)上单调递增,
因此h′(x)≥h′(0)=1﹣a,
当1﹣a≥0,即a≤1时,h′(x)≥0,h(x)在(0,+∞)上单调递增,h(x)>h(0)=0,不等式恒成立;
当1﹣a<0,即a>1时,存在x0∈(0,+∞)使得h′(x)=0,
即存在x0∈(0,+∞)使得h(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
即在(0,x0)上h(x)<0,不等式不恒成立.因此a≤1;
当a≤1时,,t(x)=q′(x),t′(x)=ex+sinx,
可知t′(x)在上单调递增,
,t′(0)=1.即t′(x)在上有唯一解x1,
使得t′(x1)=0,即时t′(x)<0,t(x)=q′(x)在上单调递减,
x∈[x1,0]时,t′(x)>0,t(x)=q′(x)在[x1,0]上单调递增,
因为,
因此存在,使得q′(x2)=0,
当时,q′(x)>0,q(x)单调递增,
当x∈[x2,0]时,q′(x)<0,q(x)单调递减,
即h′(x)在上单调递增,在[x2,0]上单调递减,
而,h′(0)=1﹣a≥0.
因此当时,h′(x)>0,即h(x)在上单调递增,
而h(0)=0,因此h(x)<0,因此xh(x)>0.
32.(2026•晋中模拟)已知函数f(x)=e2axsinx(a∈R).
(1)当时,求f(x)的单调区间;
(2)当,且时,证明:f(x)≥x;
(3)当时,若正实数x1,x2,…,xn(n≥3)满足,求证:.
【答案】(1)f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)证明:令g(x)=f(x)﹣x=e2axsinx﹣x,x∈[0,],
则g'(x)=e2ax(2asinx+cosx)﹣1,
令h(x)=e2ax(2asinx+cosx)﹣1,
则h'(x)=e2ax[(4a2﹣1)sinx+4acosx],
因为,,所以4a2﹣1≥0,sinx≥0,cosx>0,
所以h′(x)>0,则h(x)在上单调递增,
所以h(x)≥h(0)=0,即g′(x)>0,
因此g(x)在上单调递增,则g(x)≥g(0)=0,
所以f(x)≥x.
(3)证明:由(2)可知,当且时,f(x)>x,故,
当时,f(x)=exsinx,则由(1)知,
易知f'(x)在上单调递增.
设F(x)=f(x+y)﹣f(x)﹣f(y),其中x,,且,
则F'(x)=f'(x+y)﹣f'(x)>0,
因此F(x)在上单调递增,
从而F(x)>F(0)=f(0+y)﹣f(0)﹣f(y)=﹣f(0)=0,则f(x)+f(y)<f(x+y).
因为x1,x2,⋯,xn为正实数,且满足,n≥3,
所以,
所以,
综上,.
【解答】解:(1)当时,f(x)=exsinx,.
若f'(x)≥0,即,解得,
若f′(x)≤0,即,解得,
所以f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)证明:令g(x)=f(x)﹣x=e2axsinx﹣x,x∈[0,],
则g'(x)=e2ax(2asinx+cosx)﹣1,
令h(x)=e2ax(2asinx+cosx)﹣1,
则h'(x)=e2ax[(4a2﹣1)sinx+4acosx],
因为,,所以4a2﹣1≥0,sinx≥0,cosx>0,
所以h′(x)>0,则h(x)在上单调递增,
所以h(x)≥h(0)=0,即g′(x)>0,
因此g(x)在上单调递增,则g(x)≥g(0)=0,
所以f(x)≥x.
(3)证明:由(2)可知,当且时,f(x)>x,故,
当时,f(x)=exsinx,则由(1)知,
易知f'(x)在上单调递增.
设F(x)=f(x+y)﹣f(x)﹣f(y),其中x,,且,
则F'(x)=f'(x+y)﹣f'(x)>0,
因此F(x)在上单调递增,
从而F(x)>F(0)=f(0+y)﹣f(0)﹣f(y)=﹣f(0)=0,则f(x)+f(y)<f(x+y).
因为x1,x2,⋯,xn为正实数,且满足,n≥3,
所以,
所以,
综上,.
33.(2026•齐齐哈尔一模)已知函数f(x)=2sinx﹣ax.
(1)当a=1时,求函数f(x)在[0,π]上的值域;
(2)若对任意,都有f(x)≥xcosx,求实数a的取值范围;
(3)证明:.
【答案】(1).
(2)(﹣∞,1].
(3)证明如下,
根据第二问得,当a=1时,任意恒成立,
即,
因此,
因此
.
令,则,
存在,使得p′(x0)=0.
那么当时,p′(x)<0,当x∈(0,x0)时,p′(x)>0,
于是p(x)在上单调递减,在(0,x0)上单调递增,而,
因此p(x)>0,即当时,.
因此,
因此
.
综上所述,.
【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=2sinx﹣x,x∈[0,π],那么导函数f′(x)=2cosx﹣1,
令f′(x)<0,则,即;
令f′(x)>0,则,即,
因此函数f(x)在上单调递减,在上单调递增,
又,
因此函数f(x)的值域为.
(2)由f(x)≥xcosx,那么可得2sinx﹣xcosx﹣ax≥0,
设,则h(0)=0,
h′(x)=2cosx﹣cosx+xsinx﹣a=cosx+xsinx﹣a,
设函数g(x)=cosx+xsinx﹣a,那么导函数g′(x)=xcosx,
所以当时,g′(x)≥0,因此导函数h′(x)在上单调递增,
所以.
①当时,h′(x)≤0,h(x)在上单调递减,则h(x)≤0,不满足题意;
②当a≤1时,h′(x)≥0,h(x)在上单调递增,则h(x)≥h(0)=0,满足题意;
③当时,,使得h′(x0)=0,
当0<x<x0时,h′(x)<0,h(x)在(0,x0)上单调递减,则h(x)≤h(0)=0,不满足题意.
综上可得a≤1,即实数a的取值范围是(﹣∞,1].
(3)证明:根据第二问得,当a=1时,任意恒成立,
即,
因此,
因此
.
令,则,
存在,使得p′(x0)=0.
那么当时,p′(x)<0,当x∈(0,x0)时,p′(x)>0,
于是p(x)在上单调递减,在(0,x0)上单调递增,而,
因此p(x)>0,即当时,.
因此,
因此
.
综上所述,.
34.(2026•黔东南州模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax2﹣x﹣1.
(1)当时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程.
(2)当时,证明:当x≤0时,f(x)≤0.
(3)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)y=(e2﹣3)x﹣e2+1;
(2)设g(x)=f′(x)=ex﹣x﹣1,则g′(x)=ex﹣1.
显然g′(x)≤0在(﹣∞,0]上恒成立,所以f′(x)在(﹣∞,0)上单调递减.
又f′(0)=0,所以f′(x)≥0在(﹣∞,0]上恒成立,
所以f(x)在(﹣∞,0)上单调递增,
故f(x)≤f(0)=0,即当x≤0时,f(x)≤0;
(3).
【解答】解:(1)已知函数f(x)=ex﹣ax2﹣x﹣1,
当时,,因此f′(x)=ex﹣x﹣1,
从而f(2)=e2﹣5,f′(2)=e2﹣3,
故曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=(e2﹣3)x﹣e2+1;
(2)证明:设g(x)=f′(x)=ex﹣x﹣1,因此g′(x)=ex﹣1.
显然g′(x)≤0在(﹣∞,0]上恒成立,因此f′(x)在(﹣∞,0)上单调递减.
又f′(0)=0,因此f′(x)≥0在(﹣∞,0]上恒成立,
因此f(x)在(﹣∞,0)上单调递增,
故f(x)≤f(0)=0,即当x≤0时,f(x)≤0;
(3)由题意可得f′(x)=ex﹣2ax﹣1.
设h(x)=f′(x)=ex﹣2ax﹣1,因此h′(x)=ex﹣2a.
①若a≤0,显然h′(x)>0,因此h(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增,即f′(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增.
又f′(0)=0,因此当x∈(﹣∞,0)时,f′(x)<0,当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
因此f(x)在(﹣∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,
又f(0)=0,因此f(x)只有一个零点,故a≤0不符合题意.
②若,因此当x∈(﹣∞,ln(2a))时,h′(x)<0,当x∈(ln(2a),+∞)时,h′(x)>0,
因此f′(x)在(﹣∞,ln(2a))上单调递减,在(ln(2a),+∞)上单调递增.
又f′(0)=0,因此f′(ln(2a))<0,又,
因此存在唯一的,使得f′(x0)=0.
当x∈(﹣∞,x0)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,当x∈(x0,0)时,f′(x)<0,
因此f(x)在(﹣∞,x0),(0,+∞)上单调递增,在(x0,0)上单调递减.
又f(0)=0,因此f(x0)>0,又当x→﹣∞时,f(x)→﹣∞,
因此f(x)恰有两个零点,因此符合题意.
③若,因此由(2)知f′(x)≥0在R上恒成立,因此f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增,
又f(0)=0,因此f(x)只有一个零点,因此不符合题意.
④若,因此当x∈(﹣∞,ln(2a))时,h′(x)<0,当x∈(ln(2a),+∞)时,h′(x)>0,
因此f′(x)在(﹣∞,ln(2a))上单调递减,在(ln(2a),+∞)上单调递增.
又f′(0)=0,因此f′(ln(2a))<0,又f′(4a)=e4a﹣8a2﹣1>0,
因此存在唯一的x1∈(ln(2a),4a),使得f′(x1)=0.
当x∈(﹣∞,0)∪(x1,+∞)时,f′(x)>0,当x∈(0,x1)时,f′(x)<0,
因此f(x)在(﹣∞,0),(x1,+∞)上单调递增,在(0,x1)上单调递减.
又f(0)=0,因此f(x1)<0,又当x→+∞时,f(x)→+∞,
因此f(x)恰有两个零点,因此符合题意.
综上,a∈.
35.(2026•丹东模拟)已知函数f(x)=xlnx+x﹣ax2.
(1)若a=1,求f(x)的最大值;
(2)已知x1,x2(x1<x2)为f′(x)的两个零点.
(i)证明:;
(ii)证明:.
【答案】(1)0;
(2)(i)设g(x)=f′(x)=lnx+2﹣2ax,则x1,x2为g(x)的2个零点,
若a≤0,g(x)在(0,+∞)单调递增,g(x)至多有1个零点,不符合题设条件;
若a>0,由得,且g′(x)在(0,+∞)单调递减,
所以,当时,g′(x)>0;当时,g′(x)<0,
所以g(x)即f′(x)在单调递增,在单调递减,
因为x1,x2(x1<x2)是g(x)的两个零点,
所以,得,此时,,
因为,且,
所以,故;
(ii)f′(xi)=0得lnxi=2axi﹣2(i=1,2),
所以
要证,因为x1+x2>0,
所以只要证明2a(x1+x2)﹣2>0,
设,则lnx2=2ax2﹣2,即lnt+lnx1=2atx1﹣2,即lnt+2ax1﹣2=2atx1﹣2,
所以,则,
所以
则只需证明,等价于,
设,
则,
所以h(t)在(1,+∞)单调递增,
故t>1时,h(t)>h(1)=0,命题得证.
【解答】解:(1)已知函数f(x)=xlnx+x﹣ax2,
若a=1,则f(x)=x(lnx+1﹣x),
设φ(x)=lnx+1﹣x,
则,当x∈(0,1)时,φ′(x)>0,当x∈(1,+∞),φ′(x)<0,
因此φ(x)在(0,1)单调递增,在(1,+∞)单调递减,因此φ(x)≤φ(1)=0,
因为x>0,因此f(x)=x(lnx+1﹣x)=xφ(x)≤0,当且仅当x=1时等号成立,即f(x)最大值为0;
(2)证明:(i)设g(x)=f′(x)=lnx+2﹣2ax,则x1,x2为g(x)的2个零点,
若a≤0,g(x)在(0,+∞)单调递增,g(x)至多有1个零点,不符合题设条件;
若a>0,由得,且g′(x)在(0,+∞)单调递减,
因此,当时,g′(x)>0;当时,g′(x)<0,
因此g(x)即f′(x)在单调递增,在单调递减,
因为x1,x2(x1<x2)是g(x)的两个零点,
因此,得,此时,,
因为,且,
因此,故;
(ii)f′(xi)=0得lnxi=2axi﹣2(i=1,2),
因此
要证,因为x1+x2>0,
因此只要证明2a(x1+x2)﹣2>0,
设,则lnx2=2ax2﹣2,即lnt+lnx1=2atx1﹣2,即lnt+2ax1﹣2=2atx1﹣2,
因此,则,
因此
则只需证明,等价于,
设,
则,
因此h(t)在(1,+∞)单调递增,
故t>1时,h(t)>h(1)=0,命题得证.
36.(2026•福建模拟)已知A1,A2为椭圆C1:的左,右顶点,M为C1上的一点,N为双曲线C2:1上的一点(M,N两点不同于A1,A2两点),设直线A1M,A2M,A1N,A2N的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1+k2+k3+k4=0.
(1)设O为坐标原点,证明:O,M,N三点共线;
(2)设C1、C2的右焦点分别为F1、F2,M、N均在第一象限,直线NF1与直线MF2相交于点P,8.
(i)证明:MF1∥NF2;
(ii)证明:∠A1PF1=∠A2PF2.
【答案】证明:(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,
因为,可知:,
,,
因为,可知:,
则,,
由k1+k2+k3+k4=0可知:x1y2﹣x2y1=0,
可知:,因此,O,M,N三点共线;
(2)(i)由可得:,
由(1)可知:k1k2+k3k4=0,由k1+k2+k3+k4=0可知:
,且M,N都在第一象限,则k1+k2=﹣2,k3+k4=2,
由(1)知:(*),,,
由(*)式结合,,
可知:,,
则,,
因此可得:,
由此可知:;
(ii)由(i)可知:
,,
则NF1⊥MF2;
直线,直线,
设点P(x0,y0),于是x0,
则,即,
则点P的轨迹是以O为圆心,为半径的圆,
则,,
于是∠A1PF1+∠F1PA2=∠F1PA2+∠A2PF2,则∠A1PF1=∠A2PF2.
【解答】证明:(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,
因为,可知:,
,,
因为,可知:,
则,,
由k1+k2+k3+k4=0可知:x1y2﹣x2y1=0,
可知:,因此,O,M,N三点共线;
(2)(i)由可得:,
由(1)可知:k1k2+k3k4=0,由k1+k2+k3+k4=0可知:
,且M,N都在第一象限,则k1+k2=﹣2,k3+k4=2,
由(1)知:(*),,,
由(*)式结合,,
可知:,,
则,,
因此可得:,
由此可知:;
(ii)由(i)可知:
,,
则NF1⊥MF2;
直线,直线,
设点P(x0,y0),于是x0,
则,即,
则点P的轨迹是以O为圆心,为半径的圆,
则,,
于是∠A1PF1+∠F1PA2=∠F1PA2+∠A2PF2,则∠A1PF1=∠A2PF2.
37.(2026•怀化一模)设函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,a,b∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调区间;
(2)当a=2,b=0时,函数f(x)的图象上有且仅有2个点到原点距离为d,求d的取值范围;
(3)函数f(x)的图象上是否存在唯一的一组点A1,A2,⋯,An,构成正n多边形,n∈N*且n≥3?若存在,请求出所有满足条件的n以及对应a的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)a≤0时,f(x)的递增区间为(﹣∞,+∞),无单调递减区间,
a>0时,f(x)的单调递减区间为,单调递增区间为,;
(2);
(3)有且仅有n=4时,存在唯一的一组点构成正多边形,此时.
【解答】解:(1)由题意函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,a,b∈R,
可得f(x)的定义域为R,
对函数求导可得f′(x)=3x2﹣a,
当a≤0时,f′(x)≥0恒成立,此时f(x)在(﹣∞,+∞)单调递增,故单调递增区间为(﹣∞,+∞),无单调递减区间.
当a>0,令f′(x)=0,则和,
当时,f′(x)<0,当和时,f′(x)>0,
故此时f(x)的单调递减区间为,单调递增区间为,;
(2)由题意函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,a,b∈R,
当a=2,b=0时,f(x)=x3﹣2x,
则d2=x2+y2=x2+(x3﹣2x)2=x6﹣4x4+5x2,
令t=x2,则g(t)=t3﹣4t2+5t(t>0),g′(t)=3t2﹣8t+5(t>0),
令g′(t)=0,则t=1或,
当时,g′(t)<0,当0<t<1或时,g′(t)>0,
故g(t)的递减区间为,单调递增区间为,
且,
故当或d2>2时,此时关于t的方程g(t)=d2有唯一的正根,对应两个不同的x,符合题意.
故d的取值范围为;
(3)由于函数f(x)=x3﹣ax,x∈R,a∈R为奇函数,图形关于原点对称,
故函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,a,b∈R的图像也是中心对称图形,其对称中心为(0,﹣b),
若图像存在唯一的正多边形,则该正多边形的中心必为(0,﹣b).将坐标轴平移,使得原点与中心对称点(0,﹣b)重合,
则该函数解析式为Y=X3﹣aX,该变换不影响正n多边形的存在性和唯一性,以及a,n的取值,因此,设b=0进行研究.
接下来只考虑b=0的情况;
由(2)可知关于t的方程g(t)=d2至多有三个不相等的正实数根,对应6个不同的x,因此n≤6.
又由于f(x)=x3﹣ax,x∈R,a,∈R的图像有唯一的对称中心(0,0),
故要有唯一的正多边形,该正多边形一定也以(0,0)为对称中心,否则就不唯一,
因此排除正三角形和正五边形,只需要研究正四边形和正六边形.
当n=4时,若a≤0时,f′(x)≥0恒成立,
此时f(x)在(﹣∞,+∞)单调递增,曲线y=f(x)上不存在4个点,让其构成正方形,因此a>0,
不妨设正方形的4个顶点分别为A,B,C,D,由于直线AC,BD的斜率一定存在,
设其中一条对角线AC的方程为y=kx(k>0),则x3﹣ax=kx,解得,
所以,同理可得,
由|AC|2=|BD|2得,化简可得,
根据题意可知方程只有一个正根,
由于k=1不符合上式,故,
因为a>0,所以,故0<k<1,
设,则t<0,令,
由题意可知,只需要直线y=﹣a与函数的图像只有唯一的公共点即可,
故,当且仅当取到等号,
故,则,
故n=4时,符合题意.
当n=6时,同上可知a>0,f(x)在单调递减,在,单调递增,
假设曲线y=f(x)上存在正六边形ABCDEF,由对称性可知该正六边形中心位于原点处,
不妨设对角线AD的倾斜角为θ,则CF,BE的倾斜角分别为,
即lAD:y=tanθ•x,取,(时CF不存在),
联立,可得x2=a+tanθ,(x=0舍去),
则y2=(x3﹣ax)2=x2(x2﹣a)2=(a+tanθ)tan2θ,
故|OD|2=x2+y2=(a+tanθ)(1+tan2θ),
同理,,
若要存在正六边形,则|OC|=|OD|=|OB|有解,
(i)时,,显然,故|OC|>|OD|,不满足要求,此时正六边形不存在,
(ii)时,,,,
显然,
故|OD|>|OB|,不满足要求,此时正六边形不存在,
综上所述,有且仅有n=4时,存在唯一的一组点构成正多边形,此时.
38.(2026•运城一模)柯西不等式是一个重要不等式,在代数、几何等领域中有广泛应用,柯西不等式的二维形式:对任意的实数a,b,c,d都有(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,当且仅当ad=bc时等号成立,已知函数f(x)=2lnx﹣ax+1,a∈R.
(1)当a=4时,证明:f(x)<﹣2.
(2)已知f(x)有两个不同的零点x1,x2.
①求a的取值范围;
②证明:.
【答案】(1)证明如下,
当a=4时,f(x)=2lnx﹣4x+1,
那么函数定义域为(0,+∞),导函数,
因此当时,f′(x)<0,当时,f′(x)>0,
因此f(x)在上单调递减,在上单调递增,
因此,即f(x)<﹣2.
(2)①a.
②证明如下,
令x2>x1,
先证,即证,即证,
由①易知,那么,令,
因此导函数,那么函数G(t)在(1,+∞)上单调递增,
所以G(t)>G(1)=0,故得证,
再证,
由,而,
因此,即,
结合,所以得证,
由,
又,则,得证.
【解答】解:(1)证明:当a=4时,f(x)=2lnx﹣4x+1,
那么函数定义域为(0,+∞),导函数,
因此当时,f′(x)<0,当时,f′(x)>0,
因此f(x)在上单调递减,在上单调递增,
因此,即f(x)<﹣2.
(2)①令,f(x)在定义域(0,+∞)上有两个零点,
因此有两个不同的正实根x1,x2,
令且x∈(0,+∞),那么导函数,
当时,h′(x)<0,则h(x)在上单调递减,
当时,h′(x)>0,则h(x)在上单调递增,
因此,x→0时,h(x)→﹣∞,x→+∞时,h(x)→0,
因此a.
②证明:令x2>x1,
先证,即证,即证,
由①易知,那么,令,
因此导函数,那么函数G(t)在(1,+∞)上单调递增,
所以G(t)>G(1)=0,故得证,
再证,
由,而,
因此,,
结合,所以得证,
由,
又,则,得证.
39.(2026•唐山一模)某销售公司为了激励员工,对销售冠军——员工甲进行奖励,奖励方案为:在一个盲盒里,有n(足够多)张奖券,这些奖券的金额各不相等,其最大值为M,但金额具体是多少,并未公开.该员工甲需逐张随机抽取并查看金额,如果对抽取的奖券不满意就弃掉,继续抽奖(弃掉的奖券不能再抽取),如果对这张奖券比较满意就保留,从而停止抽奖,公司将以此奖券金额作为奖励.
(1)若甲抽取了两张,把第2张奖券保留下来,求甲获得最大金额奖励M的概率;
(2)若甲先抽取了k(k∈N*,且k<n)张奖券,记录下其中的最大金额为m,然后继续抽取,若抽到奖券的金额小于m,就继续抽,当抽到第i(i∈N*,k<i≤n)张奖券时,其金额大于m,则保留该奖券,停止抽奖,若未抽到金额大于m的奖券,则保留第n张.
(Ⅰ)若n=5,当k=2时,求甲获得最大金额奖励M的概率p;
(Ⅱ)当调整k的取值时,甲获得最大金额奖励M的概率p也会发生变化.若n=100,请估计p的最大值,并求此时k的值.
(估值参考:当n≥100时,,e≈2.72,0.36ln0.36≈﹣0.3678,0.37ln0.37≈﹣0.3679.)
【答案】(1);
(2)(i);(ii)所以P的最大值约为0.3679,此时 k=37.
【解答】解:(1)设抽到的第J张奖券的金额为aj,j=1,2,
设A:a1=M.B:a1<M,C:甲获得最大金额奖励M.
注意到,P(C|A)=0,,,
则 P(C)=P(A)P(C|A)+P(B).;
(2)(Ⅰ)仍设C:甲获得最大金额奖励M,若m=M,则P(C)=0,故只需考虑m<M的情况.
设D1:抽到的第i(i∈N*,k<i≤n)张奖券金额为M.
由于是随机抽取,抽到的每张奖券为最大金额M的机会均等,则,
只有当m是前t﹣1张奖券中的最大金额,甲才会保留第i张奖券,则.
则,
若n=5,当k=2时,;
(Ⅱ)由估值参考得,则,
令,则,
当x=e时,f'(x)=0.当1<x<e时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x>e时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
因此,当 x=e时,f(x)取得最大值,
此时,不是整数,又 p(36)=﹣0.36ln0.36≈0.3678.p(37)=﹣0.371n0.37≈0.3679,
所以P的最大值约为0.3679,此时 k=37.
40.(2026•赣州一模)现有一种不断分裂的M细胞,在每个分裂周期中,一个M细胞以的概率分裂成一个新的M细胞,以的概率分裂成两个新的M细胞,分裂后原来的M细胞消失,新的M细胞在下一个分裂周期里会继续分裂.设初始状态下有1个M细胞,n个分裂周期后,M细胞的数目为Xn.
(1)求X2的分布列和数学期望.
(2)求概率P(Xn=2).
(3)证明:.
【答案】(1)X2分布列为:
X2
1
2
3
4
P
;
(2);
(3)由全概率公式知,
化简得,
代入,
即,
即,
即,
由P(X1=3)=0,所以
,
所以,即证.
【解答】解:(1)现有一种不断分裂的M细胞,在每个分裂周期中,
一个M细胞以的概率分裂成一个新的M细胞,以的概率分裂成两个新的M细胞,
分裂后原来的M细胞消失,新的M细胞在下一个分裂周期里会继续分裂,
设初始状态下有1个M细胞,n个分裂周期后,M细胞的数目为Xn,
由题意可知,X2的可能取值为1,2,3,4,
其中,,
,,
所以X2分布列为:
X2
1
2
3
4
P
根据离散型随机变量的期望公式可得;
(2)现有一种不断分裂的M细胞,在每个分裂周期中,
一个M细胞以的概率分裂成一个新的M细胞,以的概率分裂成两个新的M细胞,
分裂后原来的M细胞消失,新的M细胞在下一个分裂周期里会继续分裂,
设初始状态下有1个M细胞,n个分裂周期后,M细胞的数目为Xn,
n(n∈N*)个周期结束后共有2个细胞,则必在某一个周期结束后分裂成2个细胞,
不妨设细胞在第k个周期时分裂为2个细胞,之后一直有2个细胞,
此事件概率,
根据等比数列的求和公式可得
;
证明:(3)现有一种不断分裂的M细胞,在每个分裂周期中,
一个M细胞以的概率分裂成一个新的M细胞,以的概率分裂成两个新的M细胞,
分裂后原来的M细胞消失,新的M细胞在下一个分裂周期里会继续分裂,
设初始状态下有1个M细胞,n个分裂周期后,M细胞的数目为Xn,
由全概率公式知,
化简得,
代入,
即,
即,
即,
由P(X1=3)=0,所以根据等比数列的求和公式可得:
,
所以,即证.
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