冲刺 2020 年高考数学(理)全真模拟演练(十)
一、单选题
1.设全集为 , , ,则 ( )
A.{x|﹣3<x<﹣2} B.{x|﹣2≤x<0} C.{x|﹣2<x<0} D.{x|﹣3<x<0}
【答案】B
【解析】
【分析】
分别求出集合 ,可得 的值.
【详解】
解:由题意可得: ,
,可得
,
故选:B.
【点睛】
本题主要考查集合的交并补运算,属于基础题,由题意求出集合 是解题的关键.
2.若复数 的虚部小于 0, ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据 可得 ,结合模长关系列方程,根据虚部小于 0 即可得解.
【详解】
由 ,得 ,因为 ,所以 .
又 z 的虚部小于 0,所以 , .
故选:C
【点睛】
此题考查复数的概念辨析和模长计算,根据复数的概念和运算法则求解.
R 3){ | }3 1x xA x +(= < { | }2B x y ln x= = (﹣﹣ ) CUA B( )=
A B、 UA B( )
{ } { }3){ | }= |3 1 0( 3 0) | 3x xA x x x x x x+ + = −(= < < < <
{ | } { | 2 } { |2 0 }2B x y ln x x xx x= − − −== = (﹣﹣ ) > < { | 2}U xB x= ≥ −
{ }2 0|UA B x x≤( )= ﹣ <
A B、
z | z | 5= 4z z+ = iz =
1 3i+ 2 i+ 1 2i+ 1 2i−
4z z+ = ( )2z mi m= + ∈R
4z z+ = ( )2z mi m= + ∈R 2| | 4 5z m= + = 1m = ±
2z i= − 1 2iz i= +3.命题“∀x∈R,x2﹣2x+2≥0”的否定是( )
A.∀x∈∅,x2﹣2x+2≥0 B.∀x∈R,x2﹣2x+2<0
C.∃x0∈R,x02﹣2x0+2≥0 D.∃x0∈R,x02﹣2x0+2<0
【答案】D
【解析】
【分析】
根据全称命题的否定形式,即可求出结论.
【详解】
命题“∀x∈R,x2﹣2x+2≥0”的否定是:
“∃x0∈R,x02﹣2x0+2<0”.
故选:D.
【点睛】
本题考查命题的否定形式,要注意量词之间的转化,属于基础题.
4.如图,半径为 的圆 内有一内接正六边形 ,正六边形中的黑色部分和白色部分关于圆的圆
心 成中心对称,在圆内随机取一点,则次点取自黑色部分的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由三角形面积公式以及几何概型中的面积型可得 ,计算即可.
【详解】
由三角形面积公式可得:
,
又 ,
r O ABCDEF
O
3 3
4π
3 3
8π
3
4π
3
8π
( ) SP A S
= 阴
圆
2 21 3 33 sin 602 4S r r = ° =
⋅阴
2S rπ=圆由几何概型中的面积型可得:
,
故选:A.
【点睛】
本题考查了几何概型中的面积型及三角形的面积公式,属于基础题.
5.已知圆 O 中,弦 PQ 满足 ,则圆 O 半径的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
延长 交圆 于点 ,连接 ,则 为圆 的直径,将 ,转化为 , 再用
数量积展开 ,有 求解.
【详解】
如图所示:
延长 交圆 于点 ,连接 ,则 为圆 的直径,
所以 又因为 , 为圆 的弦,
所以 , , ,
2
2
3 3
3 34( ) 4
rSP A S rπ π= = =阴
圆
1PQ PO⋅ =
2
2
1
2 2
PO O N QN PN O 1PQ PO⋅ = 2PQ PN⋅ =
2 2cos cos 2PQ PN PQ PN QPN PN QPN⋅ = ⋅ ⋅ ∠ = ∠ = 2
cosPN QPN
= ∠
PO O N QN PN O
2 ,PN PO= 1PQ PO⋅ = PQ O
2PQ PN⋅ = 90PQN∠ = cos PQQPN PN
∠ =所以 ,
所以 ,
又因为 ,
所以当 时, 取得最小值 ,
所以圆半径的最小值为 .
故选:A
【点睛】
本题主要考查平面向量的应用,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题.
6.已知数列 , 满足 , , ,则数列 的前 10 项的
和为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据等差数列、等比数列定义以及通项公式确定数列 , 通项公式,再根据分组求和法以及等比数
列求和公式求结果.
【详解】
为以 1 为首项,2 为公差的等差数列,所以
为以 1 为首项,2 为公比的等比数列,所以
因此
所以其前 10 项的和为
故选:C
2 2cos cos 2PQ PN PQ PN QPN PN QPN⋅ = ⋅ ⋅ ∠ = ∠ =
2
cosPN QPN
= ∠
cos (0,1]QPN∠ ∈
cos 1QPN∠ = PN 2
2
2
{ }na { }nb 1 1 1a b= = 1
1 2n
n n
n
ba a b
+
+ − = = n∈ +N 1
30nab +
( )101 4 13
− ( )91 4 13
− 104
3
94
3
{ }na { }nb
1 2n na a+ − = ∴ { }na 1 2( 1) 2 1na n n= + − = −
1 2n
n
b
b
+ = ∴ { }nb 1 11 2 2n n
nb − −= × =
2 21 1230 30n
n
ab −+ = +
10 101 (1 4 ) 1 4101 4 30 3
× − + × =−【点睛】
本题考查等差数列、等比数列定义以及通项公式,考查分组求和以及等比数列求和,考查基本分析求解能
力,属中档题.
7.已知函数 图象过点 ,则 图象的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析:因为函数 的图象过点 ,所以 ,即 ,又因
为 ,所以 ,所以函数的解析式为 ,令 ,解得
,当 ,所以函数的一个对称中心为 ,故选 B.
考点:三角函数的图象与性质.
8.《九章算术》中记载,堑堵是底面为直角三角形的直三棱柱,阳马指底面为矩形,一侧棱垂直于底面的
四棱锥.在堑堵 中, ,当阳马 体积为 时,堑堵
的外接球的体积的最小值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
设 AC=x,BC=y,由阳马 B﹣A1ACC1 体积,得到 ,结合基本不等式求得外接球半径由此能求出外
接球体积.
【详解】
设 AC=x,BC=y,由题意得 x>0,y>0,又 体积为 ,
堑堵 的外接球即以 为棱的长方体的外接球
故 ,当且仅当 x=y 时,取等号,
( ) ( )2sin 2 2f x x
πϕ ϕ = + 11?n ≤ 11?n >
10
11S =
1 10, 1, 0 11 2 2S n S= = = + = −×
1 1 1 1 1 12, 1 1 + 12 2 3 2 2 3 3n S= = − + = − − = −×
11 1S n
= − +
10
11S = 10n = 10
11S = 10n ≤ ?
2 2
2 2: 1( 0)x yE a ba b
+ = > > F M :3 4 0l x y− =
E ,A B 4AF BF+ = M l 4
5 EA. B. C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析:设 是椭圆的左焦点,由于直线 过原点,因此 两点关于原点对称,从而
是平行四边形,所以 ,即 , ,设 ,则 ,
所以 , ,即 ,又 ,所以 , .故选 A.
考点:椭圆的几何性质.
【名师点睛】本题考查椭圆的离心率的范围,因此要求得 关系或范围,解题的关键是利用对称性得出
就是 ,从而得 ,于是只有由点到直线的距离得出 的范围,就得出 的取值范围,从
而得出结论.在涉及到椭圆上的点到焦点的距离时,需要联想到椭圆的定义.
12.已知定义在 R 上的函数 的导数为 ,若满足 ,则下列结论:
① ;② ;③ ;④ 中,一定正确的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【解析】
【分析】
根据 的结构特点,构造函数 , ,所以
,得到 在 R 上是增函数,然后利用单调性一一验证.
【详解】
令 ,
所以 ,
因为函数 满足 ,
所以 ,
3(0, ]2
3(0, ]4
3[ ,1)2
3[ ,1)4
1F :3 4 0l x y− = ,A B
1AF BF 1 4BF BF AF BF+ = + = 2 4a = 2a = (0, )M b 4
5
bd =
4 4
5 5
b ≥ 1b ≥ 1 2b≤ < 2 2 2 24c a b b= − = − 0 3c< ≤ 30 2
c
a
< ≤
,a c
AF BF+ 2a 2a = b c
( )f x ( )f x′ ( ) ( ) 1f x xf x′+ >
( )1 0f − > ( )1 0f < ( ) ( )2 2 1f f− > − ( ) 12 1 2f f >
( ) ( ) 1f x xf x′+ > ( )( )h x xf x x= − ( )( ) ( ) 1h x xf x f x′ ′= + −
( ) 0h x′ > ( )h x
( )( )h x xf x x= −
( )( ) ( ) 1h x xf x f x′ ′= + −
( )f x ( ) ( ) 1f x xf x′+ >
( ) 0h x′ >所以 在 R 上是增函数,
因为 ,
所以 故①正确.
因为 ,
所以 ,故②错误.
因为 ,
所以 ,故③正确.
因为 ,
所以 ,故④正确.
故选:B
【点睛】
本题主要考查导数与函数的单调性及单调性的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.
二、填空题
13.定义在 R 上的函数 为奇函数, ,又 也是奇函数,则
______.
【答案】
【解析】
【分析】
由 为奇函数, 也是奇函数可得 为周期函数,且周期为 4,可得
,可得答案.
【详解】
解:因为 是 R 上的奇函数,故 ,又 是奇函数,所以 图象关
于点 对称,可得: ,
( )h x
( )( 1) 1 1 (0) 0h f h− = − − + < =
( )1 1 0f − > >
( )(1) 1 1 (0) 0h f h= − > =
( )1 1>f
( ) ( )( 2) 2 2 2 ( 1) 1 1h f h f− = − − + < − = − − +
( ) ( )2 2 1 1 ( 1)f f f− > − + > −
( ) 1 1 1 1(1) 1 1 ( )2 2 2 2h f h f = − > = −
( ) 1 12 1 1 ( )2 2f f f > + >
( )f x ( )1 1f = ( ) ( )2g x f x= + ( )2020f =
0
( )f x ( ) ( )2g x f x= + ( )f x
( )2020 (0) 0f f= =
( )f x ( ) ( )f x f x= − − ( ) ( )2g x f x= + ( )f x
( )2,0 ( )2 ( 2)f x f x+ = − − +故 , 为周期函数,且周期为 4,
所以 ,
故答案为: .
【点睛】
本题主要考查函数周期性的相关知识,其中由 为奇函数 也为奇函数求出函数 的周期
为 4 是解题的关键.
14.已知 , ,则 ______.
【答案】
【解析】
【分析】
运用二倍角公式和同角三角函数关系公式计算出结果.
【详解】
由题意结合二倍角公式化简 ,得 ,又 即得
,联立 ,解得 .
故答案为:
【点睛】
本题考查了二倍角公式和同角三角函数关系,运用公式 来求值,需要熟练掌握公式,运用
公式来求解.
15.在三棱锥 中,底面为 ,且 ,斜边 上的高为 ,三棱锥 的外接
球的直径是 ,若该外接球的表面积为 ,则三棱锥 的体积的最大值为__________.
【答案】
【解析】
分析:由题意,画出图形,设 ,把棱锥的体积用含有 的代数式表示,然后利用二次函数求解,即可得到
答案.
详解:如图所示,
( )4 [ ( 2) 2] ( ) ( )f x f x f x f x+ = − − + + = − − = ( )f x
( ) ( ) ( )2020 4 505 0 0f f f= × = =
0
( )f x ( )2f x + ( )f x
π0, 2
α ∈ 2sin 2 cos2 1α α= + cosα =
2 5
5
2sin 2 cos2 1α α= + 24sin cos 2cos 1 1α α α= − + π0, 2
α ∈
2sin cosα α= 2 2sin cos 1α α+ = 2 5cos 5
α =
2 5
5
2 2sin cos 1α α+ =
A BCD− Rt∆ BC CD⊥ BD 1 A BCD−
AB 16π A BCD−
4
3
AD x= x由外接球的表面积为 ,可得外接球的半径为 ,则 ,
设 ,则 ,
又 变式上的高 ,
当 平面 时,棱锥 的体积最大,
此时 ,
当 时,体积 最大,此时最大值为 .
点睛:本题考查了有关球的组合体问题,以及三棱锥的体积的求法,解答时要认真审题,注意球的性质的
合理运用,把球的体积表示关于 的函数表达式是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,
以及推理与运算能力.
16.已知函数 ,若对于任意的 ,
不等式 恒成立,求实数 的取值范围__________
【答案】
【解析】
【分析】
由题意可得: ,分类讨论 a>0,a=0,a 0x >
( )g x∴ ( ),0−∞ ( )0, ∞+
( ) ( )min 0 0g x g∴ = =
( )1 0,x∴∀ ∈ +∞ ( )2
1 1 12 1 ln 0ax a x x− + + ≤即只需
当 时,令
则 ,与 矛盾
当 时, 解得
在 单调递增,在 单调递减
综上所述:
【点睛】
本题考查了双变量的不等式恒成立问题,考查了学生转化与划归,分类讨论,数学运算能力,属于较难题.
三、解答题
17.已知 为等差数列 的前 n 项和,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,求数列 的前 n 项和 .
【答案】(1) ;(2) .
【解析】
【分析】
(1)求 ,可以列出一个关于首项和公差的二元一次方程组,解这个方程组,求出首项和公
差,进而求出等差数列 的通项公式;
(2)直接利用等比数列的前 n 项和公式求出 .
【详解】
( )max 0f x ≤
( ) ( ) ( )( )2
' 2 2 1 1 2 1 112 2 1 ax a x ax xf x ax a x x x
− + + − −= − − + = =
0a > 2 1ax a
+=
2 1 2 1 1ln ln 2 0a af a a a
+ + = = + >
( ) 0f x ≤
0a ≤ 2 1 0ax − < ( )' 0f x∴ > 1x <
( )f x∴ ( )0,1 ( )1,+∞
( ) ( ) ( )max 1 2 1 1f x f a a a∴ = = − + = − −
1 0 1a a∴− − ≤ ⇒ ≥ −
[ ]1,0a∈ −
nS { }na 7 228, 2S a= =
{ }na
14 na
nb −= { }nb nT
na n= 4 1
3
n
nT
−=
7 228, 2S a= =
{ }na
nT解:(1)由 ,解得 ,
所以 .
(2) ,所以 的前 项和 .
【点睛】
本题考查了等差数列的通项公式和前 n 项和公式、等比数列前 n 项和公式,考查了数学运算能力、解方程
组的能力.
18.如图,在四棱锥 中,底面 ABCD 为直角梯形, , ,平面
底面 ABCD,Q 为 AD 的中点,M 是棱 PC 上的点, , ,
求证:平面 平面 PAD;
若 ,求二面角 的大小.
【答案】(1)证明见解析;(2) .
【解析】
试题分析:(1)借助题设条件运用面面垂直的判定定理推证;(2)借助题设运用空间向量的数量积公式
求解.
试题解析:
(1)∵ 为 的中点, , ,
∴ , ,∴四边形 是平行四边形,∴ ,
∵底面 为直角梯形, , ,∴ .
又 ,∴ 平面 .∵ 平面 ,∴平面 平面 .…………6 分
(2)∵ ,平面 底面 ,平面 底面 ,
2 1
7 1
2
7 21 28
a a d
S a d
= + =
= + =
1 1
1
a
d
=
=
na n=
14n
nb −= { }nb n 1 4 4 1
1 4 3
n n
nT
− −= =−
P ABCD− / /AD BC 90ADC∠ = PAD ⊥
2PA PD AD= = = 1BC = 3CD =
( )1 PQB ⊥
( )2 3PM MC= M BQ C− −
6
π
Q AD 2PA PD AD= = = 1BC =
PQ AD⊥ / /QL BC BCDQ / /DC QB
ABCD / /AD BC 90ADC∠ = BQ AD⊥
BQ PQ Q∩ = AD ⊥ PQB AD ⊂ PAD PQB ⊥ PAD
PQ AD⊥ PAD ⊥ ABCD PAD ∩ ABCD AD=∴ 底面 ,
以 为原点, 为 轴, 为 轴, 为轴 ,建立空间直角坐标系,
则 , , , ,
设 ,则 ,
即 ,
∴ , , ,∴ ,
, ,
设平面 的法向量 ,则 ,
取 ,得 ,平面 的法向量 .
设二面角 的平面角为 ,则 ,
∴ ,
∴二面角 的大小为 .………………12 分
考点:空间线面的位置关系及向量的数量积公式等有关知识的综合运用.
19.某“双一流”大学专业奖学金是以所学专业各科考试成绩作为评选依据,分为专业一等奖学金(奖金额
元)、专业二等奖学金(奖金额 元)及专业三等奖学金(奖金额 元),且专业奖学金每个学
生一年最多只能获得一次.图(1)是统计了该校 年 名学生周课外平均学习时间频率分布直方图,
PQ ⊥ ABCD
Q QA x QB y QP z
(0,0,0)Q (0, 3,0)B ( 1, 3,0)C − (0,0, 3)P
( , , )M a b c 3
4PM PC =
3 3 3 3 3 3( , , 3) ( 1, 3, 3) ( , , )4 4 4 4a b c − = − − = − −
3
4a = − 3 3
4b = 3
4c = 3 3 3 3( , , )4 4 4M −
3 3 3 3( , , )4 4 4QM = − (0, 3,0)QF =
MQB ( , , )r x y z=
3 3 3 3· 0{ 4 4 4
· 3 0
n QM x y z
n QB y
= − + + =
= =
1x = (1,0, 3)r = BQC (0,0,1)n =
M BQ C− − θ · 3cos 2·
m n
m n
θ = =
6
πθ =
M BQ C− −
6
π
3000 1500 600
2018 500图(2)是这 名学生在 年周课外平均学习时间段获得专业奖学金的频率柱状图.
(Ⅰ)求这 名学生中获得专业三等奖学金的人数;
(Ⅱ)若周课外平均学习时间超过 小时称为“努力型”学生,否则称为“非努力型”学生,列 联表并
判断是否有 的把握认为该校学生获得专业一、二等奖学金与是否是“努力型”学生有关?
(Ⅲ)若以频率作为概率,从该校任选一名学生,记该学生 年获得的专业奖学金额为随机变量 ,
求随机变量 的分布列和期望.
【答案】(Ⅰ)160 人;(Ⅱ)有;(Ⅲ)见解析.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据频率之和为 1,得到获得三等奖学金的频率,再由总人数得到答案;(Ⅱ)根据频率分布直方
图和频率柱状图,填写好列联表,再计算出 进行判断,得到答案;(Ⅲ)先得到 可取的值,再分别
求出其概率,根据数学期望的公式,得到答案.
【详解】
获得三等奖学金的频率为:
,
500 2018
500
35 2 2×
99.9%
2018 X
X
2
2 ( )
( )( )( )( )
n ad bcK a b c d a c b d
−= + + + +
2K X
( )I
( ) ( ) ( )0.008 0.016 0.04 5 0.15 0.04 0.056 0.016 5 0.4 0.016 0.008 5 0.4 0.32+ + × × + + + × × + + × × =
500 0.32 160× =故这 名学生获得专业三等奖学金的人数为 人.
每周课外学习时间不超过 小时的“非努力型”学生有
其中获得一、二等奖学金学生有
每周课外学习时间超过 小时称为“努力型”学生有 人,
其中获得一、二等奖学金学生有 人,
联表如图所示:
“非努力型”学生 “努力型”学生 总计
获得一二等奖学金学生
未获得一二等奖学金学
生
总计
故有 的把握认为获得一二等奖学金与学习“努力型”学生的学习时间有关;
的可能取值为
,
,
,
的分布列
0 600 1500 3000
0.424 0.32 0.198 0.058
500 160
( )II 35
( )500 0.008 0.016 0.04 0.04 0.056 0.016 5 440× + + + + + × = 人,
( ) ( ) ( )500 0.008 0.016 0.04 5 0.05 500 0.04 0.056 0.016 5 0.25 0.05 92x + + × × + × + + × × + =
35 500 0.12 60× =
( )60 0.35 0.25 36× + =
2 2× 列
92 36 128
348 24 372
440 60 500
( )2
2 500 348 36 92 24 42.36 10.83440 60 128 372K
× × − ×= ≈ >× × ×
99.9%
( )III X 0,600,1500,3000
( )600 0.32P X = =
( )1500 0.198P X = =
( )3000 0.058P X = =
( )0 1 0.32 0.198 0.058 0.424P X = = − − − =
X
X
P其期望为 元.
【点睛】
本题考查利用频率分布直方图求频率和频数,通过求 的值进行判断是否相关,随机变量的分布列和数学
期望,属于中档题.
20.已知定点 , ,直线 、 相交于点 ,且它们的斜率之积为 ,记动点
的轨迹为曲线 。
(1)求曲线 的方程;
(2)过点 的直线与曲线 交于 、 两点,是否存在定点 ,使得直线 与 斜率之
积为定值,若存在,求出 坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】(1) ;(2) 存在定点 ,见解析
【解析】
【分析】
(1)设动点 ,则 ,利用 ,求出曲线 的方程.
(2)由已知直线 过点 ,设 的方程为 ,则联立方程组 ,
消去 得 ,设 , , , 利用韦达定理求解直线的斜率,然后求解
指向性方程,推出结果.
【详解】
解:(1)设动点 ,则 ,
,
,即 ,
化简得: 。
由已知 ,故曲线 的方程为 。
0 0.424 600 0.32 1500 0.198 3000 0.058 192 297 174 663EX x= × + × + + × = + + =
2K
( )3 0A − , ( )3,0B AM BM M 1
9
− M
C
C
( )1,0T C P Q ( )0,0S x SP SQ
S
( )2
2 1 39
x y x+ = ≠ ± ( )3,0S ±
( , )M x y , ( 3)3 3MA MB
y yk k xx x
= = ≠ ±+ −
1
9MA MBk k = − C
l (1,0)T l 1x my= + 2 2
1
9 9
x my
x y
= +
+ =
x 2 2( 9) 2 8 0m y my+ + − = 1(P x 1)y 2(xQ 2 )y
( ),M x y ( )33MA
yk xx
= ≠ −+
( )33MB
yk xx
= ≠−
1
9MA MBk k⋅ = −
1
3 3 9
y y
x x
⋅ = −+ −
2
2 19
x y+ =
3x ≠ ± C ( )2
2 1 39
x y x+ = ≠ ±(2)由已知直线 过点 ,设 的方程为 ,
则联立方程组 ,消去 得 ,
设 , ,则
又直线 与 斜率分别为 ,
,
则 。
当 时, , ;
当 时, , 。
所以存在定点 ,使得直线 与 斜率之积为定值。
【点睛】
本题考查轨迹方程的求法,直线与椭圆的位置关系的综合应用,考查计算能力,属于中档题.
21.已知函数 , .
(1)求 的单调区间;
(2)若 在 上成立,求 的取值范围.
【答案】(1) 单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;(2) .
【解析】
【分析】
(1) ,利用 ,解得 ,即可得出单调区间.
(2)法一:由 得 ,即 .令 ,
l ( )1,0T l 1x my= +
2
2
1,
19
x my
x y
= + + =
x ( )2 29 2 8 0m y my+ + − =
( )1 1,P x y ( )2 2,Q x y
1 2 2
1 2 2
2 ,9
8 .9
my y m
y y m
+ = − +
= − +
SP SQ 1 1
1 0 1 01SP
y yk x x my x
= =− + −
2 2
2 0 2 01SQ
y yk x x my x
= =− + −
( )( ) ( ) ( )
1 2
22 2
1 0 2 0 0 0
8
1 1 9 9 1SP SQ
y yk k my x my x x m x
−⋅ = =+ − + − − + −
0 3x = m R∀ ∈ ( )2
0
8 2
99 1SP SQk k
x
−⋅ = = −
−
0 3x = − m R∀ ∈ ( )2
0
8 1
189 1SP SQk k
x
−⋅ = = −
−
( )3,0S ± SP SQ
ln( ) ( )x af x a Rx
+= ∈ 2( ) 2xg x e= −
( )f x
( ) ( )f x g x≤ (0, )+∞ a
( )f x 1(0, )ae − 1[ , )ae − +∞ ( ,1]−∞
2
1 ln'( ) x af x x
− −= '( ) 0f x = x
( ) ( )f x g x≤ 2ln 2xx a ex
+ ≤ − 2( 2) lnxa x e x≤ − − 2( ) ( 2) lnxh x x e x= − −利用导数研究其单调性即可得出.
法二:由 得 ,即 ,令
,利用导数研究其单调性即可得出.
【详解】
解:(1) ,
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减,
故 单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
(2)法一:由 得 ,即 ,
令 , ,
, , 在 单调递增,
又 , ,
所以 有唯一的零点 ,
且当 时, ,即 , 单调递减,
当 时, ,即 , 单调递增,
所以 ,
又因为 所以 ,
所以 , 的取值范围是 .
法二:由 得 ,
即 ,
令 ,因为 , ,
所以 存在零点 ;
( ) ( )f x g x≤ 2ln 2xx a ex
+ ≤ − 2 ln 22 ln (2 ln )x x xa xe x x e x x+≤ − − = − +
( ) 2 lnx x xϕ = +
2
1 ln'( ) x af x x
− −=
10 ax e −< < '( ) 0f x > ( )f x
1 ax e −≥ '( ) 0f x ≤ ( )f x
( )f x 1(0, )ae − 1[ , )ae − +∞
( ) ( )f x g x≤ 2ln 2xx a ex
+ ≤ − 2( 2) lnxa x e x≤ − −
2( ) ( 2) lnxh x x e x= − − 2 21 2 1'( ) (2 1) (2 1)x xxh x x e x ex x
+ = + − = + −
2 1( ) ( 0)xF x e xx
= − > 2
2
1'( ) 2 0xF x e x
= + > ( )F x (0, )+∞
1 4 04F e = −
( )F x 0
1 1( , )4 2x ∈
0(0, )x x∈ 3 — 4x x '( ) 0h x < ( )h x
0( , )x x∈ +∞ ( ) 0F x > '( ) 0h x > ( )h x
( ) ( )02
min 0 0 0( ) 2 lnxh x h x x e x= = − −
0( ) 0F x = ( )
00 0 0 02
0
1 12 ln 1 2 2 1xh x x x xx e
= − − = − + =
1a ≤ a ( ,1]−∞
( ) ( )f x g x≤ 2ln 2xx a ex
+ ≤ −
2 ln 22 ln (2 ln )x x xa xe x x e x x+≤ − − = − +
( ) 2 lnx x xϕ = + 1 2( ) 1 0e e
ϕ = − < (1) 2 0ϕ = >
( )xϕ 1x令 ,则 ,当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增.
所以 ,
所以 ,
所以 的取值范围是 .
【点睛】
本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、方程与不等式的解法、等价转化方法,考查了推理能
力与计算能力.
22.在直角坐标系 中,曲线 的方程为 ( 为参数).以坐标原点 为极点, 轴正半轴
为极轴建立极坐标系,曲线 的极坐标方程为 .
(1)求 , 交点的直角坐标;
(2)设点 的极坐标为 ,点 是曲线 上的点,求 面积的最大值.
【答案】(1) , ; (2) .
【解析】
【分析】
(1)结合 ,得到曲线的普通方程,计算交点坐标,即可。(2)结合三角形面积计算
公式, 结合三角函数性质,计算最值,即可。
【详解】
(Ⅰ) , ,∴ ,∴ .
联立方程组得 ,解得 , ,
∴所求交点的坐标为 , .
( ) xG x e x= − '( ) 1xG x e= − ( , 0)x ∈ −∞ '( ) 0G x < ( )G x
(0, )x∈ +∞ '( ) 0G x > ( )G x
min( ) (0) 1G x G= =
( )1 1ln 2ln 2
1 1(2 ln ) 2 ln 1x xx xe x x e x x++ − + ≥ − + =
a ( ,1]−∞
xOy 1C cos
sin
x
y
α
α
=
=
α O x
2C 2cosρ θ=
1C 2C
A (4, )3
π
B 2C AOB∆
1 3
2 2
, 1 3
2 2
−
, 2 3+
22 2 , cosx y xρ ρ θ== +
2 2
1 : 1C x y+ = 2 : =2cosC ρ θ 2 =2 cosρ ρ θ 2 2 2x y x+ =
2 2
2 2
1
2
x y
x y x
+ =
+ =
1
1
1
2
3
2
x
y
=
=
2
2
1
2
3
2
x
y
=
= −
1 3
2 2
, 1 3
2 2
−
,(Ⅱ)设 ,则 .
∴ 的面积
∴当 时, .
【点睛】
本道题考查了参数方程化为普通方程,考查了极坐标方程化为普通方程,考查了三角函数的性质,难
度中等。
23.已知函数 .
(1)求不等式 的解集;
(2)若对任意 ,不等式 恒成立,求 的取值范围,
【答案】(1) ;(2) .
【解析】
【分析】
(1)利用分段讨论法去掉绝对值,求出不等式 的解集;
(2)利用绝对值三角不等式求出 的最大值,得出关于 的不等式,求出解集即可.
【详解】
(1)当 时, ,解得 ;
当 时, ,解得 ,则 ;
当 时, ,解得 ,则 .
综上,不等式 的解集为 ;
(2)
,
( )B ρ θ, =2cosρ θ
AOB∆ 1 1sin 4 sin 4cos sin2 2 3 3S OA OB AOB
π πρ θ θ θ = ⋅ ⋅ ⋅ ∠ = ⋅ − = −
2cos 2 36
πθ = + +
23
12
πθ = max 2 3S = +
( ) 3 1 2 4f x x x= + − −
( ) 3f x >
x∈R ( ) 22 8f x x t t− − ≤ − t
4( , 10) ,5
−∞ − +∞ ( ] [ ), 1 9,−∞ − +∞
( ) 3f x >
( ) 2f x x− − t
1x < − ( ) 3( 1) (2 4) 3f x x x= − + + − > 10x < −
1 2x− ≤ ≤ ( ) 3( 1) (2 4) 3f x x x= + + − > 4
5x > 4 25 x< ≤
2x > ( ) 3( 1) (2 4) 3f x x x= + − − > 4x > − 2x >
( ) 3f x > 4( , 10) ,5
−∞ − +∞
( ) | 2 | 3| 1| | 2 4 | | 2 |f x x x x x− − = + − − − − 3| 1| 3| 2 |x x= + − − | 3 3| | 3 6 |x x= + − −
| 3 3 (3 6) | 9x x≤ + − − =若对任意 ,不等式 恒成立,
则 ,解得 或 .
因此,实数 的取值范围是 .
【点睛】
本题考查了含有绝对值的不等式解法与应用,同时考查了不等式恒成立问题,属于中档题.
x∈R 2( ) | 2 | 8f x x t t− − ≤ −
2 8 9t t− ≥ 1t ≤ − 9t ≥
t ( ] [ ), 1 9,−∞ − +∞