2015-2016学年河北省衡水中学高三(上)二调数学试卷(文科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分60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.设全集U={1,3,5,6,8},A={1,6},B={5,6,8},则(∁UA)∩B=( )
A.{6} B.{5,8} C.{6,8} D.{3,5,6,8}
2.已知数列{an}中,a1=a2=1,且an+2﹣an=1,则数列{an}的前100项和为( )
A.2550 B.2600 C.2651 D.2652
3.设0≤x<2π,且=sinx﹣cosx,则( )
A.0≤x≤π B.≤x≤ C.≤x≤ D.≤x≤
4.已知A,B是非空集合,命题甲:A∪B=B,命题乙:A⊈B,那么( )
A.甲是乙的充分不必要条件
B.甲是乙的必要不充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲是乙的既不充分也不必要条件
5.下列函数中,图象关于坐标原点对称的是( )
A.y=lgx B.y=cosx C.y=|x| D.y=sinx
6.,是两个向量,||=1,||=2,且(+)⊥,则与的夹角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
7.已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ=( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
8.在等差数列{an}中,若a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,则a3+a6+a9的值为( )
A.30 B.27 C.24 D.21
9.已知M是△ABC内的一点,且=2,∠BAC=30°,若△MBC,△MCA和△MAB的面积分别为,x,y,则+的最小值是( )
A.20 B.18 C.16 D.9
10.若点P是曲线y=x2﹣lnx上任意一点,则点P到直线y=x﹣2的最小距离为( )
- 15 -
A.1 B. C. D.
11.f(x)=x2﹣2x,g(x)=ax+2(a>0),若对任意的x1∈[﹣1,2],存在x0∈[﹣1,2],使g(x1)=f(x0),则a的取值范围是( )
A. B. C.[3,+∞) D.(0,3]
12.已知点P为△ABC所在平面内一点,且满足=λ(+)(λ∈R),则直线AP必经过△ABC的( )
A.重心 B.内心 C.垂心 D.外心
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.已知函数f(x)=2015sinx+x2015+2015tanx+2015,且f(﹣2015)=2016,则f(2015)的值为 .
14.不等式ex≥kx对任意实数x恒成立,则实数k的最大值为 .
15.函数y=sinx﹣cosx﹣sinxcosx的最大值为 .
16.已知△ABC的三边a,b,c满足+=,则角B= .
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(10分)(2014•河北区一模)已知A,B,C分别为△ABC的三边a,b,c所对的角,向量,,且.
(1)求角C的大小;
(2)若sinA,sinC,sinB成等差数列,且,求边c的长.
18.(12分)(2011•广东三模)已知向量=(cosα,sinα),=(cosβ,sinβ),|﹣|=.
(1)求cos(α﹣β)的值;
(2)若0<α<,﹣<β<0,且sinβ=﹣,求sinα的值.
- 15 -
19.(12分)(2015秋•衡水校级月考)已知函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f′(x)=﹣2x+7,数列{an}的前n项和为Sn,点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求Sn的最大值.
20.(12分)(2014•泉州模拟)数列{an}的前n项和为Sn=2n+1﹣2,数列{bn}是首项为a1,公差为d(d≠0)的等差数列,且b1,b3,b9成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若cn=(n∈N*),求数列{cn}的前n项和Tn.
21.(12分)(2013•泗县模拟)已知在x=1与处都取得极值.
(Ⅰ) 求a,b的值;
(Ⅱ)设函数g(x)=x2﹣2mx+m,若对任意的,总存在,使得g(x1)≥f(x2)﹣lnx2,求实数m的取值范围.
22.(12分)(2012•宜春模拟)已知函数.
(Ⅰ)当0<a≤1时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)是否存在实数a,使f(x)≤x恒成立,若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,说明理由.
2015-2016学年河北省衡水中学高三(上)二调数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分60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.设全集U={1,3,5,6,8},A={1,6},B={5,6,8},则(∁UA)∩B=( )
A.{6} B.{5,8} C.{6,8} D.{3,5,6,8}
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】根据补集和交集的意义直接求解即可.
【解答】解:由于U={1,3,5,6,8},A={1,6},∴CUA={3,5,8},∵B={5,6,8},∴(CUA)∩B={5,8},
故选B.
【点评】本题考查集合的交集及补集运算,较简单.
2.已知数列{an}中,a1=a2=1,且an+2﹣an=1,则数列{an}的前100项和为( )
A.2550 B.2600 C.2651 D.2652
【考点】等差数列的前n项和.
- 15 -
【专题】等差数列与等比数列.
【分析】a1=a2=1,且an+2﹣an=1,可得数列{an}奇数项与偶数项分别成等差数列,公差与首项都为1.利用等差数列的前n项和公式即可得出.
【解答】解:∵a1=a2=1,且an+2﹣an=1,
∴数列{an}奇数项与偶数项分别成等差数列,公差与首项都为1.
∴数列{an}的前100项和=(a1+a3+…+a99)+(a2+a4+…+a100)
=
=2550.
故选:A.
【点评】本题考查了等差数列的定义通项公式及其前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
3.设0≤x<2π,且=sinx﹣cosx,则( )
A.0≤x≤π B.≤x≤ C.≤x≤ D.≤x≤
【考点】二倍角的正弦;同角三角函数基本关系的运用.
【分析】先对进行化简,即=|sinx﹣cosx|,再由=sinx﹣cosx确定sinx>cosx,从而确定x的范围,得到答案.
【解答】解:∵,
∴sinx≥cosx.∵x∈[0,2π),∴.
故选B.
【点评】本题主要考查三角函数的二倍角公式和同角三角函数的基本关系.属基础题.三角函数这一部分的公式比较多,一定要强化公式的记忆.
4.已知A,B是非空集合,命题甲:A∪B=B,命题乙:A⊈B,那么( )
A.甲是乙的充分不必要条件
B.甲是乙的必要不充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲是乙的既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【专题】常规题型.
【分析】已知A,B是非空集合,命题甲:A∪B=B,可以推出A⊆B,从而进行判断;
【解答】解:∵已知A,B是非空集合,A∪B=B,
∴A⊊B或A=B,
∵命题乙:A⊈B,
∴甲是乙既不充分也不必要条件
故选D.
【点评】此题以集合为载体,考查了必要条件和充分条件的定义及其判断,是一道基础题.
- 15 -
5.下列函数中,图象关于坐标原点对称的是( )
A.y=lgx B.y=cosx C.y=|x| D.y=sinx
【考点】奇偶函数图象的对称性.
【专题】计算题.
【分析】根据函数的性质可得奇函数关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称,要找图象关于原点对称,即在4个选项中找出奇函数即可,结合选项利用排除法.
【解答】解:根据函数的性质可得奇函数关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称,
A:y=lgx是非奇非偶函数,错误
B:y=cosx为偶函数,图象关于y轴对称,错误
C:y=|x|为偶函数,图象关于y轴对称,错误
D:y=sinx为奇函数,图象关于原点对称,正确
故选D
【点评】本题主要考查了函数奇、偶函数的性质可得奇函数关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称,奇偶函数的判断,注意:再判断函数的奇偶性时,不但要检验f(﹣x)与f(x)的关系,更不能漏掉对函数的定义域要求对称的检验.
6.,是两个向量,||=1,||=2,且(+)⊥,则与的夹角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【考点】数量积表示两个向量的夹角;平面向量数量积的运算.
【专题】平面向量及应用.
【分析】设,的夹角为θ,0°≤θ≤180°,则由题意可得()•=0,解得cosθ=﹣,可得θ 的值.
【解答】解:设,的夹角为θ,0°≤θ≤180°,则由题意可得()•=0,
即 +=1+1×2×cosθ=0,解得cosθ=﹣,∴θ=120°,
故选C.
【点评】本题主要考查两个向量垂直的性质,根据三角函数的值求角,属于中档题.
7.已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ=( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
【考点】三角函数中的恒等变换应用;同角三角函数基本关系的运用.
【专题】计算题.
【分析】利用sin2θ+cos2θ=1,令原式除以sin2θ+cos2θ,从而把原式转化成关于tanθ的式子,把tanθ=2代入即可.
【解答】解:sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ
=
- 15 -
=
==.
故选D.
【点评】本题主要考查了三角函数的恒等变换应用.本题利用了sin2θ+cos2θ=1巧妙的完成弦切互化.
8.在等差数列{an}中,若a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,则a3+a6+a9的值为( )
A.30 B.27 C.24 D.21
【考点】等差数列的性质.
【专题】计算题;等差数列与等比数列.
【分析】利用等差数列的定义,求出数列的公差,从而可求a3+a6+a9的值.
【解答】解:设等差数列的公差为d,则
∵等差数列{an}中,a1+a4+a7=39,a2+a5+a8=33,
∴两式相减可得3d=﹣6
∴d=﹣2
∴a3+a6+a9=a2+a5+a8+3d=a2+a5+a8﹣6=33﹣6=27
故选B.
【点评】本题考查等差数列的定义,考查学生的计算能力,属于基础题.
9.已知M是△ABC内的一点,且=2,∠BAC=30°,若△MBC,△MCA和△MAB的面积分别为,x,y,则+的最小值是( )
A.20 B.18 C.16 D.9
【考点】基本不等式在最值问题中的应用;向量在几何中的应用.
【专题】计算题.
【分析】利用向量的数量积的运算求得bc的值,利用三角形的面积公式求得x+y的值,进而把+转化成2(+)×(x+y),利用基本不等式求得+的最小值.
【解答】解:由已知得=bccos∠BAC=2⇒bc=4,
故S△ABC=x+y+=bcsinA=1⇒x+y=,
而+=2(+)×(x+y)
=2(5++)≥2(5+2)=18,
故选B.
【点评】本题主要考查了基本不等式在最值问题中的应用,向量的数量积的运算.要注意灵活利用y=ax+的形式.
- 15 -
10.若点P是曲线y=x2﹣lnx上任意一点,则点P到直线y=x﹣2的最小距离为( )
A.1 B. C. D.
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】计算题.
【分析】设出切点坐标,利用导数在切点处的函数值,就是切线的斜率,求出切点,然后再求点P到直线y=x﹣2的最小距离.
【解答】解:过点P作y=x﹣2的平行直线,且与曲线
y=x2﹣lnx相切,
设P(x0,x02﹣lnx0)则有
k=y′|x=x0=2x0﹣.
∴2x0﹣=1,∴x0=1或x0=﹣(舍去).
∴P(1,1),
∴d==.
故选B.
【点评】本题考查点到直线的距离,导数的应用,考查计算能力,是基础题.
11.f(x)=x2﹣2x,g(x)=ax+2(a>0),若对任意的x1∈[﹣1,2],存在x0∈[﹣1,2],使g(x1)=f(x0),则a的取值范围是( )
A. B. C.[3,+∞) D.(0,3]
【考点】函数的值域;集合的包含关系判断及应用.
【专题】计算题;压轴题.
【分析】先求出两个函数在[﹣1,2]上的值域分别为A、B,再根据对任意的x1∈[﹣1,2],存在x0∈[﹣1,2],使g(x1)=f(x0),集合B是集合A的子集,并列出不等式,解此不等式组即可求得实数a的取值范围,注意条件a>0.
【解答】解:设f(x)=x2﹣2x,g(x)=ax+2(a>0),在[﹣1,2]上的值域分别为A、B,
由题意可知:A=[﹣1,3],B=[﹣a+2,2a+2]
∴
∴a≤
又∵a>0,
∴0<a≤
故选:A
【点评】此题是个中档题.考查函数的值域,难点是题意的理解与转化,体现了转化的思想.同时也考查了同学们观察、推理以及创造性地分析问题、解决问题的能力,
- 15 -
12.已知点P为△ABC所在平面内一点,且满足=λ(+)(λ∈R),则直线AP必经过△ABC的( )
A.重心 B.内心 C.垂心 D.外心
【考点】向量的线性运算性质及几何意义.
【专题】转化思想;向量法;平面向量及应用.
【分析】两边同乘以向量,利用向量的数量积运算可求得•=0,从而得到结论.
【解答】解:∵=λ(+),
两边同乘以向量,得•=λ(+)•=λ(+)
=λ(+)=λ(﹣||+||)=0.
∴⊥,
即点P在在BC边的高线上,
∴P的轨迹过△ABC的垂心.
故选:C
【点评】本题考查平面向量数量积的运算、向量的线性运算性质及其几何意义,属中档题.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.已知函数f(x)=2015sinx+x2015+2015tanx+2015,且f(﹣2015)=2016,则f(2015)的值为 2014 .
【考点】函数奇偶性的性质.
【专题】函数的性质及应用.
【分析】根据f(x)解析式可以看出函数f(x)﹣2015为奇函数,从而便有f(﹣2015)﹣2015=﹣[f(2015)﹣2015],这样即可根据f(﹣2015)的值解出f(2015).
【解答】解:f(x)﹣2015=2015sinx+x2015+2015tanx,∴f(x)﹣2015为奇函数;
∴f(﹣2015)﹣2015=﹣[f(2015)﹣2015],f(﹣2015)=2016;
∴f(2015)=2014.
故答案为:2014.
【点评】考查奇函数的概念,将函数变成奇函数解决问题的方法,不要直接按f(x)为奇函数求.
14.不等式ex≥kx对任意实数x恒成立,则实数k的最大值为 e .
【考点】函数恒成立问题.
- 15 -
【专题】函数的性质及应用;不等式的解法及应用.
【分析】由题意可得f(x)=ex﹣kx≥0恒成立,即有f(x)min≥0,求出f(x)的导数,求得单调区间,讨论k,可得最小值,解不等式可得k的最大值.
【解答】解:不等式ex≥kx对任意实数x恒成立,即为
f(x)=ex﹣kx≥0恒成立,
即有f(x)min≥0,
由f(x)的导数为f′(x)=ex﹣k,
当k≤0,ex>0,可得f′(x)>0恒成立,f(x)递增,无最大值;
当k>0时,x>lnk时f′(x)>0,f(x)递增;x<lnk时f′(x)<0,f(x)递减.
即有x=lnk处取得最小值,且为k﹣klnk,
由k﹣klnk≥0,解得k≤e,
即k的最大值为e,
故答案为:e.
【点评】本题考查不等式恒成立问题的解法,注意运用构造函数求最值,考查运算能力,属于中档题.
15.函数y=sinx﹣cosx﹣sinxcosx的最大值为 + .
【考点】三角函数的最值.
【专题】三角函数的求值.
【分析】令sinx﹣cosx=t∈[﹣,],可得y=(t+1)2﹣1,再利用二次函数的性质求得它的最大值.
【解答】解:令sinx﹣cosx=t∈[﹣,],则t2=1﹣2sinxcosx,
函数y=sinx﹣cosx﹣sinxcosx=t﹣=t2+t﹣=(t+1)2﹣1,
故当t=时,函数y取得最大值为 t=+,
故答案为:+.
【点评】本题主要考查二次函数的性质,体现了转化的数学思想,属于基础题.
16.已知△ABC的三边a,b,c满足+=,则角B= .
【考点】余弦定理.
【专题】解三角形.
【分析】化简所给的条件求得b2=a2+c2﹣ac,利用余弦定理求得cosB= 的值,可得B的值.
【解答】解:△ABC的三边a,b,c满足+=,
- 15 -
∴+=3,∴+=1,∴c(b+c)+a(a+b)=(a+b)(b+c),
即 b2=a2+c2﹣ac,∴cosB==,
∴B=,
故答案为:.
【点评】本题主要考查余弦定理的应用,根据三角函数的值求角,式子的变形是解题的难点,属于中档题.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(10分)(2014•河北区一模)已知A,B,C分别为△ABC的三边a,b,c所对的角,向量,,且.
(1)求角C的大小;
(2)若sinA,sinC,sinB成等差数列,且,求边c的长.
【考点】余弦定理;正弦定理.
【专题】解三角形.
【分析】(1)由两向量的坐标,利用平面向量的数量积运算法则列出关系式,求出cosC的值,即可确定出C的度数;
(2)由sinA,sinC,sinB成等差数列,利用等差数列的性质列出关系式2sinC=sinA+sinB,利用正弦定理化简得到2c=a+b,已知等式利用平面向量的数量积运算化简,将cosC的值代入求出ab的值,利用余弦定理列出关系式,再利用完全平方公式变形,将a+b与ab的值代入即可求出c的值.
【解答】解:(1)∵=(sinA,sinB),=(cosB,cosA),
∴•=sin2C,即sinAcosB+sinBcosA=sin(A+B)=sinC=sin2C=2sinCcosC,
∵sinC≠0,
∴cosC=,
∵C为三角形内角,
∴C=;
(2)∵sinA,sinC,sinB成等差数列,
∴2sinC=sinA+sinB,
利用正弦定理化简得:2c=a+b,
∵•=18,
∴abcosC=ab=18,即ab=36,
- 15 -
由余弦定理得c2=a2+b2﹣2abcosC=a2+b2﹣ab=(a+b)2﹣3ab,
将a+b=2c,ab=36代入得:c2=4c2﹣108,即c2=36,
解得:c=6.
【点评】此题考查了正弦、余弦定理,平面向量的数量积运算,以及等差数列的性质,熟练掌握定理及公式是解本题的关键.
18.(12分)(2011•广东三模)已知向量=(cosα,sinα),=(cosβ,sinβ),|﹣|=.
(1)求cos(α﹣β)的值;
(2)若0<α<,﹣<β<0,且sinβ=﹣,求sinα的值.
【考点】三角函数的恒等变换及化简求值;平面向量数量积的运算.
【专题】计算题.
【分析】(1)通过|﹣|=.求出向量的模,化简即可求出cos(α﹣β)的值;
(2)通过0<α<,﹣<β<0,且sinβ=﹣,求出cosβ的值,sin(α﹣β)的值,利用sinα=sin(α﹣β+β),然后求sinα的值.
【解答】解:(1)因为向量=(cosα,sinα),=(cosβ,sinβ),|﹣|===,所以2﹣2cos(α﹣β)=,
所以cos(α﹣β)=;
(2)若0<α<,﹣<β<0,所以0<α﹣β<π,因为cos(α﹣β)=,所以sin(α﹣β)=
且sinβ=﹣,cosβ=,
所以,sinα=sin(α﹣β+β)=sin(α﹣β)cosβ+cos(α﹣β)sinβ==
【点评】本题是中档题,考查三角函数的恒等变换以及化简求值,平面向量的数量积的应用,注意角的变换的技巧α=α﹣β+β,是简化解题过程的依据,注意角的范围的确定,是解题的关键,同时注意:3,4,5;5,12,13.这些特殊数字组成的直角三角形的三角函数值的应用.
19.(12分)(2015秋•衡水校级月考)已知函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f′(x)=﹣2x+7,数列{an}的前n项和为Sn,点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上.
- 15 -
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求Sn的最大值.
【考点】数列的求和;利用导数研究函数的单调性.
【专题】计算题;函数思想;综合法;等差数列与等比数列.
【分析】(1)由导数性质求出f(x)=﹣x2+7x,由点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,求出,由此能求出数列{an}的通项公式.
(2)令an=﹣2n+8≥0,得n≤4,由此能求出Sn的最大值.
【解答】解:(1)∵f(x)=ax2+bx(a≠0),∴f′(x)=2ax+b,
∵函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的导函数f′(x)=﹣2x+7,
∴a=﹣1,b=7,
∴f(x)=﹣x2+7x,
又∵点Pn(n,Sn)(n∈N*)均在函数y=f(x)的图象上,
∴,
当n=1时,a1=S1=6,
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=﹣2n+8,
∴an=﹣2n+8,n∈N*.
(2)令an=﹣2n+8≥0,得n≤4,
∴当n=3或n=4时,Sn取得最大值=12.
【点评】本题考查数列的通项公式和数列前n项和的最大值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.
20.(12分)(2014•泉州模拟)数列{an}的前n项和为Sn=2n+1﹣2,数列{bn}是首项为a1,公差为d(d≠0)的等差数列,且b1,b3,b9成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(Ⅱ)若cn=(n∈N*),求数列{cn}的前n项和Tn.
【考点】数列的求和.
【专题】等差数列与等比数列.
【分析】(Ⅰ)利用公式,能求出数列{an}的通项公式;利用等差数列的通项公式和等比数列的性质能求出数列{bn}的通项公式.
(Ⅱ)由cn=,利用裂项求和法能求出数列{cn}的前n项和.
【解答】解:(Ⅰ)因为Sn=2n+1﹣2,
所以,当n=1时,a1=S1=21+1﹣2=2=21,
当n≥2时,
an=Sn﹣Sn﹣1=2n+1﹣2n=2n,(2分)
又a1=S1=21+1﹣2=2=21,也满足上式,
- 15 -
所以数列{an}的通项公式为.(3分)
b1=a1=2,设公差为d,则由b1,b3,b9成等比数列,
得(2+2d)2=2×(2+8d),(4分)
解得d=0(舍去)或d=2,(5分)
所以数列{bn}的通项公式为bn=2n.(6分)
(Ⅱ)cn=(8分)
数列{cn}的前n项和:
Tn=(10分)
=1﹣=1﹣=.(12分)
【点评】本题考查数列的通项公式的求法,考查数列前n项和的求法,是中档题,解题时要注意裂项求和法的合理运用.
21.(12分)(2013•泗县模拟)已知在x=1与处都取得极值.
(Ⅰ) 求a,b的值;
(Ⅱ)设函数g(x)=x2﹣2mx+m,若对任意的,总存在,使得g(x1)≥f(x2)﹣lnx2,求实数m的取值范围.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;函数在某点取得极值的条件.
【专题】综合题;导数的综合应用.
【分析】(Ⅰ)求导数f′(x),由f(x)在x=1与处都取得极值,得f'(1)=0,,得关于a,b的方程组,解出a,b,然后检验;
(Ⅱ)对任意的,总存在,使得g(x1)≥f(x2)﹣lnx2,等价于g(x)min≥[f(x)﹣lnx]min,利用函数单调性易求[f(x)﹣lnx]min,按照对称轴在区间[,2]的左侧、内部、右侧三种情况进行讨论可求得g(x)min,然后解不等式g(x)min≥[f(x)﹣lnx]min可得答案;
【解答】解:(Ⅰ)∵,
∵在x=1与处都取得极值,
∴f'(1)=0,,∴,解得,
当时,,
- 15 -
所以函数f(x)在x=1与处都取得极值.
∴;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:函数在上递减,
∴[f(x)﹣g(x)]min=﹣+=﹣,
又函数g(x)=x2﹣2mx+m图象的对称轴是x=m,
(1)当时:,依题意有 成立,∴;
(2)当时:,
∴,即6m2﹣6m﹣7≤0,解得:,
又∵,∴;
(3)当m>2时,g(x)min=g(2)=4﹣3m,∴,解得,
又 m>2,∴m∈ϕ;
综上:,
所以,实数m的取值范围为.
【点评】本题考查利用导数研究函数的极值、闭区间上函数的最值,考查恒成立问题的解决,考查分类讨论思想、转化思想.
22.(12分)(2012•宜春模拟)已知函数.
(Ⅰ)当0<a≤1时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)是否存在实数a,使f(x)≤x恒成立,若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,说明理由.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【专题】综合题;压轴题.
【分析】(Ⅰ)确定函数f(x)的定义域,求导函数,分类讨论,利用导数的正负确定取得函数的单调区间;
(Ⅱ)f(x)≤x恒成立可转化为a+(a+1)xlnx≥0恒成立,构造函数φ(x)=a+(a+1)xlnx,则只需φ(x)≥0在x∈(0,+∞)恒成立即可,求导函数,分类讨论,即可求出实数a的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),…(2分)
- 15 -
(1)当0<a<1时,由f′(x)>0得,0<x<a或1<x<+∞,由f′(x)<0得,a<x<1
故函数f(x)的单调增区间为(0,a)和(1,+∞),单调减区间为(a,1)…(4分)
(2)当a=1时,f′(x)≥0,f(x)的单调增区间为(0,+∞)…(5分)
(Ⅱ)f(x)≤x恒成立可转化为a+(a+1)xlnx≥0恒成立,
令φ(x)=a+(a+1)xlnx,则只需φ(x)≥0在x∈(0,+∞)恒成立即可,…(6分)
求导函数可得:φ′(x)=(a+1)(1+lnx)
当a+1>0时,在时,φ′(x)<0,在时,φ′(x)>0
∴φ(x)的最小值为,由得,
故当时f(x)≤x恒成立,…(9分)
当a+1=0时,φ(x)=﹣1,φ(x)≥0在x∈(0,+∞)不能恒成立,…(11分)
当a+1<0时,取x=1,有φ(1)=a<﹣1,φ(x)≥0在x∈(0,+∞)不能恒成立,…(13分)
综上所述当时,使f(x)≤x恒成立.…(14分)
【点评】本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查分类讨论的数学思想,考查恒成立问题,同时考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
- 15 -