河南省洛阳市2020届高三数学(理)上学期期中试卷(附解析Word版)
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河南省洛阳市2020届高三数学(理)上学期期中试卷(附解析Word版)

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资料简介
洛阳市 2019—2020 学年高中三年级上学期期中考试 数学试卷(理) 一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 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.已知 为虚数单位,复数 z 满足 ,则 等于( ) A. B. C. 1 D. 3 【答案】B 【解析】 【分析】 先化简得到 ,再计算 . 【详解】 则 , 故选:B 【点睛】本题考查了复数的模,属于简单题. 2.已知集合 , ,若 ,则实数 的取值范围 是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 先计算集合 A 和集合 B,再根据 关系解得答案. 详解】 ,则 故选:A 【点睛】本题考查了集合的包含关系,属于基础题型. 【 i 1 2iz i= + z 5 5 5 2z i= − 5z = =1+2iz i 1+2= 2iz ii = − 5z = { }3log ( 2) 2A x x= − ≤ { }2 0B x x m= − > A B⊆ m ]4∞(- , 4∞(- ,) 22∞(- , ) 22]∞(- , A B⊆ { } { }3log ( 2) 2 2 11A x x x x= − ≤ = < ≤ { }2 0 2 mB x x m x x  = − > = >    A B⊆ 2, 42 m m≤ ≤ 3.已知实数 满足 则 的最大值为( ) A. 0 B. 3 C. 4 D. 7 【答案】D 【解析】 【分析】 画出可行域,根据平移得到答案. 【详解】画出可行域: 如图所示,取 画出图像 通过平移:当目标函数过直线 和 的交点 时,有最大值 即 时,有最大值为 故选:D 【点睛】本题考查了线性规划,准确作图是解题的关键. 4.执行如图所示的程序框图,若输出的 ,则输入的 值为( ) ,x y 1 3 4 1 y x x y y − ≤  + ≤  ≥ , , . 3x y+ 3 0x y+ = 1y x− = 3x y+ = (1,2)A 1, 2x y= = 7 1 4S = n A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】C 【解析】 【分析】 设数列 ,则程序框图表示的是从 项到 项之和,利用裂项相消法 得到答案. 【详解】设数列 则程序框图表示的是数列从 项到 项之和 即 故选:C 【点睛】本题考查了程序框图,确定程序框图所表示的数列关系是解题的关键. 5.已知 , , ,则 的大小关系是( ) 1 1 1 ( 1) 1na n n n n = = −+ + n 11 1 1 1 ( 1) 1na n n n n = = −+ + n 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1...1 1 2 11 12 12 4S n n n n n = − + − + + − = − =+ + + 3n = 3 5a = 0 2log 01b = . . 3log 2c = , ,a b c A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 先根据函数的单调性判断 ,再判断 得到答案. 【详解】 故 ,即 故 故选:A 【点睛】本题考查了利用函数的单调性比较大小,意在考查学生的计算能力. 6.在棱长为 2 的正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,点 P,Q,R 分别为棱 AA1,BC,C1D1 的中点,经过 P,Q,R 三点的平面为 ,平面 被此正方体所截得截面图形的面积为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 先确定平面 被此正方体所截得截面图形为正六边形 ,再计算机其面积为 得 到答案. 【详解】如图所示: 是对应线段的中点. 易知: 与 相交,确定一个平面 ,故 在平面内,同理 在平面内 故平面 被此正方体所截得截面图形为正六边形 ,边长为 a c b< < c a b< < c b a< < b c a< < b c> c a> 0 2 0 2log 01 log 0.2 1b = > =. .. 3 3log 2 log 3 1c = < = b c> 3 3 5 3 5 5 3 3 32 3 2 3 log 2 log 3 5 > ∴ > ∴ > = c a> b c a> > α α 3 3 6 2 3 2 2 α HPFQGR 3 3 , ,F G H RF HQ HQ‖ RG G P α HPFQGR 2 1 22 2 sin 6 3 32 3S π= × × × = 故选:A 【点睛】本题考查了截面图形的面积,确定截面为正六边形是解题的关键. 7.已知偶函数 的图象关于 对称,且当 时, ,则 时, =( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 根据对称和偶函数得到周期为 4,设 ,则 ,代入化简得到答案. 【详解】偶函数 的图象关于 对称 则 得到 , ,故 周期为 4 设 ,则 故选:D 【点睛】本题考查函数的对称性和奇偶性,利用代换得到函数的周期是解题的关键. 8.已知 函数 的定义域为 , 对任意实数 恒成立,若 ( )f x (1,0) 01x∈( ,) 2( )f x x= 910x∈( ,) ( )f x 2x 2x− 28x −( ) 2(10 )x− − 910x∈( ,) 10 (0,1)x− ∈ f x( ) 1 0(,) ( ) ( ), (1 ) (1 )f x f x f x f x= − − = − + ( ) ( ) (2 )f x f x f x= − = − + ( 2) ( 4)f x f x+ = − + ( 4) ( )f x f x+ = 910x∈( ,) 10 (0,1)x− ∈ 2( ) ( 2) ( 10) (10 ) (10 )f x f x f x f x x= − + = − − = − − = − − :p ( )2ln 1y x ax= − + R : xq e ax> x p q∧ 真,则实数 的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 由 真得出两个命题均为真命题,求出 、 均为真命题时对应的参数 的取值范围,取 交集即可得出实数 的取值范围. 【详解】由于命题 为真命题,则命题 、 均为真命题. 若命题 为真命题,则 ,解得 . 若命题 为真命题,构造函数 ,则 ,且 . (1)当 时, 对任意的 恒成立,此时,函数 单调递增, 且当 时, ,不合乎题意; (2)当 时, 恒成立; (3)当 时,令 ,得 . 当 时, ,当 时, . ,即 ,解得 所以,当命题 为真命题时, . 因此,实数 的取值范围是 . 故选:A. 【点睛】本题考查利用复合命题的真假求参数的取值范围,同时也考查了对数型函数的定义 域与不等式恒成立问题,解题时要根据复合命题的真假判断出简单命题的真假,考查运算求 解能力,属于中等题. 9.双曲线 C 的对称轴与坐标轴重合,两个焦点分别为 F1,F2,虚轴的一个端点为 A,若△AF1F2 是顶角为 120°的等腰三角形,则双曲线 C 的渐近线方程为( ) . a [ )0,2 [ )2,e ( )2,e− [ )0,e p q∧ p q a a p q∧ p q p 2 4 0a∆ = − < 2 2a− < < q ( ) xf x e ax= − ( )min 0f x > ( ) xf x e a′ = − 0a < ( ) 0f x′ > x∈R ( )y f x= x → −∞ ( )f x → −∞ 0a = ( ) 0xf x e= > 0a > ( ) 0xf x e a′ = − = lnx a= lnx a< ( ) 0f x′ < lnx a> ( ) 0f x′ > ( ) ( ) ( )ln min ln ln ln 1 ln 0af x f a e a a a a a a a∴ = = − = − = − > 1 ln 0a− > 0 a e< < q 0 a e≤ < a [ )0,2 A. B. 或 C. D. 或 【答案】B 【解析】 【分析】 根据题意得到 ,再讨论焦点在 轴, 轴两种情况得到答案. 【详解】 是顶角为 的等腰三角形:则 故 当焦点在 轴上时:渐近线方程为 当焦点在 轴上时:渐近线方程为 综上所述:渐近线方程为 或 故选:B 【点睛】本题考查了双曲线的渐近线,遗漏一种情况是容易发生的错误. 10.已知函数 若 有三个不等实数根 ,则 的取值范围是( ) A. (2,+∞) B. [2,+∞) C. ( , ) D. [ , ] 【答案】C 【解析】 【分析】 画出函数图像,根据对称性得到 ,再计算 得到答案. 详解】 , 有三个不等实数根 设 画出函数图像得: 【 2y x= ± 2y x= ± 2 2y x= ± 6 2y x= ± 6 2y x= ± 6 3y x= ± 2a b= x y 1 2AF F∆ 120° 3=c b 2a b= x 2 2y x= ± y 2y x= ± 2y x= ± 2 2y x= ± ( ) ( ]2 01 lg (1, ) x x xf x x x − + ∈  ∈ +∞ , ,,= , , ( )f x a= 1 2 3, ,x x x 1 2 3x x x+ + 2 41 10+ 2 41 10+ 1 2 1x x =+ 3 41 10x< < ( ) ( ]2 01 lg (1, ) x x xf x x x − + ∈  ∈ +∞ , ,,= , , ( )f x a= 1 2 3, ,x x x 1 2 3x x x< '( )f x ( )f x ( ,0)−∞ (0, )+∞ min( ) (0) 2f x f= = QF 2 (0,1)Q , ,P Q F PH PQ+ 2 1− 2 1− 【点睛】本题考查了距离的最小值,变换 是解题的关 键. 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.设数列 前 项和为 ,且 ,数列 满足 , . (1)求数列 的通项公式; (2)求数列 的前 项和 . 【答案】(1) ;(2) 【解析】 【分析】 (1)令 ,由 计算出 的值,再令 ,由 计算出 ,再验证 是否满足 的表达式,由此可得出数列 的通项公式; (2)由题意得出 ,然后在等式两边同时除以 可得出 , 可知数列 是以 为公差的等差数列,由此求出数列 的通项公式,可解出数列 的通项公式,然后利用错位相减法求出数列 的前 项和 . 【详解】(1)当 时, ; 当 时, . 也适合 ,因此,数列 的通项公式为 ; 的 1 1PH PQ PQ PF QF+ = + − ≥ − { }na n nS 2 1n nS = - { }nb 1 2b = 1 2 8n n nb b a+ − = { }na { }nb n nT 12n na -= ( ) 12 3 2 6nn +− ⋅ + 1n = 1 1a S= 1a 2n ≥ 1n n na S S −= − na 1a ( )2na n ≥ { }na 2 1 2 8 2n n n nb b a + + − = = 12n+ 1 1 22 2 n n n n b b+ + − = 2 n n b    2 2 n n b    { }nb { }nb n nT 1n = 1 1 1 2 1 1a S= = − = 2n ≥ ( ) ( )1 1 1 1 2 1 2 1 2 2 2n n n n n n n na S S − − − −= − = − − − = − = 1 1a = 12n na -= { }na 12n na -= (2) ,在等式两边同时除以 得 ,且 . 所以,数列 是以 为首项,以 为公差的等差数列, , . , 得 , 上式 下式得 , 因此, . 【点睛】本题考查由前 项和 求数列通项 ,同时也考查了构造法求数列的通项以及错位 相减法求和,在利用前 项和 求数列通项 时,一般利用公式 来计 算,但需对 是否满足 的表达式进行验证,考查运算求解能力,属于中等题. 18.在△ABC 中,D 是 BC 中点,AB=3,AC= ,AD= . (1)求边 BC 的长; (2)求△ABD 内切圆半径. 【答案】(1)4;(2) 【解析】 【分析】 (1)设 ,利用两次余弦定理和 ,化简计算得到答案. (2)利用余弦定理得到 , ,再利用面积公式得到 ,再利用 计算得到答案. 【详解】(1)设 , 2 1 2 8 2n n n nb b a + + − = = 12n+ 1 1 22 2 n n n n b b+ + − = 1 12 b = 2 n n b    1 2 ( )1 2 1 2 12 n n b n n∴ = + − = − ( )2 1 2n nb n∴ = − ⋅ ( )1 2 31 2 3 2 5 2 2 1 2n nT n∴ = × + × + × + + − ⋅ ( ) ( )2 3 12 1 2 3 2 2 3 2 2 1 2n n nT n n += × + × + + − ⋅ + − ⋅ − ( )1 2 3 12 2 2 2 2 2 2 2 1 2n n nT n +− = + × + × + + × − − ⋅ ( ) ( ) ( ) 3 1 1 12 1 2 2 2 1 2 3 2 2 61 2 n n nn n − + + − = + − − ⋅ = − ⋅ −− ( ) 12 3 2 6n nT n +⋅= − + n nS na n nS na 1 1 , 1 , 2n n n S na S S n− ==  − ≥ 1a ( )2na n ≥ 13 7 5 3 21 6 − BD BC m= = ADB ADC π∠ + ∠ = 7cos 14ADB∠ = 3 21sin 14ADB∠ = 3 3 2ABDS∆ = 1 ( )2ABDS r AB BD AD∆ = + + BD BC m= = 在 中利用余弦定理得到: , 解得 ,则 (2) 在 中,利用余弦定理得到: , , 又 即 解得 【点睛】本题考查了余弦定理和面积公式,内切圆半径,其中 是 一个求内切半径的常用方法,需要熟练掌握. 19.如图,在三棱锥 中, 为正三角形, 为棱 的中点, , ,平面 平面 . (1)求证: 平面 ; ,ABD ACD∆ ∆ 29 7 2 7 cosm m ADB= + − ∠ 213 7 2 7 cosm ADC= + − ∠ ADB ADC π∠ + ∠ = 2m = 2 4BC m= = ABD∆ 29 7 2 4 7 cos ADB= + − ∠ 7cos 14ADB∠ = 3 21sin 14ADB∠ = 1 3 32 7 sin2 2ABDS ADB∆ = × × × ∠ = 1 3 3( )2 2ABDS r AB BD AD∆ = + + = 1 3 3(5 7)2 2r + = 5 3 21 6r −= 1 ( )2ABDS r AB BD AD∆ = + + P ABC− PAC∆ M PA AB AC⊥ AC AB= PAB ⊥ PAC AB ⊥ PAC (2)若 是棱 上一点, ,求二面角 的大小. 【答案】(1)见解析;(2) 【解析】 【分析】 (1)先证明 平面 得到 ,再根据 得到 平面 . (2)根据 确定 为 中点,再根据定义得到 为面角 的平面角,计算得到答案. 【详解】(1) 为正三角形, 为棱 的中点,故 平面 平面 , ,故 平面 平面 ,故 , 又 , 相交,故 平面 ; (2)Q 是棱 AB 上一点,设 为三棱锥 的高 ,即 ,故 为 中点. 由(1)知: , 故 即为面角 的平面角. 在 中, , 故 为等腰直角三角形, 故二面角 【点睛】本题考查了线面垂直,二面角,找出二面角对应的平面角是解题的关键,也可以利 用空间直角坐标系求解. 20.已知椭圆 C: (a>b>0)的离心率为 ,且经过点 P(2,2). 为 Q AB 1 4Q BMC P ABCV V=- - Q MC A− − 4 π CM ⊥ PAB CM AB⊥ AB AC⊥ AB ⊥ PAC 1 4Q BMC P ABCV V- -= Q AB QMA∠ Q MC A− − PAC∆ M PA CM PA⊥  PAB ⊥ PAC CM PA⊥ CM ⊥ PAB AB ⊆ PAB CM AB⊥  AB AC⊥ ,AC CM AB ⊥ PAC h P ABC− 1 3 2M BCQQ B CMC B Q hV V S− ∆= = × ×- 1 3 AABC BP CV S h∆= × ×- 1 4Q BMC P ABCV V- -= 1 2BCQ ABCS S∆ ∆= Q AB AM MC⊥ QM MC⊥ QMA∠ Q MC A− − Rt QAM∆ 1 2AM AC= 1 1 2 2AQ AB AC= = AM AQ= QAM∆ 4QMA π∠ = Q MC A− − 4 π 2 2 2 2 1x y a b + = 6 3 (1)求椭圆 C 的方程; (2)过点 Q(1,-1)的直线与椭圆 C 相交于 M,N 两点(与点 P 不重合),试判断点 P 与以 MN 为直径的圆的位置关系,并说明理由. 【答案】(1) ;(2)点 在以 为直径的圆上 【解析】 【分析】 (1)利用离心率为 ,过点 ,代入计算得到答案案. (2)设直线 ,联立方程组得到 , 根据韦达定理计算 ,验证斜率不存在的情况,得到答案. 【详解】(1) 的离心率为 ,得到 经过点 ,则 ,解得 故椭圆 C 的方程为: (2)当 斜率存在时:设直线方程为 , 则 得到: 在椭圆内,恒有两个交点. 2 2 11616 3 x y+ = P MN 6 3 2 2P( ,) ( 1) 1y k x= − − 2 2 2(3 1) 6 ( 1) 3( 1) 16 0k x k k x k+ − + + + − = 0PM PN⋅ =  2 2 2 2 1x y a b + = 6 3 6 3 c a = 2 2P( ,) 2 2 4 4 1a b + = 4 34, 3a b= = 2 2 11616 3 x y+ = MN ( 1) 1y k x= − − 1 1 2 2( , ), ( , )M x y N x y 2 2 ( 1) 1 11616 3 y k x x y = − −  + =   2 2 2(3 1) 6 ( 1) 3( 1) 16 0k x k k x k+ − + + + − = 1, 1Q −( ) 1 2 2 2 1 2 2 6 ( 1) 3 1 3( 1) 16 3 1 k kx x k kx x k + + = + + − = + 1 1 2 2 1 1 2 2( 2, 2) ( 2, 2) ( 2, ( 1) 3) ( 2, ( 1) 3)PM PN x y x y x k x x k x⋅ = − − ⋅ − − = − − − ⋅ − − −  即 当 斜率不存在时: 即 综上所述:点 在以 为直径的圆上 【点睛】本题考查了椭圆方程,直线的椭圆的关系,将点 在以 为直径的圆上转化为 是解题的关键,意在考查学生的计算能力. 21.已知函数 . (1)求 在点 处的切线方程; (2)求证: 在 上仅有 2 个零点. 【答案】(1) ,(2)见解析 【解析】 【分析】 (1)求导得到 ,代入切点得到切线方程 . (2)先验证 是函数的 个零点,再求导得到当 时,函数 单调递减. 当 时,函数 单调递增,得到 ,根据零点存在定理得到证明. 【详解】(1) , , 故切线方法为: (2) ,易知: , 是函数的 个零点 1 2 1 2( 2)( 2) [ ( 1) 3][ ( 1) 3]x x k x k x= − − + − − − − 2 2 1 2 1 2 1 2 1 22( ) 4 ( 3)( ) ( 3)x x x x k x x k k x x k= − + + + − + + + + 2 2 2 2 2 3( 1) 16 6 ( 1)(1 ) (2 ( 3)) 4 ( 3)3 1 3 1 k k kk k k kk k − − += + − + + + + ++ + 2 2 2 2 2 2 (1 )(3 6 13) 6 ( 3 2)( 1) ( 6 13)(3 +1) =03 1 k k k k k k k k k k k + − − − + + + + + += + PM PN⊥  MN (1, 5), (1, 5)M N − 0PM PN⋅ =  PM PN⊥  P MN P MN 0PM PN⋅ =  ( ) 2xf x e cosx x−= − ( )f x (0, (0))f ( )f x ( , )2 π− +∞ y x= − '(0) 1k f= = − y x= − 0 1 02 x x π− < < ( )f x 0x x> ( )f x 0( ) 0f x < ( ) 2xf x e cosx x−= − s'( ) 2inxf x e x+= − '(0) 1k f= = − (0) 0f = y x= − ( ) 2xf x e cosx x−= − (0) 0f = 0 1 取 ,即 画出函数图像: 知两函数有一个交点设为 , 当 时, ,函数 单调递减. ,所以 当 时, ,函数 单调递增. 时, ,根据零点存在定理:当 时有且仅有一个零点 综上所述: 在 上仅有 2 个零点 【点睛】本题考查了函数的切线问题,零点问题,根据单调性判断存在 是解题的关 键,意在考查学生的综合应用能力. 22.在平面直角坐标系 中,直线 的参数方程为 ( 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)求曲线 的直角坐标方程和直线 的普通方程; (2)若直线 与曲线 交于 、 两点,设 ,求 的值. 【答案】(1) , ;(2) . s'( ) 2inxf x e x+= − '( ) 2 0sinxf x e x+= − = sin2xe x− = − 0 0( , )x y 00 1x< < 02 x x π− < < '( ) 0f x < ( )f x (0) 0f = 0( ) 0f x < 0x x> '( ) 0f x > ( )f x x → +∞ ( )f x → +∞ 0x x> ( )f x ( , )2 π− +∞ 0( ) 0f x < xOy l 1 1 3 x t y t = + = − t x C 2 2 cos 3 0ρ ρ θ− − = C l l C A B ( )1,1M 1 1 MA MB + 2 2: 2 3 0C x y x+ − − = : 3 3 1 0l x y+ − − = 15 3 【解析】 【分析】 (1)在曲线 的极坐标方程中,由 , 可将曲线 的极坐标方程化 为直角坐标方程,在直线 的参数方程中消去参数 ,可得出直线 的普通方程; (2)将直线 的参数方程表示为 ( 为参数),并设点 、 对应的参数分别为 、 ,将直线 的参数方程与曲线 的普通方程联立,得出关于 的二次方程,并列出韦达 定理,可计算出 的值. 【详解】(1)在曲线 的极坐标方程中,由 , 可得出曲线 的普通 方程为 ,即 . 在直线 的参数方程中消去 得 ,即 ; (2)直线 的参数方程表示为 ( 为参数), 并设点 、 对应的参数分别为 、 , 将直线 的参数方程与曲线 的直角坐标方程联立,消去 、 得 . 由韦达定理得 , . 因此, . 【点睛】本题考查极坐标方程、参数方程与普通方程之间的互化,同时也考查了直线参数方 程 的几何意义,对于这类问题,常将直线的参数方程与曲线的普通方程联立,利用韦达定理 求解,考查计算能力,属于中等题. 23.已知函数 . C 2 2 2x yρ = + cos xρ θ = C l t l l 11 2 31 2 x t y t  = +  = − t A B 1t 2t l C t 1 2 1 2 1 1 t t MA MB t t ++ = C 2 2 2x yρ = + cos xρ θ = C 2 2 2 3 0x y x+ − − = ( )2 21 4x y− + = l t 3 3 1x y+ = + 3 3 1 0x y+ − − = l 11 2 31 2 x t y t  = +  = − t A B 1t 2t l C x y 2 3 3 0t t− − = 1 2 3t t+ = 1 2 3 0t t = − < ( ) ( ) ( )22 1 2 1 21 2 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 341 1 15 3 3 t t t tt t t t MA MB t t t t t t − × −+ −+ −+ = = = = = t ( ) 3 2f x x x= − − (1)求不等式 的解集; (2)若 的最大值为 , 、 、 为正数且 ,求证: . 【答案】(1) ;(2)证明见解析. 【解析】 【分析】 (1)分 、 、 去绝对值,分段解不等式 ,可得出该不等式的解 集; (2)由(1)可将函数 表示为分段函数,可求出函数 的最大值为 , 可得出 ,然后利用柯西不等式得出 ,由此 可证明出 . 【详解】(1)当 时, ,由 ,得 , 解得 ,此时 ; 当 时, ,由 ,得 , 解得 ,此时 ; 当 时, ,此时不等式 无解. 综上所述,不等式 的解集为 ; (2)由(1)可知 . 当 时, ;当 时, ;当 时, . 所以,函数 的最大值为 ,则 . ( ) 2f x ≥ ( )f x m a b c a b c m+ + = 2 2 2 3a b c+ + ≥ 11, 3  −   0x ≤ 0 3x< < 3x ≥ ( ) 2f x ≥ ( )y f x= ( )y f x= 3m = 3a b c+ + = ( )( ) ( )22 2 21 1 1 a b c a b c+ + + + ≥ + + 2 2 2 3a b c+ + ≥ 0x ≤ ( ) ( )3 2 3 2 3f x x x x x x= − − = − + = + ( ) 2f x ≥ 3 2x + ≥ 1x ≥ − 1 0x− ≤ ≤ 0 3x< < ( ) ( )3 2 3 2 3 3f x x x x x x= − − = − − = − ( ) 2f x ≥ 3 3 2x− ≥ 1 3x ≤ 10 3x< ≤ 3x ≥ ( ) ( )3 2 3 2 3 6f x x x x x x= − − = − − = − − ≤ − ( ) 2f x ≥ ( ) 2f x ≥ 11, 3  −   ( ) 3, 0 3 3 ,0 3 3, 3 x x f x x x x x + ≤ = − <

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