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绝密★启用前
2021 年新高考数学 高三冲刺模拟卷 02(江苏专用)数学
(考试时间:120 分钟 试卷满分:150 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
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.设集合 A={x|x2+x﹣2<0},B={x|2x+3>0},则 A∩B=( )
A. )1,2
3( B. )1,2
3( C. )2,1( D. )1,2(
【答案】A
【解析】∵ }2
3|{},12|{ xxBxxA ,∴ )1,2
3(BA 故选:A.
2.棣莫弗公式 )sin,(cos)]sin(cos[ ninrir nn (i 为虚数单位,r>0)是由法国数学家棣莫弗(1667
﹣1754)发现的.根据棣莫弗公式,在复平面内复数 15)]7sin7(cos2[ i 对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】由题意得, )7sin,7(cos2)7
15sin,7
15(cos2)]7sin7(cos2[ 151515 iii 其对应的点位
于第一象限.故选:A.
3.在一次数学实验中,某同学运用图形计算器采集到如下一组数据:
x ﹣2 ﹣1 1 2 3
y 0.24 0.51 2.02 3.98 8.02
在以下四个函数模型(a,b 为待定系数)中,最能反映 x,y 函数关系的是
A. y a bx B. by a x
C. logby a x D. xy a b
【答案】D
【解析】由于 x 可以取负数,排除 C,再根据 1 3 (1) (3)( )2 2
f ff ,可确定 A,B 均错误,故选 D.
4.《史记》卷六十五《孙子吴起列传第五》中有这样一道题:齐王与田忌赛马,田忌的上等马劣于齐王的上
等马,优于齐王的中等马,田忌的中等马劣于齐王的中等马,优于齐王的下等马,田忌的下等马劣于齐
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王的下等马,现两人进行赛马比赛,比赛规则为:每匹马只能用一次,每场比赛双方各出一匹马,共比
赛三场.每场比赛中胜者得 1 分,否则得 0 分.若每场比赛之前彼此都不知道对方所用之马,则比赛结
束时,田忌得 2 分的概率( )
A.
3
1 B.
3
2 C.
6
1 D.
2
1
【答案】C
【解析】由于每匹马只能用一次,每场比赛双方各出一匹马,共比赛三场.每场比赛中胜者得 1 分,否则
得 0 分.设田忌的上等马、中等马、下等马分别为 A,B,C,
齐王的上等马、中等马、下等马分别为 a,b,c,
所有的基本事件有 6 种,分别为:(Aa,Bb,Cc),(Aa,Bc,Cb),(Ab,Ba,Cb),(Ab,Bc,
Cb),(Ac,Bb,ca),(Ac,Ba,Cb),
比赛结束时,田忌得 2 分的基本事件为:(Ab,Bc,Ca),只有 1 种,
∴比赛结束时,田忌得 2 分的概率 P=
6
1 .故选:C.
5.函数 xx ee
xxy
sin 的图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 )(sin)( xfee
xxxf xx
,则函数 f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除 C,
01sin1)1( 1
eef 排除 A,
当 x→+∞时,y→0,排除 D,
故选:B.
6.函数 ,0(3 aay x 且 1a )的图象恒过定点 A,若点 A 在椭圆 )0,0(1
22
nmn
y
m
x 上 ,则 nm
的最小值为( )
A.12 B.14 C.16 D.18
【答案】C
【解析】由题意可知 A(3,1),∴ 113 22
nm
,即 119
nm
,
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∴ 169210910)19()(
n
m
m
n
n
m
m
n
nmnmnm ,当且仅当
n
m
m
n 9 ,即 m=3n=12
时取到等号.故选:C.
7.定义在 R 上的偶函数 f(x)满足 f(2+x)=f(2﹣x),当 x∈[﹣2,0]时,f(x)=x+2,设函数 h(x)
=e﹣|x﹣2|(﹣2<x<6)(e 为自然对数的底数),则 f(x)与 h(x)的图象所有交点的横坐标之和为
( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【解析】由 f(2+x)=f(2﹣x)且 f(x)是偶函数,可知函数 f(x)的周期为 4,
由题意可知 f(x)和 h(x)的图象都是关于 x=2 对称,因此四个交点的横坐标也都关于直线 x=2 对称,
所以四个交点的横坐标之和为 8,
故选:D.
8.英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点时,给出的“牛顿数列”在航空航天中应用广泛,若
数列{xn}满足 xn+1=xn﹣
)(
)(
'
n
n
xf
xf ,则称数列{xn}为牛顿数列.如果函数 f(x)=x2﹣x﹣2,数列{xn}为牛顿数
列,设
1
2ln
n
n
n x
xa 且 a1=1,xn>2,数列{an}的前 n 项和为 Sn,则 S2021=( )
A. 122021 B. 222021 C.(
2
1)2
1( 2021 ) D. 2)2
1( 2021
【答案】A
【解析】∵f(x)=x2﹣x﹣2,∴f′(x)=2x﹣1,
又∵xn+1=xn﹣
)(
)(
'
n
n
xf
xf =xn﹣
12
22
n
nn
x
xx ,
∴xn+1+1=xn﹣
12
22
n
nn
x
xx +1=
12
)1( 2
n
n
x
x ,
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xn+1﹣2=xn﹣2﹣
12
22
n
nn
x
xx =
12
)2( 2
n
n
x
x ,
∴ 2
2
2
1
1 )1
2()1(
)2(
1
2
n
n
n
n
n
n
x
x
x
x
x
x ,
∵
1
2ln
n
n
n x
xa 且 a1=1,xn>2,
∴ n
n
n
n
n
n
n
n ax
x
x
x
x
xa 21
2ln2)1
2ln(1
2ln 2
1
1
1
,
∴数列{an}是首项为 1,公比为 2 的等比数列,
∴S2021=
21
21 2021
=22021﹣1,
故选:A.
二、选择题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 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 5 分。部分选对的特 2 分,有选错的得 0 分。
9.已知函数 ) sin( xy 与 ) cos( xy (
2||,0 )在 ]2
25,0[x 的图象恰有三个不同
的交点 P,M,N.若△PMN 为直角三角形,则( )
A.
2
2
B.△PMN 的面积 S=π
C. ]4,4[
D.两函数图象必在
4
49 x 处有交点
【答案】ACD
【解析】∵两图象恰有三个交点 P,M,N,且△PMN 为直角三角形,
则△PMN 的高为 2 ,且是等腰直角三角形,
∴斜边长为 2 2 ,即周期 T=2 2 ,∴
2 =2 2 ,解得ω=
2
2 π,故 A 正确.
∵△PMN 的面积为 S=
2
1 × 2 ×2 2 =2,故 B 错误.
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当 ]2
25,0[x 时, ]2
5,[ x ,
由正弦,余弦函数的图象可得:
44
3 且
4
13
2
5
4
9 ,
又
2|| ,所以 ]4,4[ ,故 C 正确.
当
4
49 x 时,
4
9 x ,故 D 正确.
故选:ACD.
10.已知 Sn 是数列{an}的前 n 项和,且 a1=a2=1,an=an﹣1+2an﹣2(n≥3),则下列结论正确的是( )
A.数列{an+an+1}为等比数列
B.数列{an+1﹣2an}为等比数列
C.
3
)1(2 1 nn
na
D. )14(3
2 10
20 S
【答案】ABD
【解析】an=an﹣1+2an﹣2,an+an﹣1=2an﹣1+2an﹣2=2(an﹣1+an﹣2)(n≥3),
因为 a1=a2=1,所以 a3=a1+2a2=3,
a3+a2=4=2(a2+a1),
所以数列{an+an+1}是首项为 2,公比为 2 的等比数列,
所以 an+an+1=2•2n﹣1=2n,故选项 A 正确;
an=an﹣1+2an﹣2,
an﹣2an﹣1=2an﹣2﹣an﹣1=﹣(an﹣1﹣2an﹣2),
a3﹣2a2=3﹣2=1,a2﹣2a1=1﹣2=﹣1,
所以{an+1﹣2an}是首项为﹣1,公比为﹣1 的等比数列,
an+1﹣2an=﹣1•(﹣1)n﹣1=(﹣1)n,故选项 B 正确;
n
nn
n
nn
aa
aa
)1(2
2
1
1 ,所以
3
)1(2 nn
na ,故选项 C 错误;
S20=a1+a2+…+an= + +…+
=
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= ×[ ﹣ ]
= (220﹣1)= (410﹣1),故选项 D 正确.故选:ABD.
11.已知实数 x,y,z 满足 x+y+z=1,且 2 2 2 1x y z ,则下列结论正确的是
A. 0xy yz xz B.z 的最大值为 1
2 C.z 的最小值为 1
3
D.xyz 的最小值为 4
27
【答案】ACD
【解析】∵ 1x y z ,∴ 2( ) 1x y z ,又∵ 2 2 2 1x y z ,∴ 0xy yz xz ,A 正确;
∵ 1x y z , 2 2 21x y z ,又 2 2 2 2 22( ) ( ) 2 2 (1 )x y x y z z ,∴ 1
3
≤z≤1,故 B 错误,C 正
确;
根据选项 A 得 xyz x y
,又 1 ( )z x y ,故 1 ( )xy x yx y
,
∴ 2 2( ) ( ) ( )2
x yxy x y x y ,∴0≤ x y ≤ 4
3
,
2[( ) ( )][1 ( )]xyz x y x y x y ,令 x y t ,0≤ t ≤ 4
3
,
∴ 3 22xyz t t t ,求导后发现 1
3t 或 4
3
时,xyz 的最小值为 4
27
,D 正确.
综上选 ACD.
12.透明塑料制成的正方体密闭容器 ABCD﹣A1B1C1D1 的体积为 8,注入体积为 x(0<x<8)的液体.如图,
将容器下底面的顶点 A 置于地面上,再将容器倾斜.随着倾斜度的不同,则下列说法正确的是( )
A.液面始终与地面平行
B.x=4 时,液面始终呈平行四边形
C.当 x∈(0,1)时,有液体的部分可呈正三棱锥
D.当液面与正方体的对角线 AC1 垂直时,液面面积最大值为 33
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【答案】ACD
【解析】液面始终是水平面,与场地是平行的,故选项 A 正确;
当 x=4 时,体积是正方体的一半,如液面正好过棱 A1B1,B1B,BC,CD,DD1,D1A1 的中点,此时液
面是正六边形,不是平行四边形,故选项 B 错误;
液面过 AA1,AB,AD 的中点时,此时 ,有液体的部分是正三棱锥,故选项 C 正确;
当液面与正方体的对角线 AC 垂直时,液面面积的最大时就是选项 B 中所列举的正六边形(此时液体条
件是正方体体积的一半),面积为 ,故选项 D 正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13. (x2+x+y)5 的展开式中,x5y2 的系数为 .
【答案】30
【解析】
解法一:(x2+x+y)5 可看作 5 个(x2+x+y)相乘,从中选 2 个 y,有 种选法;
再从剩余的三个括号里边选出 2 个 x2,最后一个括号选出 x,有 • 种选法;
∴x5y2 的系数为 • =30;
解法二:∵(x2+x+y)5=[(x2+x)+y]5,其展开式的通项公式为 Tr+1= •(x2+x)5﹣r•yr,
令 r=2,得(x2+x)3 的通项公式为 •(x2)3﹣m•xm= •x6﹣m,
再令 6﹣m=5,得 m=1,
∴(x2+x+y)5 的展开式中,x5y2 的系数为 • =30.
故答案为:30.
14.如图,在平面四边形 ABCD 中,已知 AD=3,BC=4,E,F 为 AB,CD 的中点,P,Q 为对角线 AC,
BD 的中点,则 EFPQ 的值为 .
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【答案】
4
7
【解析】如图,连接 FP,FQ,EP,EQ,
∵E,F 为 AB,CD 的中点,P,Q 为对角线 AC,BD 的中点,
∴四边形 EPFQ 为平行四边形,
∴ = , ,且 AD=3,BC=4,
∴ .
故答案为: .
15.已知函数 )3(13
3)(
1
aaxf x
x
,若对任意 x1,x2,x3∈R,总有 f(x1),f(x2),f(x3)为某一个
三角形的边长,则实数 a 的取值范围是 .
【答案】[3,6]
【解析】因为 f(x1),f(x2),f(x3)为某一个三角形的边长,
所以 f(x1)+f(x2)>f(x3),对任意 x1,x2,x3∈R,恒成立,
函数 = =3+ ,
当 a=3 时,f(x)=3,满足题意;
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当 a>3,f(x)在 R 上单调递减,所以函数的值域为(3,a),
所以 f(x1)+f(x2)>6 且 f(x3)<a,所以 3<a≤6,
综上可得,3≤a≤6,即实数 a 的取值范围是[3,6].故答案为:[3,6].
16.过抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点 F 的直线 l,交抛物线 C 的准线于点 A,与抛物线 C 的一个交点为
B,且 )2( kBFkAB ,若 l 与双曲线 )0,0(12
2
2
2
bab
y
a
x 的一条渐近线垂直,则该双曲线离
心率的取值范围是 .
【答案】 ]2,1(
【解析】如图,∵k≥ ,且 =k ,∴ ,
要使 ,则 B 应在离 A 点较远的一端,过 B 作准线的垂线,垂足为 C,
∵ ,|BF|=|BC|,∴|AB| |BC| ,
在△ABC 中,sinA= ,∴sinA ,∴0<∠A≤45°,45°≤∠B<90°,
∵直线 l 的斜率 k=tanB,∴k≥1;
∵l 与双曲线 ﹣ =1(a>0,b>0)的一条渐近线垂直,
∴ ,则 0< ,即 0< ,解得 1 .故答案为:(1, ].
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四、解答题:本题共 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.(本题满分 10 分)
在平面四边形 ABCD 中,AB=4,AD= 22 ,对角线 AC 与 BD 交于点 E,E 是 BD 的中点,且 ECAE 2 .
(1)若∠ABD=
4
,求 BC 的长;
(2)若 AC=3,求 cos∠BAD.
【解析】(1)在△ABD 中,由余弦定理知,AD2=AB2+BD2﹣2AB•BD•cos∠ABD,
∴8=16+BD2﹣2•4•BD•cos
4
,化简得 BD2﹣4 BD+8=0,
解得 BD=2 ,
∵E 是 BD 的中点,∴BE= BD= ,
在△ABE 中,由余弦定理知,AE2=AB2+BE2﹣2AB•BE•cos∠ABD=16+2﹣2×4× × =10,
∴AE= ,
∵ =2 ,∴AC= AE= ,
由余弦定理知,cos∠BAC= = = ,
在△ABC 中,由余弦定理知,BC2=AB2+AC2﹣2AB•AC•cos∠BAC=16+ ﹣2×4× ×
= ,
∴BC= .
(2)∵AC=3, =2 ,∴AE=2,
∵∠AEB+∠AED=π,
∴cos∠AEB=﹣∠AED,
设 BE=DE=x,
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则 =﹣ ,即 =﹣ ,
解得 x=2 ,
∴BD=2BE=4 ,
在△ABD 中,由余弦定理知,cos∠BAD= = =﹣ .
18.(本题满分 12 分)
在①已知数列{an}满足:an+1﹣2an=0,a3=8,②等比数列{an}中,公比 q=2,前 5 项和为 62,这两个条件
中任选一个,并解答下列问题.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设
n
n a
nb ,数列{bn}的前 n 项和为 Tn,若 2Tn>m﹣2022 对 n∈N*恒成立,求正整数 m 的最大值.
【解析】(1)选①已知数列{an}满足:an+1﹣2an=0,a3=8,
设等比数列{an}的公比为 q,
由 an+1=2an,可得 q=2,
又 a3=8,即 4a1=8,解得 a1=2,
所以 an=2n;
选②等比数列{an}中,公比 q=2,前 5 项和为 62,
则 q=2, =62,
解得 a1=q=2,
所以 an=2n;
(2) = ,
Tn= + + +…+ ,
Tn= + + +…+ ,
上面两式相减可得 Tn= + + +…+ ﹣
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= ﹣ ,
化简可得 Tn=2﹣ ,
因为 Tn+1﹣Tn=2﹣ ﹣2+ = >0,
所以{Tn}递增,T1 最小,且为 ,所以 2× >m﹣2022,
解得 m<2023,
则 m 的最大值为 2022.
19.(本题满分 12 分)
如图,四边形 ABCD 为梯形,AD∥BC,BM⊥AD 于 M,CN⊥AD 于 N,∠A=45°,AD=4BC=4,AB= 2 ,
现沿 CN 将△CDN 折起使△ADN 为正三角形,且平面 ADN⊥平面 ABCN,过 BM 的平面与线段 DN、DC
分别交于 E、F.
(1)求证:EF⊥DA;
(2)在棱 DN 上(不含端点)是否存在点 E,使得直线 DB 与平面 BMEF 所成角的正弦值为
4
3 ,若存在,
请确定 E 点的位置;若不存在,说明理由.
【解析】(1)证明:∵BM⊥AD,CN⊥AD,∴BM∥CN,
在四棱锥 D﹣ABCN 中,CN⊂平面 CDN,
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BM⊄ 平面 CDN,∴BM∥平面 CDN,
又平面 BMEF∩平面 CDN=EF,
∴BM∥EF,
∵平面 ADN⊥平面 ABCN 且交于 AN,BM⊥AN,
∴BM⊥平面 ADN,即 EF⊥平面 ADN,
又 DA⊂平面 ADN,∴EF⊥DA;
(2)解:存在,E 为棱 DN 上靠近 N 点的四等分点.
∵DA=DN,AM=MN=1,
连接 DM,∴DM⊥AN,又平面 ADN⊥平面 ABCN,且平面 ADN∩平面 ABCN=AN,
∴DM⊥平面 ABCN.
如图,以 M 为坐标原点,分别以 MA,MB,MD 所在直线为 x,y,z 轴建立空间直角坐标系,
则 D(0,0, ),B(0,1,0),M(0,0,0),N(﹣1,0,0),
, , ,
设 ,(0<λ<1),则 E(λ﹣1,0, ), =(λ﹣1,0, ),
设平面 BMEF 的一个法向量为 ,则
,
不妨令 x= ,则 z=1﹣λ, ,
设直线 DB 与平面 BMEF 所成角为α,则有
sinα=|cos< >|= = ,
解得 或 (舍).
∴ ,即在棱 DN 上存在点 E,使得直线 DB 与平面 BMEF 所成角的正弦值为 ,
E 为棱 DN 上靠近 N 点的四等分点.
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20.(本题满分 12 分)
某市为了了解本市初中生周末运动时间,随机调查了 3000 名学生,统计了他们的周末运动时间,制成如图
所示的频率分布直方图.
(1)按照分层抽样,从[40,50)和[80,90)中随机抽取了 9 名学生.现从已抽取的 9 名学生中随机推
荐 3 名学生参加体能测试.记推荐的 3 名学生来自[40,50)的人数为 X,求 X 的分布列和数学期望;
(2)由频率分布直方图可认为:周末运动时间 t 服从正态分布 N(μ,σ2),其中,μ为周末运动时间的
平均数t ,σ近似为样本的标准差 s,并已求得 s≈14.6.可以用该样本的频率估计总体的概率,现从本市
所有初中生中随机抽取 12 名学生,记周末运动时间在(43.9,87.7]之外的人数为 Y,求 P(Y=3)(精
确到 0.001).
参考数据 1:当 t~N((μ,σ2)时,P(μ﹣σ<t≤μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<t≤μ+2σ)=0.9544,P(μ
﹣3σ<t≤μ+3σ)=0.9974;
参考数据 2:0.81859=0.1649;0.18153=0.0060.
【解析】(1)根据分层抽样,从[40,50)中抽取 6 人,在[80,90)中抽取 3 人,
随机变量 X 的可能取值为 0,1,2,3,
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P(X=0)= = ,
P(X=1)= = ,
P(X=2)= = ,
P(X=3)= = ,
则 X 的分布列为:
X 0 1 2 3
P
E(X)=0× +1× +2× +3× =2.
(2)μ= =35×0.01×10+45×0.02×10+55×0.03×10+65×0.015×10+75×0.015×10+85×0.01×10=58.5,
又因为 43.9=58.5﹣14.6=μ﹣σ,87.7=58.5+2×14.6=μ+2σ,
所以 P(43.9<t≤87.7)=P(μ﹣σ<t≤μ+2σ)= =0.8185,
所以 P(t≤43.9 或 t>87.7)=1﹣0.8185=0.1815,
则 Y~B(12,0.1815),
所以 P(Y=3)= ×0.18153×0.81859=220×0.0060×0.1649≈0.218.
21.(本题满分 12 分)
已知椭圆 )0(1: 2
2
2
2
1 bab
y
a
xC 的左、右焦点分别为 F1,F2,点 )2
1,3(A 在椭圆上;直线 AF1 交 y 轴
于点 B,且 OBAF 22 ,其中 O 为坐标原点.
(1)求椭圆 C1 的方程;
(2)直线 l 斜率存在,与椭圆 C1 交于 D,E 两点,且与椭圆 )10(: 2
2
2
2
2
b
y
a
xC 有公共点,求
△DOE 面积的最大值.
【解析】(1)由 =﹣2 ,可得 F2( ,0),即 c= ,
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因为 A( , )在椭圆上,
所以 + =1,
即 + =1,解得 a2=4 或 a2= (舍去),
所以椭圆 C1 的方程为 +y2=1.
(2)设直线 l 的方程为 y=kx+m,
原点到直线 l 的距离为 d= ,
联立 ,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
设 D(x1,y1),E(x2,y2),
则 x1+x2= ,x1x2= ,
所以|DE|= = ,
所以 S△DOE= d•|DE|= |m|
=
=2 ,
由 ,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4λ=0,
所以(8km)2﹣4(1+4k2)(4m2﹣4λ)≥0,即λ≥ ,
故①当 0<λ< 时,则 ≤λ< ,故 =λ< ,
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即直线与椭圆 C2: + =λ相切时,面积最大为 2 ,
②当 ≤λ<1 时, = 时,△DOE 的面积最大为 1,
综上可得(S△DOE)max= .
22.(本题满分 12 分)
已知函数
2
( ) 2sin
x af x x
(aR).
(1)若曲线 ( )y f x 在点( 2
, ( )2f )处的切线经过坐标原点,求实数 a;
(2)当 a>0 时,判断函数 ( )f x 在 x(0, )上的零点个数,并说明理由.
【解析】(1)
所以 在点 处的切线方程为 ,
所以 ,即
(2)因为 ,所以 ,
所以 可转化为 ,
设 ,则 ,
当 时, ,
所以 在区间 上单调递增,
当 时,设 ,
此时 ,
所以 在 时单调递增,
又 ,
所以存在 使得 且 时 单调递减,
时 单调递增,
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综上,对于连续函数 ,在 时, 单调递减,
在 时, 单调递增,
又因为 ,
所以当 ,即 时,函数 有唯一零点在区间 上,
当 ,即 时,函数 在区间 上无零点,
综上可知,当 时,函数 在 上有 1 个零点;
当 时,函数 在 上没有零点.