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数 学 试 题 答 案
一选择题:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
B D C C B B B B AC BC ABD
二、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.
1
6
13.
1
3
14. , 2 e .
三.解答题:
15.【详解】(1)由 f ( x )
2
3
c o s 2 x
1
2
s in 2 x 3 ( 2 c o s 2 x 1 )
2
3
c o s 2 x
1
2
s in 2 x 3 c o s 2 x
1
2
s in 2 x
2
3
c o s 2 x s in ( 2 x
π
3
) , ┄┄┄2分
由 x
0 ,
π
2
,则 2 x
π
3
[
π
3
,
2 π
3
] ,
故 2 x
π
3
[
π
3
,
π
2
) 时, f ( x ) 单调递增, 2 x
π
3
(
π
2
,
2 π
3
] 时 f ( x ) 单调递减,┄┄┄4分
5π
故 f(x)的单调增区间为[0, ),单调减区间为
12
(
5
1
π
2
,
π
2
] ,┄┄┄4分
值域为 [
2
3
,1 ] . ┄┄┄6分
π 3 (2)由 f(x )sin(2x ) , ┄┄┄7分
0 0 3 3
且 2 x
0
π
3
[
π
2
, π ] ,则 c o s ( 2 x
0
π
3
)
3
6
, ┄┄┄9分
所以 c o s 2 x
0
c o s [ ( 2 x
0
π
3
)
π
3
] c o s ( 2 x
0
π
3
) c o s
π
3
s in ( 2 x
0
π
3
) s in
π
3
┄┄┄11分
6 1 3 3 3 6
.┄┄┄13分
3 2 3 2 6
16. 【详解】(1)当 a 2 时 f x2xlnx1,则 f 11, f x 2
1
x
,┄┄┄1分
所以 f 1 3 ,┄┄┄2分
所以函数 f x 在点 1 , f 1 处的切线方程为 y 1 3 x 1 ,
即 3 x y 2 0 ;┄┄┄4分
(2)函数 f x a x ln x 1 的定义域为 0 , ,
又 f x a
1
x
a x
x
1
由
,┄┄┄5分
当a0时 fx0恒成立,
f x在0,上单调递增. ┄┄┄7分
1
当a0时,由 fx0,解得0x ,
a
f x 0 ,解得 x
1
a
,
1 1
所以 f x在0, 上单调递增,在 ,上单调递减,┄┄┄9分
a a
(3)由(2)当 a 0 时 fx0恒成立, f x在0,上单调递增,无极值. ┄┄11分
当a0时, f x在 x 1
a
1 1 处取得极大值,极大值为 f ln 2.┄┄┄13分
a a
令 ln
1
a
2 0 ,解得 a
1
e 2
,┄┄┄14分
1
所以a的取值范围为, .┄┄┄15分
e2
17.【详解】(1)由题意知, a
n
的前 n 项和 S
n
n 2 3 n ,┄┄┄1分
当 n 1 时, a 1 S 1 1 3 4 ,┄┄┄2分
当 n 2 时, a
n
S
n
S
n 1
n 2 3 n n 1 2 3 n 1 2 n 2 ,┄┄┄4分
经检验, a
1
4 满足 a
n
2 n 2 ,┄┄┄6分
a
n
的通项公式为 a
n
2 n 2 ;┄┄┄6分
(2)证: f x 4 x 3 ,f2n4n3 ┄┄┄7分
1
a f2n
n
2 n 2
1
4 n 3
2 n 1
1
4 n 3
,┄┄┄8分
又
2 n 1
1
4 n 3
2 n
1
1 4 n
1
8
n
1
n 1
1
8
1
n
n
1
1
,┄┄┄11分
a
n
f
1
2 n
1
8
1
n
n
1
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
T 1 +? + 1 ┄┄┄13分
n 8 2 2 3 3 4 n n1 8 n1
1
1 1
n1
1
8
1
n
1
1
1
8
┄┄┄14分
故 T
n
1
8
1
n
1
1
1
8
2
7
.┄┄┄15分
18.【详解】(1)因为c2bcosAb,
根据正弦定理得:sinC2sinBcosAsinB.
又因为sinCsinABsinAcosBcosAsinB, ┄┄┄2分
所以sinAcosBcosAsinBsinB sinABsinB.
又A,B为三角形内角,所以ABB A 2 B . ┄┄┄4分
3
(2)因为A2B,cosB ,
4
7 3 7
所以sinB 1cos2B ,sinAsin2B2sinBcosB ,┄┄┄6分
4 83 2 1 cosAcos2B2cos2B12 1 .
4 8
所以
2
s in C s in A B s in A c o s B c o s A s in B
3 7 3 1 7 5 7
.┄┄┄8分
8 4 8 4 16
由正弦定理得 a
c
s
s
in
in
A
C
3
5
1
8
6
7
7
6
5
,
又 a 4 2 c ,所以a6, c 5 .
由余弦定理得 b 2 a 2 c 2 2 a c c o s B 3 6 2 5 2 6 5
3
4
1 6 .
所以 b 4 . ┄┄┄11分
(3)因为sinCsinABsin3B
s in B c o s 2 B c o s B s in 2 B s in B 1 2 s in 2 B c o s B 2 s in B c o s B
s in B 1 2 s in 2 B 2 s in B 1 s in 2 B 3 s in B 4 s in 3 B . ┄┄┄13分
由正弦定理
3
b
b
c o
s
c
B
3sinBsinC
sinBcosB
6 s in B
s in B
4
c o
s
s
in
B
3 B
6 4
c o
s in
s B
2 B
6 4 1
c
o s
c
B
o s 2 B 2 4
c o
c
s
o s
B
2 B 2 2 c o s B
c o
1
s B
┄┄┄15分
因为 0 B
π
2 ,所以 c o s B 0 ,
所以 2
2 c o s B
c o
1
s B
2 2
2
c
c
o
o
s
s
B
B
4 2 ,当且仅当 2 c o s B
c o
1
s B
即 B
π
4
时取等号.
所以
3
b
b
c o
s
c
B
的最小值为 4 2 . ┄┄┄17分
19.【详解】(1)平方关系: c h 2 x s h 2 x 1 ;
倍角公式: s h 2 x 2 s h x c h x ;
导数:
s
c
h
h
x
x
c
s
h
h
x
x
.
理由如下:平方关系:
2 2
exex exex e2xe2x2 e2xe2x2
ch2xsh2x 1;
2 2 4 4
倍角公式: s h 2 x
e 2 x
2
e 2 x
e x e x
2
e x e x
2 s h x c h x
(2)
;
导数: shx ex ex exex chx, chx exex shx;
2 2 2
以上三个结论,证对一个即可. ┄┄┄4分
x [ π 4 , 3 π 2 ] ,cosh(sinx)sinh(cosx). ┄┄┄5分
证明:依题意, x [
π
4
,
3 π
2
] , c o s h ( s in x ) s in h ( c o s x )
e sin x
2
e sin x
e co s x
2
e co s x
1
(esinxecosxesinxecosx), ┄┄┄6分
2
当 x [
π
4
,
5 π
4
] 时,sinxcosx,
于是esinxecosx 0,而esinxecosx 0,因此cosh(sinx)sinh(cosx)0,
5π 3π
当x( , ]时,
4 2
c o s x 0 ,则cosxcosx, e co s x e co s x ,
即 e co s x e co s x 0 ,而 e sin x e sin x 0 ,因此 c o s h ( s in x ) s in h ( c o s x ) 0 ,
π 3π
于是x[ , ],
4 2
c o s h ( s in x ) s in h ( c o s x ) 0 ,所以 c o s h ( s in x ) s in h ( c o s x ) .┄┄┄10分
(3)因为 c h x s h x e x ,
所以原式变为 ex 2 x 1 ex 1 sinx x sinx x cosx , ┄┄┄11分 2 1 2 1 2 1
即证ex 1 x 2 sinx x ex 1 sinx x ex 1 cosx ,
1 2 1 2 1
设函数 f x e x s in x ,即证 f x
1
x
2
f x
1
x
2
f x
1
, f x e x c o s x ,┄13分
设tx fxexcosx, t x e x s in x ,
x0时tx0,tx在0,上单调递增,即 fxexcosx在 0 , 上单调递增,
设hx f xx f x xfx ,(x0),则
1 1 1
h x f x x
1
f x
1
,
由于 fxexcosx在 0 , 上单调递增, x x
1
x
1
,
所以 fxx fx ,即
1 1
h x 0 ,故 h x 在 0 , 上单调递增,
又 h 0 0 ,所以x0时,hx0,
所以 f x x
1
f x
1
x f x
1
0 ,即 f xx f x xfx ,
1 1 1
因此 f x
1
x
2
f x
1
x
2
f x
1
恒成立,所以原不等式成立,得证. ┄┄┄17分