文档内容
河北省衡水市衡水二中等学校 2026 届高三三调考试(三模)数
学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知集合A0,1,2,3,4,
试卷第1页,共5页
B x 0 x 3 ,则 A B ( )
A. 1 , 2 B. 1 , 2 , 3 C.0,1,2 D. 0 ,1 , 2 , 3
2.若a>b,c>d,则( )
A. a c 2 b c 2 B.a-c>b-d
C.a-d>b-c D.ac>bd
3.若复数 z 满足 1 2 i z 1 0 i ,则 z 的虚部为( )
A.4 B. 2 i C.4i D.2
4.已知直线 a , b ,平面,且 b ,则“ a / / b ”是“ a / / ”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
π 1 π
5.已知sin ,则sin2 ( )
6 3 6
7 7 4 2
A. B. C. D.
9 9 9
4
9
2
6.已知向量a,b满足 | a | 1 , | b | 2 ,|ab| 7,则 a b 在b方向上的投影向量是( )
1 3 1 3
A. b B. b C. b D. b
4 4 4 4
1
7.若函数 f x 满足 x2fx2xf x1lnx,且 f e ,则 f x 的极大值是
2 e
( )
e 1 2
A. B. C. D.
2 e e
e
8.已知正四棱台ABCDABCD 中,上底面ABCD与下底面ABCD 的面积之比为1:4,
1 1 1 1 1 1 1 1
且其内切球的半径为2,则AA与面ABCD所成角的正弦值为( )
12 5 5 2 17
A. B. C. D.
5 5 17
试卷第2页,共5页
1
1
7
7
二、多选题
9.已知 a
n
是递增的等比数列,其前n项和为 S
n
3 19
,若a ,S ,则( )
2 2 3 4
A. a
1
1
35
B.a a
5 3 16
65
C.S
4 8
D.S 2是等比数列
n
2a2x5,x1,
10.已知函数 f x 在
a2
,x1
x
R 上单调递减,则函数gxln x a 的大致图
象可能为( )
A. B.
C. D.
11.函数 f(x)是定义域为 R 的奇函数,当 x 0 时,f(x)ex(x1),下列结论正确的有( )
A.当x0时, f(x)ex(x1) B.方程 f(x)0有3个不等实根
1
C.函数 f(x)有最大值 D.x,x R, f x f x 2
e2 1 2 2 1
三、填空题
12.已知向量a(1,m),b(m1,6),若(2ab)a,则实数m .13.已知函数
试卷第3页,共5页
f x 2 x 3 ,若关于 x 的方程f x 2 2mf x30有4个不同的实数根,
则m的取值范围是
14.如图,若正方体的棱长为2,点 P 是正方体 A B C D A
1
B C1
1
D
1
的上底面 A
1
B C1
1
D
1
上的一个
动点(含边界), E , F 分别是棱BC,DD上的中点,有以下结论:
1
①△PAE在平面 C D D C1
1
上的投影图形的面积为定值;
②平面 A E F 截该正方体所得的截面图形是等腰梯形;
③ PE PF 的最小值是 1 3 ;
④若保持 EP 2 2,则点 P 在上底面内运动路径的长度为
2 π
3
.
其中正确的是 .(填写所有正确结论的序号)
四、解答题
15.在 A B C 中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知a2 b2c2bc.
(1)求角A的大小;
3
(2)若bc4, ABC的面积为 ,求
2
a 的值;
π
16.已知函数 f x2sin(x)0,0 的部分图象如图所示.该图象与y轴交于
2
π
点A 0, 3 ,与x轴交于B,C两点,D为图象的最高点,且△BCD的面积为 .
2(1)求 f x的解析式;
π
(2)将 f x的图象向右平移 个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的2
12
8
倍(纵坐标不变),得到函数gx的图象,若g() ,求
52
试卷第4页,共5页
c o s
π
6
的值.
17.如图,在四棱锥 P A B C D 中,平面 P A B 平面 A B C D ,底面 A B C D 是直角梯形, A D / / B C ,
ABC90 ,且PAAD2,ABBC1, P B 5 , E 为 P D 的中点.
(1)证明: C E / / 平面 P A B ;
(2)求三棱锥PACE的体积;
(3)求二面角EACD的余弦值.
18.设 a
n
是等差数列,其前 n 项和 S
n
, b
n
是等比数列,且a b 3,a b ,S 15.
1 1 4 2 3
(1)求a 与b 的通项公式;
n na b ,n为奇数
n n
(2)设c (34n)b ,求数列
n n ,n为偶数
a ·a
n1 n1
试卷第5页,共5页
c
n
的前 2 n 项和 T
2 n
;
(3)若对于任意的 n N * 不等式na 1a 1n2120恒成立,求实数的取值范
n n
围.
19.已知函数 f xm1xlnx1.
(1)当m2时,求曲线 y f x 在点 1, f 1 处的切线方程;
(2)若 f x的极小值小于 1 ,求m的取值范围;
(3)当m1时,证明:gx f xxexm有2个零点.《河北省衡水市衡水二中等学校2026届高三三调考试(三模)数学试题》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D D B B B A ACD BC
题号 11
答案 ABD
1.A
【难度】0.94
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据集合的交集运算即可求解.
【详解】由题意有:A B1,2,
故选:A.
2.C
【难度】0.85
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的基本性质,或举出反例,逐一检验选项即可.
【详解】 选项A:若
答案第1页,共17页
c 2 0 ,则ac2 bc2 0.所以选项错误.
选项B:若a7,b6,c4,d 1,满足ab,cd,但是acbd.所以选项B错误.
选项C:因为 c d , 所以 d c , 又因为 a b ,所以ad bc.所以选项C正确
选项D:若a7,b3,c1,d2,满足ab,cd,但是 a c b d ,所以选项D错误.
故选:C.
3.D
【难度】0.94
【知识点】求复数的实部与虚部、复数的除法运算
【分析】借助复数除法运算法则计算后结合虚部定义即可得.
10i 10i12i 10i20
【详解】由12iz10i,则z 42i,
12i 12i12i 5
则z的虚部为2.
故选:D.
4.D
【难度】0.85【知识点】判断线面平行、线面平行的性质、既不充分也不必要条件
【分析】先判断充分性,再判断必要性,得到“
答案第2页,共17页
a / / b ”是“ a / / ”的既不充分也不必要条件.
【详解】由 b , a / / b ,可得a//或 a ,所以“a//b”是“a//”的不充分条件,
由b,a//,可得 a / / b 或 a 与 b 是异面直线,所以“a//b”是“ a / / ”的不必要条件,
所以“ a / / b ”是“ a / / ”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
5.B
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、二倍角的余弦公式
【分析】先利用诱导公式将目标式化为 c o s ( 2
π
3
) ,再利用二倍角的余弦公式求解即可.
π π π π
【详解】由题意结合诱导公式得sin2 sin
2( )
cos(2 ),
6 6 2 3
π π 1 7
由二倍角的余弦公式得cos(2 )12sin2 12 ,故B正确.
3 6 9 9
故选:B
6.B
【难度】0.85
【知识点】已知模求数量积、求投影向量
【分析】利用投影向量的定义,结合向量的运算求解即可.
【详解】由于向量 a , b 满足 | a | 1 , | b | 2 ,|ab| 7,
所以|ab|2a22a?bb2 12a?b47,解得 a ·b 1 ,
则ab在 b
ab ·b
14 3
方向上的投影向量为 ·b b b.
2 4 4
b
故选:B
7.B
【难度】0.4
【知识点】导数的运算法则、用导数判断或证明已知函数的单调性、求已知函数的极值
【分析】由题意构造函数gxx2f x,结合x2fx2xf x1lnx可得gxxlnxC,
求出C,进而求出 f x的解析式,结合导数与极值的关系,即可求得答案.【详解】函数
答案第3页,共17页
f x 满足 x2fx2xf x1lnx,故令 g x x 2 f x ,
则gx2xf xx2fx1lnx,故gxxlnxC,
由 f e 1 得g e ef e e ,故
2 e 2
e ln e C
2
e ,
则可得 C 0 ,故gxx2f xxlnx,
lnx 1lnx
故 f x ,x0,则 fx ,
x x2
当0xe时, f x 0 , f x 在 0 , e 上单调递增,
当xe时, f x 0 , f x 在e,+上单调递减,
1
故 f x的极大值为 f e ,
e
故选:B
8.A
【难度】0.4
【知识点】多面体与球体内切外接问题、求线面角
【分析】根据正四棱台及其内接球的性质,结合题给上、下底面面积之比以及内接球半径,
计算得出相应边长的值,利用面面平行得出 A A G1 即为直线 A
1
A 与平面 A B C D 所成的角,从
而求解.
【详解】
如图,根据正四棱台的性质可知,上底面ABCD与下底面ABCD 均为正方形,
1 1 1 1
2
S AB 1 AB 1
则 ABCD ,即 ,设 AB a,a0,则 AB 2a,
S AB 4 AB 2 1 1
A1B1C1D1 1 1 1 1
取O,O 为上下底面中心,取E,F为BC,BC 中点,连接OE,OO ,O F,EF,则
1 2 1 1 1 1 2 2
OE//O F//AB//AB ,
1 2 1 1根据内切球的性质,球心
答案第4页,共17页
O 为 O O1
2
中点,记 H 为球与平面 B B C1 C1 的切点,则 O H E F .
1
所以OE a,O F a,OH OO OO 2,
1 2 2 1 2
因为OO OH 2,OOEOHE90,
1 1
O E O E ,
1
根据勾股定理得出OE EH a,所以
1 2
O O
1
E O H E ,
同理O F HF a, OHF OO F.
2 2
所以OE,OF分别为 O O1 H , H O O
2
的角平分线,即 E O F 9 0 .
因为OE2 a 2 22 4 a2 ,OF2 a222 4a2, EF2 3 a 2 9 a2,
2 4 2 4
a2 9
所以4 4a2 a2 a2 8a2 2 .
4 4
连接AO,AO ,则
1 1 2
A O
1
//A O1
2
, G 为A在底面投影,则 G 位于 A O1
2
上, A G A O1
2
,四边形
AGOO 为矩形,
2 1
1 1 2 2 1
因为 AO AC 2 2 2 2 2, AO AC 4,则 AO GO 2,
1 2 2 1 2 2 1 1 1 2
所以 AG 422, AA 2242 2 5,
1 1
因为面 A B C D 与面 A
1
B C1
1
D
1
平行,所以 A
1
A 与面 A B C D 所成的角即为AA与面
1
A
1
B C1
1
D
1
所成
的角AAG,
1
AG 4 2 5
所以sinAAG .
1 AA 2 5 5
1
故选:A.
9.ACD
【难度】0.65
【知识点】写出等比数列的通项公式、由定义判定等比数列、等比数列通项公式的基本量计
算、求等比数列前n项和
【分析】设出公比,根据函数单调性得到 q 1
3
,利用条件求出q ,进而得到首项,结合
2
等比数列的定义,通项公式,求和公式对选项一一判断,得到答案.
【详解】设a 的公比为qq1,则由a 0,a 递增,得q1,
n 2 n 1 3 1 19
因为S a 1q ,所以 1q ,
3 2 q 2 q 4
3 2
解得q 或q (舍去),
2 3
a
对于A,a 2 1,故A正确;
1 q
3 n1 81 9 45
对于B,a n a 1 qn1 2 ,a 5 a 3 16 4 16 ,故B错误;
3 n
对于C,S a 1 1qn 1 2 2 3 n 2, n 1q 3 2
1
2
答案第5页,共17页
S 4 2 8 1 1 6 2 6 5 8 ,故C正确;
3 n1
2
3 n S 2 2 3
对于D,S n 22 2 , S n1 2 3 n 2 ,
n 2
2
3 1
又S 22 3,
1 2
所以S 2是首项为3,公比为
n
3
2
的等比数列,故D正确.
故选:ACD.
10.BC
【难度】0.65
【知识点】函数图像的识别、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据分段函数单调性,列出不等式组,解出 a 的范围,再讨论判断 g x 的图像即
可.
2a20
【详解】由题意得a20 ,解得1a1,
2a25a2
因为gxgx,所以gx是偶函数,排除D选项;
对于A选项,g0lna0,得a1,不符合题意,排除A选项;
当0a1时,gx的部分图象可能为B选项的图象,B选项符合题意;
当1a0时,gx的部分图象可能为C选项的图象,C选项符合题意;故选:BC.
11.ABD
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求函数解析式、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究不等式
恒成立问题、利用导数研究函数的零点
【分析】运用奇函数的定义可得
答案第6页,共17页
x 0 时 f ( x ) 的解析式,可判断A;令 f x 0 ,求出所对
应的方程的解,即可判断 B ;利用导数判断函数的单调性求出函数的极值,即可判断 C ;由
f(x)的值域可判断 D .
【详解】对于A,函数 f(x)为定义在R上的奇函数,
当x0时, x 0 , f xf xexx1exx1,故A正确;
对于B,当 x 0 时, f x e x x 1 0 ,解得 x 1 , x 0 时, f x e x x 1 0 ,解得
x1,
又 f 00,所以 f x 有 1 和0三个零点,故B正确;
对于C,当x0时,f xexx1,fxexx2,当 x 2 时, f x 0 , f x 递
减,
2x0时, f x 0 , f x递增,
1
∴x2时,f x有极小值 f 2e2 ,x0时,f x1,
e2
x 0 ,f x1,
由 f x是奇函数,∴ x 2 时, f x 有极大值 f 2
1
e 2
,
又 f 00,所以 f x 的值域是1,1,故C错误;
对于D,由C的讨论知1 f x1,因此对任意的实数 x
1
, x
2
有1 f x 1,1 f x 1,
1 2
∴2 f x f x 2,即 f x f x 2,故D正确.
1 2 1 2
故选:ABD.
1
12. 或3
2
【难度】0.85
【知识点】平面向量线性运算的坐标表示、向量垂直的坐标表示
【分析】根据平面向量线性运算、数量积的坐标表示公式,结合平面向量垂直的性质进行求解即可.
【详解】因为2ab(2,2m)(m1,6)(3m,2m6),且
答案第7页,共17页
( 2 a b ) a ,
所以(3m)1(2m6)m0,即2m27m30,
1
解得m 或
2
m 3 .
1
故答案为: 或3
2
13. 3,2
【难度】0.65
【知识点】函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】作出 f x 2x 3的图象,由题意知 t 2 2 m t 3 0 在 0 , 3 内有两个不等实根,再
结合二次方程根的分布列不等式即可求得m的范围.
【详解】作出 f x 2 x 3 的图象,
令t f x 2x3 ,则方程
f x
2 2mf x30,即为t22mt30,
f x
2 2mf x30有4个不同的实数根,则t22mt30在0,3内有两个不等实根,
Δ2m2430
所以0m3 ,解得 3m2,
96m30
所以实数m的取值范围为 3,2 .
故答案为: 3,2 .
14.①④
【难度】0.4
【知识点】正棱柱及其有关计算、判断正方体的截面形状、棱柱及其有关计算
【分析】根据正方体的结构特征以及空间中点、线、面的位置关系逐项判断即可.【详解】对于①,过
答案第8页,共17页
P 点向 C
1
D
1
引垂线,交 C
1
D
1
于点 Q ,连接 Q C , Q D ,
由正方体的性质可知, P A E 在平面 C D D C1
1
上的投影图形为 Q D C ,
当P在上底面运动时, Q D C
1
的面积保持不变,其面积为 222,故①正确;
2
对于②,取CC 的中点
1
M ,连接BM,取 C M 的中点 N ,连接 E N , F N , F M ,
因为F,M分别为 D D
1
, C C
1
的中点,所以 F M / / D C ,且 F M D C ,
由正方体性质可知, A B / / D C ,且AB DC ,所以FM //AB,且 F M A B ,即四边形ABMF
为平行四边形,所以 A F / / B M ,
因为E,N分别为 B C , C M 中点,所以 E N / / B M ,即有AF//EN,
所以A,F,N,E四点共面,
所以平面 A E F 截该正方体所得的截面图形是梯形 A F N E ,
1 2 17
因为 AE 2212 5, FN 22 ,
2 2
AE FN ,故梯形 A F N E 不是等腰梯形,故②不正确;
对于③,延长 F D
1
使得FD DH,则由对称性可知: PF PH ,
1 1
所以 PE PF PE PH EH ,
当P,E,H 三点共线时, PE PF 取到最小值 EH ,因为 EH |2 ED|2 DH |2 EC|2 CD|2 DH |214914,
所以 EH 14,即
答案第9页,共17页
P E P F 的最小值是 1 4 ,故③不正确;
对于④,取 B C1
1
中点 G ,连接 E G , P G ,由正方体性质可知, E G P G ,
因为 EP 2 2, E G 2 ,
所以由 E P 2| E G 2| | P G 2| 可得 P G 2 ,
所以点P在上底面内运动路径是在正方形 A
1
B C1
1
D
1
内以 G 为圆心,2为半径的一段圆弧,
π π π
如图,由GC 1?NG 2,可得NGC ,同理MGB ,MGN ,
1 1 3 1 3 3
所以圆弧 M N
π 2π
的长度为2 ,故④正确;
3 3
故答案为:①④.
π
15.(1)A
3
(2)a 10
【难度】0.85
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)根据余弦定理边角互化即可求解,(2)根据面积公式,结合题中条件即可求解.
【详解】(1)由
答案第10页,共17页
a 2 b 2 c 2 b c 可得 b c b 2 c 2 a 2 ,
b2c2a2 bc 1
故cosA ,
2bc 2bc 2
π
由于A0,π,故A ,
3
1 1 3 3
(2)由S bcsinA bc ,故
ABC 2 2 2 2
b c 2 ,
又bcb2c2a2得bcbc22bca2,故a2 bc23bc166,
故a 10,
π
16.(1) f(x)2sin2x
3
3
(2)
5
【难度】0.85
【知识点】已知正(余)弦求余(正)弦、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变
化前(后)的解析式
【分析】(1)先根据三角形的面积得最小正周期,进而求出,根据 f x 图象经过点A求
出,即可得出 f x 的解析式;
(2)求出函数 g x
π 4 π
的表达式,得出sin ,即可求出cos 的值.
6 5 6
【详解】(1)由题意,
π
△BCD的高为2,面积为 ,
2
1 π T π
即 2BC ,可得BC ,则 ,
2 2 2 2 2
2π
∴T π ,解得2.
∵ f(x)图象与y轴交于点A 0, 3 ,
3
∴2sin 3,即sin ,
2
π π
又因为0 ,所以 .
2 3
π
∴ f x2sin2x .
3
(2)由题意及(1)得,π
将 f x向右平移 个单位长度,
12
π π π
得到y2sin 2x 2sin2x 的图象,
12 3 6
再将所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),
π
得到函数y2sinx 的图象,
6
π
∴g(x)2sinx .
6
8 π 8
由g() 可得2sin ,
52 6 5
π 4
∴sin ,
6 5
∵ ,
2
2π π 7π
∴ ,
3 6 6
π π 3
∴cos 1sin2 .
6 6 5
17.(1)证明见解析
1
(2)
3
3
(3)
3
【难度】0.65
【知识点】锥体体积的有关计算、证明线面平行、求二面角
【分析】(1)取
答案第11页,共17页
P A 中点 M ,通过证明四边形 B C E M 为平行四边形,从而得到 C E ∥ B M ,
再由线面平行的判定即可证明;
1
(2)由题知V V V V V ,根据面面垂直的性质可证AD平面
PACE CPAE BPAE EPAB 2 DPAB
PAB,然后利用体积计算公式求解;
(3)取 A D 的中点 F ,连接EF,过 F 作FN AC于N ,则ENF为二面角EACD的
3
平面角,在Rt EFN中,可求tanENF 2,再得到cosENF 即可.
3
【详解】(1)取 P A 中点M ,连接EM ,BM
1
E为PD的中点,M 为PA中点,所以EM AD,且EM AD,
2又AD∥BC,
答案第12页,共17页
B C 1 ,AD2, B C
1
2
A D ,
所以有 E M ∥ B C ,且 E M B C ,
所以四边形BCEM 为平行四边形,
则CE∥BM,又 B M 平面 P A B , C E 平面 P A B ,所以 C E //平面PAB.
(2)底面 A B C D 是直角梯形,BC∥AD, A D 平面 P A D , B C 平面PAD,
所以BC//平面 P A D ,则点 C 到平面 P A D 的距离等于点B到平面 P A D 的距离,
所以三棱锥 P A C E 的体积V V V V ,
PACE CPAE BPAE EPAB
又E为 P D 的中点,则点 E 到平面 P A B 的距离等于点 D 到平面PAB的距离的一半,
1
所以V V ,
EPAB 2 DPAB
又PAAD2,ABBC1, P B 5 ,
所以PA2AB2 PB2,故 A B A P ,
又ABC90 , B C / /A D ,所以 A B A D ,
平面PAB平面 A B C D ,且平面 P A B 平面ABCD AB,
又AD平面 A B C D ,所以AD平面 P A B ,
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
故V V S AD PAABAD 212 .
EPAB 2 DPAB 2 3 PAB 2 3 2 2 3 2 3
(3)因为平面PAB平面ABCD,且其交线为AB,
又AP平面 P A B , A P A B ,
所以AP平面ABCD,
取AD的中点F,连接EF,在△PAD中,
答案第13页,共17页
E , F 分别为 P D , A D 的中点,
1
所以AP∥EF,EF AP1
2
则EF 平面 A B C D ,
过F作 F N A C 于 N ,连接 E N ,则有 E N A C ,
所以ENF为二面角 E A C D 的平面角,
在直角梯形ABCD中,ABBC1,ABC90 ,所以BAC45 ,所以FAC45 ,
1 2
又AF AD1,所以FN ,
2 2
EF 1
tanENF 2 3
在Rt EFN中, FN 2 ,所以cosENF ,
3
2
即二面角 E A C D 的余弦值为
3
3
.
18.(1) a
n
2 n 1 ,b 3n
n
21 24n9 9n1
(2)T 9n
2n 16 16 16n12
(3)
1,.
【难度】0.4
【知识点】等差数列与等比数列综合应用、错位相减法求和、分组(并项)法求和、数列不
等式恒成立问题
【分析】(1)结合等差数列的通项公式,求和公式以及等比数列的通项公式进行求解;
(2)可以采取分组求和的方式,即将奇数项与偶数项的和分开求解,再利用错位相减法以
及裂项相消法分别求和;
(3)对于求参数的范围,一般可以采用分离参数的方法,对于求后面式子的最值,结合函
数的单调性进行分析求解.
【详解】(1)设等差数列 a
n
的公差为 d ,等比数列 b
n
的公比为q,
由S 15,3a 3d 15,又a 3,3d 5,d 2,
3 1 1
由a b ,
4 2
a 3d b q,又a b 3,33d 3q,q3,
1 1 1 1
a 32(n1)2n1,b 33n1 3n,
n n
即a 2n1,b 3n.
n n(2)当
答案第14页,共17页
n 为奇数时,c a b (2n1) 3n,
n n n
记A c c c c ,则有
n 1 3 5 2n1
A 337331135(4n1)32n1①,
n
9A 3337351137(4n1)32n1②,
n
①②得:
8A 94 33353732n1 4n132n1,
n
27
19n1
8A 94 4n132n1,
n 19
9 24n9
A 9n,
n 16 16
(34n) b (34n)3n 1 3n 3n2
当n为偶数时,c n ( ),
n a a (2n1)(2n3) 4 2n1 2n3
n1 n1
记B c c c c ,
n 2 4 6 2n
1 32 34 1 34 36 1 36 38 1 32n 32n2
B ( ) ( ) ( ) ( )
n 4 3 7 4 7 11 4 11 15 4 4n1 4n3
1 32 32n2
B ( )
n 4 3 4n3
3 9n1
B ,
n 4 16n12
21 24n9 9n1
T A B 9n .
2n n n 16 16 16n+12
(3)由a 2n1与na 1a 1n2120恒成立,
n n n
可得n2n22nn2120恒成立,
n2n6 n2n6
恒成立,即求 的最大值,
n22n n22n
n2n6 n6
设 f(n) 1 ,
n22n nn2
n7 n6 n213n18
f(n1) f(n) 0,
n1n3 nn2 nn1n2n3
f(n)单调递增,n6
又 0,
n(n2)
n6
f(n)1 1,
n(n2)
1.
19.(1)3xy20
(2)m,11,0
(3)证明见解析
【难度】0.4
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求已知函数的极值、根据极值求参数、
利用导数研究函数的零点
【分析】(1)利用导数的几何意义求得切线斜率,由点斜式即可得到切线方程;
(2)函数求导后,根据参数
答案第15页,共17页
m 的取值分类讨论,得到 m 0 时,极小值
1
f( )mlnm1,构造函数um1mlnmm0,求导推得
m
um u10,即可求得不等式um0的解集;
max
(3)由 g x 0
lnx1 lnx1
得ex m0,令vxex m,x0,,则
x x
x2ex lnx
vx ,令rx x 2exnlx,x 0, ,求导判断
x2
r x 在区间 0 , 上单调递增,
1
结合零点存在定理,推得x ,1,使得
0 e
r x
0
0 ,求出vx的最小值为
lnx 1
vx ex 0 0 m,由
0 x
0
r x
0
0
1
可得ex0 ,
x
0
x
0
ln x
0
,故得vx的最小值
vx 1m,由m1即可判断函数
0
v x ,即函数 g x 的零点个数.
【详解】(1)当 m 2
1
时, f x12xlnx,则 fx2 ,
x
所以 f 11, f13,
则曲线y f x在点 1, f 1 处的切线方程为y13x1,
整理得:3xy20.
1 mx1
(2)函数 f x的定义域为0,,且 fxm ,
x x
① 当m0时,易得 fx0,f x在0,上单调递减,则 f x无极小值,不合题意;② 当
答案第16页,共17页
m 0 时,由 f x 0 ,得 x
1
m
,即 f x 在
1
m
,
上单调递增;
1
由 fx0,得0x 时,即
m
f x 在
0 ,
1
m
上单调递减,
1
所以 f x的极小值为: f( )mlnm,
m
因为 f x的极小值小于 1 ,所以 m ln m 1 ,即1mlnm0.
令um1mlnmm0,则 u m 1
1
m
m
m
1
,
所以当 m , 1 时, u m 0 ,当 m 1 , 0 时, u m 0 ,
则um在 , 1 上单调递增,在1,0上单调递减,
因为u10,所以由 u m 0 可得m,11,0.
(3)gx f xxexmxexlnxmx1,x0,.
lnx1
令gx0,得ex m0,
x
lnx1
令vxex m,x0,,则
x
g x 与 v x 有相同的零点,
1lnx1 x2exlnx
且vxex .
x2 x2
1
令rxx2exlnx,x0,,则rx x22x ex ,
x
因为x0,则rx0,所以 r x 在区间0,上单调递增,
又r 1 e e 1 e 2 10,r1e0,所以x 0 1 e ,1 ,使得rx 0 0,
所以当 x 0 , x
0
时, r x 0 ,即 v x 0 ;当xx ,时,
0
r x 0 ,即 v x 0 ,
所以vx在 0 , x
0
单调递减,在x ,单调递增,
0
lnx 1
所以vx的最小值为vx ex 0 0 m.
0 x
0
1 1 1
由rx 0,得x2ex0 lnx 0x ex0 lnx ln ,
0 0 0 0 x 0 x x
0 0 0
1
1 ln
即x ex 0 ln e x 0 ,
0 x
0
令xxex,x0,,则xx1ex 0,则x在0,单调递增.1 1
因为 x 1,所以ln 0,则
e 0 x
0
答案第17页,共17页
x
0
ln
1
x
0
,
1 1
所以x ln ,从而ex0 ,
0 x x
0 0
x
0
ln x
0
,
lnx 1 1 x 1
所以vx的最小值vx ex0 0 m 0 m1m.
0 x x x
0 0 0
当x趋近于0时, v x 趋近于0或 时,vx趋近于 ,
又因m1,所以 v x
m in
1 m 0 ,
所以vx有2个零点,故 g x 有2个零点.
lnx1
【点睛】关键点点睛:求vxex m,x0,单调性及最值,需要引入隐零点
x
x2ex0 lnx 0,因为这个隐零点不好代入消元求值,需要再同构函数
0 0
x x e x ,则可得隐
1
零点满足ex0 ,
x
0
x
0
ln x
0
,从而再代入隐零点即可求出 v x 的最小值 1 m ,再结合两
边的极限值,从而问题得证.