文档内容
苏州市 2023~2024 学年第二学期学业质量阳光指标调研卷
高二数学
2024.6
注意事项
学生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1 .本卷共 4 页,包含单项选择题(第 1 题~第 8 题)、多项选择题(第 9 题~第 1l 题)、
填空
题(第 12 题~第 14 题)、解答题(第 15 题~第 19 题).本卷满分 150 分,答题时间为
120 分钟,答题结束后,请将答题卡交回.
2 .答题前,请您务必将自己的姓名、调研序列号用 0.5 毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡
的规定位置.
3 .请在答题卡上按照顺序在对应的答题区域内作答,在其他位置作答一律无效.作答必须用
0.5 毫米黑色墨水的签字笔.请注意字体工整,笔迹清楚.
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. 函数f(x) = -x2 +1 在[1, 1. 1] 上的平均变化率为 ( )
A. 0.21 B. 2. 1 C. -0.21 D. -2. 1
【答案】D
【解析】
【分析】根据平均变化率的公式计算即可.
【详解】函数 f(x) = -x2 +1在[1, 1. 1] 上的平均变化率 = - 2.1 .
故选:D
2. 设全集U = {-3, -1, 0, 1, 3} ,集合 A = {-1, 0, 1} , B = {y y = 3x, x ∈ A} ,则 A∩ C B = (
U
)
A. {-3, 0, 3} B. {-1, 0, 1} C. {-1, 1} D. {0}
【答案】C
【解析】
【分析】先求出集合B ,再根据补集和交集的定义即可得解.
【详解】 B = {y y = 3x, x ∈ A} = {-3, 0,
3} , 则C B = {-1, 1},
U
所以 A∩ C B = {-1, 1} .
U
第 1页/共 17页故选:C.
3. 对于满足 n ≥ 4 的任意正整数 n , 4 × 5 × . . . × n = ( )
A. A
3
B. A
4
C. A
n—4
D. A
n—3
n n n n
【答案】D
【解析】
【分析】根据排列数公式即可判断.
【详解】易得 4× 5 × . . . × n = A
n-3
,
n
故选:D.
4. 已知 a,b ∈ R ,则“a > b > 0 ”是“ a +1 > b +1 ”的什么条件
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】分别从充分性和必要性入手进行分析即可.
【详解】充分性: a > b > 0 → a +1 > b +1 ,充分性成立;
必要性:当a = —2, b = —1 时, a +1 > b +1 成立,但 a b > 0 ”是“ a +1 > b +1 ”的充分不必要条件.
故选:A.
【点睛】本题考查充分条件和必要条件的判断,考查推理能力,属于常考题.
5. 已知幂函数 f(x) = ( m2 + m —1 ) x —2m+1 在(0, +∞) 上单调递减,则实数m 的值为 ( )
A. —2或 1 B. —1或 2 C. 1 D. —2
【答案】C
【解析】
【分析】根据幂函数的定义和性质求解即可.
【详解】因为幂函数 f(x) = ( m2 + m —1 ) x —2 m+1 在(0, +∞) 上单调递减,
1
所以 ,解得 m = 1 .
故选:C.
第 2页/共 17页6. 在一个口袋中装有大小和质地均相同的 5 个白球和 3 个黄球,第一次从中随机摸出一个球,观察其颜
色 后放回,同时在袋中加入两个与所取球完全相同的球,第二次再从中随机摸出一个球,则此次摸出的
是黄 球的概率为 ( )
3 3 4 1
A. B. C. D.
16 8 5 2
【答案】B
【解析】
【分析】借助全概率公式计算即可得.
【详解】设事件 A 为第一次从中随机摸出一个球的颜色为白
色, 事件B 为第二次再从中随机摸出一个球是黄球,
则 P(B ) = P (A). P ( B A ) +P ( A ) . P ( B A )
故选:B.
7. 设 a = , b = log 2 , c = + sin ,则
3
A. a > b > c B. c > b > a C. a > c > b D. b > a > c
【答案】A
【解析】
【分析】根据指数函数与对数函数的单调性即可比较 a, b ,构造函数 f (x ) = x — sin x ,利用导数判断
函数
的单调性,即可比较 , sin 的大小,进而可比较b, c 的大小,即可得解.
因为 a = = log 3 = log 27 > log 25 = log 5 > log 4 = log 2 ,
3 3 3 3 3 3
所以a > b ,
令 f (x ) = x — sin x ,则 f/(x) = 1— cos x
≥ 0 , 所以 f (x )在R 上为增函数,
所以 即 — sin 所以 > sin
则b = log 2 > log + sin ,即b
3 3
> c ,
综上所述, a > b > c
. 故选:A.
第 3页/共 17页8. 已知 5 名同学排成一排合影留念,若甲不站在两端,乙不站在正中间,则不同的排法共有 ( )
A. 48 种 B. 60 种 C. 66 种 D. 72 种
【答案】B
【解析】
【分析】分甲站在正中间与甲不站在正中间讨论即可得.
1 4
【详解】若甲站在正中间,则共有 A A 种排法,
1 4
1 1 3
若甲不站在正中间,先排甲有 C 种,再排乙有 C 种,最后三人任意排有 A
2 3 3
1 1 3
种, 则共有 C C A 种排法,
2 3 3
1 4 1 1 3
综上,共有 A A + C C A = 24+36 = 60 种不同排法.
1 4 2 3 3
故选:B.
二、选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 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 6 分,部分选对的得部分分,有选错的得 0 分.
9. 下列说法中正确的有 ( )
A. 若随机变量x , y 满足经验回归方程 = —0.02x + 49.76 ,则x , y 的取值呈现正相关
B. 若随机变量X ~ N (3, σ ) ,且 P(X > 6) = 0. 15 ,则 P(X < 0) = 0.15
C. 若事件 A, B 相互独立,则 P(A | B) = P(A)
D. 若 5 件产品中有 2 件次品,采取无放回的方式随机抽取 3 件,则抽取的 3 件产品中次品数为 1 的概率
是
3
5
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据回归方程即可判断A;根据正态分布的对称性即可判断 B;根据相互独立事件的概率公式及
条 件概率公式即可判断C;根据古典概型的概率公式即可判断 D.
【详解】对于 A ,因为随机变量x , y 满足经验回归方程 = —0.02x + 49.76
, 所以x , y 的取值呈现负相关,故 A 错误;
对于 B ,因为随机变量 X ~ N (3, σ ) ,且 P(X > 6) = 0.
15 , 所以 P(X < 0) = P (x > 6) = 0.15 ,故 B 正确;
对于 C ,若事件 A, B 相互独立,则 P(AB) = P (A)P (B) ,
第 4页/共 17页所以P(A | B) = = P (A) ,故 C 正确;
对于 D ,由题意抽取的 3 件产品中次品数为 1 的概率 ,故 D 正确.
故选:BCD.
10. 拐点(Inflection Point)又称反曲点,是一条连续曲线由凸转凹或由凹转凸的点,直观地说,是使切线
穿越曲线的点(即连续曲线的凹弧与凸弧的分界点).拐点在统计学、物理学、经济学等领域都有重要应用.
设 函数 f(x) 对于区间 ( a , b) 内任一点都可导 ,且函数 g(x) = f /(x) 对于区间 ( a , b) 内任一点都可
导 ,若
彐x ∈ (a, b) ,使得g/(x ) = 0 ,且在 x = x 的两侧g /(x) 的符号相反,则称点 ( x , f (x )) 为曲线y =
0 0 0 0 0
f(x) 的
拐点.以下函数具有唯一拐点的有 ( )
= x3 + x2 B. f , x > 0
C. f(x) = a x — x2 ( a > 0 ,且 a ≠ 1 ) D. f(x) = ln x + sin x
【答案】AC
【解析】
【分析】拐点即二阶导数的变号零点,求出二阶导数以后逐一分析即可,其中 D 需要找到两个拐点即可
排 除 D.
对于 A: g = 3x2 + 2x , g/ = 6x + 2 ,令 g/ = 0 得 x = -
)
当 x > — 时,g/(x) > 0 ,当x < — 时,g/(x) < 0 , 所以 (| — , | 是函数 f (x)
( ,
的拐点,
故 A 正确;
对于 B : g (x ) = f/ (x ) = x2 — , g / (x ) = 2x + , x > 0 ,令 g /( x ) = 0 ,方程无解, 所以
( )
f x
无拐
点,故 B 错误;
对于 C : g (x) = f/ (x) = ax ln a — 2x , g / (x) = ax ln2 a — 2 ,令 g/ (x) = 0 得 x =
log , 当 a > 1 且 x > log 时, g /
(x)
> 0 ,当 a > 1 且当 x < log
a a a
时, g /
(x)
< 0 ,
当0 < a < 1且 x > log 时, g
/(
x
)
< 0 ,当 0 < a < 1且 x < log 时, g
/(
x
)
> 0 ,
a a
— log ,所以 是函数f (x) 唯一拐点,故
第 5页/共 17页C
正确;
第 5页/共 17页( ) ( ) ( )
对于 D :g x = f/ x = + cos x ,g / x = — — sin x ,因 (
0, g / 0 ,所以 g/(x) = 0
为 g/ ( π ) |( 2 , | 在
至少有一个零点x 且为变号零点,
1
( ) )
又因为 g / — | > 0, g/ ( —π ) < 0 ,所以 g/(x) = 0 在(| —π, — | 至少有一个零点x 且为变号零
|( , ( , 2
点所以 f (x)
有拐点但不唯一,故 D 错
误. 故选:AC
11. 已知定义域为 R 的连续函数f(x) 满足 e x f(x —y) = ex+yf(x) + f(—y) , f(—1) = —e2 ,则 ( )
A. f(0) = 0 B. e x f(x) 为奇函数
C. f(x) 在(—∞, 0) 上单调递减 D. f(x) 在(0, +∞) 上的最大值为 1
【答案】ABD
【解析】
【分析】令 x = y = 0 ,即可判断 A; 由 e
x
f(x —y) = ex+yf(x) + f(—y) ,得
ex—y f(x — y) = e x f(x) + e — y f(—y) ,令 g (x) = e x f(x) ,则 g (x —y ) = g (x)+ g (—y ) ,令 x = y
= 0 ,即 可判断 B ;关于x 求导得,g/(x —y ) = g/(x) ,从而可求出 g(x) d 的解析式,进而可求出f
(x)
的解析式, 再利用导数即可判断 CD.
【详解】对于 A ,令 x = y = 0 ,
则 f (0) = f (0) + f (0) ,所以 f (0) = 0 ,故 A 正确;
对于 B ,由 e x f(x — y) = ex+yf(x) + f(—y) ,得 ex—y f(x — y) = e x f(x) + e — y f(—y) ,
令 g(x) = e x f(x) ,则 g(x —y ) = g (x)+ g(—y ) ,
令 x = y = 0 ,则 g(0) = g (0) + g(0) ,所以 g(0)
= 0 , 令y = x ,则 g(0) = g (x)+ g(—x) = 0 ,
所以 g(x) 为奇函数,即 e x f(x) 为奇函数,故 B 正
确; 由 g(x —y ) = g (x)+ g(—y ) ,
关于x 求导得, g/(x —y ) = g/(x) ,
第 6页/共 17页令—y = Δx, h (x) = g/(x) ,
所以 h (x) = C (C 为常数),即 g/(x) =
C , 所以 g(x) = Cx + t (C, t 为常数),
因为 g (0) = 0, g (—1) = e —1 × ( —e 2 ) = —e ,
所以 = ex ,所以 f
, 则
当 x <1时, f/(x) > 0 ,当 x >1时, f/(x) < 0 ,
所以 f (x) 在 (—∞, 1) 上单调递增,在 (1, +∞) 上单调递
减, 所以 f (x) = f (1) = 1 ,故 C 错误;D 正确.
max
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:由 ef(x — y) = ex+yf(x) + f(—y) ,得出 ex—y f(x — y) = ef(x) + e — y f(—y) ,
x x
是解 决本题的关键.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 89 被 6 除所得的余数为 .
【答案】
2 【解
析】
【分析】把 89 用二项式定理展开,把问题转化为 29 被 6的余数.
【详解】 89 = (6 + 2)9 = C069 + C168 × 2 + C267 × 22 +……C86 × 28 + C929 ,
9 9 9 9 9
展开式的前 9项都能被 6整除,只有最后一项不能被 6整除,所以问题转化为 29 被 6的
余数, 而 29 = 512 ,被 6除的余数为 2 ,所以 89 被 6除的余数为 2 .
故答案为: 2
13. 已知随机变量x , y 的五组观测数据如下表:
x 1 2 3 4 5
第 7页/共 17页y e 一1. 1 e 1.6 a e 6.5 e9
由表中数据通过模型 y = emx+n 得到经验回归方程为 = e2.6x一3.8 ,则实数a 的值为 .
【答案】
e4 【解析】
【分析】令 z = ln y ,则 = 2.6x 一 3.8 ,求出x, z ,再根据线性回归方程必过样本中心点即可得
解. 【详解】令 z = ln y ,
因为 = e2.6x一3.8 ,所以 = 2.6x 一 3.8 ,
所以 2.6 × 3 一 3.8 = ,解得 a = e4 .
故答案为: e4 .
14. 已知函数 f(x) = x3 + ax2 + bx + c(a, b, c ∈ R) ,若关于x 的不等式 f(x) < 0 的解集为{x | x < t + 3 且 x ≠
t} ,
则f(x) 的极小值为 .
【答案】 一
4 【解析】
【分析】结合三次函数的性质可得函数解析式,借助导数可得其单调性即可得其极小值.
【详解】 由题意可得 f(x) = x3 + ax2 + bx + c = (x 一 t 一 3)(x 一
t)2 , 即 f/ (x ) = (x 一 t)2 + 2(x 一 t 一 3)(x 一 t) = 3 (x 一 t)(x 一 t
一 2) ,
当 x ∈(一∞, t ) (t + 2, +∞) 时, f/(x) > 0 ,当 x ∈(t, t + 2) 时, f/(x) < 0 ,
故f(x) 在(一∞, t ) 、 (t + 2, +∞) 上单调递增,在 (t, t + 2) 上单调递
减, 共有f(x) 的极小值为 f (t + 2) = (t + 2 一 t 一 3)(t + 2 一 t)2 =
一1× 22 = 一4 . 故答案为: 一4 .
四、解答题:本题共 5 小题,共 77 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知 (1一 3x)n (其中 x ∈ R n ∈ N* )的展开式中第 2 项的二项式系数与第3 项的二项式系数之和为
36 .
(1)求n ;
第 8页/共 17页(2)记(1 — 3x)n = a + a x + a x2 + . . . + a xn ,求 — + — + ... + (—1)n 的值.
0 1 2 n
【答案】(1) 8
(2) 255
【解析】
【分析】(1)根据第 2 项的二项式系数与第3 项的二项式系数之和为 36得 C 1 + C 2 = 36 ,即可求
n n
n ;
先令 x = 0 ,则 a = 1 ,再令 x = - ,则 28 = a — 即可求解.
0 0
【小问 1 详解】
由题意,二项式 (1— 3x)n 的通项公式为T = C r (—3x)r ,
r +1 n
根据第 2 项的二项式系数与第3 项的二项式系数之和为 36得
C1 + C2 = 36 ,即 n2 + n — 72 = 0 , n ∈ N*
n n
解得 n = 8 .
【小问2 详解】
由(1)可知 (1— 3x)8 = a + a x + a x2 + … +
0 1 2
a x8 , 令 x = 0 ,则 a = 1 ,
8 0
令 则 28 = a —
0
16. 已知某射击运动员每次射击命中 10 环的概率为 ,每次射击的结果相互独立,共进行 4 次射
击.
(1)求恰有 3 次命中 10 环的概率;
(2)求至多有 3 次命中 10 环的概率;
(3)设命中 10 环的次数为 X ,求随机变量 X 的数学期望 E(X) 和方差D(X) .
【答案】(1)
(2)
(3) ; DX =
【解析】
【分析】(1)直接根据二项分布的概率公式计算即可;
(2)用对立事件法求概率;
第 9页/共 17页(3)直接代入二项分布的期望和方差公式即可.
【小问 1 详解】
设运动员每次射击命中 10 环为随机变量ξ, 则由题意可知 则恰有 3 次命中 10 环的概率
即
【小问2 详解】
至多有 3 次命中 10 环的概率即 = 1— P = 1— C
【小问 3 详解】
17. 已知函数 为奇函数.
(1)设函数 + t ,求 g + ... + g 的值;
(2)若关于x 的方程 f ( 4x + 3 ) + f ( —a . 2x — a ) = 0 有实数根,求实数a 的取值范围.
【答案】(1) 2023
(2) a ≥ 2
【解析】
【分析】(1) 由函数 f (x )为奇函数可得 f (0) = 0 ,即可求出a ,再求出 g(x)+ g(1— x) 的值即可得
解; ( 2 ) 先 判 断 函 数 f (x ) 的 单 调 性 , 根 据 函 数 f (x ) 为 奇 函 数
可 得 f (4x + 3) = — f ( —a . 2x — a ) = f ( a . 2x + a ) ,则问题转化为关于x 的方程 4x + 3 = a . 2x +
a ,分离参数,
再结合基本不等式即可得解.
【小问 1 详解】
函数的定义域为 R ,
因为函数 为奇函
数, 所以 = 0 ,即 = 0 ,所以
t = 1,
经检验,符合题意,
第 10页/共 17页因为 f (x ) 为奇函数,所以f ( x) + f (x) = 0 ,
所以 + ... + g
g 「( 1 | + ) g ( 2023 | )7 | + 「g ( 2 ) | + ( g2 022)7 | | +「 .. . +( 20g2 3) ( | +1 g | |
(| (| |( |( (| |(
L 2024 , 2024 , 」 L 2024 , 2024 , 」 L 2024 , 2024 , 」
2
=
【小问 2 详解】
因为 y = 2x +1是 R 上的增函数,且恒大于
零, 所以 f (x )在R 上单调递减,
由 f (4x + 3) + f ( a .2 x a ) = 0 ,
得 f (4x + 3) = f ( a . 2 x a ) = f ( a . 2 x + a ) ,
所以 4x + 3 = a . 2x + a ,即 a = = 2x + 1+
因为关于x 的方程 f (4x + 3) + f ( a .2x a ) = 0 有实数根,
所以关于x 的方程 a = 2x +1+ 2 有实数
根,
当且仅当 2x +1 = ,即 x = 0 时取等号,
所以 a ≥ 2 .
18. 某学校组织100名学生去高校参加社会实践.为了了解学生性别与颜色喜好的关系,准备了足量的
红、 蓝颜色的两种帽子,它们除颜色外完全相同.每位学生根据个人喜好领取 1 顶帽子,学校统计学生
所领帽
第 11页/共 17页子的颜色,得到了如下2 × 2 列联表.
红色 蓝色 合计
男 20 25 45
女 40 15 55
合计 60 40 100
(1)是否有99%的把握认为“喜好红色或蓝色与性别有关”;
(2)在进入高校某实验室前,需要将帽子临时存放,为此学校准备了标号为 1 号到 7 号的 7 个箱子,现
从 中随机选取 4 个箱子,
①求所选的 4 个箱子的标号数之和为奇数的概率;
②记所选的箱子中有 X对相邻序号(如:所选箱子的标号为 1 ,2 ,3 ,5 ,则 1 ,2 和 2 ,3 为 2 对相邻序
号,
所以 X = 2 ),求随机变量 X 的分布列和数学期望 E(X) .
附: ,其中 n = a +b + c + d .
0 05
α 0. 1 . 0.01
x 2.706 3.841 6.635
a
【答案】(1)有 99%的把握认为“喜好红色或蓝色与性别有关” .
(2)分布列见解析
【解析】
【分析】(1)根据独立性检验计算判断结论;
(2)根据古典概型计算概率;根据题意求离散型随机变量的可能取值及相应概率,列出分布列,根据数学
期望公式计算出结果;
【小问 1 详解】
零假设 H :喜好红色或蓝色与性别无关,
0
第 12页/共 17页所以,根据独立性检验,没有充分证据推断 H 成
0
立, 因此有 99%的把握认为“喜好红色或蓝色与性别
有关” . 【小问2 详解】
①根据题意可知箱子的标号有 4 个奇数 3 个偶数,
标号为 1 号到 7 号的 7 个箱子,现从中随机选取 4 个箱
子, 设事件 A 记为所选的 4 个箱子的标号数之和为奇
数,
②标号为 1 号到 7 号的 7 个箱子,现从中随机选取 4 个箱
子, 则选取 4 个箱子的所有情况有
[1234, 1235, 1236, 1237, 1245, 1246, 1247, 1256, 1257, 1267, 1345, 1346, 1347, 1356, 1357,
1367,)
{ 1 4 5 6 , 1 4 5 7 , 1 4 6 7 , 1 5 6 7 , 2 3 4 5 , 2 3 46, 2347, 2356, 2357, 2367, 2456, 2457, 2467, 2567,
3457, 3467, 3567, 4567
l
J
记所选的箱子中有 X对相邻序号,可得 X = 0, 1, 2, 3, 则
所以随机变量 X 的分布列为
X 3
4
P
35
因此数学期望
19. 已知函数 f (x) = (x +1)ln x .
(1)求曲线y = f(x) 在x = 1处的切线方程;
(2)若关于x 的不等式 f (x) > m(x 1) 在(1, +∞) 上恒成立,求实数 m 的最大值;
(3)若关于x 的方程 f(x) + ax2 + (a +1)x +1 = 0(a ∈ R) 有两个实根x, x (x ≠ x ) ,求
1 2 1 2
证:
第 13页/共 17页【答案】(1) y = 2x —
2 (2) 2
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)借助导数的几何意义计算即可得;
( 2 ) 由 题 意 可 得 (x +1)ln x — m(x —1) > 0 在 (1, +∞) 上 恒 成 立 , 则 可 构 造
函 数 g (x) = (x +1)ln x — m(x —1) ,求导后分m ≤ 2及m>2 讨论其单调性,在 m>2 时结合零点
的存在性定理 研究,即可得 m 的具体范围,即可得其最大值;
(3)借助因式分解可将原问题转化为 ln x + ax +1 = 0 有两个实根,借助导数研究其单调性可得两根范
围,
t = t =
借助换元法 ,令 , ,可得 两式作差可得 ,从而
1 2 a =
—
将证明
2
( t )
1— 1
|
1 1 t |( t t 1 — n2
—2a < + 转化为证明ln 1 + 2 , > 0 ,借助换元法令 1 = n > 1 ,即证 ln n + > 0 ,
构造相
x x t t t 2n
1 2 2 2 . 1 2
t
2
应函数,借助导数即可证明;再借助(2)中所得,结合两实根的范围,可得 即
1
[ a (t ) > (t — 3)
可得 { — — 3 ,两式作差即可得证 + < a + 3 .
l — a 1 t 2 ( t2 )
【小问 1 详解】
又 f (1) = (1+1)ln1 = 0 ,则有y — 0 = 2 (x —1)
, 即曲线y = f(x) 在 x = 1处的切线方程为 y =
2x — 2 ; 【小问2 详解】
由题意可得 (x +1)ln x — m(x —1) > 0 在(1, +∞) 上恒成立,
令 g (x) = (x +1)ln x — m(x —1) ,则 g/ (x ) = ln x +1+ — m ,
第 14页/共 17页则当 x ∈(1, +∞) 时, α/(x) > 0 ,故 g/(x) 在(1, +∞) 上单调递增,
则当 时, g / = ln1+1+ — m = 2 — m ,
当 m ≤ 2时, g/(x) > 2 — m ≥ 0 ,故 g(x) 在(1, +∞) 上单调
递增, 有 g(x) > g(1) = 2ln1— m(1—1) = 0 ,符合要求,
当 m>2 时, 由 g/ = 2 — m < 0 , g / = ln em +1+ — m = 1 +
则存在 x ∈ (1, em ) ,使 g/(x ) = 0 ,即当 x ∈(1, x ) 时,
0 0 0
g/(x) < 0 , 当 x ∈(x , +∞) , g/(x) > 0 ,
0
故 g(x) 在 (1, x ) 上单调递减,在 (x , +∞) 上单调递增,
0 0
则 g(x ) < g(1) = 0 ,不符合要求,故舍
0
去, 综上所述, m ≤ 2 ,故实数 m 的最大
值为 2 ; 【小问 3 详解】
f (x) + ax2 + (a +1)x +1 = (x +1)ln x + (ax +1)(x +1) = (x +1)(ln x + ax
+1) = 0 , 由x > 0 ,即有ln x + ax +1 = 0 有两个实根x, x (x ≠ x ) ,
1 2 1 2
令 μ(x) = ln x + ax +1 , μ/ (x ) = + a ,
当 a ≥ 0 时, μ/ (x ) = + a > 0 恒成立, μ(x) = 0 不可能有两个实根,故
)
舍去; 当 a < 0 ,则 x ∈ 时, 当 x ∈ (| — , +∞ |
( ,
时, μ/(x) < 0 ,
) )
故 μ(x)在 (| 0, — | 上单调递增,在 (| — , +∞ | 上单调递
( , ( ,
减, 则有 —1+1= — ln > 0 ,即 a
∈
又 μ(1) = ln1+ a +1= a +1> 0 ,
不妨令 x < x ,则有 0 < x < 1 < — < x ,
1 2 1 2
第 15页/共 17页ax
有 { 一 1 ,令t 1 = , t 2 = ,即有
ax
2
a ( t2 t )
则有 +1 一 ln 一 即ln t 一 ln t = 一 1 ,
1 2
tt
1 2
一 < +
即 则要证 2a ,只需证
一 < t
1
,
+ t
2
一
1 1
故h ( x ) 在 (1, +∞) 上单调递减,故 h (x ) < h (1) = ln1+ = 0 ,
2
一
1 2
即有 ln n + n > 0 在 n > 1时恒成立,故一2a < + 得证;
2 n
由(2)可知,当 m = 2 时, f (x) > m(x 一1) 在 (1, +∞) 上恒成立,
1
由 0 < x < 1 < 一 < x ,则t > 1 、 0 < t < 1 ,
1 a 2 1 2
第 16页/共 17页第 16页/共 17页又 ,即 ,即
即 ,则有 a
整理得a (t -t ) > t2 -t2 -3(t -t ) ,即 a > t + t - 3 ,即 t + t < a + 3 ,
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
即 < a + 3;
综上, -2a < < a + 3 得证.
x x
1 2
【点睛】关键点点睛:最后一问关键点在于借助换元法,令t = , 从而将证明
1
-2a < < a + 3 转换为证明 -2a < t + t < a + 3 .
x x 1 2
1 2
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