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jiajiao6767 )
复旦大学附属中学 2022 学年第二学期
高二年级数学期中考试试卷
一、填空题(本大题共 12题,满分 54分,第 1-6 题每题 4分,第 7-12 题每题 5分)
1 1
P(A) ,P(B)
1. 事件A与事件B是独立的,且 2 3 ,则 P(A B) ________.
1
【答案】
6
【解析】
【分析】由独立事件的乘法公式即可得出答案.
1 1
【详解】因为事件A与事件B是独立的,且P(A) ,P(B) ,
2 3
1 1 1
所以P(AB) PAPB .
2 3 6
1
故答案为:
6
2. 在100个人中,其中45人为女性,55人为男性,计划抽取20人测量身高.若按性别进行分层随机抽
样,则应该抽取________位男性测量身高。
【答案】11
【解析】
【分析】根据题意求得每个人抽到的概率,结合分层抽样列出方程,即可求解.
【详解】利用分层抽样的方法从100个人中抽取了20人测量身高,其中45人为女性,55人为男性,
20 1
则每个人被抽到的概率为 p ,
100 5
n 1
设应该抽取n位男性,可得 ,解得n11(人),
55 5
即应该抽取11位男性测量身高.
故答案为:11.
3. 已知随机变量X 服从正态分布N 1,2 ,若PX a PX a ,则a _____________.
【答案】1
【解析】
【分析】根据正态分布曲线的对称性可直接求得结果.
【详解】
X
N
1,2
,x1为正态分布曲线的对称轴,
由PX a PX a
得:a 1.
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故答案为:1.
4. (13x)7的展开式中,x2项的系数为________.
【答案】189
【解析】
【分析】根据二项展开式的通项公式,求x2项的系数.
【详解】(13x)7的展开式的通项公式T Cr 3xr ,
r1 7
当r
2时,x2项的系数为C232
189.
7
故答案为:189
5. 已知一组数据a ,a ,… ,a 的平均数为6,那么2a 5,2a 5,,2a 5的平均数为_______.
1 2 n 1 2 n
【答案】17
【解析】
【分析】根据平均数公式,即可求解.
a a a ...a
【详解】由条件可知, 1 2 3 n 6,
n
2a 52a 5...2a 5 a a a ...a
则 1 2 n 2 1 2 3 n 5
n n
26517.
故答案为:17
π π
6. 若曲线y f(x)2sinx384在点 , f 处的切线与直线y ax383垂直,则实数a
3 3
_____.
【答案】1
【解析】
【分析】由导数的几何意义求解即可.
【详解】由y f(x)2sinx384可得 f(x)2cosx,
π π π π
则线y f(x)2sinx384在点 , f 处的切线的斜率为: f( )2cos 1,
3 3 3 3
故a1.
故答案为:1
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7. 从所有三位数中随机取一个,并假设取到每个三位数的可能性是相同的,则取到的是无重复数字的三位
数的概率是___________.
18
【答案】 ##0.72
25
【解析】
【分析】直接利用组合数和古典概率的定义求出结果.
【详解】从所有三位数中随机取一个,故基本事件总数是99999900,
没有重复数字的三位数是:C1 C1 C1 998648,
9 9 8
648 18
故取到的是无重复数字的三位数的概率P .
900 25
18
故答案为: .
25
8. 已知函数y f(x)7xncos(3x7)在定义域R 上不单调,则正整数n的最小值是_________.
【答案】3
【解析】
【分析】求出函数的导函数,根据 f(x)0, f(x)0均有解,结合正弦函数的性质,求出n的取值范围,
即可得解.
【详解】函数y f(x)7xncos(3x7),则 f(x)73nsin(3x7),
因为n为正整数,当sin(3x7)0时, f(x)7, f x 在R 上存在递增区间;
若 f x 在R 上存在递减区间,即 f(x)0有解,则 f(x) 73n0,
min
7
所以n ,所以正整数n的最小值是3.
3
故答案为:3.
9. 以下是一些城市的海拔高度与该城市的大气压的对照表.我们已知大气压与海拔高度是近似线性的关
系.
城市 海拔高度/m 大气压/Pa
北京 31.2 99.86
哈尔滨 171.7 98.51
上海 4.5 100.53
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昆明 1891.4 80.80
拉萨 3658.0 65.23
则我们可以利用一元线性回归分析(其中海拔高度为解释变量,大气压为反应变量),估计珠穆朗玛峰顶
(海拔8848.9米)的大气压为________Pa(近似到小数点后两位).
【答案】14.32
【解析】
【分析】设海拔高度为x m,则大气压为yPa,用最小二乘法求出经验回归方程,令x8848.9即可得出
答案.
【详解】设海拔高度为xm,则大气压为yPa,
由表中数据得:
1
x (31.2171.74.51891.43658.0)1151.36,
5
1
y (99.8698.51100.5380.8065.23)88.986,
5
5 5
(x x)(y y)100355.961, (x x)2 10360683.29,
i i i
i1 i1
5
(x x)(y y)
i i
可用一元线性回归模型拟合y与x的关系,其中b ˆ i1 ,aˆ yb ˆ x,
5
(x x)2
i
i1
5
(x x)(y y)
i i 100355.961
所以b ˆ i1 0.0097,
5 10360683.29
(x x)2
i
i1
ˆ
aˆ ybx 88.9860.00971151.36100.154,
所以经验回归方程为yˆ 0.0097x100.154,
当x8848.9时,yˆ 0.00978848.9100.15414.32,
所以珠穆朗玛峰顶(海拔8848.9米)的大气压为14.32 Pa,
故答案为:14.32.
10. 现有a个白球、b个黑球(其外观、大小完全一致),从中不放回地摸出k个球,用X(a,b,k)表示摸
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3
出的白球个数,则使得P(X(4,6,k)2) 的k的最小值为_______.
4
【答案】6
【解析】
【分析】利用超几何分布概率模型计算概率即可求解.
【详解】依题意,
若k1,
则P(X(4,6,k)2) P(X(4,6,1)2)0,
若k 2,
C2 6 3
则P(X(4,6,k)2) P(X(4,6,2)2) 4 ,
C2 45 4
10
若k 3,
C3 C2C1 40 3
则P(X(4,6,k)2) P(X(4,6,3)2) 4 4 6 ,
C3 120 4
10
若k 4,
C4 C3C1 C2C2 115 3
则P(X(4,6,k)2) P(X(4,6,4)2) 4 4 6 4 6 ,
C4 210 4
10
若k 5,
C4C1 C3C2 C2C3 186 3
则P X 4,6,k2 P X 4,6,52 4 6 4 6 4 6 ,
C5 252 4
10
若k 6,
C4C2 C3C3 C2C4 185 3
则P X 4,6,k2 P X 4,6,62 4 6 4 6 4 6
C6 210 4 ,
10
所以k的最小值为6,
故答案为:6.
11. 已知 f(x)aex,a 0,对于数列 a ,有a 0,a f a ,若存在常数M 0使得对于任意的
n 1 n1 n
nN,都有a M ,则a的取值范围是________.
n
1
【答案】(0, ]
e
【解析】
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【分析】求得 f(x)0,所以 f x 为单调递增函数,由a M ,得到 f(a ) f(M),根据题意得到
n n
f a f(M),根据题意转化为aMeM在[0,)上有解,令gx xex,求得
n1
gx(1x)ex,得到函数的单调区间和极大值,即可求解.
【详解】解:因为函数 f(x)aex,a 0,可得 f(x)aex 0,所以 f x 为单调递增函数,
由a M ,可得 f(a ) f(M),
n n
因为对于任意的nN,都有a f a 且a 0,所以a f a f(M),
n1 n 1 n n1
要使得存在常数M 0 使得对于任意的nN,都有a M ,
n
则满足M f M 在[0,)上恒成立,即M aeM 在[0,)上恒成立,
即aMeM在[0,)上恒成立,
令gx xex,x0,可得gx(1x)ex,
当x(0,1)时,gx0,gx
单调递增;
当x(1,)时,gx0,gx
单调递减,
1
所以当x1时,gx 取得极大值,即为最大值g1 ,
e
1
要使得aMeM在[0,)上有解,可得0a ,
e
1
即实数a的取值范围(0, ].
e
1
故答案为:(0, ].
e
12. 小明同时掷3个骰子,在掷完后,小明有一次重掷的机会,即可以选择三个骰子中的任意多个进行重
掷(可以是0个),并保留剩下骰子的点数,若最后点数之和为7则取得胜利.为了取得胜利,则小明会
选择2个骰子进行重掷的概率为_______.
7
【答案】
36
【解析】
【分析】首先分析出小明选择重新投掷骰子的逻辑,投掷后,若点数和不为7,当3个骰子中,有2枚骰子
的点数和小于7,则选择1个骰子进行重新投掷;当3个骰子中,任意2枚骰子的点数和大于6,则选择2
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枚或者3枚进行重掷,分析概率得投掷2枚骰子点数和为4,5或6的概率大于重新投掷3枚骰子使得点数
和为7的概率,即可得出选择2个骰子重掷的种数,从而得出概率.
【详解】三枚骰子和为7的情况共有15种,
1
投掷1枚骰子得到指定点数的概率为: 0.16,
6
15 5
投掷3枚骰子得到点数和为7的概率为: 0.0694 ,
63 72
抛掷2枚骰子,只需要2枚骰子的点数和为2,3,4,5,6,
则投掷2枚骰子得到的点数和与概率如下表:
表1
抛掷2枚骰子的点数和 点数和情况 出现概率
1 5
2 11 =0.027 0.0694
36 72
2 5
3 12,21 =0.05 0.0694
36 72
3 5
4 13,22,31 =0.083 0.0694
36 72
4 5
5 14,23,32,41 =0.1 0.0694
36 72
5 5
6 15,24,33,42,51 =0.138 0.0694
36 72
可知,抛掷2枚骰子得到指定点数和的概率小于抛掷1枚骰子得到指定点数的概率,
且抛掷3枚骰子得到指定点数和7的概率小于抛掷1枚骰子得到指定点数的概率,
故小明会优先选择重新投掷1枚骰子从而使得3枚骰子的点数和为7,
则小明在抛掷后,出现的点数和不为7,且有2枚骰子的点数和小于7,会选择重新抛掷1枚骰子的情况如
下表:
表2
第一枚点数 第二枚点数 第三枚点数 情况种数
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1 1,2,3,4,6
2 1,2,3,5,6
3 1,2,4,5,6
1 30
4 1,3,4,5,6
5 2,3,4,5,6
6 1,2,3,4,5
1 2,3,5,6
1 ,
2 1,2,4,5,6
3 1,3,4,5,6
2 28
4 2,3,4,5,6
5 1,2,3,4
6 1,2,3,4
1 1,2,4,5,6
2 1,3,4,5,6
3 2,3,4,5,6
3 24
4 1,2,3
5 1,2,3
6 1,2,3
1 1,3,4,5,6
4 19
2 2,3,4,5,6
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3 1,2,3
4 1,2
5 1,2
6 1,2
1 2,3,4,5,6
2 1,2,3,4
3 1,2,3 16
5
4 1,2
5 1
6 1
1 1,2,3,4,5
2 1,2,3,4,
6 3 1,2,3 15
4 1,2
5 1
共132种情况;
当抛掷的3枚骰子中,出现的点数和不为7,任意2枚之和都大于6时,选择重新投掷2枚或3枚骰子,所
有情况如下表:
表3
第一枚点数 第二枚点数 第三枚点数 情况种数
6 6 6,5,4,3,2,1 21
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5 6,5,4,3,2
4 6,5,4,3
3 6,5,4
2 6,5
1 6
6 6,5,4,3,2
5 6,5,4,3,2
5 4 6,5,4,3 19
3 6,5,4
2 6,5
6 6,5,4,3
5 6,5,4,3
4 15
4 6,5,4,3
3 6,5,4
6 6,5,4
3 5 6,5,4 9
4 6,5,4
6 6,5
2 4
5 6,5
1 6 6 1
由表1可知,选择重新投掷2枚骰子出现点数和为4,5或6的概率大于重新投掷3枚骰子使得点数和为7
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的概率,
故当3枚骰子中出现点数3,2或1,且任意2枚骰子的点数和大于6时,选择重新投2枚骰子,
由表3可知,共有42种情况符合条件,
42 7
所以小明会选择2个骰子进行重掷的概率为: ,
63 36
7
故答案为: .
36
【点睛】方法点睛:利用古典概型求概率的方法及注意点
(1)用列举法把古典概型试验的基本事件一一列举出来,再利用公式求解,列举时必须按照某一顺序做到
不重复、不遗漏.
(2)事件A的概率的计算方法,关键要分清基本事件总数n与事件A包含的基本事件数m.因此必须解决
以下三个方面的问题:第一,本试验是否是等可能的;第二,本试验的基本事件有多少个;第三,事件A
是什么,它包含的基本事件有多少.
二、选择题(本大题共 4题,满分 18分,第 13-14 题每题 4分,第 15-16 题每题 5分)
13. “k 3”是“Ck C2k2”的( )条件
7 7
A. 充要 B. 充分非必要 C. 必要非充分 D. 非充分非必要
【答案】B
【解析】
【分析】根据组合数公式的性质及充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若Ck C2k2,则k 2k2或k2k27,解得k 2或k 3,
7 7
所以由k 3能够得到Ck C2k2,故充分性成立,
7 7
由Ck C2k2得不到k 3,故必要性不成立,故“k 3”是“Ck C2k2”的充分不必要条件.
7 7 7 7
故选:B
l
14. 在实验“利用单摆周期估计重力加速度”中,我们依据的理论是单摆的周期公式T 2π ,其中T 为
g
单摆周期,g为重力加速度,l为单摆的摆长.改变单摆的摆长,并多次记录数据.若对以下各组数据做相关
分析,相关系数最大的一组是( )
A. T 与l B. T2与l C. lnT 与l D. cosT 与l
【答案】B
【解析】
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【分析】作出各组数据的图象,根据正负相关与相关系数符号的关系,以及图象越接近直线,相关程度越
强,相关系数越接近于1,可得到答案.
l 4π2 l l
【详解】作出T 2π ,T2 l,lnT ln(2π ),cosT cos(2π ),的图象如下:
g g g g
根据图象可知,T 与l,T2与l,lnT 与l都是正相关,相关系数都是正数,图象越接近直线,相关程度越
强,相关系数越接近于1,cosT 与l相关程度最弱,相关系数的绝对值最接近0.
所以相关系数最大的一组是T2与l.
故选:B
15. 讲桌上放有两摞书,一摞3本,另一摞4本。学号为1-7号的7名学生,按照学号1-7的顺序依次取
书,每名学生只能从其中一摞的最上面取一本书,则不同取法的种数为( )
A. 20 B. 30 C. 35 D. 210
【答案】C
【解析】
【分析】问题等价于从一行七个空里选三个空把1、2、3按从小到大自左向右顺序填进去,剩下四个空
将4、5、6、7从小到大自左向右顺序填进去,即得解.
【详解】根据题意,问题等价于从一行七个空里选三个空把1、2、3按从小到大自左向右顺序填进去,
剩下四个空将4、5、6、7从小到大自左向右顺序填进去,共有填法C3 35种.
7
故选:C.
16. 设曲线y f(x)在点P x , f x 处的切线为l.则以下说法正确的个数是( )
0 0
①l与曲线y f(x)可能没有交点 ; ②l与曲线y f(x)一定只有一个交点;③l与曲线y f(x)不可能有
且仅有两个交点;④l与曲线y f(x)可能有无穷多个交点
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
【答案】B
【解析】
【分析】根据切线的定义,结合直线与曲线的位置关系,即可判断.
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【详解】①因为直线l为曲线y f x 在点P x , f x 处的切线,所以至少有交点P x , f x ,故
0 0 0 0
①错误;
②有可能切线与曲线y f x 有其他的交点,故②错误;
③切线l与曲线y f x 有可能除切点外,还有1个交点,即仅有两个交点,故③错误;
④切线l与曲线y f x 有可能有无穷多个交点,比如y sinx与y 1,故④正确.
故选:B
三、解答题(本大题共 5题,共 78分)
17. 已知 f(x)3x3 9x5.
(1)求函数y f(x)的单调减区间;
(2)求函数y f(x)在[1,3]上的最大值和最小值.
【答案】(1)(1,1)
(2)最大值为59,最小值为1
【解析】
【分析】(1)求定义域,求导,解不等式,得到单调区间;
(2)求出极值和端点值,比较后即可确定最值.
【小问1详解】
f(x)的定义域为R ,且 f(x)9x2 99x1x1,
令 f(x)0得1 x1,
所以函数y f(x)的递减区间(1,1).
【小问2详解】
因为 f(x)9x2 99x1x1,
令 f(x)0得x1或x1,
所以递增区间为
,1
,
1,
,
当x变化时, f(x), f(x)变化状态如下表:
x (,1) 1 (1,1) 1 (1,3) 3
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f(x) 0 0
y f(x) 单调递增 极大值11 单调递减 极小值1 单调递增 59
所以函数 f(x)在
1,3
上的最大值为59,最小值为1.
18. 网络购物已经渐渐成为人们购物的新方式.为了调查每周网络购物的次数和性别的关系,随机调查了
100名市民的网络购物情况,有关数据的22列联表如下:
10次及10次以上 10次以下 总计
男性 32 20 52
女性 43 5 48
总计 75 25 100
(1)从这100位市民中随机抽取一位,试求该市民为每周网络购物不满10次的男性的概率;
(2)请说明能否在犯错误的概率不超过0.05的前提下,认为每周网络购物次数与性别有关系?(已知
P 2 3.841 0.05)
n(ad bc)2
[参考公式:2 (其中nabcd )]
(ab)(cd)(ac)(bd)
【答案】(1)0.2
(2)能在犯错误的概率不超过0.05的前提下,认为每周网络购物次数与性别有关系.
【解析】
【分析】(1)由22列联表和古典概率公式可得所求值;
(2)计算出卡方,即可判断.
【小问1详解】
20
由22列联表可得,每周网络购物不满10次的男性的概率P 0.2;
100
【小问2详解】
100(3252043)2
由题意可得,2 10.473.841,
75255248
故能在犯错误的概率不超过0.05的前提下,认为每周网络购物次数与性别有关系.
19. 以下是一个军备竞赛的模型:现有甲乙两国进行军备竞赛,假设甲国同时采用如下两条策略:(Ⅰ)认
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定乙国有可能率先发起攻击,并且当己方被攻击后,需要具备能够毁灭乙国工业的反击能力;(Ⅱ)乙国
对己方的攻击目标也包括己方的导弹基地,每一枚乙方的导弹能以p的概率摧毁甲方的一枚导弹.在甲国策
略的基础上,假设甲国摧毁乙国工业所需导弹数量为y .
0
注:本题允许导弹数量不为整数,导弹性能保持稳定
(1)求甲国拥有的导弹数量的最小值y关于乙国拥有的导弹数量x的函数关系;
(2)我们假设乙国也采用相同的策略,并且在保证策略实施的情况下,两国均只制造最少需求数量的导
弹.则以下的哪个行为将会导致军备竞赛的升级,并说明理由.
①甲国增加工业设施的防御能力;
②甲国增加导弹基地的防御能力.
【答案】(1)y y px,
0
(2)两种行为均会导致军备竞赛的升级,理由见解析
【解析】
【分析】(1)假设乙国的导弹均攻击己方的导弹基地,从而结合概率求出y y px;
0
(2)写出乙国也采用相同的策略时,分别写出甲、乙国所需要的最小导弹数量关系式,从而得到两者将
互相影响,只要有一方导弹数量变大时,另一方的导弹数量将增加,分析出两种行为将会导致军备竞赛的
升级.
【小问1详解】
当乙国的导弹均攻击己方的导弹基地时,此时甲国所拥有的导弹数量为最小值y,
故y y px,
0
【小问2详解】
由(1)可知甲国所需要的最少导弹数量y
i1
y
0
pz
i
,i 1,2,3
,
其中z x,
1
乙国也采用相同的策略,假设甲国的导弹数量为y ,乙国摧毁甲国工业所需导弹数量为z ,且每一枚甲方
i 0
的导弹能以 p 的概率摧毁乙方的一枚导弹,
1
则乙国所需要的最小导弹数量z
k
z
0
p
1
y
k
,k 2,3,4
,
y y pz ,i 1,2,3
i1 0 i
,两者将互相影响,只要有一方导弹数量变大时,另一方的导弹数量将增
z z p y ,k 2,3,4
k 0 1 k
加,
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当①甲国增加工业设施的防御能力时,z 将变大,故z 变大,故y 变大,从而将会导致军备竞赛的升
0 k i1
级,
当②甲国增加导弹基地的防御能力时, p为常数,则y 变大,故z 变大,从而将会导致军备竞赛的升
i1 k
级.
20. 现有一枚均匀的硬币(即只可能出现正面与反面两种结果,抛出正面与反面的概率均为0.5,每一次抛
掷是独立的),正面记为H,反面记为T,并不断抛掷该硬币.
(1)求抛掷3次时,至少出现1次正面的概率;
(2)用X表示抛掷10次后出现正面的次数,求X的期望和方差;
(3)甲同学选择了组合“HHT”,(即连续地依次出现正面,正面,反面),乙同学选择了组合HTT.若选
择的组合先出现,则获得游戏胜利.问:甲乙两人中,甲更有优势还是乙更有优势还是双方都没有优势?
并求甲同学获胜的概率.
7
【答案】(1)
8
5
(2)E(X)5,D(X)
2
2
(3)甲更有优势,甲同学获胜的概率为
3
【解析】
【分析】(1)先求出抛掷3次时,不出现正面的概率,再根据对立事件计算至少出现1次正面的概率;
(2)根据题意,得出出现正面的次数X B(10,0.5),根据二项分布数学期望及方差的公式计算即可;
(3)设甲同学获胜的事件为A,乙同学获胜的事件为B,由题意画出出现情况示意图,再分析得出
P(A)P(B)1及乙同学获胜的所有情况,计算出P(B),即可得出答案.
【小问1详解】
设抛掷3次时,至少出现1次正面的事件为A,则抛掷3次时,不出现正面的事件为A,
1 7
所以P(A)1P(A)1( )3 ,
2 8
7
所以抛掷3次时,至少出现1次正面的概率是 .
8
【小问2详解】
由题意抛掷次数n10,每次出现正面的概率为0.5,出现正面的次数X B(10,0.5),
则X 的可能取值为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,
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1 1 1 5
E(X)np 10 5,D(X)np(1 p)10 .
2 2 2 2
【小问3详解】
设甲同学获胜的事件为A,乙同学获胜的事件为B,
因为该游戏要分出胜负,故不存在平局,所以P(A)P(B)1,
由题意画出甲乙同学抛掷硬币的情况示意图,
由上图可知,乙同学获胜的情况更单一,故先计算乙同学获胜的概率,
由上图分析可知,无论甲获胜还是乙获胜,都必须出现H ,故出现第一个H 的概率为1,
1 1
假设开始后,出现HTT 即乙同学获胜,则概率为1 ,
2 2
1 1 1 1
假设开始后,出现HTHTT 即乙同学获胜,则概率为( )( ),
2 2 2 2
HTHT HTHTT 1 1
假设开始后,出现 即乙同学获胜,则概率为( )n,
(n1)个TH 2 2
1 1 1 1 1 1 1 1
则P(B)[ ( )2 ( )3
( )n]
2 2 2 2 2 2 2 2
n1
1 1 1 1
[ ( )2 ( )3
( )n]
4 4 4 4
n1
1 1
[1( )n]
1
4 4
,
1 3
1
4
n
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2
所以P(A)1P(B) ,
3
2
因为P(A) P(B),所以甲同学更有优势,且甲同学获胜的概率为 .
3
21. 已知 f(x)sin(x)lnx.
π
(1)若 ,求曲线y f(x)在(1, f(1))处的切线方程;
2
π
(2)若 ,设g(x) f(x)lnx,判断x1是否是函数y g(x)的极值点并说明理由;
2
(2n1)π
(3)设0,点P 在函数y f(x)的图像上,且P 的横坐标x ,nN .曲线Γ是由所有的
n n n 2
线段PP 构成的折线图,求证:对于任意的k 0,直线y kx与Γ的交点不可能有无穷多个.
n n1
【答案】(1)x y10
(2)不是,理由见详解
(3)证明见详解
【解析】
【分析】(1)由导数的几何意义直接计算即可;
(2)由极值点定义,结合三角函数的有界性判断导函数在x1附近的符号即可;
(3)判断折线段PP 的范围结合y kx与y lnx的大小即可得证.
n n1
【小问1详解】
π π π 1 π
由条件可得 f(x)sin( x)lnx fx cos( x)lnx sin( x),
2 2 2 x 2
f11, f 10,∴曲线y f(x)在(1, f(1))处的切线方程为y01x1 ,
即x y10;
【小问2详解】
x1不是函数y g(x)的极值点,理由如下:
π
π sin( x)1
g(x) f(x)lnxsin( 2 x)lnxlnx, gx π cos( π x)lnx 2 ,
2 2 x
π π π
当x0,1 时,易知lnx0, cos( x)0,sin( x)10,即gx0,
2 2 2
π π π
当x1,2 时,易知lnx0, cos( x)0,sin( x)10,即gx0,
2 2 2
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x1时,gx0,
故当x0,2 时,有gx0,所以x1不是函数y g(x)的极值点;
【小问3详解】
2n1π 2n1π
由题意可得 f x sin lnx sin lnx ,
n 2 n 2 n
当n2k1
kN
时,sin
2n1π
sin
2k
3
π
1,
2 2
即P x ,lnx ,
n n n
当n2k
kN
时,sin
2n1π
sin
2k
1
π
1,
2 2
即P x ,lnx ,
n n n
故折线段的端点都在函数y lnx,y lnx上,
考虑交点个数是否无穷,在x0,1
时显然为有限个,
当x1时,折线段PP 构成的折线图在两函数y lnx,y lnx之间,如图所示,
n n1
下面讨论y kx与y lnx在x1时的交点个数,
kx1
令hxkxlnxk 0 ,则hx ,
x
1 1
令hx0 x ,hx00 x ,
k k
1 1
即hx 在 0, 上单调递减,在 , 上单调递增,
k k
1
所以hxh
1lnk,
k
1
①当k 时,hx1lnk 0,即x1时,y kx始终y lnx的上方,
e
此时y kx始终y lnx的上方,故y kx与折线段PP 构成的折线图没有交点;
n n1
1
②当k 时,hx1lnk 0,此时y kx与y lnx相切,
e
故y kx与折线段PP 构成的折线图至多有一个交点;
n n1
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1
③当0k 时,1lnk 0,且x0时,hx,x时,hx,
e
1 1
即x
1, 及x
, 使得hx hx 0,
1 k 2 k 1 2
故此时y kx与y lnx有两个交点,不妨设x x ,
1 2
则当xx 时,kx lnx,y kx在y lnx的上方,
2
故y kx与折线段PP 构成的折线图有有限个交点;
n n1
综上,k 0,都有y kx与折线段PP 构成的折线图有有限个交点.
n n1
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