2021年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)
数学
第I卷
注意事项:
1.每小题选出答案后,用铅笔将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,
2,本卷共9小题,每小题5分,共45分
参考公式:
•如果事件A、B互斥,那么P(AÈB)= P(A)+P(B).
•如果事件A、B相互独立,那么P(AB)= P(A) P(B).
1
•球的体积公式V = R3,其中R表示球的半径.
3
1
•圆锥的体积公式V = Sh,其中S表示圆锥的底面面积,h表示圆锥的高.
3
一、选择题,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=-1,0,1,B=1,3,5,C =0,2,4,则(AÇB)ÈC =( )
0 {0,1,3,5} {0,1,2,4}
A. B. C. D.
{0,2,3,4}
【答案】C
【解析】
【分析】根据交集并集的定义即可求出.
【详解】 A=-1,0,1,B=1,3,5,C =0,2,4,
Q
\AÇB=1 ,\(AÇB)ÈC =0,1,2,4 .
故选:C.
2. 已知aÎR,则“a >6”是“a2 >36”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不允分也不必要条件
第1页 | 共19页【答案】A
【解析】
【分析】由充分条件、必要条件的定义判断即可得解.
【详解】由题意,若a >6,则a2 >36,故充分性成立;
若a2 >36,则a >6或a<-6,推不出a >6,故必要性不成立;
所以“a >6”是“a2 >36”的充分不必要条件.
故选:A.
ln|x|
3. 函数y= 的图像大致为( )
x2 +2
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
第2页 | 共19页【分析】由函数为偶函数可排除AC,再由当xÎ0,1 时, f x<0,排除D,即可得解.
【详解】设y= f x= ln|x| ,则函数 f x 的定义域为 x x0 ,关于原点对称,
x2 +2
ln|-x|
又 f -x= = f x ,所以函数 f x 为偶函数,排除AC;
-x2 +2
当xÎ0,1 时,ln|x|<0,x2 +1>0 ,所以 f x<0,排除D.
故选:B.
4.
从某网络平台推荐的影视作品中抽取400部,统计其评分分数据,将所得400个评分
数据分为8组:
66,70
、
70,74
、L、
94,98
,并整理得到如下的费率分布直方
图,则评分在区间
82,86
内的影视作品数量是( )
A. 20 B. 40 C. 64 D. 80
【答案】D
【解析】
【分析】利用频率分布直方图可计算出评分在区间
82,86
内的影视作品数量.
【详解】由频率分布直方图可知,评分在区间
82,86
内的影视作品数量为
400´0.05´4=80.
故选:D.
a=log 0.3,b=log 0.4,c=0.40.3
5. 设 2 1 ,则a,b,c的大小关系为( )
2
第3页 | 共19页A. a<b<c B. c<a<b C. b<c<a D.
a<c<b
【答案】D
【解析】
【分析】根据指数函数和对数函数的性质求出a,b,c的范围即可求解.
【详解】Q log
2
0.3<log
2
1=0,\a<0,
5
Q
log
1
0.4=-log
2
0.4=log
2 2
>log
2
2=1,\b>1,
2
0<0.40.3 <0.40 =1,\0<c<1,
Q
\a<c<b.
故选:D.
6.
32
两个圆锥的底面是一个球的同一截面,顶点均在球面上,若球的体积为 ,两个圆
3
锥的高之比为1:3,则这两个圆锥的体积之和为( )
A. 3 B. 4 C. 9 D. 12
【答案】B
【解析】
【分析】作出图形,计算球体的半径,可计算得出两圆锥的高,利用三角形相似计算出圆
锥的底面圆半径,再利用锥体体积公式可求得结果.
【详解】如下图所示,设两个圆锥的底面圆圆心为点D,
设圆锥AD和圆锥BD的高之比为3:1,即AD=3BD,
第4页 | 共19页4R3 32
设球的半径为R,则 = ,可得R=2,所以,AB= AD+BD=4BD=4,
3 3
所以,BD=1,AD=3,
Q
CD^ AB,则ÐCAD+ÐACD=ÐBCD+ÐACD=90o,所以,ÐCAD=ÐBCD,
又因为ÐADC =ÐBDC,所以,△ACD∽△CBD,
AD CD
所以, = ,\CD= AD×BD = 3,
CD BD
1 1
因此,这两个圆锥的体积之和为 ´CD2×AD+BD= ´3´4=4.
3 3
故选:B.
1 1
7. 若2a =5b =10,则 + =( )
a b
A. -1 B. lg7 C. 1 D. log 10
7
【答案】C
【解析】
【分析】由已知表示出a,b,再由换底公式可求.
【详解】 Q2a =5b =10,\a=log
2
10,b=log
5
10,
1 1 1 1
\ + = + =lg2+lg5=lg10=1.
a b log 10 log 10
2 5
故选:C.
8.
x2 y2
已知双曲线 - =1(a>0,b>0)的右焦点与抛物线y2 =2px(p>0)的焦点重合,
a2 b2
第5页 | 共19页抛物线的准线交双曲线于A,B两点,交双曲线的渐近线于C、D两点,若
CD = 2|AB|.则双曲线的离心率为( )
A. 2 B. 3 C. 2 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】设公共焦点为 c,0 ,进而可得准线为x=-c,代入双曲线及渐近线方程,结合
1
线段长度比值可得a2 = c2,再由双曲线离心率公式即可得解.
2
x2 y2
【详解】设双曲线 - =1(a>0,b>0)与抛物线y2 =2px(p>0)的公共焦点为 c,0 ,
a2 b2
则抛物线y2 =2px(p>0)的准线为x=-c,
c2 y2 b2 2b2
令x=-c,则 - =1,解得y =± ,所以 AB = ,
a2 b2 a a
b 2bc
又因为双曲线的渐近线方程为y =± x,所以 CD = ,
a a
2bc 2 2b2 1
所以 = ,即c= 2b,所以a2 =c2 -b2 = c2,
a a 2
c
所以双曲线的离心率e= = 2.
a
故选:A.
9.
ìcos(2x-2a). x<a
设aÎR,函数 f(x)=í ,若 f(x)在区间(0,+¥)内恰
îx2 -2(a+1)x+a2 +5, x³a
有6个零点,则a的取值范围是( )
æ 9ù æ5 11ù æ7 ö æ5 11ö
A. ç2, ú Èç , ú B. ç ,2÷Èç , ÷
è 4û è2 4û è4 ø è2 4 ø
æ 9ù é11 ö æ7 ö é11 ö
C. ç2, ú È ê ,3÷ D. ç ,2÷È ê ,3÷
è 4û ë4 ø è4 ø ë4 ø
【答案】A
【解析】
【分析】由x2 -2a+1x+a2 +5=0最多有2个根,可得cos2x-2a=0至少有4个
根,分别讨论当x<a和x≥a时两个函数零点个数情况,再结合考虑即可得出.
第6页 | 共19页【详解】
Q
x2 -2a+1x+a2 +5=0最多有2个根,所以cos2x-2a=0至少有4个
根,
k 1
由2x-2a = +k,kÎZ 可得x= + +a,kÎZ ,
2 2 4
k 1 1 1
由0< + +a<a可得-2a- <k <- ,
2 4 2 2
1 7 9
(1)x<a时,当-5£-2a- <-4时, f x 有4个零点,即 <a£ ;
2 4 4
1 9 11
当-6£-2a- <-5, f x 有5个零点,即 <a£ ;
2 4 4
1 11 13
当-7£-2a- <-6, f x 有6个零点,即 <a£ ;
2 4 4
(2)当x≥a时, f(x)= x2 -2(a+1)x+a2 +5,
Δ=4(a+1)2 -4 a2 +5 =8a-2 ,
当a<2时,D<0, f x 无零点;
当a=2时,D=0, f x 有1个零点;
5
当a >2时,令 f(a)=a2 -2a(a+1)+a2 +5=-2a+5³0,则2<a£ ,此时 f x
2
有2个零点;
5
所以若a> 时, f x 有1个零点.
2
综上,要使 f(x)在区间(0,+¥)内恰有6个零点,则应满足
ì7 9 ì9 11
<a£ <a£ ì11 13
ï ï4 4 ï ï4 4 ï <a£
í 或í 或í 4 4 ,
5 5
ï 2<a£ ï a=2或a> ï îa<2
ïî 2 ïî 2
æ 9ù æ5 11ù
则可解得a的取值范围是ç2, ú Èç , ú.
è 4û è2 4û
【点睛】关键点睛:解决本题的关键是分成x<a和x≥a两种情况分别讨论两个函数的零
点个数情况.
第II卷
注意事项
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上.
第7页 | 共19页2.本卷共11小题,共105分.
二、填空题,本大题共6小题,每小题5分,共30分,试题中包含两个空的
,答对1个的给3分,全部答对的给5分.
9+2i
10. i是虚数单位,复数 =_____________.
2+i
【答案】4-i
【解析】
【分析】利用复数的除法化简可得结果.
9+2i
9+2i2-i
20-5i
【详解】 = = =4-i.
2+i 2+i2-i 5
故答案为:4-i.
æ 1ö 6
11. 在 ç2x3 + ÷ 的展开式中,x6的系数是__________.
è xø
【答案】160
【解析】
【分析】求出二项式的展开式通项,令x的指数为6即可求出.
【详解】 æ ç2x3 + 1ö ÷ 6 的展开式的通项为T =Cr 2x36-r × æ ç 1ö ÷ r =26-rCr ×x18-4r,
è xø r+1 6 è xø 6
令18-4r =6,解得r =3,
所以x6的系数是23C3 =160.
6
故答案为:160.
12.
若斜率为 3的直线与y轴交于点A,与圆x2 +y-12 =1相切于点B,则 AB =___
_________.
【答案】 3
【解析】
【分析】设直线AB 的方程为y = 3x+b,则点A0,b ,利用直线AB与圆
x2 +y-12 =1相切求出b的值,求出 AC ,利用勾股定理可求得 AB .
第8页 | 共19页【详解】设直线AB的方程为y =
3x+b,则点A0,b
,
由于直线AB与圆x2 +y-12 =1相切,且圆心为C0,1 ,半径为1,
b-1
则 =1,解得b=-1或b=3,所以 AC =2,
2
因为 BC =1,故 AB = AC 2 - BC 2 = 3.
故答案为: 3.
1 a
13. 若a>0 , b>0,则 + +b的最小值为____________.
a b2
【答案】2 2
【解析】
【分析】两次利用基本不等式即可求出.
【详解】 a>0 , b>0,
Q
1 a 1 a 2 2
\ + +b³2 × +b= +b³2 ×b =2 2,
a b2 a b2 b b
1 a 2
当且仅当 = 且 =b,即a = b = 2时等号成立,
a b2 b
1 a
所以 + +b的最小值为2 2.
a b2
故答案为:2 2.
14.
甲、乙两人在每次猜谜活动中各猜一个谜语,若一方猜对且另一方猜错,则猜对的一
5 1
方获胜,否则本次平局,已知每次活动中,甲、乙猜对的概率分别为 和 ,且每次
6 5
活动中甲、乙猜对与否互不影响,各次活动也互不影响,则一次活动中,甲获胜的概
率为____________,3次活动中,甲至少获胜2次的概率为______________.
2 20
【答案】 ①. ②.
3 27
【解析】
【分析】根据甲猜对乙没有才对可求出一次活动中,甲获胜的概率;在3次活动中,甲至少
获胜2次分为甲获胜2次和3次都获胜求解.
5 4 2
【详解】由题可得一次活动中,甲获胜的概率为 ´ = ;
6 5 3
第9页 | 共19页2 3
æ2ö 1 æ2ö 20
则在3次活动中,甲至少获胜2次的概率为C2´
ç ÷
´ +
ç ÷
= .
3 è3ø 3 è3ø 27
2 20
故答案为: ; .
3 27
15. 在边长为1的等边三角形ABC中,D为线段BC上的动点,DE ^ AB且交AB于点E.
uuur uuur uuur uuur uuur
DF//AB且交AC于点F,则|2BE+DF|的值为____________;(DE+DF)×DA的最小值
为____________.
11
【答案】 ①. 1 ②.
20
【解析】
uuur uuur uuur2 uuur uuur uuur2
【分析】设BE = x,由(2BE+DF)2 =4BE +4BE×DF +DF 可求出;将
( u D uu E r + u D uu F r )× u D uu A r 化为关于x的关系式即可求出最值.
æ 1ö
【详解】设BE = x,xÎ ç 0, ÷, QV ABC为边长为1的等边三角形,DE ^ AB,
è 2ø
\ÐBDE =30o,BD=2x,DE = 3x,DC =1-2x,
Q DF//AB,\ V DFC 为边长为1-2x的等边三角形,DE^DF,
uuur uuur uuur2 uuur uuur uuur2
\(2BE+DF)2 =4BE +4BE×DF +DF =4x2 +4x(1-2x)´cos0o +(1-2x)2 =1,
uuur uuur
\|2BE+DF |=1,
uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur2 uuur uuur
(DE+DF)×DA=(DE+DF)×(DE+EA)= DE +DF×EA
Q
2
æ 3 ö 11
=( 3x)2 +(1-2x)´(1-x)=5x2 -3x+1=5 x- + ,
ç ÷
è 10ø 20
3 11
uuur uuur uuur
所以当x= 时,(DE+DF)×DA的最小值为 .
10 20
11
故答案为:1; .
20
第10页 | 共19页三、解答题,本大题共5小题,共75分,解答应写出文字说明,证明过程成
演算步骤.
16. 在 V ABC ,角 A,B,C 所对的边分别为a,b,c,已知
sin A:sinB:sinC =2:1: 2,b= 2 .
(I)求a的值;
(II)求cosC 的值;
æ ö
(III)求sin ç 2C- ÷的值.
è 6 ø
3 21-1
【答案】(I)2 2;(II)(III)
16
【解析】
【分析】(I)由正弦定理可得a:b:c=2:1: 2,即可求出;
(II)由余弦定理即可计算;
(III)利用二倍角公式求出2C的正弦值和余弦值,再由两角差的正弦公式即可求出.
【详解】(I)因为sin A:sinB:sinC =2:1: 2,由正弦定理可得a:b:c=2:1: 2,
b= 2,\a =2 2,c=2;
Q
a2 +b2 -c2 8+2-4 3
(II)由余弦定理可得cosC = = = ;
2ab 2´2 2´ 2 4
3 7
(III) Q cosC = ,\sinC = 1-cos2C = ,
4 4
7 3 3 7 9 1
\sin2C =2sinCcosC =2´ ´ = ,cos2C =2cos2C-1=2´ -1= ,
4 4 8 16 8
第11页 | 共19页æ ö 3 7 3 1 1 3 21-1
所以sin ç 2C- ÷ =sin2Ccos -cos2Csin = ´ - ´ = .
è 6 ø 6 6 8 2 8 2 16
17.
如图,在棱长为2的正方体ABCD-ABC D 中,E为棱BC的中点,F为棱CD的中点
1 1 1 1
.
(I)求证:DF //平面AEC ;
1 1 1
(II)求直线AC 与平面AEC 所成角的正弦值.
1 1 1
(III)求二面角A-AC -E的正弦值.
1 1
3 1
【答案】(I)证明见解析;(II) ;(III)
.
9 3
【解析】
uuuur ur
【分析】(I)建立空间直角坐标系,求出DF 及平面AEC 的一个法向量m,证明
1 1 1
uuuur ur
DF ^m,即可得证;
1
uuuur ur uuuur
(II)求出AC ,由sinq= cos m,AC 运算即可得解;
1 1
uuur ur
uuur ur DB×m
(III)求得平面AAC 的一个法向量 u D uu B r ,由 cos DB,m = uuur ur 结合同角三角函数的
1 1 DB × m
平方关系即可得解.
【详解】(I)以A为原点,AB,AD,AA分别为x,y,z轴,建立如图空间直角坐标系,
1
第12页 | 共19页则A0,0,0 ,A 0,0,2 ,B2,0,0 ,C2,2,0 ,D0,2,0 ,C 2,2,2 ,D 0,2,2 ,
1 1 1
因为E为棱BC的中点,F为棱CD的中点,所以E2,1,0 ,F1,2,0
,
uuuur uuuur uuur
所以DF =1,0,-2 ,AC =2,2,0 ,AE =2,1,-2 ,
1 1 1 1
ur
设平面AEC 的一个法向量为m=x ,y ,z ,
1 1 1 1 1
ur uuuur
ì ïm×AC =2x +2y =0
ur
则í 1 1 1 1 ,令x =2,则m=2,-2,1,
ur uuur 1
îïm×AE =2x + y -2z =0
1 1 1 1
uuuur ur uuuur ur
因为DF×m=2-2=0,所以DF ^m,
1 1
因为DF Ë平面AEC ,所以DF //平面AEC ;
1 1 1 1 1 1
uuuur
(II)由(1)得,AC =2,2,2,
1
设直线AC 与平面AEC 所成角为q,
1 1 1
ur uuuur
ur uuuur m×AC 2 3
则sinq= cos m,AC = 1 = = ;
1 m ur × u A u C uur 3´2 3 9
1
uuur
(III)由正方体的特征可得,平面AAC 的一个法向量为DB=2,-2,0,
1 1
uuur ur
uuur ur DB×m 8 2 2
cos DB,m = = =
则 uuur ur ,
DB × m 3´2 2 3
uuur ur 1
所以二面角A-AC -E的正弦值为 1-cos2 DB,m = .
1 1 3
18.
第13页 | 共19页x2 y2 2 5
已知椭圆 + =1a >b>0的右焦点为F ,上顶点为B,离心率为 ,且
a2 b2 5
BF = 5.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线l与椭圆有唯一的公共点M ,与y轴的正半轴交于点N ,过N 与BF 垂直
的直线交x轴于点P.若MP//BF,求直线l的方程.
x2
【答案】(1) + y2 =1;(2)x- y+ 6 =0.
5
【解析】
【分析】(1)求出a的值,结合c的值可得出b的值,进而可得出椭圆的方程;
x x
(2)设点M x ,y ,分析出直线l的方程为 0 + y y=1,求出点P的坐标,根据
0 0 5 0
MP//BF可得出k =k ,求出x 、y 的值,即可得出直线l的方程.
MP BF 0 0
【详解】(1)易知点Fc,0 、B0,b ,故 BF = c2 +b2 =a = 5,
c 2 5
因为椭圆的离心率为e= = ,故c=2,b= a2 -c2 =1,
a 5
x2
因此,椭圆的方程为 + y2 =1;
5
x2
(2)设点M x ,y 为椭圆 + y2 =1上一点,
0 0
5
x x
先证明直线MN 的方程为 0 + y y=1,
5 0
ìx x
0 + y y =1
ï ï 5 0
联立í ,消去y并整理得x2 -2x x+x2 =0,D=4x2 -4x2 =0,
x2 0 0 0 0
ï + y2 =1
ïî 5
x2 x x
因此,椭圆 + y2 =1在点M x ,y 处的切线方程为 0 + y y=1.
5 0 0 5 0
第14页 | 共19页1 æ 1 ö
在直线MN 的方程中,令x=0,可得y = ,由题意可知y >0,即点Nç0, ÷,
y 0 y
0 è 0 ø
b 1 1
直线BF 的斜率为k =- =- ,所以,直线PN 的方程为y =2x+ ,
BF c 2 y
0
1 æ 1 ö
在直线PN 的方程中,令y=0,可得x=- ,即点Pç- ,0÷,
2y 2y
0 è 0 ø
y 2y2 1
0 = 0 =-
因为MP//BF,则k =k ,即 1 2x y +1 2 ,整理可得x +5y 2 =0
MP BF x + 0 0 0 0
0 2y
0
,
x2 6 5 6
所以,x =-5y ,因为 0 + y2 =6y2 =1,\y >0,故y = ,x =- ,
0 0 5 0 0 0 0 6 0 6
6 6
所以,直线l的方程为- x+ y =1,即x- y+ 6 =0.
6 6
【点睛】结论点睛:在利用椭圆的切线方程时,一般利用以下方法进行直线:
(1)设切线方程为y=kx+m与椭圆方程联立,由D=0进行求解;
x2 y2 x x y y
(2)椭圆 + =1在其上一点 x ,y 的切线方程为 0 + 0 =1,再应用此方程时
a2 b2 0 0 a2 b2
x x y y x2 y2
,首先应证明直线 0 + 0 =1与椭圆 + =1相切.
a2 b2 a2 b2
19.
已知
a
是公差为2的等差数列,其前8项和为64.
b
是公比大于0的等比数列,
n n
b =4,b -b =48.
1 3 2
第15页 | 共19页(I)求
a
和
b
的通项公式;
n n
1
(II)记c =b + ,nÎN*,
n 2n b
n
(i)证明 c2 -c 是等比数列;
n 2n
n a a
(ii)证明å k k+1 <2 2 nÎN*
c2 -c
k=1 k 2k
【答案】(I)a =2n-1,nÎN*,b =4n,nÎN*;(II)(i)证明见解析;(ii)证明见
n n
解析.
【解析】
【分析】(I)由等差数列的求和公式运算可得
a
的通项,由等比数列的通项公式运算
n
可得
b
的通项公式;
n
(II)(i)运算可得c2 -c =2×4n,结合等比数列的定义即可得证;
n 2n
a a 4n2 n a a 1 n k
(ii)放缩得 n n+1 < ,进而可得å k k+1 < å ,结合错位相减法即可得
c2 -c 2×22n c2 -c 2 2k-1
n 2n k=1 k 2k k=1
证.
【详解】(I)因为
a
是公差为2的等差数列,其前8项和为64.
n
8´7
所以a +a +×××+a =8a + ´2=64,所以a =1,
1 2 8 1 2 1
所以a =a +2n-1=2n-1,nÎN*;
n 1
设等比数列
b 的公比为q,q>0
,
n
所以b -b =bq2 -bq=4 q2 -q =48,解得q=4(负值舍去),
3 2 1 1
所以b =bqn-1 =4n,nÎN*;
n 1
1 1
(II)(i)由题意,c =b + =42n + ,
n 2n b 4n
n
æ 1 ö 2 æ 1 ö
所以c2 -c =ç42n + ÷ -ç44n + ÷=2×4n,
n 2n è 4n ø è 42n ø
c2 -c 2×4n+1
所以c2 -c 0,且 n+1 2n+2 = =4,
n 2n c2 -c 2×4n
n 2n
第16页 | 共19页所以数列 c2 -c 是等比数列;
n 2n
a a 2n-12n+1 4n2 -1 4n2
(ii)由题意知, n n+1 = = < ,
c2 -c 2×4n 2×22n 2×22n
n 2n
a a 4n2 2n 1 n
所以 n n+1 < = = × ,
c2 -c 2×22n 2×2n 2 2n-1
n 2n
n a a 1 n k
所以å k k+1 < å ,
c2 -c 2 2k-1
k=1 k 2k k=1
n k 1 2 3 n
设T =å = + + +×××+ ,
n 2k-1 20 21 22 2n-1
k=1
1 1 2 3 n
则 T = + + +×××+ ,
2 n 21 22 23 2n
æ 1 ö
1×ç1- ÷
1 1 1 1 n è 2n ø n n+2
两式相减得 T =1+ + +×××+ - = - =2- ,
2 n 2 22 2n-1 2n 1 2n 2n
1-
2
n+2
所以T =4- ,
n 2n-1
n a a 1 n k 1 æ n+2ö
所以å k k+1 < å = ç4- ÷<2 2.
c2 -c 2 2k-1 2è 2n-1 ø
k=1 k 2k k=1
【点睛】关键点点睛:
n a a
最后一问考查数列不等式的证明,因为å k k+1 无法直接求解,应先放缩去除根号,再
c2 -c
k=1 k 2k
由错位相减法即可得证.
20. 已知a >0,函数 f(x)=ax-xex.
(I)求曲线y = f(x)在点(0, f(0))处的切线方程:
(II)证明 f(x)存在唯一的极值点
(III)若存在a,使得 f(x)£a+b对任意xÎR成立,求实数b的取值范围.
【答案】(I)y =(a-1)x,(a >0);(II)证明见解析;(III) -e,+¥
【解析】
【分析】(I)求出 f x 在x=0处的导数,即切线斜率,求出 f 0 ,即可求出切线方程
;
第17页 | 共19页(II)令 f¢x=0,可得a=(x+1)ex,则可化为证明y =a与y = gx 仅有一个交点,
利用导数求出gx
的变化情况,数形结合即可求解;
(III)令h(x)= x2 -x-1 ex,(x>-1),题目等价于存在xÎ(-1,+¥),使得h(x)£b,
即b³h(x) ,利用导数即可求出hx 的最小值.
min
【详解】(I) f¢(x)=a-(x+1)ex,则 f¢(0)=a-1,
又 f(0)=0,则切线方程为y =(a-1)x,(a >0);
(II)令 f¢(x)=a-(x+1)ex =0,则a=(x+1)ex,
令g(x)=(x+1)ex,则g¢(x)=(x+2)ex,
当xÎ(-¥,-2)时,g¢(x)<0,gx 单调递减;当xÎ(-2,+¥)时,g¢(x)>0,gx
单调递增,
当x®-¥时,gx<0,g-1=0,当x®+¥时,gx>0,画出gx
大致图像
如下:
所以当a >0时,y =a与y = gx 仅有一个交点,令gm=a,则m>-1,且
f¢(m)=a-g(m)=0,
当xÎ(-¥,m)时,a> g(x),则 f¢(x)>0, f x 单调递增,
当xÎm,+¥ 时,a< g(x),则 f¢(x)<0, f x 单调递减,
第18页 | 共19页x =m为 f x 的极大值点,故 f(x)存在唯一的极值点;
(III)由(II)知 f(x) = f(m),此时a=(1+m)em,m>-1,
max
所以{f(x)-a} = f(m)-a = m2 -m-1 em,(m>-1),
max
令h(x)= x2 -x-1 ex,(x>-1),
若存在a,使得 f(x)£a+b对任意xÎR成立,等价于存在xÎ(-1,+¥),使得h(x)£b,
即b³h(x) ,
min
h¢(x)= x2 +x-2 ex =(x-1)(x+2)ex,x>-1,
当xÎ(-1,1)时,h¢(x)<0,hx 单调递减,当xÎ(1,+¥)时,h¢(x)>0,hx
单调递
增,
所以h(x) =h(1)=-e,故b³-e,
min
所以实数b的取值范围
-e,+¥
.
【点睛】关键点睛:第二问解题的关键是转化为证明y =a与y = gx 仅有一个交点;第
三问解题的关键是转化为存在xÎ(-1,+¥),使得h(x)£b,即b³h(x) .
min
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