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2025 年普通高等学校招生全国统一考试上海数学试卷
(考试时间 120分钟,满分 150分)
一、填空题(本大题共 12题,第 1~6题每题 4分,第 7~12题每题 5分,共 54分.考生应在答
题纸的相应位置直接填写结果)
1. 已知全集 U ={x∣2£ x£5,xÎR} ,集合 A={x∣2£ x<4,xÎR} ,则A= _________.
【答案】
x|4£ x£5,xÎR
##
4,5
【解析】
【分析】根据补集的含义即可得到答案.
【详解】根据补集的含义知A=x|4£ x£5,xÎR
.
故答案为:
x|4£ x£5,xÎR
.
x-1
2. 不等式 <0的解集为_________.
x-3
【答案】
1,3
【解析】
【分析】转化为一元二次不等式
x-1x-3<0,解出即可.
【详解】原不等式转化为 x-1x-3<0,解得1< x<3,
则其解集为
1,3
.
故答案为:
1,3
.
3. 己知等差数列 a 的首项a =-3,公差d =2,则该数列的前6项和为_________.
n 1
【答案】12
【解析】
【分析】直接根据等差数列求和公式求解.
6´5
【详解】根据等差数列的求和公式,S =6a + d =12.
6 1 2
故答案为:12
4. 在二项式(2x-1)5的展开式中,x3的系数为_________.
【答案】80
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学科网(北京)股份有限公司【解析】
【分析】利用通项公式求解可得.
【详解】由通项公式T =Cr ×25-r ×x5-r ×(-1)r =Cr ×(-1)r ×25-rx5-r,
r+1 5 5
令5-r =3,得r =2,
可得x3项的系数为C2×(-1)2×25-2 =80.
5
故答案为:80.
é π πù
5. 函数y =cosx在 ê - , ú 上的值域为_________.
ë 2 4û
【答案】
0,1
【解析】
【分析】利用余弦函数的单调性可得.
é π ù é πù
【详解】由函数y =cosx在 - ,0 上单调递增,在 0, 单调递减,
ê ú ê ú
ë 2 û ë 4û
π π 2
且 f(- )=0, f(0)=1, f( )= ,
2 4 2
é π πù
故函数y =cosx在 ê - , ú 上的值域为 0,1 .
ë 2 4û
故答案为:
0,1
.
æ 5 6 7 ö
6. 已知随机变量X的分布为ç ÷,则期望E[X]=_________.
è0.2 0.3 0.5ø
【答案】6.3
【解析】
【分析】根据分布列结合期望公式可求期望.
【详解】由题设有Ex=5´0.2+6´0.3+7´0.5=1+1.8+3.5=6.3.
故答案为:6.3.
7. 如图,在正四棱柱ABCD- ABC D 中,BD=4 2,DB =9,则该正四棱柱的体积为_________.
1 1 1 1 1
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学科网(北京)股份有限公司【答案】112
【解析】
【分析】求出侧棱长和底面边长后可求体积.
【详解】因为BD=4 2 且四边形ABCD为正方形,故BA=4,
而DB =9,故BB2 +BD2 =81,故BB =7,
1 1 1
故所求体积为7´16=112,
故答案为:112.
1 1
8. 设a,b>0,a+ =1,则b+ 的最小值为_________.
b a
【答案】4
【解析】
1 æ 1öæ 1ö
【分析】灵活利用“1”将b+ = ç b+ ÷ç a+ ÷展开利用基本不等式计算即可.
a è aøè bø
1 æ 1öæ 1ö 1 1
【详解】易知b+ = b+ a+ =ab+ +2³2 ab× +2=4,
ç ÷ç ÷
a è aøè bø ab ab
1
当且仅当ab=1,即a= ,b=2时取得最小值.
2
故答案为:4
9. 4个家长和2个儿童去爬山,6个人需要排成一条队列,要求队列的头和尾均是家长,则不同的排列个数
有_________种.
【答案】288
【解析】
【分析】先选家长作队尾和队首,再排中间四人即可.
【详解】先选两位家长排在首尾有P2 =12种排法;再排对中的四人有P4 =24种排法,
4 4
故有12´24=288种排法.
故答案为:288
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学科网(北京)股份有限公司10. 已知复数z满足z2 =(z)2,|z|£1,则|z-2-3i|的最小值是_________.
【答案】2 2
【解析】
【分析】先设z = a+bi,利用复数的乘方运算及概念确定ab=0,再根据复数的几何意义数形结合计算即
可.
【详解】设z =a+bia,bÎR,\z =a-bi,
由题意可知z2 =a2 +2abi-b2 = z 2 =a2 -2abi-b2,则ab=0,
又 z = a2 +b2 £1,由复数的几何意义知z在复平面内对应的点Za,b 在单位圆内部(含边界)的坐标
轴上运动,如图所示即线段AB,CD上运动,
设E2,3 ,则 z-2-3i = ZE ,由图象可知 BE = 10 > CE =2 2,
所以 ZE =2 2 .
min
故答案为:2 2
11. 小申同学观察发现,生活中有些时候影子可以完全投射在斜面上.某斜面上有两根长为1米的垂直于水
平面放置的杆子,与斜面的接触点分别为A、B,它们在阳光的照射下呈现出影子,阳光可视为平行光:其
中一根杆子的影子在水平面上,长度为0.4米;另一根杆子的影子完全在斜面上,长度为0.45米.则斜面的
底角q=_________.(结果用角度制表示,精确到0.01°)
【答案】12.58o
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学科网(北京)股份有限公司【解析】
【分析】先根据在A处的旗杆算出阳光和水平面的夹角,然后结合B处的旗杆算出斜面角.
1
【详解】如图,在A处,tanx= =2.5,在B处满足tanÐCED=2.5,
0.4
(其中ED//水平面,CE是射过B处杆子最高点的光线,光线交斜面于E),
1+ y
故设BD= y,则ED= ,
2.5
2
æ1+ yö
由勾股定理,y2 + =0.452,解得y »0.098,
ç ÷
è 2.5 ø
0.098
于是q=arcsin »12.58o
0.45
故答案为:12.58o
ì1, x>0
ï r r r r r r r
12. 已知 f(x)=í0, x=0,a r、b、c r是平面内三个不同的单位向量.若 f(a×b)+ f(b×c)+ f(c×a)=0,
ï
-1, x<0
î
则|a r +b r +c r |可的取值范围是_______.
【答案】(1, 5)
【解析】
【分析】利用分段函数值分类讨论,可得 f a r ×b r , f b r ×c r , f c r ×a r = -1,0,1 ,再根据数量积关系设出
r r r
a,b,c坐标,利用坐标运算,结合三角恒等变换求解模的范围可得.
r r r r r r r r r r r r
【详解】若 f a×b = f b×c = f c×a =0,则a×b=b×c=c×a =0,
r r r
又三个向量均为平面内的单位向量,故向量a,b,c两两垂直,显然不成立;
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学科网(北京)股份有限公司故 f a r ×b r , f b r ×c r , f c r ×a r = -1,0,1 .
ì f a r ×b r =1
ï
ï r r r r r r r r
不妨设í f b×c =0 ,则a×b>0,b×c=0,c×a<0,
ï
f c r ×a r=-1
ï
î
r r r
不妨设b=(1,0),c=(0,1),a=cosq,sinq,qÎ0,2π,
ìïa r ×b r =cosq>0 æ3 ö
则í ,则qÎ ç π,2π ÷,
ïîc r ×a r =sinq<0 è2 ø
r r r
则 a+b+c = (1+cosq,1+sinq) = (1+cosq)2 +(1+sinq)2 = 3+2cosq+2sinq
π
= 3+2 2sin(q+ ) ,
4
æ3 ö π æ7 9 ö
由qÎ ç π,2π ÷,q+ Î ç π, π ÷,
è2 ø 4 è4 4 ø
π æ 2 2 ö π
则sin(q+ )Îç- , ÷,2 2sin(q+ )Î-2,2
ç ÷
4 2 2 4
è ø
r r r
故 a+b+c Î(1, 5).
故答案为:(1, 5).
二、选择题(本大题共 4 题,第 13、14题每题 4分,第 15、16题每题 5分,共 18分.每题有
且仅有一个正确选项,考生应在答题纸的相应位置,将代表正确选项的小方格涂黑.)
1 1
13. 己知事件A、B相互独立,事件A发生的概率为P(A)= ,事件B发生的概率为P(B)= ,则事件AÇB
2 2
发生的概率P(AÇB)为( )
1 1 1
A. B. C. D. 0
8 4 2
【答案】B
【解析】
【分析】根据独立事件的概率公式可求PAÇB
.
1 1 1
【详解】因为A,B相互独立,故PAÇB= PAPB= ´ = ,
2 2 4
故选:B.
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学科网(北京)股份有限公司14. 设a >0,sÎR.下列各项中,能推出as >a的一项是( )
A. a>1,且s >0 B. a>1,且s<0
C. 00 D. 00,as >a,∴as-1 >1=a0,
当aÎ0,1 时,y =ax定义域上严格单调递减,
此时若s-1<0,则一定有as-1 >1=a0成立,故D正确,C错误;
当aÎ1,+¥ 时,y =ax定义域上严格单调递增,要满足as-1 >1=a0,需s>1,即A、B错误.
故选:D
15. 已知A(0,1),B(1,2),C在G:x2 - y2 =1(x³1,y³0)上,则VABC的面积( )
A. 有最大值,但没有最小值 B. 没有最大值,但有最小值
C. 既有最大值,也有最小值 D. 既没有最大值,也没有最小值
【答案】A
【解析】
【分析】设出曲线上一点为(a,b),得出a= b2 +1,将三角形的高转化成关于b的函数,分析其单调性,
从而求解.
【详解】设曲线上一点为(a,b),则a2 -b2 =1,则a= b2 +1,
2-1
k = =1,AB方程为:y-1= x,即x- y+1=0,
AB 1-0
b2 +1-b+1
a-b+1 b2 +1-b+1
根据点到直线的距离公式,(a,b)到AB的距离为: ,
= =
2 2 2
1
设 f(b)= b2 +1-b= ,
b2 +1+b
由于b³0,显然 f(b)关于b单调递减, f(b) = f(0),无最小值,
max
即VABC中,AB边上的高有最大值,无最小值,
又AB一定,故面积有最大值,无最小值.
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学科网(北京)股份有限公司故选:A
16. 已知数列 a 、 b 、 c 的通项公式分别为a =10n-9,b =2n、,c =la +(1-l)b .若对任意的
n n n n n n n n
lÎ0,1 ,a 、b 、c 的值均能构成三角形,则满足条件的正整数n有( )
n n n
A. 4个 B. 3个 C. 1个 D. 无数个
【答案】B
【解析】
【分析】由c =la +(1-l)b 可知c 范围,再由三角形三边关系可得a ,b ,c 的不等关系,结合函数零点
n n n n n n n
解不等式可得.
【详解】由题意a ,b ,c >0,不妨设A(n,a ),B(n,b ),C(n,c ),
n n n n n n
uuur uuur
三点均在第一象限内,由c =la +(1-l)b 可知,BC =lBA,lÎ0,1 ,
n n n
故点C恒在线段AB上,则有mina ,b £c £maxa ,b 0,
则 f¢(x)=2xln2-10,由 f¢(x)单调递增,
又 f¢(3)<0, f¢(4)>0,存在x Î(3,4),使 f¢(x )=0,
0 0
即当0< x< x 时, f¢(x)<0, f(x)单调递减;
0
当x> x 时, f¢(x)>0, f(x)单调递增;
0
故 f(x)至多2个零点,
又由 f(1)>0, f(2)<0, f(5)<0, f(6)>0,
可知 f(x)存在2个零点,不妨设x ,x (x < x ),且x Î(1,2),x Î(5,6).
1 2 1 2 1 2
①若a £b ,即10n-9£2n时,此时n=1或n³6.
n n
则a £c £b ,可知b +c >a 成立,
n n n n n n
要使a 、b 、c 的值均能构成三角形,
n n n
所以a +c >b 恒成立,故b < 2a ,
n n n n n
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学科网(北京)股份有限公司ì10n-9£2n
所以有í ,解得n =6;
î2n <2(10n-9)
②若a ³b ,即10n-9³2n时,此时n=2,3,4,5.
n n
则a ³c ³b ,可知a +c >b 成立,
n n n n n n
要使a 、b 、c 的值均能构成三角形,
n n n
所以b +c >a 恒成立,故a <2b ,
n n n n n
ì10n-9³2n
所以有í ,解得n=4或5;
î10n-9<2n+1
综上可知,正整数n的个数有3个.
故选:B.
三、解答题(本大题共 5 题,第 17-19 题每题 14 分,第 20-21 题每题 18 分,共 78 分.解答下
列各题必须在答题纸的相应位置写出必要的步骤.)
17. 2024年东京奥运会,中国获得了男子4´100米混合泳接力金牌.以下是历届奥运会男子4´100米混合
泳接力项目冠军成绩记录(单位:秒),数据按照升序排列.
206.78 207.46 207.95 209.34 209.35
21693
210.68 213.73 214.84 216.93 .
(1)求这组数据的极差与中位数;
(2)从这10个数据中任选3个,求恰有2个数据在211以上的概率;
ˆ
(3)若比赛成绩y关于年份x的回归方程为y =-0.311x+b,年份x的平均数为2006,预测2028年冠
军队的成绩(精确到0.01秒).
【答案】(1)10.15;210.015;
3
(2)
10
(3)204.56
【解析】
【分析】(1)由最长与最短用时可得极差,由中间两数平均数可得中位数;
(2)由古典概型概率公式可得;
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学科网(北京)股份有限公司(3)先求成绩平均数 y,再由(x,y)在回归直线上,代入方程可得b$ ,再代入年份预测可得.
【小问1详解】
由题意,数据的最大值为216.93,最小值为206.78,
则极差为216.93-206.78=10.15;
数据中间两数为209.35与210.78,
209.35+210.68
则中位数为 =210.015.
2
故极差为10.15,中位数为210.015;
【小问2详解】
由题意,数据共10个,211以上数据共有4个,
故设事件A=“恰有2个数据在211以上”,
C2×C1 3
则P(A)= 4 6 = ,
C3 10
10
3
故恰有2个数据在211以上的概率为 ;
10
【小问3详解】
由题意,成绩的平均数
206.78+207.46+207.95+209.34+209.35+210.68+213.73+214.84+216.93+216.93
10
=211.399,
由直线y =-0.311x+b$过(2006,211.399),
则b$ =211.399+0.311´2006=835.265,
故回归直线方程为y =-0.311x+835.265.
当x=2028时,y =-0.311´2028+835.265=204.557»204.56.
故预测2028年冠军队的成绩为204.56秒.
18. 如图,P是圆锥的顶点,O是底面圆心,AB是底面直径,且AB=2.
第10页/共18页
学科网(北京)股份有限公司π
(1)若直线PA与圆锥底面的所成角为 ,求圆锥的侧面积;
3
π
(2)已知Q是母线PA的中点,点C、D在底面圆周上,且弧AC的长为 ,CD∥AB.设点M在线
3
段OC上,证明:直线QM∥平面PBD.
【答案】(1)2π
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由线面角先算出母线长,然后根据侧面积公式求解.
(2)证明平面QOC//平面PBD,然后根据面面平行的性质可得.
【小问1详解】
π
由题知,ÐPAB= ,即轴截面 ABP是等边三角形,故PA= AB=2,
V
3
1
底面周长为2π´1=2π,则侧面积为: ´2´2π=2π;
2
【小问2详解】
由题知AQ=QP,AO=OB,则根据中位线性质,QO∥PB,
又QOË平面PBD,PBÌ平面PBD,则QO//平面PBD
π π π
由于AC = ,底面圆半径是1,则ÐAOC = ,又CD∥AB,则ÐOCD= ,
3 3 3
又OC =OD,则 OCD为等边三角形,则CD=1,
V
于是CD∥BO且CD=OB,则四边形OBDC 是平行四边形,故OC∥BD,
又OC Ë平面PBD,BDÌ平面PBD,故OC//平面PBD.
又OC
I
OQ=O,OC,OQÌ平面QOC,
根据面面平行的判定,于是平面QOC//平面PBD,
又M ÎOC,则QM Ì平面QOC,则QM //平面PBD
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学科网(北京)股份有限公司19. 已知 f(x)= x2 -(m+2)x+mlnx,mÎR.
(1)若 f(1)=0,求不等式 f(x)£ x2 -1的解集;
(2)若函数y = f(x)满足在(0,+¥)上存在极大值,求m的取值范围;
【答案】(1)
1,+¥
(2)m>0且m ¹ 2
.
【解析】
【分析】(1)先求出m,从而原不等式即为x+lnx>1,构建新函数sx= x+lnx,x>0,由该函数为增
函数可求不等式的解;
(2)求出函数的导数,就m£0,02分类讨论后可得参数的取值范围.
【小问1详解】
因为 f 1=0,故1-m-2+0=0,故m=-1,故 f x= x2 -x-lnx,
故 f x£x2-1即为x+lnx³1,
1
设sx= x+lnx,x>0,则s¢x=1+ >0,故sx 在 0,+¥ 上为增函数,
x
而x+lnx³1即为sx³s1 ,故x ³1,
故原不等式的解为
1,+¥
.
【小问2详解】
f x 在 0,+¥ 有极大值即为有极大值点.
m 2x2 -m+2x+m 2x-mx-1
f¢x=2x-m+2+ = = ,
x x x
若m£0,则xÎ0,1
时,
f¢x<0,xÎ1,+¥
时,
f¢x>0,
故x=1为 f x 的极小值点,无极大值点,故舍;
m æm ö
若0< <1即00,
è 2 ø
第12页/共18页
学科网(北京)股份有限公司m
故x= 为 f x 的极大值点,符合题设要求;
2
若m = 2,则xÎ0,+¥ 时, f¢x³0, f x 无极值点,舍;
m æ mö
若 >1即m > 2,则xÎ ç 1, ÷时, f¢x<0,
2 è 2 ø
æm ö
xÎ0,1 Uç ,+¥ ÷时, f¢x>0,
è 2 ø
故x=1为 f x 的极大值点,符合题设要求;
综上,m>0且m ¹ 2.
x2 y2
20. 已知椭圆G: + =1(a > 5),M(0,m)(m>0),A是G的右顶点.
a2 5
(1)若G的焦点(2,0),求离心率e;
uuur uuur
(2)若a=4,且G上存在一点P,满足PA=2MP,求m;
(3)已知AM的中垂线l的斜率为2,l与G交于C、D两点,ÐCMD为钝角,求a的取值范围.
2
【答案】(1)
3
(2) 10
(3) 5, 11
【解析】
【分析】(1)由方程可得b2 =5,再由焦点坐标得c,从而求出a得离心率;
(2)设点P坐标,由向量关系 u P u A ur =2M uuu P r 坐标化可解得P坐标,代入椭圆方程可得m;
(3)根据中垂线性质,由斜率与中点坐标得直线l方程,联立直线与椭圆方程,将钝角条件转化为向量不等式
uuuur uuuur
MC×MD<0,再坐标化利用韦达定理代入化简不等式求解可得a范围.
【小问1详解】
x2 y2
由题意知,Γ: + =1 a> 5 ,则b2 =5,
a2 5
由右焦点(2,0),可知c=2,则a= 5+c2 =3,
c 2
故离心率e= = .
a 3
【小问2详解】
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学科网(北京)股份有限公司由题意A(4,0),M(0,m)(m>0),P(x ,y )
P P
ì4-x =2x
uuur uuur P P
由PA=2MP得,í ,
-y =2y -2m
î P p
4 2m x2 y2
解得P( , ),代入 + =1,
3 3 16 5
1 4m2
得 + =1,又m>0,解得m= 10.
9 45
【小问3详解】
1
由线段AM 的中垂线l的斜率为2,所以直线AM 的斜率为- ,
2
m-0 1 a
则 =- ,解得m= ,
0-a 2 2
a a a
由A(a,0),M(0, )得AM 中点坐标为( , ),
2 2 4
3 3
故直线l: y =2x- a,显然直线l过椭圆内点( a,0),
4 8
故直线与椭圆恒有两不同交点,
设C(x ,y ),D(x ,y ),
1 1 2 2
ì 3
ïy =2x- a 9
由í 4 消y得(4a2 +5)x2 -3a3x+ a4 -5a2 =0,
16
ï î5x2 +a2y2 =5a2
9
a4 -5a2
由韦达定理得 3a3 16 ,
x +x = ,x x =
1 2 4a2 +5 1 2 4a2 +5
a
uuuur uuuur
因为ÐCMD为钝角,则MC×MD<0,且M(0, ),
2
a a
则有x x +(y - )(y - )<0,
1 2 1 2 2 2
æ 5aöæ 5aö 5 25
所以x x +
ç
2x -
֍
2x -
÷
=5x x - a(x +x )+ a2 <0,
1 2 è 1 4 øè 2 4 ø 1 2 2 1 2 16
即5 æ ç 9 a4 -5a2 ö ÷ - 5a ´3a3 + 25 a2 4a2 +5 <0,解得a2 <11,
è16 ø 2 16
第14页/共18页
学科网(北京)股份有限公司又a> 5 ,
故 5 0,
a 0 0 0
当x<0时, f x= x+2,其在-¥,0上严格单调递增,
当x ³0时, f x= x ,其在[0,+¥)上也严格单调递增,
则x <0£ x +a,则x +2= x +a ,
0 0 0 0
令x+2=0,解得x =-2,则-2£ x <0,
0
2
则a= x 0 +a 2 -x 0 =x 0 +22 -x 0 = æ ç è x 0 + 2 3 ø ö ÷ + 7 4 Î é ê ë 7 4 ,4 ö ÷ ø .
法二:作出该函数图象,则由题意知直线 y =t与该函数有两个交点,
由图知0£t <2,假设交点分别为Am,t ,Bn,t ,
ì ï m =t æ 1ö 2 7 é7 ö
联立方程组í 得a=| AB|=m-n=t2 -(t-2)=
ç
t-
÷
+ Î
ê
,4
÷
ïîn+2=t è 2ø 4 ë4 ø
【小问3详解】
(3)对任意x Î(1,2),x -2Î(-1,0),因为其是偶函数,
0 0
则 f x -2= f 2-x ,而2-x -x -2=4-2x Î(0,2),
0 0 0 0 0
所以x -2ÎM Í M ,
0 4-2x 2
0
所以 f x = f x -2= f 2-x ,因为x Î1,2 ,则2-x Î0,1 ,
0 0 0 0 0
所以 f x = f 2-x =1-2-x = x -1,所以 f(x)= x-1,xÎ(1,2),
0 0 0 0
所以当sÎ(0,1)时,1-sÎ(0,1),1+sÎ(1,2),则 f(1-s)=1-(1-s)=s,
f(1+s)=1+s-1=s,则 f(1-s)= f(1+s),
而1+s-1-s=2s, 3-s-1-s=2,
则1-sÎM Í M ,则 f(1-s)= f(3-s),
2s 2
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学科网(北京)股份有限公司所以当xÎ(2,3)时, f(x)= f(x-2)=1-(x-2)=3-x,而 f(x)为偶函数,画出函数图象如下:
其中 f -3= f 3, f -2= f 2, f 0 ,但其对应的y值均未知.
首先说明 f(-3)=nÏ(0,1),
若 f(-3)=nÎ(0,1),则-3+nÎ-3,-2 ,易知此时 f x= x+3,xÎ-3,-2 ,
则 f(-3+n)=n,所以 f(-3)ÎM Í M ,而xÎ-1,0 时, f x= x+1,
n 2
所以 f(-3)= f(-1)=0,与 f(-3)=n矛盾,所以 f(-3)Ï(0,1),即 f(-3)= f(3)Ï(0,1),
令y = f(x)-c=0,则y = f(x)=c,
当c=0时,即使让 f -3= f 3= f -2= f 2= f 0=0,此时最多7个零点,
当c³1时,若 f -2= f 2= f 0= f -3= f 3=c,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当c<0时,若 f -2= f 2= f 0= f -3= f 3=c,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当0