陕西省渭南市2022届高三下学期二模文科数学试题(含答案解析)
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陕西省渭南市2022届高三下学期二模文科数学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题
1.设集合()(){}
130M x x x =+-≤,142N x x ⎧⎫
=<<⎨⎬⎩⎭
,则M
N =( )
A .112x x ⎧⎫
-≤<⎨⎬⎩⎭
B .132x x ⎧⎫
<≤⎨⎬⎩⎭
C .{}34x x ≤<
D .{}14x x -≤<
2.若i 1i z ⋅=+,则z 的虚部为( ) A .i
B .i -
C .1
D .1-
3.设x 、y 都是实数,则“2x >且3y >”是“5x y +>且6xy >”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
4.如图所示的茎叶图记录了甲、乙两种商品连续10天的销售数据,则下列说法错误的是( )
A .乙销售数据的极差为24
B .甲销售数据的众数为93
C .乙销售数据的均值比甲大
D .甲销售数据的中位数为92
5.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,已知35S =,921S =,则6S =( ) A .12
B .13
C .14
D .15
6.随着北京冬残奥会的开幕,吉祥物“雪容融”火遍国内外.现有3个完全相同的“雪容融”.甲、乙两位运动员要与这3个“雪容融”随机站成一排拍照留念,则3个“雪容融”连在一起的概率为( ) A .0.2
B .0.25
C .0.3
D .0.5
7.已知()0,απ∈,1
sin cos 5αα-=,则22
5sin cos tan 2cos sin ααααα+=-( ) A .
36
7
B .12
C .-12
D .367
-
8.搭载神州十三号载人飞船的长征二号F 遥十三运载火箭,精准点火发射后约582秒,进入预定轨道,发射取得圆满成功.据测算:在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v (单位:m/s )和燃料的质量M (单位:kg )、火箭的质量m (除燃料
外,单位:kg )的函数关系是2000ln 1M v m ⎛⎫
=+ ⎪⎝
⎭.当火箭的最大速度为11.5km/s 时,
M
m
约等于( )(参考数据: 5.75e 314≈) A .313 B .314 C .312 D .311
9.已如A ,B ,C 是表面积为16π的球O 的球面上的三个点,且1AC AB ==,30ABC ∠=︒,则三棱锥O ABC -的体积为( )
A .
112
B
C .14
D
10.已知函数()e e e
x
x x f x -=+,若()()3lg log 10f a =,则()()lg lg3f =( )
A .1e a -
B .31a -
C .13e a -
D .1a -
11.过双曲线()22
2210y x b a a b
-=>>的下焦点()()0,0F c c ->作圆222x y a +=的切线,
切点为E ,延长FE 交抛物线24x cy =于点P ,O 为坐标原点,若()
1
2
OE OF OP =+,
则双曲线的离心率为( ) A
B
C
D
12.设实数0λ>,对任意的1x >,不等式n e l x x λλ≥恒成立,则λ的最小值为( ) A .e B .
12e C .1e
D .2e
二、填空题
13.若实数x ,y 满足约束条件4,2,1,x y x y y -≤⎧⎪
+≥⎨⎪≥⎩
,则2z x y =-的最大值为______.
14.设向量a ,b 满足2a =,1b =,a 与b 的夹角为60°,则2a b +=___________. 15.已知函数()()()sin 0,0,f x A x A ωϕωϕπ=+>><的部分图象如图所示,则,02x ⎡⎤
∈-⎢⎥⎣⎦
π时,函数()f x 的值域为___________.
16.已知()f x 为R 上的可导的偶函数,且满足()()11f x f x -=-+,则()y f
x =在
2022x =处的切线斜率为___________. 三、解答题
17.在递增的等比数列{}n a 中,前n 项和为n S ,若2241
5
S S S =+,11a =.
(1)求数列{}n a 的通项公式;
(2)若321log n n b a -=,求数列{}n b 的前n 项和n T .
18.冰墩墩是2022年北京冬季奥运会的吉祥物,将熊猫形象与富有超能量的冰晶外壳相结合,头部外壳造型取自冰雪运动头盔,装饰彩色光环,整体形象酷似航天员,深受广大民众的喜爱,已成为最火爆的商品,“一墩难求”.某调查机构随机抽取100人,对是否有意向购买冰墩墩进行调查,结果如下表:
(1)若从年龄在[)60,70的被调查人群中随机选出两人进行调查,求这两人中恰有一人打算购买冰墩墩的概率;
(2)若以年龄40岁为分界线,由以上统计数据完成下面的22⨯列联表,并判断是否有
99.9%的把握认为购买冰墩墩与人的年龄有关?
参考数据:()
()()()()
2
2
n ad bc K a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++.
19.如图,已知直三棱柱111A B C ABC -中,侧面11AA B B 为正方形,2AB BC ==,
D ,
E ,
F 分别为AC ,BC ,1B B 的中点,111C F A B ⊥,
G 为线段DE 上一动点.
(1)证明:11
C F AG ⊥; (2)求几何体111A B C DEC -的体积.
20.已知函数()()()1
1ln 0
1f x a x ax a x
=++
-<<.
(1)求()f x 的单调区间;
(2)若()f x 存在极大值M 和极小值N ,证明:1M N a +>-.
21.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的一个焦点为
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)若动点P 0(x ,0y )为椭圆外一点,且点P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,求点P 的轨迹方程.
22.在直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为325
455x t y t
⎧
=-+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩
(t 为参数),以坐标
原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为
24
cos 12ρρθ+=.
(1)求圆C 的直角坐标方程,并指出圆心坐标和半径;
(2)设点M 的直角坐标为(2,5)-,直线l 与圆C 的交点为A ,B ,求
22
MA MB MA MB ⋅+⋅的值. 23.设函数()124f x x x =+--.
(1)求不等式()23f x x ≥-的解集.
(2)若()f x 的最大值为222a b c ++,证明:3ab bc ca ++≤.
参考答案:
1.B 【解析】 【分析】
根据解一元二次不等式的方法,结合集合交集的定义进行求解即可. 【详解】
因为()(){}
130M x x x =+-≤{}13x x =-≤≤,142N x x ⎧⎫
=<<⎨⎬⎩⎭
,
所以M N =132x x ⎧⎫
<≤⎨⎬⎩⎭
,
故选:B 2.D
【解析】 【分析】
由i 1i z ⋅=+求出复数z ,从而可求出其虚部. 【详解】 由i 1i z ⋅=+得1i
1i i
z +==-,故z 的虚部为1-, 故选:D. 3.A 【解析】 【分析】
由不等式性质及特殊值法判断条件间的推出关系,结合充分必要性的定义即可确定答案. 【详解】
由2x >且3y >,必有5x y +>且6xy >,
当5x y +>且6xy >时,如1,7x y ==不满足2x >,故不一定有2x >且3y >. 所以“2x >且3y >”是“5x y +>且6xy >”的充分不必要条件. 故选:A 4.D 【解析】 【分析】
根据茎叶图中数据逐项分析即可判断. 【详解】
乙销售数据的极差是112-88=24,故A 正确; 甲销售数据的众数为93,故B 正确;
甲销售数据的均值为(80×3+90×5+100×2+7+6+4+9+8+3+3+1+6+3)×
1
10=94, 乙销售数据的均值为(80+90×4+100×4+110+8+5+7+8+8+1+2+3+6+2)×110
=100,∴乙销售数据的均值比甲大,故C 正确; 甲销售数据的中位数为93,故D 错误. 故选:D. 5.A 【解析】 【分析】
先由35S =,921S =求出首项和公差,再按照前n 项和公式计算即可. 【详解】
设公差为d ,3191
32352
989212S a d S a d ⨯⎧
=+=⎪⎪⎨⨯⎪=+=⎪⎩,解得113929a d ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
,61656122S a d ⨯=+
=. 故选:A. 6.C 【解析】 【分析】
采用枚举法即可求解. 【详解】
将两位运动员编号为A 、B ,将3个“雪容融”编号为X ,将运动员和雪容融随机排成一排,可以是:
ABXXX ,XABXX ,XXABX ,XXXAB , BAXXX ,XBAXX ,XXBAX ,XXXBA ,
AXBXX ,BXAXX ,XAXBX ,XBXAX ,XXAXB ,XXBXA , AXXBX ,BXXAX ,XAXXB ,XBXXA ,
AXXXB ,BXXXA ,
共20种排法,其中3个“雪容融”连在一起共有6种. 故概率为6
0.320
=. 故选:C. 7.C 【解析】 【分析】
先求出sin ,cos αα和tan α,利用二倍角公式求出tan2α,直接代入即可求解. 【详解】
因为()0,απ∈,1
sin cos 5
αα-=,22sin cos 1αα+=
解得:43
sin ,cos 55αα==,所以4tan 3α=.
所以22422tan 243tan 21tan 7413ααα⨯
===--⎛⎫
- ⎪⎝⎭
. 所以22224355sin cos 2455tan 212
cos sin 73455ααααα⨯⨯
+=-+
=--⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
. 故选:C 8.A 【解析】 【分析】
先将火箭的最大速度化为11500m /s ,然后代入给出的表达式中,即可求出答案. 【详解】
火箭的最大速度为11.5km/s,即11.5100011500m/s v =⨯= 所以115002000ln 1M m ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以11500115
ln 1 5.752000
20M
m ⎛⎫+
=
== ⎪⎝
⎭ 即 5.75e 13141313M
m
=-=-= 故选:A 9.C 【解析】
【分析】
设球的半径为R ,ABC 外接圆的半径为r ,根据题意求出,r R ,再根据球心O 到ABC 的
距离d =O ABC -的高,从而可得出答案. 【详解】
解:设球的半径为R ,ABC 外接圆的半径为r ,
在ABC 中,由1AC AB ==,30ABC ∠=︒,则120BAC ∠=︒ 得22sin AC
r ABC
=
=∠,所以1r =,
因为球O 的表面积为16π, 则2416R ππ=,解得2R =,
所以球心O 到ABC 的距离
d 即三棱锥O ABC -
1sin 2ABC
S
AB AC BAC =
⋅⋅∠=
所以三棱锥O ABC -的体积11
34
O ABC V -=.
故选:C. 10.D 【解析】 【分析】
先得到()()1f x f x -+=,进而由()()3lg log 10lg lg3=-得到答案. 【详解】
()e e e x x x f x -=+定义域为R ,且()()e e 1e e e e
x x
x x x x f x f x ----+=+=++,又
()()3lg log 10lg lg3=-,所以()()()()3lg lg3lg log 101f f +=,所以()()lg lg31f a =-.
故选:D 11.D 【解析】 【分析】
先设双曲线的上焦点为F ',则F '()0c ,,因为抛物线为24x cy =,所以'F 为抛物线的焦点,O 为FF '的中点,又可得E 为FP 的中点,所以OE 为PFF '的中位线,得到
2PF b =,再设()00P x y ,,由1
2
OP FF c '==
=得出关于a ,c 的关系式,最后即可求得离心率. 【详解】
设双曲线的上焦点为F ',则F '()0c ,
抛物线为24x cy =,F '∴为抛物线的焦点,O 为'FF 的中点, ()
1
2
OE OF OP =
+,则E 为FP 的中点,又O 为'FF 的中点,则OE 为'PFF △的中位线. //OE PF '∴.OE a =,2PF a '∴=.
PF 切圆O 于E ,OE PF ∴⊥.PF PF '∴⊥.
设()00P x y ,,则02PF y c a '=+=,02y a c ∴=-.
由点()00P x y ,在抛物线24x cy =上,则()2
00442x cy c a c ==-
在直角'PFF △中,1
2
OP FF c '=
=
= 即()()2
2422c c a c a c -=-+,整理得220c ca a --=
即2e e 10--=,又e>1,所以e = 故选:D .
12.C 【解析】 【分析】
由题设有ln e e ln x x x x λλ⋅⋅≥,构造()e t f t t =⋅并利用导数研究单调性即可得(1,)x ∈+∞上
ln x x
λ≥
恒成立,再构造ln ()x
g x x =,(1,)x ∈+∞并应用导数求最值,即可得λ的最小值.
【详解】
由题设,ln ln e ln e x x x x x x λλ≥=⋅⋅,令()e t f t t =⋅,则在()(1)e 0t f t t '=+⋅>, 所以()f t 单调递增,又()(ln )f x f x λ>,即(1,)x ∈+∞上ln x x λ≥,即ln x
x
λ≥恒成立, 令ln ()x g x x
=
,(1,)x ∈+∞,则21ln ()x
g x x -'=,
所以,(1,e)上()0g x '>,则()g x 递增;(e,)+∞上()0g x '<,则()g x 递减; 则1()(e)e g x g ≤=,故1
e
λ≥.
故选:C 【点睛】
关键点点睛:根据同构形式结合导数研究()e t f t t =⋅的单调性,进而将问题转化为
(1,)x ∈+∞上ln x
x
λ≥恒成立,再次构造函数求最值,确定参数范围. 13.3 【解析】 【分析】
由题意2z x y =-,即22x z y =-,要使得2z x y =-最大,即直线22
x z y =-与可行域相交,且截距最小,数形结合即得解 【详解】
由题意2z x y =-,即2
2
x z y =-,要使得2z x y =-最大,即直线2
2
x z y =-与可行域相交,且截距最小,画出可行域如图所示:
如图所示,当直线22
x z y =-经过1y =与4x y -=的交点(5,1)A 时,截距最小 即2z x y =-最大,故2z x y =-的最大值为523z =-= 故答案为:3
14.【解析】 【分析】
把模平方转化为数量积的运算求解. 【详解】
222
22(2)444421cos 60412a b a b a a b b +=+=+⋅+=+⨯⨯⨯︒+=, 所以223a b +=.
故答案为:
15.⎡-⎢⎣⎦
【解析】 【分析】
先根据图像求出函数()f x 的解析式,再结合,02x ⎡⎤
∈-⎢⎥⎣⎦
π求值域即可.
【详解】 由
22,,22362T T T
=-====πππππω,()()sin 2ϕ=+f x A x ,由()06f π=,
()sin 063f A ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭
ππϕ,又ϕπ<,解得3π
ϕ=-或23π,又(0)1f =(0)sin 1f A ϕ==,
0A >,故23ϕπ=
,A =2()23f x x ⎛⎫=
+ ⎪⎝
⎭
π,,02x ⎡⎤
∈-⎢⎥⎣⎦π时,222,333x ⎡⎤+
∈-⎢⎥⎣⎦πππ,当2233
x +=-ππ时,取得最小值1-,当2232x ππ
+=时,取得最大值
,故值域为⎡-⎢⎣⎦.
故答案为:⎡-⎢⎣⎦.
16.0
【解析】 【分析】
由题设可得()f x 的周期为4,结合()f x 为R 上的可导的偶函数有(0)0f '=,利用周期性及
()(2)f x f x ''=-+求(2022)f ',即可得切线斜率. 【详解】
由题设,()(2)f x f x =-+,则(2)(4)f x f x +=-+,即()(4)f x f x =+, 所以()f x 的周期为4,又()f x 为R 上的可导的偶函数,即(0)0f '=, 而()(2)f x f x ''=-+,故(0)(2)0f f ''=-=,即(2)0f '=, 且()(4)f x f x ''=+,故()()()20224505220f f f =⨯+'='='. 故答案为:0 【点睛】
关键点点睛:由可导偶函数有(0)0f '=,结合周期性和递推关系求切线斜率即可. 17.(1)12
3
n n a -=
(2)(1)
2
n n n T -=
【解析】 【分析】 小问1:由2241
5
S S S =+得424S S =,化为()34123a a a a +=+,从而求得公比,即可求通项公
式;
小问2:利用{}n a 的通项公式求得1n b n =-,根据等差求和公式即可求解. (1)
设等比数列{}n a 的公比为q ,由
2241
5
S S S =+得424S S =.
∴()34123a a a a +=+,即()()2
12123a a q a a +⋅=+,∴23q =.
依题意,可知q =
∴112
13n n n a a q --=⋅=.
(2)
由(1)可得1
213n n a --=,∴321log 1n n b a n -==-,
故(1)
01212
n n n T n -=+++
+-=
.
18.(1)4
7
;
(2)22⨯列联表见解析,有99.9%的把握认为购买冰墩墩与人的年龄有关. 【解析】 【分析】
(1)运用列举法结合古典概型运算公式进行求解即可;
(2)根据表中数据直接完成22⨯列联表,结合题中所给的公式进行计算、表中所给的数据进行判断即可. (1)
因为年龄在[)60,70之间抽取的人数为7,有意向购买的人数为4,
为7人编号为1,2,3,4,5,6,7,其中有意向购买的人的编号为1,2,3,4, 从7人中抽取2人的所有基本事件为:
()()()()()()()()()()()()()()12
1,3,1,4,1,5,161,7,2,3,2,4,2,5,2,6,2,7,3,4,3,5,3,6,,,,, ()()()()()()()3,7,4,5,4,6,4,7,5,6,5,7,6,7,共21种,
其中两人中恰有一人打算购买冰墩墩的基本事件有12种, 故所求概率为:124
217
=. (2)
由调查表可得:
()()()()()
2
22
100(5020255)16.510.82875255545n ad bc K a b c d a c b d -⨯⨯-⨯==≈>++++⨯⨯⨯,
所以有99.9%的把握认为购买冰墩墩与人的年龄有关. 19.(1)见解析;
(2)73
【解析】 【分析】
(1)连接1B E ,先证1C F ⊥面11A DEB ,再证11
C F AG ⊥; (2)将几何体111A B C DEC -分为三棱锥1C DCE -和四棱锥111C B A DE -,分别计算体积求和. (1)
连接1B E ,由直三棱柱111A B C ABC -,11AA B B 为正方形,2AB BC ==,可得11CC B B 为正方形,又E ,F 分别为BC ,1B B 的中点,11111,B BE C B F C F B E ∴≅⊥,又111C F A B ⊥,1111A B B E B ⋂=,1C F ∴⊥面11A DEB ,又
1AG ⊆面11A DEB ,11
C F AG ∴⊥. (2)
设11,C F B E 交点为M ,连接1111,,,A D C D B E C E ,11AA B B 为正方形,111A B BB ∴⊥,又
111C F A B ⊥,11C F BB F ⋂=,11A B ∴⊥面11BB C C ,又111,B C B E ⊆面11BB C C ,1111111,A B B C A B B E ∴⊥⊥,可得
1111111,122
AC CE CB C F B E DE AB ==
=====,
111
11
1
B C B F
B M
C M
C F
⋅
====
111111111
11
11
33
A B C DEC C DEC C B A E
D B
E C E D
D A
V V V C C S C M S
---
∴=+=⋅⋅+⋅
⋅
(
)
11117
21121
32323
=⨯⨯⨯⨯+⨯+.
20.(1)()
f x的单调递增区间为
1
1,
a
⎛⎫
⎪
⎝⎭
,单调递减区间为()
0,1,
1
,
a
⎛⎫
+∞
⎪
⎝⎭
(2)证明见解析
【解析】
【分析】
(1)先求定义域,进而求导,利用导函数的正负求单调区间;(2)结合第一问求出极大值M和极小值N,构造函数,通过二次求导求其最值,证明出结论.
(1)
()
f x的定义域为()
0,∞
+,()
()()
22
11
11x ax
a
f x a
x x x
--
+
'=--=,
令()0
f x
'=,得1
x=或
1
x
a
=,
因为01
a
<<,所以
1
1
a
>,
当01
x
<<时,()0
f x
'<,()
f x单调递减,当
1
1x
a
<<时,()0
f x>,()
f x单调递增,
当
1
x
a
>时,()0
f x
'<,()
f x单调递减,
综上,()
f x的单调递增区间为
1
1,
a
⎛⎫
⎪
⎝⎭
,单调递减区间为()
0,1,
1
,
a
⎛⎫
+∞
⎪
⎝⎭
.
(2)
由(1)知:()
1
1ln1
M f a a a
a
==
⎛⎫
⎪
⎭
-+
⎝
+-,()11
N f a
==-,
则()1ln
M N a a a a
+-=-+-,设()()1ln
g a a a a
=-+-,
()1
ln2
g a a
a
'=---,令()1
ln2
h a a
a
=---,
()
22
111a
h a
a a a
-
'=-=,
当01
a
<<时,()0
h a
'>,所以()
h a单调递增,又()()130
g a g
''
<=-<
所以()
g a在()
0,1上单调递减,
所以()()11g a g >=-,即1M N a +->-, 所以1M N a +>-. 21.(1)2
214
x y +=;
(2)225x y +=. 【解析】 【分析】
(1
)由焦点坐标可得c a 、b ,即可得椭圆C 的标准方程;
(2)当切线不与坐标轴垂直,设切线为00y kx kx y =-+联立椭圆方程,根据0∆=得到关于k 的一元二次方程,再由切线的垂直关系及韦达定理121k k =-,即可得轨迹方程,然后注意判断切线与坐标轴垂直时是否符合所得轨迹方程即可. (1)
由题设,椭圆参数c =
c e a =
2a =, 所以2
2
2
1b a c =-=,故椭圆C 的标准方程:2
214
x y +=.
(2)
∴当切线不与坐标轴垂直时,切线为00()y y k x x -=-,则00y kx kx y =-+, 代入椭圆C 整理得:2220000(14)8()4()40k x k y kx x y kx ++-+--=,
所以2222000064()16(14)[()1]0k y kx k y kx ∆=--+--=,整理得22
0041()0k y kx +--=,
所以222
0000(4)210x k x y k y -++-=,若两条切线斜率分别为12,k k ,
又P 到椭圆C 的两条切线相互垂直,即2
0122
114y k k x -==--,故22
005x y +=; ∴当切线与坐标轴垂直时(2,1)P ±±,也满足220
05x y +=; 综上,P 的轨迹方程为22
5x y +=.
【点睛】
关键点点睛:第二问,讨论切线是否与坐标轴垂直,设切线方程(斜率为参数)并联立椭圆,根据相切关系有0∆=,进而得到关于参数的一元二次方程,最后由切线的垂直关系及
韦达定理列方程求轨迹.
22.(1)22(2)16x y ++=,圆C 的圆心坐标为(2,0)-,半径为4. (2)72 【解析】 【分析】
(1)利用极坐标与直角坐标的互化公式,即可求解;
(2)直线的参数方程和圆C 的普通方程联立,利用韦达定理表示
()2
2
MA MB MA MB MA MB MA MB ⋅+⋅=⋅+,即可求解.
(1)
由24cos 12ρρθ+=,得2222 cos sin 4cos 12ρθρθρθ++=,
即224120x y x ++-=,所以圆C 的直角坐标方程为22(2)16x y ++=, 圆C 的圆心坐标为(2,0)-,半径为4. (2)
将直线l 的参数方程代入22(2)16x y ++=,得2890t t ++=, 设A ,B 对应的参数分别为1t ,2t ,则128t t +=-,129t t =, 所以()2
2
MA MB MA MB MA MB MA MB ⋅+⋅=⋅+
()()1212121272t t t t t t t t =--=-+=.
23.(1)(]8,20,3⎡⎤
-∞-⋃⎢⎥⎣⎦
;
(2)证明见解析. 【解析】 【分析】
()1分类讨论去绝对值,并解不等式即可;
()2求出函数的最大值()()max 23f x f ==,进而利用基本不等式求证即可.
(1)
解:当1x ≤-时,原不等式等价于()12423x x x -++-≥-,解得2x -≤; 当12x -<<时,原不等式等价于12423x x x ++-≥-,解得02x ≤<;
当2x ≥时,原不等式等价于()12423x x x +--≥-,解得823
x ≤≤. 综上所述,原不等式的解集是(]8,20,3⎡⎤
-∞-⋃⎢⎥⎣⎦
.
(2)
解:证明:因为()5,133,125,2x x f x x x x x -≤-⎧⎪
=--<<⎨⎪-+≥⎩,所以()()max 23f x f ==,
则2223a b c ++=.
因为222a b ab +≥,222b c bc +≥,222c a ac +≥
所以()()222
22a b c ab bc ca ++≥++,即3ab bc ca ++≤,
当且仅当1a b c ===±时,等号成立,故3ab bc ca ++≤.。