【名师解析】陕西省西安市第一中学2021届高三大练习(二)数学(理科)试题 Word版含解析
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2021年陕西省西安一中高考数学二模试卷(理科)
一、选择题(每小题5分,共50分)
1.(5分)复数z1=3+i,z2=1﹣i ,则复数的虚部为()
A.2 B.﹣2i C.﹣2 D.2i
【考点】:复数代数形式的乘除运算.
【专题】:计算题.
【分析】:利用复数的除法,将复数的分母实数化即可.
【解析】:解:∵z1=3+i,z2=1﹣i,
∴====1+2i,
∴复数的虚部为2.
故选A.
【点评】:本题考查复数代数形式的乘除运算,将该复数的分母实数化是关键,属于基础题.
2.(5分)已知全集U=R,则正确表示集合M={x∈R|(x﹣1)(x﹣2)>0}和N={x∈R|x2+x<0}的关系的韦恩(Venn)图是()
A.B.C.D.
【考点】:Venn图表达集合的关系及运算.
【专题】:集合.
【分析】:解不等式求出集合M,N,进而分析集合M,N之间的包含关系,可得答案.
【解析】:解:∵集合M={x∈R|(x﹣1)(x﹣2)>0}={x∈R|x<1,或x>2},
集合N={x∈R|x2+x<0}={x∈R|﹣1<x<0},
∴N⊊M,
故正确表示集合M,N关系的韦恩(Venn)图是:故选B
【点评】:本题主要考查了Venn图表达集合的关系及运算,以及集合包含关系,属于基础题.
3.(5分)2000辆汽车通过某一段大路时的时速的频率分布直方图如图所示,时速在[50,60)的汽车大约有()
A.30辆B.60辆C.300辆D.600辆
【考点】:用样本的频率分布估量总体分布;频率分布直方图.
【专题】:计算题;图表型.
【分析】:依据频率分步直方图可以看出在[50,60)之间的小长方形的长和宽,做出对应的频率,用频率乘以样本容量得到结果.
【解析】:解:∵有频率分步直方图可以看出
在[50,60)之间的频率是0.03×10=0.3,
∴时速在[50,60)的汽车大约有2000×0.3=600
故选D.
【点评】:频数、频率和样本容量三者之间的关系是知二求一,本题是已知样本容量和频率求频数,这种问题会消灭在选择和填空中.
4.(5分)“”是“”的()
A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
【考点】:必要条件、充分条件与充要条件的推断.
【专题】:规律型.
【分析】:利用充分条件和必要条件的定义进行推断.
【解析】:解:当时,成立.
当α=时,满足,但不成立.
故“”是“”的充分不必要条件.
故选A.
【点评】:本题主要考查才充分条件和必要条件的应用,比较基础.
5.(5分)已知某个几何体的三视图如图(主视图中的弧线是半圆),依据图中标出的尺寸,可得这个几何体的体积是(单位:cm3)()
A.π B.2π C.4π D.8π
【考点】:由三视图求面积、体积.
【专题】:空间位置关系与距离.
【分析】:由已知的三视图可得:该几何体是一个以主视图为底面的柱体,分别求出底面面积和高,代入柱体体积公式,可得答案.
【解析】:解:由已知的三视图可得:该几何体是一个以主视图为底面的柱体,
其底面是一个半径为1cm的半圆,故S=cm2,
高为h=2cm,
故柱体的体积V=Sh=πcm3,
故选:A
【点评】:本题考查的学问点是由三视图求体积和表面积,解决本题的关键是得到该几何体的外形.
6.(5分)2011年西安世园会组委会要从五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同的工作,若其中有一名志愿者只能从事司机工作,其余四人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有()A.240种B.36种C.24种D.48种
【考点】:计数原理的应用.
【专题】:应用题;排列组合.
【分析】:依据题意,分2种状况争辩,①若从事司机工作志愿者选,②若从事司机工作志愿者没有入选,分别计算其状况数目,由加法原理,计算可得答案.
【解析】:解:依据题意分2种状况争辩,
①若从事司机工作志愿者入选,则有选法A43=24;
②若从事司机工作志愿者没有入选,则选法A44=24,
共有选法24+24=48种,
故选D.
【点评】:本题考查排列的运用,涉及分类争辩的思想,比较基础.7.(5分)已知函数f(x)=sin(2x+)(x∈R),为了得到函数g(x)=cos2x的图象,只需将y=f(x)的图象()
A.向左平移个单位B.向右平移个单位
C.向左平移个单位D.向右平移个单位
【考点】:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【专题】:三角函数的求值.
【分析】:利用诱导公式把函数f(x)=sin(2x+)变形为,f(x)=cos (﹣2x)=cos(2x ﹣),得到要得到函数g(x)的图象,只要把函数g(x)平移为f(x),转化即可.
【解析】:解:∵f(x)=sin(2x+)变形为,f(x)=cos (﹣2x)=cos(2x ﹣),
∴平移函数g(x)=cos2x 的图象,向右平移个单位长度,即可得到f(x)的图象.
为了得到函数g(x)=cos2x的图象,只需将y=f(x )的图象向左平移个单位.
故选:A.
【点评】:本题主要考查三角函数的平移.三角函数的平移原则为左加右减上加下减.是中档题.
8.(5分)已知函数f(x)=,则下列式子成立的是()
A.f ()<f(1)<f ()B.f(1)<f ()<f ()C.f ()<f(1)<f ()D.f ()<f ()<f(1)
【考点】:分段函数的应用.
【专题】:函数的性质及应用.
【分析】:直接利用分段函数求出f (),f(1),f ()的值,即可推断三个数的大小.
【解析】:解:函数f(x)=,
f ()=4﹣2×=3
f(1)=4﹣2×1=2
f ()=>4.
∴f(1)<f ()<f ().
故选:B.
【点评】:本题考查分段函数的应用,函数值的求法,考查计算力量.
9.(5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果是()
A.20 B.21 C.200 D.210
【考点】:程序框图.
【专题】:算法和程序框图.
【分析】:执行程序框图,依次写出每次循环得到的s,i的值,当i=21时,满足条件i>20,退出循环,输出s的值为210.
【解析】:解:执行程序框图,有
s=0,i=1
s=1,
i=2,不满足条件i>20,s=3,
i=3,不满足条件i>20,s=6,
i=4,不满足条件i>20,s=10,
i=5,不满足条件i>20,s=15=1+2+3+4+5,
i=6,不满足条件i>20,s=21=1+2+3+4+5+6,
…
观看规律可知,
i=20,不满足条件i>20,s=1+2+3+…+20==210,
i=21,满足条件i>20,退出循环,输出s的值为210.
故选:D.
【点评】:本题主要考查了程序框图和算法,等差数列的求和,属于基本学问的考查.
10.(5分)设点P为双曲线x2﹣=1上的一点,F1,F2是该双曲线的左、右焦点,若△PF1F2的面积为12,则∠F1PF2等于()
A.B.C.D.【考点】:双曲线的简洁性质.
【专题】:计算题;解三角形;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】:由双曲线方程算出焦距|F1F2|=2,依据双曲线定义得到||PF1|﹣|PF2||=2.然后在△PF1F2中运用余弦定理,得出关于|PF1|、|PF2|和cos∠F1PF2的式子;而△PF1F2的面积为12,得到|PF1|、|PF2|和sin∠F1PF2的另一个式子.两式联解即可得到∠F1PF2的大小.
【解析】:解:∵双曲线方程为x2﹣=1,
∴c2=a2+b2=13,可得双曲线的左焦点F1(﹣,0),右焦点F2(,0)
依据双曲线的定义,得||PF1|﹣|PF2||=2a=2
∴由余弦定理,得|F1F2|2=(|PF1|﹣|PF2|)2+(2﹣2cos∠F1PF2)|PF1|•|PF2|,
即:52=4+(2﹣2cos∠F1PF2)|PF1|•|PF2|,
可得|PF1|•|PF2|=
又∵△PF1F2的面积为12,
∴|PF1|•|PF2|sin∠F1PF2=12,即=12
结合sin2∠F1PF2+cos2∠F1PF2=1,
解之得sin∠F1PF2=1且cos∠F1PF2=0,
∴∠F1PF2等于
故选C.
【点评】:本题给出双曲线上一点P与双曲线两个焦点F1、F2构成的三角形面积,求∠F1PF2的大小,着重考查了双曲线的标准方程和简洁几何性质等学问,属于中档题.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共25分.将答案填写在题中的横线上.
11.(5分)若(x﹣1)5=a5(x+1)5+a4(x+1)4+a3(x+1)3+a2(x+1)2+a1(x+1)+a0,则a1+a2+a3+a4+a5= 31.
【考点】:二项式系数的性质.
【专题】:计算题;二项式定理.
【分析】:利用赋值法,令x=0,求出a0+a1+a2+a3+a4+a5的值,再求出a0的值,即得a1+a2+a3+a4+a5的值.【解析】:解:∵(x﹣1)5=a5(x+1)5+a4(x+1)4+a3(x+1)3+a2(x+1)2+a1(x+1)+a0,
令x=0,则a0+a1+a2+a3+a4+a5=(﹣1)5=﹣1,
令x=﹣1,则a0=(﹣2)5=﹣32,
∴a1+a2+a3+a4+a5=﹣1+32=31.
故答案为:31.
【点评】:本题考查了二项式定理的应用问题,解题时应利用赋值法,简洁求出正确的结果.
12.(5分)函数f(x)=1+log a x(a>0,a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny﹣2=0上,其中mn >0,则的最小值为2.
【考点】:基本不等式.
【专题】:计算题.
【分析】:由题意可得定点A(1,1),m+n=2,把要求的式子化为(2++),利用基本不等式求得结果.
【解析】:解:由题意可得定点A (1,1),
又点A在直线mx+ny﹣2=0=0上,
∴m+n=2,
则=≥2,
当且仅当时取“=”
所以的最小值为2.
故答案为2.
【点评】:本题考查基本不等式的应用,函数图象过定点问题,把要求的式子化为(2++),是解题的关键.
13.(5分)在区间(0,1)上随机取两个数m,n,则关于x的一元二次方程x2﹣•x+m=0有实根的概率为.
【考点】:几何概型.
【专题】:数形结合.
【分析】:本题考查的学问点是几何概型的意义,关键是要找出(m,n)对应图形的面积,及满足条件“关于x的一元二次方程x2﹣•x+m=0有实根”的点对应的图形的面积,然后再结合几何概型的计算公式进行求解.【解析】:解:如下图所示:试验的全部结果所构成的区域为{(m,n)|0<m<1,0<n<1}(图中矩形所示).其面积为1.
构成大事“关于x的一元二次方程x2﹣•x+m=0有实根”的区域为
{{(m,n)|0<m<1,0<n<1,n≥4m}(如图阴影所示).
所以所求的概率为==.
故答案为:.【点评】:几何概型的概率估算公式中的“几何度量”,可以为线段长度、面积、体积等,而且这个“几何度量”只与“大小”有关,而与外形和位置无关.解决的步骤均为:求出满足条件A的基本大事对应的“几何度量”N(A),
再求出总的基本大事对应的“几何度量”N,最终依据P=求解.
14.(5分)直线ax+by+c=0与圆x2+y2=4相交于两点A、B,若c2=a2+b2,O为坐标原点,则=﹣2.
【考点】:向量在几何中的应用.
【专题】:计算题.
【分析】:设出点A,B坐标,进而表示出,把直线方程与圆方程联立分别利用韦达定理求得x1x2和y1y2的表达式,代入,依据c2=a2+b2,求得答案.
【解析】:解:设A(x1,y1),B(x2,y2)
则=x1x2+y1y2由方程ax+by+c=0与x2+y2=4联立
消去y:(a2+b2)x2+2acx+(c2﹣4a2)=0
∴x1x2=
同理,消去x可得:y1y2=
∴x1x2+y1y2=
又c2=a2+b2,得:x1x2+y1y2=﹣2
即=﹣2
故答案为:﹣2
【点评】:本题主要考查了直线与圆相交的性质,以及向量的基本运算和向量在几何中的应用,同时考查了运算力量,属于中档题.
选做题(考生只能从A、B、C三小题中选做一题,若多做,则按所做的第一题评阅给分)
15.(5分)(几何证明选讲选做题)已知PA是圆O的切线,切点为A,PA=2.AC是圆O的直径,PC与圆O 交于点B,PB=1,则AB=.
【考点】:与圆有关的比例线段.
【专题】:推理和证明.
【分析】:利用切割线定理,求出圆的半径,通过直角三角形求解cos ∠AOB,然后利用余弦定理求解AB即可.
【解析】:解:由题意可知图形如图:PA是圆O的切线,切点为A,可得AC⊥PA,
PA=2.AC是圆O的直径,PC与圆O交于点B,PB=1,
延长PO交圆与D,
由切割线定理可知:PA2=PB•PD,设圆的半径为r,
则:4=1(2r+1),解得r=.
可得OB=OA=OD=,cos∠AOB===.
由余弦定理可得:AB2=OA2+OB 2﹣2•OA•OBcos∠AOB==.
∴AB=.
故答案为:.
【点评】:本题考查直线与圆的位置关系,切割线定理的应用,余弦定理的应用,考查计算力量.16.(不等式选讲选做题)已知关于x的不等式|x﹣1|+|x|≤k无解,则实数k的取值范围是(﹣∞,1).
【考点】:确定值不等式的解法.
【专题】:计算题;不等式的解法及应用.
【分析】:通过去掉确定值符号化简不等式的左侧为函数的表达式,通过函数的最值求出k的范围.
【解析】:解:令y=|x|+|x﹣1|=,
∴函数的最小值为1,∴要使关于x的不等式|x|+|x﹣1|≤k无解,
则实数k的取值范围为k<1.
故答案为:(﹣∞,1).
【点评】:本题考查确定值不等式的解法,函数的最值的应用,基本学问的考查.
17.(坐标系与参数方程选做题)已知极坐标的极点在直角坐标系的原点O处,极轴与x轴的正半轴重合,曲线C的参数方程为,直线l的极坐标方程为ρsin(θ﹣)=,则直线l与曲线C的交点个数为2.
【考点】:简洁曲线的极坐标方程;参数方程化成一般方程.
【专题】:坐标系和参数方程.
【分析】:分别把参数方程化为一般方程、极坐标方程化为直角坐标方程,把直线方程与椭圆方程联立化为一元二次方程,利用判别式即可得出.
【解析】:解:曲线C的参数方程为,化为=1.
直线l的极坐标方程为ρsin(θ﹣)=,开放化为=,∴y﹣x=2.
联立,化为5x2+16x﹣12=0,
△=162+4×5×12>0,
则直线l与曲线C的交点个数为2.
故答案为:2.
【点评】:本题考查了参数方程化为一般方程、极坐标方程化为直角坐标方程、直线与椭圆相交转化为方程联立化为一元二次方程与判别式的关系,考查了计算力量,属于基础题.
三、解答题:共6道题,共75分.要求写出演算和推理过程.
18.(12分)己知数列{a n}满足a1=1,a n+1=(n∈N*),
(Ⅰ)证明数列{ }是等差数列;
(Ⅱ)求数列{a n)的通项公式;
(Ⅲ)设b n=n(n+1)a n求数列{b n}的前n项和S n.
【考点】:数列的求和;等差关系的确定.
【专题】:等差数列与等比数列.
【分析】:(I)由a n+1=(n∈N*)变形两边取倒数即可得出;
(II)由(I)利用等差数列的通项公式即可得出;
(III)由(Ⅱ)知,b n=n(n+1)a n=n•2n,利用“错位相减法”和等比数列的前n项和公式即可得出.
【解析】:解:(Ⅰ)∵数列{a n}满足a1=1,a n+1=(n∈N*),
∴,即,
∴数列是公差为1的等差数列.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得=n+1,
∴.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,b n=n(n+1)a n=n•2n,
∴S n=1×2+2×22+3×23+…+n•2n,
2S n=22+2×23+…+(n﹣1)•2n+n•2n+1,
两式相减得:﹣S n=2+22+…+2n﹣n•2n+1=﹣n•2n+1=(1﹣n)•2n+1﹣2,
∴S n=(n﹣1)•2n+1+2.
【点评】:本题考查了等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式、“错位相减法”,考查了变形的力量,考查了推理力量与计算力量,属于难题.
19.(12分)函数f(x)=Asin(ϖx+φ)(A>0,ϖ>0,|φ|<)在区间[﹣,]上的图象如图所示.(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)设△ABC三内角A,B,C所对边分别为a,b,c 且=,求f(x)在(0,B]上的值域.
【考点】:正弦函数的图象;正弦定理.
【专题】:三角函数的求值;三角函数的图像与性质;解三角形.
【分析】:(Ⅰ)由图可知,A=1,T=π,可求ω=2,由函数f(x)=Asin(ϖx+φ)过点(,0),可得φ的值,从而可得f(x)解析式.(Ⅱ)由已知先求B的值,又f(x)=sin(2x+),由0,可得0≤f(x)≤1,即可求f(x)在(0,
B]上的值域.
【解析】:解:(Ⅰ)由图可知,A=1,T=π,则ω=2,…2分
∵函数f(x)=Asin(ϖx+φ)过点(,0)
∴φ=…4分
∴f(x)=sin(2x+)…5分
(Ⅱ)由=,得.
则cosB=即B=…(7分)
又f(x)=sin(2x+),由0,则0≤sin(2x+)≤1…(11分)
故0≤f(x)≤1,即值域是[0,1]…(12分)
【点评】:本题主要考察了正弦函数的图象和性质,正弦定理的应用,属于基本学问的考查.
20.(12分)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AD=DC=DD1,过A1、B、C1三点的平面截去长方体的一个角
后,得如图所示的几何体ABCD﹣A1C1D1,E、F分别为A1B、BC1的中点.
(Ⅰ)求证:EF∥平面ABCD;
(Ⅱ)求平面A1BC1与平面ABCD的夹角θ的余弦值.
【考点】:二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.
【专题】:空间位置关系与距离;空间角.
【分析】:(Ⅰ)由三角形中位线定理得EF∥A1C1,由平行公理得EF∥AC,由此能证明EF∥平面ABCD.(Ⅱ)以D为坐标轴原点,以DA、DC、DD1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,分别求出平面ABCD 的一个法向量和平面A1BC1的一个法向量,由此利用向量法能求出平面A1BC1与平面ABCD的夹角θ的余弦值.
【解析】:(本小题满分12分)
(Ⅰ)证明:∵在△A1BC1中,E、F分别为A1B、BC1的中点,
∴EF∥A1C1,
∵在ABCD﹣A1B1C1D1中,AC∥A1C1,
∴EF∥AC,
∵EF⊄平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴EF∥平面ABCD.…(6分)
(Ⅱ)解:以D为坐标轴原点,以DA、DC、DD1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,不妨设AD=DC==1,
则A(1,0,0),B(1,1,0),
C1(0,1,2),D1(0,0,2),
A1(1,0,2),,,
∵DD1⊥平面ABCD,∴平面ABCD 的一个法向量为=(0,0,2),
设平面A1BC1的一个法向量为=(a,b,c),
则,即,取a=1,得=(1,1,),
∴cosθ=|cos <>|=||=.
∴平面A1BC1与平面ABCD的夹角θ的余弦值为.…(12分)
【点评】:本题考查直线与平面平行的证明,考查平面与平面的夹角的余弦值的求法,涉及到三角形中位线定理、平行公理、向量法等学问点,是中档题.
21.(12分)(2022•广安二模)为了解今年某校高三毕业班预备报考飞行员同学的体重状况,将所得的数据整理后,画出了频率分布直方图(如图),已知图中从左到右的前3个小组的频率之比为1:2:3,其中第2小组的频数为12.
(1)求该校报考飞行员的总人数;
(2)以这所学校的样本数据来估量全省的总体数据,若从全省报考飞行员的同学中(人数很多)任选三人,设X表示体重超过60公斤的同学人数,求X的分布列和数学期望.【考点】:离散型随机变量的期望与方差;频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列.
【专题】:计算题.
【分析】:(1)设报考飞行员的人数为n,前三小组的频率分别为p1,p2,p3,依据前3个小组的频率之比为1:2:3和所求频率和为1建立方程组,解之即可求出其次组频率,然后依据样本容量等于进行求解即可;
(2)由(1)可得,一个报考同学体重超过60公斤的概率为,所以x听从
二项分布,从而求出x的分布列,最终利用数学期望公式进行求解.【解析】:解:(1)设报考飞行员的人数为n,前三小组的频率分别为p1,p2,p3,
则由条件可得:
解得p1=0.125,p2=0.25,p3=0.375…(4分)
又由于,故n=48…(6分)
(2)由(1)可得,一个报考同学体重超过60公斤的概率为…(8分)
所以x 听从二项分布,
∴随机变量x的分布列为:
x 0 1 2 3
p
则…(12分)
(或:)
【点评】:本题主要考察了频率分布直方图,以及离散型随机变量的概率分布和数学期望,同时考查了计算力量,属于中档题.
22.(13分)已知动点M到点F(1,0)的距离,等于它到直线x=﹣1的距离.
(Ⅰ)求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)过点F任意作相互垂直的两条直线l1,l2,分别交曲线C于点A,B和M,N.设线段AB,MN的中点分别为P,Q,求证:直线PQ恒过一个定点;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求△FPQ面积的最小值.
【考点】:直线与圆锥曲线的综合问题;恒过定点的直线;轨迹方程.
【专题】:综合题.
【分析】:(Ⅰ)设动点M的坐标为(x,y),由题意得,由此能求出点M的轨迹C的方程.
(Ⅱ)设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则点P 的坐标为.由题意可设直线l1的方程为y=k(x﹣1)(k≠0),由得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0.再由根的判别式和根与
系数的关系进行求解.
(Ⅲ)题题设能求出|EF|=2,所以△FPQ 面积.
【解析】:解:(Ⅰ)设动点M的坐标为(x,y),
由题意得,,
化简得y2=4x,
所以点M的轨迹C的方程为y2=4x.(4分)
(Ⅱ)设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则点P 的坐标为.
由题意可设直线l1的方程为y=k(x﹣1)(k≠0),
由得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0.
△=(2k2+4)2﹣4k4=16k2+16>0.
由于直线l1与曲线C于A,B两点,
所以x1+x2=2+,
y1+y2=k(x1+x2﹣2)=.所以点P 的坐标为.
由题知,直线l2的斜率为,同理可得点的坐标为(1+2k2,﹣2k).
当k≠±1时,有,
此时直线PQ的斜率k PQ =.
所以,直线PQ 的方程为,
整理得yk2+(x﹣3)k﹣y=0.
于是,直线PQ恒过定点E(3,0);
当k=±1时,直线PQ的方程为x=3,也过点E(3,0).
综上所述,直线PQ恒过定点E(3,0).(10分)
(Ⅲ)可求得|EF|=2,
所以△FPQ 面积.
当且仅当k=±1时,“=”成立,所以△FPQ面积的最小值为4.(13分)
【点评】:本题考查圆锥曲线和直线的位置关系和综合应用,具有肯定的难度,解题时要认真审题,留意挖掘隐含条件,认真解答.
23.(14分)已知函数f(x)=(x3﹣6x2+3x+t)e x,t∈R.
(Ⅰ)若函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为4x﹣y+1=0,则求t的值
(Ⅱ)若函数y=f(x)有三个不同的极值点,求t的值;
(Ⅲ)若存在实数t∈[0,2],使对任意的x∈[1,m],不等式f(x)≤x恒成立,求正整数m的最大值.
【考点】:利用导数争辩曲线上某点切线方程;利用导数争辩函数的极值;利用导数求闭区间上函数的最值.【专题】:计算题;函数的性质及应用;导数的概念及应用;导数的综合应用.
【分析】:(Ⅰ)求出导数,求出切线的斜率,令f′(0)=4,即可得到t;
(Ⅱ)求出导数,令g(x)=x3﹣3x2﹣9x+3+t,则方程g(x)=0有三个不同的根,求出g(x)的导数,求得g(x)的极值,令微小值小于0,极大值大于0,解不等式即可得到t的范围;
(Ⅲ)先将存在实数t∈[0,2],使不等式f(x)≤x恒成立转化为将t看成自变量,f(x)的最小值)≤x;再构造函数,通过导数求函数的单调性,求函数的最值,求出m的范围.
【解析】:解:(Ⅰ)函数f(x)=(x3﹣6x2+3x+t)e x,
则f′(x)=(x3﹣3x2﹣9x+3+t)e x,
函数f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率为f′(0)=3+t,
由题意可得,3+t=4,解得,t=1;
(Ⅱ)f′(x)=(x3﹣3x2﹣9x+3+t)e x,
令g(x)=x3﹣3x2﹣9x+3+t,则方程g(x)=0有三个不同的根,
又g′(x)=3x2﹣6x﹣9=3(x2﹣2x﹣3)=3(x+1)(x﹣3)
令g′(x)=0得x=﹣1或3
且g(x)在区间(﹣∞,﹣1),(3,+∞)递增,在区间(﹣1,3)递减,
故问题等价于即有,解得,﹣8<t<24;
(Ⅲ)不等式f(x)≤x,即(x3﹣6x2+3x+t)e x≤x,即t≤xe﹣x﹣x3+6x2﹣3x.
转化为存在实数t∈[0,2],使对任意的x∈[1,m],
不等式t≤xe﹣x﹣x3+6x2﹣3x恒成立.
即不等式0≤xe﹣x﹣x3+6x2﹣3x在x∈[1,m]上恒成立.
即不等式0≤e﹣x﹣x2+6x﹣3在x∈[1,m]上恒成立.
设φ(x)=e﹣x﹣x2+6x﹣3,则φ'(x)=﹣e﹣x﹣2x+6.
设r(x)=φ'(x)=﹣e﹣x﹣2x+6,则r'(x)=e﹣x﹣2,由于1≤x≤m,有r'(x)<0.
故r(x)在区间[1,m]上是减函数.
又r(1)=4﹣e﹣1>0,r(2)=2﹣e﹣2>0,r(3)=﹣e﹣3<0
故存在x0∈(2,3),使得r(x0)=φ'(x0)=0.
当1≤x<x0时,有φ'(x)>0,当x>x0时,有φ'(x)<0.
从而y=φ(x)在区间[1,x0]上递增,在区间[x0,+∞)上递减.
又φ(1)=e﹣1+4>0,φ(2)=e﹣2+5>0,φ(3)=e﹣3+6>0,φ(4)=e﹣4+5>0,
φ(5)=e﹣5+2>0,φ(6)=e﹣6﹣3<0.
所以当1≤x≤5时,恒有φ(x)>0;
当x≥6时,恒有φ(x)<0;
故使命题成立的正整数m的最大值为5.
【点评】:本题考查利用导数求切线方程、函数的极值、极值点是导函数的根、解决不等式恒成立常用的方法是构造函数利用导数求函数的最值.。