2023-2024学年福建省福州高二上册期末考试数学试题(含解析)

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2023-2024学年福建省福州高二上册期末考试数学试题
一、单选题
1.已知空间四面体OABC 中,对空间内任一点M ,满足1146
OM OB OC λ=++
下列条件
中能确定点,,,M A B C 共面的是()A .1
2
λ=
B .13
λ=C .512
λ=D .712
λ=
【正确答案】D
【分析】利用空间中四点共面定理求解即可.
【详解】根据空间中四点共面可知11
146λ++=,解得712
λ=.
故选:D
2.以椭圆22
1259
x y +=的左焦点为焦点的抛物线的标准方程是(

A .216y x =
B .28y x
=-C .216y x
=-D .216x y
=-【正确答案】C
【分析】利用椭圆和抛物线的几何意义求解即可.
【详解】由椭圆22
1259
x y +=可得4=c ,
所以左焦点坐标为(4,0)-,
所以以(4,0)-为焦点的抛物线的标准方程为216y x =-,故选:C.
3.2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会在北京隆重举行,中国代表团获得了9金4银2铜的优异成绩,彰显了我国体育强国的底蕴和综合国力.设某高山滑雪运动员在一次滑雪训练中滑行的路程l (单位:m )与时间t (单位:s )之间的关系为()2
322
l t t t =+,则当
3s t =时,该运动员的滑雪速度为(

A .7.5m /s
B .13.5m /s
C .16.5m /s
D .22.5m /s
【正确答案】B
【分析】根据导数的实际意义,对()2
322
l t t t =+求导再代入3s t =求解即可.
【详解】由题意,()342
t l t ='+,故当3s t =时,该运动员的滑雪速度为()3
34313.52
l '=⨯+
=.
故选:B
4.已知双曲线22
221(0,0)x y a b a b
-=>>的离心率为)
A 0y ±=
B .
x =C .30x y ±=D .30
x y ±=
【正确答案】A
【分析】根据离心率求出
b
a
即可求渐近线方程.
【详解】由双曲线的离心率为e ==
==
所以b a =22
221x y a b
-=的渐近线方程为b y x a =±,所以渐近线方程为y =,
0y ±=.故选:A .
5.数列{}n a 满足()*
331log 1log N n n a a n ++=∈,且1359a a a ++=,则()13579
log a a a ++=(

A .4
B .
1
4
C .2-
D .12
-
【正确答案】C
【分析】根据对数运算求得1,n n a a +的关系式,判断{}n a 是等比数列,结合等差数列的性质求得正确答案.
【详解】由于()*
331log 1log N n n a a n ++=∈,
所以()331log 3log n n a a +=,所以13,0n n n a a a +=>,所以数列{}n a 是公比3q =的等比数列.
由于1359a a a ++=,所以()22
3571359381a a a a a a q ++=++⋅=⨯=,
所以
()12
135799
log log 92a a a -++==-.故选:C
6.若直线():40l x m y +-=与曲线x =有两个交点,则实数m 的取值范围是()
A .0
3
m <<
B .0m ≤<
C .0m <
D .0m ≤≤【正确答案】B
【分析】化简曲线方程,表示圆心为()0,0,半径为2的圆在y 轴以及右侧的部分,由直线与曲线的交点个数可以确定m 的取值范围.
【详解】x =表示的曲线是圆心为()0,0,半径为2的圆在y 轴以及右侧的部分,如图所示:
直线():40l x m y +-=必过定点()0,4,当直线l 与圆相切时,直线和圆恰有一个交点,
2=,结合直线与半圆的相切可得m =当直l 的斜率不存在时,即0m =时,直线和曲线恰有两个交点,所以要使直线和曲线有两个交点,
则03
m ≤<.故选:B.
7.在数列{}n a 中,()()()111,11N n n a n n a a n *
+=+-=∈,则2022
a
=(
)A .
4043
2022
B .
20212022
C .
40402021
D .
20202021
【正确答案】A
【分析】变形给定的等式,利用累加法及裂项相消法求解作答.【详解】因为()1(1)1n n n n a a ++-=,则1111
(1)1
n n a a n n n n +-==-++,
当2n ≥时,
()1n n n a a a -=-+()()1221111111111212n n a a a a a n n n n --⎛⎫⎛⎫⎛⎫
-++-+=-+-++-+ ⎪ ⎪
⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭
12111n n n -=-++=,显然11a =满足上式,即有21n n a n
-=,
所以20224043
2022
a =

故选:A 8.
已知a =
b =
c =e 为自然常数),则a 、b 、c 的大小关系为()
A .a c b <<
B .b a c <<
C .c b a <<
D .c<a<b
【正确答案】D
【分析】将,,a b c 变形,得ln 2
e ln 2
a =,1
2e 12
b =,
c 43
e 43=,构造函数e
()x f x x =(0)x >,利用导数得()f x 在(0,1)上为减函数,在(1,)+∞上为增函数,根据单调性可得1
()(ln 2)2f f >,
4
(ln 4)()3
f f >,再根据(ln 2)(ln 4)f f =可得答案.
【详解】ln 2
1
2e 1ln 2ln 2ln 22a ====
,1
2
e 12
b ==
,4
c =
4
3
e 43=,设e ()x
f x x =(0)x >,则2e e ()x x
x f x x ⋅-'=2
1e ()
x x x -=,令()0f x '>,得1x >,令()0f x '<,得01x <<,所以()f x 在(0,1)上为减函数,在(1,)+∞上为增函数,
因为10ln 212<<<,所以1()(ln 2)2
f f >,即12
e 12
b =>ln 2e ln 2a =,因为28e >,所以2
32e >,所以2ln 23>
,所以4
ln 413
>>,所以4
(ln 4)(3f f >,即4(ln 4)()3f f c >=,
因为ln 4e 4(ln 4)ln 42ln 2f ==
2ln 2
=a =,所以a c >,综上所述.b a c >>故选:D
二、多选题
9.下列结论正确的是(

A .若()()()2,3,3,2,1,A
B
C m --三点共线,则m 的值为0;
B .已知两点()()3,4,3,2A B -,过点()1,0P 的直线l 与线段AB 有公共点,则直线l 的斜率k 的取值范围为11k -≤≤;
C .圆224x y +=上有且仅有3个点到直线
:0l x y -=的距离都等于1;D .与圆22(2)2x y -+=相切,且在x 轴、y 轴上的截距相等的直线有三条.【正确答案】ACD
【分析】根据三点共线、直线与线段有公共点、直线和圆的位置关系等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A 选项,()()5,5,3,3AB AC m =-=-

由于,,A B C 三点共线,所以,AB AC
共线,
所以()5353,0m m -=-⨯=,A 选项正确.
B 选项,1,1AP BP k k =-=,结合图象可知,直线l 的斜率k 的取值范围为(][),11,-∞-⋃+∞,所以B 选项错误.
C 选项,圆224x y +=的圆心为()0,0,半径为2,
圆心到直线l 1,所以圆上有且仅有3个点到直线l 的距离等于1,
C 选项正确.
D 选项,当直线过原点时,设直线方程为,0y kx kx y =-=,
圆心()2,0到直线0kx y -=
=,解得1k =±,直线方程为y x =或y x =-.
当直线不过原点时,设直线方程为
()1,00x y
x y a a a a
+=+-=≠,圆心()2,0到直线0x y a +-=
22a =-=,解得4a =或0a =(舍去).
直线方程为40x y +-=,
综上所述,与圆22(2)2x y -+=相切,且在x 轴、y 轴上的截距相等的直线有三条,D 选项正确.故选:ACD
10.已知F 1,F 2分别是椭圆C :22
195
x y +=的左,右焦点,P 为椭圆C 上异于长轴端点的动
点,则下列结论正确的是()
A .1PF F 的周长为10
B .1PF F
面积的最大值为C .1||PF 的最小值为1D .椭圆C 的焦距为6
【正确答案】AB
【分析】根据椭圆的方程求出,,a b c ,再结合椭圆定义与椭圆的几何性质即可分别判断正误求解.
【详解】∵椭圆C 方程为:22
195x y +=

3,2
a b c ∴===12PF F ∴△的周长为1212||||||2210PF PF F F a c ++=+=,∴A 正确;
∴△PF 1F 2
面积的最大值为1
22
c b ⋅⋅=P 位于短轴的端点,∴B 正确;
P 在椭圆的左顶点时,|PF 1|的最小值为a -c =1,又P 为椭圆C 上异于长轴端点的动点,
∴C 错误;
椭圆C 的焦距为2c =4,∴D 错误.
故选:AB.
11.已知数列{}n a 满足*1121
,(N )321
n n n a a a n a +==
∈+,则下列结论正确的是()
A .12n a ⎧⎫
-⎨⎬⎩⎭
为等比数列
B .{}n a 的通项公式为1
221
n n n
a -=+C .{}n a 为递减数列
D .1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭
的前n 项和212
n
n T n -=+-【正确答案】AB 【分析】由1221n n n a a a +=+可推得
1111
2(2)2n n
a a +-=-,从而可判断ABC ,由分组求和可判断D.
【详解】因为*12(N )21
n
n n a a n a +=
∈+,由题意显然10,0n n a a +≠≠,变形得112111122n n n n a a a a ++==⨯+,所以11112(2)2n n
a a +-=-,又因为
1
1
210a -=≠,所以12n a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭
是以1为首项,1
2为公比的等比数列,A 正确;
因为1112()2n n a --=,所以11121212()
2
n n n n a --==++,B 正确;
因为11(2
n -递减,所以11
12()2n n a -=
+递增,即{}n a 为递增数列,C 错误;因为1112()2n n a --=,所以1
11()22
n n a -=+,所以111111
(1)2222422
n n n T n n --=+++++=-+ ,所以D 错误.故选:AB.
12.在长方体1111ABCD A B C D -中,1222AA AB BC ===,点,E F 满足1(01)AF AA λλ=<<

1CE EC =
.下列结论正确的有()
A .若直线BE 与1D F 异面,则12
λ≠B .若AE BF ⊥,则13
λ=
C .直线AE 与平面11ABC D
所成角正弦值为15
D .若直线AE
平面1BFD ,则14
λ=
【正确答案】ACD
【分析】建立空间坐标系,用空间向量逐项计算.
【详解】建立如图所示的空间直角坐标系:
1(1,0,0),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,2)
A B E D 1(1,0,2),(1,0,1),(1,0,22)
F BE D F λλ=-=-
1(1,1,1),(0,1,2),(1,1,2)
AE BF BD λ=-=-=--
对于A :若直线BE 与1D F 异面,则
122
11
λ-≠-,则12λ≠,故A 正确;
对于B :若,0AE A BF E BF ∴⊥⋅=
,(1,1,1)(0,1,2)0λ∴-⋅-=,
1
2
λ∴=,故B 错误;
对于C :1(0,1,0),(1,0,2)AB D A ==- ,设平面11ABC D 的法向量为()111,,n x y z =
则100
AB n D A n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩
,即111020y x z =⎧⎨-=⎩,取(2,0,1)n = 直线AE 与平面11ABC D 所成角θ
满足
sin |cos ,|AE n AE n AE n
θ⋅=〈〉===⋅
,故C 正确;
对于D :设平面1BFD 的法向量()222,,m x y z =
110
BD m D F m ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩
,即2222220(22)0x y z x z λ--+=⎧⎨+-=⎩,取(22,2,1)m λλ=- 若直线AE
平面1BFD ,则22210
AE m λλ⋅=-++=
1
4
λ∴=
,故D 正确;
故选:ACD
三、填空题
13.已知()()ln f x x x x =+,则()f x 在x =1处的切线方程是______.【正确答案】32
y x =-【分析】根据导数求出()f x 在x =1处的切线斜率,用点斜式求出切线方程.【详解】已知当1x =时()11f =,
由()()1ln 1f x x x x x ⎛⎫
'=+++ ⎪⎝⎭
,得()13
f '=根据点斜式可得:()13132y x y x -=-⇒=-故答案为:32
y x =-14.已知椭圆22
:1167
x y E +=的右焦点F ,P 是椭圆E 上的一个动点,Q 点坐标是(1,3),则
||||PQ PF +的最大值是______.
【正确答案】13
【分析】设椭圆左焦点(3,0)F '-,根据椭圆的定义将||||PQ PF +转化为
2PQ PF PQ a PF '+=+-,结合图形的几何性质,即可求得答案.
【详解】由22
:1167
x y E +=可知4a =,b =,3
c =设椭圆左焦点(3,0)F '-,则28PQ PF PQ a PF QF ''+=+-≤+
88513==+=,
当且仅当P ,Q ,F '共线时且当P 在QF '的延长线上P '时等号成立.
||||PQ PF ∴+的最大值为13,
故答案为.13
15.已知数列{}n a 的各项均为正数,12a =,22
1120n n n n
a a a a ++--=,则数列()()111n n n a a a +⎧⎫⎪⎪⎨⎬++⎪⎪⎩⎭
前10项的和为___________.【正确答案】
682
2049
【分析】运用因式分解法,结合等比数列的定义、裂项相消法进行求解即可.
【详解】由22
11111)(20(2)20n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a +++++--=⇒-==⇒+,或1n n a a +=-,
当1n n a a +=-时,即1
1n n
a a +=-,所以数列{}n a 是以1-为公比的等比数列,这不符合数列{}n a 的各项均为正数;当12n n a a +=时,即
1
2n n
a a +=,所以数列{}n a 是以2为公比的等比数列,又12a =,所以1222n n
n a -=⨯=,
因为()()()()111211
1121212121n n n n n n n n a a a +
++==-++++++,
所以()()111n n n a a a +⎧⎫⎪⎪⎨⎬++⎪⎪⎩⎭
前10项的和为
1223101111111111682212121212121320492049
-+-++-=-=++++++ ,故
6822049
16.过双曲线22
22100x y a b a b
-=>>(,)
的左焦点(0F c -,)作圆x ²+y ²=a ²的切线,切点为E ,延长FE 交抛物线y ²=4cx 于点P ,O 为坐标原点,若()
12
OE OF OP =+
,则双曲线的离心率
为_______.
【正确答案】
12
【分析】由向量的运算法则知E 是PF 中点,由此得OP OF c ==,抛物线的焦点与双曲线的右焦点重合,因此利用中位线性得2PG a =,从而由抛物线的可表示出P 的点横坐标,从而得纵坐标,作PH x ⊥轴,垂足为H ,在PH △O 中由勾股定理得出,a c 的方程,变形后可求得离心率e .
【详解】如图,双曲线的右焦点G 也是抛物线的焦点,1()2
OE OF OP =+
,则E 是PF 中点,
又O 是FG 中点,所以//OE PG ,22PG OE a ==,
设(,)P x y ,
过P 作抛物线的准线的垂线PM ,M 是垂足,则2PM x c PG a =+==,2x a c =-,P 在抛物线上,所以2
44(2)y xc x a c ==-,E 是切点,OE FP ⊥,所以OP OF c ==,
作PH x ⊥轴,垂足为H ,由222PH OH OP +=得22(2)4(2)a c c a c c -+-=,整理得224440c ac a --=,
所以210e e --=,12e =
(负值舍去).
故12

四、解答题
17.设等差数列{}n a 的各项均为正数,其前n 项和为n S ,()*141n n n a S a n +=+∈N .
(1)求{}n a 的通项公式;
(2)设5n n a b ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦
,求数列{}n b 的前10项和,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,如[]0.90=,[]2.62=.
【正确答案】(1)21
n a n =-(2)16
【分析】(1)根据,n n a S 的关系求出数列的首项公差即可求解;(2)根据定义分别写出数列{}n b 的前10项,求和即可.
【详解】(1)设等差数列公差为d ,
因为()*141n n n a S a n +=+∈N ,所以当2n ≥时,1141n n n S a a --=+,
所以1114411n n n n n n a a S S a a -+--=+--,所以114n n n n n a a a a a +-=-,
因为0n a >,所以1124n n a a d +--==,所以2d =,
令1n =得1121141(2)1a a a a a =+=++整理得211210a a -+=解得11a =,
所以12(1)21n a n n =+-=-.
(2)由(1)得215n n b -⎡⎤=⎢⎥⎣⎦
,所以215n n b -⎡⎤=⎢⎣⎦
的前10项和等于1357111315195555557559155⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤+++++++++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦
001112233316=+++++++++=.
18.矩形ABCD 的两条对角线相交于点()2,0M ,AB 边所在直线的方程为360x y --=,点()1,1T -在AD 边所在直线上.
(1)求AD 边所在直线的方程;
(2)求矩形ABCD 外接圆的方程;
(3)若点P 为矩形ABCD 外接圆上一动点,求点()1,1T -与点P 距离的最小值.
【正确答案】(1)320
x y ++=(2)()2
228x y -+=
【分析】(1)根据直线关系,建立斜率方程,求得对应斜率,利用点斜式公式,可得答案;(2)根据矩形外接圆的性质,利用直线求交点,求得圆的半径和圆心,可得答案;(3)先明确点T 与圆的位置关系,利用该点与圆心的距离与半径,可得答案.
【详解】(1)AD 边所在直线与AB 边所在直线垂直,所以1AD AB k k =-⋅,因为AB 边所在直线的方程为360x y --=,即13
AB k =,所以3AD k =-,又因为点()1,1T -在AD 边所在直线上,所以AD 边所在直线的方程为:()131y x -=-+,化简为:320
x y ++=(2)AB 边所在直线与AD 边所在直线相交于点A ,联立得:320360x y x y ++=⎧⎨--=⎩,解得:02
x y =⎧⎨=-⎩,即()0,2A -,所以矩形ABCD
外接圆的半径r MA ==所以矩形ABCD 外接圆的方程为:()2
228
x y -+=(3)
因为||TM r ==||TM r >,点T 在圆外,所以||TP 最小值为||TM r -
19.新冠肺炎疫情期间,某企业生产的口罩能全部售出,每月生产x 万件(每件5个口罩)的利润函数为()23145,07,3e 12ln 7x x x p x x x x ⎧-+-<<⎪⎪=⎨⎪--≥⎪⎩
(单位:万元).(注:每问结果精确到小数点后两位.参考数据2e 7.39≈,3e 20.09≈)
(1)当每月生产5万件口罩时,利润约为多少万元?
(2)当月产量约为多少万件时,生产的口罩所获月利润最大?
【正确答案】(1)6.67万元
(2)20.09万件
【分析】(1)直接利用函数的关系式代值计算即可.
(2)利用函数的导数,求最值,然后根据分段函数,比较得最大值.
【详解】(1)当5x =时,()212055455 6.6733
p =-⨯+⨯-=≈,故当每月生产5万件口罩时,利润约为6.67万元
(2)因为利润函数为()23145,07,3e 12ln ,7x x x p x x x x ⎧-+-<<⎪⎪=⎨⎪--≥⎪⎩故当()221107,()456373
x p x x x x <<=-+=--+-,此时当max 6,()7x p x ==.当7x ≥时,()3
e 12ln ,p x x x =--()3322e e ,1x x x
p x x -'=-+=当37e ,()0,x p x '≤≤>此时()p x 单调递增,当3e ,()0,x p x '><此时()p x 单调递减,
故当3e 20.09x =≈时,33
max 3e ()12ln e 12318e p x =--=--=综上,当20.09x =时,所获月利润最大.
20.如图所示,正方形ABCD 所在平面与梯形ABMN 所在平面垂直,AN BM ∥,2AN AB BC ===,4BM =
,CN =
(1)证明:BM ⊥平面ABCD ;
(2)在线段CM (不含端点)上是否存在一点E ,使得二面角E BN M --
若存在,求出的CE EM
值;若不存在,请说明理由.【正确答案】(1)见解析
(2)存在,12
CE EM =【分析】(1)由面面垂直的性质可得BC BM ⊥,再得出BM AB ⊥即可证明;
(2)设CE CM λ= ,求出平面BEN 和平面BMN 的法向量,利用向量关系建立方程求出λ即可得出.
【详解】(1)证明:正方形ABCD 中,BC AB ⊥,
平面ABCD ⊥平面ABMN ,平面ABCD ⋂平面ABMN AB =,BC ⊂平面ABCD ,BC ∴⊥平面ABMN ,又BM ⊂平面ABMN ,
BC ∴⊥BM ,且BC BN ⊥
,又2,BC CN ==
BN ∴==,又2AB AN == ,222BN AB AN ∴=+,
AN AB ∴⊥,又//AN BM ,BM AB ∴⊥,
又,,BC BA B BA BC =⊂ 平面ABCD ,
∴BM ⊥平面ABCD ;
(2)解:如图,以B 为坐标原点,,,BA BM BC 所在直线分别为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,则()()()0,0,0,2,0,0,0,0,2B A C ,()()()2,0,2,2,2,0,0,4,0D N M ,
设点(),,E a b c ,()01CE CM λλ=<< ,()(),,20,4,2a b c λ∴-=-,
()04,0,4,2222a b E c λλλλ=⎧⎪∴=∴-⎨⎪=-⎩

()()2,2,0,0,4,22BN BE λλ∴==- ,
设平面BEN 的法向量为(),,m x y z = ,
()2204220BN m x y BE m y z λλ⎧⋅=+=⎪∴⎨⋅=+-=⎪⎩
,令221,1,,1,1,11x y z m λλλλ⎛⎫=∴=-=∴=- ⎪--⎝
⎭ ,显然,平面BMN 的法向量为()0,0,2BC =

cos ,3BC m BC m BC m ⋅∴= ,
==
,即=即23210λλ+-=,解得13
λ=或1-(舍),所以存在一点E ,且12
CE EM =.
21.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率为22
,以原点为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线20x y -+=相切.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)设()2,0A -,过点()1,0R 作与x 轴不重合的直线l 交椭圆C 于M ,N 两点,连接AM ,AN 分别交直线3x =于P ,Q 两点,若直线PR 、QR 的斜率分别为1k 、2k ,试问:12k k ⋅是否为定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由.
【正确答案】(1)22
142
x y +=(2)是定值,定值2524
-【分析】(1)根据离心率和点到直线距离公式即可得解;
(2)直线l 的方程为1x my =+,代入椭圆方程,根据三点共线表示出P 点坐标,同理表示出Q 点坐标,算出斜率即可求解.
【详解】(1)由题意得222222200211c e a b a b c ⎧==⎪⎪⎪-+=⎨+⎪⎪=+⎪⎩222a b c =⎧⎪⎨⎪=⎩,故椭圆C 的方程为22
142
x y +=;(2)设直线l 的方程为1x my =+,()11,M x y ,()22,N x y ,由22114
2x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得()222230m y my ++-=,∴12222
m y y m -+=+,12232y y m -=+,
由A 、M 、P 三点共线可知()()
11322P y y x =----,∴1152
P y y x =+同理可得:2252Q y y x =
+,故121212551131314422
Q P P Q y y y y k k y y x x =⋅==⋅⋅--++()()()121221212122525433439
y y y y my my m y y m y y =⋅=⋅+++++222223252512523644624922
m m m m m -⎛⎫+=⋅=⋅-=- ⎪--⎝⎭++++,因此12·k k 为定值2524
-.22.已知函数()()2e 23x f x x a x a =-+++⎡⎤⎣⎦
(1)已知()f x 在R 上为单调递增,求a 的取值范围;
(2)若()f x 在()0,2有两个极值点12,x x ,求证.()()2124e
f x f x <【正确答案】(1)22
a -≤≤(2)证明见解析
【分析】(1)根据()f x 在R 上为单调递增,可得()0f x '≥,在R 上恒成立,即可转化为一元二次不等式210x ax -+≥在R 上恒成立,即可求得a 的取值范围;
(2)若()f x 在()0,2有两个极值点12,x x ,即()()2e 10x f x x ax =-+='有在()0,2上有两个根,
转化为12,x x 为方程210x ax -+=的两个根,根据一元二次方程根的分布可得a 的范围与12
,x x 满足的关系式,从而化简()()12f x f x ()2e 8a a =-+,再将所证问题转化为()22e 84e a a -<,
构造函数()()25e 8,22
a g a a a =-<<,求导得单调性,即可证明.【详解】(1)由()()2e 23x f x x a x a ⎡⎤=-+++⎣⎦,x ∈R ,
求导得()()()()22e 2322e 1x x f x x a x a x a x ax '⎡⎤=-++++-+=-+⎣⎦
,因为()f x 在R 上为单调递增,故()()2e 10x f x x ax =-+≥',在R 上恒成立,
又e 0x >恒成立,所以210x ax -+≥在R 上恒成立,由2Δ40a =-≤时,即22a -≤≤,所以a 的取值范围为22a -≤≤.
(2)证明:()f x 在()0,2上由两个极值点12,x x ,∴()()2e 10x f x x ax =-+='有在()0,2上
有两个根,
即12,x x 为方程210x ax -+=的两个根,所以222Δ40001102210022a a a ⎧=->⎪-+=>⎪⎪⎨-+>⎪⎪<<⎪⎩,解得522a <<,可得1212,1x x a x x +==,且21110x ax -+=,22
210x ax -+=所以()()()()1222121122e 23e 23x x f x f x x a x a x a x a ⎡⎤⎡⎤=-+++-+++⎣⎦⎣⎦
()()
1222111222e 122122x x x ax x a x ax x a +=-+-++-+-++()()
1212e 2222x x x a x a +=-++-++()()1221212e 422(2)x x x x a x x a +⎡⎤=-++++⎣⎦
将1212,1x x a x x +==代入上式,可得:
()()
222e 422(2)e 42444a a a a a a a a a ⎡⎤=-+++=--+++⎣⎦()2e 8a a =-+,
由题意,需证()()()2212e 84e a f x f x a =-<,
令()()25e 8,22
a g a a a =-<<,求导得()()()()2e 82e 24a a g a a a a a '=--=--+,当522
a <<时,()0g a '<,则()g a 在()2,+∞上单调递减,即()()224e g a g <=,故()()2124e f x f x <.。

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