2023-2024学年江苏省盐城市大丰区新丰中学等五校高二(上)期末数学试卷【答案版】
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2023-2024学年江苏省盐城市大丰区新丰中学等五校高二(上)期末数学
试卷
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.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.直线x +√3y ﹣2=0的倾斜角为( ) A .π
6
B .π
4
C .π
3
D .
5π6
2.在等差数列{a n }中,a 2+a 6+a 10=120,则a 6=( ) A .70
B .60
C .50
D .40
3.以点A (1,2)为圆心,两平行线x ﹣y +1=0与2x ﹣2y +7=0之间的距离为半径的圆的方程为( ) A .(x +1)²+(y +2)²=92
B .(x ﹣1)²+(y ﹣2)²=
25
8
C .(x +1)²+(y +2)²=
25
8 D .(x ﹣1)²+(y ﹣2)²=9
2
4.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,已知S 3=6,S 9=15,则S 12=( ) A .16
B .18
C .20
D .22
5.两圆(x ﹣2)2+(y +1)2=4与(x +2)2+(y ﹣1)2=16的公切线有( ) A .1条
B .2条
C .3条
D .4条
6.已知函数f (x )的导数为f '(x ),若f (x )=x 3+3f '(1)x 2+2x ,则f '(2)=( ) A .26
B .12
C .8
D .2
7.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,下列条件中能确定点M ,A ,B ,C 共面的是( )
A .OM →
=2OA →
+13
OB →
−OC →
B .OM →=3OA →−2OB →−2O
C →
C .OM →
=12OA →+14OB →+13
OC →
D .OM →
=23OA →+23OB →−13
OC →
8.若存在k ,b ∈R ,使得直线y =kx +b 与y =lnx ,y =x 2+ax 的图象均相切,则实数a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣1]
B .(﹣∞,1]
C .[﹣1,+∞)
D .[1,+∞)
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.在等比数列{a n }中,a 2=2,a 6=32,则{a n }的公比可能为( ) A .﹣1
B .﹣2
C .2
D .4
10.关于双曲线
x 24
−
y 26
=1与双曲线x 24+t
−
y 26−t
=1(﹣4<t <6),下列说法不正确的是( )
A .实轴长相等
B .离心率相等
C .焦距相等
D .焦点到渐近线的距离相等
11.已知函数f(x)=
lnx
x
,则( ) A .f (x )的极值点为(e ,1
e )
B .f (x )的极大值为1
e
C .f (x )的最大值为1
e
D .f (x )只有1个零点
12.已知抛物线C :x 2=2py 的焦点坐标为F ,过点F 的直线与抛物线相交于A ,B 两点,点(√2,1
2
)在抛
物线上.则( ) A .p =1 B .当AB ⊥y 轴时,|AB |=4
C .
1|AF|
+
1
|BF|
为定值1
D .若AF →
=2FB →
,则直线AB 的斜率为±
√2
4
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知向量a →
=(2,1,0),b →
=(−1,2,1),且(ma →
+b →
)⊥(a →
+b →
),则实数m = . 14.设两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和TT n ,且
S n T n
=
7n 9n+4
,则
a 3
b 3
= .
15.已知函数f (x )=ax 2﹣xlnx ,若f (x )在[e ,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是 . 16.如图,已知椭圆C :
x 2a 2
+
y 2b 2
=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过椭圆左焦点F 1的直线与
椭圆C 相交于P ,Q 两点,|QF 2|=2|PF 2|,cos ∠PF 2Q =1
4
,则椭圆C 的离心率为 .
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤. 17.(10分)已知点A (﹣2,2),B (6,4),H (5,2),H 是△ABC 的垂心. (1)求点C 的坐标;
(2)求△ABC 的外接圆的方程. 18.(12分)已知椭圆C :
x 2a 2
+
y 2b 2
=1(a >b >0)的长轴长为4,椭圆上的点到焦点的距离的最大值为3.
(1)求椭圆C 的标准方程;
(2)倾斜角为45°的直线l 过椭圆的左焦点并交椭圆于M ,N 两点(O 为坐标原点),求△OMN 的面积.
19.(12分)在数列{a n }中,已知a 1=1,1a n+1
=
2a n
+1.
(1)求数列{a n }的通项公式;
(2)设c n =(a n +1)•a n +1,求数列{c n }的前n 项和S n . 20.(12分)已知函数f (x )=x 3﹣3x 2+ax ﹣1.
(1)若f (x )的图像在点(x 0,f (x 0))处的切线经过点(0,0),求x 0; (2)x 1,x 2为f (x )的极值点,若f (x 1)+f (x 2)>﹣2,求实数a 的取值范围.
21.(12分)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C :x 2a 2−y 2b
2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,一条渐
近线的倾斜角为π
6
,点A(3,−√2)在双曲线C 上.
(1)求双曲线C 的标准方程;
(2)若点M 在直线x =3
2
上,点N 在双曲线C 上,且焦点F 在以线段MN 为直径的圆上,分别记直线
MN ,ON 的斜率为k 1,k 2,求k 1k 2的值. 22.(12分)已知函数f(x)=1
2
x 2−x −aln(x +1).
(1)讨论函数f (x )的单调性;
(2)当a >0时,若m 为函数f (x )的正零点,证明:m >2√a +1.
2023-2024学年江苏省盐城市大丰区新丰中学等五校高二(上)期末数学
试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.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.直线x+√3y﹣2=0的倾斜角为()
A.π
6
B.
π
4
C.
π
3
D.
5π
6
解:直线x+√3y﹣2=0,即为y=−√3
3x+
2√3
3
,
所以,tanα=−√3
3,α∈[0,π),所以α=
5π
6
.
故选:D.
2.在等差数列{a n}中,a2+a6+a10=120,则a6=()
A.70B.60C.50D.40
解:在等差数列{a n}中,a2+a6+a10=120,则3a6=120,解得a6=40.
故选:D.
3.以点A(1,2)为圆心,两平行线x﹣y+1=0与2x﹣2y+7=0之间的距离为半径的圆的方程为()
A.(x+1)²+(y+2)²=9
2
B.(x﹣1)²+(y﹣2)²=258
C.(x+1)²+(y+2)²=25
8
D.(x﹣1)²+(y﹣2)²=92
解:∵两平行线x﹣y+1=0与2x﹣2y+7=0之间的距离,
即两平行线2x﹣2y+2=0与2x﹣2y+7=0之间的距离为
√4+4=
5√2
4
,
∴以点A(1,2)为圆心,两平行线x﹣y+1=0与2x﹣2y+7=0之间的距离为半径的圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=25
8
,
故选:B.
4.设S n是等差数列{a n}的前n项和,已知S3=6,S9=15,则S12=()
A.16B.18C.20D.22
解:由等差数列前n项和的性质可知,S3,S6﹣S3,S9﹣S6,S12﹣S9,…,成等差数列,
∵S3=6,S9=15,
∴2(S6﹣6)=6+15﹣S6,解得S6=11,
2(S 9﹣S 6)=8=5+S 12﹣15=S 12﹣10,解得S 12=18. 故选:B .
5.两圆(x ﹣2)2+(y +1)2=4与(x +2)2+(y ﹣1)2=16的公切线有( ) A .1条
B .2条
C .3条
D .4条
解:根据题意,圆(x ﹣2)2+(y +1)2=4的圆心为(2,﹣1),半径为2,
圆(x +2)2+(y ﹣1)2=16的圆心为(﹣2,1),半径为4,圆心距d =√16+4=2√5, 由于4﹣2<2√5<4+2,则两圆相交,两圆的公切线只有2条. 故选:B .
6.已知函数f (x )的导数为f '(x ),若f (x )=x 3+3f '(1)x 2+2x ,则f '(2)=( ) A .26
B .12
C .8
D .2
解:因为f '(x )=3x 2+6f '(1)x +2,所以f '(1)=3×12+6f '(1)×1+2,解得:f '(1)=﹣1,所以f '(2)=3×22+6×(﹣1)×2+2=2. 故选:D .
7.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,下列条件中能确定点M ,A ,B ,C 共面的是( )
A .OM →=2OA →+13
OB →
−OC →
B .OM →=3OA →−2OB →−2O
C →
C .OM →
=12OA →+14OB →+13
OC →
D .OM →
=23OA →+23OB →−13
OC →
解:当M ,A ,B ,C 共面时,不妨设AM →
=λAB →
+μAC →, 变形得到OM →
−OA →
=λ(OB →
−OA →
)+μ(OC →
−OA →
), 则OM →
=λOB →
−(λ+μ−1)OA →
+μOC →
,
设OM →
=xOA →
+yOB →
+zOC →
,若点M 与点A ,B ,C 共面, 则x +y +z =﹣λ﹣μ+1+λ+μ=1,
只有选项D 中23+23+(−1
3
)=1符合题意.
故选:D .
8.若存在k ,b ∈R ,使得直线y =kx +b 与y =lnx ,y =x 2+ax 的图象均相切,则实数a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,﹣1]
B .(﹣∞,1]
C .[﹣1,+∞)
D .[1,+∞)
解:设y =lnx 与y =x 2+ax 图象上的切点分别为(x 1,lnx 1),(x 2,x 22
+ax 2),
则过这两点处的切线方程分别为y=x
x1
+lnx1−1,y=(2x2+a)x−x22,
则1
x1
=2x2+a,lnx1−1=−x22,
∴a=e x22−1−2x2,
设f(x)=e x2−1−2x,则f′(x)=2(xe x2−1−1),
设g(x)=2(xe x2−1−1),则g′(x)=2(2x2+1)e x2−1>0,
∴g(x)=2(xe x2−1−1)为单调递增函数,又g(1)=0,
可得x<1时,f′(x)<0,x>1时,f′(x)>0,
∴f(x)在(﹣∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴a≥f(1)=﹣1,可得实数a的取值范围是[﹣1,+∞).
故选:C.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.在等比数列{a n}中,a2=2,a6=32,则{a n}的公比可能为()
A.﹣1B.﹣2C.2D.4
解:因为在等比数列{a n}中,a2=2,a6=32,
设等比数列的公比为q,则q4=a1q5
a1q
=
a6
a2
=16,所以q=±2.
故选:BC.
10.关于双曲线x2
4
−
y2
6
=1与双曲线
x2
4+t
−
y2
6−t
=1(﹣4<t<6),下列说法不正确的是()
A.实轴长相等B.离心率相等
C.焦距相等D.焦点到渐近线的距离相等
解:已知双曲线x2
4
−
y2
6
=1与双曲线
x2
4+t
−
y2
6−t
=1(﹣4<t<6),
对于选项A,2a1=4,2a2=2√4+t,显然实轴长不相等,即选项A错误;
对于选项B,e1=√10
2,e2=√
4+t+6−t
4+t
=√
10
4+t
,显然离心率不相等,即选项B错误;
对于选项C,2c1=2√10,2c2=2√4+t+6−t=2√10,显然焦距相等,即选项C正确;对于选项D,因为b1=√6,b2=√6−t,
由双曲线的性质可得双曲线x2
4
−
y2
6
=1与双曲线
x2
4+t
−
y2
6−t
=1(﹣4<t<6)的焦点到渐近线的距离分
别为b1,b2,
又b 1≠b 2,即焦点到渐近线的距离不相等,即选项D 错误, 故选:ABD . 11.已知函数f(x)=
lnx
x
,则( ) A .f (x )的极值点为(e ,1
e )
B .f (x )的极大值为1
e
C .f (x )的最大值为1
e
D .f (x )只有1个零点
解:∵函数f(x)=lnx x ,x >0,∴f ′(x)=1−lnx
x 2
, 由f ′(x)=
1−lnx
x 2
>0,得x ∈(0,e ),由f '(x )<0,得x ∈(e ,+∞), ∴函数f (x )在(0,e )上单调递增,在(e ,+∞)上单调递减,
∴e 是函数f (x )的极大值点,函数f (x )在x =e 上取得极大值,f(e)=1
e
,
且为f (x )函数的最大值,故A 错误,BC 正确; 又因为f (1)=0,且当0<x <1时,f(x)=lnx
x
<0, 当x >1时,f(x)=lnx
x
>0,故D 正确. 故选:BCD .
12.已知抛物线C :x 2=2py 的焦点坐标为F ,过点F 的直线与抛物线相交于A ,B 两点,点(√2,1
2
)在抛
物线上.则( ) A .p =1 B .当AB ⊥y 轴时,|AB |=4
C .
1|AF|
+
1
|BF|
为定值1
D .若AF →
=2FB →
,则直线AB 的斜率为±
√2
4
解:对于A ,将点(√2,1
2
)代入抛物线方程,可得p =2,故A 错误,
对于B ,∵AB ⊥y 轴,∴令y =1,则x =2或﹣2,∴|AB |=2+2=4,故B 正确, 对于C ,设点A ,B 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线AB 的方程为y =kx +1, 联立方程{x 2=4y y =kx +1
,化简整理可得,x 2﹣4kx ﹣4=0,
由韦达定理可得,x 1+x 2=4k ,x 1x 2=﹣4,y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2=4k 2
+2,y 1y 2=x 12x 2216
=1, 由抛物线的定义可得,|AF |=y 1+1,|BF |=y 2+1, 故
1|AF|
+
1|BF|
=
1y 1+1
+
1y 2+1
=
y 1+y 2+2y 1y 2+y 1+y 2+1
=
y 1+y 2+1y 1+y 2+1
=1,故C 正确,
对于D ,∵AF →
=2FB →
,
∴(﹣x 1,1﹣y 1)=2(x 2,y 2﹣1),即2x 2=﹣x 1, ∴{x 1+x 2=4k
x 1x 2=−42x 2=−x 1,解得k =±√2
4
,故D 正确.
故选:BCD .
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知向量a →
=(2,1,0),b →
=(−1,2,1),且(ma →
+b →
)⊥(a →
+b →
),则实数m = −6
5
.
解:a →
=(2,1,0),b →
=(−1,2,1),则a →
+b →
=(2,1,0)+(−1,2,1)=(1,3,1), ma →
+b →
=m(2,1,0)+(−1,2,1)=(2m −1,m +2,1),
因为(ma →
+b →
)⊥(a →
+b →
),所以(ma →
+b →
)⋅(a →
+b →
)=2m −1+3(m +2)+1=0,解得m =−6
5
.
故答案为:−6
5
.
14.设两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和TT n ,且S n T n
=
7n 9n+4
,则
a 3
b 3
=
5
7
. 解:由等差数列的性质和求和公式可得S 5T 5
=
2a 32b 3
=
7×5
9×5+4=57
.
故答案为:5
7
.
15.已知函数f (x )=ax 2﹣xlnx ,若f (x )在[e ,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是 [1
e
,+∞) .
解:由题意,f ′(x )=2ax ﹣(1+lnx )≥0在[e ,+∞)上恒成立, 即2a ≥
1+lnx x 在[e ,+∞)上恒成立,令g(x)=1+lnx
x
(x ≥e), g ′(x)=−
lnx
x 2
<0在[e ,+∞)上恒成立,所以g (x )在[e ,+∞)上单调递减, g(x)max =g(e)=2e ,所以2a ≥2e ,解得a ≥1e ,即实数a 的取值范围是[1
e ,+∞).
故答案为:[1
e
,+∞).
16.如图,已知椭圆C :
x 2a 2
+
y 2b 2
=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过椭圆左焦点F 1的直线与
椭圆C 相交于P ,Q 两点,|QF 2|=2|PF 2|,cos ∠PF 2Q =1
4,则椭圆C 的离心率为 √105
.
解:设|PF2|=m,由椭圆的定义及题意可得|PF1|=2a﹣m,|QF2|=2m,|QF1|=2a﹣2m,|PQ|=|QF1|+|PF1|=4a﹣3m,
在△PQF2中,cos∠PF2Q=1 4,
由余弦定理可得:cos∠PF2Q=m2+(2m)2−(4a−3m)2
2⋅m⋅2m
=
1
4
,解得m=
4
5
a,
|PF1|=6a
5
,|PF2|=
4a
5
,
所以|PQ|=8a
5
,|QF2|=
8a
5
,则∠QPF2=∠PF2Q,
可得cos∠QPF2=cos∠PF2Q=1 4,
在△PF1F2中,由余弦定理可得:cos∠F1PF2=(4
5
a)2+(6
5
a)2−(2c)2
2⋅4
5
a⋅6
5
a
=
1
4
,
整理可得:2a2=5c2,可得e=c
a
=√
10
5
.
故答案为:√10 5
.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.17.(10分)已知点A(﹣2,2),B(6,4),H(5,2),H是△ABC的垂心.(1)求点C的坐标;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
解:(1)∵点A(﹣2,2),B(6,4),H(5,2),H是△ABC的垂心,
∴k BH=4−2
6−5
=2,
∴k AC=−1
2
=−
1
2
,
∵直线AC过点A(﹣2,2),
∴直线AC的方程为y−2=−1
2
(x+2),即x+2y﹣2=0,
∵k AH=0,
∴BC所在直线与x轴垂直,∵B(6,4),
∴直线BC的方程为x=6,
联立{x=6
x+2y−2=0,解得x=6,y=﹣2,
故点C的坐标为(6,﹣2).
(2)设△ABC的外接圆的方程为(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),∵A(﹣2,2),B(6,4),C(6,﹣2),
∴{(−2−a)2+(2−b)2=r2
(6−a)2+(4−b)2=r2
(6−a)2+(−2−b)2=r2
,解得a=
5
2
,b=1,r2=
85
4
,
故△ABC的外接圆的方程为(x−5
2
)2+(y−1)2=
85
4
.
18.(12分)已知椭圆C:x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的长轴长为4,椭圆上的点到焦点的距离的最大值为3.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)倾斜角为45°的直线l过椭圆的左焦点并交椭圆于M,N两点(O为坐标原点),求△OMN的面积.
解:(1)由题意得,{2a=4
a+c=3
,解得a=2,c=1,所以b2=a2﹣c2=4﹣1=3,
所以椭圆C的标准方程为x2
4
+
y2
3
=1.
(2)由题意知,直线l的斜率为1,左焦点为(﹣1,0),所以直线l的方程为y=x+1,设M(x1,y1),N(x2,y2),
联立{y=x+1
x2
4
+
y2
3
=1
,得7x2+8x﹣8=0,
所以x1+x2=−8
7
,x1x2=−
8
7
,
所以|MN|=√1+12•|x1﹣x2|=√2•√(x1+x2)2−4x1x2=√2•√(−8
7
)2+4×
8
7
=
24
7
,
而O到直线MN的距离为d=1
2
=√
2
2
,
故△OMN的面积S=1
2
×
24
7
×√
2
2
=
6√2
7
.
19.(12分)在数列{a n}中,已知a1=1,
1
a n+1
=
2
a n
+1.
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设c n=(a n+1)•a n+1,求数列{c n}的前n项和S n.
解:(1)因为
1
a n+1
=
2
a n
+1,
所以
1
a n+1
+1=2(
2
a n
+1),又
1
a1
+1=2≠0,所以数列{
1
a n
+1}是首项为2,公比为2的等比数列,
故
1
a n
=2n−1,
故:a n =12n −1; (2)由(1)可知,c n =(a n +1)a n+1
=(12n −1+1)⋅12n+1−1=2n 2n −1⋅12n+1−1=2n
(2n −1)(2n+1−1)=12n −1−12n+1−1; 所以S n =12−1−122−1+122−1−123−1+...+12n −1−12n+1−1=1−12n+1−1
. 20.(12分)已知函数f (x )=x 3﹣3x 2+ax ﹣1.
(1)若f (x )的图像在点(x 0,f (x 0))处的切线经过点(0,0),求x 0;
(2)x 1,x 2为f (x )的极值点,若f (x 1)+f (x 2)>﹣2,求实数a 的取值范围.
解:(1)函数f (x )=x 3﹣3x 2+ax ﹣1,求导得f ′(x )=3x 2﹣6x +a ,
于是函数f (x )的图象在点(x 0,f (x 0))处的切线方程为y ﹣f (x 0)=f ′(x 0)(x ﹣x 0),
即y =(3x 02−6x 0+a)(x −x 0)+x 03−3x 02+ax 0−1,而切线过点(0,0),
因此−2x 03+3x 02−1=0,整理得(x 0−1)2(2x 0+1)=0,解得x 0=1或x 0=−12
, ∴x 0=1或x 0=−12
. (2)由(1)知,方程f ′(x )=0,即3x 2﹣6x +a =0有两个不等实根x 1,x 2,则Δ=36﹣12a >0,解得a <3,
且{x 1+x 2=2x 1x 2=a 3
,于是f(x 1)+f(x 2)=(x 13−3x 12+ax 1−1)+(x 23−3x 22+ax 2−1) =(x 1+x 2)(x 12−x 1x 2+x 22)−3(x 12+x 22)+a(x 1+x 2)−2
=−(x 12+x 22)−2x 1x 2+2a −2=−(x 1+x 2)2+2a −2=2a −6,
由f (x 1)+f (x 2)>﹣2,得2a ﹣6>﹣2,解得a >2,因此2<a <3,
∴实数a 的取值范围是(2,3).
21.(12分)在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线C :x 2a 2−y 2
b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,一条渐近线的倾斜角为π6
,点A(3,−√2)在双曲线C 上. (1)求双曲线C 的标准方程;
(2)若点M 在直线x =32
上,点N 在双曲线C 上,且焦点F 在以线段MN 为直径的圆上,分别记直线MN ,ON 的斜率为k 1,k 2,求k 1k 2的值.
解:(1)易知双曲线C 的渐近线为y =±b a
x ,
根据题意可知{b a =√339a 2−2b 2
=1,解之得a 2=3,b 2=1, 故双曲线C 的标准方程为x 23−y 2=1;
(2)由(1)可知F (2,0),设M(32
,t),N(x 0,y 0),显然x 02−3y 02−3=0, 由题意可知MF ⊥NF ,则MF →⋅NF →
=(12,−t)⋅(2−x 0,−y 0)=1−12
x 0+ty 0=0, 而k 1=y 0−t x 0−32,k 2=y 0x 0, 所以k 1k 2=y 02−ty 0x 02−32x 0=y 02−12x 0+1
3y 02−32x 0+3=13. 22.(12分)已知函数f(x)=12
x 2−x −aln(x +1). (1)讨论函数f (x )的单调性;
(2)当a >0时,若m 为函数f (x )的正零点,证明:m >2√a +1.
(1)解:函数f (x )的定义域为(﹣1,+∞),f ′(x)=x −1−a x+1=x 2−(1+a)x+1
, ①当a +1≤0即a ≤﹣1时,f ′(x )≥0,函数f (x )单调递增,此时增区间为(﹣1,+∞),没有减区间;
②当﹣1<a <0时,由0<√a +1<1,−1<−√a +1<0可得:
函数f (x )的减区间为(−√a +1,√a +1),增区间为(−1,−√a +1),(√a +1,+∞); ③当a ≥0时,由√a +1≥1,−√a +1≤−1可得:
函数f (x )的减区间为(−1,√a +1),增区间为(√a +1,+∞);
(2)证明:当a >0时,由f (0)=0及函数f (x )的减区间为(−1,√a +1),增区间为(√a +1,+∞), 可知m >2√a +1,等价于f(m)>f(2√a +1),
又由f (m )=0,等价于证明f(2√a +1)<0,
又由f(2√a +1)=2(a +1)−2√a +1−aln(2√a +1+1),
令t =2√a +1(t >2),有a =t 2−44
, 可得f(t)=t 22−t −t 2−44ln(t +1)=t(t−2)2−(t+2)(t−2)4
ln(t +1) =14(t −2)[2t −(t +2)ln(t +1)]=14(t −2)(t +2)[2t t+2
−ln(t +1)], 令g(x)=2x x+2
−ln(x +1)(x ≥2),
则g′(x)=
4
(x+2)2
−
1
x+1
=−
x2
(x+1)(x+2)2
<0,
可得函数g(x)单调递减,则g(x)≤g(2)=1﹣ln3<0,
可得当t>2时,
2t
t+2
−ln(t+1)<0,
故有f(2√a+1)<0,即m>2√a+1得证.。