云南省德宏州名族中学2015届高三数学上学期第二次月考试卷文含解析
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2014-2015学年云南省德宏州名族中学高三(上)第二次月考数学试
卷(文科)
一、选择题(本大题共有12个小题,每小题只有一项是符合题意,请将答案答在答题卡上.每小题5分,共60分)
1.若集合M={x|x﹣2>0},N={x|log2(x﹣1)<1},则M∩N=( )
A.{x|2<x<3}
B.{x|x<1}
C.{x|x>3}
D.{x|1<x<2}
2.设集合M={x|x>2},P={x|x<3},那么“x∈M,或x∈P”是“x∈M∩P”的( ) A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
3.设f(x)是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=2x(1﹣x),则=( ) A.﹣
B.﹣
C.
D.
4.在等差数列{a n}中,有a6+a7+a8=12,则此数列的前13项之和为( )
A.24
B.39
C.52
D.104
5.若变量x,y满足约束条件,则z=2x+y的最大值和最小值分别为( )
A.4和3
B.4和2
C.3和2
D.2和0
6.函数是( )
A.非奇非偶函数
B.仅有最小值的奇函数
C.仅有最大值的偶函数
D.既有最大值又有最小值的偶函数
7.已知向量=(1,x),=(﹣1,x),若2﹣与垂直,则||=( )
A.
B.
C.2
D.4
8.下列四个函数中,最小正周期为π,且图象关于直线对称的是( )
A.
B.
C.
D.
9.若f(x)=﹣x2+bln(x+2)在(﹣1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( )
A.[﹣1,+∞)
B.(﹣1,+∞)
C.(﹣∞,﹣1]
D.(﹣∞,﹣1)
10.设各项为正的等比数列{a n}的公比q≠1,且a3,a5,a6成等差数列,则的值为( ) A.
B.
C.
D.2
11.定义域R的奇函数f(x),当x∈(﹣∞,0)时f(x)+xf′(x)<0恒成立,若a=3f (3),b=f(1),c=﹣2f(﹣2),则( )
A.a>c>b
B.c>b>a
C.c>a>b
D.a>b>c
12.已知正项等比数列{a n}满足a7=a6+2a5,若存在两项a m,a n使得,则的最小值为( )
A.
B.
C.
D.不存在
二、填空题(本大题共有4个小题.每空5分,共20分)
13.已知函数y=f(x)的图象在M(1,f(1))处的切线方程是+2,f(1)+f′(1)=__________.
14.已知向量与的夹角为120°,且||=2,||=5,则(2﹣)•=__________.15.对于任意的x∈R,不等式sin2x+msinx+≤0恒成立,则m的取值范围是__________.16.已知x>0,y>0,lg2x+lg8y=lg2,则+的最小值是__________.
三、解答题(本大题共有6个小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知a,b,c是△ABC三边长且a2+b2﹣c2=ab,△ABC的面积.
(Ⅰ)求角C;
(Ⅱ)求a,b的值.
18.已知向量=(cos,﹣1),=(sin,cos2),设函数f(x)=+1.
(1)若x∈[0,],f(x)=,求cosx的值;
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足2bcosA≤2c﹣a,求f(B)的取值范围.
19.已知:、、是同一平面上的三个向量,其中=(1,2).
(1)若||=2,且∥,求的坐标.
(2)若||=,且+2与2﹣垂直,求与的夹角θ
20.已知数列{a n}的前n项和为S n,满足S n=2a n﹣n
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设b n=(2n+1)(a n+1),求数列{b n}的前n项和T n.
21.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
(2)当x∈[﹣2,2]时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
22.已知函数.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对于∀x∈(0,+∞)都有f(x)>2(a﹣1)成立,试求a的取值范围;
(Ⅲ)记g(x)=f(x)+x﹣b(b∈R).当a=1时,函数g(x)在区间[e﹣1,e]上有两个零点,求实数b的取值范围.
2014-2015学年云南省德宏州名族中学高三(上)第二次月考数学试卷(文科)
一、选择题(本大题共有12个小题,每小题只有一项是符合题意,请将答案答在答题卡上.每小题5分,共60分)
1.若集合M={x|x﹣2>0},N={x|log2(x﹣1)<1},则M∩N=( )
A.{x|2<x<3}
B.{x|x<1}
C.{x|x>3}
D.{x|1<x<2}
考点:交集及其运算.
专题:不等式的解法及应用.
分析:解对数不等式求出N,再由两个集合的交集的定义求出M∩N.
解答:解:集合M={x|x﹣2>0}={x|x>2},N={x|log2(x﹣1)<1}={x|0<x﹣1<2}={x|1<x<3},
故M∩N={x|2<x<3},
故选A.
点评:本题主要考查对数不等式的解法,两个集合的交集的定义和求法,属于基础题.
2.设集合M={x|x>2},P={x|x<3},那么“x∈M,或x∈P”是“x∈M∩P”的( ) A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
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判断.
专题:计算题.
分析:由“x∈M,或x∈P”⇒“x∈M∪P”,“x∈M∩P”⇒“x∈M,且x∈P”⇒“x∈M,或x∈P”,知“x∈M,或x∈P”是“x∈M∩P”的必要不充分条件.
解答:解:∵集合M={x|x>2},P={x|x<3},
∴“x∈M,或x∈P”⇒“x∈M∪P”,
“x∈M∩P”⇒“x∈M,或x∈P”,
∴“x∈M,或x∈P”是“x∈M∩P”的必要不充分条件.
故选A.
点评:本题考查充分条件、必要条件、充要条件、不充分不必要条件的判断和应用,是基础题.解题时要认真审题,仔细解答.
3.设f(x)是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=2x(1﹣x),则=( ) A.﹣
B.﹣
C.
D.
考点:奇函数;函数的周期性.
专题:计算题.
分析:由题意得=f(﹣)=﹣f(),代入已知条件进行运算.
解答:解:∵f(x)是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=2x(1﹣x),
∴=f(﹣)=﹣f()=﹣2×(1﹣)=﹣,
故选:A.
点评:本题考查函数的周期性和奇偶性的应用,以及求函数的值.
4.在等差数列{a n}中,有a6+a7+a8=12,则此数列的前13项之和为( )
A.24
B.39
C.52
D.104
考点:等差数列的性质;等差数列的前n项和.
专题:计算题;等差数列与等比数列.
分析:由等差数列的性质可得,a6+a7+a8=3a7可求a7,然后代入等差数列的求和公式
=13a7即可求解
解答:解:由等差数列的性质可得,a6+a7+a8=3a7=12,
∴a7=4
∴=13a7=52
故选C
点评:本题主要考查了等差数列的性质及等差数列的求和公式的简单应用,属于基础试题5.若变量x,y满足约束条件,则z=2x+y的最大值和最小值分别为( )
A.4和3
B.4和2
C.3和2
D.2和0
考点:简单线性规划.
专题:计算题;不等式的解法及应用.
分析:先根据条件画出可行域,设z=2x+y,再利用几何意义求最值,将最小值转化为y轴上的截距最大,只需求出直线,过可行域内的点N(1,0)时的最小值,过点M(2,0)时,2x+y 最大,从而得到选项.
解答:解:满足约束条件的可行域如下图所示
在坐标系中画出可行域
平移直线2x+y=0,经过点N(1,0)时,2x+y最小,最小值为:2,
则目标函数z=2x+y的最小值为2.
经过点M(2,0)时,2x+y最大,最大值为:4,
则目标函数z=2x+y的最大值为:4.
故选B.
点评:借助于平面区域特性,用几何方法处理代数问题,体现了数形结合思想、化归思想.线性规划中的最优解,通常是利用平移直线法确定.
6.函数是( )
A.非奇非偶函数
B.仅有最小值的奇函数
C.仅有最大值的偶函数
D.既有最大值又有最小值的偶函数
考点:三角函数中的恒等变换应用.
专题:常规题型;计算题;三角函数的图像与性质.
分析:利用函数的奇偶性的定义判断后,再利用升幂公式,将f(x)化为f(x)=2
﹣,利用余弦函数的性质与二次函数的性质即可求得答案.
解答:解:∵f(x)=cos2x+cosx,
f(﹣x)=cos(﹣2x)+cos(﹣x)=cos2x+cosx=f(x),
∴f(x)=cos2x+cosx是偶函数;
又f(x)=cos2x+cosx=2cos2x+cosx﹣1=2﹣,
当cosx=1时,f(x)取得最大值2;
当cosx=﹣时,f(x)取得最小值﹣;
故选:D.
点评:本题考查三角函数中的恒等变换应用,突出考查余弦函数的单调性与最值,考查运算求解能力,属于中档题.
7.已知向量=(1,x),=(﹣1,x),若2﹣与垂直,则||=( )
A.
B.
C.2
D.4
考点:数量积判断两个平面向量的垂直关系;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角.
专题:平面向量及应用.
分析:根据向量的坐标运算先求出,然后根据向量垂直的条件列式求出x的值,最后运用求模公式求||.
解答:解∵,,
∴2=(3,x),由⇒3×(﹣1)+x2=0,解得x=﹣,或x=,
∴或,∴||=,或
||=.
故选C.
点评:本题考查了运用数量积判断两个平面向量的垂直关系,若,
,则⇔x1x2+y1y2=0.
8.下列四个函数中,最小正周期为π,且图象关于直线对称的是( )
A.
B.
C.
D.
考点:正弦函数的对称性.
专题:三角函数的图像与性质.
分析:由于A、B中的函数的最小正周期都是=4π,故排除A、B;把代入C中的函
数,函数值取得最大值1,满足条件;
把代入D中的函数,函数值为﹣,不满足条件,排除D,从而得出结论.
解答:解:由于A、B中的函数的最小正周期都是=4π,故不满足条件,排除A、B.
把代入C中的函数,函数值取得最大值1,故此函数的图象关于直线对称,故满足
条件.
把代入D中的函数,函数值为﹣,没有取得最值,故不满足条件,排除D,
故选C.
点评:本题主要考查利用y=Asin(ωx+φ)的最小正周期,以及它的对称性,属于中档题.9.若f(x)=﹣x2+bln(x+2)在(﹣1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( )
A.[﹣1,+∞)
B.(﹣1,+∞)
C.(﹣∞,﹣1]
D.(﹣∞,﹣1)
考点:利用导数研究函数的单调性.
专题:计算题;导数的概念及应用.
分析:先对函数进行求导,根据导函数小于0时原函数单调递减即可得到答案.
解答:解:由题意可知,在x∈(﹣1,+∞)上恒成立,
即b<x(x+2)在x∈(﹣1,+∞)上恒成立,
由于y=x(x+2)在(﹣1,+∞)上是增函数且y(﹣1)=﹣1,所以b≤﹣1,
故选C
点评:本题主要考查导数的正负和原函数的增减性的问题.即导数大于0时原函数单调递增,当导数小于0时原函数单调递减.
10.设各项为正的等比数列{a n}的公比q≠1,且a3,a5,a6成等差数列,则的值为( ) A.
B.
C.
D.2
考点:等差数列与等比数列的综合.
专题:等差数列与等比数列.
分析:由等比数列的第3,5及6项成等差数列,根据等差数列的性质得到第5项的2倍等于第3项加上第6项,然后利用等比数列的通项公式化简后,得到关于q的方程,根据q不等于1且各项为正,求出方程的解即可得到满足题意q的值,进而把所求的式子也利用等比数列的通项公式化简后,得到关于q的式子,把q的值代入即可求出值.
解答:解:由a3、a5、a6成等差数列,得到2a5=a3+a6,
则2a1q4=a1q2+a1q5,由a1≠0,q≠0,得到2q2=1+q3,
可化为:(q﹣1)(q2﹣q﹣1)=0,又q≠1,
∴q2﹣q﹣1=0,解得:q=或q=(小于0,不合题意,舍去),
则则===.
故选B.
点评:此题考查学生灵活运用等差数列的性质及等比数列的性质化简求值,灵活运用等比数列的通项公式化简求值,是一道基础题.
11.定义域R的奇函数f(x),当x∈(﹣∞,0)时f(x)+xf′(x)<0恒成立,若a=3f (3),b=f(1),c=﹣2f(﹣2),则( )
A.a>c>b
B.c>b>a
C.c>a>b
D.a>b>c
考点:利用导数研究函数的单调性.
专题:导数的综合应用.
分析:先构造函数g(x)=xf(x),依题意得g(x)是偶函数,且g'(x)<0恒成立,从而故g(x)在x∈(﹣∞,0)单调递减,根据偶函数的对称性得出g(x)在(0,+∞)上递增,即可比较a,b,c的大小.
解答:解:设g(x)=xf(x),依题意得g(x)是偶函数,
当x∈(﹣∞,0)时,f(x)+xf'(x)<0,
即g'(x)<0恒成立,故g(x)在x∈(﹣∞,0)单调递减,
则g(x)在(0,+∞)上递增,
又a=3f(3)=g(3),b=f(1)=g(1),c=﹣2f(﹣2)=g(﹣2)=g(2),
故a>c>b.
故选A.
点评:本小题主要考查函数单调性的应用、函数奇偶性的应用、利用导数研究函数的单调性等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
12.已知正项等比数列{a n}满足a7=a6+2a5,若存在两项a m,a n使得,则的最小值为( )
A.
B.
C.
D.不存在
考点:基本不等式.
专题:不等式.
分析:把所给的数列的三项之间的关系,写出用第五项和公比来表示的形式,求出公比的值,整理所给的条件,写出m,n之间的关系,用基本不等式得到最小值.
解答:解:∵a7=a6+2a5,
∴a5q2=a5q+2a5,
∴q2﹣q﹣2=0,
∴q=2,
∵存在两项a m,a n使得,
∴a m a n=16a12,
∴q m+n﹣2=16=24,而q=2,
∴m+n﹣2=4,
∴m+n=6,
∴=(m+n)()=(5++)≥(5+4)=,当且仅当m=2,n=4时等号成立,
∴的最小值为,
故选:A.
点评:本题考查等比数列的通项和基本不等式,实际上应用基本不等式是本题的重点和难点,注意当两个数字的和是定值,要求两个变量的倒数之和的最小值时,要乘以两个数字之和
二、填空题(本大题共有4个小题.每空5分,共20分)
13.已知函数y=f(x)的图象在M(1,f(1))处的切线方程是+2,f(1)+f′(1)=3.
考点:导数的运算.
分析:先将x=1代入切线方程可求出f(1),再由切点处的导数为切线斜率可求出f'(1)的值,最后相加即可.
解答:解:由已知切点在切线上,所以f(1)=,切点处的导数为切线斜率,所以,
所以f(1)+f′(1)=3
故答案为:3
点评:本题主要考查导数的几何意义,即函数在某点的导数值等于以该点为切点的切线的斜率.14.已知向量与的夹角为120°,且||=2,||=5,则(2﹣)•=13.
考点:平面向量数量积的运算.
分析:根据向量与的夹角为120°,且||=2,||=5可得:(2﹣)•=22﹣
•=2×,得到答案.
解答:解:∵向量与的夹角为120°,且||=2,||=5
∴(2﹣)•=22﹣•=2×
故答案为:13.
点评:本题主要考查向量数量积的运算法则.属基础题.
15.对于任意的x∈R,不等式sin2x+msinx+≤0恒成立,则m的取值范围是0<m≤1.
考点:基本不等式.
专题:不等式的解法及应用.
分析:利用二次函数的单调性、正弦函数的单调性值域、不等式的解法即可得出.
解答:解:不等式sin2x+msinx+≤0化为.
对于任意的x∈R,不等式sin2x+msinx+≤0恒成立
⇔,或.
解得0<m≤1或m∈∅.
∴m的取值范围是0<m≤1.
故答案为:0<m≤1.
点评:本题考查了二次函数的单调性、正弦函数的单调性值域、不等式的解法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.
16.已知x>0,y>0,lg2x+lg8y=lg2,则+的最小值是4.
考点:基本不等式在最值问题中的应用;对数的运算性质.
专题:计算题.
分析:由对数的运算性质,lg2x+lg8y=lg2x+lg23y=(x+3y)lg2,结合题意可得,x+3y=1;再利用1的代换结合基本不等式求解即可.
解答:解:lg2x+lg8y=lg2x+lg23y=(x+3y)lg2,
又由lg2x+lg8y=lg2,
则x+3y=1,
进而由基本不等式的性质可得,
=(x+3y)()=2+≥2+2=4,
当且仅当x=3y时取等号,
故答案为:4.
点评:本题考查基本不等式的性质与对数的运算,注意基本不等式常见的变形形式与运用,如本题中,1的代换.
三、解答题(本大题共有6个小题,满分70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知a,b,c是△ABC三边长且a2+b2﹣c2=ab,△ABC的面积.
(Ⅰ)求角C;
(Ⅱ)求a,b的值.
考点:余弦定理的应用;正弦定理的应用.
专题:解三角形.
分析:(Ⅰ)利用cosC=,求角C;
(Ⅱ)利用三角形的面积公式及余弦定理,可求a,b的值.
解答:解:(Ⅰ)∵a2+b2﹣c2=ab,
∴cosC==,
∵0°<C<180°,
∴C=60°;
(Ⅱ)∵△ABC的面积S=,
∴=10,
∴ab=40①,
∵c2=a2+b2﹣ab=(a+b)2﹣3ab=49,
∴a+b=13②,
由①②,解得a=8,b=5或a=5,b=8.
点评:本题考查余弦定理的运用,考查三角形面积公式,考查学生的计算能力,正确运用余弦定理是关键.
18.已知向量=(cos,﹣1),=(sin,cos2),设函数f(x)=+1.
(1)若x∈[0,],f(x)=,求cosx的值;
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足2bcosA≤2c﹣a,求f(B)的取值范围.
考点:三角函数中的恒等变换应用;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角.
专题:计算题.
分析:(1)利用两个向量的数量积公式以及三角函数的恒等变换化简函数f(x)的解析式为sin(x﹣)+1,由f(x)=,求得sin(x﹣)=,可得得cos(x﹣)=.再由cosx=cos[(x﹣)+]计算求得结果.
(2)在△ABC中,由条件2bcosA≤2c﹣ a 可得2sinAcosB≥sinA,故cosB≥,B∈(0,],由此求得 f(B)的取值范围.
解答:解:(1)函数f(x)=+1=sin cos﹣cos2+1=﹣+1=sin(x ﹣)+.
∵f(x)=,∴sin(x﹣)=.
又∵x∈[0,],∴x﹣∈[﹣,],故 cos(x﹣)=.
∴cosx=cos[(x﹣)+]=cos(x﹣)cos﹣sin(x﹣)sin=.
(2)在△ABC中,由2bcosA≤2c﹣a,可得2sinBcosA≤2sinC﹣sinA,
∴2sinBcosA≤2sin(A+B)﹣sinA,
∴2sinBcosA≤2(sinAcosB+cosAsinB)﹣sinA,2sinAcosB≥sinA,
∴cosB≥,∴B∈(0,].
∴sin(B﹣)∈(﹣,0],即 f(B)=sin(B﹣)+,∴f(B)∈(0,].
点评:本题主要考查三角函数的恒等变换及化简求值,两个向量的数量积公式的应用,两角和差的正弦、余弦公式,正弦函数的定义域和值域,属于中档题.
19.已知:、、是同一平面上的三个向量,其中=(1,2).
(1)若||=2,且∥,求的坐标.
(2)若||=,且+2与2﹣垂直,求与的夹角θ
考点:数量积判断两个平面向量的垂直关系;平面向量共线(平行)的坐标表示;数量积表示两个向量的夹角.
专题:计算题;待定系数法.
分析:(1)设出的坐标,利用它与平行以及它的模等于2,待定系数法求出的坐标.(2)由+2与2﹣垂直,数量积等于0,求出夹角θ的余弦值,再利用夹角θ的范围,求出此角的大小.
解答:解:(1)设
∵∥且||=2
∴,
∴x=±2
∴=(2,4)或=(﹣2,﹣4)
(2)∵(+2)⊥(2﹣)
∴(+2)•(2﹣)=0
∴22+3•﹣22=0
∴2||2+3||•||cosθ﹣2||2=0
∴2×5+3××cosθ﹣2×=0
∴cosθ=﹣1
∴θ=π+2kπ
∵θ∈[0,π]
∴θ=π
点评:本题考查平面上2个向量平行、垂直的条件,以及利用2个向量的数量积求2个向量的夹角.
20.已知数列{a n}的前n项和为S n,满足S n=2a n﹣n
(1)求数列{a n}的通项公式;
(2)设b n=(2n+1)(a n+1),求数列{b n}的前n项和T n.
考点:数列的求和;等比关系的确定.
专题:等差数列与等比数列.
分析:(1)根据题中已知条件S n=2a n﹣n,得出n≥2时,S n﹣1=2a n﹣1﹣(n﹣1)此两式作差整理即可得到入a n+1所满足的关系,从而可求出数列{a n+1}的通项公式得到所求;
(2)根据数列{b n}的通项可知利用错位相消法进行求和,从而可求出数列{b n}的前n项和T n.解答:解:(1)∵S n=2a n﹣n
当n=1时,a1=S1=2a1﹣1,∴a1=1
当n≥2时,S n=2a n﹣n ①
S n﹣1=2a n﹣1﹣n+1 ②
①﹣②得a n=2a n﹣1+1即a n+1=2(a n﹣1+1)
∵a1+1=2≠0∴a n﹣1+1≠0
∴
∴{a n+1}是以首项为2,公比为2的等比数列
a n+1=2•2n﹣1=2n∴a n=2n﹣1
(2)b n=(2n+1)•2n T n=3•2+5•22+7•23+…+(2n﹣1)•2n﹣1+(2n+1)•2n,
2T n=3•22+5•23+7•24+…+(2n﹣1)•2n+(2n+1)•2n+1,
∴﹣T n=6+2(22+23+24+…+2n)﹣(2n+1)•2n+1,
∴T n=2+(2n﹣1)•2n+1.
点评:本题主要考查了利用构造法求数列的通项,以及利用错位相消法求数列的前n项和,同时考查了运算求解的能力,属于中档题.
21.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
(2)当x∈[﹣2,2]时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
考点:一元二次不等式的解法.
专题:计算题;分类讨论.
分析:(1)对一切实数x恒成立,转化为二次函数恒为非负,利用根的判别式小于等于0即可.
(2)对于[﹣2,2]区间内的任意x恒成立,同样考虑二次函数的最值问题,按区间与对称轴的关系分三种情况讨,最后结合图象即可解决问题.
解答:解:(1)∵x∈R时,有x2+ax+3﹣a≥0恒成立,
须△=a2﹣4(3﹣a)≤0,即a2+4a﹣12≤0,所以﹣6≤a≤2.
(2)当x∈[﹣2,2]时,设g(x)=x2+ax+3﹣a≥0,
分如下三种情况讨论(如图所示):
①如图(1),当g(x)的图象恒在x轴上方时,满足条件时,有△=a2﹣4(3﹣a)≤0,即﹣6≤a≤2.
②如图(2),g(x)的图象与x轴有交点,
当﹣≤﹣2时,g(x)≥0,即即⇔
解之得a∈Φ.
③如图(3),g(x)的图象与x轴有交点,
﹣≥﹣2时,g(x)≥0,即即⇔⇔﹣
7≤a≤﹣6
综合①②③得a∈[﹣7,2].
点评:本题主要了一元二次不等式恒成立的问题,注意(1)、(2)两问的不同点,都是利用了二次函数图象的特点数形结合解决问题的.
22.已知函数.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对于∀x∈(0,+∞)都有f(x)>2(a﹣1)成立,试求a的取值范围;
(Ⅲ)记g(x)=f(x)+x﹣b(b∈R).当a=1时,函数g(x)在区间[e﹣1,e]上有两个零点,求实数b的取值范围.
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;函数零点的判定定理;利用导数研究函数的极值;导数在最大值、最小值问题中的应用.
专题:计算题;压轴题.
分析:(Ⅰ)求出函数的定义域,在定义域内,求出导数大于0的区间,即为函数的增区间,求出导数小于0的区间即为函数的减区间.
(Ⅱ)根据函数的单调区间求出函数的最小值,要使f(x)>2(a﹣1)恒成立,需使函数的最小值大于2(a﹣1),
从而求得a的取值范围.
(Ⅲ)利用导数的符号求出单调区间,再根据函数g(x)在区间[e﹣1,e]上有两个零点,得到,
解出实数b的取值范围.
解答:解:(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1,函数f(x)的定义域为(0,+∞),
因为,所以,,所以,a=1.
所以,,.由f'(x)>0解得x>2;由f'(x)<0,
解得 0<x<2.
所以f(x)的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2).
(Ⅱ),由f'(x)>0解得;由f'(x)<0解得.
所以,f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.
所以,当时,函数f(x)取得最小值,.因为对于∀x∈(0,+∞)都有f(x)>2(a﹣1)成立,
所以,即可.则.由解得.
所以,a的取值范围是.
(Ⅲ)依题得,则.
由g'(x)>0解得 x>1;由g'(x)<0解得 0<x<1.
所以函数g(x)在区间(0,1)为减函数,在区间(1,+∞)为增函数.
又因为函数g(x)在区间[e﹣1,e]上有两个零点,所以,
解得.所以,b的取值范围是.
点评:本题考查导数与曲线上某点的切线斜率的关系,利用导数求函数的单调区间以及函数的最值.。