2020届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试高三5月测试数学(理)试题(一卷)(解析版)

中学生标准学术能力诊断性测试2020年5月测试理科数学试卷（一卷）本试卷共150分，考试时间120分钟.一、选择题：本大题共12小题，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.已知集合{}2log (2)0A x x =->，{}245,B y y xx x A ==-+∈，则A B =U （ ）A.[)3,+∞B.[)2,+∞ C.()2,+∞D.()3,+∞【答案】C 【分析】先解对数不等式求出集合A ，再根据二次函数的单调性求出集合B ，然后根据并集的定义求解即可．【详解】解：∵2log (2)0x ->， ∴21x ->，即3x >， ∴()3,A =+∞，∴()2245212y x x x =-+=-+>， ∴()2,B =+∞，∴A B =U ()2,+∞，故选：C ．【点睛】本题主要考查集合的并集运算，考查对数不等式的解法，考查二次函数的值域，属于基础题． 2.在复平面内，复数231ii+-的虚部为（ ）C. D. 【答案】B 【分析】根据复数代数形式的除法运算和复数的模先化简该复数，再根据虚部的定义得出结论．【详解】解：∵)()()231111122ii i i i i i ++===+---+，∴复数231i i +-的虚部为，故选：B ．【点睛】本题主要考查复数代数形式的除法运算，考查复数的模和虚部的定义，属于基础题．3.已知单位向量a r ，br满足22a b a b +=-r r r r ，则()()3a b a b -⋅+=r rr r （ ）A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】B 【分析】由22a b a b +=-r r r r 可得0a b ⋅=r r ，再根据平面向量的数量积的定义即可求出答案． 【详解】解：∵22a b a b +=-r r r r ，∴()()2222a ba b+=-r r r r ，化简得0a b ⋅=r r ，∵1a =r，1=r b ，∴()()223322a b a b a b a b -⋅+=-+⋅=r r r r rr r r ，故选：B ．【点睛】本题主要考查平面向量数量积的定义及其应用，属于基础题．4.下列程序框图的算法思想源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图，若输入16a =，10b =，则程序中需要做减法的次数为（ ）A. 6B. 5C. 4D. 3【答案】C 【分析】由循环结构的特点，先判断，再执行，分别计算出当前的,a b 的值，即可得到结论． 【详解】解：由16a =，10b =，满足a b ¹，满足a b >，则16106a =-=； 满足a b ¹，不满足a b >，则1064b =-=； 满足a b ¹，满足a b >，则642a =-=； 满足a b ¹，不满足a b >，则422b =-=；不满足a b ¹，则输出2a =； 则程序中需要做减法的次数为4， 故选：C ．【点睛】本题主要考查算法和程序框图，主要考查循环结构的理解和运用，以及赋值语句的运用，属于基础题． 5.在()()252211x x x ++-的展开式中，4x 的系数为（ ）A. 6-B. 6C. 10D. 4【答案】A 【分析】 因为()()()()2545221111x x x x x ++-+-=，且()41+x 的展开式的通项公式为14r r r T C x +=，()51x -的展开式的通项公式为()5151kk k k T C x -+=⋅-⋅，令4r k +=，由此可求出答案．【详解】解：∵()()()()2545221111x x x x x ++-+-=，∵()41+x 的展开式的通项公式为41441rrr r rr T C x C x -+=⋅⋅=，()51x -的展开式的通项公式为()5151kkk k T C x -+=⋅-⋅，则展开式中含4x 的项需满足4r k +=，∴展开式中4x 的系数为()()20413454511C C C C ⋅-+⋅-()()342231454511C C C C +⋅-+⋅-()540451C C +⋅-54060201=-+-+-6=-，故选：A ．【点睛】本题主要考查二项展开式的通项公式的应用，考查计算能力与推理能力，属于中档题． 6.在三角形ABC 中，a ，b ，c 分别为角A ，B ，C 的对边，且满足22265b c a bc +=+，则sin 2B C +⎛⎫=⎪⎝⎭（ ）A.2C.5【答案】D 【分析】根据余弦定理结合题意得3cos 5A =，而sin cos 22B C A +⎛⎫= ⎪⎝⎭，再根据半角公式求解即可．【详解】解：∵22265bc a bc +=+，即22265a b c bc -=+，由余弦定理可得2222cos a b c bc A =+-， ∴62cos 5bc A bc =， ∴3cos 5A =，则02A π<<， ∵ABC π++=， ∴1cos 25sin cos 222B C A A ++⎛⎫===⎪⎝⎭， 故选：D ．【点睛】本题主要考查余弦定理的应用，考查半角公式的应用，属于基础题．7.函数()32x e f x x -=-的部分图像大致是（ ）A. B. C. D.【答案】A 【分析】根据指数函数的值域和绝对值的几何意义可知()302x e f x x -=>-，再结合导数求出函数在()2,+∞上的单调性，由此可得出答案．【详解】解：根据指数函数的值域和绝对值的几何意义可知()302x e f x x -=>-，则C 、D 错； 当2x >时，()32x x e f x --=，()()()23'32x f x x e x ---=， 由()'0f x >得3x >，由()'0f x <得23x <<，∴函数()f x 在()2,3上单调递减，在()3,+∞上单调递增，则A 对，B 错；故选：A ．【点睛】本题主要考查函数图象的识别，考查利用导数研究函数的单调性，属于中档题．8.已知函数()31663x x f x x x e e -=--+-，若211011f f a a ⎛⎫⎛⎫+≤ ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭，则a 的取值范围为（ ） A. (][),12,-∞-⋃+∞ B. ()1,2-C.()()1,00,1-UD.()[)1,12,-+∞U【答案】D 【分析】先判断函数的奇偶性，再求导研究函数的单调性，再结合奇偶性与单调性解不等式即可．【详解】解：∵()31663x x f x x x e e -=--+-，定义域为R ，∴()()31663x x f x x x e f x e --=+-+=-， ∴函数()f x 为奇函数，∵()21660x x f'x x e e -=---<-，∴函数()f x 在R 上单调递减，∵211011f f a a ⎛⎫⎛⎫+≤ ⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭ ∴21111f f a a ⎛⎫⎛⎫≤-⎪ ⎪+-⎝⎭⎝⎭，则21111f f a a ⎛⎫⎛⎫≤ ⎪ ⎪+⎝-⎝⎭⎭， ∴21111a a ≥+-， ∴()()2011a a a +-≥-， ∴()()20110a a a -≤⎧⎨+-<⎩或()()20110a a a -≥⎧⎨+->⎩，解得11a -<<，或2a ≥， 故选：D ．【点睛】本题主要考查利用函数的奇偶性与单调性解不等式，考查利用导数研究函数的单调性，考查分式不等式的解法，属于中档题． 9.已知等差数列{}n a 满足：11a =，4164a a +=，则1912222a a a⨯⨯⋅⋅⋅⨯=（ ）A. 382B. 192C. 162D. 762【分析】根据等差数列的性质和求和公式可得()()1194161219191922a a a a a a a ++++⋅⋅⋅+==，由此可求出答案． 【详解】解：∵等差数列{}n a 满足：11a =，4164a a +=，∴()()119416121919193822a a a a a a a ++++⋅⋅⋅+===，∴191219123822222a a a a a a ++⋅⋅⋅+⨯⨯⋅⋅⋅⨯==，故选：A ．【点睛】本题主要考查等差数列的性质的应用，考查等差数列的求和公式，属于基础题．10.已知椭圆()222210x y a b a b +=>>21y x =+相切，则a =（ ）A. 2D. 1【答案】D 【分析】由题意可得222b c e a a b c =⎪==⎨⎪⎪-=⎪⎩，解出即可．【详解】解：由题意有，以原点为圆心以椭圆短半轴长为半径的圆的方程为222x y b +=， 直线21y x =+的一般式为210x y -+=，又椭圆22221x y a b+=，∴222b c e a a b c =⎪==⎨⎪⎪-=⎪⎩，解得1a b c ⎧⎪=⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩，【点睛】本题主要考查椭圆的标准方程及其几何性质，考查直线与圆的位置关系，属于中档题．11.设()f x 为定义于[]1,1-上的偶函数，当[]0,1x ∈时，()12f x x =-，则方程()()22xf f x =的实数解的个数为（ ） A. 8 B. 6C. 4D. 2【答案】A 【分析】由题意可知，()()f f x 为偶函数，()[]0,1f x ∈，则()()()12f f x f x =-141,02134,12x x x x ⎧-≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩，画出函数()()f f x 和22x y =在[]0,1上的图象，结合图象即可得出结论．【详解】解：当[]0,1x ∈时，()112,0212121,12x x f x x x x ⎧-≤≤⎪⎪=-=⎨⎪-<≤⎪⎩，∴()[]0,1f x ∈，∴当[]0,1x ∈时，()()()12f f x f x =-()()11212,0211221,12x x x x ⎧--≤≤⎪⎪=⎨⎪--<≤⎪⎩141,02134,12x x x x ⎧-≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩114,041141,421334,24343,14x x x x x x x x ⎧-≤≤⎪⎪⎪-<≤⎪=⎨⎪-<≤⎪⎪⎪-<≤⎩，又()()()()f f x f f x -=，∴()()ff x 为偶函数，且22x y =为偶函数，画出函数()()f f x 和22x y =在[]0,1上的图象如图，由图可知，函数()()f f x 和22x y =的图象在[]0,1上有4个交点，∴由偶函数的性质可知，函数()()f f x 和22x y =的图象在[]1,0-上有4个交点，∴函数()()f f x 和22x y =的图象在[]1,1-上有8个交点，即方程()()22x f f x =的实数解的个数为8，故选：A ．【点睛】本题主要考查方程的根与函数的零点以及函数图象的交点之间的关系，考查转化与化归思想，考查分类讨论思想，考查数形结合思想，考查计算能力与推理能力，属于难题． 12.已知当[]0,1x ∈时，不等式()()22cos 11sin 0x x x x θθ--+->恒成立，则θ的取值范围为（ ）A. π5πππ1212k k θ+<<+（k 为任意整数） B. π5πππ66k k θ+<<+（k 为任意整数） C. π5π2π2π1212k k θ+<<+（k 为任意整数） D. π5π2π2π66k k θ+<<+（k 为任意整数） 【答案】C 【分析】可设不等式左边为()f x 并化简，求出()f x 的最小值，令其大于0，得到θ的取值范围即可．【详解】解：设()()22()cos 11sin f x x x x x θθ=--+-2(1sin cos )(2sin 1)sin x x θθθθ=++-++，①若1cos sin 0θθ++=，即3222k k θππππ=++或时，原不等式不恒成立； ②若1cos sin 0θθ++≠即3222k k θππππ≠++或时，()f x Q 在[0,1]的最小值为(0)f 或()1f 或2sin 1[]2(1cos sin )f θθθ+++，∴(0)0(1)02sin 1[]02(1cos sin )f f f θθθ⎧⎪>⎪⎪>⎨⎪+⎪>++⎪⎩， ∴sin 0cos 01sin 22θθθ⎧⎪>⎪>⎨⎪⎪>⎩，解得522()1212k k k Z πππθπ+<<+∈， 故选：C ．【点睛】本题主要考查不等式恒成立的问题，考查三角函数的性质，考查分类讨论思想，考查计算能力与转化能力，属于难题．二、填空题：本大题共4小题. 13.设数列{}n a 满足14a=，210a =，215n a a -=，3n ∀≥，则201920181ln ln 2a a -=______. 【答案】ln 5 【分析】由题意可得，(()21lnln 5n n a a -=，化简整理得112112ln ln ln ln ln 522n n n n a a a a ---⎛⎫⎛⎫---= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，令11ln ln 2n n n b a a +=-，可得()122ln5ln5n n b b ---=-，由此可得ln 5n b =，从而可求出答案．【详解】解：∵215n a a -=，3n ∀≥，∴当3n ≥时，(()21lnln 5n n a a -=，即2112ln ln ln 52ln 2n n na a a --+=+， ∴1212ln 2ln ln ln 52n n n a a a ---+=，∴112112ln ln ln ln ln 522n n n n a a a a ---⎛⎫⎛⎫---= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 令11ln ln 2n n n b a a +=-，则122ln 5n n b b ---=，且1211ln ln ln 52a b a =-=，∴()122ln5ln5n n b b ---=-，又1ln 50b -=， ∴ln 5n b =，即11lnln ln 52n n a a +-=， ∴201920181ln ln ln 52a a -=， 故答案为：ln 5．【点睛】本题主要考查数列递推公式的应用，考查推理能力与计算能力，考查转化与化归思想，属于中档题．14.设实数x ，y 满足02203x y x y x -≥⎧⎪++≥⎨⎪≤⎩，则22x y +的最大值为______.【答案】73 【分析】画出不等式组表示的可行域，利用目标函数的几何意义（到原点的距离的平方）转化求解即可． 【详解】解：不等式组的图象如图：22x y +的几何意义是可行域内的点和原点的距离的平方，显然A 到原点的距离最大，由2203x y x ++=⎧⎨=⎩，解得()3,8A -，则22xy +的最大值为：96473+=，故答案为：73．【点睛】本题主要考查线性规划的应用，利用目标函数的几何意义，通过数形结合是解决本题的关键，属于基础题．15.假设抛一枚质地均匀的色子，若抛出的点数为1、2或3，我们称为“小”，否则，若抛出的点数为4、5或6，则称为“大”.独立重复地抛这枚色子两次，已知两次都为“大”，则第1次抛出的点数为6的概率______. 【答案】13【分析】由题意可知，第1次抛出的点数为4、5或6，根据相互独立的事件的概率互不影响即可求出答案． 【详解】解：由题意可知，第1次抛出的点数为4、5或6， ∵独立重复地抛这枚色子两次，两次抛掷互不影响， ∴第1次抛出的点数为6的概率13p =， 故答案为：13． 【点睛】本题主要考查独立重复试验的应用，属于基础题． 16.已知定义于实数R 上的奇函数()f x 满足()'2f x >-，则不等式()()()2132ln 312f x x x x -<-+-的解集为______. 【答案】()0,1【分析】 设()()()()2132ln 312,0g x f x x x x x =----->，则()()()2132ln 312f x x x x -<-+-()0g x ⇔<，()()''14ln 46g x f x x x x =-+-+，令()4ln 46h x x x x =-+，则()'4ln h x x =，求导后可得()()12h x h ≥=，结合题意可得()'220g x >-+=，得函数()gx 在()0+∞，上单调递增，而()10g =，由此可求出解集． 【详解】解：设()()()()2132ln 312,0g x f x x x x x =----->，则()()()2132ln 312f x x x x -<-+-()0g x ⇔<，∵()()''14ln 46g x f x x x x =-+-+，令()4ln 46h x x x x =-+，则()'4ln h x x =，由()'0hx >得1x >，由()'0h x <得01x <<，∴当1x =时，函数()h x 取得极小值同时也是最小值()12h =，∵()'12fx ->-，()2h x ≥，∴()'220gx >-+=，∴函数()g x 在()0+∞，上单调递增， 又()()()()2111132ln13120gf =-----=， ∴由()0gx <得()()1g x g <，∴01x <<， 故答案为：()0,1．【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性，考查利用函数的单调性解不等式，考查计算能力与推理能力，属于难题．三、解答题：解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题，每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题，考生根据要求作答. （一）必考题：17.设ABC V 中，()cos cos cos 0C A A B +=，内角A 、B 、C 对应的对边长分别为a 、b 、c .（1）求角B 的大小； （2）若2248a c +=，求ABC V 面积S 的最大值，并求出S 取得最大值时b 的值.【答案】（1）π3B =（2）面积S 的最大值为b =【分析】（1）在三角形中，()cos cos cos cos sin sin C A B A B A B =-+=-+，结合条件可得π2sin sin 03A B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，由此可求出答案；（2）由2248a c +=可得2ac ≤，则11sin 222S ac B =≤⋅=，此时2a =，1c =，再由余弦定理即可求出答案．【详解】解：（1）∵()cos coscos cos sin sin C A B A B A B =-+=-+，∴()cos cos cos sin cos cos C A A B A B A B +=-π2sin sin 03A B ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭，∵sin 0A >，0πB <<，∴πsin 03B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，则π3B =； （2）因a ，0c >，2248a c +=，2244a c ac +≥，故2ac ≤，于是，11sin 22222S ac B =≤⋅⋅=，∴ABC V 面积S 的最大值为2， 且当S 取得最大值时，2ac =，2a c =，可得2a =，1c =，由余弦定理，2222cos 3b a c ac B =+-=，即得b =【点睛】本题主要考查余弦定理的应用，考查三角形的面积公式，考查重要不等式的应用，属于基础题． 18.如下为简化的计划生育模型：每个家庭允许生男孩最多一个，即某一胎若为男孩，则不能再生下一胎，而女孩可以多个.为方便起见，此处约定每个家庭最多可生育3个小孩，即若第一胎或前两胎为女孩，则继续生，但若第三胎还是女孩，则不能再生了.设每一胎生男生女等可能，且各次生育相互独立.依据每个家庭最多生育一个男孩的政策以及我们对生育女孩的约定，令X 为某一家庭所生的女孩数，Y 为此家庭所生的男孩数.（1）求X ，Y 的分布列，并比较它们数学期望的大小；（2）求概率()()PX D X >，其中()D X 为X 的方差.【答案】（1）分布列见解析：EX EY =（2）14【分析】 （1）易知X 的取值为0，1，2，3，Y 的取值为0，1，利用相互独立的事件的概率公式求出相应概率，由此可得分布列，再根据数学期望的计算公式求出期望，进而比较大小；（2）结合公式()()22)(D X E X EX =-求出方差，再根据互斥事件的概率加法公式即可求出结果． 【详解】解：（1）易知X 的取值为0，1，2，3，对应取值的概率为别为：()102P X ==，()211124P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭，()311228P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭，()311328P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭ 即得X 的分布列如下类似地，Y 的取值为0，1，对应取值的概率分别为：()()1038P Y P X ====，()()71108P Y P Y ==-==；得Y 的分布列如下：X0 1P18 78由X ，Y 的分布列可得它们的期望分别为：11117()012324888E X =⨯+⨯+⨯+⨯=，177()01888E Y =⨯+⨯=，因此()()E X E Y =；（2）()()22222221111771(012)32488864D XE X EX ⎛⎫=-=⨯+⨯+⨯+⨯-=⎪⎝⎭， 故()()()()71123644PX D X P X P X P X ⎛⎫>=>==+== ⎪⎝⎭． 【点睛】本题主要考查离散型随机变量的分布列及数学期望、方差，考查计算能力与推理能力，属于中档题． 19.如图，已知四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为边长为2的菱形，PA ⊥平面ABCD ，2PA =，60ABC ∠=︒，F 为棱PC 上一点，且:1:3PF FC =.（1）求证：BD AF ⊥；（2）求二面角A PD C--余弦值；（3）求三棱锥F APD -的体积V . 【答案】（1）证明见解析；（2）77（3）36【分析】（1）由PA ⊥平面ABCD 得PA BD ⊥，又底面ABCD 为菱形可得AC BD ⊥，则BD ⊥平面PAC ，从而BD AF ⊥；（2）设菱形ABCD 的对角线交点为O ，以O 为原点，分别以OC u u u r 、OD uuu r的方向为x ，y 轴建立空间直角坐标系，借助空间向量求出平面法向量的夹角，从而求出答案；（3）由图可知P ACD F ACD V V V --=-，由题意可知三棱锥P ACD -的高为3342PA =，由此可求出答案． 【详解】解：（1）因PA ⊥平面ABCD ，故PA BD ⊥， 又因底面ABCD 为菱形，故AC BD ⊥，又PA AC A =I，,PA AC ⊂平面PAC ，∴BD ⊥平面PAC ， 而AF⊂平面PAC ，∴BD AF ⊥；（2）设菱形ABCD 的对角线交点为O ，因AC BD ⊥，PA ⊥平面ABCD ，以O 为原点，分别以OC u u u r 、OD uuu r的方向为x ，y 轴建立如图所示的空间直角坐标系，则()1,0,0A-，()1,0,2P -，()3,0D ，()1,0,0C ，∴()0,0,2AP =u u u r，()3,0AD =u u u r ，()2,0,2PC =-u u u r，()3,0CD =-u u u r ，∴平面APD 和平面PCD 的一个法向量分别为()13,1,0r =-r，23,1,3r =u r，∴1212127cos ,27r r r r r r ⋅===⋅⨯r r r rr r ，由图可知二面角A PD C --的平面角为锐角， ∴二面角A PD C --7（3）由图可知，P ACD F ACD V V V --=-，因:1:3PF FC =，可知三棱锥P ACD -的高为3342PA =，∴1311232326ACD VS ⎛⎫=⨯⨯-==⎪⎝⎭△． 【点睛】本题主要考查线面垂直的判定与性质，考查二面角的求法，考查三棱锥的体积的求法，考查计算能力与推理能力，属于中档题．20.已知双曲线C ：()222210,0x y a b a b-=>>的离心率3e =，其左焦点1F到此双曲线渐近线的距离为（1）求双曲线C 的方程； （2）若过点()2,0D的直线l 交双曲线C 于AB 两点，且以AB 为直径的圆E 过原点O ，求圆E 的圆心到抛物线24x y =的准线的距离.【答案】（1）2218y x -=（21+1【分析】（1）由题意可得2223c e a a b c ⎧==⎪=+=⎪⎩，解出即可； （2）由题意设直线AB的方程为2x my =+，联立直线与椭圆的方程并消元，设()11,Ax y ，()22,B x y ，可得韦达定理的结论，又以AB 为直径的圆过原点O 得12120x x y y+=，代入可求得2=±m ，根据中点坐标公式求得圆E 的圆心的纵坐标，从而可求出答案．【详解】解：（1）由题意可得2223c e a a b c ⎧==⎪=+=⎪⎩， 解得13a b c =⎧⎪=⎨⎪=⎩，∴双曲线C 的方程为2218y x -=；（2）易知直线AB 与x 轴不重合，设直线AB 的方程为2x my =+，联立方程22182y x x my ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩，可得()228132240m y my -++=， 上述方程式的判别式()232830m ∆=+>，以及2810m -≠（否则直线l 不能与双曲线交两点）， 设()11,Ax y ，()22,B x y ，则1223281m y y m +=--，1222481y y m =-， 同时可得()()()2212121212284222481m x x my my m y y m y y m +=++=+++=--，以AB 为直径的圆过原点O ，知12120x x y y +=，结合2810m -≠，可知28424m +=，=m ， ∴圆E 的圆心即AB中点的纵坐标为12216281y y m m +=-=-， ∵抛物线24x y =的准线方程为1y =-，∴圆E 的圆心到抛物线24x y =的准线距离为1+1． 【点睛】本题主要考查椭圆的标准方程及其几何性质，考查直线与椭圆的位置关系，考查计算能力，考查转化与化归思想，属于中档题． 21.设函数()3ln aef x x b x=-+，0x >，其中e 为欧拉数，a ，b 为未知实数，且0a >.如果()0,e 和(),e ∞均为函数()f x 的单调区间.（1）求a ； （2）若函数()()3hx f x cx =+在()()0,,e e ⋃∞上有极值点，c 为实数，求c 的取值范围.【答案】（1）3a =（2）22,0,e e ⎛⎫⎛⎫-⋃∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【分析】（1）令()3ln 3ln ae aeg x xx x x=-=-，0x >，求导得函数()g x 在()0,∞上单调递增，设()0g x =的唯一根为0x ，则0x 满足003ln aex x =，由题设得0x e =， 由此可得答案； （2）由题意得存在()()00,,x e e ∈⋃∞，使得()0h x '=，再分类讨论结合一元二次方程根的分布即可求出答案．【详解】解：（1）令()3ln 3ln ae aeg x xx x x=-=-，0x >， ∴()23)0aeg x x x'=+>（因0a >，0x >）， ∴函数()gx 在()0,∞上单调递增，设()0gx =的唯一根为0x ，即0x 满足003ln ae x x =，（利用3ln x ，ae x的函数图象很容易确定） 于是，当()00,x x ∈时，()0g x <，而当()0,x x ∈∞时，()0g x >， 从而，当()00,x x ∈时，()3ln aef x x b x =-+， 当()0,x x ∈∞时，()3ln aef x x b x=-+， 可知，()00,x 为()f x 的单调递减区间，()0,∞x 为()f x 的单调递增区间，进而，由题设得0x e =， 因此，003ln 3x x a e==； （2）若函数()()3hx f x cx =+在()()0,,e e ⋃∞上有极值点，则易知存在()()00,,x e e ∈⋃∞，使得()0h x '=，注意到()()()22333,0,333,,e c x e x xh x e c x e x x ⎧--+∈⎪⎪=⎨⎪++∈'∞⎪⎩，①若23330e c x x --+=在()0,e 上有根，等价于20ey y c +-=在1,e ⎛⎫∞ ⎪⎝⎭上有解，由一元二次方程根的分布可得，只需满足2110e c e e⎛⎫+-< ⎪⎝⎭，解得2c e >； ②若23330e c x x ++=在(),e ∞上有根，等价于20ey y c ++=在10,e ⎛⎫⎪⎝⎭上有解， 由一元二次方程根的分布可得，只需满足0c <且2110e c e e⎛⎫++> ⎪⎝⎭，解得20c e -<<；综上，c 的取值范围为22,0,e e ⎛⎫⎛⎫-⋃∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭． 【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性，考查分类讨论思想，考查计算能力与推理能力，属于难题． （二）选考题：共10分.请考生在第22，23题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分.作答时请写清题号.[选修4-5：不等式选讲] 22.设()f x 为定义于()0,1上的函数，满足：（1）对任意()0,1x ∈，都有()0f x >；（2）对任意x ，()0,1y ∈，都有()()()()121f x f x f y f y -+≤-. 求证：()f x 在()0,1上的导数恒为零.【答案】证明见解析； 【分析】由题意可得，对任意x ，()0,1y ∈，都有()f x ，()1f x -，()f y ，()10f y ->， 由()()()()121f x f x f y f y -+≤-得()()()()()()1121f x f y f y f x f y f y -+-≤-，令1x y=-，可得()()()()()()221210f x f x f x f x +---≤，即()()()210f x f x --≤，则()()1f x f x =-，于是()()()()121f x f x f y f y -+≤-化为()()22f x f y ≤，即()()f x f y ≤，同理，亦有()()f y f x ≤，则()()f x f y =，由此得证．【详解】证明：要证明()f x 在()0,1上的导数恒为零，等价于证明()f x 在()0,1上恒为常数；因对任意()0,1x ∈，都有()0f x >，故对任意x ，()0,1y ∈，都有()f x ，()1f x -，()f y ，()10f y ->，对任意x ，()0,1y ∈，都有()()()()121f x f x f y f y -+≤-， 故有()()()()()()1121f x f y f y f x f y f y -+-≤-，因上式对于任意()0,1x ∈都成立，故令1x y =-，可得()()()()()()221210f x f x f x f x +---≤，即()()()210f x f x --≤，∴()()1f x f x =-，()0,1x ∀∈，于是，()()()()121f x f x f y f y -+≤-可化为()()22f x f y ≤，即()()f x f y ≤，x ∀，()0,1y ∈， 同理，亦有()()f y f x ≤，x ∀，()0,1y ∈， 因此，x ∀，()0,1y ∈，()()f x f y =，即得证()f x 在()0,1上恒为一个常数，∴()f x 在()0,1上的导数恒为零．【点睛】本题主要考查抽象函数的导数的应用，考查转化与化归思想，考查计算能力，属于难题． [选修2-2，推理与证明] 23.设数列{}n a 为非负实数列，且满足1220k k k a a a ++-+≥，11ki i a =≤∑，1k =，2，….求证：1220k k a a k +≤-<，1k =，2，….【答案】证明见解析； 【分析】先证10k k a a --≥，1k=，2，…，反证法，若存在某个01k ≥，使得001k k a a +<，则有从0k a 起，非负数列{}n a 单调递增，从而得出矛盾，得到假设不成立； 再证122kk a a k+-<，1k =，2，…，令10k k k b a a +=-≥，则1k k k a a b ++=，有题意可知1k k b b +≥，再由条件可得到123123k b b b kb ≥+++⋅⋅⋅+()()1122k k k k k b b +≥++⋅⋅⋅+=，由此即可证明． 【详解】证明：先证10k k a a --≥，1k=，2，…，21若存在某个01k ≥，使得001k k a a +<，则有000001122k k k k k a a a a a ++++≤-+<，即从0k a 起，非负数列{}n a 单调递增， ∴1kii a =∑将随着k 的增加而趋于正无穷，不可能永远小于等于1， 即与11k ii a =≤∑，1k =，2，…矛盾， 故10k k a a +-≥，1k=，2，…； 再证122k k a a k+-<，1k =，2，…， 令10k k k b a a +=-≥，1k =，2，…，则1k k k a a b ++=，由1220k k k a a a ++-+≥可知1k k b b +≥，1k=，2，…， 又因123411ki k i a a a a a a =≥=++++⋅⋅⋅+∑12342k b a a a a =++++⋅⋅⋅+12323k b b a a =+++⋅⋅⋅+123123k k b b b kb ka +=+++⋅⋅⋅++12323k b b b kb ≥+++⋅⋅⋅+，故有()()1231123122k k k k k b b b kb k b b +≥+++⋅⋅⋅+≥++⋅⋅⋅+=， ∴()2221k b k k k ≤<+，即证得122k k a a k +-<，1k =，2，…； 综上：1220k k a a k +≤-<，1k =，2，…． 【点睛】本题主要考查反证法证明不等式，考查数列的递推公式的应用，考查推理能力与计算能力，属于难题．。