江苏省扬州市宝应中学2017-2018学年高三上学期第一次月考数学试卷 Word版含解析
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2017-2018学年江苏省扬州市宝应中学高三(上)第一次月考数
学试卷
一、填空题:(本大题共14小题,每小题5分,共70分.)
1.已知集合A={1,4},B={0,1,a},A∪B={0,1,4},则a= .
2.若(其中表示复数z的共轭复数),则复数z的模为.
3.运行如图语句,则输出的结果T= .
4.已知向量=(1,2),=(﹣3,2),则(+)•= .
5.若直线l1:ax+2y+6=0与直线l2:x+(a﹣1)y+(a2﹣1)=0平行则实数a= .6.若“∃x∈R,使得ax2+ax+1≤0”为假,则实数a的取值范围为.
7.若m∈(0,3),则直线(m+2)x+(3﹣m)y﹣3=0与x轴、y轴围成的三角形的面积小于的概率为.
8.要得到函数y=cos2x的图象,需将函数y=sin(2x+)的图象向左至少平移
个单位.
9.直线2x﹣y+3=0与椭圆=1(a>b>0)的一个焦点和一个顶点的连线垂直,则该椭圆的离心率为.
10.已知函数y=x2+(a∈R)在x=1处的切线与直线2x﹣y+1=0平行,且此切线也是圆x2+y2+mx ﹣(3m+1)y=0的切线,则m= .
11.已知函数f(x)=x3+x2+(2a﹣1)x+a2﹣a+1若函数f(x)在(1,3]上存在唯一的极值点.则实数a的取值范围为.
12.若函数f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A,过点A的直线l
与f(x)的图象交于B、C两点,O为坐标原点,则(+)•= .
13.已知函数f(x)=﹣x2+(m﹣2)x+2﹣m,且y=|f(x)|在[﹣1,0]上为单调减函数,则实数m的取值范围为.
14.已知椭圆C1:=1(a>b>0)和圆C2:x2+y2=r2都过点P(﹣1,0),且椭圆C1
的离心率为,过点P作斜率为k1,k2的直线分别交椭圆C1,圆C2于点A,B,C,D(如图),k1=λk2,若直线BC恒过定点Q(1,0),则λ= .
二、解答题:(本大题共6小题,共90分.)
15.如图,在△ABC中,∠C=45°,D为BC中点,BC=2.记锐角∠ADB=α.且满足cosα=﹣.
(1)求cos∠CAD;
(2)求BC边上高的值.
16.已知圆C的一般方程为:x2+y2﹣2x+2y﹣2=0
(1)过点P(3,4)作圆C的切线,求切线方程;
(2)直线l在x,y轴上的截距相等,且l与圆C交于A,B两点,弦长|AB|=,求直线l的方程.
17.设p:函数的定义域为R,q:不等式,对一切正实数x恒成立,如果“p或q”为真,“p且q”为假,求实数a的取值范围.
18.为丰富农村业余文化生活,决定在A,B,N三个村子的中间地带建造文化中心.通过测量,发现三个村子分别位于矩形ABCD的两个顶点A,B和以边AB的中心M为圆心,以MC
长为半径的圆弧的中心N处,且AB=8km,BC=4km.经协商,文化服务中心拟建在与A,B 等距离的O处,并建造三条道路AO,BO,NO与各村通达.若道路建设成本AO,BO段为每公里a万元,NO段为每公里a万元,建设总费用为w万元.
(1)若三条道路建设的费用相同,求该文化中心离N村的距离;
(2)若建设总费用最少,求该文化中心离N村的距离.
19.已知A(﹣2,0),B(2,0),点C、D依次满足.
(1)求点D的轨迹;
(2)过点A作直线l交以A、B为焦点的椭圆于M、N两点,线段MN的中点到y轴的距离为
,且直线l与点D的轨迹相切,求该椭圆的方程;
(3)在(2)的条件下,设点Q的坐标为(1,0),是否存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PA,PB都相切,如存在,求出P点坐标及圆的方程,如不存在,请说明理由.
20.已知函数f(x)=x3﹣x﹣.
(I)求函数y=f(x)的零点的个数;
(Ⅱ)令g(x)=+lnx,若函数y=g(x)在(0,)内有极值,求实数a的取
值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意t∈(1,+∞),s∈(0,1),求证:g(t)﹣g(s)>e+2﹣.
2014-2015学年江苏省扬州市宝应中学高三(上)第一次
月考数学试卷
参考答案与试题解析
一、填空题:(本大题共14小题,每小题5分,共70分.)
1.已知集合A={1,4},B={0,1,a},A∪B={0, 1,4},则a= 4 .
考点:并集及其运算.
专题:集合.
分析:由已知中集合A={1,4},B={0,1,a},A∪B={0,1,4},可得:a∈A,再由集合元素的互异性,可得答案.
解答:解:∵集合A={1,4},B={0,1,a},A∪B={0,1,4},
∴a∈A,
即a=1,或a=4,
由集合元素的互异性可得:a=1不满足条件,
故a=4,
故答案为:4
点评:本题考查的知识点是集合的交集,并集,补集及其运算,难度不大,属于基础题.
2.若(其中表示复数z的共轭复数),则复数z的模为 3 .
考点:复数求模.
专题:计算题.
分析:先设z=a+bi,则=a﹣bi,由可得a2+b2,从而可求复数z的模
解答:解:设z=a+bi,则=a﹣bi
∵
∴(a+bi)(a﹣bi)=a2﹣b2i2=a2+b2=9
∴|z|==3
故答案为:3
点评:本题主要考查了复数基本概念;复数的模,共轭复数及复数的基本运算,属于基本试题
3.运行如图语句,则输出的结果T= 625 .
考点:伪代码.
专题:计算题;图表型.
分析:本题所给的是一个循环结构的算法语句,由图可以看出,此是一个求等差数列和的算法语句,由公式计算出T的值,即可得到答案.
解答:解:T=1,I=3,
第1次循环,T=1+3,I=5<50,符合循环条件,
第2次循环,T=1+3+5,I=7<50,符合循环条件,
…,
第23次循环,T=1+3+…+47,I=49<50,符合循环条件,
第24次循环,T=1+3+…+49,I=51>50,不符合循环条件,输出T,
∴T=1+3+…+49==625,
∴输出的结果T=625.
故答案为:625.
点评:本题考查了伪代码,即循环结构的算法语句,解题的关键是理解题设中语句的意义,从中得出算法,由算法求出输出的结果.属于基础题.
4.已知向量=(1,2),=(﹣3,2),则(+)•= 14 .
考点:平面向量数量积的运算;平面向量的坐标运算.
专题:平面向量及应用.
分析:由向量的坐标运算可得+=(﹣2,4),由数量积的坐标运算可得.
解答:解:∵=(1,2),=(﹣3,2),
∴+=(1,2)+(﹣3,2)=(﹣2,4),
∴(+)•=﹣2×(﹣3)+4×2=14
故答案为:14
点评:本题考查平面向量的数量积的坐标运算,属基础题.
5.若直线l1:ax+2y+6=0与直线l2:x+(a﹣1)y+(a2﹣1)=0平行则实数a= ﹣1 .
考点:直线的一般式方程与直线的平行关系.
专题:直线与圆.
分析:由直线的平行关系可得a的方程,解方程验证可得.
解答:解:∵直线l1:ax+2y+6=0与直线l2:x+(a﹣1)y+(a2﹣1)=0平行,
∴a(a﹣1)﹣2×1=0,解得a=﹣1或a=2,
经验证当a=2时,直线重合,a=﹣1符合题意,
故答案为:﹣1
点评:本题考查直线的一般式方程和直线的平行关系,属基础题.
6.若“∃x∈R,使得ax2+ax+1≤0”为假,则实数a的取值范围为[0,4).
考点:特称.
专题:函数的性质及应用;简易逻辑.
分析:“∃x∈R,使得ax2+ax+1≤0”为假,即ax2+ax+1>0恒成立,分当a=0时和当a≠0时两种情况分别讨论满足条件的a的取值,最后综合讨论结果,可得答案.
解答:解:∵“∃x∈R,使得ax2+ax+1≤0”为假,
∴ax2+ax+1>0恒成立,
当a=0时,1>0恒成立,满足条件,
当a≠0时,若ax2+ax+1>0恒成立,
则,
解得:a∈(0,4),
综上所述:a∈[0,4),
故答案为:[0,4)
点评:本题考查的知识点是特称,恒成立问题,其中正确理解“∃x∈R,使得ax2+ax+1≤0”为假的含义是ax2+ax+1>0恒成立,是解答的关键.
7.若m∈(0,3),则直线(m+2)x+(3﹣m)y﹣3=0与x轴、y轴围成的三角形的面积小
于的概率为.
考点:几何概型.
专题:概率与统计.
分析:由题意,分别令x,y=0可得截距,进而可得××<,解不等式可得m
的范围,由几何概型求出相等长的比值即可.
解答:解:∵m∈(0,3),∴m+2>0,3﹣m>0
令x=0,可解得y=,令y=0,可解得x=,
故可得三角形的面积为S=××,
由题意可得××<,即m2﹣m﹣2<0,
解得﹣1<m<2,结合m∈(0,3)可得m∈(0,2),
故m总的基本事件为长为3的线段,满足题意的基本事件为长为2的线段,
故可得所求概率为:
故答案为:
点评:本题考查几何概型的求解决,涉及直线的方程和一元二次不等式的解集,属中档题.
8.要得到函数y=cos2x的图象,需将函数y=sin(2x+)的图象向左至少平移个单位.
考点:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
专题:三角函数的图像与性质.
分析:由条件根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,可得结论.
解答:解:y=cos2x=sin(2x+),﹣=,把将函数y=sin(2x+)的图象向左至少平移个单位,
可得函数ysin[2(x+)+]=sin(2x+)=cos2x的图象,
故答案为:.
点评:本题主要考查诱导公式的应用,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,统一这两个三角函数的名称,是解题的关键,属于基础题.
9.直线2x﹣y+3=0与椭圆=1(a>b>0)的一个焦点和一个顶点的连线垂直,则该
椭圆的离心率为.
考点:椭圆的简单性质.
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:由题意得:K AB=﹣=﹣,从而b=,由a2=b2+c2得:的比值,进而求出e=的值.解答:解:画出草图,如图示:
,
由题意得:k AB=﹣=﹣,
∴b=,由a2=b2+c2得:=,
∴e==,
故答案为:.
点评:本题考查了椭圆的简单性质,考查直线的斜率问题,是一道基础题.
10.已知函数y=x2+(a∈R)在x=1处的切线与直线2x﹣y+1=0平行,且此切线也是圆x2+y2+mx
﹣(3m+1)y=0的切线,则m= .
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程.
专题:计算题;导数的概念及应用;直线与圆.
分析:求出函数的导数,求得切线的斜率,由两直线平行的条件可得a,求得切点,求出切线方程,求出圆的圆心和半径,应用直线与圆相切则d=r,由点到直线的距离公式,列出方程,解出m即可.
解答:解:∵函数y=x2+(a∈R)在x=1处的切线与直线2x﹣y+1=0平行,
∴f′(1)=2,
由于f′(x)=2x﹣,
即f′(1)=2﹣a=2,解得a=0,
函数y=x2,
则切点为(1,1),切线方程为:y﹣1=2(x﹣1),
即2x﹣y﹣1=0,
由于圆x2+y2+mx﹣(3m+1)y=0的圆心为(﹣,),半径为,
由直线与圆相切得,=,
化简,解得m=.
故答案为:.
点评:本题考查导数的应用:求切线方程,考查直线与圆相切的条件,考查运算能力,属于中档题.
11.已知函数f(x)=x3+x2+(2a﹣1)x+a2﹣a+1若函数f(x)在(1,3]上存在唯一的极值点.则实数a的取值范围为[﹣7,﹣1).
考点:利用导数研究函数的极值.
专题:计算题;导数的综合应用.
分析:求出函数的导数,由已知条件结合零点存在定理,可得f′(1)•f′(3)<0或f′(3)=0,解出不等式求并集即可.
解答:解:∵f(x)=x3+x2+(2a﹣1)x+a2﹣a+1,
∴f′(x)=x2+2x+2a﹣1,
∵函数f(x)在(1,3]上存在唯一的极值点,
∴f′(1)•f′(3)<0或f′(3)=0,
∴(1+2+2a﹣1)(9+6+2a﹣1)<0或9+6+2a﹣1=0,
即有(a+1)(a+7)<0或a=﹣7
解得﹣7≤a<﹣1.
故答案为:[﹣7,﹣1).
点评:本题考查导数的运用:求函数的极值,考查函数的零点存在定理,注意导数为0与函数的极值的关系,属于易错题,也是中档题.
12.若函数f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A,过点A的直线l
与f(x)的图象交于B、C两点,O为坐标原点,则(+)•= 32 .
考点:平面向量数量积的运算.
专题:平面向量及应用.
分析:根据“f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A”求出A点坐标,
设B(x1,y1),C(x2,y2),由正弦函数的对称性可知B,C 两点关于A对称即x1+x2=8,y1+y2=0,代入向量的数量积的坐标表示即可求解
解答:解:由f(x)=2sin(x+)=0,可得x+=kπ,
∴x=6k﹣2,k∈Z
∵2<x<10
∴x=4即A(4,0)
设B(x1,y1),C(x2,y2)
∵过点A的直线l与函数的图象交于B、C两点
∴B,C 两点关于A对称即x1+x2=8,y1+y2=0
∴(+)•=(x1+x2,y1+y2)•(4,0)=4(x1+x2)=32
故答案为:32.
点评:本题主要考查了向量的数量积的坐标表示,解题的关键正弦函数对称性质的应用.
13.已知函数f(x)=﹣x2+(m﹣2)x+2﹣m,且y=|f(x)|在[﹣1,0]上为单调减函数,则实数m的取值范围为m≤0或m≥2 .
考点:函数单调性的判断与证明.
专题:函数的性质及应用.
分析:通过讨论判别式△的范围,得到不等式组,解出即可.
解答:解:判别式△=m2﹣8m+12=(m﹣2)(m﹣6),
①当△≤0时,即2≤m≤6时,函数f(x)≤0恒成立,
∴|f(x)|=﹣f(x)=x2﹣(m﹣2)x+m﹣2,
对称轴方程为:x=,
∴当≥0即m≥2时符合题意(如图1),
此时2≤m≤6;
②当△>0时,即m<2或m>6时,
方程f(x)=0的两个实根为x=,
不妨设x1<x2,由题意及图象得x1≥0 或,
即m﹣2≥(如图2)或(如图3)
解得m≥2或m≤0,此时m≤0或m>6,
综上得m的取值范围是:m≤0或m≥2;
故答案为:m≤0或m≥2.
点评:本题考查了函数的单调性问题,考查了数形结合思想,分类讨论思想,是一道中档题.
14.已知椭圆C1:=1(a>b>0)和圆C2:x2+y2=r2都过点P(﹣1,0),且椭圆C1
的离心率为,过点P作斜率为k1,k2的直线分别交椭圆C1,圆C2于点A,B,C,D(如图),k1=λk2,若直线BC恒过定点Q(1,0),则λ= 2 .
考点:直线与圆锥曲线的关系.
专题:直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:根据k1=λk2,应该找到k1,k2的关系式,再结合直线分别与直线相交,交点为A,B,C,D,用k把相应的点的坐标表示出来(将直线代入椭圆的方程消去关于x的一元二次方程,借助于韦达定理将A,B,C,D表示出来),再想办法把Q点坐标表示出来,再利用B,C,Q 三点共线构造出关于k1,k2的方程,化简即可.
解答:解:
设A(x A,y A)、B(x B,y B)、C(x C,y C)、D(x D,y D),
由得:,
∵x P=﹣1,∴,则点A的坐标为:
由得:,
∵x P=﹣1,∴,则点B的坐标为:
同理可得:,
根据B、C、Q三点共线,,结合Q(1,0)
所以=λ()
化简得λ=2
故答案为:2.
点评:本题的计算量较大,关键是如何找到k1,k2间的关系表示出来,最终得到λ的值.
二、解答题:(本大题共6小题,共90分.)
15.如图,在△ABC中,∠C=45°,D为BC中点,BC=2.记锐角∠ADB=α.且满足cosα=﹣.
(1)求cos∠CAD;
(2)求BC边上高的值.
考点:解三角形的实际应用.
专题:应用题;解三角形.
分析:(1)由二倍角公式cos2α=2cos2α﹣1,可求cosα,根据∠CAD=α﹣45°,即可求cos∠CAD;
(2)由(1)得,sin∠CAD=sin(α﹣45°)sinαcos45°﹣sin45°cosα=,再由正弦定理,可求AD,从而可由h=ADsin∠ADB求解.
解答:解:(1)∵cos2α=2cos2α﹣1,∴cos2α=,
∵α∈(0°,45°),∴cosα=,
∴,
∵∠CAD=α﹣45°,∴=.
(2)由(1)得,sin∠CAD=sin(α﹣45°)=sinαcos45°﹣sin45°cosα=,
在△ACD中,由正弦定理得:,
∴AD===5,
∴高h=ADsin∠ADB==4.
点评:本题主要考查了同角平方关系、和差角公式及正弦定理在求解三角形中的应用,解题的关键是熟练应用基本公式.
16.已知圆C的一般方程为:x2+y2﹣2x+2y﹣2=0
(1)过点P(3,4)作圆C的切线,求切线方程;
(2)直线l在x,y轴上的截距相等,且l与圆C交于A,B两点,弦长|AB|=,求直线l的方程.
考点:圆的切线方程;直线与圆的位置关系.
专题:直线与圆.
分析:(1)把圆C的一般方程化成标准方程,分当斜率k不存在时和当斜率k存在时两种情况,分别根据圆心到直线的距离等于半径,求出圆的方程,综合可得结论.
(2)由题意可得,弦心距d=1,再分直线经过原点和直线不经过原点两种情况,利用点到直线的距离公式求得截距a的值,可得直线l的方程.
解答:解:(1)圆C的一般方程为:x2+y2﹣2x+2y﹣2=0化成标准方程为:(x﹣1)2+(y+1)2=4.
当斜率k不存在时,圆的切线的方程为x=3.
当斜率k存在时,设切线的方程为:y﹣4=k(x﹣3),化成一般式为kx﹣y+4﹣3k=0,
圆心(1,﹣1)到直线kx﹣y+4﹣3k=0的距离为d==r=2,解得,.
所以直线l的方程为:21x﹣20y+17=0.
综上得:直线l的方程为:x=3或21x﹣20y+17=0.
(2)当直线过原点时,设直线的方程为:y=kx,化成一般式为:kx﹣y=0.
∵弦长|AB|=,所以圆心(1,﹣1)到kx﹣y=0的距离d=1,则,
解得k=0,所以直线方程为:y=0(舍去).
当直线不过原点时,设直线的方程为:,化成一般式为:x+y﹣a=0,
所以,,解得:,所以直线l方程为:.
综上得:直线l的方程为:.
点评:本题主要考查直线和圆相切的性质,点到直线的距离公式的应用,体现了转化、分类讨论的数学思想,属于基础题.
17.设p:函数的定义域为R,q:不等式,对一切正实数x恒成立,如果“p或q”为真,“p且q”为假,求实数a的取值范围.
考点:的真假判断与应用.
专题:综合题.
分析:由已知中p:函数的定义域为R,q:不等式
,对一切正实数x恒成立,我们可以求出p与q为真或假时,实数a的取值范围,又由“p或q”为真,“p且q”为假,构造关于a的不等式组,解不等式组即可得到实数a的取值范围.
解答:解:p为真⇔在R上恒成立.
当a=0时,x<0,解集不为R
∴a≠0∴得a>2
∴P真⇔a>2(4分)
=
对一切正实数x均成立
∵x>0∴∴∴
∴q真⇔a≥1(8分)
∵p,q一真一假
∴或(10分)
∴a∈[1,2](12分)
点评:本题考查的知识点是的真假判断与应用,其中根据已知条件,求出p与q为真或假时,实数a的取值范围,是解答本题的关键.
18.为丰富农村业余文化生活,决定在A,B,N三个村子的中间地带建造文化中心.通过测量,发现三个村子分别位于矩形ABCD的两个顶点A,B和以边AB的中心M为圆心,以MC
长为半径的圆弧的中心N处,且AB=8km,BC=4km.经协商,文化服务中心拟建在与A,B 等距离的O处,并建造三条道路AO,BO,NO与各村通达.若道路建设成本AO,BO段为每公里a万元,NO段为每公里a万元,建设总费用为w万元.
(1)若三条道路建设的费用相同,求该文化中心离N村的距离;
(2)若建设总费用最少,求该文化中心离N村的距离.
考点:函数模型的选择与应用.
专题:应用题;函数思想;函数的性质及应用.
分析:(1)设∠AOB=θ,三条道路建设的费用相同,则
,利用三角变换求解.
(2)总费用,即
,求导判断极值点,令
,再转换为三角变换求值解决.解答:解:(1)不妨设∠AOB=θ,依题意得,
且,由,
若三条道路建设的费用相同,则
所以,所以.
由二倍角的正切公式得,
即,
答:该文化中心离N村的距离为.
(2)总费用
即,
令
当,
所以当有最小值,
这时,
答:该文化中心离N村的距离为.
点评:本题综合考查了函数的性质在实际问题中的应用,转换为三角函数最值求解.19.已知A(﹣2,0),B(2,0),点C、D依次满足.
(1)求点D的轨迹;
(2)过点A作直线l交以A、B为焦点的椭圆于M、N两点,线段MN的中点到y轴的距离为
,且直线l与点D的轨迹相切,求该椭圆的方程;
(3)在(2)的条件下,设点Q的坐标为(1,0),是否存在椭圆上的点P及以Q为圆心的一个圆,使得该圆与直线PA,PB都相切,如存在,求出P点坐标及圆的方程,如不存在,请说明理由.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题;圆锥曲线的轨迹问题.
专题:综合题;圆锥曲线中的最值与范围问题.
分析:(1)设C(x0,y0),D(x,y),由可得C、D两点坐标关系①,由||=2可得②,由①②消掉x0,y0即得所求轨迹方程,进而得其轨迹;
(2)设直线l的方程为y=k(x+2)椭圆的方程,由l与圆相切
可得k2值,联立直线方程与椭圆方程消掉y并代入k2值,可用a表示出由中点坐标公式及MN的中点到y轴的距离为可得a的方程,解出即可;
(3)假设存在椭圆上的一点P(x0,y0),使得直线PA,PB与以Q为圆心的圆相切,易知点Q到直线PA,PB的距离相等,根据点到直线的距离公式可得一方程,再由点P在椭圆上得一方程联立可解得点P,进而得到圆的半径;
解答:解:(1)设.
=(x+2,y),则,
.
所以,点D的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆.
(2)设直线l的方程为y=k(x+2).①
椭圆的方程;②
由l与圆相切得:.
将①代入②得:(a2k2+a2﹣4)x2+4a2k2x+4a2k2﹣a4+4a2=0,
又,可得,
有,
∴,解得a2=8.
∴.
(3)假设存在椭圆上的一点P(x0,y0),使得直线PA,PB与以Q为圆心的圆相切,
则Q到直线PA,PB的距离相等,
A(﹣2,0),B(2,0),PA:(x0+2)y﹣y0x﹣2y0,PB:(x0﹣2)y﹣y0x+2y0=0,
==d2,
化简整理得:,
∵点P在椭圆上,∴,
解得:x0=2或x0=8(舍)
x 0=2时,,r=1,
∴椭圆上存在点P,其坐标为(2,)或(2,﹣),使得直线PA,PB与以Q为圆心的圆(x﹣1)2+y2=1相切.
点评:本题考查直线方程、圆的方程、椭圆方程及其位置关系,考查学生分析解决问题的能力,综合性强,能力要求较高.
20.已知函数f(x)=x3﹣x﹣.
(I)求函数y=f(x)的零点的个数;
(Ⅱ)令g(x)=+lnx,若函数y=g(x)在(0,)内有极值,求实数a的取
值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意t∈(1,+∞),s∈(0,1),求证:g(t)﹣g(s)>e+2﹣.
考点:导数在最大值、最小值问题中的应用.
专题:综合题;导数的综合应用.
分析:(Ⅰ)易知x=0是y=f(x)的零点,从而x>0时,f(x)=x(x2﹣1﹣),设φ(x)=,利用导数及零点判定定理可求函数零点个数;
(Ⅱ)化简得g(x)=lnx+,其定义域是(0,1)∪(1,+∞),求导得g'(x)
=,令h(x)=x2﹣(2+a)x+1,则问题转化为h(x)=0有两个不同的根x1,x2,从而△=(2+a)2﹣4>0,且一根在(0,)内,不妨设0<x1<,再由x1x2=1,得0<x1<<e<x2,根据零点判定定理可知只需h()<0,由此可求a的范围;
(Ⅲ)由(Ⅱ)可求y=g(x)在(1,+∞)内的最小值为g(x2),y=g(x)在(0,1)内的最大值为g(x1),由(Ⅱ)同时可知x1+x2=2+a,x1x2=1,,x2∈(e,+
∞),故g(t)﹣g(s)≥g(x2)﹣g(x1)=lnx2+﹣
==(x2>e),令k(x)=lnx2+x
﹣=2lnx+x﹣,利用导数可判断k(x)在(e,+∞)内单调递增,从而有k(x)>k(e),
整理可得结论;
解答:解:(Ⅰ)∵f(0)=0,∴x=0是y=f(x)的一个零点,
当x>0时,f(x)=x(x2﹣1﹣),设φ(x)=,
φ'(x)=2x+>0,∴φ(x)在(0,+∞)上单调递增.
又φ(1)=﹣1<0,φ(2)=3﹣>0,
故φ(x)在(1,2)内有唯一零点,
因此y=f(x)在(0,+∞)内有且仅有2个零点;
(Ⅱ)g(x)=+lnx=+lnx=lnx+,
其定义域是(0,1)∪(1,+∞),
则g'(x)===,
设h(x)=x2﹣(2+a)x+1,要使函数y=g(x)在(0,)内有极值,则h(x)=0有两个不同的根x1,x2,
∴△=(2+a)2﹣4>0,得a>0或a<﹣4,且一根在(0,)内,不妨设0<x1<,
又x1x2=1,∴0<x1<<e<x2,
由于h(0)=1,则只需h()<0,即+1<0,
解得a>e+﹣2;
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当x∈(1,x2)时,g'(x)<0,g(x)递减,x∈(x2,+∞)时,g'(x)>0,g(x)递增,
故y=g(x)在(1,+∞)内的最小值为g(x2),即t∈(1,+∞)时,g(t)≥g(x2),
又当x∈(0,x1)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,x∈(x1,1)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
故y=g(x)在(0,1)内的最大值为g(x1),即对任意s∈(0,1),g(s)≤g(x1),
由(Ⅱ)可知x1+x2=2+a,x1x2=1,,x2∈(e,+∞),
因此,g(t)﹣g(s)≥g(x2)﹣g(x1)=lnx2+﹣
==(x2>e),
设k(x)=lnx2+x﹣=2lnx+x﹣,k'(x)=+1+>0,
∴k(x)在(e,+∞)内单调递增,
故k(x)>k(e)=2+e﹣,即g(t)﹣g(s)>e+2﹣.
点评:本题考查利用导数研究函数的零点、极值、最值,考查转化思想,考查学生综合运用数学知识分析解决问题的能力,综合性强,能力要求比较高.。