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2016-2017学年江西省抚州市临川一中高二(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.下调查方式中,不合适的是( )
A.浙江卫视“奔跑吧兄弟”综艺节目的收视率,采用抽查的方式
B.了解某渔场中青鱼的平均重量,采用抽查的方式
C.了解iphone6s手机的使用寿命,采用普查的方式
D.了解一批汽车的刹车性能,采用普查的方式
2.若集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|﹣2<x<a},则“A∩B≠∅”的充要条件是( )
A.a>3 B.a>﹣1 C.a≥﹣1 D.a≥3
3.椭圆5x2﹣ky2=5的一个焦点是(0,2),那么k等于( )
A.﹣1 B.1 C. D.
4.若曲线f(x)=ax2+x+lnx在点(1,f(1))处的切线与y=x﹣1平行,则a=( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
5.“a≠1或b≠3”是“a•b≠3”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要
6.下列说法正确的是( )
A.a∈R,“<1”是“a>1”的必要不充分条件
B.“p∨q为真命题”的必要不充分条件是“p∧q为真命题”
C.命题“∃x∈R,使得x2+2x+3<0”的否定是:“∀x∈R,x2+2x+3>0”
D.命题p:“∀x∈R,sinx+cosx≤”,则¬p是真命题
7.已知函数f(x)=x﹣2sinx,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
8.如图是函数y=f(x)的导函数f′(x)的图象,则下面判断正确的是( )
A.在区间(﹣2,1)上f(x)是增函数 B.当x=4时,f(x)取极大值
C.在(1,3)上f(x)是减函数 D.在(4,5)上f(x)是增函数
9.点M(1,1)到抛物线y=ax2准线的距离为3,则a的值为( )
A. B.8 C. D.或﹣16
10.已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0),直线x=a与双曲线C的渐近线在第一象限的交点为A,O为坐标原.若△OAF的面积为a2,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
11.过双曲线x2﹣=1的右支上一点P,分别向圆C1:(x+4)2+y2=4和圆C2:(x﹣4)2+y2=1作切线,切点分别为M,N,则|PM|2﹣|PN|2的最小值为( )
A.10 B.13 C.16 D.19
12.设奇函数f(x)在R上存在导数f′(x),且在(0,+∞)上f′(x)<x2,若f(1﹣m)﹣f(m)≥,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
二.填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.某高中计划从全校学生中按年级采用分层抽样方法抽取20名学生进行心理测试,其中高三有学生900人,已知高一与高二共抽取了14人,则全校学生的人数为 .
14.设p:|4x﹣3|≤1;q:(x﹣a)(x﹣a﹣1)≤0,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
15.已知f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程是 .
16.已知点P为双曲线﹣=1(a>0,b>0)右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左右焦点,且|F1F2|=,I为△PF1F2的内心,若λS=λS+S成立,则λ的值为 .
三.解答题:本大题共6小题、共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知函数f(x)=﹣(x﹣2m)(x+m+3)(其中m<﹣1),g(x)=2x﹣2.
(1)若命题“log2g(x)<1”是真命题,求x的取值范围;
(2)设命题p:∀x∈(1,+∞),f(x)<0或g(x)<0;,若P是真命题,求m的取值范围.
18.已知动点P到点A(﹣2,0)与点B(2,0)的斜率之积为﹣,点P的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若点Q为曲线C上的一点,直线AQ,BQ与直线x=4分别交于M、N两点,直线BM与椭圆的交点为D.求线段MN长度的最小值.
19.已知函数f(x)=(x﹣k)ex(k∈R).
(1)求f(x)的单调区间和极值;
(2)求f(x)在x∈[1,2]上的最小值;
(3)设g(x)=f(x)+f′(x),若对及∀x∈[0,1]有g(x)≥λ恒成立,求实数λ的取值范围.
20.一家公司计划生产某种小型产品的月固定成本为1万元,每生产1万件需要再投入2万元.设该公司一个月内生产该小型产品x万件并全部销售完,每万件的销售收入为4﹣x万元,且每万件国家给予补助万元.(e为自然对数的底数,e是一个常数.)
(Ⅰ)写出月利润f(x)(万元)关于月产量x(万件)的函数解析式;
(Ⅱ)当月生产量在万件时,求该公司在生产这种小型产品中所获得的月利润最大值(万元)及此时的月生产量值(万件).(注:月利润=月销售收入+月国家补助﹣月总成本).
21.如图,已知椭圆C: +=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线l1:x=﹣和右准线l2:x=分别与x轴相交于A、B两点,且F1、F2恰好为线段AB的三等分点.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)过点D(﹣,0)作直线l与椭圆相交于P、Q两点,且满足=2,当△OPQ的面积最大时(O为坐标原点),求椭圆C的标准方程.
22.已知函数.
(1)当a=1时,求函数f(x)在[1,e]上的最小值和最大值;
(2)当a≤0时,讨论函数f(x)的单调性;
(3)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有恒成立,若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由.
2016-2017学年江西省抚州市临川一中高二(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.下调查方式中,不合适的是( )
A.浙江卫视“奔跑吧兄弟”综艺节目的收视率,采用抽查的方式
B.了解某渔场中青鱼的平均重量,采用抽查的方式
C.了解iphone6s手机的使用寿命,采用普查的方式
D.了解一批汽车的刹车性能,采用普查的方式
【考点】收集数据的方法.
【分析】根据普查得到的调查结果比较准确,但所费人力、物力和时间较多,而抽样调查得到的调查结果比较近似解答.
【解答】解:浙江卫视“奔跑吧兄弟”综艺节目的收视率,采用抽查的方式合适,A不合题意;
了解某渔场中青鱼的平均重量,采用抽查的方式合适,B不合题意;
了解iPhone6s手机的使用寿命,采用普查的方式不合适,C符合题意;
了解一批汽车的刹车性能,采用普查的方式合适,D不合题意,
故选:C.
2.若集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|﹣2<x<a},则“A∩B≠∅”的充要条件是( )
A.a>3 B.a>﹣1 C.a≥﹣1 D.a≥3
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】解出关于集合A的不等式,根据A∩B≠∅”求出a的范围即可.
【解答】解:A={x|x2﹣2x﹣3<0}={x|﹣1<x<3},
B={x|﹣2<x<a},
若“A∩B≠∅”,则a>﹣1,
故选:B.
3.椭圆5x2﹣ky2=5的一个焦点是(0,2),那么k等于( )
A.﹣1 B.1 C. D.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】把椭圆5x2﹣ky2=5化为标准方程x2=1,则c2=﹣﹣1=4,解得k,再进行判定即可.
【解答】解:椭圆5x2﹣ky2=5化为标准方程x2=1,则c2=﹣﹣1=4,解得k=﹣1,
故选:A.
4.若曲线f(x)=ax2+x+lnx在点(1,f(1))处的切线与y=x﹣1平行,则a=( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】求得f(x)的导数,可得x=1处切线的斜率,由两直线平行的条件:斜率相等,解方程即可得到所求值.
【解答】解:f(x)=ax2+x+lnx的导数为f′(x)=2ax++,
曲线f(x)=ax2+x+lnx在点(1,f(1))处的切线斜率为k=2a++1=2a+,
由切线与y=x﹣1平行,可得2a+=,
解得a=1.
故选:C.
5.“a≠1或b≠3”是“a•b≠3”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】根据互为逆否命题的真假一致,将判断“a≠1或b≠3”是“a•b≠3”成立的什么条件转换为判断a•b=3是a=1且b=3成立的什么条件.
【解答】解:由题意得:
∵命题若a≠1或b≠3则a•b≠3与命题若a•b=3则a=1且b=3互为逆否命题,
因为当a=,b=6有a•b=3,
所以“命题若a•b=3则a=1且b=3”显然是假命题,
所以命题若a≠1或b≠,3则a•b≠3是假命题,
所以a≠1或b≠3推不出a•b≠3,不是充分条件;
“若a=1且b=3则a•b=3”是真命题,
∴命题若a•b≠3则≠1或b≠3是真命题,
∴a•b≠3⇒a≠1或b≠3,是必要条件,
“a≠1或b≠3”是“a•b≠3”的必要不充分条件.
故选:B.
6.下列说法正确的是( )
A.a∈R,“<1”是“a>1”的必要不充分条件
B.“p∨q为真命题”的必要不充分条件是“p∧q为真命题”
C.命题“∃x∈R,使得x2+2x+3<0”的否定是:“∀x∈R,x2+2x+3>0”
D.命题p:“∀x∈R,sinx+cosx≤”,则¬p是真命题
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】根据充要条件的定义,可判断A,B;写出原命题的否定,可判断C;判断原命题的真假,可判断D.
【解答】解:“<1”⇔“a>1或a<0”,故“<1”是“a>1”的必要不充分条件,即A正确;
“p∧q为真命题”是“p∨q为真命题”的充分不必要条件,故B错误;
命题“∃x∈R,使得x2+2x+3<0”的否定是:“∀x∈R,x2+2x+3≥0”,故C错误;
命题p:“∀x∈R,sinx+cosx≤”是真命题,则¬p是假命题,故D错误;
故选:A.
7.已知函数f(x)=x﹣2sinx,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】求出函数f(x)的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,从而求出函数值的大小即可.
【解答】解:f(x)=x﹣2sinx,f′(x)=1﹣2cosx,
令f′(x)>0,解得:2kπ﹣<x<2kπ﹣,
令f′(x)<0,解得:2kπ﹣<x<2kπ+,
故f(x)在(﹣,)递减,
而﹣<﹣1<﹣<3log1.2<,
故f(﹣1)>f(﹣)>f(log31.2),
故选:D.
8.如图是函数y=f(x)的导函数f′(x)的图象,则下面判断正确的是( )
A.在区间(﹣2,1)上f(x)是增函数 B.当x=4时,f(x)取极大值
C.在(1,3)上f(x)是减函数 D.在(4,5)上f(x)是增函数
【考点】函数的单调性与导数的关系.
【分析】利用导函数值的符号判断函数的单调性,推出选项即可.
【解答】解:由题意可知导函数在x∈(4,5),导函数为正,f(x)是增函数.
故选:D.
9.点M(1,1)到抛物线y=ax2准线的距离为3,则a的值为( )
A. B.8 C. D.或﹣16
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】求出抛物线的准线方程,利用点到直线的距离公式求解即可.
【解答】解:抛物线y=ax2化为:x2=y,它的准线方程为:y=﹣,
点M(1,1)到抛物线y=ax2准线的距离为3,
可得|1+|=3,解得a=或﹣.
故选:C.
10.已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点为F(c,0),直线x=a与双曲线C的渐近线在第一象限的交点为A,O为坐标原.若△OAF的面积为a2,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】利用△OAF的面积为a2,建立方程,即可求出双曲线C的离心率.
【解答】解:由题意,A(a,b),
∵△OAF的面积为a2,
∴bc=a2,
∴2c2﹣3bc﹣2b2=0,
∴c=2b或c=﹣b(舍去),
∴a==b,
∴e==.
故选:A.
11.过双曲线x2﹣=1的右支上一点P,分别向圆C1:(x+4)2+y2=4和圆C2:(x﹣4)2+y2=1作切线,切点分别为M,N,则|PM|2﹣|PN|2的最小值为( )
A.10 B.13 C.16 D.19
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求得两圆的圆心和半径,设双曲线x2﹣=1的左右焦点为F1(﹣4,0),F2(4,0),连接PF1,PF2,F1M,F2N,运用勾股定理和双曲线的定义,结合三点共线时,距离之和取得最小值,计算即可得到所求值.
【解答】解:圆C1:(x+4)2+y2=4的圆心为(﹣4,0),半径为r1=2;
圆C2:(x﹣4)2+y2=1的圆心为(4,0),半径为r2=1,
设双曲线x2﹣=1的左右焦点为F1(﹣4,0),F2(4,0),
连接PF1,PF2,F1M,F2N,可得
|PM|2﹣|PN|2=(|PF1|2﹣r12)﹣(|PF2|2﹣r22)
=(|PF1|2﹣4)﹣(|PF2|2﹣1)
=|PF1|2﹣|PF2|2﹣3=(|PF1|﹣|PF2|)(|PF1|+|PF2|)﹣3
=2a(|PF1|+|PF2|﹣3=2(|PF1|+|PF2|)﹣3≥2•2c﹣3=2•8﹣3=13.
当且仅当P为右顶点时,取得等号,
即最小值13.
故选B.
12.设奇函数f(x)在R上存在导数f′(x),且在(0,+∞)上f′(x)<x2,若f(1﹣m)﹣f(m)≥,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】构造辅助函数,由f(x)是奇函数,g(﹣x)+g(x)=0,可知g(x)是奇函数,求导判断g(x)的单调性,,即g(1﹣m)≥g(m),解得m的取值范围.
【解答】解:令,
∵,
∴函数g(x)为奇函数,
∵x∈(0,+∞)时,
g′(x)=f′(x)﹣x2<0,
函数g(x)在x∈(0,+∞)为减函数,
又由题可知,f(0)=0,g(0)=0,
所以函数g(x)在R上为减函数,
,即g(1﹣m)≥g(m),
∴1﹣m≤m,
∴.
故选B.
二.填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.某高中计划从全校学生中按年级采用分层抽样方法抽取20名学生进行心理测试,其中高三有学生900人,已知高一与高二共抽取了14人,则全校学生的人数为 3000 .
【考点】分层抽样方法.
【分析】设全校学生的人数为n和要抽取的样本容量,即可求出答案.
【解答】解:设全校学生的人数为n,
则,
解得n=3000,
故答案为:3000.
14.设p:|4x﹣3|≤1;q:(x﹣a)(x﹣a﹣1)≤0,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】解绝对值不等式|4x﹣3|≤1,我们可以求出满足命题p的x的取值范围,解二次不等式(x﹣a)(x﹣a﹣1)≤0,我们可求出满足命题q的x的取值范围,根据p是q的充分不必要条件,结合充要条件的定义,我们可以构造关于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:命题p:|4x﹣3|≤1,即≤x≤1
命题q:(x﹣a)(x﹣a﹣1)≤0,即a≤x≤a+1
∵p是q的充分不必要条件,
∴
解得0≤a≤
故答案为:
15.已知f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程是 2x+y+1=0 .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】由偶函数的定义,可得f(﹣x)=f(x),即有x>0时,f(x)=lnx﹣3x,求出导数,求得切线的斜率,由点斜式方程可得切线的方程.
【解答】解:f(x)为偶函数,可得f(﹣x)=f(x),
当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,即有
x>0时,f(x)=lnx﹣3x,f′(x)=﹣3,
可得f(1)=ln1﹣3=﹣3,f′(1)=1﹣3=﹣2,
则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程为y﹣(﹣3)=﹣2(x﹣1),
即为2x+y+1=0.
故答案为:2x+y+1=0.
16.已知点P为双曲线﹣=1(a>0,b>0)右支上一点,F1,F2分别为双曲线的左右焦点,且|F1F2|=,I为△PF1F2的内心,若λS=λS+S成立,则λ的值为 ﹣1 .
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】设F1(﹣c,0),F2(c,0),三角形PF1F2的内切圆的半径为r,运用双曲线的a,b,c的关系和离心率公式可得e=1+,运用双曲线的定义和三角形的面积公式,化简整理可得λ==,即可得到所求值.
【解答】解:设F1(﹣c,0),F2(c,0),三角形PF1F2的内切圆的半径为r,
由,即为2ac=b2=c2﹣a2,
由e=,可得e2﹣2e﹣1=0,
解得e=1+(1﹣舍去),
由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,
由,可得
r|PF1|=r|PF2|+λr|F1F2|,
即为|PF1|﹣|PF2|=λ|F1F2|,
即有2a=2λc,
即λ===﹣1.
故答案为:﹣1.
三.解答题:本大题共6小题、共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知函数f(x)=﹣(x﹣2m)(x+m+3)(其中m<﹣1),g(x)=2x﹣2.
(1)若命题“log2g(x)<1”是真命题,求x的取值范围;
(2)设命题p:∀x∈(1,+∞),f(x)<0或g(x)<0;,若P是真命题,求m的取值范围.
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】(I)由于命题“log2g(x)≥1”是假命题,由log2g(x)≥1解出,进而得出;
(II)由于当x>1时,g(x)>0,要p是真命题,可得f(x)<0在(1,+∞)恒成立,可得m的取值范围
【解答】解:∵命题“log2g(x)<1”是真命题,即,
∴0<2x﹣2<2,解得1<x<2,∴x的取值范围是(1,2);
(2)∵p是真命题,
当x>1时,g(x)=2x﹣2>0,要使p是真命题,必须f(x)<0
∵m<﹣1,∴2m<﹣m﹣3,∴f(x)<0⇒x<2m或x>﹣m﹣3
∴﹣m﹣3≤1,解得﹣1>m≥﹣4
m的取值范围:﹣4≤m<﹣1.
18.已知动点P到点A(﹣2,0)与点B(2,0)的斜率之积为﹣,点P的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)若点Q为曲线C上的一点,直线AQ,BQ与直线x=4分别交于M、N两点,直线BM与椭圆的交点为D.求线段MN长度的最小值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(I)设P(x,y),由题意知利用斜率计算公式即可得到,化简即可;
(2)思路一:满足题意的直线AQ的斜率显然存在且不为零,设其方程为y=k(x+2),由(Ⅰ)知,所以,设直线QB方程为(x﹣2),分别求出点M,N的坐标,再利用两点间的距离公式即可得到|MN|,利用基本不等式的性质即可得出;
思路二:满足题意的直线AQ的斜率显然存在且不为零,设其方程为y=k(x+2),与椭圆的方程联立,可得到根与系数的关系.设Q(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2),即可得到直线BQ的斜率,以下同思路一;
思路三:设Q(x0,y0),则直线AQ的方程为,直线BQ的方程为,即可得到点M,N的坐标,利用两点间的距离公式即可得到|MN|,利用导数即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)设P(x,y),由题意知 ,即
化简得曲线C方程为:
(Ⅱ)思路一
满足题意的直线AQ的斜率显然存在且不为零,设其方程为y=k(x+2),
由(Ⅰ)知,所以,设直线QB方程为(x﹣2),
当x=4时得N点坐标为,易求M点坐标为M(4,6k)
所以=,
当且仅当时,线段MN的长度有最小值.
思路二:满足题意的直线AQ的斜率显然存在且不为零,设其方程为y=k(x+2),
联立方程:
消元得(4k2+1)x2+16k2x+16k2﹣4=0,
设Q(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2),
由韦达定理得:,
所以,代入直线方程得,
所以,又B(2,0)
所以直线BQ的斜率为
以下同思路一
思路三:设Q(x0,y0),则直线AQ的方程为
直线BQ的方程为
当x=4,得,即
当x=4,得,即
则
又
所以
利用导数,或变形为二次函数求其最小值.
19.已知函数f(x)=(x﹣k)ex(k∈R).
(1)求f(x)的单调区间和极值;
(2)求f(x)在x∈[1,2]上的最小值;
(3)设g(x)=f(x)+f′(x),若对及∀x∈[0,1]有g(x)≥λ恒成立,求实数λ的取值范围.
【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的极值;利用导数求闭区间上函数的最值.
【分析】(1)由f(x)=(x﹣k)ex,求导f′(x)=(x﹣k+1)ex,令f′(x)=0,求得x=k﹣1,令f′(x)<0,解得函数的单调递减区间,f′(x)>0,解得函数的单调递增区间,根据函数的单调性即可求得f(x)的极值;
(2)当k﹣1≤1时,f(x)在[1,2]单调递增,f(x)的最小值为f(1),当k﹣1≥2时,f(x)在[1,2]单调递减,f(x)的最小值为f(2),当1<k﹣1<2时,则x=k﹣1时,f(x)取最小值,最小值为:﹣ek﹣1;
(3)由g(x)=(2x﹣2k+1)ex,求导g′(x)=(2x﹣2k+3)ex,当g′(x)<0,解得:x<k﹣,求得函数的单调递减区间,当g′(x)>0,解得:x>k﹣,求得函数的单调递增区间,由题意可知g(x)≥λ,∀x∈[0,1]恒成立,等价于g(k﹣)=﹣2e≥
λ,由﹣2e≥λ,对∀k∈[,]恒成立,根据函数的单调性,即可求得实数λ的取值范围.
【解答】解:(1)f(x)=(x﹣k)ex(k∈R),求导f′(x)=(x﹣k)ex+ex=(x﹣k+1)ex,
令f′(x)=0,解得:x=k﹣1,
当x<k﹣1时,f′(x)<0,
当x>k﹣1时,f′(x)>0,
x
(﹣∞,k﹣1)
k﹣1
(k﹣1,+∞)
f′(x)
﹣
0
+
f(x)
↓
﹣e﹣k﹣1
↑
∴f(x)的单调递增区间(k﹣1,+∞),单调递减区间(﹣∞,k﹣1),极小值为﹣ek﹣1,无极大值;
(2)当k﹣1≤1时,即k≤2时,f(x)在[1,2]单调递增,
f(x)的最小值为f(1)=(1﹣k)e;
当k﹣1≥2时,即k≥3时,f(x)在[1,2]单调递减,
∴当x=2时,f(x)的最小值为f(2)=(2﹣k)e3;
当1<k﹣1<2时,解得:2<k<3时,
∴f(x)在[1,k﹣1]单调递减,在[k﹣1,2]单调递增,
∴当x=k﹣1时,f(x)取最小值,最小值为:﹣ek﹣1;
(3)g(x)=f(x)+f'(x)=(x﹣k)ex+(x﹣k+1)ex=(2x﹣2k+1)ex,
求导g′(x)=(2x﹣2k+1)ex+2ex=(2x﹣2k+3)ex,
令g′(0)=0,2x﹣2k+3=0,x=k﹣,
当x<k﹣时,g′(x)<0,
当x>k﹣时,g′(x)>0,
∴g(x)在(﹣∞,k﹣)单调递减,在(k﹣,+∞)单调递增,
故当x=k﹣,g(x)取最小值,最小值为:g(k﹣)=﹣2e,
∵k∈[,],即k﹣∈[0,1],
∴∀x∈[0,1],g(x)的最小值,g(k﹣)=﹣2e,
∴g(x)≥λ,∀x∈[0,1]恒成立,等价于g(k﹣)=﹣2e≥λ,
由﹣2e≥λ,对∀k∈[,]恒成立,
∴λ≤(﹣2e)最小值,
令h(k)=﹣2e,k∈[,],
由指数函数的性质,函数h(k)在k∈[,]单调递增,
∴当k=时,h(k)取最小值,h()=﹣2e,
∴λ≤﹣2e.
∴实数λ的取值范围(﹣∞,﹣2e).
20.一家公司计划生产某种小型产品的月固定成本为1万元,每生产1万件需要再投入2万元.设该公司一个月内生产该小型产品x万件并全部销售完,每万件的销售收入为4﹣x万元,且每万件国家给予补助万元.(e为自然对数的底数,e是一个常数.)
(Ⅰ)写出月利润f(x)(万元)关于月产量x(万件)的函数解析式;
(Ⅱ)当月生产量在万件时,求该公司在生产这种小型产品中所获得的月利润最大值(万元)及此时的月生产量值(万件).(注:月利润=月销售收入+月国家补助﹣月总成本).
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】(Ⅰ)由月利润=月销售收入+月国家补助﹣月总成本,即可列出函数关系式;
(Ⅱ)利用导数判断函数的单调性,进而求出函数的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由于:月利润=月销售收入+月国家补助﹣月总成本,可得
(Ⅱ)f(x)=﹣x2+2(e+1)x﹣2elnx﹣2的定义域为,
且
列表如下:
x
(1,e)
e
f'(x)
+
0
﹣
f(x)
增
极大值f(e)
减
由上表得:f(x)=﹣x2+2(e+1)x﹣2elnx﹣2在定义域上的最大值为f(e).
且f(e)=e2﹣2.即:月生产量在万件时,该公司在生产这种小型产品中所获得的月利润最大值为f(e)=e2﹣2,此时的月生产量值为e(万件).
21.如图,已知椭圆C: +=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,左准线l1:x=﹣和右准线l2:x=分别与x轴相交于A、B两点,且F1、F2恰好为线段AB的三等分点.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)过点D(﹣,0)作直线l与椭圆相交于P、Q两点,且满足=2,当△OPQ的面积最大时(O为坐标原点),求椭圆C的标准方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(1)通过焦点F2(c,0),右准线l2:,得到a,c关系,然后求解离心率.
(2)由(1)知,求出b2=2c2,设椭圆方程为2x2+3y2=6c2.设直线l的方程为,联立方程组,利用判别式以及韦达定理,求解三角形的面积,利用基本不等式求解面积的最大值,然后求解椭圆方程.
【解答】解:(1)焦点F2(c,0),右准线l2:,由题知|AB|=3|F1F2|,
即,即a2=3c2,解得.
(2)由(1)知,得a2=3c2,b2=2c2,可设椭圆方程为2x2+3y2=6c2.
设直线l的方程为,代入椭圆的方程有,,
因为直线与椭圆相交,所以△=48m2﹣4(2m2+3)(6﹣6c2)>0,
由韦达定理得,,又,所以y1=﹣2y2,
得到,,,得到,
所以,
当且仅当时,等号成立,此时c2=5,代入△满足△>0,
所以所求椭圆方程为.
22.已知函数.
(1)当a=1时,求函数f(x)在[1,e]上的最小值和最大值;
(2)当a≤0时,讨论函数f(x)的单调性;
(3)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有恒成立,若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【分析】(1)当a=1时,;对f(x)求导,利用导函数判断函数的单调性与求出函数的最值;
(2)f(x)的定义域为(0,+∞),,对参数a分类讨论逐步判断原函数单调性即可;
(3)假设存在实数a,设0<x1<x2,,即f(x2)﹣ax2>f(x1)﹣ax1,;转化为:使g′(x)≥0在(0,+∞)恒成立,求a的范围.
【解答】(1)当a=1时,.
则,x∈[1,e]
∴当x∈(1,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,e)时,f′(x)>0,
∴f(x)在(1,2)上是减函数,在(2,e)上是增函数.
∴当x=2时,f(x)取得最小值,其最小值为f(2)=﹣2ln2.
又,.,∴f(e)<f(1)
∴.
(2)f(x)的定义域为(0,+∞),,
①当﹣2<a≤0时,f(x)在(0,﹣a)上是增函数,在(﹣a,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数.
②当a=﹣2时,在(0,+∞)上是增函数.
③当a<﹣2时,则f(x)在(0,2)上是增函数,在(2,﹣a)上是减函数,在(﹣a,+∞)上是增函数.
(3)假设存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有恒成立,
不妨设0<x1<x2,若,即f(x2)﹣ax2>f(x1)﹣ax1,
令
只要g(x)在(0,+∞)为增函数
要使g′(x)≥0在(0,+∞)恒成立,只需﹣1﹣2a≥0,,
故存在满足题意.