2019届宝鸡理数质检Ⅰ解析版
一、選擇題:
例6【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第6題】
現(xiàn)執(zhí)行如圖所示的程序框圖,該算法的功能是【】
\(A.\)求兩個(gè)正數(shù)\(a\),\(b\)的最小公倍數(shù)
\(B.\)判斷兩個(gè)正數(shù)\(a\),\(b\)是否相等
\(C.\)判斷其中一個(gè)正數(shù)能否被另一個(gè)正數(shù)整除
\(D.\)求兩個(gè)正數(shù)\(a\),\(b\)的最大公約數(shù)
分析:抽象問(wèn)題具體化,采用特殊化策略,
令\(a=6\),\(b=8\),按程序框圖執(zhí)行,
STEP1:\(a\neq b\),是,\(a>b\),否,\(b=2\);
STEP2:\(a\neq b\),是,\(a>b\),是,\(a=4\);
STEP3:\(a\neq b\),是,\(a>b\),是,\(a=2\);
STEP4:\(a\neq b\),否,輸出\(a=2\);
即算法的功能是利用“更相減損術(shù)”求兩個(gè)正數(shù)的最大公約數(shù)。故選\(D\)。
例7【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第7題】
\(\Delta ABC\)的內(nèi)角\(A,B,C\)所對(duì)的邊分別為\(a,b,c\),已知\(b=\sqrt{7}\),\(c=4\),\(cosB=\cfrac{3}{4}\),則\(\Delta ABC\)的面積為【】
$A.3\sqrt{7}$ $B.\cfrac{3\sqrt{7}}{2}$ $C.9$ $D.\cfrac{9}{2}$分析:屬于三角函數(shù)中已知兩邊和一邊的對(duì)角的形式,常用正弦定理或余弦定理求解;
更多的采用余弦定理的方程表達(dá)形式,也是考試中對(duì)余弦定理考察形式中的高頻考查模式。
\(b^2=a^2+c^2-2accosB\),即\(7=a^2+14-2a\times 4\times\cfrac{3}{4}\),
得到\(a^2-6a+9=0\),即\(a=3\),又由于\(sinB=\cfrac{\sqrt{7}}{4}\),
故\(S_{\Delta ABC}=\cfrac{1}{2}acsinB=\cfrac{3\sqrt{7}}{2}\),選\(B\)。
例8【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第8題】
平面直角坐標(biāo)系\(xoy\)中,動(dòng)點(diǎn)\(P\)與圓\((x-2)^2+y^2=1\)上的點(diǎn)的最短距離與其到直線\(x=-1\)的距離相等,則點(diǎn)\(P\)的軌跡方程為【】
分析:由題意可知,\(|PQ|=|PD|\),但是用這個(gè)不好建立軌跡方程,或者不能有效的和拋物線的定義建立聯(lián)系,
故等價(jià)轉(zhuǎn)化為\(|PA|=|PB|\),且其模型為\(y^2=2px\)。
這樣就可以理解為平面內(nèi)一個(gè)動(dòng)點(diǎn)\(P\)到一個(gè)定點(diǎn)\(A\)的距離等于其到定直線\(x=-2\)的距離。
由拋物線的定義可知,\(-\cfrac{p}{2}=-2\),即\(p=4\),故\(y^2=2\times 4x=8x\),故選\(A\)。
例9【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第9題】
等差數(shù)列\(\{a_n\}\)的前\(n\)項(xiàng)和為\(S_n\),若公差\(d>0\),若\((S_8-S_5)(S_9-S_5)<0\),則【】
分析:由題目可知,數(shù)列為單調(diào)遞增數(shù)列,則有\(S_8-S_5<0\),且\(S_9-S_5>0\)
即\(S_8-S_5=a_6+a_7+a_8=3a_7<0\),\(a_7<0\),
\(S_9-S_5=a_6+a_7+a_8+a_9=2(a_7+a_8)>0\),即\(a_8>0\),且\(|a_8|>|a_7|\),故選\(D\)。
例10【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第10題】
已知正三棱柱\(ABC-A_1B_1C_1\)中,\(AB=AA_1=2\),則異面直線\(AB_1\)與\(CA_1\)所成角的余弦值為【】
$A.0$ $B.-\cfrac{1}{4}$ $C.\cfrac{1}{4}$ $D.\cfrac{1}{2}$ 【法1】空間向量法,第一種建系方式;以點(diǎn)$A$為坐標(biāo)原點(diǎn),以$AC$,$AA_1$分別為$y$、$z$軸,以和$AC$垂直的直線為$x$軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系, 則$A(0,0,0)$,$B(\sqrt{3},1,0)$,$A_1(0,0,2)$,$B_1(\sqrt{3},1,2)$,$C(0,2,0)$, $\overrightarrow{AB_1}=(\sqrt{3},1,2)$,$\overrightarrow{A_1C}=(0,2,-2)$,且線線角的范圍是$[0,\cfrac{\pi}{2}]$, 故所求角的余弦值為$|cos|=\cfrac{|1\times 2+2\times(-2)|}{\sqrt{8}\times\sqrt{8}}=\cfrac{1}{4}$。故選$C$。 【法1】空間向量法,第二種建系方式;以$BN$的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系, 則$A(1,0,0)$,$B(0,\sqrt{3},0)$,$C(-1,0,0)$,$A_1(1,0,2)$,$B_1(0,\sqrt{3},2)$,$C_1(-1,0,2)$, $\overrightarrow{AB_1}=(-1,\sqrt{3},2)$,$\overrightarrow{A_1C}=(-2,0,-2)$,且線線角的范圍是$[0,\cfrac{\pi}{2}]$, 故所求角的余弦值為$|cos|=\cfrac{|-1\times (-2)+\sqrt{3}\times 0+2\times(-2)|}{\sqrt{8}\times\sqrt{8}}=\cfrac{1}{4}$。故選$C$。 【法2】:立體幾何法,補(bǔ)體平移法,將正三棱柱補(bǔ)體為一個(gè)底面為菱形的直四棱柱,連結(jié)$B_1D$,則$B_1D//A_1C$, 故異面直線$AB_1$與$CA_1$所成角,即轉(zhuǎn)化為共面直線$AB_1$與$B_1D$所成的角$\angle AB_1D$,連結(jié)$AD$, 在$\Delta AB_1D$中,$AB=AA_1=2$,可得$AB_1=B_1D=2\sqrt{2}$,$AD=2\sqrt{3}$, 由余弦定理可知,$cos\angle AB_1D=\cfrac{(2\sqrt{2})^2+(2\sqrt{2})^2-(2\sqrt{3})^2}{2\times 2\sqrt{2}\times 2\sqrt{3}}=\cfrac{1}{4}$, 故所求為$\cfrac{1}{4}$,故選$C$。例11【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第11題】
已知雙曲線\(E:\cfrac{x^2}{a^2}-\cfrac{y^2}{b^2}=1\),\(a>0,b>0\),點(diǎn)\(F\)為\(E\)的左焦點(diǎn),點(diǎn)\(P\)為\(E\)上位于第一象限內(nèi)的點(diǎn),\(P\)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為\(Q\),且滿足\(|PF|=3|FQ|\),若\(|OP|=b\),則\(E\)的離心率為【】
法1:做出如圖所示的示意圖如下,
由圖可知,設(shè)右焦點(diǎn)為\(G\),則\(|PG|=|FQ|\),則由\(|PF|=3|FQ|\),得到\(|PF|=3|PG|\),
又由雙曲線的定義可知,\(|PF|-|PG|=2a\),即得到\(|PG|=a\),
這樣在\(\triangle POG\)中,\(|OP|=b\),\(|PG|=a\),\(|OG|=c\),
在\(\triangle POF\)中,\(|OP|=b\),\(|PF|=3a\),\(|OF|=c\),
由\(cos\angle POG+cos\angle POF=0\),即\(\cfrac{b^2+c^2-(3a)^2}{2bc}+\cfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc}=0\),
解得\(c^2=3a^2\),即\((\cfrac{c}{a})^2=3\),即\(e=\sqrt{3}\)。
法2:特殊化策略,待思考整理。
例12【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一第12題】設(shè)函數(shù)\(f(x)=(x-a)^2+(lnx^2-2a)^2\),其中\(x>0\),\(a\in R\),存在\(x_0\),使得\(f(x_0)\leq \cfrac{4}{5}\)成立,則實(shí)數(shù)\(a\)等于【】
$A.1$ $B.\cfrac{1}{5}$ $C.\cfrac{2}{5}$ $D.\cfrac{1}{2}$分析:由于題目告訴我們,存在\(x_0\),使得\(f(x_0)\leq \cfrac{4}{5}\)成立,
則需要我們求解函數(shù)\(f(x)\)的最小值,最容易想到的就是利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的最小值,
這個(gè)最小值中會(huì)含有參數(shù)\(a\),讓其小于等于\(\cfrac{4}{5}\),求解即可。
但是觀察函數(shù)的特征,你會(huì)感覺(jué)這可能不是一個(gè)很好的選擇。
那么有沒(méi)有更好的選擇呢,詳細(xì)觀察所給的函數(shù)結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)其和平面內(nèi)任意兩點(diǎn)見(jiàn)的距離公式很接近,
所以我們可以這樣考慮:
函數(shù)\(f(x)\)的最小值應(yīng)該是點(diǎn)\((x,lnx^2)\)和點(diǎn)\((a,2a)\)之間的最小距離的平方,再次轉(zhuǎn)化為
函數(shù)\(y=g(x)=lnx^2=2lnx\)上的動(dòng)點(diǎn)\((x,y)\)與函數(shù)\(y=h(x)=2x\)上的動(dòng)點(diǎn)\((m,n)\)之間的最小距離的平方,
從而問(wèn)題轉(zhuǎn)化為先求解曲線\(y=2lnx\)上的動(dòng)點(diǎn)到直線\(y=2x\)的最小距離了。
利用平行線法,設(shè)直線\(y=2x+m\)與曲線相切于點(diǎn)\((x_0,y_0)\),
則有\(g'(x_0)=\cfrac{2}{x_0}=2\),解得\(x_0=1\),
代入\(y=2lnx\),得到\(y_0=0\),即切點(diǎn)為\((1,0)\)點(diǎn),
代入\(y=2x+m\),得到\(m=-2\)
即切線為\(y=2x-2\),此時(shí)函數(shù)\(f(x)\)的最小值,也就是曲線上的點(diǎn)\((1,0)\)到直線\(y=2x\)的點(diǎn)線距的平方,
也是兩條直線\(y=2x\)和\(y=2x-2\)之間的線線距的平方,其中線線距\(d=\cfrac{|2|}{\sqrt{2^2+1^2}}=\cfrac{2}{\sqrt{5}}\)
故\(d^2=\cfrac{4}{5}\),說(shuō)明這樣的\(x_0\)是存在的,\(x_0=1\),
那么\(a\)為多少?該如何求解呢?由于\(a\)是使得函數(shù)\(f(x)\)取得最小值的參數(shù),
即本題目中應(yīng)該是點(diǎn)\((1,0)\)在直線\(y=2x\)上的垂足的橫坐標(biāo)。
由于過(guò)點(diǎn)\((1,0)\)和\(y=2x\)垂直的直線為\(y-0=-\cfrac{1}{2}(x-1)\),
聯(lián)立\(\left\{\begin{array}{l}{y=2x}\\{y=-\cfrac{1}{2}(x-1)}\end{array}\right.\),解得\(x=\cfrac{1}{5}\),
即\(a=\cfrac{1}{5}\),故選\(B\)。
法2:驗(yàn)證法,待整理。
二、填空題:
例14【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第14題】我國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《周髀算經(jīng)》記載有“勾股各自乘,并而開(kāi)方除之”,用符號(hào)表示為\(a^2+b^2=c^2\),\((a,b,c\in N^*)\),我們把\(a,b,c\)成為勾股數(shù),下面給出幾組勾股數(shù):\(3,4,5\);\(5,12,13\);\(7,24,25\);\(9,40,41\);\(\cdots\),以此類推,可猜測(cè)第五組勾股數(shù)為_(kāi)_________ 。
分析:
\(\begin{array}{ccc} \color{red}{3}&4&5\\ 2\times1+1&2\times1\times(1+1)&2\times1\times(1+1)+1\\ 5&12&13\\ 2\times2+1&2\times2\times(2+1)&2\times2\times(2+1)+1\\ 7&24&25\\ 2\times3+1&2\times3\times(3+1)&2\times3\times(3+1)+1\\ 9&40&41\\ 2\times4+1&2\times4\times(4+1)&2\times4\times(4+1)+1\\ 11&60&61\\ 2\times5+1&2\times5\times(5+1)&2\times5\times(5+1)+1\\ 13&84&85\\ 2\times6+1&2\times6\times(6+1)&2\times6\times(6+1)+1\\ 15&112&113\\ 2\times7+1&2\times7\times(7+1)&2\times7\times(7+1)+1\\ \end{array}\)
故第五組勾股數(shù)為\(11,60,61\);
推廣得到第\(n\)組勾股數(shù)的組成規(guī)律:
\(a=2\times n+1\),\(b=2\times(n+1)+1\),\(a=2\times n\times (n+1)+1\),
例15【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第15題】
已知一個(gè)四面體\(ABCD\)的每個(gè)頂點(diǎn)都在表面積為\(9\pi\)的球面上,且\(AB=CD=a\),\(AC=AD=BC=BD=\sqrt{5}\),則\(a\)=__________。
分析:直接構(gòu)造,很難,
由題意可采用割補(bǔ)法,考慮到四面體\(ABCD\)的四個(gè)面為全等的三角形,所以可在其每個(gè)面補(bǔ)上一個(gè)以\(a\),\(\sqrt{5}\),\(\sqrt{5}\)為三邊的三角形作為底面,且分別為\(x\),\(y\),\(z\)為側(cè)棱長(zhǎng)、且側(cè)棱兩兩垂直的三棱錐,從而可得到一個(gè)長(zhǎng)、寬、高分別為\(x\),\(y\),\(z\)的長(zhǎng)方體,
則有\(x^2+y^2=a^2\),\(x^2+z^2=5\),\(y^2+z^2=5\),設(shè)球半徑為\(R\),則有\((2R)^2=x^2+y^2+z^2=\cfrac{1}{2}a^2+5\),
又由于四面體\(ABCD\)的外接球的表面積為\(9\pi\),則球的表面積為\(S=4\pi R^2=9\pi\).
即\(4R^2=9\),則\(\cfrac{1}{2}a^2+5=9\),解得\(a=2\sqrt{2}\)。
例16【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第16題】
已知定義在實(shí)數(shù)集\(R\)上的函數(shù)\(f(x)\)滿足\(f(1)=4\),且\(f(x)\)的導(dǎo)函數(shù)\(f'(x)<3\),則不等式\(f(lnx)>3lnx+1\)的解集為_(kāi)_____。
分析:本題目涉及構(gòu)造函數(shù)的方法,是個(gè)難題,不過(guò)還是有一定的規(guī)律可以遵循的,
我們先將要求解的不等式中的\(lnx\)理解為一個(gè)整體,這樣就變形為\(f(t)>3t+1\),
所以就容易看出來(lái)該怎么構(gòu)造函數(shù)了,做差構(gòu)造?!緸槭裁催@樣構(gòu)造?帶著問(wèn)題繼續(xù)往下看】
令\(g(x)=f(x)-3x-1\),這樣\(g'(x)=f'(x)-3\),由\(f'(x)<3\),可知\(g'(x)<0\),
即這樣構(gòu)造后我們能輕易知道這個(gè)函數(shù)的單調(diào)性,即函數(shù)\(g(x)\)在\(R\)上單調(diào)遞減,
又\(g(1)=f(1)-3\times 1-1=f(1)-4=0\),
即到此我們就完全清楚了所構(gòu)造的函數(shù)的性質(zhì),在\(R\)上單調(diào)遞減,且有唯一的零點(diǎn)為\(x=1\),
故由\(g(x)>0\)可以得到解為\(x<1\),由\(g(x)<0\)可以得到解為\(x>1\),
現(xiàn)在\(f(lnx)>3lnx+1\)等價(jià)于\(g(lnx)>0\),故得到\(lnx<1\),
解得\(0<x<e\),故解集為\((0,e)\)。
相關(guān)閱讀: 構(gòu)造函數(shù)的幾種常見(jiàn)角度;構(gòu)造函數(shù)習(xí)題
例16-姊妹【全國(guó)名校聯(lián)盟2018-2019高三第二次聯(lián)考第12題】【針對(duì)性練習(xí)】
已知定義在實(shí)數(shù)集\(R\)上的函數(shù)\(f(x)\)滿足\(f'(x)<2\),\(f(1)=1\),\(f'(x)\)是\(f(x)\)的導(dǎo)函數(shù),則不等式\(f(|log_2x|)>2|log_2x|-1\)的解集為_(kāi)_____。
$A.(0,2)$ $B.(-\infty,2)$ $C.(2,+\infty)$ $D.(\cfrac{1}{2},2)$分析:完全仿照上述題目解法完成。
簡(jiǎn)解:令\(g(x)=f(x)-2x+1\),則\(g'(x)=f'(x)-2<0\),故函數(shù)\(g(x)\)在\(R\)上單調(diào)遞減,
又\(g(1)=f(1)-2\times 1+1=0\),故可知\(g(x)>0\)時(shí)的解集為\(\{x\mid x<1\}\),
又由于原不等式\(f(|log_2x|)>2|log_2x|-1\)等價(jià)于\(g(|log_2x|)>0\),
故先得到\(|log_2x|<1\),即\(-1<log_2x<1\),即\(log_2\cfrac{1}{2}<x<log_22\),
解得\(\cfrac{1}{2}<x<2\),故選\(D\)。
三、解答題:
例19【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第19題】
已知橢圓\(C:\cfrac{x^2}{a^2}+\cfrac{y^2}{b^2}=1,a>b>0\)的兩個(gè)焦點(diǎn)和短軸的兩個(gè)端點(diǎn)都在圓\(x^2+y^2=1\)。
(1)求橢圓\(C\)的方程;
分析:由題目可知,\(b=1\),\(c=1\),則\(a^2=2\),
故橢圓方程為\(C:\cfrac{x^2}{2}+y^2=1\);
(2)若斜率為\(k\)的直線過(guò)點(diǎn)\(M(2,0)\),且與橢圓\(C\)相交于\(A、B\)兩點(diǎn),試探討\(k\)為何值時(shí),\(OA\perp OB\)。
分析:設(shè)點(diǎn)\(A(x_1,y_1)\),\(B(x_2,y_2)\),直線\(AB\)的方程為\(y=k(x-2)\),
由\(\left\{\begin{array}{l}{y=k(x-2)}\\{\cfrac{x^2}{2}+y^2=1}\end{array}\right.\),消去\(y\)得到,\((1+2k^2)x^2-8k^2x+8k^2-2=0\),
所以\(x_1+x_2=\cfrac{8k^2}{1+2k^2}\),\(x_1x_2=\cfrac{8k^2-2}{1+2k^2}\),
由于\(OA\perp OB\),所以\(x_1x_2+y_1y_2=0\)。
而\(y_1y_2=k^2(x_1-2)(x_2-2)\),所以\(x_1x_2+k^2(x_1-2)(x_2-2)=0\),
即\((1+k^2)x_1x_2-2k^2(x_1+x_2)+4k^2=0\),
所以\(\cfrac{(1+k^2)(8k^2-2)}{1+2k^2}-\cfrac{16k^4}{1+2k^2}+4k^2=0\),
解得\(k^2=\cfrac{1}{5}\),此時(shí)\(\Delta >0\),所以\(k=\pm \cfrac{\sqrt{5}}{5}\)。
例20【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第20題】
某商場(chǎng)銷售電冰箱,每周周初購(gòu)進(jìn)一定數(shù)量的電冰箱,上次每銷售一臺(tái)電冰箱獲利\(500\)元,若供大于求,則每臺(tái)多余的電冰箱需要交保管費(fèi)\(100\)元;若供不應(yīng)求,則可從其他商場(chǎng)調(diào)劑供應(yīng),此時(shí)每臺(tái)電冰箱僅獲利\(200\)元。
(1)、若該商場(chǎng)周初購(gòu)進(jìn)\(20\)臺(tái)電冰箱,求當(dāng)周的利潤(rùn)(單位:元)關(guān)于需求量\(n\)(單位:臺(tái),\(n\in N\))的函數(shù)解析式;
分析:\(1^{\circ}\),當(dāng)\(n\ge 20\)且\(n\in N\)時(shí)(供不應(yīng)求),\(f(n)=500\times 20+200\times(n-20)=200n+6000\),
\(2^{\circ}\),當(dāng)\(n\leq 19\)且\(n\in N\)時(shí)(供大于求),\(f(n)=500\times n-100\times(20-n)=600n-2000\),
所以\(f(n)=\left\{\begin{array}{l}{200n+6000,n\ge 20}\\{600n-2000,n\leq 19}\end{array}\right.(n\in N)\)
(2)、該商場(chǎng)記錄了去年夏天(共10周)的電冰箱需求量\(n\)(單位:臺(tái))整理得下表,
| n | 1 | 2 | 3 | 3 | 1 |
以記錄的每周的需求量的頻率作為每周需求量的概率,若商場(chǎng)周初購(gòu)進(jìn)\(20\)臺(tái)電冰箱,\(x\)表示當(dāng)周的利潤(rùn)(單位:元),求\(x\)的分布列及數(shù)學(xué)期望。
分析:由(1)可知,\(f(18)=8800\),\(f(19)=9400\),\(f(20)=10000\),\(f(21)=10200\),\(f(22)=10400\),
所以\(x\)的分布列為
| \(p\) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.1 |
所以,\(Ex=8800\times 0.1+9400\times 0.2+10000\times 0.3+10200\times 0.3+10400\times 0.1=9860\)。
例21【2019屆寶雞市高三理科數(shù)學(xué)質(zhì)檢Ⅰ第21題】
已知函數(shù)\(f(x)=(x-2)e^x+a(x-1)^2\).
(1)討論\(f(x)\)的單調(diào)性.
【分析】利用導(dǎo)函數(shù)分解因式后的兩個(gè)因式函數(shù)的圖像和符號(hào)法則判斷導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),
從而判斷原函數(shù)的單調(diào)性。
【解答】定義域?yàn)?span id="ozvdkddzhkzd" class="math inline">\(R\),\(f'(x)=1\cdot e^x+(x-2)\cdot e^x+2a(x-1)=e^x(x-1)+2a(x-1)=(x-1)(e^x+2a)\),
在同一個(gè)坐標(biāo)系中做出函數(shù)\(y=x-1\)(定圖)和函數(shù)\(y=e^x+2a\)(動(dòng)圖)的圖像,
根據(jù)動(dòng)圖\(y=e^x+2a\)是否與\(x\)軸有交點(diǎn)分類討論如下:
①當(dāng)\(2a\ge 0\)時(shí),即\(a\ge 0\)時(shí),恒有\(e^x+2a>0\),
當(dāng)\(x\in (-\infty,1)\)上時(shí),\(x-1<0\) ,則\(f'(x)=(e^x+2a)(x-1)<0\),故\(f(x)\)單調(diào)遞減,
當(dāng)\(x\in (1,+\infty)\)上時(shí),\(x-1>0\) ,則\(f'(x)=(e^x+2a)(x-1)>0\),故\(f(x)\)單調(diào)遞增,
當(dāng)\(2a<0\)時(shí),即\(a<0\)時(shí),\(y=e^x+2a\)與\(x\)軸有交點(diǎn),令\(e^x+2a=0\),解得\(x=ln(-2a)\),
然后針對(duì)\(ln(-2a)\)與\(1\)的大小關(guān)系繼續(xù)細(xì)分如下
②當(dāng)\(ln(-2a)<1\)時(shí),即\(-\cfrac{e}{2}<a<0\)時(shí),
當(dāng)\(x\in(-\infty,ln(-2a))\)時(shí),\(e^x+2a<0\),\(x-1<0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
當(dāng)\(x\in(ln(-2a),1)\)時(shí),\(e^x+2a>0\),\(x-1<0\),則\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調(diào)遞減;
當(dāng)\(x\in(1,+\infty)\)時(shí),\(e^x+2a>0\),\(x-1>0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
③當(dāng)\(ln(-2a)=1\)時(shí),即\(a=-\cfrac{e}{2}\)時(shí),
當(dāng)\(x\in(-\infty,1)\)時(shí),\(e^x+2a<0\),\(x-1<0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
當(dāng)\(x\in(1,+\infty)\)時(shí),\(e^x+2a>0\),\(x-1>0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
即\(x\in (-\infty,+\infty)\)時(shí),恒有\(f'(x)\ge 0\),當(dāng)且僅當(dāng)\(x=1\)時(shí)取到等號(hào),故\(f(x)\)單調(diào)遞增;
④當(dāng)\(ln(-2a)>1\)時(shí),即\(a<-\cfrac{e}{2}\)時(shí),
當(dāng)\(x\in(-\infty,1)\)時(shí),\(e^x+2a<0\),\(x-1<0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
當(dāng)\(x\in(1,ln(-2a))\)時(shí),\(e^x+2a<0\),\(x-1>0\),則\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調(diào)遞減;
當(dāng)\(x\in(ln(-2a),+\infty)\)時(shí),\(e^x+2a>0\),\(x-1>0\),則\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調(diào)遞增;
綜上所述,
當(dāng)\(a<-\cfrac{e}{2}\)時(shí),單增區(qū)間為\((-\infty,1)\)和\((ln(-2a),+\infty)\),單減區(qū)間為\((1,ln(-2a))\);
當(dāng)\(a=-\cfrac{e}{2}\)時(shí),只有單增區(qū)間為\((-\infty,+\infty)\);
當(dāng)\(-\cfrac{e}{2}<a<0\)時(shí),單增區(qū)間為\((-\infty,ln(-2a))\)和\((1,+\infty)\),單減區(qū)間為\((ln(-2a),1)\);
當(dāng)\(a\ge 0\)時(shí),單減區(qū)間為\((-\infty,1)\),單增區(qū)間為\((1,+\infty)\);
【點(diǎn)評(píng)】由于教材上所舉例子是從數(shù)的角度求解導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),從而判斷原函數(shù)的單調(diào)性,
故許多學(xué)生碰到這個(gè)題目時(shí)思路會(huì)受阻,需要老師做引導(dǎo),如果從數(shù)的角度不能突破,可以考慮從形的角度入手分析。
相關(guān)閱讀:導(dǎo)數(shù)法判斷函數(shù)的單調(diào)性的策略
(2)若函數(shù)\(f(x)\)有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)\(a\)的取值范圍。
法1:利用第一問(wèn)的結(jié)論,結(jié)合極值點(diǎn)的正負(fù)判斷。
\(1^\circ\):當(dāng)\(a>0\)時(shí),由(1)知\(f(x)\)在\((-\infty,1)\)上單調(diào)遞減,在\((1,+\infty)\)上單調(diào)遞增,又極小值\(f(1)=-e<0\),
\(f(2)=a>0\),取\(b\)滿足\(b<0\)且\(b<ln\cfrac{a}{2}\),則\(f(b)>\cfrac{a}{2}(b-2)+a(b-1)^2=a(b^2-\cfrac{3}{2}b)>0\),所以有兩個(gè)零點(diǎn)。
當(dāng)然,如果想不到上述的零點(diǎn)存在性定理,也可以降而求其次,利用\(x\rightarrow +\infty\)時(shí),\(f(x)\rightarrow +\infty\),\(x\rightarrow -\infty\)時(shí),\(f(x)\rightarrow +\infty\),
也能說(shuō)明有兩個(gè)零點(diǎn),只是準(zhǔn)確性和精確性不如上述的方法。
\(2^\circ\):當(dāng)\(a=0\)時(shí),\(f(x)=(x-2)e^x\),所以函數(shù)\(f(x)\)只有一個(gè)零點(diǎn);
\(3^\circ\):當(dāng)\(-\cfrac{e}{2}<a<0\)時(shí),函數(shù)在\((-\infty,ln(-2a))\)上單調(diào)遞增,在\((ln(-2a),1)\)上單調(diào)遞減,在\((1,+\infty)\)上單調(diào)遞增;
故極大值為\(f(ln(-2a))=(a-2)(-2a)+a(-2a-1)^2=-2a(a-2)+a(2a+1)^2<0\),極小值為\(f(1)=-e<0\),故函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn);
\(4^\circ\):當(dāng)\(-\cfrac{e}{2}=a\),函數(shù)在\((-\infty,+\infty)\)上單調(diào)遞增,故函數(shù)最多只有一個(gè)零點(diǎn);
\(5^\circ\):當(dāng)\(a<-\cfrac{e}{2}\),函數(shù)在\((-\infty,1)\)上單調(diào)遞增,在\((1,ln(-2a))\)上單調(diào)遞減,在\((ln(-2a),+\infty)\)上單調(diào)遞增;
故極大值為\(f(1)=-e<0\),極小值為\(f(ln(-2a))=(a-2)(-2a)+a(-2a-1)^2=-2a(a-2)+a(2a+1)^2<0\),故函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn);
綜上所述,\(a\)的取值范圍是\((0,+\infty)\)。
【反思總結(jié)】
由于利用函數(shù)的單調(diào)性,可以知道函數(shù)的大致圖像,故針對(duì)含有參數(shù)的函數(shù),可以分類討論解決給定函數(shù)的零點(diǎn)求參數(shù)的取值范圍問(wèn)題。
注意題目中的隱含條件,如本題目中的\(f(1)=-e\),\(f(2)=a\),
與函數(shù)的零點(diǎn)有關(guān)的問(wèn)題,還常常會(huì)和函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理相關(guān)聯(lián)。
法2:利用數(shù)形結(jié)合轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)的圖像交點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題。
由于函數(shù)\(f(x)=(x-2)e^x+a(x-1)^2\)有兩個(gè)零點(diǎn),則方程\((x-2)e^x+a(x-1)^2=0\)有兩個(gè)不同實(shí)根,
不完全分離參數(shù)得到,方程\((2-x)e^x=a(x-1)^2\)有兩個(gè)不同實(shí)根,
即函數(shù)\(h(x)=(2-x)e^x\)與函數(shù)\(g(x)=a(x-1)^2\)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
先用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)\(h(x)\)的單調(diào)性,具體過(guò)程暫略。
做出其函數(shù)大致圖像,再做出函數(shù)\(g(x)\)的圖像,
由圖可知,當(dāng)\(a>0\)時(shí),兩個(gè)函數(shù)的圖像有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
當(dāng)\(a=0\)時(shí),兩個(gè)函數(shù)的圖像有一個(gè)交點(diǎn),
當(dāng)\(a<0\)時(shí),兩個(gè)函數(shù)的圖像有一個(gè)交點(diǎn),
綜上所述,\(a\)的取值范圍是\((0,+\infty)\)。
法3:完全分離參數(shù)法,得到\(a=\cfrac{(2-x)e^x}{(x-1)^2}=h(x)\)
由于\([(2-x)e^x]'=-e^x+(2-x)e^x=(1-x)e^x\),
故\(h'(x)=\cfrac{(1-x)e^x\cdot (x-1)^2-(2-x)e^x\cdot 2(x-1)}{(x-1)^4}\),
\(=\cfrac{(1-x)(x-1)e^x-2(2-x)e^x}{(x-1)^3}\)
\(=\cfrac{-(x-1)^2e^x+(2x-4)e^x}{(x-1)^3}\)
\(=\cfrac{-e^x[(x-2)^2+1]}{(x-1)^3}\)
當(dāng)\(x<1\),\(h'(x)>0\),\(h(x)\)單調(diào)遞增,當(dāng)\(x>1\),\(h'(x)<0\),\(h(x)\)單調(diào)遞減,
做出函數(shù)\(h(x)\)的簡(jiǎn)圖如下,
由圖像可知,要使得\(y=a\)與\(h(x)\)的圖像有兩個(gè)交點(diǎn),必須\(a>0\),
即函數(shù)\(f(x)\)有兩個(gè)零點(diǎn),實(shí)數(shù)\(a\)的取值范圍為\((0,+\infty)\)。
相關(guān)閱讀:1、函數(shù)與導(dǎo)數(shù)部分的題型梳理
2、導(dǎo)數(shù)章節(jié)中的題型和對(duì)應(yīng)求解思路
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的2019届宝鸡理数质检Ⅰ解析版的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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