【文档说明】2023届河南省顶级名校高三上学期12月摸底考试数学理试题解析版.doc,共(20)页,2.779 MB,由小喜鸽上传
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第1页共20页2023届河南省顶级名校高三上学期12月摸底考试数学(理)试题一、单选题1.已知集合22150Axxx=−−∣,3,1,1,3,5B=−−,则AB=()A.1,3B.3,1,1−−C.1,1−D.1,1,3
−【答案】D【分析】首先化简集合532Axx=−∣,然后根据交集运算即可求得结果.【详解】解22150xx−−可得532x−,所以532Axx=−∣.所以533,1,1,3,51,1,32ABxx=−−−=−∣.故选:D
.2.南宋数学家在《详解九章算法》和《算法通变本末》中提出了一些新的垛积公式,所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,高阶等差数列中前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列.现有高阶等差
数列,其前7项分别为1,2,4,7,11,16,22,则该数列的第20项为()A.172B.183C.191D.211【答案】C【分析】构造数列1nnaa+−,并利用等差数列的性质即可求得原数列的第20项为191【详解】高阶等差数列na:1,2,4,7,11,16,22,L
,令1nnnbaa+=−,则数列nb:1,2,3,4,5,6,L,则数列nb为等差数列,首项11b=,公差1d=,nbn=,则1nnnaa+−=则()()()()2020191918181721
1aaaaaaaaaa=−+−+−++−+()19(191)1918171111912+=+++++=+=故选:C3.已知π2sin123−=,则5πcos26+=().A.79−B.59C.59−D.79【答案】C第2
页共20页【分析】由条件根据二倍角余弦公式可求πcos26−,再结合诱导公式求5πcos26+.【详解】因为π2sin123−=,所以2ππ45cos212sin1121299−=−−=−=,即π5
cos269−=,所以5πππ5cos2cos2πcos26669+=−+=−−=−.故选:C.4.已知平面向量a,b满足3a=,()13b=,,211ab−=,则a在b上的投影为()
A.3B.1C.2D.6【答案】B【分析】根据模的运算性质求出2ab?,再由向量投影的公式求解即可.【详解】2222244|4|411ababababab−=+−=+−=,221(3)2b=+=,解得2a
b?,所以a在b上的投影为1abb=,故选:B5.若函数()()()log20,1afxaxaa=−在区间()1,3内单调递增,则a的取值范围是()A.2,13B.20,3C.21,3D.2,3+
【答案】B【分析】根据内函数为减函数,根据其单调性知外函数也为减函数,则01a,再结合对数的真数大于0,则得到230a−,解出即可.【详解】2yax=−为减函数,又()()log2afxax=−在区间()1,3内为增函数,则01a,且当(
)1,3x时,20yax=−恒成立,所以230a−,解得23a,则203a,故选:B.6.如图,在直三棱柱111ABCABC-中,122AAABAC==,且,,ABACDE⊥分别是棱1,BCBB的中第3页共20页点,则异面直线1AD与1
CE所成角的余弦值是()A.269B.66C.579D.306【答案】A【分析】根据线线平行可得1ADF或其补角是异面直线1AD与1CE所成的角,利用三角形三边关系,由余弦定理即可求解.【详解】如图,在棱1CC上取一点F,使得14CCCF=,取1CC的中点M,连接BM,1,DFA
F,由于,ME分别是棱11,CCBB的中点,所以11,//BECMBECM=,故四边形1BMCE为平行四边形,进而1//CEBM,又因为,DF是,BCCM的中点,所以//DFBM,所以1//DFCE,则1ADF或其补角是异面直线1AD与1CE所成的角.设2AB=,则11,3,2CFCFADCD=
===,从而2222221111113,32,13DFCFCDADAAADAFACCF=+==+==+=,故13181326cos92332ADF+−==,故异面直线1AD与1CE所成角的余弦值
是269.故选:A第4页共20页7.已知函数()e2elnexfxxx−=−+,若e2e2021e2022e2023202320232023ffff++++1011()ab=−+,其中0b,则1||2||aab+的最小
值为()A.34B.32C.54D.22【答案】A【分析】根据()()2fxfx+−=−e得到2202120222022202320232023ffff++++=−eeee2023,即2ab+=,然后
分0a和a<0两种情况,利用基本不等式求最小值即可.【详解】因为()()()2ln2()ln2()xxfxfxxxxx−−−+−=−++−−+=−−eeeeeeeeee,由上面结论可得22021202220
22202320232023ffff++++=−eeee2023,所以2ab+=,其中0b,则2ab=−.当0a时,1||121212()1525111222222224ababbaababababab−++
=+=+−=+−=++−当且仅当,23a=,43b=时等号成立;当a<0时,1||112152()11222222abaabababab−−+==+++=−+++
−−1523212224baab−−++=−,当且仅当2a=−,4b=时等号成立;因为3544,所以12aab+的最小值为34.故选:A.8.在平面直角坐标系中,已知点()20M,,()10N−,,动点()Qxy,满足2QMQN=,过点()31−,的直线与动点Q的
轨迹交于A,B两点,记点Q的轨迹的对称中心为C,则当ABC面积取最大值时,第5页共20页直线AB的方程是()A.4yx=+B.4yx=−+C.24yx=+D.24yx=−+【答案】A【分析】由2QMQN=,设(),Qxy,可得Q的轨迹方程为22(2)4xy++=,设点C到AB的距离为d,则12SA
Bd=,由几何关系求出AB,结合基本不等式求得d,由点到直线距离公式可求直线AB的方程.【详解】设()Qxy,,由2QMQN=得2222(2)2(1)xyxy−+=++,化简得Q的轨迹方程为22(2)4xy++=,所以点()2,0C−,设点C到AB的距离为d,则224ABd=−
,所以ABC的面积222144222ddSABddd−+==−=,等号成立时2d=,即ABC面积最大时,点()20C−,到直线AB的距离为2,故直线AB不垂直于x轴,设直线AB方程为()13ykx−=+,即310k
xyk−++=,则2121kk+=+,解得1k=,所以直线AB方程为4yx=+.故选:A9.已知抛物线22xpy=()0p的焦点为F,A,B是抛物线上两动点,且AF的最小值为1,M是线段AB的中点,()2,3P是平面内一定点,则
下列选项不正确的是()A.2p=B.若8AFBF+=,则M到x轴的距离为3C.若2AFFB=,则3AB=D.APAF+的最小值为4【答案】C【分析】根据抛物线的定义,结合平面向量共线性质、两点间线段最短逐一判断即可.【详解】设点()11,Axy,()22,Bxy.该抛物线的准线
为2py=−,第6页共20页因为12pAFy=+,所以AF的最小值为12p=,所以2p=,故A正确.若1228AFBFyy+=++=,则126yy+=,所以M到x轴的距离为1232yy+=,故B正确.由向量共线可得AB过F点,设AB的方程为1ykx=
+,与24xy=联立可得()224210yky−++=,则121yy=.由2AFFB=,112212(,1)2(,1)12(1)xyxyyy−−=−−=−,得1232yy=−,所以122,12yy==或121,1
yy==(舍去),所以1292AByyp=++=,故C错误.过点A作抛物线的准线l:1y=−的垂线,垂足为点E,由抛物线的定义可得AFAE=,所以APAFAPAE+=+,当且仅当P,A,E三点共线,即当PEl⊥时,APAF+取得最小值314+=,故D正确.故选:C【点睛】关键点睛:利
用抛物线的定义是解题的关键.10.已知双曲线()2222:10,0xyCabab−=的左,右顶点分别是1A,2A,圆222xya+=与C的渐近线在第一象限的交点为M,直线1AM交C的右支于点P,若△2MPA是等腰三角形,且2PAM的内角平分线与y轴平行,则C
的离心率为()A.2B.2C.3D.5第7页共20页【答案】B【分析】由题设可得2(,)aabMcc,1(,0)Aa−,2(,0)Aa,应用两点距离公式求21||MA,22||MA,再由已知条件知1222.5MAA=,应用二倍角正切公式求得tan22.521=−,结合2121||tan||M
AMAAMA=构造齐次方程,即可求离心率.【详解】联立222byxaxya=+=且M在第一象限,可得2(,)aabMcc,而1(,0)Aa−,2(,0)Aa,所以222221||()()2(1)aabaMAaaccc=++=+,222
222||()()2(1)aabaMAaaccc=−+=−,由题设,12290AMAPMA==,故△2MPA是等腰直角三角形,所以245MAP=,而2PAM的内角平分线与y轴平行,所以1222.5MAA=,又22tan22.5
tan4511tan22.5==−,可得tan22.521=−,则22221211||tan()(21)||1aMAcMAAaMAc−===−+,可得13221ee−=−+,所以2e=.故选:B11.已知0x是函数()22eexxfx−=−的图象与函数()1lngxxxx=
++的图象交点的横坐标,则020elnxx=()A.2−B.ln2−C.ln2D.2【答案】A【分析】根据题意整理可得002200001ee2lnxxxxxx−−−=−+,构建新函数()1lnhxxxx=−+,则转化为()()020exhhx−=,求导,利用导数判断()hx的单调性
,结合单调性分析可得020exx−=,运算整理即可.【详解】由题意可知实数0x满足00220001eelnxxxxx−−=++,整理得002200001ee2lnxxxxxx−−−=−+,设()1lnhxxxx=
−+,则()222eee2xxxhx−−=−−,可得:()()020exhhx−=,∵()22111131024hxxxx=−−=−−−在()0,+上恒成立,则()hx在()0,+上单调递减,∴020exx−=,则0
022001e=,lnelnxxxx−=,即00ln2xx=−,第8页共20页故020002eln2xxxx−==−.故选:A.【点睛】方法点睛:与ex和lnx相关的常见同构模型:(1)elnaabbelnelnaabb,构造函
数()lnfxxx=(或elnaabblnelneabab,构造函数()exgxx=);(2)eaaelnlnelnaabbbb,构造函数()lnxfxx=(或eaalneelnlnabbbab,构造函数()exgxx=);(3)elnelnelnaaaa
bbbb,构造函数()lnfxxx=(或lnelneelnaababbab,构造函数()exgxx=).12.已知函数()2221,0log,0xxfxxx+−=
,若关于x的方程2[()]()40fxmfx++=有6个不同的实数根,则m的取值范围是()A.13(,5),43−−−−B.13,43−−C.134,(5,)3+D.134,3【答案】A【分析】画出()fx的图象,令()
tfx=,则先讨论240tmt++=的零点,根据二次函数判别式与韦达定理,结合()fx的图象可得240tmt++=的较小根的范围,进而根据m与较小根的关系式结合函数的单调性求解即可.【详解】画出()fx的图象如
图,令()tfx=,则先讨论240tmt++=的零点.当2440m=−,即44m−时,不合题意;当2440m=−=,即4m=时,易得2t=或2t=−,此时当()2fx=或()2fx=−时均不满足有
6个零点,不合题意;故2440m=−,4m或4m−,设240tmt++=的两根为12,tt,不妨设12tt,由韦达定理124tt=,且12,2tt.①当12,0tt时,()1fxt=与()2fxt
=均无零点,不合题意;②当12,0tt时:第9页共20页1.若101t,则24t,此时()1fxt=有4个零点,()2fxt=有2个零点,合题意;2.若112t,此时()1fxt=有3个零点,则()2
fxt=有且仅有3个零点,此时223t,故1423t;综上可得101t或1423t.又12ttm+=−,故()12114mtttt=−+=−+,结合4ytt=+在()0,2上为减函数可得114mtt=−+在
()0,1,4,23上为增函数.故13(,5),43m−−−−故选:A【点睛】本题主要考查了数形结合解决复合函数零点的问题,需要换元先分析二次函数的零点情况,数形结合判断零点所在的区间,进而得出()fx零点所在的区间,并结合二次函数的性质与韦达定理求
解.属于难题.二、填空题13.()22204xxdx+−=_____【答案】83+【分析】根据积分运算法则求2222004xdxxdx−和,前者利用公式求解,后者所表示的几何意义是以()0,0为圆心,2
为半径第一象限内圆弧与坐标轴围成的面积,求出圆的面积乘以四分之一,两者结果做和即可得解.【详解】解:()222222200044xxdxxdxxdx+−=+−,第10页共20页由2204xdx−表示以()0,0为圆心,2为半径的圆面积的14,∴2201444xdx−==,2223
001833xdxx==,∴222200843xdxxdx+−=+,故答案为83+.【点睛】本题主要考查了定积分,定积分运算是求导的逆运算,解题的关键是求原函数,也可利用几何意义进行求解,属于基础题.14.
在三棱锥P-ABC中,23PAABPBAC====,AC⊥平面PAB,则三棱锥P-ABC的外接球O的体积为______.【答案】2873##287π3.【分析】如图所示,设底面PAB的中心为D,连接,DOADCO,,取AC的中点E,连接OE.求出底面三角形外接圆的半径和球的半径即得解.
【详解】解:如图所示,设底面PAB的中心为D,连接,DOADCO,,取AC的中点E,连接OE.由正弦定理得232,2πsin3ADAD==.因为,,,AEECAOOCOEAC==⊥因为AC⊥平面PAB,AD平面PAB,所以,ACADODAD⊥⊥,所以四边形AEOD是矩形,所以
()22327OA=+=.所以球O的半径为7.所以外接球O的体积为34287π(7)π33=.故答案为:2873第11页共20页15.已知函数()()cos0,2fxx=+,当4x=−时函数()fx能取得最小值,当4x=时函数()yfx=能取得最大值,且
()fx在区间5,1826上单调,则当取最大值时的值为__________.【答案】2−【分析】由题意,函数取最大值与最小值对应自变量之间的距离,可得周期的取值,进而表示出,根据余弦函数在区间上的单调性,表示出的取值范
围,由大到小,逐个进行检验,可得答案.【详解】因为当4x=−时,函数()fx取得最小值,当4x=时,函数()fx取得最大值,所以可得1244nT+=−−,即(),N21Tnn=+,解得()42,Nnn=+,即为正偶数,()
fx在5,1836上单调,53618122T−=,即26T=,解得12,当12=时,()()cos12fxx=+,且当4x=−时,()122,Z4kk−+=−+,由2,可得0=,此时由5,1836x
,即2512,33x,则()cos12fxx=在5,1836不单调,不满足题意;当10=时,()()cos10fxx=+,且当4x=−时,102,Z4kk−+=−+,由2,解得2=−,此时由5,18
36x,即()810,0,2189x−,则()cos102fxx=−在5,1836单调,满足题意;故的最大值为10,此时的值
为2−.故答案为:2−.16.已知函数ln(),()exxfxgxxx−==,若存在12(0,),+Rxx,使得()()12==fxgxk成立,则下列命题正确的有___________.第12页共20页①当0k时,121xx+②当0k
时,212e2exx+③当0k时,121+xx④当0k时,21ekxx的最小值为1e−【答案】①③④【分析】根据()fx可求得()fx在(0,e)上单调递增,在(e,)+上单调递减,则可画出()fx的图像;利用同构可知12()(
)fxgxk==等价于2211lnlneexxxkx==,结合图像则可判断①②③;当0k时,可得21exx=,1(0,1)x,构造函数可判断④.【详解】解:①21ln()(0)xfxxx−=>,令()0fx得0ex,()fx在(0,e)上递增,且值域
1(,)e−;令()0fx得ex,()fx在(e,)+上递减,且值域1(0,)e;作图如下:当0k时,由(1)=0f知:若1(0,)x+,使得1()fxk=,则11x,当0k时,若1(0,)x
+,使得1()fxk=,则101x,由()exgxx−=得:1()exxgx−=,令()0gx得1x,()gx在(,1)−上递增,且值域1(,)e−;令()0gx得1x,()gx在(1,)+上递减,且值域
1(0,)e;作出()gx图象如下:当0k时,由(0)0g=知:若2xR使得2()gxk=,则20x,第13页共20页当0k时,若2xR使得2()gxk=,则20x<,∴当0k时,121xx+.故①正确.②当0k时,由()()1
2==fxgxk得:2121lnexxxx−=,即2211lnlneexxxx=,∴21,exx可看成lnxkx=的两零点,作出lnxyx=的图象如下:由图象易知:1x或2ex均可趋向于+,故②错误;③当0k时,由①的讨论知:20x<,101x,121xx
+<.故③正确;④当0k时,此时1(0,1)x,由②知:21exx=,21lnxx=,则2111lnxxkxx==,∴要求21ekxx的最小值即求ekk的最小值即可,令()e(0)khkkk=<,则()ee(1)ekkkhkkk=+=+,令ee0
kkk+=,解得:1k=−,易知1k=−为极小值点,故()hk的最小值为1(1)eh−=−.故④正确.故答案为:①③④.【点睛】关键点点睛:同构找到21exx=,通过()fx与()gx的图象及性质判断求解,在处理④时,要注意消元思想的运用.三、解答题17.已知数列na的前n项和为nS,且
23122nSnn=+,递增的等比数列nb满足:142318,32bbbb+==.(1)求数列nnab、的通项公式;(2)设nnab、的前n项和分别为,nnST,求,nnST.第14页共20页【答案】(1)31nan=−,2nnb=(2)232nnnS+=,122nnT+=−
【分析】(1)根据11,1,2nnnSnaSSn−==−,求出31nan=−,再利用等比数列的性质结合韦达定理求出14216bb==,得到公比,写出通项公式;(2)证明出na为等差数列,从而利用等差数列求和公式和等比数列求和公式进行求解.【详
解】(1)当1n=时,1131222aS==+=,当2n时,()2213131(1)1312222nnnaSSnnnnn−=−=+−−−−=−,又−=3112,满足上式故na的通项公式为31nan=−,设等比数列nb的公比为q,因为14231418,32
bbbbbb+===,所以41,bb可看作方程218320xx−+=的两根,解得:14216bb==或14162bb==,因为等比数列单调递增,所以14162bb==舍去,故31682q==,解得:2q=,故nb
的通项公式为1222nnnb−==;(2)因为31nan=−,所以13nnaa+−=,故na为等差数列,由等差数列求和公式得:()()212313222nnSnaannnn++−+===,由等比数列求和公式得:()12122212nnnT+−==−−.第15页共20页18.在AB
C中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足2coscoscosaAbCcB=+.(1)求A;(2)若ABC的面积为63,27a=,求ABC的周长.【答案】(1)3A=(2)1027+【分析】(1)直接利用正弦定理和三角函数关系式的变换求出结果;(2)利用余弦定理和三角形的面
积公式应用求出结果.【详解】(1)因为2coscoscosaAbCcB=+,由正弦定理可得:2sincossincossincosAABCCB=+,所以2sincossinAAA=,因为sin0A,所以1cos2A=,由于0πA,
所以π3A=.(2)由于63ABCS=,所以1sin632bcA=,解得24bc=.在ABC中,由余弦定理可得:2222cosabcbcA=+−,整理得2252bc+=,所以2()252bcbc+−=,所以10bc+=.故三角形的周长为1027labc=++=+.19.春运是中国在农历春节前后发生
的一种大规模全国性交通运输高峰期、高交通运输压力现象.已知某火车站候车厅,候车人数与时间t相关,时间t(单位:小时)满足024t,tN.经测算,当1624t时,候车人数为候车厅满厅状态,满厅人数5160人,当016t时,候车人数会减
少,减少人数与(16)tt−成正比,且时间为6点时,候车人数为3960人,记候车厅候车人数为()ft.(1)求()ft的表达式,并求当天中午12点时,候车厅候车人数;(2)若为了照顾群众的安全,每时需要提供的免费矿泉水瓶数为()3160320ftPt−=+,则一天中哪
个时间需要提供的矿泉水瓶数最少?【答案】(1)()()()()51602016,(01)5160,1624tttfttNt−−=,候车厅候车人数为4200人(2)10t=时,需要提供的矿泉水瓶数最少第16页共20页【分析】(1)根据题意,设出函数解析式,代入
()6,3960,可得解析式,代入12t=,可得答案;(2)根据题意,写出函数解析式,由基本不等式和反比例函数的单调性,比较大小,可得答案.【详解】(1)当016t时,设()5160(16)ftktt=−−,(6)3960f=,则20k=,()()()()516
02016,(01)5160,1624tttfttNt−−=.(12)5160201244200f=−=,故当天中午12点时,候车厅候车人数为4200人.(2)()()10020,(016)2000320,1624tttPtNtt+=
+,①当016t时,10010020202400Ptttt=+=,当且仅当10t=时等号成立;②当1624t时,200032040324P+;又403400,所以10t=时,需要提供的矿泉水瓶数最少.20.如图,已知四棱锥S-ABCD的底面A
BCD为正方形,二面角S-AB-D为直二面角,∠SAB=∠SBA,点M为线段AD的中点.(1)证明:SD⊥MC;(2)若SA=AB,点N是线段BD上靠近点B的三等分点,求直线SA与平面SMN所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)55【
分析】(1)取AB的中点O,先利用等腰三角形的性质及三角形全等等知识证明线线垂直,再利用线面垂直的判定定理证明MC⊥平面SOD,最后利用线面垂直的性质证明线线垂直;(2)先根据垂直关系建立空间直角坐标系,然后设AB=2,求出直线的方向向量和平面的法向
量,利用向量的夹角公式求解即可.【详解】(1)取AB的中点O,连接SO,DO,第17页共20页因为SABSBA=,所以SASB=,所以SOAB⊥.又二面角SABD−−为直二面角,所以SO⊥平面ABCD,且
MC平面ABCD,所以SOMC⊥.在正方形ABCD中,O,M分别为AB,AD的中点,所以DAOCDM≌,所以ODMMCD=,又90MCDDMC+=,所以ODMDMC+=90,所以MCDO⊥.因为ODOSO=,OD平面SOD,OS平面SOD,所
以MC⊥平面SOD,又SD平面SOD,所以MCSD⊥.(2)取CD的中点G,连接OG,由(1)可知OB,OS,OG两两垂直.以O为坐标原点,OB,OS,OG所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立如图所示的空间直角坐标系.不妨设AB=2,则(1,0,0)A−,(1,0,0)B,(0,0,3)S,(
)1,1,0M−,(1,2,0)D−()1,1,3SM=−−,()1,0,3,AS=,(2,2,0)BD=−,()2,1,0BM=−,则122,,0333BNBD==−,41,,033MNBNBM=−=−
.设平面SMN的法向量为(,,)nxyz=,由题意得3041033nSMxyznMNxy=−+−==−=,令1y=,得13,1,44n=.设直线SA与平面SMN所成的角为,第18页共20页则()222222
131013445sin513103144ASnnAS++===++++,故直线SA与平面SMN所成角的正弦值为55.21.已知椭圆2222:1(0)xyCabab+=的离心率为12,点()0,2G与椭
圆的左、右顶点可以构成等腰直角三角形.(1)求椭圆C的标准方程;(2)若直线ykxm=+与椭圆C交于M,N两点,O为坐标原点,直线OM,ON的斜率之积等于34−,试探求OMN的面积是否为定值,并说明理由.【答案】(1)22143xy+=(2)是定值,理由
见解析【分析】(1)根据椭圆的离心率以及点()0,2G左、右顶点可以构成等腰直角三角形,即可求得,,abc的值,从而得椭圆C的标准方程;(2)根据直线ykxm=+与椭圆相交,联立直线与椭圆得交点()11,Mxy,()22,Nxy的坐标关系,利用直线OM,ON的斜率之积等于
34−,可得22243mk=+,分别求MN与原点O到l的距离d,求OMN的面积,即可判断其是否为定值.【详解】(1)解:椭圆2222:1(0)xyCabab+=离心率为12,即12cea==,点()0,2G与椭圆的左、右顶点
可以构成等腰直角三角形,2a=,1c=,3b=,故椭圆C的方程为22143xy+=.(2)解:由直线与椭圆交于M,N两点,设()11,Mxy,()22,Nxy,则联立22,1,43ykxmxy=++=得()()222348430kxkmxm+++−=,(
)()()22222Δ(8)1634348430kmkmkm=−+−=+−,则2243km+122834kmxxk−+=+,()21224334mxxk−=+第19页共20页()()()22121212121212121212OMONkxmkxmkxxmkxxm
yyyykkxxxxxxxx+++++====()()()()()22222222224383434344343kmkmmkmkmm−−++−===−−−.22243mk=+,222221222434343
111342mkmMNkxxkkkm+−=+−=+=++.原点O到l的距离21mdk=+,222431132221OMNMNmmSdkmk==+=+为定值.22.已知函数()lnlnfxxax=−,其中0a且1a.(1)讨论函数(
)fx的单调性;(2)若()1elnfxaa在()0,+上恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)答案见解析(2))e,+【分析】(1)先求定义域,再求导,分01a与1a两种情况,求解函
数的单调性;(2)先进行必要性探究,得到ea,再进行充分性证明,令()leelnnaxxgx=−,求导后得到其最小值为()lnln1elnelnaaa+,故只需证明()lnln1elnlnaaaa+在ea上恒成立,构造()()lnexmxxx=,求导后得到单调
性,求出ln1eaa,即1elnaa,再结合()0llnlnnaa,证明出结论.【详解】(1)()lnlnfxxax=−定义域为()0,+,()1lnfxax=−,当01a时,ln0a,故()1ln0fxax=−恒成立,此时()ln
lnfxxax=−在()0,+上单调递减,当1a时,令()1ln0fxax=−,解得:1lnxa,令()1ln0fxax=−,解得:10lnxa,第20页共20页故()fx在10,lna
上单调递减,在1,lna+上单调递增,综上:当01a时,()fx在()0,+上单调递减;当1a时,()fx在10,lna上单调递减,在1,lna+上单调递增.
(2)解:由题意得lnln1elnxaxaa−在()0,+上恒成立,即ln1eelnxxaa−,令1x=,故ea,接下来进行充分性证明:令()leelnnaxxgx=−,则()eeln11xagx=−,令()0gx=,解得:1lnxa=,故当10,lnxa时,()0
gx,当1,lnxa+时,()0gx,故函数()leelnnaxxgx=−在10,lnxa上单调递减,在1,lnxa+上单调递增,故()leelnnaxxgx=−在1lnxa=处取得极小值,也是最小值,()()minln
ln11lnlenelnagaxgaa==+,故只需证明()lnln1elnlnaaaa+恒成立,当ea时,令()()lnexmxxx=,故()21ln0xmxx−=,即函数()mx在)e,+上单调递减,故()()1eemam
=,即ln1eaa,故1elnaa,而由ea可知()0llnlnnaa,故()lnln1elnlnaaaa+恒成立,所以,实数a的取值范围是)e,+【点睛】数学问题的转化要注意等价性,也就是充分性与必要性兼备,有时在探求参数的取值范围时,为了寻找解题突
破口,从满足题意得自变量范围内选择一个数,代入求得参数的取值范围,从而得到使得问题成立的一个必要条件,这个范围可能恰好就是所求范围,也可能比所求的范围大,需要验证其充分性,这就是所谓的必要性探路和充分性证明,对于特殊值的选取策略一般是某个常数,实际
上时切线的横坐标,端点值或极值点等.