【文档说明】2021年人教版高中数学选择性必修第二册期末模块检测(提升卷)(解析版).doc,共(23)页,1.124 MB,由MTyang资料小铺上传
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选择性必修第二册期末模块检测试卷能力提升B卷解析版学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________题型:8(单选)+4(多选)+4(填空)+6(解答),满分150分,时间:120分钟一、单选题1.已知数列na是公差不为0的等
差数列,其前n项和为nS,若71707Saa,则56aS()A.3B.13C.-3D.13【答案】D【分析】设数列na是公差为d,0d,根据等差数列的通项公式及前n项和公式计算可得;【详解】解:设数列na是公差为d,0d,首项为1a,因为71707Saa所以
11107771726aaadd,所以1390ad,所以13ad所以5161416613362aaddSdad故选:D2.在数列na中,12a,111nnnaaa,则2021
a()A.2B.13C.12D.3【答案】A【分析】根据已知分析数列的周期性,可得答案.【详解】解:∵12a,111nnnaaa,∴213a,312a,43a,52a.∴该数列是周期数
列,周期4T.又202150541,∴202112aa,故选:A.3.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,8,13,„该数列的特点是:前两个数都是1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和,人们把这样的一列数所组成的数列称为
“斐波那契数列”,若na是“斐波那契数列”,则222132243354aaaaaaaaa2202020222021aaa的值为().A.1B.1C.2D.2【答案】B【分析】由已知数列的特点依次求出2132aaa,2243aaa,2
354aaa,的值,发现这些数依次为1,1,1,1,1,1,进而可求出答案【详解】由题设可知,斐波那契数列na为:1,1,2,3,5,8,其特点为:前两个数为1,从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和,由此可知:2
13221211aaa,232241321aaa,235422531aaa,452263851aaa,22020202220211aaa,则2221322432020
20222021aaaaaaaaa10101010111.故选:B.4.已知数列na满足123232nnaaana,设1(1)2nnnabn,nS为数列nb的前n项和.若tnS对任意nN恒成立,则实数t的最小值为()A.1B.2C.32D
.52【答案】C【分析】先求出na的通项,再利用裂项相消法可求nS,结合不等式的性质可求实数t的最小值.【详解】1n时,12a,因为123232nnaaana,所以2n时,1123123(1)2nnaaana
,两式相减得到12nnna,故12,nnan1n时不适合此式,所以11,11,2(1)2(1)nnnnabnnnn,当1n时,111Sb,当2n时,111111313123341221nSnnn
,所以32t;所以t的最小值32;故选:C.【点睛】方法点睛:数列求和关键看通项的结构形式,如果通项是等差数列与等比数列的和,则用分组求和法;如果通项是等差数列与等比数列的
乘积,则用错位相减法;如果通项可以拆成一个数列连续两项的差,那么用裂项相消法;如果通项的符号有规律的出现,则用并项求和法.5.已知各项均为正数的等比数列{na},123aaa=5,789aaa=10,
则456aaa=A.52B.7C.6D.42【答案】A【解析】试题分析:由等比数列的性质知,a1a2a3,a4a5a6,a7a8a9成等比数列,所以a4a5a6=故答案为考点:等比数列的性质、指数幂的运算、根式与指数式的互化等知
识,转化与化归的数学思想.6.定义:如果函数yfx在区间,ab上存在1212,xxaxxb,满足'1fbfafxba,'2fbfafxba,则称函数yfx是在区间,ab上的一个双中值函数,
已知函数3265fxxx是区间0,t上的双中值函数,则实数t的取值范围是()A.36,55B.26,55C.23,55D.61,5【答案】A【详解】322612,355fxxxfx
xx,∵函数3265fxxx是区间0,t上的双中值函数,∴区间0,t上存在12120xxxxt,(<<<),满足21206()()5ftffxfxttt===,∴方程22126355xxtt在区间0,t有两个不相等的解,令221
263055gxxxttxt(),(<),则222212612()05520560056205tttgttgttt=>=>=>,解得6355t<<,∴实数t的取值范围是36,55.故选:A.7.若函数
fx满足32113fxxxfx,则1f的值为().A.1B.2C.0D.1【答案】C【分析】求导得到2211fxxfx,取1x带入计算得到答案.【详解】32113fxxxfx,则
2211fxxfx,则11211ff,故10f.故选:C.【点睛】本题考查了求导数值,意在考查学生的计算能力和应用能力.8.已知fx是定义在R上的偶函数,当0x时,20fxfx(其
中()fx¢为fx的导函数),若2fe,则xfxe的解集为()A.2,2B.11,22C.1,22D.1,22【答案】A【分析】由2()2()()[]()()xxfxfxfxee,结合已
知条件有偶函数||()()xfxe在[0,)上单调减,(,0)上单调增,再由||2()(2)1()()xfxfee即可求解集.【详解】由2()2()()[]()()xxfxfxfxee,而20fxfx知:()()xfxe在[
0,)上单调减,而2fe,即(2)1fe,又xfxe知:||2()(2)1()()xfxfee,∴在[0,)上有02x,又fx是定义在R上的偶函数,则||()()xfxe在R上为偶函数,∴||()()xfxe在(,0)上单调增,即||2
()(2)()()xfxfee,可得20x,综上,有22x,故选:A【点睛】思路点睛:由fx与()fx¢组成的复合型函数式,一般可以将其作为某函数导函数的一部分,构造出原函数,再利用奇偶性、单调性求函数不等式
的解集.二、多选题9.设na是等差数列,nS是其前n项的和,且56SS,678SSS,则下列结论正确的是()A.0dB.70aC.95SSD.6S与7S均为nS的最大值【答案】BD【分
析】设等差数列na的公差为d,依次分析选项即可求解.【详解】根据题意,设等差数列na的公差为d,依次分析选项:na是等差数列,若67SS,则7670SSa,故B正确;又由56SS得6560SSa,则有760daa,故A错误;而C选项
,95SS,即67890aaaa,可得7820aa,又由70a且0d,则80a,必有780aa,显然C选项是错误的.∵56SS,678SSS,∴6S与7S均为nS的最大值,故D正确;故选:BD.【点睛】本题考查了等差数列以及前n项和的性质,需熟记公
式,属于基础题.10.已知正项数列na的前n项和为nS,若对于任意的m,*nN,都有mnmnaaa,则下列结论正确的是()A.11285aaaaB.56110aaaaC.若该数列的前三项依次为x,1x,3x,则10103aD.数列nSn
为递减的等差数列【答案】AC【分析】令1m,则11nnaaa,根据10a,可判定A正确;由256110200aaaad,可判定B错误;根据等差数列的性质,可判定C正确;122ndd
nanS,根据02d,可判定D错误.【详解】令1m,则11nnaaa,因为10a,所以na为等差数列且公差0d,故A正确;由22225611011119209200a
aaaaaddaadd,所以56110aaaa,故B错误;根据等差数列的性质,可得213xxx,所以13x,213x,故1011109333a,故C正确;由111222nnn
nadSddnann,因为02d,所以nSn是递增的等差数列,故D错误.故选:AC.【点睛】解决数列的单调性问题的三种方法;1、作差比较法:根据1nnaa的符号,判断数列na是递增数列、递减数列或是常数列;2、作商比较法:根据1(0nnnaaa
或0)na与1的大小关系,进行判定;3、数形结合法:结合相应的函数的图象直观判断.11.对于函数2ln()xfxx,下列说法正确的是()A.fx在xe处取得极大值12eB.fx有两个不同的零点C.23fff
D.若21fxkx在0,上恒成立,则2ek【答案】ACD【分析】求得函数的导数312ln()xfxx,根据导数的符号,求得函数的单调区间和极值,可判定A正确;根据函数的单调性和
10f,且xe时,0fx,可判定B不正确;由函数的单调性,得到(3)()ff,再结合作差比较,得到()(2)ff,可判定C正确;分离参数得到221ln1xkfxxx在0
,上恒成立,令2ln1xgxx,利用导数求得函数gx的单调性与最值,可判定D正确.【详解】由题意,函数2ln()xfxx,可得312ln()(0)xfxxx,令()0fx,即312ln0
xx,解得xe,当0xe时,0fx,函数fx在(0,)e上单调递增;当xe时,0fx,函数fx在(,)e上单调递减,所以当xe时,函数fx取得极大值,极大值为1()2fee,所以A正确;由当1x时,
10f,因为fx在(0,)e上单调递增,所以函数fx在(0,)e上只有一个零点,当xe时,可得0fx,所以函数在(,)e上没有零点,综上可得函数在(0,)只有一个零点,所以B不正
确;由函数fx在(,)e上单调递减,可得(3)()ff,由于ln2ln2lnln(2),()242ff,则2lnln2lnln2()(2)2444ff,因为22,所以()(2)0ff,即()(2)f
f,所以23fff,所以C正确;由21fxkx在0,上恒成立,即221ln1xkfxxx在0,上恒成立,设2ln1xgxx,则32ln1xgxx,令0g
x,即32ln10xx,解得1xe,所以当10xe时,0gx,函数gx在1(0,)e上单调递增;当1xe时,0gx,函数gx在1(,)e上单调递减,所以当1xe时,函数
gx取得最大值,最大值为1()22eegee,所以2ek,所以D正确.故选:ACD.【点睛】本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函
数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.12.已知等比数列na首项11a,公比为q,前n项和为nS,前n项积为nT,函数127fxxxaxaxa,若01f,则()A.l
gna为单调递增的等差数列B.01qC.11naSq为单调递增的等比数列D.使得1nT成立的n的最大值为6【答案】BCD【分析】令127gxxaxaxa,利用12
7001fgaaa可得3411aaq,01q,B正确;由111lglglg1lgnnaaqanq可得A错误;由111111111nnnaaaqSqqqqq可得C正确;由11a,01q,
41a可推出671TT,81T可得D正确.【详解】令127gxxaxaxa,则fxxgx,fxgxxgx,127001fgaaa,因为na是等比数列,所以712741aaa
a,即3411aaq,11aQ,01q,B正确;111lglglg1lgnnaaqanq,lgna是公差为lgq的递减等差数列,A错误;111111111nnnaaaqSqqqqq,
11naSq是首项为101aqq,公比为q的递增等比数列,C正确;11aQ,01q,41a,3n时,1na,5n时,01na,4n时,1nT,7712741Taaaa,8n时,78971nnTTaaaT,又75671TTaa
,7671TTa,所以使得1nT成立的n的最大值为6,D正确.故选:BCD【点睛】关键点点睛:利用等比数列的性质、通项公式、求和公式、数列的单调性求解是解题关键.三、填空题13.求和:111112123123n___________.【答案】21nn【解析】
易知该数列的通项12112()123(1)1nannnnn,故该数列的前n项和111112123123n为1111111122[(1)()()()]2[1]22334111nnnnn1
4.朱载堉(1536-1611)是中国明代一位杰出的音乐家、数学家和天文历算家,他的著作《律学新说》中制作了最早的“十二平均律”.十二平均律是目前世界上通用的把一组音(八度)分成十二个半音音程的律制,各相邻两律之间的频率之比完全相等,亦称“十二等程律”,即一个八度13个音,相邻两个音之间
的频率之比相等,且最后一个音是最初那个音的频率的2倍.设第三个音的频率为1f,第七个音的频率为2f,则21ff______.【答案】132【分析】将每个音的频率看作等比数列{}na,利用等比数列知识可求得结果.【详解】由题知:一个八度13个音,且
相邻两个音之间的频率之比相等,可以将每个音的频率看作等比数列{}na,一共13项,且1nnaqa,最后一个音是最初那个音的频率的2倍,1312aa,12121122aqaq,11641221133213
12faaqqqfaaq,12312ff.故答案为:132【点睛】关键点点睛:构造等比数列求解是解题关键.15.已知sin是sin,cos的等差中项,sin是sin,cos的等比中项,
则cos2cos2______.【答案】12【分析】由题意得sincos2sin,2sincossin,消去,可得224sin2sin1,化简得2212sin24sin,得cos22cos2,则有cos21cos22【详解】由题
设可知:由sin是sin,cos的等差中项,则sincos2sin①,sin是sin,cos的等比中项,则2sincossin②,则有①②可知:224sin2sin1③,2cos21
2sin,2cos212sin,则将③式变形得:2212sin24sin,即cos22cos2,则cos21cos22.故答案为:12.【点睛】关键点点睛:此题考查等差中项、等比中项的应用,考查三角函数恒等变换公式的应用,解题的关键是由已知条件得sinco
s2sin,2sincossin,消去,可得224sin2sin1,再利用三角函数恒等变换公式化简可得结果,考查转化思想和计算能力,属于中档题16.为了评估某种治疗肺炎药物的疗效,现有关部门对该药物在人体血管中的药物浓度进
行测量.设该药物在人体血管中药物浓度c与时间t的关系为()cft,甲、乙两人服用该药物后,血管中药物浓度随时间t变化的关系如下图所示.给出下列四个结论:①在1t时刻,甲、乙两人血管中的药物浓度相同;②在2t时刻,甲、乙两人血管中药物浓度的
瞬时变化率相同;③在23[,]tt这个时间段内,甲、乙两人血管中药物浓度的平均变化率相同;④在12[,]tt,23[,]tt两个时间段内,甲血管中药物浓度的平均变化率不相同.其中所有正确结论的序号是_____.【答案】①③④【分析】理解平均变化率和瞬时变
换率的意义,结合图象,判断选项.【详解】①在1t时刻,为两图象的交点,即此时甲、乙两人血管中的药物浓度相同,故①正确;②甲、乙两人在2t时刻的切线的斜率不相等,即两人的2ft不相同,所以甲、乙两人血管中药物浓度的瞬时变化率不相同,故②
不正确;③根据平均变换率公式可知,甲、乙两人的平均变化率都是3232ftfttt,故③正确;④在12,tt时间段,甲的平均变化率是2121ftfttt,在23,tt时间段,甲的平均变化率是3232ftfttt,显然不相等,故④正确.故答案为:①③
④【点睛】思路点睛:本题是一道识图的实际应用问题,判断的关键是理解两个概念,瞬时变化率和平均变化率,结合导数的几何意义可知瞬时变化率就是在此点处切线的斜率,平均变化率是fttftt.四、解答题17.设数列na的前n项和为nS,从条件①11nnnana
,②12nnnaS,③22nnnaaS中任选一个,补充到下面问题中,并给出解答.已知数列na的前n项和为nS,11a,____.(1)求数列na的通项公式;(2)若2nnnba,求数列nb的前n和nT.【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.【
分析】(1)若选①可得nan为常数数列,即可求出na;若选②利用1nnnaSS可得11nnnana,即可得nan为常数数列,即可求出na;若选③利用1nnnaSS可
得11nnaa,即可得到数列na是以1为首项,1为公差的等差数列,从而得解;(2)利用错位相减法求和;【详解】选条件①时,(1)11nnnana时,整理得11111nnaaann,所以nan.(2)由(1)得:2nnbn,设2nncn,其前n项
和为nC,所以1212222nnCn①,231212222nnCn②,①②得:12112212222221nnnnnCnn,故1122nnCn,所以1122nnTn
.选条件②时,(1)由于12nnnaS,所以21nnSna①,当2n时,112nnSna②,①②得:121nnnanana,11nnnana,整理得1111nnnaaann,所以nan.(2)由(1)得:2nnbn,
设2nncn,其前n项和为nC,所以1212222nnCn①,231212222nnCn②,①②得:12112212222221nnnnnCnn,故1122nnCn,所以1122nnTn.选条件③
时,由于22nnnaaS,①21112nnnaaS②①②时,2211nnnnaaaa,整理得11nnaa(常数),所以数列na是以1为首项,1为公差的等差数列.所以nan.(2)由(1)得:2nnbn,设2nncn,
其前n项和为nC,所以1212222nnCn①,231212222nnCn②,①②得:12112212222221nnnnnCnn,故1122nnCn
,所以1122nnTn.【点睛】数列求和的方法技巧:(1)倒序相加:用于等差数列、与二项式系数、对称性相关联的数列的求和.(2)错位相减:用于等差数列与等比数列的积数列的求和.(3)分组求和:用于若干个等差或等比数列的和或差数列的求和.18.已知na为等差数列,nb
为等比数列,111ab,5435aaa,5434bbb.(1)求na和nb的通项公式;(2)对任意的正整数n,设21*21134nnnnnnnabnaacnNanb为奇数为偶数,求数列nc的前2n项和.【答案】(
1)nan,12nnb;(2)21212652321949nnnnn.【分析】(1)设等差数列na的公差为d,等比数列nb的公比为q,根据题意可得出关于d、q的方程组,解出这两个量的值,利用等差数列和等比数列的通项公式可求得数列na和
nb的通项公式;(2)设数列nc的前2n项和中奇数项的和为S,偶数项的和为T,推导出:当n为正奇数时,22222nnnnncnn,当n为正偶数时,1112nnnnancb,利用裂项相消
法可求出S,利用错位相减法可求得T,进而可求得数列nc的前2n项和ST.【详解】(1)设等差数列na的公差为d,等比数列nb的公比为q,由11a,5435aaa,则145dd,可得1d,所以11nann,因为11b,5434bbb,所以
4324qqq,整理得220q,解得2q=,所以11122nnnb;(2)设数列nc的前2n项和中奇数项的和为S,偶数项的和为T,当n为奇数时,222221244234342222222nnnnnnnnn
nnabnnncaannnnnn,当n为偶数时,1112nnnnancb,对任意的正整数n,212133557232212223232522335
572121nnnnSnn21212221nnn,23135214444nnT,
①,由①14得231113232144444nnnnT,②,①②得1231111131222211218414444444414nnnnnnT11116556546341234nnn
n,化简得565994nnT.因此,数列nc的前2n项和为21212652321949nnnnSTn.【点睛】方法点睛:数列求和的常用方法:(1)对于等差等比数
列,利用公式法直接求和;(2)对于nnab型数列,其中na是等差数列,nb是等比数列,利用错位相减法求和;(3)对于nnab型数列,利用分组求和法;(4)对于11nnaa型数列,其中na是公差为0dd的等差数列,利用裂项相消法求和.19.已
知函数21()2xfxaexx(aR).(1)若函数()fx有两个极值点,求a的取值范围;(2)证明:当1x时,1lnxexxx.【答案】(1)01a;(2)证明见解析.【分析】(1)由题意转化为
0fx有两个变号零点,再参变分离后得1xxae,利用图象求a的取值范围;(2)首先构造函数1()lnxgxexxx(1x),求函数的二次导数,分析函数的单调性,并求函数的最值,并证明不等式.【详解】(1)
()fx的定义域为R,()1xfxaex,若函数()fx有两个极值点,则()10xfxaex有两个变号零点,等同于1xxae,即水平直线ya与曲线1xxye有两个交点(ya不是1xxy
e的切线),令1()xxhxe,()hx的定义域为R,则()xxhxe,令()0hx,解得0x,当0x时,()0hx,()hx在(0),上单调递减,当0x时,()0hx,()hx在()0,上单调递减,则(0)1h为()hx的极大值
,也为最大值,当()0hx时,1x,当x时,()hx,当x时,()0hx且为正数,则()hx的图像如图所示,则此时01a;(2)证明:令1()lnxgxexxx(1x),则只需证明当1x时(
)0gx恒成立即可,则21()ln1xxegxexxx,令21()()ln1xxetxgxexxx,则32()lnxxxxeexetxexxxx,当1x时ln0xex,0xex,0
xxexex,320x,则()0tx,则21()()ln1xxetxgxexxx在1x时单调递增,又(1)20ge,∴1x时,()0gx,则1()lnxgxexxx在1x时单调递增
,∴当1x时()(1)0gxg,即当1x时,1lnxexxx.【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式问题,方法如下:(1)直接构造函数法:证明不等式fxgx(或fxgx)转化为
证明0fxgx或0fxgx),进而构造辅助函数hxgxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.其
中一种重要的技巧就是找到函数hx在什么地方可以等于零,这往往就是解决问题的突破口.20.已知数列,nnab满足1231112,1,2,,nnnnnaaabbbanNa(1)求数列nb的通项公式;(2)求证:1211111,6nn
Nbbb.【答案】(1)21nnb;(2)证明见解析.【分析】(1)由题可知数列na为等比数列,公比2q=,进一步求出na的通项公式,所以112nnnbb,利用累加法求出数列nb的通项公式;(2)利用111212nn
对数列进行放缩,化简求出答案.【详解】(1)12nnaa,所以数列na为等比数列,公比2112,12qaqaq,所以12a,2nna所以11211211222,22222nnnnnnbbbbbb
21nnb(2)证明:222112111111114111112121322322nnnnbbb111111626n【点睛】放缩法的注意事项:(1)放缩的方向要一致。(2)放与缩要
适度。(3)很多时候只对数列的一部分进行放缩法,保留一些项不变(多为前几项或后几项)。(4)用放缩法证明极其简单,然而,用放缩法证不等式,技巧性极强,稍有不慎,则会出现放缩失当的现象。21.设函数2ln2fx
xaxaaR(1)若函数()fx在102,上递增,在1+2,上递减,求实数a的值.(2))讨论fx在1,上的单调性;(3)若方程ln0xxm有两个不等实数根12,xx,求实数m的取值范围,并证明
121xx.【答案】(1)2a(2)见解析(3)(1,)m,见解析【分析】(1)根据单调区间判断出12x是极值点,由此根据极值点对应的导数值为0求解出a的值,并注意验证是否满足;(2)先求解出fx,然后结合所给区间对a进行分类讨论,分别求解出fx的单调
性;(3)构造函数()ln(0),()hxxxxgxm,分析hx的取值情况,由此求解出m的取值范围;将证明121xx通过条件转化为证明22212ln0xxx,由此构造新函数1()2ln(1)pxxxxx进行分析证明.【详解】(1)由于函数函数()fx在10
2,上递增,在1+2,上递减,由单调性知12x是函数的极大值点,无极小值点,所以1()02f,∵21()fxax,故2202aa,此时12()xfxx满足12x是极大值点,所以2a;(2)∵2ln2fxxaxa,∴21
1axfxxx,①当0a时,10,fxfxx在1,上单调递增.②当21a,即1a或1a时,0fx,∴fx在1,上单调递减.③当11a且0a时,由0fx得21xa.令0fx得211xa;令
0fx得21xa.∴fx在211,a上单调递增,在21,a上单调递减.综上,当0a时,fx在1,上递增;当1a或1a时,fx在1,上递减;当11a且
0a时,fx在211,a上递增,在21,a上递减.(3)令()ln(0),()hxxxxgxm,11()1xhxxx当(0,1)x时,11()10xhx
xx,()ln(0)hxxxx单调递减;当(1,)x时,11()10xhxxx,()ln(0)hxxxx单调递增;故()hx在1x处取得最小值为(1)1h又当0,();,()xhxxh
x,由图象知:(1,)m不妨设12xx,则有122101,01xxx,121122111()()xxxhxhxx121222222222211()(),()()()()111(ln)(ln)2lnhxhxmhxhhxhxxxxxxxx
x令221121()2ln(1),()1(1)0pxxxxpxxxxx()px在(1,)上单调递增,故()(1)0pxp即22212ln0xxx,11221()(),1hxhxxx
【点睛】本题考查函数与导数的综合运用,涉及到根据单调性求解参数、分类讨论法分析函数的单调性、双变量构造函数问题,难度较难.(1)已知0x是fx的极值点,利用00fx求解参数值后,要注意将参数值带回验证是否满足;
(2)导数中的双变量证明问题,一般的求解思路是:先通过转化统一变量,然后构造函数分析单调性和取值范围达到证明的目的.22.已知函数2xfxaxe,其中0a.(1)讨论fx的单调性.(2)是否存在aR,对
任意10,1x,总存在20,1x,使得124fxfx成立?若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)答案见解析;(2)存在,1e.【分析】(1)先求出函数的导数,再对a进行分类讨
论,从而求出函数的单调区间;(2)对a进行分类讨论,分为1a,1ae,ae三种情况,利用导数研究函数的最值,从而进行分析求解即可.【详解】(1)由2xfxaxe,得xfxae,当0a时,对任意,x,0fx,所以fx单调递减;当0a时
,令0fx,得lnxa,当,lnxa时,0fx,当ln,xa时0fx,所以fx在,lna上单调递增,在ln,a上单调递减,综上所述,当0a时
,fx在,上单调递减,当0a时,fx在,lna上单调递增,在ln,a上单调递减;(2)存在满足条件的实数a,且实数a的值为1e,理由如下:①当1a,且0a时,由(1)知,fx在0,1上单调递减,则0,1x时,01maxf
xf,则122024fxfxf,所以此时不满足题意;②当1ae时,由(1)知,在0,lna上,fx单调递增,在ln,1a上,fx单调递减,则当0,1x时,lnln2
maxfxfaaaa,当10x时,对任意20,1x,120ln1ln2ln133fxfxffaaaaaa,所以此时不满足题意;③当ae时,令
4gxfx(0,1x),由(1)知fx在0,1上单调递增,进而知gx在0,1上单调递减,所以040maxgxgf,141mingxgf,若对任意的10,1x,总存在20,
1x,使得124fxfx,则12fxgx,0110fgfg,即014104ffff,所以0134ffae,解得1ae,综上,存在满足题意的实数a,且实数a的值为1e
.【点睛】方法点睛:利用导数研究函数的单调性的一般步骤:①确定函数的定义域;②求导函数;③若求单调区间(或证明单调性),只需在函数的定义域内解(或证明)不等式0fx或0fx(不恒等于0)即可.