因此c的最大值为
9。 220、(本小题满分16分)
设f(x)是定义在区间(1,??)上的函数,其导函数为f'(x)。如果存在实数a和函数
h(x),其中h(x)对任意的x?(1,??)都有h(x)>0,使得f'(x)?h(x)(x2?ax?1),则称
函数f(x)具有性质P(a)。 (1)设函数f(x)?lnx?b?2(x?1),其中b为实数。 x?1(i)求证:函数f(x)具有性质P(b); (ii)求函数f(x)的单调区间。 (2)已知函数g(x)具有性质P(2)。给定x1,x2?(1,??),x1?x2,设m为实数,
??mx1?(1?m)x2,??(1?m)x1?mx2,且??1,??1,
若|g(?)?g(?)|<|g(x1)?g(x2)|,求m的取值范围。
[解析] 本小题主要考查函数的概念、性质、图象及导数等基础知识,考查灵活运用数形结合、分类讨论的思想方法进行探索、分析与解决问题的综合能力。满分16分。 (1)(i)f'(x)?1b?21??(x2?bx?1) 22x(x?1)x(x?1)1?0恒成立,
x(x?1)2∵x?1时,h(x)?∴函数f(x)具有性质P(b);
b2b2(ii)(方法一)设?(x)?x?bx?1?(x?)?1?,?(x)与f'(x)的符号相同。
24b2?0,?2?b?2时,?(x)?0,f'(x)?0,故此时f(x)在区间(1,??)上递增; 当1?42当b??2时,对于x?1,有f'(x)?0,所以此时f(x)在区间(1,??)上递增; 当b??2时,?(x)图像开口向上,对称轴x?b??1,而?(0)?1, 2对于x?1,总有?(x)?0,f'(x)?0,故此时f(x)在区间(1,??)上递增; (方法二)当b?2时,对于x?1,?(x)?x2?bx?1?x2?2x?1?(x?1)2?0
所以f'(x)?0,故此时f(x)在区间(1,??)上递增; 当b?2时,?(x)图像开口向上,对称轴x?b?1,方程?(x)?0的两根为:2b?b2?4b?b2?4b?b2?4b?b2?42,而,?1,??(0,1)
22222b?b?4b?b2?4b?b2?4 当x?(1,)时,?(x)?0,f'(x)?0,故此时f(x)在区间(1,)
22b?b2?4上递减;同理得:f(x)在区间[,??)上递增。
2综上所述,当b?2时,f(x)在区间(1,??)上递增;
22 当b?2时,f(x)在(1,b?b?4)上递减;f(x)在[b?b?4,??)上递增。
22(2)(方法一)由题意,得:g'(x)?h(x)(x2?2x?1)?h(x)(x?1)2 又h(x)对任意的x?(1,??)都有h(x)>0,
所以对任意的x?(1,??)都有g?(x)?0,g(x)在(1,??)上递增。 又????x1?x2,????(2m?1)(x1?x2)。 当m?1,m?1时,???,且??x1?(m?1)x1?(1?m)x2,??x2?(1?m)x1?(m?1)x2, 2
综合以上讨论,得:所求m的取值范围是(0,1)。
(方法二)由题设知,g(x)的导函数g'(x)?h(x)(x2?2x?1),其中函数h(x)?0对于任
2意的x?(1,??)都成立。所以,当x?1时,g'(x)?h(x)(x?1)?0,从而g(x)在区间
(1,??)上单调递增。
①当m?(0,1)时,有??mx1?(1?m)x2?mx1?(1?m)x1?x1,
??mx1?(1?m)x2?mx2?(1?m)x2?x2,得??(x1,x2),同理可得??(x1,x2),所以
由g(x)的单调性知g(?)、g(?)?(g(x1),g(x2)), 从而有|g(?)?g(?)|<|g(x1)?g(x2)|,符合题设。 ②当m?0时,??mx1?(1?m)x2?mx2?(1?m)x2?x2,
??(1?m)x1?mx2?(1?m)x1?mx1?x1,于是由??1,??1及g(x)的单调性知
g(?)?g(x1)?g(x2)?g(?),所以|g(?)?g(?)|≥|g(x1)?g(x2)|,与题设不符。
③当m?1时,同理可得??x1,??x2,进而得|g(?)?g(?)|≥|g(x1)?g(x2)|,与题设不符。
因此综合①、②、③得所求的m的取值范围是(0,1)。
数学Ⅱ(附加题)
21.[选做题]本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。...................若多做,则按作答的前两题评分。解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 A. 选修4-1:几何证明选讲 (本小题满分10分)
AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D作圆O的切线交AB延长线于点C,若DA=DC,求证:AB=2BC。
[解析] 本题主要考查三角形、圆的有关知识,考查推理论证能力。
AOBCD
(方法一)证明:连结OD,则:OD⊥DC, 又OA=OD,DA=DC,所以∠DAO=∠ODA=∠DCO, ∠DOC=∠DAO+∠ODA=2∠DCO, 所以∠DCO=300,∠DOC=600,
所以OC=2OD,即OB=BC=OD=OA,所以AB=2BC。 (方法二)证明:连结OD、BD。
因为AB是圆O的直径,所以∠ADB=900,AB=2 OB。 因为DC 是圆O的切线,所以∠CDO=900。 又因为DA=DC,所以∠DAC=∠DCA, 于是△ADB≌△CDO,从而AB=CO。 即2OB=OB+BC,得OB=BC。 故AB=2BC。
B. 选修4-2:矩阵与变换 (本小题满分10分)
在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,0),B(-2,0),C(-2,1)。设k为非零实数,矩阵M=??k0??01?,N=??10?,点A、B、C在矩阵MN对应的变换下得到点分别为A1、B1、C1,△01????A1B1C1的面积是△ABC面积的2倍,求k的值。
[解析] 本题主要考查图形在矩阵对应的变换下的变化特点,考查运算求解能力。满分10分。 解:由题设得MN???k0??01??0k???10???10? 01??????由??0k??0?2?2??00k?,可知A1(0,0)、B1(0,-2)、C1(k,-2)。 ???????10??001??0?2?2?计算得△ABC面积的面积是1,△A1B1C1的面积是|k|,则由题设知:|k|?2?1?2。 所以k的值为2或-2。
C. 选修4-4:坐标系与参数方程 (本小题满分10分)
在极坐标系中,已知圆ρ=2cosθ与直线3ρcosθ+4ρsinθ+a=0相切,求实数a的值。 [解析] 本题主要考查曲线的极坐标方程等基本知识,考查转化问题的能力。满分10分。 解:?2?2?cos?,圆ρ=2cosθ的普通方程为:x2?y2?2x,(x?1)2?y2?1,
直线3ρcosθ+4ρsinθ+a=0的普通方程为:3x?4y?a?0,
又圆与直线相切,所以
D. 选修4-5:不等式选讲 (本小题满分10分)
|3?1?4?0?a|3?422?1,解得:a?2,或a??8。
设a、b是非负实数,求证:a3?b3?ab(a2?b2)。
[解析] 本题主要考查证明不等式的基本方法,考查推理论证的能力。满分10分。 (方法一)证明:a3?b3?ab(a2?b2)?a2a(a?b)?b2b(b?a)
?(a?b)[(a)5?(b)5]
?(a?b)2[(a)4?(a)3(b)?(a)2(b)2?(a)(b)3?(b)4]
因为实数a、b≥0,(a?b)2?0,[(a)4?(a)3(b)?(a)2(b)2?(a)(b)3?(b)4]?0 所以上式≥0。即有a3?b3?ab(a2?b2)。 (方法二)证明:由a、b是非负实数,作差得
a3?b3?ab(a2?b2)?a2a(a?b)?b2b(b?a)?(a?b)[(a)5?(b)5]
当a?b时,a?b,从而(a)5?(b)5,得(a?b)[(a)5?(b)5]?0; 当a?b时,a?b,从而(a)5?(b)5,得(a?b)[(a)5?(b)5]?0; 所以a3?b3?ab(a2?b2)。
[必做题]第22题、第23题,每题10分,共计20分。请在答题卡指定区域内作答,解答时.......应写出文字说明、证明过程或演算步骤。