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2024-2025学年北京市通州区高二(下)期中数学试卷一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的1.(4分)若f(x)=x2,则f(x)在x=1处的导数f′(1)=()A.2 B.0 C.﹣2 D.12.(4分)下列式子错误的是()A.(cosx)′=﹣sinx B.(2lnx)′=2C.(1x)′=−1x2 D.(e3.(4分)(xA.20 B.﹣20 C.15 D.﹣154.(4分)过点P(0,﹣1)作曲线y=lnx的切线,则切点坐标为()A.(e,1) B.(1,﹣1) C.(1,0) D.(1e5.(4分)如图,函数y=f(x)在(﹣3,3)上的导函数y=f′(x)的图象,给出下列命题:①f(x)的极小值点有且只有1个;②x=1是f(x)的极大值点;③y=f(x)的图象在x=1处切线的斜率等于零;④函数y=f(x)在区间(﹣1,2)上单调递增.则正确命题的序号是()A.①③ B.①④ C.②③ D.②④6.(4分)4名同学选报天文、合唱、羽毛球三个社团,每人报一个,仅有2名同学报同一社团的报名种数为()A.12 B.24 C.36 D.727.(4分)若函数f(x)=13x3+A.(0,4) B.(﹣∞,0)∪(4,+∞) C.(﹣∞,0]∪[4,+∞) D.[0,4]8.(4分)如图所示,圆和直角AOB的两边相切,直线OP从OA处开始,绕点O匀速旋转(到OB处为止)时,所扫过的圆内阴影部分的面积S是t的函数,它的图象大致为()A. B. C. D.9.(4分)若将一类顺读与倒读都是同一个数的自然数,称之为“回文数”.如44,585,2662等;那么用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9可以组成五位“回文数”且这个五位数的各位数字之和为11,则这样的五位“回文数”的个数为()A.10 B.12 C.14 D.610.(4分)平面直角坐标系上将横、纵坐标都为整数的点记为格点,点P从格点(4,4)出发,每次运动到另一格点时,沿水平或竖直方向移动一个单位,则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径总数为()A.81 B.200 C.400 D.480二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。11.(5分)A52−12.(5分)5件产品中有2件次品,从中抽取3件,恰好有1件次品的抽法有.13.(5分)若函数f(x)=x3﹣3ax+b恰有两个零点,则满足条件的一组(a,b)的值可以是.14.(5分)设函数f(x)=cosx1+x,则曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线斜率为,该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为15.(5分)已知函数f(x)=2|lnx|+k①若k=0,f(x)恰有2个零点;②存在负数k,使得f(x)恰有1个零点;③存在负数k,使得f(x)恰有3个零点;④存在正数k,使得f(x)恰有3个零点.其中所有正确结论的序号是.三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。16.(13分)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n≥4,n∈N*.(Ⅰ)若n=6,求a0和a2+a4+a6的值;(Ⅱ)若a22=2a1a317.(13分)2025年1月2日至2025年3月30日期间,北京本地燃油机动车尾号限行规定为周一周二周三周四周五2和73和84和95和01和6(机动车车牌尾号为英文字母的按0号管理)已知甲与其四位同事各有一辆私家车,车牌尾数分别是X、0、4、7、9,五人住处相近,故商议拼车出行,按此限行规定,周一到周五每天任选一辆符合规定的车出行.(用数字作答)(Ⅰ)求不同的用车方案总数;(Ⅱ)若每车只能用一天且甲车在周一出行,求不同的用车方案总数.18.(15分)已知函数f(x)=13x3−12(Ⅰ)求实数a的值及函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)求函数f(x)在[0,3]上的最大值与最小值.19.(15分)设函数f(x)=axex+b,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为(Ⅰ)求a,b的值;(Ⅱ)记点O(0,0),当t>0时,曲线y=f(x)在点A(t,f(t))处的切线与y轴交于点B,求三角形AOB面积S(t)的最大值.(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,请判断是否存在点A,使得三角形AOB为直角三角形?若存在,直接写出满足条件的点A的个数.20.(15分)已知函数f(x)=mx﹣ln(x+1)﹣2(m∈R).(Ⅰ)当m=1时,求曲线y=f(x)在x=0处的切线方程;(Ⅱ)求f(x)的单调区间;(Ⅲ)若对任意x>0,都有(x+1)ln(x+1)>ax﹣2成立,求整数a的最大值.21.(14分)已知函数f(x)=lnx,g(x)=a(1−1(Ⅰ)证明:a=1是曲线y=f(x)与曲线y=g(x)存在唯一交点的充要条件;(Ⅱ)证明:当n≥2,n∈N+时,12

2024-2025学年北京市通州区高二(下)期中数学试卷参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)题号12345678910答案ADCCBCBDAC一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的1.(4分)若f(x)=x2,则f(x)在x=1处的导数f′(1)=()A.2 B.0 C.﹣2 D.1【分析】先对函数求导,然后把x=1代入即可求解.【解答】解:f′(x)=2x,则f′(1)=2.故选:A.【点评】本题主要考查了函数的求导公式,属于基础题.2.(4分)下列式子错误的是()A.(cosx)′=﹣sinx B.(2lnx)′=2C.(1x)′=−1x2 D.(e【分析】根据已知条件,结合导数的运算法则,即可求解.【解答】解:(cosx)′=﹣sinx,A对;(2lnx)′=2(lnx)′=2x,(1x)′=(x﹣1)′=﹣x﹣2=−1x(e2x)′=2e2x,D错.故选:D.【点评】本题主要考查导数的运算,属于基础题.3.(4分)(xA.20 B.﹣20 C.15 D.﹣15【分析】利用通项公式即可得出.【解答】解:通项公式Tr+1=∁6r(x2)6﹣r(−1x)r令12﹣3r=0,解得r=4.∴展开式中的常数项=∁故选:C.【点评】本题考查了二项式定理的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.4.(4分)过点P(0,﹣1)作曲线y=lnx的切线,则切点坐标为()A.(e,1) B.(1,﹣1) C.(1,0) D.(1e【分析】根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,方程思想,即可求解.【解答】解:因为y=lnx,所以y′=1设过P(0,﹣1)的切线切曲线于点(t,lnt),则切线方程为y﹣lnt=1t(x﹣t),又其过所以为﹣1﹣lnt=1t(﹣t),解得所以切点坐标为(1,0).故选:C.【点评】本题考查函数的切线问题,属基础题.5.(4分)如图,函数y=f(x)在(﹣3,3)上的导函数y=f′(x)的图象,给出下列命题:①f(x)的极小值点有且只有1个;②x=1是f(x)的极大值点;③y=f(x)的图象在x=1处切线的斜率等于零;④函数y=f(x)在区间(﹣1,2)上单调递增.则正确命题的序号是()A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【分析】由已知结合导数与单调性及极值关系即可判断.【解答】解:由图可得,当﹣3<x<﹣2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当﹣2<x<﹣1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当﹣1<x<2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当2<x<3时,f′(x)<0,f(x)单调递减,故x=﹣2,x=2时,函数取得极大值,当x=﹣1时,函数取得极小值,故x=处的导数不为0,即切线斜率不为0,①正确,②错误,③错误,④正确.故选:B.【点评】本题主要考查了导数与单调性关系的应用,属于基础题.6.(4分)4名同学选报天文、合唱、羽毛球三个社团,每人报一个,仅有2名同学报同一社团的报名种数为()A.12 B.24 C.36 D.72【分析】根据排列组合知识,结合分步乘法计数原理求解.【解答】解:从4名同学中任选2名同学,有C4选择2人组的社团,有C3剩余2人分别分配到剩余两个社团,有A2所以符合题意的报名种数为6×3×2=36种.故选:C.【点评】本题主要考查了排列组合知识,属于基础题.7.(4分)若函数f(x)=13x3+A.(0,4) B.(﹣∞,0)∪(4,+∞) C.(﹣∞,0]∪[4,+∞) D.[0,4]【分析】函数存在极值的条件是对应导函数存在变号零点,据此计算即可.【解答】解:由题得f'(x)=x2+ax+a,因为f(x)在R存在极值,故导函数f'(x)存在变号零点,注意到导函数是二次函数,故方程f'(x)=x2+ax+a=0存在两个不等实根,所以Δ=a2﹣4a>0,解得a<0或a>4,即实数a的取值范围是(﹣∞,0)∪(4,+∞).故选:B.【点评】本题主要考查利用导数研究函数的极值,考查运算求解能力,属于基础题.8.(4分)如图所示,圆和直角AOB的两边相切,直线OP从OA处开始,绕点O匀速旋转(到OB处为止)时,所扫过的圆内阴影部分的面积S是t的函数,它的图象大致为()A. B. C. D.【分析】先观察得出阴影部分面积的变换规律即可选出答案.【解答】解:由图可以看出:直线OP从OA处开始,绕点O匀速旋转(到OB处为止)时,所扫过的圆内阴影部分的面积S一开始增长的比较慢,逐步加快,最后又逐步减慢.因此只有D符合上述变化规律.故选:D.【点评】由已知图形得出阴影部分面积的变换规律是解题的关键.9.(4分)若将一类顺读与倒读都是同一个数的自然数,称之为“回文数”.如44,585,2662等;那么用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9可以组成五位“回文数”且这个五位数的各位数字之和为11,则这样的五位“回文数”的个数为()A.10 B.12 C.14 D.6【分析】设五位“回文数”的形式为abcba,则2a+2b+c=11,对c的值分情况讨论,结合分类加法计数原理求解即可.【解答】解:设五位“回文数”的形式为abcba,则2a+2b+c=11,当c=1时,2a+2b=10,即a+b=5,则(a,b)可以为(1,4)、(2,3)、(3,2)、(4,1),共4种情况,当c=3时,2a+2b=8,即a+b=4,则(a,b)可以为(1,3)、(2,2)、(3,1),共3种情况,当c=5时,2a+2b=6,即a+b=3,则(a,b)可以为(1,2)、(2,1),共2种情况,当c=7时,2a+2b=4,即a+b=2,则(a,b)可以为(1,1),共1种情况,当c=9时,2a+2b=2,即a+b=1,此时没有符合条件的(a,b)组合,所以满足条件的五位“回文数”的个数一共有4+3+2+1=10(种).故选:A.【点评】本题主要考查了排列组合知识,属于中档题.10.(4分)平面直角坐标系上将横、纵坐标都为整数的点记为格点,点P从格点(4,4)出发,每次运动到另一格点时,沿水平或竖直方向移动一个单位,则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径总数为()A.81 B.200 C.400 D.480【分析】设向左移动x次,向下移动y次,则向右移动x次,向上移动y次,则2x+2y=6,即x+y=3,其中x,y∈N,则x=0y=3或x=1y=2或x=2y=1【解答】解:由题意可得:设向左移动x次,向下移动y次,则向右移动x次,向上移动y次,则2x+2y=6,即x+y=3,其中x,y∈N,则x=0y=3或x=1y=2或x=2y=1当x=0y=3则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径数为C6当x=1y=2则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径数为A6当x=2y=1则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径数为A6当x=3y=0则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径数为C6则点P经过6次移动回到格点(4,4)的移动路径总数为20+180+180+20=400.故选:C.【点评】本题考查了排列、组合及简单计数问题,重点考查了分类加法及分步乘法计数原理,属中档题.二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。11.(5分)A52−【分析】根据排列数和组合数公式计算.【解答】解:A5故答案为:14.【点评】本题主要考查了排列数和组合数的计算,属于基础题.12.(5分)5件产品中有2件次品,从中抽取3件,恰好有1件次品的抽法有6.【分析】利用组合数的定义直接求解.【解答】解:5件产品中有2件次品,从中抽取3件,恰好有1件次品的抽法有C2故答案为:6.【点评】本题主要考查了简单的组合问题,属于基础题.13.(5分)若函数f(x)=x3﹣3ax+b恰有两个零点,则满足条件的一组(a,b)的值可以是(1,2)(答案不唯一).【分析】由题意可得函数的极小值小于等零,极大值大于等于零,利用导数求解即可.【解答】解:因为f(x)=x3﹣3ax+b,所以f'(x)=3x2﹣3a,当a≤0时,f'(x)≥0,此时函数在R上单调递增,至多一个零点,不满足题意;当a>0时,令f'(x)=0,则x=±a,所以当x∈(﹣∞,−a)∪(a,+∞)时,f'(x)>0,f(x当x∈(−a,a)时,f'(x)<0,f(x所以f(x)极小值=f(a)=﹣2aa+b,f(x)极大值=f(−a)=2aa又因为函数有两个零点,所以b−2aa<0b+2a取a=1,b=0,满足上式,所以(a,b)的值可以是(1,2).故答案为:(1,2)(答案不唯一).【点评】本题考查了转化思想及导数的综合运用,属于中档题.14.(5分)设函数f(x)=cosx1+x,则曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线斜率为﹣1,该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为1【分析】根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,即可求解.【解答】解:因为f(x)=cosx1+x,所以f′(x)所以f′(0)=﹣1,y=f(x)在点(0,1)处的切线斜率为﹣1;所以切线方程为y=﹣x+1,令x=0,可得y=1;令y=0,可得x=1,所以该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为12故答案为:﹣1;12【点评】本题考查导数的几何意义的应用,属中档题.15.(5分)已知函数f(x)=2|lnx|+k①若k=0,f(x)恰有2个零点;②存在负数k,使得f(x)恰有1个零点;③存在负数k,使得f(x)恰有3个零点;④存在正数k,使得f(x)恰有3个零点.其中所有正确结论的序号是①②③.【分析】对于①,直接解出f(x)的零点,可判断;f(x)的零点个数等价于﹣k=2x|lnx|﹣x的解的个数,即直线y=﹣k与函数g(x)=2x|lnx|﹣x的交点个数,分析并作出g(x)的大致图象,可对命题②③④进行判断.【解答】解:对于①,当k=0时,f(x)=2|lnx|﹣1,令f(x)=0,则|lnx|=1解得x=e或x=此时函数有2个零点,故①正确;对于②③④,f(x)的零点个数等价于﹣k=2x|lnx|﹣x的解的个数,即直线y=﹣k与函数g(x)=2x|lnx|﹣x的交点个数,g(x)=2x|lnx|﹣x=−2xlnx−x,0<x<12xlnx−x,x≥1,所以g'(x)x∈(0,1)时,令g'(x)>0,得0<x<e−32,令g'(x当x≥1时,g'(x)>0恒成立,所以g(x)在(0,e−32g(x)极大值=g(e−32)=2e−32,g(当x趋于0时,g(x)趋于0,当x趋于正无穷时,g(x)趋于正无穷,故g(x)大致图象如下,由图象可知,当﹣k>e−32,即k<−e−3当0<﹣k<e−32,即−e−32当﹣k<0,即k>0时,f(x)至多有2个零点,故④错误.故答案为:①②③.【点评】本题主要考查方程的根与函数零点的关系,属于中档题.三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。16.(13分)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n≥4,n∈N*.(Ⅰ)若n=6,求a0和a2+a4+a6的值;(Ⅱ)若a22=2a1a3【分析】(Ⅰ)代入n的值,然后分别令x=0,x=1,x=﹣1,化简即可求解;(Ⅱ)求出展开式的通项公式,代表求出a1,a2,a3,然后根据已知建立方程即可求解.【解答】解:(Ⅰ)当n=6时,二项式为(1+x)6,令x=0,则a0=1,令x=1,则a0+...+a6=26=64,令x=﹣1,则a则a2(Ⅱ)二项式(1+x)n的展开式的通项公式为Tr+1=Cnrx则a2=Cn2,a所以n的值为5.【点评】本题考查了二项式定理的应用,涉及到组合数的运算性质,考查了学生的运算能力,属于中档题.17.(13分)2025年1月2日至2025年3月30日期间,北京本地燃油机动车尾号限行规定为周一周二周三周四周五2和73和84和95和01和6(机动车车牌尾号为英文字母的按0号管理)已知甲与其四位同事各有一辆私家车,车牌尾数分别是X、0、4、7、9,五人住处相近,故商议拼车出行,按此限行规定,周一到周五每天任选一辆符合规定的车出行.(用数字作答)(Ⅰ)求不同的用车方案总数;(Ⅱ)若每车只能用一天且甲车在周一出行,求不同的用车方案总数.【分析】(Ⅰ)根据题意,五人的车分别不能安排在周四,周四,周三,周一,周三,利用分步乘法计数原理可解;(Ⅱ)利用分类计数原理可解.【解答】解:(Ⅰ)根据题意,五人的车分别不能安排在周四,周四,周三,周一,周三,则周一到周五每天任选一辆符合规定的车出行的不同用车方案为4×5×3×3×5=900种;(Ⅱ)由题意可知,乙车不能在周四出行,丙和戊的车不能在周三出行,丁的车没有限制,若乙车周三出行,则有A3若丁车周三出行,则有A2则共有6+4=10种方案.【点评】本题考查排列组合相关知识,属于中档题.18.(15分)已知函数f(x)=13x3−12(Ⅰ)求实数a的值及函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)求函数f(x)在[0,3]上的最大值与最小值.【分析】(I)先对函数求导,结合极值存在条件求出a,然后结合导数与单调性关系即可求解;(II)结合导数与单调性及最值关系即可求解.【解答】解:(I)f′(x)=x2﹣ax﹣3,若x=1是f(x)的极值点,则f′(1)=1﹣a﹣3=0,即a=﹣2,此时f′(x)=x2+2x﹣3=(x+3)(x﹣1),经检验x=1为函数的极小值点,符合题意,当x>1或x<﹣3时,f′(x)>0,当﹣3<x<1时,f′(x)<0,故f(x)的单调递增区间为(1,+∞),(﹣∞,﹣3),单调递减区间为(﹣3,1);(II)由(I)可得[0,1]上单调递减,在[1,3]上单调递增,故x=1时,函数取得最小值f(1)=−2因为f(0)=1,f(3)=10,即函数的最大值为10.【点评】本题主要考查了导数与单调性及极值,最值关系的应用,属于中档题.19.(15分)设函数f(x)=axex+b,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为(Ⅰ)求a,b的值;(Ⅱ)记点O(0,0),当t>0时,曲线y=f(x)在点A(t,f(t))处的切线与y轴交于点B,求三角形AOB面积S(t)的最大值.(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,请判断是否存在点A,使得三角形AOB为直角三角形?若存在,直接写出满足条件的点A的个数.【分析】(Ⅰ)利用导数的几何意义求出方程组即可解得a=1,b=0.(Ⅱ)求出切线方程并求得三角形AOB面积S(t),再构造函数利用导数求出S(t)的最大值即可;(Ⅲ)分别对三角形AOB的三个角分别为直角进行分类讨论,再利用垂直关系以及函数单调性求出结果.【解答】解:(Ⅰ)因为,所以f′(x)=a−ax因为f(x)在(0,f(0))处的切线方程为y=x,所以f(0)=0,f'(0)=1,解得:a=1,b=0.(Ⅱ)当t>0时,因为y=f(x)在点A(t,f(t))处的切线方程为:,令x=0,得y=t所以S(t)=1所以S′(t)=3由S'(t)>0,得0<t<3,由S'(t)<0,得t>3,所以S(t)在(0,3)上单调递增,在(3,+∞)上单调递减,所以t=3时,S(t)取得极大值,也是最大值为S(3)=27即三角形AOB面积S(t)的最大值为272(Ⅲ)由(1)可知f(x)=x则f′(x)=1−x令f'(x)=0,解得x=1,当x∈(﹣∞,1)时,f'(x)>0,即f(x)在(﹣∞,1)上单调递增;当x∈(1,∞)时,f'(x)<0,即f(x)在(1,∞)上单调递减;若x<0,则f(x)<0,若x>0,则f(x)>0;其图象如下图所示:显然,当A(1,1三角形AOB是以∠B为直角的直角三角形,若以∠O为直角,则A必须在x轴上,显然函数与x轴的唯一交点为原点,不合题意;若以∠A为直角,设切点为(x此时切线斜率,即kAB又此时OA的斜率为kOA因此kAB即e2x0令函数g(x)=e2x﹣x+1,则g'(x)=2e2x﹣1,令g'(x)=0,解得x=−ln2当x∈(−∞,−ln22)时,g'(x)<0,即g(x当x∈(−ln22,+∞)时,g'(x)>0,即g(x因此g(x)在x=−ln22处取得极小值,也是最小值,即即函数g(x)没有零点,因此方程e2x0因此此时三角形AOB不是直角三角形;综上可知,满足题意的直角三角形AOB的个数为1个.【点评】本题主要考查函数在某一点的切线和导数求解函数的最值,属于较难题.20.(15分)已知函数f(x)=mx﹣ln(x+1)﹣2(m∈R).(Ⅰ)当m=1时,求曲线y=f(x)在x=0处的切线方程;(Ⅱ)求f(x)的单调区间;(Ⅲ)若对任意x>0,都有(x+1)ln(x+1)>ax﹣2成立,求整数a的最大值.【分析】(Ⅰ)当m=1时,f(x)=x﹣ln(x+1)﹣2,求导可得切线斜率k=f′(0)=0,切线方程即可求解;(Ⅱ)f(x)定义域为(﹣1,+∞),令f′(x)=mx+m−1x+1=0,解得x=−1+(Ⅲ)由题意可得a<(x+1)ln(x+1)+2x恒成立,令g(x)=(x+1)ln(x+1)+2x(x>0),求导根据y=f(x【解答】解:(I)当m=1时,f(x)=x﹣ln(x+1)﹣2,所以f(0)=﹣2,f′(x)=1−1所以在(0,﹣2)切线斜率k=f′(0)=0,所以切线方程为y=﹣2;(Ⅱ)函数f(x)定义域为(﹣1,+∞),令f′(x)=mx+m−1x+1=0当m⩽0时,f′(x)<0,f(x)单调递减区间为(﹣1,+∞),当m>0时,x∈(−1,−1+1m)时,f′(x)<0,f当x∈(−1+1m,+∞)时,f′(x)>0,f故f(x)单调递减区间为(−1,−1+1m)综上,可得当m≤0时,f(x)在(﹣1,+∞)单调递减;当m>0时,f(x)单调递减区间为(−1,−1+1m)(Ⅲ)当x∈(0,+∞)时,(x+1)ln(x+1)>ax﹣2恒成立,即a<(x+1)ln(x+1)+2令g(x)=(x+1)ln(x+1)+2∴g′(x)=x−ln(x+1)−2由(Ⅱ)知,y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,g′(3)<0,g′(4)>0,故存在唯一的x0∈(3,4)使得g′(x0)=0,即x0﹣ln(x0+1)﹣2=0,故当x∈(0,x0)时g′(x)<0,g(x)单调递减,故当x∈(x0,+∞)时g′(x)>0,g(x)单调递增,g(x0)为极小值且为最小值,g(x∴a<x0﹣1,x0∈(3,4),故整数a的最大值为2.【

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