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2023年高考数学新高考Ⅱ-22

  2023-07-08 11:21:27  

(12分)(1)证明:当0<x<1时,xx2<sinx<x
(2)已知函数f(x)=cosaxln(1x2),若x=0f(x)的极大值点,求a的取值范围.
分析:(1)分别构造函数g(x)=xx2sinxh(x)=xsinx,利用导数研究函数的单调性与最值,即可证明;
(2)分类讨论二阶导函数的符号,从而可得一阶导函数的符号,从而得原函数的单调性,从而可得极值点,即可得解.
(1)证明:设g(x)=xx2sinxx(0,1)
g(x)=12xcosxg(x)=2+sinx<0
g(x)(0,1)上单调递减,
g(x)<g(0)=0
g(x)(0,1)上单调递减,
g(x)<g(0)=0
xx2sinx<0x(0,1)
xx2<sinxx(0,1)
h(x)=xsinxx(0,1)
h(x)=1cosx>0
h(x)(0,1)上单调递增,
h(x)>h(0)=0x(0,1)
xsinx>0x(0,1)
sinx<xx(0,1)
综合可得:当0<x<1时,xx2<sinx<x
(2)解:f(x)=asinax+2x1x2f(x)=a2cosax+2+2x2(1x2)2
f(0)=0f(0)=a2+2
①若f(0)=2a2>0,即2<a<2时,
易知存在t1>0,使得x(0,t1)时,f(x)>0
f(x)(0,t1)上单调递增,f(x)>f(0)=0
f(x)(0,t1)上单调递增,这显然与x=0为函数的极大值点相矛盾,故舍去;
②若f(0)=2a2<0,即a<2a>2时,
存在t2>0,使得x(t2t2)时,f(x)<0
f(x)(t2t2)上单调递减,又f(0)=0
t2<x<0时,f(x)>0f(x)单调递增;
0<x<t2时,f(x)<0f(x)单调递减,满足x=0f(x)的极大值点,符合题意;
③若f(0)=2a2=0,即a=±2时,f(x)为偶函数,
只考虑a=2的情况,
此时f(x)=2sin(2x)+2x1x2x(0,1)时,
f(x)>2x+2x1x2=2x(11x21)>0
f(x)(0,1)上单调递增,与显然与x=0为函数的极大值点相矛盾,故舍去.
综合可得:a的取值范围为(2)(2+)
点评:本题考查导数的综合应用,构造函数证明不等式,利用导数研究函数的单调性与极值,分类讨论思想,化归转化思想,属难题.

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