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    2022-2023学年山东省枣庄市滕州市高二(下)期中数学试卷(含解析)
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    2022-2023学年山东省枣庄市滕州市高二(下)期中数学试卷(含解析)

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    这是一份2022-2023学年山东省枣庄市滕州市高二(下)期中数学试卷(含解析),共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    第I卷(选择题)
    一、单选题(本大题共8小题,共40.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
    1. 函数y=x2在区间[2,3]上的平均变化率为( )
    A. 2B. 3C. 4D. 5
    2. 某小组有8名男生,6名女生,要求从中选1名当组长,不同的选法共有( )
    A. 12种B. 14种C. 24种D. 48种
    3. 下列求导运算正确的是( )
    A. (lnx)′=xB. (x−1x)′=1+1x2
    C. (csx)′=sinxD. (xex)′=ex
    4. 已知函数f(x)在x=x0处的导数为12,则Δx→0limf(x0−Δx)−f(x0)3Δx=( )
    A. −4B. 4C. −36D. 36
    5. 已知函数f(x)=2x−sinx,则下列选项正确的是( )
    A. f(e)C. f(e)6. 将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的方法共有( )
    A. 12 种B. 18 种C. 36 种D. 54 种
    7. 定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),且3f(x)+f′(x)<0,f(ln2)=1,则不等式f(x)>8e−3x的解集为( )
    A. (−∞,2)B. (−∞,ln2)C. (ln2,+∞)D. (2,+∞)
    8. 设a=2ln(sin0.1+cs0.1),b=0.2,c=1.2ln1.2,则( )
    A. a二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
    9. 如图是函数y=f(x)的导函数的图象,对于下列四个判断,其中正确的是( )
    A. f(x)在(−2,−1)上是增函数
    B. f(x)在(2,4)上是减函数
    C. 当x=−1时,f(x)取得极小值
    D. 当x=1时,f(x)取得极大值
    10. 某高一学生想在物理、化学、生物、政治、历史、地理这六门课程中选三门作为选科科目,则( )
    A. 若不选择政治,选法总数为C52种
    B. 若物理和化学至少选一门,选法总数为C21C52
    C. 若物理和历史不能同时选,选法总数为C63−C41种
    D. 若物理和化学至少选一门,且物理和历史不同时选,选法总数为12种
    11. 下列等式中,正确的是( )
    A. Anm+mAnm−1=An+1mB. rCnr=nCn−1r−1
    C. Cn+1m+1=Cnm−1+Cn−1m+Cn−1m−1D. Cnm=m+1n−mCnm+1
    12. 已知ab≠0,函数f(x)=eax+x2+bx,则( )
    A. 对任意a,b,f(x)存在唯一极值点
    B. 对任意a,b,曲线y=f(x)过原点的切线有两条
    C. 当a+b=−2时,f(x)存在零点
    D. 当a+b>0时,f(|x|)的最小值为1
    第II卷(非选择题)
    三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
    13. 已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(1)+1x,则f′(1)=______.
    14. 从A,B等5名学生中随机选3名参加数学竞赛,则A和B至多有一个入选的方法有______ 种.
    15. 已知函数f(x)=ex−a(x+1),若f(x)有两个零点,则实数a的取值范围是______ .
    16. 直线y=k与两条曲线f(x)=exx和g(x)=xlnx共有三个不同的交点,并且从左到右三个交点的横坐标依次是x1,x2,x3,则x1,x2,x3满足的一个等式为 .
    四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
    17. (本小题10.0分)
    有2名男生和3名女生,按下列要求各有多少种排法,依题意列式作答:
    (Ⅰ)若2名男同学不相邻,共有多少种不同的排法;
    (Ⅱ)若2名男同学中间必须有1人,共有多少种不同的排法.
    18. (本小题12.0分)
    (1)若A2n3=10An3;求正整数n;
    (2)已知1C5n−1C6n=710C7n,求C8n.
    19. (本小题12.0分)
    已知A,B两地的距离是130km.根据交通法规,A,B两地之间的公路车速v(单位:km/h)应满足v∈[50,100].假设油价是7元/L,以xkm/h的速度行驶时,汽车的耗油率为(3+x3k)L/h,当车速为80km/h时,汽车每小时耗油13L,司机每小时的工资是91元.
    (1)求k的值;
    (2)如果不考虑其他费用,当车速是多少时,这次行车的总费用最低?
    20. (本小题12.0分)
    已知函数f(x)=(x−2)ex.
    (Ⅰ)求函数f(x)的极值;
    (Ⅱ)画出函数f(x)的大致图象.
    21. (本小题12.0分)
    已知函数f(x)=ax2−(a+2)x+lnx.
    (1)当a=2时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
    (2)求函数f(x)的单调区间.
    22. (本小题12.0分)
    已知函数f(x)=ex+csx−2.
    (1)证明:函数f(x)只有一个零点;
    (2)在区间(0,+∞)上函数f(x)>ax−sinx恒成立,求a的取值范围.
    答案和解析
    1.【答案】D
    【解析】解:根据题意,函数y=x2,
    在区间[2,3]上,Δy=9−4=5,Δx=1,
    则其平均变化率△y△x=5.
    故选:D.
    根据题意,由函数的解析式求出Δy和Δx,进而计算可得答案.
    本题考查平均变化率的计算,注意平均变化率的计算公式,属于基础题.
    2.【答案】B
    【解析】解:依题意,小组有8名男生,6名女生,要求从中选1名当组长,
    则有C141=14种选法.
    故选:B.
    根据组合性质即可求解.
    本题主要考查了排列组合知识,属于基础题.
    3.【答案】B
    【解析】解:(lnx)′=1x,A错误;
    (x−1x)′=1+1x2,B 正确;
    (csx)′=−sinx,C错误;
    (xex)′=(x+1)ex,D错误.
    故选:B.
    由已知结合导数的运算分别检验各选项即可判断.
    本题主要考查了导数的运算,属于基础题.
    4.【答案】A
    【解析】解:因为函数f(x)在x=x0处的导数为12,
    则Δx→0limf(x0−Δx)−f(x0)3Δx=−13△x→0limf(x0−△x)−f(x0)−△x=−13f′(x0)=−13×12=−4.
    故选:A.
    由已知结合导数的定义即可求解.
    本题主要考查了导数定义的应用,属于基础题.
    5.【答案】D
    【解析】解:因为函数f(x)=2x−sinx,
    所以f′(x)=2−csx>0,
    所以f(x)在(0,+∞)上递增,
    又因为2.7所以f(2.7)故选:D.
    求导,判断f(x)在(0,+∞)上单调性,利用单调性比较大小.
    本题考查利用导数研究函数的单调性,考查运算求解能力,属于基础题.
    6.【答案】B
    【解析】
    【分析】
    本题考查分步计数原理,考查平均分组问题,是一个易错题.
    解题的关键是注意到第二步从剩下的4个中选两个放到一个信封中,这里包含两个步骤,先平均分组,再排列.
    【解答】
    解:由题意知,本题是一个分步计数问题,
    ∵先从3个信封中选一个放1,2,有C31=3种不同的选法;根据分组公式,其他四封信放入两个信封,每个信封两个有C42⋅C22A22⋅A22=6种放法,
    ∴共有3×6×1=18.
    故选:B.
    7.【答案】B
    【解析】解∵f(x)>8e−3x,且e3x>0,可得f(x)e3x>8,
    故原不等式等价于f(x)e3x>8,
    构建g(x)=f(x)e3x,g′(x)=f′(x)e3x+3f(x)e3x=[f′(x)+3f(x)]e3x,
    ∵3f(x)+f′(x)<0,e3x>0,所以g′(x)<0恒成立,
    ∴g(x)单调递减,且g(ln2)=f(ln2)e3ln2=23=8,
    则对于f(x)e3x>8,解得x故不等式f(x)>8e−3x的解集为(−∞,ln2).
    故选:B.
    根据题意分析可得f(x)e3x>8,构建g(x)=f(x)e3x,求导,结合函数单调性解不等式.
    本题考查了导数的综合应用,属于中档题.
    8.【答案】A
    【解析】解:构造函数f(x)=xlnx−(x−1)(x∈(1,2)),所以有f′(x)=lnx,
    因为x∈(1,2),所以f′(x)=lnx>0,所以此时函数单调递增,
    故有f(x)>f(1)=0,显然1.2∈(1,2),所以有f(1.2)>0,
    即1.2ln1.2−(1.2−1)>0⇒1.2ln1.2>0.2⇒c>b,
    a=2ln(sin0.1+cs0.1)=ln(sin0.1+cs0.1)2=ln(1+sin0.2),b=0.2=lne0.2,
    构造函数g(x)=ex−(1+sinx)(x∈(0,1)),
    则有g′(x)=ex−csx,
    因为x∈(0,1),所以ex>1,csx<1,
    因此g′(x)=ex−csx>0,
    所以函数g(x)=ex−(1+sinx)(x∈(0,1))是增函数,
    于是有g(x)>g(0)=0,
    而0.2∈(0,1),所以g(0.2)=e0.2−(1+sin0.2)>0⇒e0.2>1+sin0.2,
    即lne0.2>ln(1+sin0.2)⇒b>a,
    于是有a故选:A.
    根据数字特征、对数的运算性质、同角的三角函数关系式、二倍角正弦公式,通过构造函数,利用导数判断函数的单调性,利用单调性进行判断即可.
    本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,属于中档题.
    9.【答案】BC
    【解析】解:由y=f(x)的导函数f′(x)的图象知,
    导函数f′(x)在(−2,−1)、(2,4)上小于0,f(x)单调递减,
    在(−1,2)、(4,5)上大于0,f(x)单调递增,选项A错误,B正确;
    函数f(x)在x=−1处取得极小值,选项C正确;
    x=1时导函数取得极大值,原函数没有取得极大值,选项D错误.
    故选:BC.
    结合导函数的图象,得出函数的单调性以及函数的极值点,从而判断选项的正误.
    本题考查了利用函数的导数判断函数的单调性和极值的应用问题,是基础题.
    10.【答案】ACD
    【解析】解:对于A:原题意等价于六门课程中选三门选修科目,
    已知不选择政治,则再从剩余的五门课程中选择两门不作为选修科目,
    可得选法总数为C52种,故A正确;
    对于B:六门课程中选三门,选法总数为C63=20种,
    若物理和化学均不选,选法总数为C43=4种,
    若物理和化学至少选一门,选法总数为20−4=16种,
    但C21C52=20≠16,故B错误;
    对于C:若物理和历史同时选,选法总数为C41种,
    若物理和历史不能同时选,选法总数为C63−C41种,故C正确;
    对D:在物理和历史不同时选的前提下,排除物理和化学均不选,
    结合选项B、C可知:选法总数为C63−C41−4=20−4−4=12种,故D正确.
    故选:ACD.
    对于A:原题意等价于六门课程中选三门选修科目,结合组合数运算求解;对于B、C、D:根据题意利用间接法,结合组合数运算求解.
    本题考查排列组合的应用,本题运用排除法,可以避免讨论,简化计算.
    11.【答案】BD
    【解析】解:∵Anm+mAnm−1=n!m!+m×n!(m−1)!=(m2+1)n!m!,An+1m=(n+1)!m!,等式不一定成立,∴A错;
    ∵rCnr=rn!r!(n−r)!=n⋅(n−1)!(r−1)!(n−r)!=nCn−1r−1,∴B对;
    ∵Cnm−1+Cn−1m+Cn−1m−1=Cnm−1+Cnm=Cn+1m≠Cn+1m+1,∴C错.
    ∵m+1n−mCnm+1=m+1n−m⋅n!(m+1)!(n−m−1)!=n!m!(n−m)!=Cnm,∴D对,
    故选:BD.
    利用组合数公式Cnm+1+Cnm=Cn+1m+1,Cnm=n!m!(n−m)!,一一化简即可判断等式是否成立
    本题考查了组合数公式的应用问题,也考查了逻辑推理与证明的应用问题,是基础题目.
    12.【答案】ABD
    【解析】解:对于A,由已知ab≠0,函数f(x)=eax+x2+bx,可得f′(x)=aeax+2x+b,
    令g(x)=aeax+2x+b,所以g′(x)=a2eax+2>0,
    则g(x)即f′(x)=aeax+2x+b在R上单调递增,
    令f′(x)=aeax+2x+b=0,则aeax=−2x−b,
    当a>0时,作出函数y=aeax,y=−2x−b的大致图象如图:

    当a<0时,作出函数y=aeax,y=−2x−b的大致图象如图:

    可知y=aeax,y=−2x−b的图象总有一个交点,即f′(x)=aeax+2x+b=0总有一个根x0,
    当xx0时,f′(x)>0,
    此时f(x)存在唯一极小值点,故A正确;
    对于B,由于f(0)=1,故原点不在曲线f(x)=eax+x2+bx上,且f′(x)=aeax+2x+b,
    设切点为(m,n),n=eam+m2+bm,则f′(m)=aeam+2m+b=nm=eam+m2+bmm,
    即aeam+m=eamm,即eam(am−1)+m2=0,
    令h(m)=eam(am−1)+m2,h′(m)=aeam(am−1)+aeam+2m=m(a2eam+2),
    当m<0时,h′(m)<0,h(m)在(−∞,0)上单调递减,
    当m>0时,h′(m)>0,h(m)在(0,+∞)上单调递增,
    故h(m)min=h(0)=−1,
    当m→−∞时,eam(am−1)的值趋近于0,m2趋近于无穷大,故h(m)趋近于正无穷大,
    当m→+∞时,eam(am−1)的值趋近于正无穷大,m2趋近于无穷大,故h(m)趋近于正无穷大,
    故h(m)在(−∞,0)和(0,+∞)上各有一个零点,即eam(am−1)+m2=0有两个解,
    故对任意a,b,曲线y=f(x)过原点的切线有两条,故B正确;
    对于C,当a+b=−2时,b=−2−a,f(x)=eax+x2−(a+2)x,
    故f′(x)=aeax+2x−a−2,该函数为R上单调增函数,f′(0)=−2<0,f′(1)=aea−a=a(ea−1)>0,
    故∃s∈(0,1),使得f′(s)=0,即eas=−2as+1+2a,
    结合A的分析可知,f(x)的极小值也即最小值为f(s)=eas+s2−(a+2)s=−2as+1+2a+s2−(a+2)s,
    令m(s)=−2as+1+2a+s2−(a+2)s,则m′(s)=2s−(a+2a+2),且为增函数,
    当a<0时,m′(0)=−(a+2a+2)≥2 2−2>0,当且仅当a=− 2时取等号,
    故当s>0时,m′(s)>m′(0)>0,则f(s)在(0,1)上单调递增,
    故f(s)>f(0)=2a+1,令a=−3,则f(0)=2a+1=13>0,所以f(s)>f(0)>0,
    此时f(x)的最小值为f(s)>0,f(x)无零点,故C错误;
    对于D,当a+b>0时,f(|x|)为偶函数,考虑x>0视情况;
    此时f(|x|)=f(x)=eax+x2+bx,(x>0),f′(x)=aeax+2x+b,
    结合A的分析可知f′(x)=aeax+2x+b在R上单调递增,f′(0)=a+b>0,
    故x>0时,f′(x)>f′(0)>0,则f(x)在(0,+∞)上单调递增,
    故f(x)在(−∞,0)上单调递减,f(|x|)为偶函数,
    故f(|x|)min=f(0)=1,故D正确.
    故选:ABD.
    对于A,求出函数导数,数形结合,判断导数正负,从而判断函数单调性,确定函数极值点;对于B,设切点为(m,n),n=eam+m2+bm,利用导数的几何意义可得方程,结合方程的根的个数,判断切线的条数;对于C,利用导数判断函数单调性,求函数最值,根据最值情况判断函数的零点情况;对于D,由于f(|x|)为偶函数,故先判断x>0时函数的单调性,结合偶函数性质,即可判断x<0的单调性,进而求得函数最值.
    本题综合性较强,综合考查了导数的几何意义以及极值点、零点、最值问题,计算量较大;难点在于利用导数解决函数的零点问题时,要能构造恰当的函数,结合零点存在定理判断导数值的情况,从而判断函数的单调性,求得最值,解决零点问题.
    13.【答案】1
    【解析】解:f(x)=2xf′(1)+1x,则f′(x)=2f′(1)−1x2,
    令x=1得到f′(1)=2f′(1)−1,解得f′(1)=1;
    故答案为:1.
    首先对已知等式求导,然后令x=1,解得x值.
    本题考查了导数的运算以及方程思想求导数值;属于基础题.
    14.【答案】7
    【解析】解:从A,B等5名学生中随机选3名参加数学竞赛,
    则A和B至多有一个入选的方法有C53−C22C31=10−3=7种.
    故答案为:7.
    利用间接法求解即可.
    本题考查组合数的运算,考查间接法的应用,属于基础题.
    15.【答案】(1,+∞)
    【解析】解:由题知:f′(x)=ex−a,x∈R.①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)单调递增,至多有一个零点,不合题意;
    ②当a>0时,令f′(x)=0⇒x=lna,易知f(x)在(−∞,lna)单调递减,在(lna,+∞)单调递增,故f(x)的最小值为
    f(lna)=a−a(lna+1)=−alna.
    ∵f(x)有两个零点,当x→±∞时,f(x)→+∞,
    ∴f(lna)<0⇒lna>0,解得a>1
    故答案为:(1,+∞).
    先对f(x)求导,根据a的范围研究f′(x)的符号,判断f(x)的单调性,结合f(x)有两个零点,求出a的取值范围.
    本题考查导数的简单应用,属于基础题.
    16.【答案】x1⋅x3=x22
    【解析】解:令f(x)=g(x),即exx=xlnx,则lnx=x2ex,令h(x)=x2ex(x>0),则h′(x)=x(2−x)ex,
    所以当00,h(x)单调递增;当x>2时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
    ∴h(x)max=h(2)=4e2,又h(0)=0,所以h(x),y=lnx的图象如图所示:

    由图可知,h(x),y=lnx的图象只有一个交点,因此曲线f(x)=exx和曲线g(x)=xlnx只有一个交点.
    对f(x)=exx求导,可得f′(x)=(x−1)exx2
    所以当01时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
    所以f(x)min=f(1)=e.
    对g(x)=xlnx求导,可得g′(x)=lnx−1(lnx)2
    所以当0e时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
    所以g(x)min=g(e)=e,
    所以f(x),g(x)图象如图所示:

    由图知,当直线y=k经过曲线曲线f(x)=exx和曲线g(x)=xlnx的唯一公共点时,直线与两条曲线恰好有三个不同的交点,
    则有0∵0又∵ex2,x3>e,且g(x)=xlnx在(e,+∞)上单调递增,∴ex2=x3,∴x1⋅x3=lnx2⋅ex2,而ex2x2=x2lnx2,即,lnx2⋅ex2=x22,
    所以x1⋅x3=x22.
    故答案为:x1⋅x3=x22.
    令f(x)=g(x),则lnx=x2ex,令h(x)=x2ex(x>0),求导得到单调性从而画出h(x),y=lnx的图象,判断曲线f(x)=exx和曲线g(x)=xlnx只有一个交点.再分别对f(x)=exx,g(x)=xlnx求导得到单调性后画出图象,从而确定当直线y=k经过曲线f(x)=exx和曲线g(x)=xlnx的唯一公共点时,直线与两条曲线恰好有三个不同的交点,进而得到0本题主要考查函数的零点与方程根的关系,导数的应用,考查数形结合思想与运算求解能力,属于中档题.
    17.【答案】解:(Ⅰ)若2名男同学不相邻,共有A33A42=6×12=72种不同的排法;
    (Ⅱ)若2名男同学中间必须有1人,共有C31A22A33=3×2×6=36种不同的排法.
    【解析】(Ⅰ)利用插空法解决不相邻问题;
    (Ⅱ)先从三名女同学中选一人排在两名男同学中间,再对男同学进行排列,最后和其余两名女同学排列.
    本题考查排列组合的应用,考查捆绑法和插空法,属于基础题.
    18.【答案】解:(1)A2n3=10An3,
    ∴2n(2n−1)(2n−2)=10n(n−1)(n−2),
    整理可得2(2n−1)=5(n−2),
    解得n=8;
    (2)1C5n−1C6n=710C7n,
    ∴n!5×4×⋅⋅⋅×(6−n)−n!6×5×⋅⋅⋅×(7−n)=7n!10×7×6×⋅⋅⋅×(8−n),
    即1(7−n)(6−n)−16(7−n)=160,
    整理可得n2−23n+42=0,
    解得n=2或n=21(舍去),
    ∴C82=28.
    【解析】根据排列数和组合数公式即可求出.
    本题考查了排列数和组合数公式,考查了运算求解能力,属于基础题.
    19.【答案】解:(1)∵汽车以xkm/h的速度行驶时,汽车的耗油率为(3+x3k)L/h,
    ∴当x=80时,3+x3k=13,解得k=51200.
    (2)若汽车的行驶速度为xkm/h,
    则从A地到B地所需用时130xh,
    则这次行车的总费用f(x)=7×130x(3+x351200)+130x×91=910(16x+x251200),x∈[50,100],
    求导可得f′(x)=910×x3−40960025600x2,令f′(x)=0,解得x=163100,
    50<163100<100,
    当x∈[50,163100]时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
    当x∈(163100,100]时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
    即f(x)≥f(163100),
    故当x=163100时,该次行车总费用最低.
    【解析】本题主要考查函数的实际应用,利用导数研究函数的单调性是解本题的关键,属于中档题.
    (1)根据已知条件可得,当x=80时,3+x3k=13,即可求解.
    (2)若汽车的行驶速度为xkm/h,则从A地到B地所需用时130xh,构造费用关于x的函数,再利用导数研究函数的单调性,即可求解.
    20.【答案】解:(Ⅰ)f′′(x)=(x−1)ex,
    当x>1时,f′(x)>0,函数单调递增,当x<1时,f′(x)<0,函数单调递减,
    故当x=1时,函数取得极小值f(1)=−e,没有极大值;
    (Ⅱ)当x<2时,f(x)<0,f(0)=−2,f(2)=0,x→−∞,f(x)→0,x→+∞,f(x)→+∞,
    故f(x)的大致图象如图所示:

    【解析】(Ⅰ)先对函数求导,结合导数分析函数的单调性,进而可求函数的极值;
    (Ⅱ)结合函数的性质即可求作函数图象.
    本题主要考查了导数与单调性及极值关系的应用,属于基础题.
    21.【答案】解:(1)当a=2时,f(x)=2x2−4x+lnx,x>0,
    则f′(x)=4x−4+1x,
    所以f′(1)=1,又f(1)=2−4=−2,
    所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=x−1,即x−y−3=0;
    (2)f′(x)=2ax2−(a+2)x+1x=(ax−1)(2x−1)x(x>0),
    当a≤0,令f′(x)=0得x=12,由f′(x)>0得012,
    所以f(x)的单调递增区间为(0,12),单调递减区间为(12,+∞),
    当a>0,令f′(x)=0得x1=1a,x2=12,
    当00得01a,由f′(x)<0得12所以f(x)的单调递增区间为(0,12)和(1a,+∞),单调递减区间为(12,1a);
    当a=2时,f′(x)=(2x−1)2x≥0,所以f(x)的单调增区间为(0,+∞),无单调减区间;
    当a>2时,由f′(x)>0得012,由f′(x)<0得1a所以f(x)的单调增区间为(0,1a)和(12,+∞),单调递减区间为(1a,12),
    综上所述,当a≤0时,f(x)的单调递增区间为(0,12),单调递减区间为(12,+∞);
    当0当a=2时,f(x)的单调增区间为(0,+∞),无单调减区间;
    当a>2时,f(x)的单调增区间为(0,1a)和(12,+∞),单调递减区间为(1a,12).
    【解析】(1)求出导函数,利用导数的几何意义即可求解;
    (2)求出导函数,分情况求解不等式f′(x)>0和f′(x)<0即可得解.
    本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,考查了利用导数研究函数的单调性,同时考查了分类讨论的数学思想,属于中档题.
    22.【答案】解:(1)证明:由f(x)=ex+csx−2可得f(0)=e0+cs0−2=0,
    当x<0时,ex<1,csx≤1,所以ex+csx<2,
    故ex+csx−2<0,故f(x)在区间(−∞,0)上无零点.
    当x≥0时,f′(x)=ex−sinx,而ex≥1,−sinx≥−1,且等号不会同时取到,
    所以f′(x)=ex−sinx>0,
    所以当x≥0时,函数f(x)单调递增,所以f(x)≥f(0)=0,
    故函数f(x)在区间[0,+∞)上有唯一零点0,
    综上,函数f(x)在定义域上有唯一零点.
    (2)由f(x)>ax−sinx在区间(0,+∞)上恒成立,得ex+csx−2>ax−sinx,
    即ex+sinx+csx−2−ax>0在区间(0,+∞)上恒成立.
    设g(x)=ex+sinx+csx−2−ax,则g(x)>0在区间(0,+∞)上恒成立,
    而g′(x)=ex+csx−sinx−a,m(x)=ex+csx−sinx−a,则m′(x)=ex−sinx−csx.
    设h(x)=ex−x−1,则h′(x)=ex−1,当x>0时,h′(x)>0,
    所以函数h(x)在区间(0,+∞)上单调递增,故在区间(0,+∞)上,h(x)>h(0)=0,
    即在区间(0,+∞)上ex>x+1,
    设函数p(x)=x−sinx,x∈(0,+∞),则p′(x)=1−cs≥0,
    所以函数p(x)在区间(0,+∞)上单调递增,
    故在区间(0,+∞)上p(x)>p(0)=0,即在区间(0,+∞)上,x>sinx,
    所以在区间(0,+∞)上,ex>x+1>sinx+csx,即m′(x)=ex−sinx−csx>0,
    所以在区间(0,+∞)上函数g′(x)单调递增.
    当a≤2时,g′(0)=2−a≥0,故在区间(0,+∞)上函数g′(x)>0,
    所以函数g(x)在区间(0,+∞)上单调递增.
    又g(0)=0,故g(x)>0,即函数f(x)>ax−sinx在区间(0,+∞)上恒成立.
    当a>2时,g′(0)=2−a<0,g′[ln(a+2)]=a+2+cs[ln(a+2)]−sin[ln(a+2)]−a=2− 2sin(ln(a+2)−π4)>0,
    故在区间(0,ln(a+2))上函数g′(x)存在零点x0,即g′(x0)=0,
    又在区间(0,+∞)上函数g′(x)单调递增,
    故在区间(0,x0)上函数g′(x)又g(0)=0,所以在区间(0,x0)上函数g(x)综上,a的取值范围为(−∞,2].
    【解析】(1)由题意可判断f(0)=0,然后说明当x<0时无零点;当x≥0时,利用导数判断函数单调性,进而说明函数零点只有一个;
    (2)将f(x)>ax−sinx变为ex+sinx+csx−2−ax>0,从而构造函数g(x)=ex+sinx+csx−2−ax,再利用导数判断函数的单调性,分a≤2时和a>2时两种情况讨论不等式是否恒成立,结合g(0)=0,即可求得答案.
    本题考查利用导数研究函数的单调性,极值及最值,考查函数的零点以及不等式的恒成立问题,考查逻辑推理能力及运算求解能力,属于中档题.
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