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第二章 一元二次函数、方程和不等式——【帮课堂】2022-2023年高一上学期同步检测卷(新人教2019版必修第一册)
一、单选题
1.(2022高二下·双鸭山期末)已知 , ,且 ,则 的最小值为( )
A.8 B. C.9 D.
2.(2022高二下·咸阳期末)若,则下列不等式不能成立的是( )
A. B. C. D.
3.(2022高二下·揭阳期末)设集合,集合,则( )
A. B. C.(-1,4) D.
4.(2022高二下·杭州期末)正实数a,b满足ab=1,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.5 D.8
5.(2022高二下·宁波期末)已知正实数、和实数满足,若存在最大值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2022高二下·温州期末)若正数满足,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
7.(2022·惠州模拟)函数有( )
A.最大值 B.最小值 C.最大值2 D.最小值2
8.(2022·浙江模拟)已知 ,则“ ”是“ ”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
二、多选题
9.(2022·张家口模拟)已知,(m是常数),则下列结论正确的是( )
A.若的最小值为,则
B.若的最大值为4,则
C.若的最大值为m,则
D.若,则的最小值为2
10.(2022高二下·湖州期末)若,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
11.(2022高一下·深圳期中)下列说法正确的是( )
A.若 ,则
B.若 , ,则
C. ,则
D.若 ,则
12.(2022高一下·湖北期中)已知,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最小值为
三、填空题
13.(2022·吉林模拟)已知,则的最小值是 .
14.(2022·黄浦模拟)不等式的解集为 .
15.(2022高二下·自贡期末)若命题p:,为真命题,则实数a的取值范围为 .
16.(2022·天津市模拟)已知正实数,满足,则的最小值为 .
四、解答题
17.(2021高一上·淮安期中)
(1)若实数,求的最小值,并求此时的值;
(2)解不等式().
18.(2021高一上·容县期中)已知集合 , .
(1)求集合B;
(2)求 .
19.(2021高一上·龙江期中)设 :实数 满足 ,其中 . :实数 满足 .
(1)当 时,求满足 , 条件的实数 的取值范围;
(2)若 是 的充分不必要条件,求实数 的取值范围.
20.(2022高二下·浙江开学考)为了加强自主独立性,全国各个半导体领域企业都计划响应国家号召,加大对芯片研发部的投入据了解,某企业研发部原有200名技术人员,年人均投入 万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员 名( 且 ),调整后研发人员的年人均投入增加 ,技术人员的年人均投入调整为 万元.
(Ⅰ)要使这 名研发人员的年总投入不低于调整前200名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多多少人?
(Ⅱ)为了激励芯片研发人员的热情和保持各技术人员的工作积极性,在资金投入方面需要同时满足以下两个条件:①技术人员的年人均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入.是否存在这样的实数 ,使得技术人员在已知范围内调整后,满足以上两个条件,若存在,求出 的范围;若不存在,说明理由.
21.(2021高一上·徐州期中)已知函数.
(1)求解不等式的解集;
(2)当时,求函数的最大值,以及取得最大值时的值.
22.(2021高一上·麻城期中)已知不等式 的解为 或 .
(1)求 , 的值;
(2)解关于 的不等式: ,其中 是实数.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:因为 , ,且 ,所以 ,
∴,
当且仅当x=y=3取得等号,则x+2y的最小值为9.
故选:C
【分析】由题得 ,再利用基本不等式“1”的代换求最值.
2.【答案】B
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】由,可得,,A、D成立,不符合题意;
由结合的单调递增知,B不成立,符合题意;
,则,C成立,不符合题意.
故答案为:B.
【分析】由不等式的性质及对数函数单调性依次判断即可.
3.【答案】D
【知识点】并集及其运算;一元二次不等式的解法
【解析】【解答】因为集合,集合,
所以,
故答案为:D.
【分析】首先由一元二次不等式的解法,求解出不等式的解集再由并集的定义结合不等式即可得出答案。
4.【答案】B
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】由题意得:, ,故,
当且仅当时取等号,
故答案为:B
【分析】利用基本不等式,可直接求得答案.
5.【答案】C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】因为正实数、和实数满足,
当时,则,此时的最大值为;
当时,即当时,
,
可得,即,不合乎题意;
当时,即当时,
,
若存在最小值,则,可得,即时,
则,,此时存在最大值.
综上所述,若存在最大值,则的取值范围是.
故答案为:C.
【分析】 由已知结合基本不等式对t进行分类讨论,然后结合不等式的性质可求出 的取值范围 .
6.【答案】C
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】因为正数满足,
所以,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
故答案为:C
【分析】 利用“乘1法”与基本不等式的性质即可求出 的最小值 .
7.【答案】D
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】(方法1),,则,当且仅当,即时,等号成立.
(方法2)令,,,.
将其代入,原函数可化为,当且仅当,即时等号成立,此时.
故答案为:D
【分析】根据空间直线与平面的位置关系判断.
8.【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式比较大小
【解析】【解答】解:当a=-4,b=-3时,
a+|a|=b+|b|=0,满足a+|a|≥b+|b|,但a当a>b时,①若a>b>0,则|a|>|b|,则a+|a|≥b+|b|,
②若0>a>b,则a+|a|=b+|b|= 0,则a+|a|≥b+|b|,
③若a>0>b,则则a+|a|>0,
b+|b|=0,则a+|a|≥b+|b|,则必要性成立,
故a+|a|≥b+|b|是a≥b的必要不充分条件,
故选:B
【分析】利用特殊值法可判断充分性,利用不等式的性质,分a>b>0,0>a>b,a>0>b三种情况可判断必要性,从而可得结论.
9.【答案】B,C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】由已知得,
,解得,当时取等号,A不符合题意;
,,当时取等号,B符合题意;
,,当时取等号,C符合题意;
对于D,
,当时取等号,又,且,所以等号取不到,D不符合题意,
故答案为:BC.
【分析】首先整理化简原式,再由基本不等式即可求出原式的最值,由此对选项逐一判断即可得出答案。
10.【答案】B,C
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】因为,所以,,
所以,所以,A不正确;
,所以,B符合题意;
,C符合题意;
当,时,满足,但是,D不正确.
故答案为:BC
【分析】作差比较可知A不正确;BC正确;举特值可知D不正确.
11.【答案】A,B,C
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】对于A,当a>b>0时, ,则,故A正确;
对于B,当a>b>0,m>0时, ,则 ,故B正确;
对于C,当a>b>0时, 则,则 ,故C正确;
对于D,当c=0时,不等式显然不成立.
故选:ABC
【分析】根据各选项中的条件,利用作差法,即可判断ABC,利用特殊值法即可判断D.
12.【答案】A,B,D
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】因为,且,则,可得,故,A对;
,
当且仅当,即,时,等号成立,所以的最大值为,B对;
利用基本不等式得,化简得,
当且仅当,即,时,等号成立,所以的最大值为,C不符合题意;
,
故当时,取得最小值,且,D对.
故答案为:ABD.
【分析】利用基本不等式的性质逐一分析即可.
13.【答案】6
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】,则,当且仅当,即时取“=”,
所以的最小值是6.
故答案为:6
【分析】首先整理化简原式,再由基本不等式即可求出最小值。
14.【答案】(-1,2)
【知识点】一元二次不等式的解法
【解析】【解答】,解得,故解集为(-1,2),
故答案为(-1,2).
【分析】首先对不等式进行变形,然后结合一元二次不等式的解法求解出不等式的解集即可。
15.【答案】
【知识点】一元二次不等式的解法
【解析】【解答】当时,不满足题意;
∴,,则且,解得.
故答案为:[,+∞).
【分析】根据二次不等式恒成立进行求解即可.
16.【答案】
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】;
(当且仅当时取等号),解得:;
在上单调递减,.
即的最小值为.
故答案为:.
【分析】 先变形得到 ,再利用基本不等式求最值即可.
17.【答案】(1)解:因实数,则 =x-3++3+3=5,
当且仅当 时取“=”,
由且解得:x=4,
所以的最小值是5,此时x=4.
(2)不等式可化为,
不等式对应方程的两根为和,
当时,,不等式的解集为;
当时,,不等式的解集为或;
当时,,不等式的解集为或.
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式与一元二次方程;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)根据题意整理化简原式,然后由基本不等式即可求出代数式的最小值,由取得最值时,x的取值。
(2)首先整理化简不等式得出,然后由一元二次不等式的解法,对a分情况讨论,即可求出不等式的解集。
18.【答案】(1)解:由题意,
(2)解:由交集的定义,
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式的解法
【解析】【分析】(1)解一元二次不等式可求出集合 B;
(2)根据交集的定义,即可求出 .
19.【答案】(1)解: 时, : , : ,所以满足 , 条件的实数 .
(2)解: 时, : , : ,
因为 是 的充分不必要条件,
所以 ,则 或 ,解得 或 ,
所以实数 的取值范围是 .
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;一元二次不等式的解法
【解析】【分析】 (1)由已知条件求出当a=1时的不等式,由一元二次不等式的解法求解出x的取值范围,由此分别求出p,q成立的等价条件,进而得出答案。
(2)利用p是的充分不必要条件,结合不等式之间的关系,即可求实数出a的取值范围.
20.【答案】解:(Ⅰ)依题意可得调整后研发人员的年人均投入为 万元,
则 ,
解得 ,
∵ ,所以调整后的技术人员的人数最多150人;
(Ⅱ)①由技术人员年人均投入不减少有 ,解得 .
②由研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入有
,
两边同除以 得 ,
整理得 ,
故有 ,
因为 ,当且仅当 时等号成立,所以 ,
又因为 ,当 时, 取得最大值7,所以 ,
∴ ,即存在这样的m满足条件,使得其范围为
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式的应用;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)根据已知条件列不等式,解一元二次不等式求得x的取值范围,从而求得调整后的技术人员的人数的最大值.
(2)根据条件①②列不等式,化简得 ,结合基本不等式求得m的范围.
21.【答案】(1)解:,即,解得,
所以不等式的解集为;
(2)解:,
当且仅当,即时,取等号,
所以当时,取得最大值.
【知识点】一元二次不等式的解法;基本不等式
【解析】【分析】(1)令 , 然后根据一元二次不等式的解法即可求出不等式的解集;
(2)先求出函数 的解析式,然后利用基本不等式即可求出 取得最大值时的值.
22.【答案】(1)解:依题意 ,
(2)原不等式为: ,即
①当 ,即 时,原不等式的解集为 ;
②当 ,即 时,原不等式的解集为 ;
③当 ,即 时,原不等式的解集为
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式与一元二次方程
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合一元二次不等式与一元二次方程的关系,再利用根与系数的关系建立方程,解出m,n;
(2)解含参的一元二次不等式,根的大小关系不确定,分根的大小进行分类讨论。
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第二章 一元二次函数、方程和不等式——【帮课堂】2022-2023年高一上学期同步检测卷(新人教2019版必修第一册)
一、单选题
1.(2022高二下·双鸭山期末)已知 , ,且 ,则 的最小值为( )
A.8 B. C.9 D.
【答案】C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:因为 , ,且 ,所以 ,
∴,
当且仅当x=y=3取得等号,则x+2y的最小值为9.
故选:C
【分析】由题得 ,再利用基本不等式“1”的代换求最值.
2.(2022高二下·咸阳期末)若,则下列不等式不能成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】由,可得,,A、D成立,不符合题意;
由结合的单调递增知,B不成立,符合题意;
,则,C成立,不符合题意.
故答案为:B.
【分析】由不等式的性质及对数函数单调性依次判断即可.
3.(2022高二下·揭阳期末)设集合,集合,则( )
A. B. C.(-1,4) D.
【答案】D
【知识点】并集及其运算;一元二次不等式的解法
【解析】【解答】因为集合,集合,
所以,
故答案为:D.
【分析】首先由一元二次不等式的解法,求解出不等式的解集再由并集的定义结合不等式即可得出答案。
4.(2022高二下·杭州期末)正实数a,b满足ab=1,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.5 D.8
【答案】B
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】由题意得:, ,故,
当且仅当时取等号,
故答案为:B
【分析】利用基本不等式,可直接求得答案.
5.(2022高二下·宁波期末)已知正实数、和实数满足,若存在最大值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】因为正实数、和实数满足,
当时,则,此时的最大值为;
当时,即当时,
,
可得,即,不合乎题意;
当时,即当时,
,
若存在最小值,则,可得,即时,
则,,此时存在最大值.
综上所述,若存在最大值,则的取值范围是.
故答案为:C.
【分析】 由已知结合基本不等式对t进行分类讨论,然后结合不等式的性质可求出 的取值范围 .
6.(2022高二下·温州期末)若正数满足,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
【答案】C
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】因为正数满足,
所以,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
故答案为:C
【分析】 利用“乘1法”与基本不等式的性质即可求出 的最小值 .
7.(2022·惠州模拟)函数有( )
A.最大值 B.最小值 C.最大值2 D.最小值2
【答案】D
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】(方法1),,则,当且仅当,即时,等号成立.
(方法2)令,,,.
将其代入,原函数可化为,当且仅当,即时等号成立,此时.
故答案为:D
【分析】根据空间直线与平面的位置关系判断.
8.(2022·浙江模拟)已知 ,则“ ”是“ ”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等式比较大小
【解析】【解答】解:当a=-4,b=-3时,
a+|a|=b+|b|=0,满足a+|a|≥b+|b|,但a当a>b时,①若a>b>0,则|a|>|b|,则a+|a|≥b+|b|,
②若0>a>b,则a+|a|=b+|b|= 0,则a+|a|≥b+|b|,
③若a>0>b,则则a+|a|>0,
b+|b|=0,则a+|a|≥b+|b|,则必要性成立,
故a+|a|≥b+|b|是a≥b的必要不充分条件,
故选:B
【分析】利用特殊值法可判断充分性,利用不等式的性质,分a>b>0,0>a>b,a>0>b三种情况可判断必要性,从而可得结论.
二、多选题
9.(2022·张家口模拟)已知,(m是常数),则下列结论正确的是( )
A.若的最小值为,则
B.若的最大值为4,则
C.若的最大值为m,则
D.若,则的最小值为2
【答案】B,C
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】由已知得,
,解得,当时取等号,A不符合题意;
,,当时取等号,B符合题意;
,,当时取等号,C符合题意;
对于D,
,当时取等号,又,且,所以等号取不到,D不符合题意,
故答案为:BC.
【分析】首先整理化简原式,再由基本不等式即可求出原式的最值,由此对选项逐一判断即可得出答案。
10.(2022高二下·湖州期末)若,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B,C
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】因为,所以,,
所以,所以,A不正确;
,所以,B符合题意;
,C符合题意;
当,时,满足,但是,D不正确.
故答案为:BC
【分析】作差比较可知A不正确;BC正确;举特值可知D不正确.
11.(2022高一下·深圳期中)下列说法正确的是( )
A.若 ,则
B.若 , ,则
C. ,则
D.若 ,则
【答案】A,B,C
【知识点】不等式比较大小
【解析】【解答】对于A,当a>b>0时, ,则,故A正确;
对于B,当a>b>0,m>0时, ,则 ,故B正确;
对于C,当a>b>0时, 则,则 ,故C正确;
对于D,当c=0时,不等式显然不成立.
故选:ABC
【分析】根据各选项中的条件,利用作差法,即可判断ABC,利用特殊值法即可判断D.
12.(2022高一下·湖北期中)已知,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为
C.的最大值为 D.的最小值为
【答案】A,B,D
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】因为,且,则,可得,故,A对;
,
当且仅当,即,时,等号成立,所以的最大值为,B对;
利用基本不等式得,化简得,
当且仅当,即,时,等号成立,所以的最大值为,C不符合题意;
,
故当时,取得最小值,且,D对.
故答案为:ABD.
【分析】利用基本不等式的性质逐一分析即可.
三、填空题
13.(2022·吉林模拟)已知,则的最小值是 .
【答案】6
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】,则,当且仅当,即时取“=”,
所以的最小值是6.
故答案为:6
【分析】首先整理化简原式,再由基本不等式即可求出最小值。
14.(2022·黄浦模拟)不等式的解集为 .
【答案】(-1,2)
【知识点】一元二次不等式的解法
【解析】【解答】,解得,故解集为(-1,2),
故答案为(-1,2).
【分析】首先对不等式进行变形,然后结合一元二次不等式的解法求解出不等式的解集即可。
15.(2022高二下·自贡期末)若命题p:,为真命题,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】一元二次不等式的解法
【解析】【解答】当时,不满足题意;
∴,,则且,解得.
故答案为:[,+∞).
【分析】根据二次不等式恒成立进行求解即可.
16.(2022·天津市模拟)已知正实数,满足,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】;
(当且仅当时取等号),解得:;
在上单调递减,.
即的最小值为.
故答案为:.
【分析】 先变形得到 ,再利用基本不等式求最值即可.
四、解答题
17.(2021高一上·淮安期中)
(1)若实数,求的最小值,并求此时的值;
(2)解不等式().
【答案】(1)解:因实数,则 =x-3++3+3=5,
当且仅当 时取“=”,
由且解得:x=4,
所以的最小值是5,此时x=4.
(2)不等式可化为,
不等式对应方程的两根为和,
当时,,不等式的解集为;
当时,,不等式的解集为或;
当时,,不等式的解集为或.
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式与一元二次方程;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)根据题意整理化简原式,然后由基本不等式即可求出代数式的最小值,由取得最值时,x的取值。
(2)首先整理化简不等式得出,然后由一元二次不等式的解法,对a分情况讨论,即可求出不等式的解集。
18.(2021高一上·容县期中)已知集合 , .
(1)求集合B;
(2)求 .
【答案】(1)解:由题意,
(2)解:由交集的定义,
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式的解法
【解析】【分析】(1)解一元二次不等式可求出集合 B;
(2)根据交集的定义,即可求出 .
19.(2021高一上·龙江期中)设 :实数 满足 ,其中 . :实数 满足 .
(1)当 时,求满足 , 条件的实数 的取值范围;
(2)若 是 的充分不必要条件,求实数 的取值范围.
【答案】(1)解: 时, : , : ,所以满足 , 条件的实数 .
(2)解: 时, : , : ,
因为 是 的充分不必要条件,
所以 ,则 或 ,解得 或 ,
所以实数 的取值范围是 .
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;一元二次不等式的解法
【解析】【分析】 (1)由已知条件求出当a=1时的不等式,由一元二次不等式的解法求解出x的取值范围,由此分别求出p,q成立的等价条件,进而得出答案。
(2)利用p是的充分不必要条件,结合不等式之间的关系,即可求实数出a的取值范围.
20.(2022高二下·浙江开学考)为了加强自主独立性,全国各个半导体领域企业都计划响应国家号召,加大对芯片研发部的投入据了解,某企业研发部原有200名技术人员,年人均投入 万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员 名( 且 ),调整后研发人员的年人均投入增加 ,技术人员的年人均投入调整为 万元.
(Ⅰ)要使这 名研发人员的年总投入不低于调整前200名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多多少人?
(Ⅱ)为了激励芯片研发人员的热情和保持各技术人员的工作积极性,在资金投入方面需要同时满足以下两个条件:①技术人员的年人均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入.是否存在这样的实数 ,使得技术人员在已知范围内调整后,满足以上两个条件,若存在,求出 的范围;若不存在,说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)依题意可得调整后研发人员的年人均投入为 万元,
则 ,
解得 ,
∵ ,所以调整后的技术人员的人数最多150人;
(Ⅱ)①由技术人员年人均投入不减少有 ,解得 .
②由研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入有
,
两边同除以 得 ,
整理得 ,
故有 ,
因为 ,当且仅当 时等号成立,所以 ,
又因为 ,当 时, 取得最大值7,所以 ,
∴ ,即存在这样的m满足条件,使得其范围为
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式的应用;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)根据已知条件列不等式,解一元二次不等式求得x的取值范围,从而求得调整后的技术人员的人数的最大值.
(2)根据条件①②列不等式,化简得 ,结合基本不等式求得m的范围.
21.(2021高一上·徐州期中)已知函数.
(1)求解不等式的解集;
(2)当时,求函数的最大值,以及取得最大值时的值.
【答案】(1)解:,即,解得,
所以不等式的解集为;
(2)解:,
当且仅当,即时,取等号,
所以当时,取得最大值.
【知识点】一元二次不等式的解法;基本不等式
【解析】【分析】(1)令 , 然后根据一元二次不等式的解法即可求出不等式的解集;
(2)先求出函数 的解析式,然后利用基本不等式即可求出 取得最大值时的值.
22.(2021高一上·麻城期中)已知不等式 的解为 或 .
(1)求 , 的值;
(2)解关于 的不等式: ,其中 是实数.
【答案】(1)解:依题意 ,
(2)原不等式为: ,即
①当 ,即 时,原不等式的解集为 ;
②当 ,即 时,原不等式的解集为 ;
③当 ,即 时,原不等式的解集为
【知识点】一元二次不等式的解法;一元二次不等式与一元二次方程
【解析】【分析】(1)利用已知条件结合一元二次不等式与一元二次方程的关系,再利用根与系数的关系建立方程,解出m,n;
(2)解含参的一元二次不等式,根的大小关系不确定,分根的大小进行分类讨论。
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