2022-2023学年江苏省苏州市高二(下)期末数学试卷(含解析)

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名称 2022-2023学年江苏省苏州市高二(下)期末数学试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 73.3KB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2024-06-17 15:28:16

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文档简介

2022-2023学年江苏省苏州市高二(下)期末数学试卷
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(5分)已知M,N是全集U的非空子集,且N UM,则(  )
A.N M B.M UN C. UM= UN D.M N
2.(5分)已知a,b∈R,则“log2a>log2b”是“a>b”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
3.(5分)曲线y=e﹣x+1在点(0,2)处的切线与直线y=0和y=x围成的三角形的面积为(  )
A. B. C.1 D.2
4.(5分)为全面贯彻党的教育方针,落实立德树人的根本任务,着力造就拔尖创新人才,某校为数学兴趣小组购买了一些数学特色专著:《数学的意义》《现代世界中的数学》《数学问题》,其数量分别为x,y,z(单位:本).现了解到:①x>y>z>0;②4z>x+y,则这些数学专著至少有(  )
A.9本 B.10本 C.11本 D.12本
5.(5分)已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)从x到x+Δx的平均变化率为,则f(x)的单调增区间是(  )
A.(0,+∞) B.(0,1) C.(1,+∞) D.(2,+∞)
6.(5分)云计算是信息技术发展的集中体现,近年来,我国云计算市场规模持续增长.已知某科技公司2018年至2022年云计算市场规模y(单位:千万元)与年份代码x的关系可以用模型y=aebx(其中e=2.71828 )拟合,设z=lny,得到数据统计如下表:
年份 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年
x 1 2 3 4 5
y m 11 20 36.6 54.6
z n 2.4 3 3.6 4
已知回归方程,则m的值约为(  )
A.1.96 B.2 C.6.9 D.7.4
7.(5分)已知A,B为某随机试验的两个事件,为事件A的对立事件.若,,,则(  )
A. B. C. D.
8.(5分)已知实数a,b,c满足a=1.110,5b=3a+4a,c=ea﹣a,则(  )
A.a<b<c B.b<a<c C.b<c<a D.c<a<b
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.(5分)已知随机变量X服从二项分布,则(  )
A.E(X)=4 B.D(X)=3
C. D.P(X=3)=P(X=5)
(多选)10.(5分)已知函数f(x)及其导数f'(x)的定义域均为R,则下列结论正确的有(  )
A.若f(x)为奇函数,则f(x)+2f(﹣x)为偶函数
B.若f(x)+2f(﹣x)为奇函数,则f(x)为奇函数
C.若f(x)为奇函数,则f'(x)为偶函数
D.若f(x)为偶函数,则f'(x)为偶函数
(多选)11.(5分)已知函数f(x)=ax﹣sinx,,则下列结论正确的有(  )
A.当时,f(x)在处取得极小值
B.当时,f(x)有且只有一个零点
C.若f(x)≤0恒成立,则
D.若f(x)≥0恒成立,则a≥1
(多选)12.(5分)现有12张不同编码的抽奖券,其中只有2张有奖,若将抽奖券随机地平均分给甲、乙、丙、丁4人,则(  )
A.2张有奖券分给同一个人的概率是
B.2张有奖券分给不同的人的概率是
C.2张有奖券都没有分给甲和乙的概率为
D.2张有奖券分给甲和乙各一张的概率为
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.(5分)已知的展开式中存在常数项,请写出一个符合条件的n的值:   .
14.(5分)某新闻媒体举办主持人大赛,分为四个比赛项目:“新闻六十秒”“挑战会客厅”“趣味绕口令”“创意百分百”,每个项目独立打分,成绩均服从正态分布,成绩的均值及标准差如下表.小星在四个项目中的成绩均为81分,则小星同学在第    个项目中的成绩排名最靠后,在第    个项目中的成绩排名最靠前.(填序号)
序号 一 二 三 四
项目 新闻六十秒 挑战会客厅 趣味绕口令 创意百分百
μ 71 75 81 85
σ 4.9 2.1 3.6 4.3
15.(5分)已知x>0,y>0,2x+y=1,则的最小值为    .
16.(5分)已知不等式对任意x∈R恒成立,则a+b的最大值为    .
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(10分)已知函数f(x)=x3﹣3x2+6.
(1)求f(x)的极小值;
(2)求f(x)在区间[﹣1,1]上的最大值和最小值.
18.(12分)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,其中n≥2,n∈N*.
(1)当n=9时,求a1+a2+…+a9的值;
(2)在展开式中,若存在连续三项的系数之比为3:4:5,求n的值.
19.(12分)已知某校高一有450名学生(其中男生250名,女生200名).为了给学生提供更为丰富的校园文化生活,学校增设了两门全新的校本课程A,B,学生根据自己的兴趣爱好在这两门课程中任选一门进行学习.学校统计了学生的选课情况,得到如下的2×2列联表.
选择课程A 选择课程B 总计
男生 150
女生 50
总计
(1)请将列联表补充完整,并判断是否有99.9%的把握认为选择课程与性别有关?说明你的理由;
(2)从所有男生中按列联表中的选课情况进行分层抽样,抽出10名男生,再从这10名男生中抽取3人做问卷调查,设这3人中选择课程A的人数为X,求X的分布列及数学期望.
附:,n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.01 0.005 0.001
x0 6.635 7.879 10.828
20.(12分)已知函数f(x)满足f(2+x) f(2﹣x)=4.当x∈[0,2]时,f(x)=x2﹣ax+2a﹣2(a>0).
(1)若f(2)+f(3)=6,求a的值;
(2)当x∈[0,4]时,都有1≤f(x)≤3,求a的取值范围.
21.(12分)十番棋也称十局棋,是围棋比赛的一种形式.对弈双方下十局棋,先胜六局者获胜.这种形式的比赛因对局较多,偶然性较小,在中国明清时期和日本都流行过.在古代比较有名的十番棋有清代黄龙士和徐星友的“血泪十局”以及范西屏和施襄夏的“当湖十局”.已知甲、乙两人进行围棋比赛,每局比赛甲获胜的概率和乙获胜的概率均为,且各局比赛胜负相互独立.
(1)若甲、乙两人进行十番棋比赛,求甲至多经过七局比赛获胜的概率;
(2)甲、乙两人约定新赛制如下:对弈双方需赛满2n(n∈N*)局,结束后统计双方的获胜局数,如果一方获胜的局数多于另一方获胜的局数,则该方赢得比赛.研究表明:n越大,某一方赢得比赛的概率越大.请从数学角度证明上述观点.
22.(12分)已知函数与函数g(x)=ex﹣ax有相同的最小值.
(1)求实数a的值;
(2)求不等式的解集.
2022-2023学年江苏省苏州市高二(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(5分)已知M,N是全集U的非空子集,且N UM,则(  )
A.N M B.M UN C. UM= UN D.M N
【解答】解:∵M,N是全集U的非空子集,且N UM,
∴M∩N= ,
∴M UN.
故选:B.
2.(5分)已知a,b∈R,则“log2a>log2b”是“a>b”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
【解答】解:若log2a>log2b,则a>b>0,此时充分性成立,
若0>a>b,则log2a>log2b无意义,则必要性不成立,
故“log2a>log2b”是“a>b”成立的充分不必要条件,
故选:A.
3.(5分)曲线y=e﹣x+1在点(0,2)处的切线与直线y=0和y=x围成的三角形的面积为(  )
A. B. C.1 D.2
【解答】解:由y=e﹣x+1,得y′=﹣e﹣x,
∴y′|x=0=﹣1,可得曲线y=e﹣x+1在点(0,2)处的切线方程为y=﹣x+2.
如图:
A(2,0),
联立,解得B(1,1),
∴曲线y=e﹣x+1在点(0,2)处的切线与直线y=0和y=x围成的三角形的面积为.
故选:C.
4.(5分)为全面贯彻党的教育方针,落实立德树人的根本任务,着力造就拔尖创新人才,某校为数学兴趣小组购买了一些数学特色专著:《数学的意义》《现代世界中的数学》《数学问题》,其数量分别为x,y,z(单位:本).现了解到:①x>y>z>0;②4z>x+y,则这些数学专著至少有(  )
A.9本 B.10本 C.11本 D.12本
【解答】解:因为x,y,z∈N*,x>y>z>0,
不妨先令z=1,则4z=4>x+y,此时由于ymin=2,xmin=3,(x+y)min=5>4,不合要求,舍去;
令z=2,则4z=8>x+y,此时ymin=3,xmin=4,(x+y)min=7<8,满足要求,
故这些数学专著至少有2+3+4=9本.
故选:A.
5.(5分)已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)从x到x+Δx的平均变化率为,则f(x)的单调增区间是(  )
A.(0,+∞) B.(0,1) C.(1,+∞) D.(2,+∞)
【解答】解:根据导数的定义得:
f′(x)(),
令f′(x)>0,解得x>1,
故f(x)的递增区间是(1,+∞).
故选:C.
6.(5分)云计算是信息技术发展的集中体现,近年来,我国云计算市场规模持续增长.已知某科技公司2018年至2022年云计算市场规模y(单位:千万元)与年份代码x的关系可以用模型y=aebx(其中e=2.71828 )拟合,设z=lny,得到数据统计如下表:
年份 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年
x 1 2 3 4 5
y m 11 20 36.6 54.6
z n 2.4 3 3.6 4
已知回归方程,则m的值约为(  )
A.1.96 B.2 C.6.9 D.7.4
【解答】解:由题意可得,,
将代入可得,且,
所以n=2,
又因为z=lny,即2=lnm,所以m=e2≈7.4.
故选:D.
7.(5分)已知A,B为某随机试验的两个事件,为事件A的对立事件.若,,,则(  )
A. B. C. D.
【解答】解:由概率性质可知,P(AB)+P()=P(B),
即,∴P(),
由P(A),可得P(),
所以P(B|).
故选:A.
8.(5分)已知实数a,b,c满足a=1.110,5b=3a+4a,c=ea﹣a,则(  )
A.a<b<c B.b<a<c C.b<c<a D.c<a<b
【解答】解:设f(x)=ex﹣ex,f'(x)=ex﹣e,当x>1时,f'(x)>0,此时f(x)单调递增,
当x<1时,f'(x)<0,此时,f(x)单调递减,f(x)min=f(1)=0,
则f(x)≥0,即ex≥ex,
因为c﹣a=ea﹣2a≥ea﹣2a=(e﹣2)a>0,所以c>a,
由,
因为在R上递减,
而a=1.110=(1+0.1)10(0.1)0(0.1)=2,
所以f(a)<f(2)=()2+()2=1,
即1,∴5b<5a,∴b<a,
综上可得:b<a<c.
故选:B.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.(5分)已知随机变量X服从二项分布,则(  )
A.E(X)=4 B.D(X)=3
C. D.P(X=3)=P(X=5)
【解答】解:因为随机变量X服从二项分布,
所以E(X)4,D(X)2,所以A对,B错误;
P(X=2),C错;
P(X=3)()8P(X=5),D对.
故选:AD.
(多选)10.(5分)已知函数f(x)及其导数f'(x)的定义域均为R,则下列结论正确的有(  )
A.若f(x)为奇函数,则f(x)+2f(﹣x)为偶函数
B.若f(x)+2f(﹣x)为奇函数,则f(x)为奇函数
C.若f(x)为奇函数,则f'(x)为偶函数
D.若f(x)为偶函数,则f'(x)为偶函数
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,设g(x)=f(x)+2f(﹣x),若f(x)为奇函数,则g(x)=f(x)+2f(﹣x)=﹣f(x),g(x)是奇函数不是偶函数,A错误;
对于B,设g(x)=f(x)+2f(﹣x),若g(x)为奇函数,即f(﹣x)+2f(x)+f(x)+2f(﹣x)=3[f(x)+f(﹣x)]=0,则有f(﹣x)=﹣f(x),则函数f(x)为奇函数,B正确;
对于C,若f(x)为奇函数,即f(﹣x)=﹣f(x),两边同时求导可得﹣f′(﹣x)=﹣f′(x),即f′(﹣x)=f(x),则函数f′(x)为偶函数,C正确;
对于D,若f(x)为偶函数,即f(﹣x)=f(x),两边同时求导可得﹣f′(﹣x)=f′(x),即f′(﹣x)=﹣f(x),则函数f′(x)为奇函数,D错误.
故选:BC.
(多选)11.(5分)已知函数f(x)=ax﹣sinx,,则下列结论正确的有(  )
A.当时,f(x)在处取得极小值
B.当时,f(x)有且只有一个零点
C.若f(x)≤0恒成立,则
D.若f(x)≥0恒成立,则a≥1
【解答】解:a时,f(x)x﹣sinx,x∈[0,],
则f′(x)cosx,
令f′(x)>0,解得:x,
令f′(x)<0,解得:0≤x,
故f(x)在[0,)递减,在(,]递增,
故f(x)在处取得极小值,故A正确;
f(x)min=f()(π﹣3)<0,
而f(0)=0,f()=π﹣1>0,
故f(x)有且只有2个零点,故B错误;
若f(x)≤0恒成立,则ax≤sinx,x=0时,成立,
x∈(0,]时,问题转化为a恒成立,
令g(x),x∈(0,],
则g′(x),
令h(x)=xcosx﹣sinx,x∈(0,],
则h′(x)=﹣xsinx<0,
故h(x)在(0,]递减,
故h(x)<h(0)=0,
故g′(x)<0,g(x)递减,
x→0时,1,
x时,g(),
∴g(x)<1,故a,故C错误;
若f(x)≥0恒成立,
则a≥[g(x)]max,而g(x)<1,故a≥1,故D正确.
故选:AD.
(多选)12.(5分)现有12张不同编码的抽奖券,其中只有2张有奖,若将抽奖券随机地平均分给甲、乙、丙、丁4人,则(  )
A.2张有奖券分给同一个人的概率是
B.2张有奖券分给不同的人的概率是
C.2张有奖券都没有分给甲和乙的概率为
D.2张有奖券分给甲和乙各一张的概率为
【解答】解:选项A,2张有奖券分给同一个人的概率P,选项A错误;
选项B,2张有奖券分给不同的人与2张有奖券分给同一人是互斥事件,
因此概率P=1,选项B正确;
选项C,分两种情况讨论:
(1)2张都分给丙或丁:概率P,
(2)丙丁各一张:概率P,
因此,2张都没有分给甲和乙的概率为,选项C错误;
选项D,2张有奖券分给甲和乙各一张的概率P,选项D正确.
故选:BD.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.(5分)已知的展开式中存在常数项,请写出一个符合条件的n的值: 6(答案不唯一) .
【解答】解:由于已的展开式中存在常数项,通项公式为Tr+1 (﹣2)r ,
故0有解,故n=3r,且r=0,3,6,9….
故答案为:6(答案不唯一).
14.(5分)某新闻媒体举办主持人大赛,分为四个比赛项目:“新闻六十秒”“挑战会客厅”“趣味绕口令”“创意百分百”,每个项目独立打分,成绩均服从正态分布,成绩的均值及标准差如下表.小星在四个项目中的成绩均为81分,则小星同学在第  四 个项目中的成绩排名最靠后,在第  二 个项目中的成绩排名最靠前.(填序号)
序号 一 二 三 四
项目 新闻六十秒 挑战会客厅 趣味绕口令 创意百分百
μ 71 75 81 85
σ 4.9 2.1 3.6 4.3
【解答】解:因为只有第四个项目的成绩小于均值,所以第四个项目的成绩排名最靠后;
第一、二两个项目的成绩大于均值,第三个项目成绩等于均值,所以排名靠前的为第一或第二个项目,
因为第二个项目的标准差小于项目一的标准差,所以项目二的数据更集中,小星在项目二的排名更靠前.
故答案为:四;二.
15.(5分)已知x>0,y>0,2x+y=1,则的最小值为  21 .
【解答】解:因为x>0,y>0,2x+y=1,
则1,
当且仅当且2x+y=1,即x=2,y=2时取等号.
故答案为:21.
16.(5分)已知不等式对任意x∈R恒成立,则a+b的最大值为  2 .
【解答】解:要求a+b的最大值,
即求当x=1时,函数y=ax+b的最大值,
已知不等式对任意x∈R恒成立,
可得当直线y=ax+b为函数f(x)x2和g(x)=ex公切线时,取得最大值,
所以ax+bx2=0有唯一解,
此时Δ=a2﹣b=0,
解得b=a2,
此时直线y=ax+a2与函数g(x)=ex相切,
不妨设切点为(x0,),
因为g′(x)=ex,
所以g′(x0),
又g(x0),
所以函数g(x)在点(x0,)处的切线方程为
y(x﹣x0),
即yx﹣x0,
此时,
解得,
所以公切线方程为y=x+1,
则a+b的最大值为2.
故答案为:2.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(10分)已知函数f(x)=x3﹣3x2+6.
(1)求f(x)的极小值;
(2)求f(x)在区间[﹣1,1]上的最大值和最小值.
【解答】解:(1)∵f(x)=x3﹣3x2+6,
∴f′(x)=3x2﹣6x=3x(x﹣2),
令f′(x)>0,解得x>2或x<0,
令f′(x)<0,解得0<x<2,
故f(x)在(﹣∞,0)递增,在(0,2)递减,在(2,+∞)递增,
故f(x)极小值=f(2)=8﹣12+6=2;
(2)由(1)得f(x)在[﹣1,0)递增,在(0,1]递减,
故f(x)最大值=f(x)极大值=f(0)=6,
而f(﹣1)=2,f(1)=2,
故f(x)最小值=2.
18.(12分)设(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,其中n≥2,n∈N*.
(1)当n=9时,求a1+a2+…+a9的值;
(2)在展开式中,若存在连续三项的系数之比为3:4:5,求n的值.
【解答】解:(1)∵(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,其中n≥2,n∈N*.
当n=9时,令x=0,可得a0=1,
再令x=1,可得1+a1+a2+…+a9=29=512,
∴a1+a2+…+a9=29=511.
(2)在展开式中,若存在连续三项的系数之比为3:4:5,
不妨假设::3:4:5,且1≤r≤n﹣1,
则有,整理得3n﹣7r+3=0……①,
,整理得4n﹣9r﹣5=0……②,
联立①②,解得n=62,r=27.
即当n=62时,存在连续三项的系数之比为::3:4:5.
19.(12分)已知某校高一有450名学生(其中男生250名,女生200名).为了给学生提供更为丰富的校园文化生活,学校增设了两门全新的校本课程A,B,学生根据自己的兴趣爱好在这两门课程中任选一门进行学习.学校统计了学生的选课情况,得到如下的2×2列联表.
选择课程A 选择课程B 总计
男生 150
女生 50
总计
(1)请将列联表补充完整,并判断是否有99.9%的把握认为选择课程与性别有关?说明你的理由;
(2)从所有男生中按列联表中的选课情况进行分层抽样,抽出10名男生,再从这10名男生中抽取3人做问卷调查,设这3人中选择课程A的人数为X,求X的分布列及数学期望.
附:,n=a+b+c+d.
P(χ2≥x0) 0.01 0.005 0.001
x0 6.635 7.879 10.828
【解答】解:(1)由题意,2×2列联表为:
选择课程A 选择课程B 总计
男生 100 150 250
女生 50 150 200
总计 150 300 450
提出零假设H0:即选择课程与性别无关,
则由x222.5>10.828,可知H0不成立,
即有99.9%的把握认为选择课程与性别有关.
(2)从250名男生中用分层抽样抽10名男生,抽取比例为,根据表中数据,这10人中有4人选择课程A,有6人选择课程B,
从这10人中再抽取3人,则抽到选择课程A的人数X可能为0,1,2,3,
设事件X发生的概率为P(X),
则P(X=0),
P(X=1),
P(X=2),
P(X=3),
所以X的分布列为:
X 0 1 2 3
P
E(X).
20.(12分)已知函数f(x)满足f(2+x) f(2﹣x)=4.当x∈[0,2]时,f(x)=x2﹣ax+2a﹣2(a>0).
(1)若f(2)+f(3)=6,求a的值;
(2)当x∈[0,4]时,都有1≤f(x)≤3,求a的取值范围.
【解答】解:(1)已知当x∈[0,2]时,f(x)=x2﹣ax+2a﹣2(a>0),
所以f(1)=1﹣a+2a﹣2=a﹣1,f(2)=4﹣2a+2a﹣2=2,
又函数f(x)满足f(2+x) f(2﹣x)=4,
即f(3) f(1)=(a﹣1)f(3)=4,
易知a≠1,
所以,
若,
解得a=2;
(2)由f(2+x) f(2﹣x)=4,
可得f(x) f(4﹣x)=4,
当x∈[0,2]时,4﹣x∈[2,4],
此时,
因为当x∈[0,4]时,都有1≤f(x)≤3,
所以当x∈[2,4]时,,
解得,
因为1≤f(x)≤3,
所以在[0,2]上恒成立,
当0<a≤2时,f(x)=x2﹣ax+2a﹣2为开口向上的二次函数,
对称轴x∈(0,1],
所以当x时,f(x)取得最小值,最小值f()2,
当x=0时,f(x)取得最大值,最大值f(0)=2a﹣2,
需满足,
解得4a,
又0<a≤2,
所以不存在满足条件的a的值;
当2<a≤4时,函数f(x)=x2﹣ax+2a﹣2为开口向上的二次函数,
对称轴x∈(1,2],
所以当x=2时,f(x)取得最小值,最小值f(2)=2,
当x=0时,f(x)取得最大值,最大值f(0)=2a﹣2,
需满足,
解得4a,
又2<a≤4,
所以4a;
当a>4时,函数f(x)=x2﹣ax+2a﹣2为开口向上的二次函数,
对称轴x2,
所以当x时,f(x)取得最小值,最小值f()2,
当x=0时,f(x)取得最大值,最大值f(0)=2a﹣2,
需满足,
解得a,
又a>4,
所以不存在满足条件的a的值,
综上,a的取值范围为.
21.(12分)十番棋也称十局棋,是围棋比赛的一种形式.对弈双方下十局棋,先胜六局者获胜.这种形式的比赛因对局较多,偶然性较小,在中国明清时期和日本都流行过.在古代比较有名的十番棋有清代黄龙士和徐星友的“血泪十局”以及范西屏和施襄夏的“当湖十局”.已知甲、乙两人进行围棋比赛,每局比赛甲获胜的概率和乙获胜的概率均为,且各局比赛胜负相互独立.
(1)若甲、乙两人进行十番棋比赛,求甲至多经过七局比赛获胜的概率;
(2)甲、乙两人约定新赛制如下:对弈双方需赛满2n(n∈N*)局,结束后统计双方的获胜局数,如果一方获胜的局数多于另一方获胜的局数,则该方赢得比赛.研究表明:n越大,某一方赢得比赛的概率越大.请从数学角度证明上述观点.
【解答】解:(1)甲经过六局比赛获胜的概率为,
甲经过七局比赛获胜,则前六局有一局乙胜,第7局甲获胜,概率为,
故甲至多经过七局比赛获胜的概率为;
(2)证明:对弈双方赛满 2n(n∈N* )局后,甲获胜的概率为P(n),则甲至少获胜的局数为P(n+1)局,
故,

同理可得,
因为,
故,则P(n)<P(n+1),
同理,对乙来说,结论一样,故 n 越大,某一方赢得比赛的概率越大.
22.(12分)已知函数与函数g(x)=ex﹣ax有相同的最小值.
(1)求实数a的值;
(2)求不等式的解集.
【解答】解:(1)已知,函数定义域为(0,+∞),
可得f′(x)=ax,
当a≤0时,f′(x)<0,f(x)单调递减,无最小值,不符合题意;
当a>0时,
当0<x时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
所以当x时,函数f(x)取得极小值也是最小值,
f(x)min=f();
已知g(x)=ex﹣ax,函数定义域为R,
可得g′(x)=ex﹣a,
当a≤0时,g′(x)>0,f(x)单调递增,无最小值,不符合题意;
当a>0时,
当x<lna时,g′(x)<0,g(x)单调递减;
当x>lna时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以当x=lna时,函数g(x)取得极小值也是最小值,
g(x)min=g(lna)=a﹣lna,
因为函数f(x)与g(x)有相同的最小值,
所以a﹣lna,
解得a=e;
(2)由(1)知a=e,
此时不等式为ex0,
不妨设h(x)=ex,函数定义域为(0,+∞),
当1+lnx<0时,因为ex>0在R上恒成立,
所以不等式ex0,不符合题意;
当1+lnx>0,即x时,
整理得lnx+10,
不妨设k(x)=lnx+1,函数定义域为(,+∞),
可得k'(x),
不妨设m(x),函数定义域为(0,+∞),
可得m′(x),
当0<x<1时,m′(x)<0,m(x)单调递减;
当1<x<4时,m′(x)>0,m(x)单调递增;
当x>4时,m′(x)<0,m(x)单调递减,
当0<x<4时,m(x)极小值=m(1)=0,
当x>4时,m(x)>1,
所以m(x)≥0恒成立,
即h'(x)≥0,k(x)单调递增,
又k(1)=0,
所以要使k(x)<0,
此时0<x<1,
故不等式的解集为(0,1).
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