陕西省西安中学高2025届高三第一次质量检测考试数学试题(时间:120分钟 满分:150分一、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. 已知集合{}(){}2210,log 1A x xB x x x =-≤≤=-≤,则A B = ( )A. {}10x x -≤≤ B. {}10x x -<≤ C. {}10x x -≤< D. {}10x x -<<2. “01a <<”是“函数()()log 2a f x a x =-在(),1-∞上单调递增”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. 函数()()2e esin xxf x x x -=-+-在区间[ 2.8,2.8]-的图象大致为()A. B.C. D.4. 已知521log 2,log ,2ba b a c ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则( )A. c b a>> B. c a b>> C. a b c>> D. b c a>>5. 已知定义在R 上的函数()f x 满足()()32f x f x +=,且()21f =-,则()100f =( )A. 1- B. 1C. 3- D. 36. 已知函数()e 1,0,2,0,x x f x x x⎧-≥⎪=⎨<⎪⎩()1g x kx =-,若关于x 的方程()()f x g x =有2个不相等的实数解,则实数k 的取值范围是( )A. {}eB. [)e,+∞ C. {}1,0e 8⎛⎫- ⎪⎝⎭D. {}1,e 8⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭7. 已知函数3()1f x x x =-+,则( )A. ()f x 有三个极值点B. ()f x 有三个零点C. 点(0,1)是曲线()y f x =对称中心D. 直线2y x =是曲线()y f x =的切线8. 已知函数24,0()log ,0x x f x x x x ⎧+>⎪=⎨⎪<⎩,2()g x x ax b =++,若方程()0g f x =⎡⎤⎣⎦有且仅有5个不相等的整数解,则其中最大整数解和最小整数解的和等于( )A. 28- B. 28C. 14- D. 14二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9. 下列导数运算正确的是( )A.1()x '= B. (e )e x x --'= C. 21(tan )cos x x'=D. 1(ln )x x'=10. 甲乙丙等5人的身高互不相同,站成一排进行列队训练,则( )A. 甲乙不相邻的不同排法有48种B. 甲乙中间恰排一个人不同排法有36种C. 甲乙不排在两端的不同排法有36种D. 甲乙丙三人从左到右由高到矮的不同排法有20种11. 已知0c b a <<<,则( )A. ac b bc a+<+ B. 333b c a +<C.a c ab c b +<+ D.>三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12. 某学校组织学生参加数学测试,成绩的频率分布直方图如下,数据的分组依次是[20,40),[40,60),[60,80),[80,100],则可估计这次数学测试成绩的第40百分位数是_________.的的13. 若曲线e x y x =+在点()0,1处的切线也是曲线ln(1)y x a =++的切线,则a =__________.14. 51(2)y x y x ⎛⎫-+⎪⎝⎭的展开式中,23x y 的系数为__________.四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16,17题15分,第18,19题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. 已知函数3212()232a f x x x ax +=-+.(1)若1a =,求函数()f x 极值;(2)讨论函数()f x 的单调性.16. 为践行“更快更高更强”的奥林匹克格言,落实全民健身国家战略.某校高三年级发起了“发扬奥林匹克精神,锻炼健康体魄”的年度主题活动,经过一段时间后,学生的身体素质明显提高.为了解活动效果,该年级对开展活动以来近6个月体重超重的人数进行了调查,调查结果统计如图,根据上面的散点图可以认为散点集中在曲线e bx a y +=的附近,请根据下表中的数据求出月份x 123456体重超标人数y987754483227lnz y= 4.58 4.34 3.98 3.87 3.46 3.29(1)该年级体重超重人数y 与月份x 之间的经验回归方程(系数ˆ,a b的最终结果精确到0.01);的(2)预测从开展活动以来第几个月份开始该年级体重超标的人数降至10人以下.附:经验回归方程:ˆˆˆy bx a =+中,1221ˆni ii nii x y nx ybxnx ==-⋅=-∑∑,ˆˆa y bx=-;参考数据:6123.52i i z ==∑,6177.72i i i x z ==∑,62191i i x ==∑,ln10 2.30.≈17. 已知函数()log (1)a f x x =+,()()()2log 2a g x x t t =+∈R ,0a >,且 1.a ≠(1)当01a <<且1t =-时,求不等式()()f x g x ≤解集;(2)若函数()2()21f x F x a tx t =+-+在区间(1,2]-上有零点,求t 的取值范围.18. 某企业对某品牌芯片开发了一条生产线进行试产.其芯片质量按等级划分为五个层级,分别对应如下五组质量指标值:[45,55),[55,65),[65,75),[75,85),[85,95].根据长期检测结果,得到芯片的质量指标值X 服从正态分布()2,N μσ,并把质量指标值不小于80的产品称为A 等品,其它产品称为B 等品. 现从该品牌芯片的生产线中随机抽取100件作为样本,统计得到如图所示的频率分布直方图.(1)根据长期检测结果,该芯片质量指标值的标准差s 的近似值为11,用样本平均数x 作为μ的近似值,用样本标准差s 作为σ的估计值. 若从生产线中任取一件芯片,试估计该芯片为A 等品的概率(保留小数点后面两位有效数字);(①同一组中的数据用该组区间的中点值代表;②参考数据:若随机变量ξ服从正态分布()2,N μσ,则()0.6827,(22)0.9545P P μσξμσμσξμσ-<<+≈-<<+≈,(33)0.9973P μσξμσ-<<+≈. )(2)(i )从样本质量指标值在[45,55)和[85,95]的芯片中随机抽取3件,记其中质量指标值在[85,95]的芯片件数为η,求η的分布列和数学期望;(ii )该企业为节省检测成本,采用随机混装的方式将所有的芯片按100件一箱包装. 已知一件A 等品芯片的的的利润是(124)m m <<元,一件B 等品芯片的利润是ln(25)m -元,根据(1)的计算结果,试求m 的值,使得每箱产品的利润最大.19. 已知函数1()e ln (1).x f x a x a x -=+-+(1)当0a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)当1a =时,证明:函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;(3)若1x =是函数()f x 的极大值点,求实数a 的取值范围.陕西省西安中学高2025届高三第一次质量检测考试数学试题(时间:120分钟 满分:150分一、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. 已知集合{}(){}2210,log 1A x xB x x x =-≤≤=-≤,则A B = ( )A. {}10x x -≤≤ B. {}10x x -<≤ C. {}10x x -≤< D. {}10x x -<<【答案】C 【解析】【分析】先根据对数函数的单调性解不等式化简集合B ,然后利用交集运算求解即可.【详解】因为()222log 1log 2x x -≤=,所以202x x <-≤,解得12x <≤或10x -≤<,故{10B x x =-≤<或}12x <≤,又{}10A x x =-≤≤,所以A B = {}10x x -≤<.故选:C2. “01a <<”是“函数()()log 2a f x a x =-在(),1-∞上单调递增”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 【解析】【分析】根据对数函数和一次函数的单调性,再结合复合函数“同增异减”的判断法则求得对应的a 的取值范围即可得出结论.【详解】易知()()log 2a f x a x =-的定义域为(),2a -∞,且函数2y a x =-为单调递减函数;根据复合函数单调性可知若函数()()log 2a f x a x =-在(),1-∞上单调递增,可得0121a a <<⎧⎨≥⎩,解得112a ≤<;显然112a a ⎧⎫|≤<⎨⎬⎩⎭是{}|01a a <<的真子集,所以“01a <<”是“函数()()log 2a f x a x =-在(),1-∞上单调递增”的必要不充分条件.3. 函数()()2e esin xxf x x x -=-+-在区间[ 2.8,2.8]-的图象大致为()A. B.C. D.【答案】B 【解析】【分析】利用函数的奇偶性可排除A 、C ,代入1x =可得()10f >,可排除D.【详解】()()()()()22ee sin e e sin xx x x f x x x x x f x ---=-+--=-+-=,又函数定义域为[]2.8,2.8-,故该函数为偶函数,可排除A 、C ,又()11πe 11111e sin11e sin 10e e 622e 42ef ⎛⎫⎛⎫=-+->--=-->-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故可排除D.故选:B.4. 已知521log 2,log ,2ba b a c ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则( )A. c b a >>B. c a b>> C. a b c>> D. b c a>>【答案】B 【解析】【分析】判断出01a <<,0b <,1c >,即可求解.【详解】555log 1log 2log ,0151a a <=<∴<=< 22log log 10b a =<= ,故0b <;1122bc ⎛⎫⎛⎫=> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故1c >,故c a b >>.5. 已知定义在R 上的函数()f x 满足()()32f x f x +=,且()21f =-,则()100f =( )A. 1- B. 1C. 3- D. 3【答案】C 【解析】【分析】由条件推得函数的周期为4,结合函数的周期,即可求解.【详解】由()()32f x f x +=,可得()()()342f x f x f x +==+,所以()f x 的周期为4,则()()()3100032f f f ===-.故选:C.6. 已知函数()e 1,0,2,0,x x f x x x⎧-≥⎪=⎨<⎪⎩()1g x kx =-,若关于x 的方程()()f x g x =有2个不相等的实数解,则实数k 的取值范围是( )A. {}e B. [)e,+∞ C. {}1,0e 8⎛⎫- ⎪⎝⎭D. {}1,e 8⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭【答案】C 【解析】【分析】根据题意,转化为()y f x =与1y kx =-的图象有2个交点,分0k =、0k <和0k >,三种情况讨论,结合导数的几何意义与函数的图象,即可求解.【详解】由题意,关于x 的方程()()f x g x =有2个不相等的实数解,即()y f x =与1y kx =-的图象有2个交点,如图所示,当0k =,直线1y =-与2y x=图象交于点()2,1--,又当0x ≥时,e 10x -≥,故直线1y =-与e 1x y =-(0x ≥)的图象无公共点,故当0k =时,()y f x =与1y kx =-的图象只有一个交点,不合题意;当0k >,直线1y kx =-与曲线e 1x y =-(0x ≥)相切时,此时()y f x =与1y kx =-的图象有2个交点,设切点()00,e 1xP x -,则00e x x x k y =='=,又由1y kx =-过点()0,1-,所以()000e 11e 0x x x ---=-,解得01x =,所以e =k ;当0k <时,若21kx x=-,则220kx x --=,由180k ∆=+=,可得18k =-,所以当18k =-时,直线1y kx =-与2y x=的图象相切,由图得当108k -<<时,直线1y kx =-与()y f x =的图象有2个交点.综上所述,实数k 的取值范围是{}1,0e 8⎛⎫- ⎪⎝⎭.故选:C .7 已知函数3()1f x x x =-+,则( )A. ()f x 有三个极值点B. ()f x 有三个零点C. 点(0,1)是曲线()y f x =的对称中心D. 直线2y x =是曲线()y f x =的切线【答案】C 【解析】【分析】求导后判断单调性,从而求得极值点即可判断A ;利用单调性结合零点存在性定理即可判断B ;令3()h x x x =-,得到()h x 是奇函数,(0,0)是()h x 的对称中心,再结合图象的平移规律即可判断C ;由导数的几何意义求得切线方程即可判断D.【详解】对于A ,由题,()231f x x '=-,令()0f x '>得x >或x <()0f x '<得x <<的.所以()f x在(,-∞,)+∞上单调递增,(上单调递减,所以x =是极值点,故A 不正确;对应B,因(10f =+>,10f =->,()250f -=-<,所以,函数()f x在⎛-∞ ⎝上有一个零点,当x ≥时,()0f x f ≥>,即函数()f x在⎫∞⎪⎪⎭+上无零点,综上所述,函数()f x 有一个零点,故B 错误;对于C ,令3()h x x x =-,该函数的定义域为R ,()()()()33h x x x x x h x -=---=-+=-,则()h x 是奇函数,(0,0)是()h x 的对称中心,将()h x 的图象向上移动一个单位得到()f x 的图象,所以点(0,1)是曲线()y f x =的对称中心,故C 正确;对于D ,令()2312f x x '=-=,可得1x =±,又()(1)11f f =-=,当切点为(1,1)时,切线方程为21y x =-,当切点为(1,1)-时,切线方程为23y x =+,故D 错误.故选:C8. 已知函数24,0()log ,0x x f x x x x ⎧+>⎪=⎨⎪<⎩,2()g x x ax b =++,若方程()0g f x =⎡⎤⎣⎦有且仅有5个不相等的整数解,则其中最大整数解和最小整数解的和等于( )A. 28- B. 28C. 14- D. 14【答案】A 【解析】【分析】利用换元法结合一元二次方程根的分布,数形结合计算即可.【详解】先作出()f x 的大致图象,如下令()f x t =,则()20g t t at b =++=,根据()f x 的图象可知:要满足题意必须()0g t =有两个不等根()1212,t t t t <,且()1f x t =有两个整数根,()2f x t =有三个整数根,结合对勾函数和对数函数图象与性质知,两函数14,y t y x x==+相切时符合题意,因为44x x +≥=,当且仅当2x =时取得等号,又()()22log log 0y x x x ==-<,易知其定义域内单调递减,即()14f x t ==,此时有两个整数根2x =或16x =-,而要满足()2f x t =有三个整数根,结合()f x 图象知必有一根小于2,显然只有1x =符合题意,当1x =时有()15f =,则25t =,解方程45x x+=得25t =的另一个正根为4x =,又()2log 5x -=⇒32x =-,此时五个整数根依次是32,16,1,2,4x =--,显然最大根和最小的根和为()43228+-=-.故选:A二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9. 下列导数运算正确的是( )A. 211()x x '=-B. (e )e x x --'=C. 21(tan )cos x x'=D. 1(ln )x x'=【答案】ACD【解析】的的【分析】利用求导公式逐项判断即可.【详解】对于A ,211(x x '=-,故A 正确;对于B ,(e )e x x --'=-,故B 错误;对于C ,2222sin cos sin 1(tan )()=cos cos cos x x x x x x x+''==,故C 正确;对于D ,()(ln ),01(ln )ln ,0x x x x x x '>⎧⎪==⎨⎡⎤-<⎪⎣⎦⎩'',故D 正确.故选:ACD10. 甲乙丙等5人的身高互不相同,站成一排进行列队训练,则( )A. 甲乙不相邻的不同排法有48种B. 甲乙中间恰排一个人的不同排法有36种C. 甲乙不排在两端的不同排法有36种D. 甲乙丙三人从左到右由高到矮的不同排法有20种【答案】BCD 【解析】【分析】根据排列和组合的定义、结合捆绑法逐一判断即可.【详解】A :甲乙不相邻的不同排法有3234A A 72=种,所以本选项不正确;B :甲乙中间恰排一个人的不同排法有123323C A A 36=种,所以本选项正确;C :甲乙不排在两端的不同排法有2333A A 36=种,所以本选项正确;D :甲乙丙三人从左到右由高到矮的不同排法有5533A 20A =种,所以本选项正确.故选:BCD11. 已知0c b a <<<,则( )A. ac b bc a+<+ B. 333b c a +<C.a c ab c b +<+D.>【答案】ABD 【解析】【分析】选项ABD ,利用不等式的性质计算即可,选项C ,因为b c +可正可负,所以不容易化简解决,一般当乘或除以一个不知正负的数,基本上错误,我们只需要找反例即可.【详解】因为0c b a <<<,所以ac bc ac b bc a <⇒+<+,故A 正确;因为0c b a <<<,所以333333,0b a c b c a <<⇒+<,故B 正确;因为0c b a <<<,不妨令3,2,1a b c ===-,得32,2a c abc b +==+,此时a c ab c b +>+,故C 错误;因为0c b a <<<0>>⇒<⇒>,故D 正确.故选:ABD三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12. 某学校组织学生参加数学测试,成绩的频率分布直方图如下,数据的分组依次是[20,40),[40,60),[60,80),[80,100],则可估计这次数学测试成绩的第40百分位数是_________.【答案】65【解析】【分析】利用百分位数的定义求解.【详解】解:成绩在[20,60)的频率是()0.0050.01200.3+⨯=,成绩在[20,80)的频率为0.30.02200.7+⨯=,所以第40百分位数一定在[60,80)内,所以这次数学测试成绩的第40百分位数是0.40.36020650.4-+⨯=,故答案为:6513. 若曲线e x y x =+在点()0,1处的切线也是曲线ln(1)y x a =++的切线,则a =__________.【答案】ln 2【解析】【分析】先求出曲线e xy x =+在()0,1的切线方程,再设曲线()ln 1y x a =++的切点为()()0,ln 1x xa ++,求出y ',利用公切线斜率相等求出0x ,表示出切线方程,结合两切线方程相同即可求解.【详解】由e xy x =+得e 1x y '=+,00|e 12x y ='=+=,故曲线e xy x =+在()0,1处的切线方程为21yx =+;由()ln 1y x a =++得11y x '=+,设切线与曲线()ln 1y x a =++相切的切点为()()00,ln 1x x a ++,由两曲线有公切线得0121y x '==+,解得012x =-,则切点为11,ln 22a ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,切线方程为112ln 21ln 222y x a x a ⎛⎫=+++=++- ⎪⎝⎭,根据两切线重合,所以ln 20a -=,解得ln 2a =.故答案为:ln 214. 51(2)y x y x ⎛⎫-+⎪⎝⎭展开式中,23x y 的系数为__________.【答案】40【解析】【分析】根据二项式的通项公式进行求解即可.【详解】二项式5(2)x y +的通项公式为()515C 2rrr r T x y -+=⋅⋅,所以23x y 的系数为()233255C 21C 240⋅+-⋅⋅=,故答案为:40四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16,17题15分,第18,19题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. 已知函数3212()232a f x x x ax +=-+.(1)若1a =,求函数()f x 的极值;(2)讨论函数()f x 的单调性.【答案】(1)极小值为23,极大值为56(2)答案见解析【解析】的【分析】(1)对()f x 求导,分析单调性,再根据极值定义即可求解;(2)()()(2)f x x a x =--',对a 分2a =,2a >和2a <讨论单调性即可.【小问1详解】3213()2,()(1)(2)32f x x x x f x x x =-+'=--.所以x <1或x >2时,'()0f x >,12x <<时,'()0f x <,则()f x 在(1,2)上递减,在(,1),(2,)-∞+∞递增,所以()f x 的极小值为2(2)3f =,极大值为5(1)6f =.【小问2详解】()()(2)f x x a x =--',当2a =时,'()0f x ≥,所以()f x 在(,)-∞+∞上递增,当2a >时,2x <或x a >时,'()0f x >;2x a <<时,'()0f x <,所以()f x 在(,2),(,)a -∞+∞上递增,在(2,)a 上递减,当2a <时,x a <或2x >时,'()0f x >;2a x <<时,'()0f x <,所以()f x 在(,),(2,)a -∞+∞上递增;在(,2)a 上递减.16. 为践行“更快更高更强”的奥林匹克格言,落实全民健身国家战略.某校高三年级发起了“发扬奥林匹克精神,锻炼健康体魄”的年度主题活动,经过一段时间后,学生的身体素质明显提高.为了解活动效果,该年级对开展活动以来近6个月体重超重的人数进行了调查,调查结果统计如图,根据上面的散点图可以认为散点集中在曲线e bx a y +=的附近,请根据下表中的数据求出月份x 123456体重超标人数y987754483227ln z y= 4.58 4.34 3.98 3.87 3.46 3.29(1)该年级体重超重人数y 与月份x 之间的经验回归方程(系数ˆ,a b的最终结果精确到0.01);(2)预测从开展活动以来第几个月份开始该年级体重超标的人数降至10人以下.附:经验回归方程:ˆˆˆy bx a =+中,1221ˆni ii nii x y nx ybxnx ==-⋅=-∑∑,ˆˆa y bx=-;参考数据:6123.52ii z==∑,6177.72i ii x z==∑,62191i i x ==∑,ln10 2.30.≈【答案】(1)0.26 4.83ex y -+=(2)从第十个月开始【解析】【分析】(1)由计算公式与参考数据,求出ˆ,a b则可得回归方程;(2)根据经验回归方程建立不等式0.26 4.83e 10x -+<,解出不等式则可预测.【小问1详解】由e bx a y +=得ln z y bx a ==+,由题意得1(123456) 3.56x =+++++=,11123.52 3.9266n i i z z ===⨯=∑,所以6162221677.726 3.5 3.92ˆ0.26916 3.56i i i ii x zx zbxx ==-⋅-⨯⨯==≈--⨯-∑∑,ˆˆ 3.92(0.26) 3.5 4.83az bx =-≈--⨯=,所以ˆˆln 0.26 4.83zy x ==-+,即y 关于x 的经验回归方程为0.26 4.83e x y -+=【小问2详解】令0.26 4.83ln10 2.3e 10e e x -+<=≈,所以0.26 4.83 2.3x -+<,又由于x ∈N ,所以解得10x ≥,且x *∈N ,所以从第十个月开始,该年级体重超标的人数降至10人以下.17. 已知函数()log (1)a f x x =+,()()()2log 2a g x x t t =+∈R ,0a >,且 1.a ≠(1)当01a <<且1t =-时,求不等式()()f x g x ≤的解集;(2)若函数()2()21f x F x a tx t =+-+在区间(1,2]-上有零点,求t 的取值范围.【答案】(1)15|24x x ⎧⎫<≤⎨⎬⎩⎭(2)2t ≤-或t ≥【解析】【分析】(1)当1t =-时,将不等式()()f x g x ≤转化为()()2log 1log 21a a x x +≤-,利用对数函数的单调性结合一元二次不等式求解即可;(2)解法一:分离参数,将原函数的零点问题转化为22(2x t x x +=-≠-且12)x -<≤有根,设2U x =+(14U <≤且2U ≠+,则124t U U=--+,利用对勾函数的单调性求解值域即可求解;解法二:先判断0t =时,不合题意,当0t ≠时,根据二次函数零点分布分类讨论,列不等式组求解即可.【小问1详解】当1t =-时,()()2log 1log 21a a x x +≤-,又0<a <1,则x +1≥(2x−1)22x−1>0,∴4x 2−5x ≤0x >12⇒12<x ≤54,∴不等式()()f x g x ≤的解集为15|24x x ⎧⎫<≤⎨⎬⎩⎭;【小问2详解】解法一:由题设()222F x tx x t =+-+,由()0F x =,得22(2x t x x +=-≠-且12)x -<≤,则()()222422x t x x +=-+-++,设2U x =+(14U <≤且2U ≠+,则212424U t U U U U=-=-+--,令2()U U Uϕ=+,当1U <<时,()U ϕ4U <<时,()U ϕ单调递增,且()()913,42ϕϕϕ===,故()92U ϕ≤≤且() 4.U ϕ≠12402U U ∴-≤--<或2044U U<--≤-t 的取值范围为:2t ≤-或t ≥解法二:()222F x tx x t =+-+,若0t =,则()2F x x =+在(1,2]-上没有零点.下面就0t ≠时分三种情况讨论:①方程()0F x =在(1,2]-上有重根12x x =,则0∆=,解得t =,又1212x x t ==-(]1,2∈-⇒t =;②F (x )在(1,2]-上只有一个零点,且不是方程的重根,则()()120F F -<,解得2t <-或1t >,经检验2t =-或1t =时,F (x )在(1,2]-上都有零点,则2t ≤-或 1.t ≥③方程()0F x =在(1,2]-上有两个相异实根,则有t >0Δ>0−1<−12t <2F(−1)>0F(2)>0或t <0Δ>0−1<−12t <2F(−1)<0F(2)<0,解得1t <<,综上可知:t 的取值范围为2t ≤-或t ≥18. 某企业对某品牌芯片开发了一条生产线进行试产.其芯片质量按等级划分为五个层级,分别对应如下五组质量指标值:[45,55),[55,65),[65,75),[75,85),[85,95].根据长期检测结果,得到芯片的质量指标值X 服从正态分布()2,N μσ,并把质量指标值不小于80的产品称为A 等品,其它产品称为B 等品. 现从该品牌芯片的生产线中随机抽取100件作为样本,统计得到如图所示的频率分布直方图.(1)根据长期检测结果,该芯片质量指标值的标准差s 的近似值为11,用样本平均数x 作为μ的近似值,用样本标准差s 作为σ的估计值. 若从生产线中任取一件芯片,试估计该芯片为A 等品的概率(保留小数点后面两位有效数字);(①同一组中的数据用该组区间的中点值代表;②参考数据:若随机变量ξ服从正态分布()2,N μσ,则()0.6827,(22)0.9545P P μσξμσμσξμσ-<<+≈-<<+≈,(33)0.9973P μσξμσ-<<+≈. )(2)(i )从样本的质量指标值在[45,55)和[85,95]的芯片中随机抽取3件,记其中质量指标值在[85,95]的芯片件数为η,求η的分布列和数学期望;(ii )该企业为节省检测成本,采用随机混装的方式将所有的芯片按100件一箱包装. 已知一件A 等品芯片的利润是(124)m m <<元,一件B 等品芯片的利润是ln(25)m -元,根据(1)的计算结果,试求m 的值,使得每箱产品的利润最大.【答案】(1)0.16 (2)(i )分布列见解析,32;(ii )794m =【解析】【分析】(1)根据频率分布直方图求得样本平均数,然后利用正态分布的对称性求解概率.(2)(i )先求出η的取值,然后求出对应的概率,即可求出分布列,代入期望公式求解即可;(ii )先根据二项分布的期望求出()E Z 1684ln(25)m m =+-,然后构造函数()1684ln(25)(124)f x x x x =+-<<,利用导数求出最大值时的m 即可.【小问1详解】由题意,估计从该品牌芯片的生产线中随机抽取100件的平均数为:10(0.01500.025600.04700.015800.0190)69x =⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.即69x μ≈=,11s σ≈≈,所以2(69,11)X N ~,因为质量指标值X 近似服从正态分布2)(69,11N ,所以1(69116911)(80)2P X P X --<<+≥=1()2P X μσμσ--<<+=10.68270.158650.162-≈=≈,所以从生产线中任取一件芯片,该芯片为A 等品的概率约为0.16.【小问2详解】(i )(0.010.01)1010020+⨯⨯=,所以所取样本的个数为20件,质量指标值在[]85,95的芯片件数为10件,故η可能取的值为0,1,2,3,相应的概率为:301010320C C 2(0)C 19η===P ,211010320C C 15(1)C 38η===P ,15(2)38η===P ,031010320C C 2(3)C 19η===P ,随机变量η的分布列为:η0123P21915381538219所以η的数学期望2151523()0123193838192E η=⨯+⨯+⨯+⨯=.(ii )设每箱产品中A 等品有Y 件,则每箱产品中B 等品有(100)Y -件,设每箱产品的利润为Z 元,由题意知:(100)ln(25)(ln(25))100ln(25)Z mY Y m m m Y m =+--=--+-,由(1)知:每箱零件中A 等品的概率为0.16,所以~(100,0.16)Y B ,所以()1000.1616E Y =⨯=,所以()[(ln(25))100ln(25)]E Z E m m Y m =--+-(ln(25))100ln(25)m m EY m =--+-16(ln(25))100ln(25)m m m =--+-1684ln(25)m m =+-.令()1684ln(25)(124)f x x x x =+-<<,由84()16025f x x '=-=-得,794x =,又79(1,)4∈x ,()0f x '>,()f x 单调递增,79(,24)4∈x ,()0f x '<,()f x 单调递减,所以当79(1,24)4x =∈时,()f x 取得最大值.所以当794m =时,每箱产品利润最大.19. 已知函数1()e ln (1).x f x a x a x -=+-+(1)当0a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)当1a =时,证明:函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;(3)若1x =是函数()f x 的极大值点,求实数a 的取值范围.【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析(3)(,1).-∞【解析】【分析】(1)代入a 的值,求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;(2)对函数()f x ()f x 导函数的单调性,求出导函数的最小值,即可证明;(3)对()f x 求导得,11()e 1x f x a a x -'=+--,令11()e 1x h x a a x-=+--,再求导,分a 的不同取值讨论()h x 的性质,即可求出a 的取值范围.【小问1详解】当0a =时,()ln f x x x =-,且知11()1x f x x x-='-=,在(0,1)上,()0f x '>, ()f x 在(0,1)上单调递增;在(1,)+∞上,()0f x '<, ()f x 在(1,)+∞上单调递减;所以函数()f x 的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,)+∞【小问2详解】证明:因为1a =,所以1()e ln 2x f x x x -=+-,且知11()e2x f x x-'=+-,要证函数()f x 单调递增,即证()0f x '≥在(0,)+∞上恒成立,设11()e 2x g x x-=+-,0x >,则121()e x g x x -'=-,注意1e x y -=,21y x =-在(0,)+∞上均为增函数,故()g x '在(0,)+∞上单调递增,且(1)0g '=,于是()g x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,()(1)0g x g ≥=,即()0f x '≥,因此函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;【小问3详解】由11()e 1x f x a a x-'=+--,有(1)0f '=,令11()e 1x h x a a x -=+--,有121()e x h x a x -'=-,①当0a ≤时,11()e 0x xh x a x -'=-<在(0,)+∞上恒成立,因此()f x '在(0,)+∞上单调递减,注意到(1)0f '=,故函数()f x 的增区间为(0,1),减区间为(1,)+∞,此时1x =是函数()f x 的极大值点;②当0a >时,1e x y a -=与21y x=-在(0,)+∞上均为单调增函数,故()h x '在(0,)+∞上单调递增,注意到(1)1h a '=-,若(1)0h '<,即01a <<时,此时存在(1,)n ∈+∞,使()0h n '=,因此()f x '在(0,)n 上单调递减,在(,)n +∞上单调递增,又知(1)0f '=,则()f x 在(0,1)上单调递增,在(1,)n 上单调递减,此时1x =为函数()f x 的极大值点,若(1)0h '>,即1a >时,此时存在(0,1)m ∈,使()0h m '=,因此()f x '在(0,)m 上单调递减.在(,)m +∞上单调递增,又知(1)0f '=,则()f x 在(,1)m 上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,此时1x =为函数()f x 的极小值点.当1a =时,由(1)可知()f x 单调递增,因此1x =非极大值点,综上所述,实数 a 的取值范围为(,1).-∞【点睛】关键点点睛:已知函数的极大值点,求出函数的导数,根据导数的导数121()e x h x a x -'=-分类讨论,确定函数极值点是解题的关键,据此可得符合题意的参数取值范围.。