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2021-2022高考數(shù)學(xué)模擬試卷注意事項(xiàng):1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類(lèi)型(B)填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2.作答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑;如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答,答案必須寫(xiě)在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上;如需改動(dòng),先劃掉原來(lái)的答案,然后再寫(xiě)上新答案;不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。4.考生必須保證答題卡的整潔??荚嚱Y(jié)束后,請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.設(shè)全集,集合,,則()A. B. C. D.2.空間點(diǎn)到平面的距離定義如下:過(guò)空間一點(diǎn)作平面的垂線(xiàn),這個(gè)點(diǎn)和垂足之間的距離叫做這個(gè)點(diǎn)到這個(gè)平面的距離.已知平面,,兩兩互相垂直,點(diǎn),點(diǎn)到,的距離都是3,點(diǎn)是上的動(dòng)點(diǎn),滿(mǎn)足到的距離與到點(diǎn)的距離相等,則點(diǎn)的軌跡上的點(diǎn)到的距離的最小值是()A. B.3 C. D.3.已知向量與向量平行,,且,則()A. B.C. D.4.已知直線(xiàn),,則“”是“”的A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件5.設(shè)集合,則()A. B. C. D.6.已知是虛數(shù)單位,則復(fù)數(shù)()A. B. C.2 D.7.我國(guó)著名數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界矚目的成就,哥德巴赫猜想內(nèi)容是“每個(gè)大于的偶數(shù)可以表示為兩個(gè)素?cái)?shù)的和”(注:如果一個(gè)大于的整數(shù)除了和自身外無(wú)其他正因數(shù),則稱(chēng)這個(gè)整數(shù)為素?cái)?shù)),在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,則的概率是()A. B. C. D.8.已知函數(shù)的部分圖象如圖所示,將此圖象分別作以下變換,那么變換后的圖象可以與原圖象重合的變換方式有()①繞著軸上一點(diǎn)旋轉(zhuǎn);②沿軸正方向平移;③以軸為軸作軸對(duì)稱(chēng);④以軸的某一條垂線(xiàn)為軸作軸對(duì)稱(chēng).A.①③ B.③④ C.②③ D.②④9.已知函數(shù),則()A.1 B.2 C.3 D.410.若集合,,則A. B. C. D.11.已知f(x)=ax2+bx是定義在[a–1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b的值是A. B.C. D.12.港珠澳大橋于2018年10月2刻日正式通車(chē),它是中國(guó)境內(nèi)一座連接香港、珠海和澳門(mén)的橋隧工程,橋隧全長(zhǎng)55千米.橋面為雙向六車(chē)道高速公路,大橋通行限速100km/h,現(xiàn)對(duì)大橋某路段上1000輛汽車(chē)的行駛速度進(jìn)行抽樣調(diào)查.畫(huà)出頻率分布直方圖(如圖),根據(jù)直方圖估計(jì)在此路段上汽車(chē)行駛速度在區(qū)間[85,90)的車(chē)輛數(shù)和行駛速度超過(guò)90km/h的頻率分別為()A.300, B.300, C.60, D.60,二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.設(shè),若函數(shù)有大于零的極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是_____14.若函數(shù)為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))在和兩處取得極值,且,則實(shí)數(shù)的取值范圍是______.15.若存在實(shí)數(shù)使得不等式在某區(qū)間上恒成立,則稱(chēng)與為該區(qū)間上的一對(duì)“分離函數(shù)”,下列各組函數(shù)中是對(duì)應(yīng)區(qū)間上的“分離函數(shù)”的有___________.(填上所有正確答案的序號(hào))①,,;②,,;③,,;④,,.16.已知函數(shù),若函數(shù)有6個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是_________.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17.(12分)已知.(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),求證:對(duì)于,恒成立;(3)若存在,使得當(dāng)時(shí),恒有成立,試求的取值范圍.18.(12分)已知,均為給定的大于1的自然數(shù),設(shè)集合,.(Ⅰ)當(dāng),時(shí),用列舉法表示集合;(Ⅱ)當(dāng)時(shí),,且集合滿(mǎn)足下列條件:①對(duì)任意,;②.證明:(?。┤?,則(集合為集合在集合中的補(bǔ)集);(ⅱ)為一個(gè)定值(不必求出此定值);(Ⅲ)設(shè),,,其中,,若,則.19.(12分)已知函數(shù),.(1)求曲線(xiàn)在點(diǎn)處的切線(xiàn)方程;(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(3)判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).20.(12分)2019年是中華人民共和國(guó)成立70周年.為了讓人民了解建國(guó)70周年的風(fēng)雨歷程,某地的民調(diào)機(jī)構(gòu)隨機(jī)選取了該地的100名市民進(jìn)行調(diào)查,將他們的年齡分成6段:,,…,,并繪制了如圖所示的頻率分布直方圖.(1)現(xiàn)從年齡在,,內(nèi)的人員中按分層抽樣的方法抽取8人,再?gòu)倪@8人中隨機(jī)選取3人進(jìn)行座談,用表示年齡在)內(nèi)的人數(shù),求的分布列和數(shù)學(xué)期望;(2)若用樣本的頻率代替概率,用隨機(jī)抽樣的方法從該地抽取20名市民進(jìn)行調(diào)查,其中有名市民的年齡在的概率為.當(dāng)最大時(shí),求的值.21.(12分)的內(nèi)角的對(duì)邊分別為,且.(1)求;(2)若,點(diǎn)為邊的中點(diǎn),且,求的面積.22.(10分)求函數(shù)的最大值.
參考答案一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.D【解析】
求解不等式,得到集合A,B,利用交集、補(bǔ)集運(yùn)算即得解【詳解】由于故集合或故集合故選:D【點(diǎn)睛】本題考查了集合的交集和補(bǔ)集混合運(yùn)算,考查了學(xué)生概念理解,數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力,屬于中檔題.2.D【解析】
建立平面直角坐標(biāo)系,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為點(diǎn)的軌跡上的點(diǎn)到軸的距離的最小值,利用到軸的距離等于到點(diǎn)的距離得到點(diǎn)軌跡方程,得到,進(jìn)而得到所求最小值.【詳解】如圖,原題等價(jià)于在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn),是第一象限內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),滿(mǎn)足到軸的距離等于點(diǎn)到點(diǎn)的距離,求點(diǎn)的軌跡上的點(diǎn)到軸的距離的最小值.設(shè),則,化簡(jiǎn)得:,則,解得:,即點(diǎn)的軌跡上的點(diǎn)到的距離的最小值是.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查立體幾何中點(diǎn)面距離最值的求解,關(guān)鍵是能夠準(zhǔn)確求得動(dòng)點(diǎn)軌跡方程,進(jìn)而根據(jù)軌跡方程構(gòu)造不等關(guān)系求得最值.3.B【解析】
設(shè),根據(jù)題意得出關(guān)于、的方程組,解出這兩個(gè)未知數(shù)的值,即可得出向量的坐標(biāo).【詳解】設(shè),且,,由得,即,①,由,②,所以,解得,因此,.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查向量坐標(biāo)的求解,涉及共線(xiàn)向量的坐標(biāo)表示和向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算,考查計(jì)算能力,屬于中等題.4.C【解析】
先得出兩直線(xiàn)平行的充要條件,根據(jù)小范圍可推導(dǎo)出大范圍,可得到答案.【詳解】直線(xiàn),,的充要條件是,當(dāng)a=2時(shí),化簡(jiǎn)后發(fā)現(xiàn)兩直線(xiàn)是重合的,故舍去,最終a=-1.因此得到“”是“”的充分必要條件.故答案為C.【點(diǎn)睛】判斷充要條件的方法是:①若p?q為真命題且q?p為假命題,則命題p是命題q的充分不必要條件;②若p?q為假命題且q?p為真命題,則命題p是命題q的必要不充分條件;③若p?q為真命題且q?p為真命題,則命題p是命題q的充要條件;④若p?q為假命題且q?p為假命題,則命題p是命題q的即不充分也不必要條件.⑤判斷命題p與命題q所表示的范圍,再根據(jù)“誰(shuí)大誰(shuí)必要,誰(shuí)小誰(shuí)充分”的原則,判斷命題p與命題q的關(guān)系.5.C【解析】
解對(duì)數(shù)不等式求得集合,由此求得兩個(gè)集合的交集.【詳解】由,解得,故.依題意,所以.故選:C【點(diǎn)睛】本小題主要考查對(duì)數(shù)不等式的解法,考查集合交集的概念和運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.6.A【解析】
根據(jù)復(fù)數(shù)的基本運(yùn)算求解即可.【詳解】.故選:A【點(diǎn)睛】本題主要考查了復(fù)數(shù)的基本運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.7.B【解析】
先列舉出不超過(guò)的素?cái)?shù),并列舉出所有的基本事件以及事件“在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,滿(mǎn)足”所包含的基本事件,利用古典概型的概率公式可求得所求事件的概率.【詳解】不超過(guò)的素?cái)?shù)有:、、、、、,在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù),所有的基本事件有:、、、、、、、、、、、、、、,共種情況,其中,事件“在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,且”包含的基本事件有:、、、,共種情況,因此,所求事件的概率為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查古典概型概率的計(jì)算,一般利用列舉法列舉出基本事件,考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.8.D【解析】
計(jì)算得到,,故函數(shù)是周期函數(shù),軸對(duì)稱(chēng)圖形,故②④正確,根據(jù)圖像知①③錯(cuò)誤,得到答案.【詳解】,,,當(dāng)沿軸正方向平移個(gè)單位時(shí),重合,故②正確;,,故,函數(shù)關(guān)于對(duì)稱(chēng),故④正確;根據(jù)圖像知:①③不正確;故選:.【點(diǎn)睛】本題考查了根據(jù)函數(shù)圖像判斷函數(shù)性質(zhì),意在考查學(xué)生對(duì)于三角函數(shù)知識(shí)和圖像的綜合應(yīng)用.9.C【解析】
結(jié)合分段函數(shù)的解析式,先求出,進(jìn)而可求出.【詳解】由題意可得,則.故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查了求函數(shù)的值,考查了分段函數(shù)的性質(zhì),考查運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.10.C【解析】
解一元次二次不等式得或,利用集合的交集運(yùn)算求得.【詳解】因?yàn)榛?,,所以,故選C.【點(diǎn)睛】本題考查集合的交運(yùn)算,屬于容易題.11.B【解析】
依照偶函數(shù)的定義,對(duì)定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù),f(﹣x)=f(x),且定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),a﹣1=﹣2a,即可得解.【詳解】根據(jù)偶函數(shù)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),且f(x)是定義在[a–1,2a]上的偶函數(shù),得a–1=–2a,解得a=,又f(–x)=f(x),∴b=0,∴a+b=.故選B.【點(diǎn)睛】本題考查偶函數(shù)的定義,對(duì)定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù),f(﹣x)=f(x);奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義域必然關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),定義域區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)互為相反數(shù).12.B【解析】
由頻率分布直方圖求出在此路段上汽車(chē)行駛速度在區(qū)間的頻率即可得到車(chē)輛數(shù),同時(shí)利用頻率分布直方圖能求行駛速度超過(guò)的頻率.【詳解】由頻率分布直方圖得:在此路段上汽車(chē)行駛速度在區(qū)間的頻率為,∴在此路段上汽車(chē)行駛速度在區(qū)間的車(chē)輛數(shù)為:,行駛速度超過(guò)的頻率為:.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查頻數(shù)、頻率的求法,考查頻率分布直方圖的性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.【解析】
先求導(dǎo)數(shù),求解導(dǎo)數(shù)為零的根,結(jié)合根的分布求解.【詳解】因?yàn)椋?,令得,因?yàn)楹瘮?shù)有大于0的極值點(diǎn),所以,即.【點(diǎn)睛】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值點(diǎn)問(wèn)題,極值點(diǎn)為導(dǎo)數(shù)的變號(hào)零點(diǎn),側(cè)重考查轉(zhuǎn)化化歸思想.14.【解析】
先將函數(shù)在和兩處取得極值,轉(zhuǎn)化為方程有兩不等實(shí)根,且,再令,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)與曲線(xiàn)有兩交點(diǎn),且橫坐標(biāo)滿(mǎn)足,用導(dǎo)數(shù)方法研究單調(diào)性,作出簡(jiǎn)圖,求出時(shí),的值,進(jìn)而可得出結(jié)果.【詳解】因?yàn)?,所以,又函?shù)在和兩處取得極值,所以是方程的兩不等實(shí)根,且,即有兩不等實(shí)根,且,令,則直線(xiàn)與曲線(xiàn)有兩交點(diǎn),且交點(diǎn)橫坐標(biāo)滿(mǎn)足,又,由得,所以,當(dāng)時(shí),,即函數(shù)在上單調(diào)遞增;當(dāng),時(shí),,即函數(shù)在和上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),由得,此時(shí),因此,由得.故答案為【點(diǎn)睛】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,已知函數(shù)極值點(diǎn)間的關(guān)系求參數(shù)的問(wèn)題,通常需要將函數(shù)極值點(diǎn),轉(zhuǎn)化為導(dǎo)函數(shù)對(duì)應(yīng)方程的根,再轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)與曲線(xiàn)交點(diǎn)的問(wèn)題來(lái)處理,屬于??碱}型.15.①②④【解析】
由題意可知,若要存在使得成立,我們可考慮兩函數(shù)是否存在公切點(diǎn),若兩函數(shù)在公切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置一個(gè)單增,另一個(gè)單減,則很容易判斷,對(duì)①,③,④都可以采用此法判斷,對(duì)②分析式子特點(diǎn)可知,,進(jìn)而判斷【詳解】①時(shí),令,則,單調(diào)遞增,,即.令,則,單調(diào)遞減,,即,因此,滿(mǎn)足題意.②時(shí),易知,滿(mǎn)足題意.③注意到,因此如果存在直線(xiàn),只有可能是(或)在處的切線(xiàn),,因此切線(xiàn)為,易知,,因此不存在直線(xiàn)滿(mǎn)足題意.④時(shí),注意到,因此如果存在直線(xiàn),只有可能是(或)在處的切線(xiàn),,因此切線(xiàn)為.令,則,易知在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,即.令,則,易知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,即.因此,滿(mǎn)足題意.故答案為:①②④【點(diǎn)睛】本題考查新定義題型、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)圖像,轉(zhuǎn)化與化歸思想,屬于中檔題16.【解析】
由題意首先研究函數(shù)的性質(zhì),然后結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)數(shù)形結(jié)合得到關(guān)于a的不等式,求解不等式即可確定實(shí)數(shù)a的取值范圍.【詳解】當(dāng)時(shí),函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,很明顯,且存在唯一的實(shí)數(shù)滿(mǎn)足,當(dāng)時(shí),由對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)可知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,結(jié)合復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,且當(dāng)時(shí),,考查函數(shù)在區(qū)間上的性質(zhì),由二次函數(shù)的性質(zhì)可知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,函數(shù)有6個(gè)零點(diǎn),即方程有6個(gè)根,也就是有6個(gè)根,即與有6個(gè)不同交點(diǎn),注意到函數(shù)關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng),則函數(shù)關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng),繪制函數(shù)的圖像如圖所示,觀察可得:,即.綜上可得,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為.【點(diǎn)睛】本題主要考查分段函數(shù)的應(yīng)用,復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17.(1)單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為;(2)詳見(jiàn)解析;(3).【解析】
試題分析:(1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo)后,利用導(dǎo)數(shù)和單調(diào)性的關(guān)系,可求得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.(2)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)在上遞減,且,則,故原不等式成立.(3)同(2)構(gòu)造函數(shù),對(duì)分成三類(lèi),討論函數(shù)的單調(diào)性、極值和最值,由此求得的取值范圍.試題解析:(1),當(dāng)時(shí),.解得.當(dāng)時(shí),解得.所以單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為.(2)設(shè),當(dāng)時(shí),由題意,當(dāng)時(shí),恒成立.,∴當(dāng)時(shí),恒成立,單調(diào)遞減.又,∴當(dāng)時(shí),恒成立,即.∴對(duì)于,恒成立.(3)因?yàn)椋桑?)知,當(dāng)時(shí),恒成立,即對(duì)于,,不存在滿(mǎn)足條件的;當(dāng)時(shí),對(duì)于,,此時(shí).∴,即恒成立,不存在滿(mǎn)足條件的;當(dāng)時(shí),令,可知與符號(hào)相同,當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減.∴當(dāng)時(shí),,即恒成立.綜上,的取值范圍為.點(diǎn)睛:本題主要考查導(dǎo)數(shù)和單調(diào)區(qū)間,導(dǎo)數(shù)與不等式的證明,導(dǎo)數(shù)與恒成立問(wèn)題的求解方法.第一問(wèn)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,這是導(dǎo)數(shù)問(wèn)題的基本題型,也是基本功,先求定義域,然后求導(dǎo),要注意通分和因式分解.二、三兩問(wèn)一個(gè)是恒成立問(wèn)題,一個(gè)是存在性問(wèn)題,要注意取值是最大值還是最小值.18.(Ⅰ);(Ⅱ)(?。┰斠?jiàn)解析.(ⅱ)詳見(jiàn)解析.(Ⅲ)詳見(jiàn)解析.【解析】
(Ⅰ)當(dāng),時(shí),,,,,,.即可得出.(Ⅱ)(i)當(dāng)時(shí),,2,3,,,又,,,,,,必然有,否則得出矛盾.(ii)由.可得.又,即可得出為定值.(iii)由設(shè),,,,其中,,,2,,.,可得,通過(guò)求和即可證明結(jié)論.【詳解】(Ⅰ)解:當(dāng),時(shí),,,,,..(Ⅱ)證明:(i)當(dāng)時(shí),,2,3,,,又,,,,,,必然有,否則,而,與已知對(duì)任意,矛盾.因此有.(ii)..,為定值.(iii)由設(shè),,,,其中,,,2,,.,..【點(diǎn)睛】本題主要考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項(xiàng)公式求和公式,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于難題.19.(1)(2)答案見(jiàn)解析(3)答案見(jiàn)解析【解析】
(1)設(shè)曲線(xiàn)在點(diǎn),處的切線(xiàn)的斜率為,可求得,,利用直線(xiàn)的點(diǎn)斜式方程即可求得答案;(2)由(Ⅰ)知,,分時(shí),,三類(lèi)討論,即可求得各種情況下的的單調(diào)區(qū)間為;(3)分與兩類(lèi)討論,即可判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).【詳解】(1),,設(shè)曲線(xiàn)在點(diǎn),處的切線(xiàn)的斜率為,則,又,曲線(xiàn)在點(diǎn),處的切線(xiàn)方程為:,即;(2)由(1)知,,故當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,;,,;的遞減區(qū)間為,遞增區(qū)間為,;當(dāng)時(shí),同理可得的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為,;綜上所述,時(shí),單調(diào)遞增為,無(wú)遞減區(qū)間;當(dāng)時(shí),的遞減區(qū)間為,遞增區(qū)間為,;當(dāng)時(shí),的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為,;(3)當(dāng)時(shí),恒成立,所以無(wú)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),由,得:,只有一個(gè)零點(diǎn).【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)
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