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河南省2023-2024学年度八年级第三次12月月考(三)数学试卷答案
年.2023年5月7日,在加拿大举行的世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站顺利落幕,中国跳水“梦水“梦C6.5之队”实现包揽全部9枚金牌的壮举,以9金1银的成绩位列奖牌榜第一。如图所示,某质量质量g终落为m的运动员(可视为质点)从距离水面高度为h的跳台以初速度v斜向上起跳,最终落人mhv0,水中,重力加速度大小为g,不计空气阻力,以跳台所在水平面为重力势能的参考平面,则A.运动员人水时的重力势能为mghB.运动员入水时的动能为12mv0^2+mghC.运动员人水时的机械能为12mv0^2-mghD.运动员在空中运动时的机械能先减小后增大
分析(1)根据指数函数的性质,利用单调性的定义即可证明.
(2)根据g(x)=f2(x)-2af(x)+3,得到函数g(x)的解析式以及定义域,利用换元法将函数转化为二次函数求最值,利用二次函数的性质,分类讨论即可求得g(x)的最小值h(a).
解答解:(1)a=1时,g(x)=$(\frac{1}{3})^{2x}$-2•($\frac{1}{3}$)x+3,
设x1,x2∈[-1,0],且x1<x2,
则g(x1)-g(x2)=$(\frac{1}{3})^{2{x}_{1}}$-2•$(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$+3-$(\frac{1}{3})^{2{x}_{2}}$+2•$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$-3,
=($(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$+$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$)($(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$-$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$)-2($(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$-$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$),
=($(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$-$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$)($(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$+$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$-2),
∵x1,x2∈[-1,0],且x1<x2,
∴$(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$-$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$>0,$(\frac{1}{3})^{{x}_{1}}$+$(\frac{1}{3})^{{x}_{2}}$-2>0
∴g(x1)-g(x2)>0,
∴g(x1)>g(x2),
∴函数g(x)在区间[-1,0]上为减函数;
(2)∵g(x)=f2(x)-2af(x)+3,且函数$f(x)={(\frac{1}{3})^x},x∈[{-1,1}]$,
∴g(x)=$(\frac{1}{3})^{2x}$-2a•($\frac{1}{3}$)x+3=[($\frac{1}{3}$)x-a]2+3-a2,
∵f(x)定义域为[-1,1],
∴g(x)定义域也为[-1,1],
令t=($\frac{1}{3}$)x,由-1≤x≤1,
∴$\frac{1}{3}$≤t≤3,
∴g(x)=ϕ(t)=(t-a)2+3-a2,
对称轴为t=a,
①当a≥3时,函数ϕ(t),在[$\frac{1}{3}$,3]上是单调递减函数,
∴当t=3时,函数ϕ(t)取得最小值为ϕ(3)=12-6a,
∴h(a)=12-6a;
②当a≤$\frac{1}{3}$时,函数ϕ(t)在[$\frac{1}{3}$,3]上是单调递增函数,
∴当t=$\frac{1}{3}$时,函数ϕ(t)取得最小值为ϕ($\frac{1}{3}$)=$\frac{28}{9}$-$\frac{2a}{3}$,
∴h(a)=$\frac{28}{9}$-$\frac{2a}{3}$;
③当$\frac{1}{3}$<a<3时,函数ϕ(t)在对称轴t=a处取得最小值为ϕ(a)=3-a2,
∴h(a)=3-a2.
综上所述,h(a)=$\left\{\begin{array}{l}{12-6a,a≥3}\\{3-{a}^{2},\frac{1}{3}<a<3}\\{\frac{28}{9}-\frac{2a}{3},a≤\frac{1}{3}}\end{array}\right.$
点评本题考查了函数的零点与方程根的关系,考查了函数的最值的应用.函数的零点等价于对应方程的根,等价于函数的图象与x轴交点的横坐标,解题时要注意根据题意合理的选择转化.本题求函数的最值的时候运用了换元法求解,将函数转化为二次函数求最值,二次函数的性质,对于二次函数要注意数形结合的应用,注意抓住二次函数的开口方向,对称轴,以及判别式的考虑.属于中档题.