一、选择题(共12小题,请在下列12题和13题中选做一题).
1.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,3,4,5},B={2,3,6,7},则A∩∁UB=( )
A.{1,4} B.{1,4,5} C.{4,5} D.{6,7}
2.若复数z满足(﹣1﹣z)•i=1+i,则|z|=( )
A. B. C.2 D.3
3.设奇函数f(x)在[﹣3,3]上是减函数,且f(3)=﹣3,若不等式f(x)<2t+1对所有的x∈[﹣3,3]都成立,则t的取值范围是( )
A.[﹣1,1] B.(1,+∞)
C.(﹣∞,1) D.(﹣∞,1)∪(1,+∞)
4.二项式(1﹣x)2020展开式中的第2020项是( )
A.1 B.2020x2019 C.﹣2020x2019 D.x2020
5.我国古代数学典籍《九章算术》“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚十尺,两鼠对穿,初日各一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问几何日相逢?”现用程序框图描述,如图所示,则输出结果n=( )
A.4 B.5 C.2 D.3
6.已知F1、F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P为双曲线C的右顶点,如果|PF1|=3|PF2|,则双曲线C离心率是( )
A.2 B. C.3 D.
7.函数y=的图象大致是( )
A. B.
C. D.
8.设命题p:关于x的不等式x2+2ax+3>0对一切x∈R恒成立,命题q:对数函数y=log(4﹣3a)x在(0,+∞)上单调递减,那么p是q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
9.中国有十二生肖,又叫十二属相,每一个人的出生年份对应了十二种动物(鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪)中的一种.现有十二生肖的吉祥物各一个,三位同学依次选一个作为礼物,甲同学喜欢牛和马,乙同学喜欢牛、狗和羊,丙同学哪个吉祥物都喜欢,如果让三位同学选取礼物都满意,则选法有( )
A.30种 B.50种 C.60种 D.90种
10.某几何体的三视图如图所示,三个视图中的曲线都是圆弧,则该几何体的体积为( )
A.21π B.15π C.π D.π
11.已知△ABC的内角A,B,C的对边长分别是a,b,c,设向量=(a+b,sinC),=(a+c,sinB﹣sinA),若∥,则角B的大小为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
12.如图,在△ABC中,=,E为线段AD上的动点,且=x,则+的最小值为( )
A.16 B.15 C.12 D.10
13.已知G是△ABC的重心,过点G作直线MN与AB,AC交于点M,N,且,,(x,y>0),则3x+y的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题:本题共3小题,每小题5分,共20分.
14.某公司共有3个部门,第1个部门男员工60人、女员工40人,第2个部门男员工150人、女员工200人,第3个部门男员工240人、女员工160人.若按性别用分层抽样的方法从这3个部门选取51人参加公司年会表演节目,则应选取的女员工的人数为 .
15.已知向量与的夹角为,||=2,|+|=,则||= .
16.F为抛物线y2=4x的焦点,点P在抛物线上,Q是圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1上的点,则|PQ|+|PF|最小值是 .
请在下列17题和18题中选做一题
17.在各项均为正数的等比数列{an}中,公比q∈(0,1).若a3+a5=5,a2a6=4,bn=log2an,数列{bn}的前n项和为Sn,则当++…+取最大值时n的值为 .
18.在各项均为正数的等比数列{an}中,公比q∈(0,1),若a3+a5=5,a2a6=4,bn=log2an,数列{bn}的前n项和为Sn,则数列{}的前n项的和Tn为 .
三、解答题:本题共5小题,满分58分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19.某车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间,为此作了四次试验如下:
零件的个数x(个) | 2 | 3 | 4 | 5 |
加工的时间y(小时) | 2.5 | 3 | 4 | 4.5 |
(2)求y关于x的线性回归方程=x+;
(3)试预测加工10个零件需要多少时间?(=,=﹣)
20.已知函数f(x)=1﹣cos2x+2sinxcosx﹣cos2x,x∈R.
(1)求f(x)的最小正周期和值域;
(2)若x0(0≤x0≤)为f(x)的一个零点,求sin2x0的值.
21.若数列{an}是正项数列,且=n2+n,
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
22.如图,AE⊥平面ABCD,CF∥AE,AD∥BC,AD⊥AB,AB=AD=1,AE=BC=2.
(Ⅰ)求证:BF∥平面ADE;
(Ⅱ)求直线CE与平面BDE所成角的正弦值;
(Ⅲ)若二面角E﹣BD﹣F的余弦值为,求线段CF的长.
23.椭圆C:=1(a>b>0)的离心率,a+b=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,A,B,D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意点,直线DP交x轴于点N直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m,证明2m﹣k为定值.
请在下列24题和25题中选做一题
24.已知函数f(x)=3ex﹣﹣ax.
(1)若函数f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;
(2)若函数f(x)在R上是增函数,求实数a的最大值.
25.已知函数f(x)=ln(x+1)﹣.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求证:f(x)≥﹣﹣1.
参
一、选择题(共12小题,请在下列12题和13题中选做一题).
1.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,3,4,5},B={2,3,6,7},则A∩∁UB=( )
A.{1,4} B.{1,4,5} C.{4,5} D.{6,7}
【分析】根据补集与交集的定义,计算即可.
解:集合U={1,2,3,4,5,6,7},B={2,3,6,7},
所以∁UB={1,4,5},
又A={2,3,4,5},
所以A∩∁UB={4,5}.
故选:C.
2.若复数z满足(﹣1﹣z)•i=1+i,则|z|=( )
A. B. C.2 D.3
【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,再由复数模的计算公式求解.
解:由(﹣1﹣z)•i=1+i,得﹣1﹣z=,则z=﹣2+i,
∴|z|=.
故选:A.
3.设奇函数f(x)在[﹣3,3]上是减函数,且f(3)=﹣3,若不等式f(x)<2t+1对所有的x∈[﹣3,3]都成立,则t的取值范围是( )
A.[﹣1,1] B.(1,+∞)
C.(﹣∞,1) D.(﹣∞,1)∪(1,+∞)
【分析】根据函数奇偶性和单调性之间的关系,即可得到结论.
解:因为奇函数f(x)在[﹣3,3]上是减函数,且f(3)=﹣3,
所以f(x)max=f(﹣3)=3,
若不等式f(x)<2t+1对所有的x∈[﹣3,3]都成立,
则3<2t+1,解可得t>1,
故选:B.
4.二项式(1﹣x)2020展开式中的第2020项是( )
A.1 B.2020x2019 C.﹣2020x2019 D.x2020
【分析】结合二项式定理的通项公式,直接进行求解即可.
解:展开式中第2020项为T2020=(﹣x)2019=﹣2020x2019,
故选:C.
5.我国古代数学典籍《九章算术》“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚十尺,两鼠对穿,初日各一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问几何日相逢?”现用程序框图描述,如图所示,则输出结果n=( )
A.4 B.5 C.2 D.3
【分析】模拟执行程序,依次写出每次循环得到的a,A,S的值,当S=时,满足条件S≥10,退出循环,输出n的值为4,从而得解.
解:模拟执行程序,可得
a=1,A=1,S=0,n=1
S=2
不满足条件S≥10,执行循环体,n=2,a=,A=2,S=
不满足条件S≥10,执行循环体,n=3,a=,A=4,S=
不满足条件S≥10,执行循环体,n=4,a=,A=8,S=
满足条件S≥10,退出循环,输出n的值为4.
故选:A.
6.已知F1、F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P为双曲线C的右顶点,如果|PF1|=3|PF2|,则双曲线C离心率是( )
A.2 B. C.3 D.
【分析】利用已知条件求出|PF2|,|PF1|,利用利用已知条件推出c=2a,rhqj 双曲线C的离心率.
解:F1、F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,点P为双曲线C的右顶点,
可得|PF2|=c﹣a,|PF1|=c+a,
因为|PF1|=3|PF2|,所以a+c=3c﹣3a,3t﹣t=2a,
即c=2a,
所以e=2.
故选:A.
7.函数y=的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据掌握函数的奇偶性和函数的单调性即可判断.
解:当x>0时,y=xlnx,y′=1+lnx,
即0<x<时,函数y单调递减,当x>,函数y单调递增,
因为函数y为偶函数,
故选:D.
8.设命题p:关于x的不等式x2+2ax+3>0对一切x∈R恒成立,命题q:对数函数y=log(4﹣3a)x在(0,+∞)上单调递减,那么p是q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
【分析】利用判别式小于0恒成立求解a的范围化简p;再由对数函数的单调性求解a的范围化简q,然后利用充分必要条件的判定得答案.
解:关于x的不等式x2+2ax+3>0对一切x∈R恒成立,
则4a2﹣12<0,即﹣<a<,
∴P:﹣<a<;
对数函数y=log(4﹣3a)x在(0,+∞)上单调递减,
则0<4﹣3a<1,即1<a<.
∴q:1<a<.
∵(1,)⊂(﹣,),
∴p是q的必要不充分条件.
故选:B.
9.中国有十二生肖,又叫十二属相,每一个人的出生年份对应了十二种动物(鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪)中的一种.现有十二生肖的吉祥物各一个,三位同学依次选一个作为礼物,甲同学喜欢牛和马,乙同学喜欢牛、狗和羊,丙同学哪个吉祥物都喜欢,如果让三位同学选取礼物都满意,则选法有( )
A.30种 B.50种 C.60种 D.90种
【分析】讨论甲同学选择的两种不同的情况,确定乙,丙的个数.
解:①甲同学选择牛,乙有2种,丙有10种,选法有1×2×10=20种,
②甲同学选择马,乙有3种,丙有10种,选法有1×3×10=30种,
所以总共有20+30=50种.
故选:B.
10.某几何体的三视图如图所示,三个视图中的曲线都是圆弧,则该几何体的体积为( )
A.21π B.15π C.π D.π
【分析】由三视图可知,该几何体为由 的球体和 的圆锥体组成,结合三视图中的数据,利用球和圆锥的体积公式求解即可.
解:由三视图可知,该几何体为由 的球体和 的圆锥体组成,
所以所求几何体的体积为,
因为,
,
所以,
即所求几何体的体积为 .
故选:D.
11.已知△ABC的内角A,B,C的对边长分别是a,b,c,设向量=(a+b,sinC),=(a+c,sinB﹣sinA),若∥,则角B的大小为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【分析】利用两向量平行的充要条件求出三角形的边与角的关系,利用正弦定理将角化为边,再利用余弦定理求出B的余弦,求出角.
解:∵向量=(a+b,sinC),=(a+c,sinB﹣sinA),若∥,
∴(a+b)(sinB﹣sinA)﹣sinC(a+c)=0,
由正弦定理知:(a+b)(b﹣a)=c(a+c),即a2+c2﹣b2=﹣ac
由余弦定理知:2accosB=﹣ac,
∴cosB=﹣.
∵B∈(0,π),
∴B==150°.
故选:D.
请在下列12题和13题中选做一题
12.如图,在△ABC中,=,E为线段AD上的动点,且=x,则+的最小值为( )
A.16 B.15 C.12 D.10
【分析】由已知可得A,D,E三点共线,结合平面向量基本定理可得x+3y=1,x>0,y>0,再利用基本不等式即可求解.
解:∵=,
∴,
=x=x+3y,
因为A,D,E共线,所以x+3y=1,
则+==10+=16,
当且仅当且x+3y=1即x=y=时取等号,
故选:A.
13.已知G是△ABC的重心,过点G作直线MN与AB,AC交于点M,N,且,,(x,y>0),则3x+y的最小值是( )
A. B. C. D.
【分析】根据重心的性质求出,再利用基本不等式得出答案.
解:设BC的中点为D,则===+,
∵M,G,N三点共线,故=1.
∴3x+y=(3x+y)()=++≥+2=+.
当且仅当即x=+时取等号.
故选:D.
二、填空题:本题共3小题,每小题5分,共20分.
14.某公司共有3个部门,第1个部门男员工60人、女员工40人,第2个部门男员工150人、女员工200人,第3个部门男员工240人、女员工160人.若按性别用分层抽样的方法从这3个部门选取51人参加公司年会表演节目,则应选取的女员工的人数为 24 .
【分析】用样本容量乘以女员工所占的比例,即得所求.
解:女员工占的比例为=,
故应抽取的女员工人数为51×=24(人),
故答案为:24.
15.已知向量与的夹角为,||=2,|+|=,则||= 1 .
【分析】根据平面向量的数量积与模长公式,列方程求出||的值.
解:向量与的夹角为,||=2,|+|=,
所以=+2•+=4+2×2×||×cos+=7,
化简得+2||﹣3=0,
解得||=1或||=﹣3(不合题意,舍去);
所以||=1.
故答案为:1.
16.F为抛物线y2=4x的焦点,点P在抛物线上,Q是圆(x﹣2)2+(y﹣1)2=1上的点,则|PQ|+|PF|最小值是 2 .
【分析】画出图形,利用抛物线的定义以及性质,转化求解|PQ|+|PF|最小值.
解:经过Q作抛物线的准线的垂线x=﹣1,垂足为N,如图:由抛物线的定义可知:|PF|=|PN|,
当P、Q、N经过圆的圆心时,|PQ|+|PF|取得最小值,
圆心(2,1),半径为1,所以|PQ|+|PF|最小值为:2.
故答案为:2.
请在下列17题和18题中选做一题
17.在各项均为正数的等比数列{an}中,公比q∈(0,1).若a3+a5=5,a2a6=4,bn=log2an,数列{bn}的前n项和为Sn,则当++…+取最大值时n的值为 8或9 .
【分析】首先求出数列{an}和{bn}的通项公式,进一步求出数列的和.
解:各项均为正数的等比数列{an}中,若a3+a5=5,a2a6=4,
所以,
由于公比q∈(0,1),
解得,
所以,解得q=.
所以.
由于bn=log2an=.
所以,
则cn=,
当n≤9时,,当n>10时,前n项的和开始出现负值.
故当n=9或8时,数列取得最大值.
故答案为:8或9.
18.在各项均为正数的等比数列{an}中,公比q∈(0,1),若a3+a5=5,a2a6=4,bn=log2an,数列{bn}的前n项和为Sn,则数列{}的前n项的和Tn为 .
【分析】首先利用方程组求出数列的通项公式,进一步求出数列bn的通项公式,进一步利用分类讨论思想的应用求出数列的和.
解:各项均为正数的等比数列{an}中,若a3+a5=5,a2a6=4,
所以,
由于公比q∈(0,1),
解得,
所以,解得q=.
所以.
由于bn=log2an=.
所以,
则cn=,
当n≤9时.Tn=c1+c2+…+cn=.
当n>9时,Tn=c1+c2+…+c9﹣c10﹣…﹣cn=2(c1+…+c9)﹣(c1+c2+…+cn)=.
所以.
三、解答题:本题共5小题,满分58分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19.某车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间,为此作了四次试验如下:
零件的个数x(个) | 2 | 3 | 4 | 5 |
加工的时间y(小时) | 2.5 | 3 | 4 | 4.5 |
(2)求y关于x的线性回归方程=x+;
(3)试预测加工10个零件需要多少时间?(=,=﹣)
【分析】(1)利用表格中的数据先作出散点图;
(2)求解均值a,b的值,从而得到线性回归方程;
(3)利用回归方程将x=10代入方程中,得到y的预测值.
解:(1)散点图,如图所示.
(2)==3.5,==3.5,
∴=52.5,,
∴==0.7,
∴=3.5﹣0.7×3.5=1.05,
∴回归直线方程:
(3)当=0.7×10+1.05=8.05预测加工10个零件需要8.05小时.
20.已知函数f(x)=1﹣cos2x+2sinxcosx﹣cos2x,x∈R.
(1)求f(x)的最小正周期和值域;
(2)若x0(0≤x0≤)为f(x)的一个零点,求sin2x0的值.
【分析】(1)利用二倍角公式及辅助角公式将f(x)化简,根据正弦函数图象及性质即可求得f(x)的最小正周期和值域;
(2)由f(x0)=0,求得sin(2x0﹣)=﹣,由x0的取值范围,即可求得2x0﹣的取值范围,由同角三角函数的基本关系,求得cos(2x0﹣)的值,由2x0=(2x0﹣)+,根据两角和的正弦公式即可求得sin2x0的值.
解:(1)f(x)=1﹣+sin2x﹣cos2x,
=sin2x﹣cos2x+,
=2sin(2x﹣)+,…
T===π,
所以f(x)的最小正周期为π,
由sin(2x﹣)∈[﹣1,1],
2sin(2x﹣)+∈[﹣,],
∴f(x)的值域为[﹣,].…
(2)由f(x0)=2sin(2x0﹣)+=0,
得sin(2x0﹣)=﹣<0,…
又由0≤x0≤,得﹣≤2x0﹣≤,…
∴﹣≤2x0﹣<0,…
∴cos(2x0﹣)==,…
则 sin2x0=sin[(2x0﹣)+],
=sin(2x0﹣)cos+cos(2x0﹣)sin …
=﹣×+×,
=,
sin2x0=.…
21.若数列{an}是正项数列,且=n2+n,
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=,求数列{bn}的前n项和Sn.
【分析】(1)由=n2+n,可得当n≥2时,+…+=(n﹣1)2+n﹣1,两式相减可得=2n,即可求出通项公式,
(2)bn===n•2n,根据错位相减法即可求出数列{bn}的前n项和Sn.
解:(1)=n2+n,
当n≥2时,+…+=(n﹣1)2+n﹣1,
两式相减可得=2n,
即an=4n2,
当n=1时也满足上式,
∴an=4n2,n∈N*,
(2)bn===n•2n,
∴Sn=1×2+2×22+3×23+…+n•2n,①
2Sn=1×22+2×23+3×24+…+n•2n+1,②,
由①﹣②可得﹣Sn=2+22+23+24+…+2n﹣n•2n+1=﹣n•2n+1=﹣2+(1﹣n)2n+1,
∴Sn=2+(n﹣1)2n+1
22.如图,AE⊥平面ABCD,CF∥AE,AD∥BC,AD⊥AB,AB=AD=1,AE=BC=2.
(Ⅰ)求证:BF∥平面ADE;
(Ⅱ)求直线CE与平面BDE所成角的正弦值;
(Ⅲ)若二面角E﹣BD﹣F的余弦值为,求线段CF的长.
【分析】(Ⅰ)以A为坐标原点,分别以,,所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,求得A,B,C,D,E的坐标,设CF=h(h>0),得F(1,2,h).可得是平面ADE的法向量,再求出,由,且直线BF⊄平面ADE,得BF∥平面ADE;
(Ⅱ)求出,再求出平面BDE的法向量,利用数量积求夹角公式得直线CE与平面BDE所成角的余弦值,进一步得到直线CE与平面BDE所成角的正弦值;
(Ⅲ)求出平面BDF的法向量,由两平面法向量所成角的余弦值为列式求线段CF的长.
【解答】(Ⅰ)证明:以A为坐标原点,分别以,,所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
可得A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,2,0),D(0,1,0),E(0,0,2).
设CF=h(h>0),则F(1,2,h).
则是平面ADE的法向量,又,可得.
又∵直线BF⊄平面ADE,∴BF∥平面ADE;
(Ⅱ)解:依题意,,,.
设为平面BDE的法向量,
则,令z=1,得.
∴cos<>=.
∴直线CE与平面BDE所成角的正弦值为;
(Ⅲ)解:设为平面BDF的法向量,
则,取y=1,可得,
由题意,|cos<>|=,解得h=.
经检验,符合题意.
∴线段CF的长为.
23.椭圆C:=1(a>b>0)的离心率,a+b=3.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,A,B,D是椭圆C的顶点,P是椭圆C上除顶点外的任意点,直线DP交x轴于点N直线AD交BP于点M,设BP的斜率为k,MN的斜率为m,证明2m﹣k为定值.
【分析】(1)由题目给出的离心率及a+b=3,结合条件a2=b2+c2列式求出a,b,则椭圆方程可求;
(2)设出直线方程,和椭圆方程联立后解出P点坐标,两直线方程联立解出M点坐标,由D,P,N三点共线解出N点坐标,
由两点求斜率得到MN的斜率m,代入2m﹣k化简整理即可得到2m﹣k为定值.
【解答】(1)解:因为,所以,即a2=4b2,a=2b.
又a+b=3,得a=2,b=1.
所以椭圆C的方程为;
(2)证明:因为B(2,0),P不为椭圆顶点,则可设直线BP的方程为.
联立,得(4k2+1)x2﹣16k2x+16k2﹣4=0.
所以,.
则.
所以P().
又直线AD的方程为.
联立,解得M().
由三点D(0,1),P(),N(x,0)共线,
得,所以N().
所以MN的斜率为=.
则.
所以2m﹣k为定值.
请在下列24题和25题中选做一题
24.已知函数f(x)=3ex﹣﹣ax.
(1)若函数f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;
(2)若函数f(x)在R上是增函数,求实数a的最大值.
【分析】本题第(1)题先对函数f(x)求导,再根据在x=0处的切线斜率可得到参数a的值,然后代入x=0,求出f(0)的值,则b即可得出;第(2)题根据函数f(x)在R上是增函数,可得f′(x)≥0,即3ex﹣x﹣a≥0恒成立,再进行参变分离a≤3ex﹣x,构造函数g(x)=3ex﹣x,对g(x)进行求导分析,找出最小值,即实数a的最大值.
解:(1)由题意,函数.
故f′(x)=3ex﹣x﹣a,
则f′(0)=3﹣a,
由题意,知3﹣a=2,即a=1.
又∵f(x)=3ex﹣x2﹣x,则f(0)=3.
∴2×0+b=3,即b=3.
∴.
(2)由题意,可知f′(x)≥0,即3ex﹣x﹣a≥0恒成立,
∴a≤3ex﹣x恒成立.
设g(x)=3ex﹣x,则g′(x)=3ex﹣1.
令g′(x)=3ex﹣1=0,解得x=﹣ln3.
令g′(x)<0,解得x<﹣ln3.
令g′(x)>0,解得x>﹣ln3.
∴g(x)在(﹣∞,﹣ln3)上单调递减,在(﹣ln3,+∞)上单调递增,在x=﹣ln3处取得极小值.
∴g(x)min=g(﹣ln3)=1+ln3.
∴a≤1+ln3,
故a的最大值为1+ln3.
25.已知函数f(x)=ln(x+1)﹣.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求证:f(x)≥﹣﹣1.
【分析】(1)根据导数符号与函数单调性之间的关系即可求解;
(2)要证f(x)≥﹣﹣1,令函数,即证明F(x)≥0,再结合导数求出函数F(x)的单调性进而求得最小值即可证明.
解:(1)函数f(x)=ln(x+1)﹣,则定义域为,
,
∵x2+2x+1≥2x+1,∴(x+1)2≥2x+1,∴,∴,
∴f′(x)≤0(当且仅当x=0时取等号),
∴f(x)的单调递减区间为,无单调递增区间.
(2)令函数,
则=,
显然F′(0)=0,
令函数,则,
由(1)知,∴,
∴,
所以H′(x)>0,∴H(x)在上是增函数,且,
当 时,H(x)<0,即 F′(x)<0,所以F(x)单调递减,
当x∈(0,+∞)时,H(x)>0,即F′(x)>0,所以F(x)单调递增.
∴F(x) 的最小值为 F(0)=0,∴F(x)≥0,
∴.