河南郑州市郑州中学2025-2026学年高二下学期5月期中考试数学试题(扫描版,含答案)

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河南郑州市郑州中学2025-2026学年高二下学期5月期中考试数学试题(扫描版,含答案)

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2025-2026学年下期期中考试高二数学学科试题卷
注意事项:
本试卷分为选择题和非选择题两部分。考试时间120分钟,满分150分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息,然后在答题卡上作答,在试题卷上作答无效,交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷 选择题(选择题,共58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,只有一个是符合题目要求的.
1.已知,则( )
A. B.2 C. D.
2.若的展开式中各二项式系数和为64,则( )
A.4 B.6 C.8 D.10
3.设为实数,若随机变量的分布列为,
则( )
A. B. C. D.
4.2026年5月8日,郑州中学红梅街校区第二届科技节盛大举行,活动内容丰富多样,包括机器人对抗赛、科技盲盒实验室、编程闯关挑战、无人机飞行表演、VR虚拟体验等多个项目,受到了全校师生的热烈欢迎和一致好评。现从报名的同学中选出5位在科技方面各有特长的同学(分别擅长机器人、编程、3D建模、无人机操作、VR内容制作),要将他们分配到3个不同的活动展台(分别是:“智能硬件体验区”“创意编程工坊”“未来科技演讲台”),每个展台至少安排一名同学负责讲解与展示。那么,符合要求的分配方案共有多少种? ( )
A.90 B.100 C.150 D.180
5.函数的部分图象如图所示,是的导函数,给出下列四个结论:
①;
②;
③;

其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.已知为等比数列的前n项和,,,则( )
A.152 B.162 C.165 D.172
7.已知函数有两个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.记为数列的前项和,.则( )
( )
A.2024 B.2025 C.1012 D.1013
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对的得6分,部分选对得得部分分,有选错的得0分.
9.已知是等差数列的前项和,且,则下列选项正确的是( )
A.数列为递增数列 B.的最大值为
C. D.
10.甲罐中有5个红球,2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球,3个白球和3个黑球(球除颜色外,大小质地均相同)、先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以,和表示由甲罐中取出的球是红球,白球和黑球的事件;再从乙罐中随机取出一球,以B表示由乙罐中取出的球是红球的事件.下列结论正确的是( )
A.事件与相互独立 B.
C. D.
11.已知定义在上的函数的导函数为,若,且,则下列说法正确的是( )
A. B.在处取得最小值
C.时,恒成立 D.
第Ⅱ卷 非选择题(共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.在的展开式中,第项的系数是_____.
13.如图所示,正方形的边长为,取正方形各边的中点,作第2个正方形,然后再取正方形各边的中点,作第3个正方形,依此方法一直继续下去.如果这个作图过程可以一直继续下去,那么所有这些正方形的面积之和将趋近于______.
14.马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,为状态空间中经过从一个状态到另一个状态的转换的随机过程.该过程要求具备“无记忆”的性质:下一状态的概率分布只能由当前状态决定,在时间序列中它前面的事件均与之无关.甲乙两个口袋中各装有1个黑球和2个白球,现从甲、乙两口袋中各任取一个球交换放入另一口袋,重复进行次这样的操作,记甲口袋中黑球个数为,恰有1个黑球的概率为,则______;______.(第一空2分,第二空3分)
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)
已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性.
16.(15分)
DeepSeek是我国自主研发的人工智能模型.某公司为提升其应用能力,组织A,B两个部门全体员工共60人参加培训.
(1) 此次培训的员工中有5名部门领导,其中有3人来自A部门.从这5名部门领导中随机选取2人,记表示选取的2人中来自A部门的人数,求随机变量的分布列和数学期望;
(2)若每位员工经过培训后合格的概率为,经预测,培训合格的员工每人每年平均为公司创造利润20万元,培训未合格的员工每人每年平均为公司创造利润10万元,且公司每年为参加培训的每位员工支付2万元的其他成本和费用.试估计该公司A,B两部门经培训后创造的年利润(公司年利润=员工创造的利润-其他成本和费用).
17.(15分)
已知正项数列的前n项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
18.(17分)
泊松分布(Poisson Distribution)是一种重要的离散型分布,用于描述稀有事件的发生情况.如果随机变量的所有可能取值为0,1,2,…,且,,其中,则称服从泊松分布,记作.
(1)当时,泊松分布近似于正态分布,且满足,若,求的近似值;
(2)已知当,时,可以用泊松分布近似二项分布,即对于,,当不太大时,有.已知某快递公司共有20000个包裹待配送,每个包裹有0.00015的概率出现配送延迟.试估计某天出现至少3起配送延迟的概率;(保留两位有效数字)
(3)若,且,求的取值范围.
参考数据:若,,,则有,,.
19.(17分)
已知函数的导函数为,我们称函数的导函数为函数的二阶导函数,若一个连续函数在区间上的二阶导函数,则称为上的凹函数,若二阶导函数,则称为上的凸函数.
(1)若函数是上的凸函数,求实数的取值范围.
(2)已知函数.
①若是上的凹函数,求实数的取值范围;
②若在内有两个不同的零点,证明:.2025-2026 学年下期期中考试高二数学学科试题卷
《试卷学生》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B A C C B D D BCD BC
题号 11
答案 ACD
1.A
【详解】由 f x lnx 1 1求导得: f x ,则 f 2 .
x 2
2.B
【详解】由题意得 2n 64,解得 n 6.
3.A
【详解】根据题意, P X i i ,且所有概率之和等于 1,
2k
4
P X i 1 2 3 4 5 ,
i 1 2k 2k 2k 2k k
5
1,解得: k 5,
k
P X 2 2 2 1 .
2k 2 5 5
故选:A
4.C
【详解】把这 5个同学分配到 3个不同的活动展台,每个摊位至少安排一名同学,分组方式
有两种:
①按1,1,3分组:先从5个中选3个为一组,剩下的 2个各成一组,
2
可得不同的分组数为C3 C2
A 5 4
5 5
5
2 10 ;A2 2 1
②按 2,2,1分组:先从 5个中选 2个为一组,再将剩下的3个中选 2个为一组,最后1个为一
C2 C25 3 10 3组,可得不同的分组数为 2 15,A2 2 1
最后分配到 3个不同的活动展台,共有 10 15 6 150种不同的装法.
答案第 1页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
5.C
【详解】由图可知,函数在R 上单调递增, f x 0恒成立,
f 1 0,故②正确; f m f m 0,故④错误;
且函数在 0, 上增长越来越缓慢,即可知 f x 在 0, 单调递减,
f 4 f 1 ,故①正确;
2
如图,函数在点 A 4, f 4 处切线的斜率小于割线OA的斜率,
f 4
f 4 ,即 f 4 4 f 4 0,故③正确;
4
综上,正确的有①②③.
6.B
S 2 3 a1 1 q q 26
【详解】设等比数列 an 的公比为 q,则 ,
S6 S3 a q
3
1 1 q q 2 702
解得 a1 2,q 3,所以 a5 a q
4
1 162 .
7.D
x
2x x 2e x
法一:由 f x ae a 2 e x 0得到: a
e2x

ex
2ex x
令 g x ,由题意可以看做是 y a与 g x 2x x 有两个交点;e e
ex 2ex 1 ex x 1
则 g x 2 ,其中 x 2x x e 0
,2ex 1 0,
e e
ex x 1是单调递减的,并且 x 0时, ex x 1=0;
ex 2ex 1 ex x 1
因此函数 g x 存在唯一零点, x 0;
e2x 2 ex
当 x 0时, g ' x 0; x 0 '时, g x 0; g 0 1;
得如下函数图像:
答案第 2页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
显然当0 a 1时, y a与 g x 有两个交点;
故答案为:D.
法二:由题意得 f x aex 1 2ex 1
①当 a 0时, f x 单调递减,至多有一个零点,不符合题意;
②当 a 0时, f x x ln 1先减后增,在 处取到最小值.要使 f x 有两个零点,需
a
f ln
1
lna 1
1
0.解得0 a 1.
a a
1
当0 a 1时,令 x1 a 2 0 ln ,则 e x1 1,a
故 f x ae2x11 a 2 ex1 x1 a 2 ex1 x1 a 2 x1 0,
又 f x 在 , ln
1 1
上单调递减,所以 f x 在区间 x1, ln 上存在唯一的零点.
a a
接下来证明 ex x,记 n(x) ex x , n (x) ex 1
当 x 0,n (x) 0,n(x)单调递增,所以 n(x) n(0) 1 0,故 ex x,
令 x ln
3
ln 1 0 x,则 e 2 x f x ae2x.故 2 a 2 ex2 x ae2x22 2 2 2 a 2 ex2 ex2a a
ex2 aex2 a 3 aex 12 0 .而 f x 在 ln , 上单调递增,
a
所以 f x 1 在区间 ln , x 上存在唯一的零点.
a 2
综上, a的取值范围是 0,1 .
8.D
【答案】D
【详解】 a1 1,
答案第 3页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
a 2π2 2a1 2 sin 2a2 1
0,
a3 2a 3

2 sin 2a2 2
3,
a 4π4 2a3 4 sin 2a3 0,2
a5 2a4 5 sin

2a4 5,2

a2025 2a2024 2025 sin
2025π
2a2024 2025,2
2026
2026 = 2 2025 + 2026 × sin = 2 2025 + 02
将以上 2026个等式左右分别相加,
得 2026 = 2 2025 + 1 + 0 3 + 0 + 5 + 0 7 + 0 + 9 + … + 2025 + 0,
则 2026 2025 = 1 3 + 5 7 + 9 … 2023 + 2025 = 1013.
9.BCD
【详解】在等差数列 an 中, a7 a8 a5 a10 0,而 a7 0,则 a8 a7 0,
对于 A,等差数列 an 的公差 d a8 a7 2a7 0,数列 an 为递减数列,A错误;
对于 B,由选项 A,知数列 an 前 7项均为正,从第 8项起为负,因此 Sn的最大值为 S7,B
正确;
14(a a )
对于 C, S 1 1414 7(a5 a10 ) 0,C正确;2
对于 D, | a6 a7 | | a8 a9 | a6 a7 a8 a9 2(a7 a8) 0,则 a6 a7 a8 a9 ,D正确.
10.BC
【详解】对于 A:因为 P A 5 1 2 11 , P A2 ,而5 2 3 2 5 2 3 5
P(A1A2 ) 0 P(A1) P(A2 ),
所以事件 A1与 A2不相互独立,故 A错误;
P A 1 P A B 1 4 4
P A B
对于 B:因为 2 , 2 ,所以 P B A2
4
2
P A 11,故 B正确;5 5 11 55 2
答案第 4页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
1 5

C P A 3 3 P B A P A 1B 5对于 :因为 , 2 113 5 2 3 10 1 P A1 1

11
2
3 4

P B A3
P A
3
B 4
10 11 ,
P A 33 11
10
所以 P(B) P B A1 P A1 P B A2 P A2 P B A3 P A3
5 1 4 1 4 3 9
,故 C正确;
11 2 11 5 11 10 22
5 1
P B A P A
对于 D: P A1 B
1 1 11 2 5
P B 9
,故 D错误.
9
22
11.ACD
【详解】因为 x2 f
1 2ln x
(x) 2ln x xf (x) 1,所以 xf (x) f (x) ,
x
g(x) f (x)

, x 0 g (x) xf (x) f (x) 1 2ln x令 ,则 2 3 ,x x x
令 g (x) 0,得1 2ln x 0,解得 x e,
所以当 x (0, e)时, g (x) 0,g(x)单调递增;
当 x ( e, )时, g (x) 0,g(x)单调递减.
f (4) f (3)
对于 A,因为 4 3 e,所以 g(4) g(3),即 ,所以 4 f (3) 3 f (4),故 A正确;
4 3
B
1 2 ln x
对于 ,由 A可知 g (x) ,
x3
g(x) ln x所以 2 C ,C为常数,所以 f (x) xg(x)
ln x
Cx ,
x x
又因为 f (1) 0,所以C 0,
所以 f (x)
ln x 1 ln x
(x 0),所以 f (x) ,
x x2
令 f (x) 0,得 x e,所以当 x (0,e)时, f (x) 0, f (x)单调递增;
当 x (e,+ )时, f (x) 0, f (x) 单调递减,
所以 f (x)在 x e处取得最大值,故 B错误;
f (x) ln x对于 C,因为 (x 0),
x
答案第 5页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
所以当 x (1, )时, f (x) 0恒成立,故 C正确;
ln x
对于 D,由 B可知 f (x) (x 0),且 f (x)在 x e处取得最大值,
x
f (2) ln 2 ln 2 1又因为 ln 68 ln 6e 2 ,
2 3
f (e2 ) ln e
2 2 2 2 2 1
2 2 ,e e 2.72 7.29 7 3
所以 f (e) f (2) f e2 ,故 D正确.
12. 40
r
5 r 2 5 5r
【详解】T Cr x r 2 Cr x 2 , r 0,1, 2,3, 4,5r 1 5 x2 5 ,
5 5 2 5
则 T3 2
2 C25 x 2 40x 2 ,故展开式中第3项的系数是 40 .
13.【答案】50
记第 1个正方形的面积为 S1,第 2个正方形的面积为 S2, ,第 n个正方形的面积为 Sn,
设第 n个正方形的边长为 an ,则第 n个正方形的对角线长为 2an,
2
所以第 n+1个正方形的边长为 an 1 a2 n

a
n 1
2

an 2
即数列{ a } 2n 是首项为 a1 5,公比为 的等比数列,2
an 5 (
2 ) n 1,
2
数列{ Sn }是首项为 S1 25
1
,公比为 2 的等比数列,
25(1 1 n )
S S S S 2 50 (1 1 1 2 3 n 1 ),1 2
n
2
所以如果这个作图过程可以一直继续下去,那么所有这些正方形的面积之和将趋近于 50,
故答案为:50
答案第 6页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
5 2 1 3
14 n.【答案】 ( )
9 5 9 5
p C
1C1 C1C1 5
由题意, 2 2 1 11 1 1 ;C3C3 9
1 1 1 1 1 1 1 1
当 n 2 n N C C时, p = 2 2 C1C1 p C 2C3P X 0 C 3C2n C1C1 n 1 C1C1 n 1 1 P XC C1 n 1 2 3 3 3 3 3 3
5 p 2 P X 0 P X 2 5 p 2 1 2 n 1 n 1 9 3 n 1 9 n 1 1 p3 n 1 p9 n 1 ,3
p 3 1整理得 n

p
3 3 5 3 2
n 1 , p1 ,5 9 5 5 9 5 45
3 2 1 2 1 3
故可知 pn 是以 - 为首项,以
n
为公比的等比数列,所以 pn ( ) . 5 45 9 5 9 5
5 2 1 3
故答案为: ; ( )n
9 5 9 5
15.(13分)
(1) y 8x 3
(2)当a 0时, f x 在区间 0, 单调递增;
当 a 0时, f x 在区间 0,a 上单调递减,在区间 a, 上单调递增.
2
【详解】(1)当 a 1 2时, f x x 2 ln x 4x,求导得 f x 2x 4,
x
f 1 8, f 1 5,
y f x 在点 1,5 处的切线方程为 y 5 8 x 1 ,化简得 y 8x 3. .......5分
(2)由 f x x2 2a ln x 2 a 1 x,得
2 x2 a 1 x a
2 x a x 1f x 2x 2a 2 a 1 , .......6分
x x x
f x 的定义域为 0, ,
当 a 0时: f x 0, f x 在区间 0, 单调递增;.......8分
当 a 0时:① x 0,a 时, f x 0;
② x a, 时, f x 0,.......12分
答案第 7页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
∴ ( )在区间 0,a 上单调递减,在区间 a, 上单调递增,.......13分
综上,当 a 0时, f x 在区间 0, 单调递增;.......14分
当 a 0时, f x 在区间 0,a 上单调递减,在区间 a, 上单调递增........15分
16.(15分)
6
(1)分布列见解析,期望为
5
(2)880万元
【详解】(1)由题意可知, 0,1, 2,
2
P 0 C2 1 ,
C25 10
.......1分
1 1
P 1 C3C 3 2 ,
C2 5 .......2分5
2
P 0 C 3 3 ,
C2 10 .......3分5
所以随机变量 的分布列如下,
0 1 2
1 3 3
P
10 5 10
.......5分
E 0 1 1 3 3 6 2 ;
10 5 10 5 .......7分
2 2
(2)设 X 为经过培训合格的人数, X B 60, , E X 60 40,3 .......9分 3
不合格人数为60 X,员工为公司创造的利润为Y 20X 10 60 X 10X 600 万
元,.......11分
则 E Y E 10X 600 10E X 600 10 40 600 1000万元,.......14分
公司的年利润为1000 2 60 880万元.
所以估计该公司 A,B两部门经培训后创造的年利润为880万元........15分
17.(15分)
(1)an 2n 1
答案第 8页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
T n(2) n 3 2n 3
1 a2 2a 4S 3 a2【详解】( )由 n n n ,可得 n 1 2an 1 4Sn 1 3, n 2, .......1分
两式相减得 an an 1 an an 1 2 0, n 2 . .......3分
因为 an 是正项数列,所以 an an 1 0,.......4分
所以 an an 1 2 0,即 an an 1 2, n 2 ........5分
2
由 a1 2a1 4S1 3 4a1 3,解得 a1 3或a1 1(舍去),.......7分
所以 an 是以 3为首项,2为公差的等差数列,则 an 3 2 n 1 2n 1........8分
a1 3满足上式,因此 an 2n 1........9分
b 1 1 1 1 1 (2)由(1)得 n anan 1 2n 1 2n 3 2
,.......12分
2n 1 2n 3
T b b b 1 1 1 1 1 1 1所以 n 1 2 n

2 3 5 5 7 2 n 1 2 n 3
.......13分

= 1 × 1 1
2 3 2 +3 .......14分
=
3(2 +3). .......15分
18.(17分)
(1)0.9545
(2)0.58

(3) 0,
1
2
【详解】
(1)当 400时,泊松分布 X Poi 400 近似于正态分布 X N 400,400 ,
即 400, 400 20,.......1分
要计算 P 360 X 440 ,
根据正态分布的性质,因 P 2 X 2 0.9545,.......3分
故 P 360 X 440 0.9545 ........4分
(2)设 X1为配送延迟包裹数,则 X1 0,1,2, , X1 B 20000,0.00015 ,.......5分
答案第 9页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
因为 n1 20000 20,0 p1 0.00015 0.05 ,
n1p1 20000 0.00015 3 , .......6分
k k
所以 P X k n 1p1 e n p 31 1 e 3,1 .......7分k ! k !
那么,某天至少 3起配送延迟的概率约为
P X1 3 1 P X1 0 P X1 1 P X1 2
9e 3
1 e 3 3e 3 .......9分
2
≈ 0.58........10分
10 10
(3)由 P X 1 ,可得 P X 0 P X 1 ,.......11分
11 11

根据泊松分布的概率公式: P X 0 e , P X 1 e ,
1 e 10可得 . .......13分
11
设 h 1 e 0 ,
由 h e 0,可知 h 在 0, 上为减函数........14分
1 1
因为 1 e 10 150 1.5 2 ,
11 165 1.65 1e 2
1 1
所以1 2 ,.......16分
e 1
e 2
h h 1 1所以 ,即0 ,
2 2
1
故 的取值范围为 0, .
2
.......17分

19.(1) 0,8
π
(2) ① 0, 2e4 ;②证明见解析

1 1
【详解】(1 f x x3)因为 ax2 ax axlnx,定义域为 0, ,
3 2
所以 f x x2 ax alnx, f x 2x a a .
x .......1分
答案第 10页,共 12页
{#{QQABKQ6twgKYgBaACb4qEUGACkuYkpEjLIgkRRCYOAYqiRFABIA=}#}
因为 f x 是 0, 上的凸函数,
所以 f x a 2x a 0在 0, 上恒成立,
x
即当 x 0, 时, 2x2 ax a 0恒成立........2分
a
函数 y 2x 2 ax a图象的对称轴为直线 x ,
4
x a当 0,即 a 0时,只需 x 0时, y a 0即可,所以 a 0,
4 .......3分
x a a
2
当 0,即 a 0 a时,只需 x 时, y a 0即可,所以0 a 8,
4 4 .......4分8
综上可得 a 0,8 . .......5分
x
(2 e)①因为 f x sinx, x 0, π ,
a
f x e
x x
所以 cosx, f x e sinx . .......5分
a a
x
因为 f x 是 0, π e上的凹函数,所以 sinx 0在 0, π 上恒成立,
a
1 sinx
即 在 0, πx 上恒成立. .......6分a e
g x sinx

令 x 0, π 2sin x ,则 cosx sinx 4 ex g x . .......7分
ex ex
当 x
π
0,
3π 3π
时, x π,则 g x 0, g x 单调递增;4 .......8分 4 4
x π , π π x 3π 7π当 时, ,则 g x 0, g x 单调递减.4 .......9分 4 4
g x g π 2 1 2所以 max 4 π ,所以 , a π .......10分2e 4 2e4
π
解得0 a 2e 4,
π
所以实数 a的取值范围是 0, 2e4 . .......11分

②证明:由①知,因为 f x 在 0, π 内有两个不同的零点x , x1 2,
1 1
所以方程 g x 在 0, π 内有两个根x , x2,即 g x1 1 g xa 2 .a
g x 0, π π π因为 在 4 上单调递增,在 , π 上单调递减,所以0 x x π . 4 1 4 2
欲证 x1 x2 π,即证 x2 π x1.
答案第 11页,共 12页
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π
x , 2 4 π
因为 π 且
g x 在 , π 上单调递减,
π 4 x1 ,

4
所以只需证明 g x2 g π x1 ,即证 g x1 g π x1 .
欲证 g x1 g π x1 sinx1
sin π x1 1 1,即证 ,即 ,
ex1 eπ x1 ex1 eπ x1
π
只需证 eπ x1 ex1,即证 x1 ,而该式显然成立. .......14分2
欲证 x
π π
1 x2 ,即证 x x .2 2 2 1
π
因为 x
π , π π
2 1 4 2
,所以只需证 g x2 g x2 1 ,
sin π x

1 π
即证 g x sinx π 1 g x 2 ,即需证
2 x1 2 .
1 ex1 1 2 π
tanx1 e
x
e 2 1
1
令 h x
tanx
π 2tanxx 0, cos2x 1 sin2x
2x π , ,则 ,
e 2 4

h x π 02x 2x π
e 2 e 2cos 2x
h x π π 所以 在 0, 上单调递增,所以 h x h4 1,则原不等式得证. 4
π
故 x1 x2 π . .......17分2
答案第 12页,共 12页
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