问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx.
(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;
(Ⅱ)若存在x∈[
1
e
,e]
(e为自然对数的底数,且e=2.71828…)使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1,(2分)

x∈(0,

1
e
)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;

x∈(

1
e
,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.

所以函数f(x)在[1,3]上单调递增.

又f(1)=ln1=0,

所以函数f(x)在[1,3]上的最小值为0.(6分)

(Ⅱ)由题意知,2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+

3
x

若存在x∈[

1
e
,e]使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,

只需a小于或等于2lnx+x+

3
x
的最小值.

h(x)=2lnx+x+

3
x
(x>0),则h′(x)=
2
x
+1-
3
x2
=
(x+3)(x-1)
x2

x∈[

1
e
,1)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;

当x∈(1,e]时,h'(x)>0,h(x)单调递增.

h(

1
e
)=-2+
1
e
+3e,h(e)=2+e+
3
e
h(
1
e
)-h(e)=2e-
2
e
-4>0

可得h(

1
e
)>h(e).

所以,当x∈[

1
e
,e]时,h(x)的最小值为h(1)=4

故a≤4(13分)

填空题

(16分)粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物为:SiO2、Al2O3,还含有FeO、Fe2O3等。现将提取粉煤灰中Al、Si等元素,某科研小组的同学设计了如下工艺流程:

请回答下列问题:

(1)操作i所需要的玻璃仪器有:                 (填序号)。

a.铁架台    b.烧杯    c.冷凝管    d.玻璃棒    e.集气瓶    f.分液漏斗   g.漏斗

(2)写出粉煤灰与过量NaOH溶液反应的离子方程式                                         

(3)写出向固体A中加入过量稀H2SO4和过量H2O2时发生的离子反应方程式                    

(4)写出生成固体H的离子方程式                                                         

(5)该科研小组的同学准备用0.1 mol·L-1KSCN溶液和0.5000mol·L-1KI溶液滴定溶液B,以测定粉煤灰中Fe元素的含量:

①为减小实验误差,由固体A制备溶液B过程中煮沸的目的是                              

(请用化学方程式表示)。

②判断滴定终点的现象为                                                              

③将溶液B配制成250mL溶液后,取出25.00mL装入锥形瓶中,再滴入1~2滴KSCN溶液进行滴定,滴定过程中使用KI溶液的量如下表所示:

滴定次数

1

2

3

4

KI溶液体积/mL

30.00

32.20

30.02

29.98

则该粉煤灰中Fe元素的质量分数为                   (保留三位有效数字)。

④若滴定操作太慢,则滴定结果          (填“偏小”、“偏大”或“无影响”);原因是                                                                  

                                                    (请用离子方程式及简单的文字描述)。

选择题