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2024届衡水金卷先享题 调研卷(新高考无角标)一数学试卷答案

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3.如图甲、乙所示,两个电荷量均为q的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的圆环和半圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为

分析由题意构造F（x）=f（x）-$\frac{1}{10}$x，可得F（x）在R上递减，原不等式即为F（x²）＞F（2），运用单调性和二次不等式的解法，即可得到所求解集．

解答解：对于任意的x∈R，都有$f'（x）＜\frac{1}{10}$，
可设F（x）=f（x）-$\frac{1}{10}$x，
由F′（x）=f′（x）-$\frac{1}{10}$＜0，
可得F（x）在R上递减，
不等式$f（{x^2}）＞\frac{{{x^2}+8}}{10}$即为
f（x²）-$\frac{{x}^{2}}{10}$＞$\frac{4}{5}$，
由f（2）=1，可得f（2）-$\frac{2}{10}$=$\frac{4}{5}$，
即有F（x²）＞F（2），
由F（x）在R上递减，
可得x²＜2，解得-$\sqrt{2}$＜x＜$\sqrt{2}$．
故答案为：（-$\sqrt{2}$，$\sqrt{2}$）．

点评本题考查导数的运用：求单调性，考查函数的单调性的运用：解不等式，同时考查构造函数，判断单调性，属于中档题．