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文檔簡介
2023-2024學(xué)年山東省威海市乳山市銀灘高級中學(xué)高二(下)月考數(shù)學(xué)試卷(3月份)一、單選1-8,每題5分,共40分。1.一個做直線運動的質(zhì)點的位移s(m)與時間t(s)的關(guān)系式為s=100t﹣5t2,則該質(zhì)點的瞬時速度為0m/s時,t=()A.50s B.20s C.10s D.5s2.已知函數(shù)f(x)在點x=2處的切線方程為2x+y﹣1=0,則f′(2)+f(2)=()A.﹣5 B.﹣3 C.3 D.53.若函數(shù)y=f(x)在x=x0處可導(dǎo),則等于()A.f′(x0) B.2f′(x0) C.﹣2f′(x0) D.04.已知函數(shù)f(x)=x(x﹣c)2在x=2處有極大值,則c的值為()A.3 B.6 C.3或6 D.2或65.函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為()A.(﹣∞,1) B.(0,1) C.(1,e) D.(1,+∞)6.若曲線y=e2ax在點(0,1)處的切線與直線x+2y+1=0垂直,則a=()A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.27.已知函數(shù)f(x)及其導(dǎo)函數(shù)f′(x)的定義域均為(0,+∞),若xf′(x)<2f(x),則()A.4e2f(2)<16f(e)<e2f(4) B.e2f(4)<4e2f(2)<16f(e) C.e2f(4)<16f(e)<4e2f(2) D.16f(e)<e2f(4)<4e2f(2)8.若點P是曲線y=lnx﹣x2上任意一點,則點P到直線l:x+y﹣6=0的距離的最小值為()A. B. C. D.二、多選題9-11,每題6分,共18分。(多選)9.下列求導(dǎo)運算正確的是()A. B. C.(cosx)'=﹣sinx D.(多選)10.關(guān)于函數(shù),下列說法正確的有()A.函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點對稱 B.函數(shù)f(x)在(﹣∞,2)上單調(diào)遞增,在(2,+∞)上單調(diào)遞減 C.若方程f(x)=t恰有一個實數(shù)根,則 D.若?x∈R,都有f(x)>m,則m≤﹣2(多選)11.在數(shù)學(xué)中,布勞威爾不動點定理是拓撲學(xué)里一個非常重要的不動點定理,此定理得名于荷蘭數(shù)學(xué)家魯伊茲?布勞威爾,簡單的講就是對于滿足一定條件的連續(xù)函數(shù)f(x),存在一個實數(shù)x0使得f(x0)=x0,那么我們稱該函數(shù)為“不動點”函數(shù),x0為函數(shù)的不動點.現(xiàn)新定義:若x0滿足f(x0)=﹣x0,則稱x0為f(x)的次不動點.設(shè)函數(shù)f(x)=ex+1+e﹣x﹣1+x2+x+a,若f(x)在區(qū)間(﹣2,1)上存在次不動點,則a的取值可以是()A.﹣1 B.e2+e﹣2+4 C.﹣e2﹣e﹣2﹣3 D.﹣e2﹣e﹣2﹣1三、填空12-14,每題5分,共15分。12.若函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且滿足f(x)=2f′(1)lnx+x,則f(e)=.13.燒水時,水溫隨著時間的推移而變化.假設(shè)水的初始溫度為20℃,加熱后的溫度函數(shù)T(t)=100﹣ke﹣0.1t(k是常數(shù),t表示加熱的時間,單位:min),加熱到第10min時,水溫的瞬時變化率是℃/min.14.若函數(shù)f(x)=aex+cosx在區(qū)間上單調(diào)遞減,則實數(shù)a的取值范圍為.四、解答題15-19,共77分。15.已知函數(shù)f(x)=x2+x﹣3lnx.(1)求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;(2)求f(x)的極值.16.已知函數(shù)f(x)=ex(x2﹣ax﹣a).(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線平行于x軸,求實數(shù)a的值;(Ⅱ)求f(x)的單調(diào)區(qū)間.17.已知函數(shù)f(x)=2x3﹣ax2+12x+b在x=2處取得極小值5.(1)求實數(shù)a,b的值;(2)當x∈[0,3]時,求函數(shù)f(x)的最小值.18.(17分)已知函數(shù)f(x)=x3﹣3lnx.(1)求f(x)的最小值;(2)設(shè),證明:f(x)≤g(x).19.(17分)設(shè)a>0,函數(shù)f(x)=aex+x2+ax+a+1,g(x)=lnx+ax+a.(Ⅰ)若f′(0)=2,求a的值;(Ⅱ)求證:f(x)恰有1個極小值點,g(x)恰有1個零點;(Ⅲ)若x1是f(x)的極值點,x2是g(x)的零點,求證:x1=﹣ax2﹣a.
參考答案一、單選1-8,每題5分,共40分。1.一個做直線運動的質(zhì)點的位移s(m)與時間t(s)的關(guān)系式為s=100t﹣5t2,則該質(zhì)點的瞬時速度為0m/s時,t=()A.50s B.20s C.10s D.5s【分析】根據(jù)題意,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令s′=0,求出t的值,即可得答案.解:根據(jù)題意,s=100t﹣5t2,則s′=100﹣10t,若該質(zhì)點的瞬時速度為0m/s,即s′=100﹣10t=0,解可得t=10.故選:C.【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的計算,注意導(dǎo)數(shù)的幾何意義,屬于基礎(chǔ)題.2.已知函數(shù)f(x)在點x=2處的切線方程為2x+y﹣1=0,則f′(2)+f(2)=()A.﹣5 B.﹣3 C.3 D.5【分析】由已知結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解即可.解:∵函數(shù)f(x)在點x=2處的切線方程為2x+y﹣1=0,∴f′(2)=﹣2,且2×2+f(2)﹣1=0,得f(2)=﹣3,∴f′(2)+f(2)=﹣5.故選:A.【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義及應(yīng)用,是基礎(chǔ)題.3.若函數(shù)y=f(x)在x=x0處可導(dǎo),則等于()A.f′(x0) B.2f′(x0) C.﹣2f′(x0) D.0【分析】利用導(dǎo)數(shù)的定義求解即可.解:∵函數(shù)y=f(x)在x=x0處可導(dǎo),∴.故選:C.【點評】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,屬于基礎(chǔ)題.4.已知函數(shù)f(x)=x(x﹣c)2在x=2處有極大值,則c的值為()A.3 B.6 C.3或6 D.2或6【分析】對函數(shù)f(x)=x(x﹣c)2求導(dǎo),利用函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)與極值的關(guān)系,令導(dǎo)函數(shù)等于0即可解出c的值.解:f′(x)=(x﹣c)2+2x(x﹣c),f′(2)=(2﹣c)2+2×2(2﹣c)=0,解得c=6或2.驗證知當c=2時,函數(shù)在x=2處有極小值,舍去故c=6故選:B.【點評】本題主要考查了函數(shù)在某點取得極值的條件,對函數(shù)求導(dǎo),令導(dǎo)函數(shù)等于0即可解出c的值,由于本題明確指出在該點出取到極大值,故需對求出的c的值進行驗證,如本題,c=2必需舍去,做題時要注意考慮周詳.5.函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為()A.(﹣∞,1) B.(0,1) C.(1,e) D.(1,+∞)【分析】對函數(shù)求導(dǎo),令導(dǎo)函數(shù)小于零,解得x的范圍即可得到減區(qū)間.解:函數(shù)的定義域為(0,+∞),令,解得x>1,則函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為(1,+∞).故選:D.【點評】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查運算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.6.若曲線y=e2ax在點(0,1)處的切線與直線x+2y+1=0垂直,則a=()A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2【分析】由切線與直線垂直可得切線斜率為2,再對曲線求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義結(jié)合條件即得.解:直線x+2y+1=0的斜率為,由題設(shè)知:y=e2ax在(0,1)處的切線的斜率為2,而y′=2a?e2ax,∴y′|x=0=2a=2,可得a=1.故選:C.【點評】本題考查利用導(dǎo)數(shù)求切線的方法,屬于基礎(chǔ)題.7.已知函數(shù)f(x)及其導(dǎo)函數(shù)f′(x)的定義域均為(0,+∞),若xf′(x)<2f(x),則()A.4e2f(2)<16f(e)<e2f(4) B.e2f(4)<4e2f(2)<16f(e) C.e2f(4)<16f(e)<4e2f(2) D.16f(e)<e2f(4)<4e2f(2)【分析】設(shè),利用導(dǎo)數(shù)得到函數(shù)單調(diào)性,從而求解.解:∵xf′(x)<2f(x),∴,設(shè),則g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,∴g(2)>g(e)>g(4),∴,即4e2f(2)>16f(e)>e2f(4),故C正確.故選:C.【點評】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查邏輯推理能力,屬于基礎(chǔ)題.8.若點P是曲線y=lnx﹣x2上任意一點,則點P到直線l:x+y﹣6=0的距離的最小值為()A. B. C. D.【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及點到直線的距離公式,即可求解.解:直線l:x+y﹣6=0,則直線l的斜率為﹣1,y=lnx﹣x2,則y'=,令,解得x=1(負值舍去),當x=1時,y=﹣1,故平行于直線l:x+y﹣6=0且與直線y=lnx﹣x2相切的切點坐標為(1,﹣1),所以點P到直線l:x+y﹣6=0的距離的最小值為:=.故選:B.【點評】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點切線的方程,屬于中檔題.二、多選題9-11,每題6分,共18分。(多選)9.下列求導(dǎo)運算正確的是()A. B. C.(cosx)'=﹣sinx D.【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的求導(dǎo)法則,即可求解.解:,,故AB錯誤;(cosx)'=﹣sinx,故C正確;=,故D正確.故選:CD.【點評】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算,屬于基礎(chǔ)題.(多選)10.關(guān)于函數(shù),下列說法正確的有()A.函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點對稱 B.函數(shù)f(x)在(﹣∞,2)上單調(diào)遞增,在(2,+∞)上單調(diào)遞減 C.若方程f(x)=t恰有一個實數(shù)根,則 D.若?x∈R,都有f(x)>m,則m≤﹣2【分析】根據(jù)題意,依次分析選項:對于A,求出f(﹣1﹣x)的表達式,分析f(x)與f(﹣1﹣x)的關(guān)系,可得A錯誤,對于B,由導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系可得B正確,對于C,舉出反例可得C錯誤,對于D,分析f(x)的值域,可得D正確,綜合可得答案.解:根據(jù)題意,依次分析選項:對于A,函數(shù),f(﹣1﹣x)=,f(x)≠﹣f(﹣1﹣x),則f(x)的圖象不關(guān)于點(﹣,0)對稱,A錯誤;對于B,f′(x)===,在區(qū)間(﹣∞,2)上,f′(x)>0,f(x)為增函數(shù),在區(qū)間(2,+∞)上,f′(x)<0,f(x)為減函數(shù),B正確;對于C,=0,解可得x=﹣,當t=0時,方程f(x)=t恰有一個實數(shù)根,C錯誤;對于D,當x>﹣時,f(x)>0,當x<﹣時,f(x)<0,此時f(x)=﹣,又由x2+1﹣(x2++)=>0,則f(x)=﹣>﹣2,則有f(x)>﹣2,故若?x∈R,都有f(x)>m,則m≤﹣2,D正確.故選:BD.【點評】本題考查函數(shù)的單調(diào)性,涉及函數(shù)與方程的關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.(多選)11.在數(shù)學(xué)中,布勞威爾不動點定理是拓撲學(xué)里一個非常重要的不動點定理,此定理得名于荷蘭數(shù)學(xué)家魯伊茲?布勞威爾,簡單的講就是對于滿足一定條件的連續(xù)函數(shù)f(x),存在一個實數(shù)x0使得f(x0)=x0,那么我們稱該函數(shù)為“不動點”函數(shù),x0為函數(shù)的不動點.現(xiàn)新定義:若x0滿足f(x0)=﹣x0,則稱x0為f(x)的次不動點.設(shè)函數(shù)f(x)=ex+1+e﹣x﹣1+x2+x+a,若f(x)在區(qū)間(﹣2,1)上存在次不動點,則a的取值可以是()A.﹣1 B.e2+e﹣2+4 C.﹣e2﹣e﹣2﹣3 D.﹣e2﹣e﹣2﹣1【分析】由題意可得,ex+1+e﹣x﹣1+x2+x+a=﹣x在(﹣2,1)上有解,即ex+1+e﹣(x+1)+(x+1)2=1﹣a有解,然后換元構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求最值即可.解:根據(jù)題意,若f(x)在區(qū)間(﹣2,1)上存在次不動點,則f(x)=﹣x在區(qū)間(﹣2,1)上有解,即ex+1+e﹣x﹣1+x2+x+a=﹣x,即ex+1+e﹣(x+1)+(x+1)2=1﹣a有解,令t=x+1,t∈(﹣1,2),則1﹣a=t2+et+e﹣t,令函數(shù)g(t)=t2+et+e﹣t,g′(t)=2t+et﹣e﹣t且單調(diào)遞增,當t∈(0,2)時,g′(t)>0,所以g(t)在(0,2)上單調(diào)遞增,g(﹣t)=t2+et+e﹣t=g(t),所以g(t)為偶函數(shù),所以g(t)在(﹣1,0)上單調(diào)遞減,g(t)min=g(0)=2,g(t)<g(2)=4+e2+e﹣2,故1﹣a∈[2,4+e2+e﹣2),a∈(﹣e2﹣e﹣2﹣3,﹣1],則﹣1∈(﹣e2﹣e﹣2﹣3,﹣1],﹣e2﹣e﹣2﹣1∈(﹣e2﹣e﹣2﹣3,﹣1].故選:AD.【點評】本題屬于新概念題,考查了函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性及導(dǎo)數(shù)的綜合運用,屬于中檔題.三、填空12-14,每題5分,共15分。12.若函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且滿足f(x)=2f′(1)lnx+x,則f(e)=﹣2+e.【分析】由求導(dǎo)計算公式求出f′(1),再代入求出f(e)即可.解:由f(x)=2f′(1)lnx+x,得,令x=1,則,解得f′(1)=﹣1,所以f(x)=﹣2lnx+x,f(e)=﹣2+e.故答案為:﹣2+e.【點評】本題主要考查了函數(shù)的求導(dǎo)公式的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.13.燒水時,水溫隨著時間的推移而變化.假設(shè)水的初始溫度為20℃,加熱后的溫度函數(shù)T(t)=100﹣ke﹣0.1t(k是常數(shù),t表示加熱的時間,單位:min),加熱到第10min時,水溫的瞬時變化率是℃/min.【分析】根據(jù)公式和已知條件直接求解即可解:因為水的初始溫度為20℃,所以T(0)=100﹣k=20,解得k=80,所以T′(t)=8e﹣0.1t,則,所以加熱到第10min時,水溫的瞬時變化率是.故答案為:.【點評】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.14.若函數(shù)f(x)=aex+cosx在區(qū)間上單調(diào)遞減,則實數(shù)a的取值范圍為(﹣∞,].【分析】由函數(shù)f(x)在區(qū)間上單調(diào)遞減,得到f'(x)≤0在區(qū)間上恒成立,再求出a的取值范圍即可.解:因為函數(shù)f(x)=aex+cosx在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以f'(x)=aex﹣sinx≤0在區(qū)間上恒成立,所以只需a≤()min.令g(x)=,x∈,則g'(x)=,當x∈時,g'(x)≤0恒成立,且僅當x=時取等號,所以g(x)在上單調(diào)遞減,所以g(x)min=g()=,所以a≤()min=,所以實數(shù)a的取值范圍為(﹣∞,].故答案為:(﹣∞,].【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,利用不等式恒成立求參數(shù)的取值范圍,考查了轉(zhuǎn)化思想和函數(shù)思想,屬中檔題.四、解答題15-19,共77分。15.已知函數(shù)f(x)=x2+x﹣3lnx.(1)求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;(2)求f(x)的極值.【分析】(1)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得切線的斜率,再利用點斜式寫出切線方程即可;(2)先判斷函數(shù)f(x)在(0,+∞)上的單調(diào)性,再求極值即可.解:(1)f(x)=x2+x﹣3lnx的定義域為(0,+∞),f'(x)=2x+1﹣,所以曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為k=f′(1)=0,因為f(1)=1+1﹣0=2,所以切點為(1,2),所以曲線在(1,f(1))處的切線方程為y=2.(2)f'(x)=2x+1﹣==,定義域為(0,+∞),當x=1時,f'(x)=0;當x>1時,f'(x)>0,所以函數(shù)f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增;當0<x<1時,f′(x)<0,所以函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以極小值為f(1)=2,無極大值.【點評】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,熟練掌握導(dǎo)數(shù)的幾何意義,函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵,考查邏輯推理能力和運算能力,屬于中檔題.16.已知函數(shù)f(x)=ex(x2﹣ax﹣a).(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線平行于x軸,求實數(shù)a的值;(Ⅱ)求f(x)的單調(diào)區(qū)間.【分析】(Ⅰ)對f(x)求導(dǎo),求出切線的斜率f'(1),再根據(jù)曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線平行于x軸,求出a的值;(Ⅱ)對f(x)求導(dǎo),分a=﹣2,a<﹣2和a>﹣2三種情況,求出f(x)的單調(diào)區(qū)間即可.解:(Ⅰ)由f(x)=ex(x2﹣ax﹣a),得f′(x)=ex[x2+(2﹣a)x﹣2a],∵f(x)在點(1,f(1))處的切線平行于x軸,∴f′(1)=0,∴e(3﹣3a)=0,解得a=1,經(jīng)檢驗a=1符合題意.(Ⅱ)∵f′(x)=ex[x2+(2﹣a)x﹣2a],令f'(x)=0,解得x=﹣2或x=a.當a=﹣2時,∵f′(x)=ex(x+2)2≥0,當且僅當x=﹣2時,f'(x)=0,∴f(x)在區(qū)間(﹣∞,+∞)上單調(diào)遞增.當a<﹣2時,隨x的變化,f'(x)和f(x)的變化情況如下表所示.x(﹣∞,a)a(a,﹣2)﹣2(﹣2,+∞)f'(x)+0﹣0+f(x)單調(diào)遞增f(a)單調(diào)遞減f(﹣2)單調(diào)遞增∴f(x)在區(qū)間(﹣∞,a)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(a,﹣2)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(﹣2,+∞)上單調(diào)遞增.當a>﹣2時,隨x的變化,f'(x),f(x)的變化情況如下表所示.x(﹣∞,﹣2)﹣2(﹣2,a)a(a,+∞)f'(x)+0﹣0+f(x)單調(diào)遞增f(﹣2)單調(diào)遞減f(a)單調(diào)遞增∴f(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣2)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(﹣2,a)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(a,+∞)上單調(diào)遞增.綜上,當a=﹣2時,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,+∞),無單調(diào)遞減區(qū)間;當a<﹣2時,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,a),(﹣2,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(a,﹣2);當a>﹣2時,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,﹣2),(a,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(﹣2,a).【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的切線方程,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了分類討論思想和轉(zhuǎn)化思想,屬中檔題.17.已知函數(shù)f(x)=2x3﹣ax2+12x+b在x=2處取得極小值5.(1)求實數(shù)a,b的值;(2)當x∈[0,3]時,求函數(shù)f(x)的最小值.【分析】(1)對f(x)求導(dǎo),根據(jù)函數(shù)f(x)在x=2處取得極小值5,列方程求出a,b的值即可;(2)對f(x)求導(dǎo),判斷f(x)在[0,3]上的單調(diào)性,再求出f(x)的最小值即可.解:(1)由f(x)=2x3﹣ax2+12x+b,得f'(x)=6x2﹣2ax+12,因為f(x)在x=2處取極小值5,所以f(2)=24﹣4a+12=0,解得a=9,此時f'(x)=6x2﹣18x+12x=6(x﹣1)(x﹣2),所以f(x)在(1,2)上單調(diào)遞減,在(2,+∞)上單調(diào)遞增,所以f(x)在x=2時取極小值,符合題意,所以a=9,f(x)=2x3﹣9x2+12x+b.又f(2)=4+b=5,所以b=1,所以a=9,b=1.(2)f(x)=2x3﹣9x2+12x+1,所以f'(x)=6(x﹣1)(x﹣2),f(x)和f'(x)隨著x的變化情況如下表所示.x0(0,1)1(1,2)2(2,3)3f'(x)+0﹣0+f(x)1↑極大值6↓極小值5↑10所以x∈[0,3]時,f(x)min=f(0)=1.【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值,利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)在給定區(qū)間上的最值,屬基礎(chǔ)題.18.(17分)已知函數(shù)f(x)=x3﹣3lnx.(1)求f(x)的最小值;(2)設(shè),證明:f(x)≤g(x).【分析】(1)對f(x)求導(dǎo),判斷f(x)的單調(diào)性,再求出最小值即可;(2)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證得h(x)≥0恒成立,從而得證.解:(1)因為f(x)=x3﹣3lnx,x>0,則,令f′(x)<0,得0<x<1;令f′(x)>0,得x>1;所以f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增
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