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专题训练•作业(四十一)
一、单项选择题
1.(2024·河南信阳模拟)动点P在函数y=-(x+1)(x>0)的图象上,以P为切点的切线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.∪
C. D.
答案 C
解析 (直接法)设以P点为切点的切线的倾斜角为θ,因为函数y=-x-x(x>0),所以y′=-x-x=-≤-×2=-,当且仅当3=,即x=时取等号,又因为θ∈[0,π),所以tan θ≤-,所以θ∈,故选C.
2.(2024·北京通州二模)下列函数中,是奇函数且在区间(0,+∞)上单调递减的是( )
A.f(x)= B.f(x)=-x3
C.f(x)=tan x D.f(x)=log|x|
答案 B
解析 (直接法)对于A,因为f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,所以f(x)不是奇函数,故A错误;对于B,因为f(x)的定义域为R,又f(-x)=-(-x)3=x3=-f(x),所以f(x)是奇函数,又f′(x)=-3x2<0在(0,+∞)恒成立,所以f(x)在区间(0,+∞)上单调递减,故B正确;对于C,由正切函数的定义域可得函数f(x)=tan x在(0,+∞)上不连续,所以f(x)在区间(0,+∞)上不单调,故C错误;对于D,因为f(-x)=log|-x|=log|x|≠-f(x),所以f(x)不是奇函数,故D错误,故选B.
3.(2024·广东梅州二模)三个函数f(x)=x3+x-3,g(x)=ln x+x-3,h(x)=ex+x-3的零点分别为a,b,c,则a,b,c之间的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<a<b
C.a<c<b D.b<c<a
答案 B
解析 (直接法)因为函数y=x3,y=ex,y=ln x,y=x-3都是增函数,所以函数f(x)=x3+x-3,g(x)=ln x+x-3,h(x)=ex+x-3均为增函数,因为f(1)=-1<0,f(2)=7>0,所以函数f(x)的零点在(1,2)上,即a∈(1,2),因为g(2)=ln 2-1<0,g(3)=ln 3>0,所以函数g(x)的零点在(2,3)上,即b∈(2,3),因为h(0)=-2<0,h(1)=e-2>0,所以函数h(x)的零点在(0,1)上,即c∈(0,1),所以c<a<b,故选B.
4.已知等差数列{an}满足a1+a2+…+a101=0,则有( )
A.a1+a101>0 B.a1+a101<0
C.a1+a101=0 D.a51=51
答案 C
解析 (特例法)令an=0,则a1+a101=0.选C.
5.(2024·河南阶段练习)函数f(x)=的图象大致是( )
答案 A
解析 (排除法)因为f(x)=,x∈,可知f(x)的定义域关于原点对称,则f(-x)==-=-f(x),所以函数f(x)是奇函数,排除D,当0<x<时,4cos x-2>0,则f(x)>0,排除B、C,故选A.
6.已知函数f(x)的图象如图所示,则该函数的解析式为( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
答案 D
解析 (排除法)由题图,f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),排除A.若f(x)=,则f(-x)==-=-f(x),故f(x)=是奇函数,排除B.若f(x)=,则f(-x)==-=-f(x),故f(x)=是奇函数,排除C.故选D.
7.(2024·湖北武汉第十一中学月考)元宵节是中国传统节日,当天人们会吃汤圆、赏花灯、猜灯谜.小华爸爸手里有6个灯谜,其中4个事物谜,2个字谜,小华随机抽取2个灯谜,记事件A为“取到的2个为同一类灯谜”,记事件B为“取到的2个为事物谜”,则P(B|A)=( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 (直接法)由题意可得,n(A)=C42+C22,n(AB)=C42,所以P(B|A)===,故选B.
8.已知F为抛物线y2=x的焦点,过F的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若B为AC的中点,则|AB|=( )
A. B.1
C. D.
答案 A
解析 (二级结论法)如图,过A,B分别向准线l1作垂线,垂足依次为A1,B1,过B向AA1作垂线,垂足为B2,设直线l倾斜角为θ,∵B为AC中点,∴|AA1|=2|BB1|=2|AB2|.又|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,
∴|AB|=3|AB2|.∴|BB2|=2|AB2|,∴sin θ==.∴|AB|===.选A.
9.(2024·湖北黄冈模拟预测)已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,若+++…+<1 000,则满足条件的最大整数n=( )
A.8 B.9
C.10 D.11
答案 B
解析 (构造法)由题意可知=-1,令bn=,则bn+1-1=2(bn-1),又b1-1=-1=1,所以{bn-1}是以1为首项,2为公比的等比数列,得bn-1=2n-1,所以bn=2n-1+1,∴b1+b2+…+bn=1+2+22+…+2n-1+n=2n+n-1,由2n+n-1<1 000,解得n≤9.故选B.
10.已知函数f(x)=-1,且f(4x-1)>f(3),则实数x的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.(-∞,2)
C.(1,+∞) D.(-∞,1)
答案 D
解析 (排除法)令x=0,得f(0)=0>f(3)=-,成立,故排除A、C,又令x=1,得f(3)>f(3),显然不成立,故排除B.故选D.
11.(2023·上海)设a>0,函数y=sin x在区间[a,2a]上的最小值为s,在区间[2a,3a]上的最小值为t,当a变化时,下列不可能成立的是( )
A.s>0且t>0 B.s<0且t<0
C.s>0且t<0 D.s<0且t>0
答案 D
解析 令a=,A成立;令a=,C成立;令a=2π,B成立.故选D.
12.(2024·北京西城区联考)设1<x<2,则,,的大小关系是( )
A.<< B.<<
C.<< D.<<
答案 A
解析 方法一(特值法):∵1<e<4,∴1<<2,取x=,验证易知选A.
方法二(构造法):令f(x)=x-ln x(1<x<2),则f′(x)=1-=>0,∴函数f(x)=x-ln x(1<x<2)为增函数,∴f(x)>f(1)=1>0,即x>ln x>0,∴0<<1,∴<.又-=>0(1<x<2),∴>,<<.
二、多项选择题
13.(2024·广州模拟)下列选项正确的有( )
A.若x>1,则x+有最小值3
B.若x∈R,则有最大值1
C.若x>y>0,则x3>y3
D.若x<y<0,则>
答案 BCD
解析 x+=x+1+-1≥2-1=4-1=3,当且仅当x+1=,即x=1时,等号成立,由于x>1,故不能取等,故A错误;当x=0时,=0,当x>0时,=≤=1,当且仅当x=1时,等号成立,当x<0时,<0,故有最大值1,故B正确;若x>y>0,则x2>y2>0,故x3>y3,故C正确;若x<y<0,则xy>0,故<,即<,故D正确.故选BCD.
14.化学中经常遇到正八面体结构(正八面体是每个面都是正三角形的八面体),如六氟化硫(化学式SF6)、金刚石等的分子结构.将正方体六个面的中心连线可得到一个正八面体(如图1),已知正八面体E-ABCD-F的(如图2)棱长为2,则( )
A.正八面体E-ABCD-F的内切球表面积为
B.正八面体E-ABCD-F的外接球体积为
C.若点P为棱EB上的动点,则AP+CP的最小值为2
D.若点Q为棱AF上的动点,则三棱锥E-QBC的体积为定值
答案 ACD
解析 如图,连接AC,BD交于O,连接OE,设该正八面体内切球的半径为r,由内切球的性质可知正八面体的体积V=8×××2×2×sin 60°·r=2××2×2×,解得r=,故该正八面体的内切球表面积为4π×=,故A正确;设该正八面体外接球的半径为R,由题图知,正方体内切球即为该正八面体的外接球,则点O为正八面体外接球的球心,则R=OE==,所以正八面体外接球的体积为,故B错误;由△ABE与△BCE均是边长为2的正三角形,可将△BCE翻折到△BC′E,使其与△ABE共面,从而得到一个菱形ABC′E,连接AC′与BE相交于点P,此时AP+CP取得最小值,为AC′=2,故C正确;易知AF∥EC,因为AF⊄平面EBC,EC⊂平面EBC,所以AF∥平面EBC,连接EQ,CQ,BQ,所以V三棱锥E-QBC=V三棱锥Q-EBC=V三棱锥A-EBC=V三棱锥E-ABC=××2×2×=,故D正确.故选ACD.
15.(2024·四川内江模拟预测)定义:f″(x)是函数f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”且“拐点”就是三次函数图象的对称中心.已知函数f(x)=ax3-bx2+(ab≠0)图象的对称中心为(-1,-1),则下列选项正确的有( )
A.a=,b=-1
B.f(0)+f +f +…+f +f(-2)的值是-21
C.函数f(x)有一个零点
D.过可以作三条直线与y=f(x)的图象相切
答案 BD
解析 由f(x)=ax3-bx2+,所以f′(x)=3ax2-2bx,f″(x)=6ax-2b,令f″(x)=0,得x=,因为函数f(x)=ax3-bx2+图象的对称中心为(-1,-1),所以=-1且f(-1)=-a-b+=-1,解得a=-,b=2,故A错误;因为f(x)=ax3-bx2+图象的对称中心为(-1,-1),即f(x)+f(-2-x)=-2,令S=f(0)+f +f +…+f +f(-2),则S=f(-2)+f +…+f +f(0),所以2S=[f(0)+f(-2)]++…+[f(-2)+f(0)]=-2×21=-42,所以S=-21,故B正确;因为f(x)=-x3-2x2+,则f′(x)=-2x2-4x=-2x(x+2),所以当-2<x<0时,f′(x)>0,当x<-2或x>0时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上单调递减,在(-2,0)上单调递增,因此函数f(x)的极大值为f(0)=,极小值为f(-2)=-,又f(1)=-,f(-3)=,即f(-2)f(0)<0,f(0)f(1)<0,f(-3)f(-2)<0,所以f(x)在(-3,-2),(-2,0)和(0,1)上均存在零点,所以函数f(x)有三个零点,故C错误;设切点为T(x0,y0),则切线方程为y-(-x03-2x02+)=-2(x02+2x0)(x-x0),又切线过,则-=-2(x02+2x0)(-3-x0),化简得8x03+48x02+72x0+1=0,令g(x)=8x3+48x2+72x+1,则g′(x)=24x2+96x+72=24(x+1)(x+3),当x<-3或x>-1时,g′(x)>0,g(x)单调递增,当-3<x<-1时,g′(x)<0,g(x)单调递减,而g(-3)=1>0,g(-1)=-31<0,当x→-∞时,g(x)→-∞,当x→+∞时,g(x)→+∞,所以g(x)有3个零点,即方程8x03+48x02+72x0+1=0有3个不等实根,所以过可以作三条直线与y=f(x)的图象相切,故D正确.故选BD.
16.(2024·广东东莞模拟预测)已知函数f(x)=,则下列选项正确的是( )
A.f(x)的定义域为R
B.f(x)是非奇非偶函数
C.函数f(x+2 024)的零点为0
D.当x>0时,f(x)的最大值为
答案 AD
解析 由x2+9≠0可得函数f(x)=的定义域为R,故A正确;由f(-x)==-=-f(x),结合定义域为R,可知f(x)是奇函数,故B错误;令f(x+2 024)==0,解得x=-2 024,所以f(x+2 024)零点为-2 024,故C错误;当x>0时,f(x)==≤=,当且仅当x=3时取等号,故D正确.故选AD.
三、填空题
17.已知圆O:x2+y2=1与直线l:x=-1,写出一个半径为1,且与圆O及直线都相切的圆的方程________.
答案 x2+(y-2)2=1(答案不唯一)
解析 (构造法)设圆心为C(x0,y0),由已知圆C半径为1,与直线l:x=-1相切,与圆O:x2+y2=1相切,可得解得或或所以所求圆的方程可以为x2+(y-2)2=1或x2+(y+2)2=1或(x+2)2+y2=1.
18.(2024·湖北襄阳五校联考)已知等差数列{an}的公差d不为0,等比数列{bn}的公比q是大于1的正有理数.若a1=b1=d,且是正整数,则q=________.
答案 2
解析 (特值法)令a1=b1=d=1,则=为正整数.
∴1+q+q2=7或1,即q2+q-6=0或q2+q=0,
∵q是大于1的正有理数,
∴q=2.
19.(2024·沧州七校联考)已知函数f(x)=若f(x)存在最小值,则实数a的取值范围是________.
答案 (-∞,-1]
解析 (直接法)由题意知当x≥a时,f(x)=2x,则f(x)在[a,+∞)上单调递增,最小值为2a,当x<a时,f(x)=-x,f(x)单调递减,在(-∞,a)上无最小值.则由已知条件可知-a≥2a,即2a+a≤0,设h(a)=2a+a,易知该函数为R上的增函数,且h(-1)=2-1-=0,从而a≤-1.
20.(2024·陕西西安三模)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,前n项积为Tn,且满足an=(n∈N*),则使不等式Sn>11成立的n的最小值为________.
答案 12
解析 (构造法)∵an=(n∈N*),∴an+1==,∴3Tn+1=Tn+1,则Tn+1-=,∵当n=1时,a1==,∴a1=,则T1-=a1-=≠0,故=,因此是以为首项,为公比的等比数列.所以Tn-=·,即Tn=·+.根据题中条件an====1-,则an<1,又an=1->1-,因此a1+a2+a3+…+an>n-2(+++…+)=n-2·=n-1+.当n=11时,a1+a2+a3+…+a11<11;当n=12时,a1+a2+a3+…+a12>12-1+=11+>11.综上,使不等式Sn>11成立的n的最小值为12.
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专题训练•作业(四十一)
一、单项选择题
1.(2024·河南信阳模拟)动点P在函数y=-(x+1)(x>0)的图象上,以P为切点的切线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.∪
C. D.
2.(2024·北京通州二模)下列函数中,是奇函数且在区间(0,+∞)上单调递减的是( )
A.f(x)= B.f(x)=-x3
C.f(x)=tan x D.f(x)=log|x|
3.(2024·广东梅州二模)三个函数f(x)=x3+x-3,g(x)=ln x+x-3,h(x)=ex+x-3的零点分别为a,b,c,则a,b,c之间的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<a<b
C.a<c<b D.b<c<a
4.已知等差数列{an}满足a1+a2+…+a101=0,则有( )
A.a1+a101>0 B.a1+a101<0
C.a1+a101=0 D.a51=51
5.(2024·河南阶段练习)函数f(x)=的图象大致是( )
6.已知函数f(x)的图象如图所示,则该函数的解析式为( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
7.(2024·湖北武汉第十一中学月考)元宵节是中国传统节日,当天人们会吃汤圆、赏花灯、猜灯谜.小华爸爸手里有6个灯谜,其中4个事物谜,2个字谜,小华随机抽取2个灯谜,记事件A为“取到的2个为同一类灯谜”,记事件B为“取到的2个为事物谜”,则P(B|A)=( )
A. B.
C. D.
8.已知F为抛物线y2=x的焦点,过F的直线l与抛物线交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点C,若B为AC的中点,则|AB|=( )
A. B.1
C. D.
9.(2024·湖北黄冈模拟预测)已知数列{an}的首项a1=,且满足an+1=,若+++…+<1 000,则满足条件的最大整数n=( )
A.8 B.9
C.10 D.11
10.已知函数f(x)=-1,且f(4x-1)>f(3),则实数x的取值范围是( )
A.(2,+∞) B.(-∞,2)
C.(1,+∞) D.(-∞,1)
11.(2023·上海)设a>0,函数y=sin x在区间[a,2a]上的最小值为s,在区间[2a,3a]上的最小值为t,当a变化时,下列不可能成立的是( )
A.s>0且t>0 B.s<0且t<0
C.s>0且t<0 D.s<0且t>0
12.(2024·北京西城区联考)设1<x<2,则,,的大小关系是( )
A.<< B.<<
C.<< D.<<
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二、多项选择题
13.(2024·广州模拟)下列选项正确的有( )
A.若x>1,则x+有最小值3
B.若x∈R,则有最大值1
C.若x>y>0,则x3>y3
D.若x<y<0,则>
14.化学中经常遇到正八面体结构(正八面体是每个面都是正三角形的八面体),如六氟化硫(化学式SF6)、金刚石等的分子结构.将正方体六个面的中心连线可得到一个正八面体(如图1),已知正八面体E-ABCD-F的(如图2)棱长为2,则( )
A.正八面体E-ABCD-F的内切球表面积为
B.正八面体E-ABCD-F的外接球体积为
C.若点P为棱EB上的动点,则AP+CP的最小值为2
D.若点Q为棱AF上的动点,则三棱锥E-QBC的体积为定值
答案 ACD
15.(2024·四川内江模拟预测)定义:f″(x)是函数f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”且“拐点”就是三次函数图象的对称中心.已知函数f(x)=ax3-bx2+(ab≠0)图象的对称中心为(-1,-1),则下列选项正确的有( )
A.a=,b=-1
B.f(0)+f +f +…+f +f(-2)的值是-21
C.函数f(x)有一个零点
D.过可以作三条直线与y=f(x)的图象相切
16.(2024·广东东莞模拟预测)已知函数f(x)=,则下列选项正确的是( )
A.f(x)的定义域为R
B.f(x)是非奇非偶函数
C.函数f(x+2 024)的零点为0
D.当x>0时,f(x)的最大值为
三、填空题
17.已知圆O:x2+y2=1与直线l:x=-1,写出一个半径为1,且与圆O及直线都相切的圆的方程________.
18.(2024·湖北襄阳五校联考)已知等差数列{an}的公差d不为0,等比数列{bn}的公比q是大于1的正有理数.若a1=b1=d,且是正整数,则q=________.
19.(2024·沧州七校联考)已知函数f(x)=若f(x)存在最小值,则实数a的取值范围是________.
20.(2024·陕西西安三模)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,前n项积为Tn,且满足an=(n∈N*),则使不等式Sn>11成立的n的最小值为________.
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