内容正文:
数学学科
2025-03
第Ⅰ卷
一、单选题(每题5分)
1. 若函数满足,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
2. 函数在处( )
A. 有极大值 B. 无极值 C. 有极小值 D. 无法确定极值情况
3. 已知函数和的导函数、图象分别如图所示,则关于函数的判断正确的是( )
A. 有3个极大值点 B. 有3个极小值点
C. 有1个极大值点和2个极小值点 D. 有2个极大值点和1个极小值点
4. 若,则等于( )
A. B. 3 C. D. 6
5. 函数的大致图象是( )
A B.
C. D.
6. 若是定义在R上的偶函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7. 已知函数,定义域为,且对任意,当时都有成立.则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8. 若函数有三个极值点,则k的取值范围是( )
A B.
C. D.
9. 对于函数 f(x)=x3+ax2-x+1的极值情况,4位同学有下列说法:甲:该函数必有2个极值;乙:该函数的极大值必大于1;丙:该函数的极小值必小于1;丁:方程 f(x)=0一定有三个不等的实数根.这四种说法中,正确的个数是( )
A 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
第Ⅱ卷
二、填空题(每题6分)
10. 函数的单调减区间为______.
11. 函数在上的最小值为_______.
12. 若函数在上存在单调递减区间,则实数a的取值范围为__________.
13. 已知,,若与的图象在交点处的切线重合,则______.
14. 已知函数在处取得极小值,则值为______.
15. 已知函数,若与的零点构成的集合的元素个数为3,则的取值范围是__________.
三、解答题(本题19分,第一问5分,第二问6分,第三问8分)
16. 已知函数,.
(1)若曲线在处的切线与直线垂直,求的值;
(2)讨论单调性;
(3)当时,,求的取值范围.
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数学学科
2025-03
第Ⅰ卷
一、单选题(每题5分)
1. 若函数满足,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数的定义及已知求值即可.
【详解】由题设.
故选:C
2. 函数在处( )
A. 有极大值 B. 无极值 C. 有极小值 D. 无法确定极值情况
【答案】B
【解析】
【分析】求出导函数,利用导数与极值的关系即可求解.
【详解】,
则,
令,解得,
令,解得,
令,或,
所以函数在单调递增;在单调递减,
所以在处无极值.
故选:B
3. 已知函数和的导函数、图象分别如图所示,则关于函数的判断正确的是( )
A. 有3个极大值点 B. 有3个极小值点
C. 有1个极大值点和2个极小值点 D. 有2个极大值点和1个极小值点
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题中图像可知,、的图像有三个不同交点,其交点横坐标按从小到大的顺序,依次记为、,,其中;结合题中函数图像,判定函数的单调性,进而可得极值点.
【详解】由题中图像可知,、的图像有三个不同交点,其交点横坐标按从小到大的顺序,依次记为、,,其中,
由图像可得,当时,,即,则函数单调递增;
当时,,即,则函数单调递减;
当时,,即,则函数单调递增;
当时,,即,则函数单调递减;
所以有两个极大值点和;有一个极小值点.
故选:D.
【点睛】本题主要考查导函数图像与原函数之间的关系,考查极值点个数的判定,属于基础题型.
4. 若,则等于( )
A. B. 3 C. D. 6
【答案】D
【解析】
【详解】根据导数的公式即可得到结论.
【解答】解:因为,
所以,
所以,
所以,
所以,
故选:D.
5. 函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用导数分析函数的单调性与极值,进而可得出函数的图象.
【详解】,,
所以当时,,当时,,
所以函数在上增函数,在上是减函数,.
故选:A.
【点睛】本题主要考查函数图象的识别和判断,求函数的导数,利用导数研究函数的单调性与极值是解决本题的关键.难度中等.
6. 若是定义在R上的偶函数,当时,,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】构造函数,利用导数可判断其单调性,又可判断该函数为奇函数,从而可求不等式的解.
【详解】设,则的定义域为
而,故为上的奇函数,
且,
当时,因为,故,
故在上为减函数,故为上的减函数,
而,故,所以
又即为,故或,
故或,
故或,
故选:C.
7. 已知函数,定义域为,且对任意,当时都有成立.则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】转化条件为可得在上为减函数,对,,都有恒成立,对,,都有恒成立,只需,即可得出答案.
【详解】对,,当时都有恒成立,
等价于,
令,
可得在上时为减函数,
所以对,,都有恒成立,
即对,,都有恒成立,
所以对,,都有恒成立,
令,,
,
所以函数在上单调递增,
所以,
所以,
解得,即,
故选:.
8. 若函数有三个极值点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】把题意转化为函数有三个极值点,即必有两个不等于1的正实数根.利用导数求出,再验证其符合题意.
【详解】的定义域为..
令,显然x=1是方程的一个根.
由函数有三个极值点,可知必有两个不等于1的正实数根.
令,则.
令,有;令,有;
所以,因此有.
此时有两个根a、b,其中,
所以在上,,单调递减;在上,,单调递增;在上,,单调递减;在上,,单调递增.
所以有三个极值点,符合题意.
故.
故选:A
【点睛】导数的应用主要有:
(1)利用导函数几何意义求切线方程;
(2)利用导数研究原函数的单调性,求极值(最值);
(3)利用导数求参数的取值范围;
(4)利用导数研究函数的零点问题.
9. 对于函数 f(x)=x3+ax2-x+1的极值情况,4位同学有下列说法:甲:该函数必有2个极值;乙:该函数的极大值必大于1;丙:该函数的极小值必小于1;丁:方程 f(x)=0一定有三个不等的实数根.这四种说法中,正确的个数是( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:,
因为,所以,必有2个不等实根.
分别设为.因为,所以.
当或时, ,当时, .
所以在和上单调递增,在上单调递减.
所以时取的极大值,当时取得极小值.
因为,所以,即,所以甲,乙,丙三人说都正确.
因为的符号不确定,所以丁的说法就不正确.
综上可得,正确的个数是3.故C正确.
考点:用导数研究函数的单调性,极值.
第Ⅱ卷
二、填空题(每题6分)
10. 函数的单调减区间为______.
【答案】
【解析】
【分析】求导后,令导数小于0,求解即可.
【详解】的定义域为,
,
令,可得,可得,
又,则或,
所以的单调递减区间是.
故答案为:
11. 函数在上的最小值为_______.
【答案】##
【解析】
【分析】利用导数与函数单调性间的关系,直接求出在上单调性,即可求解.
【详解】因为,
又,由,得到,由,得到,
即在区间上单调递增,在区间上单调递减,
又,,所以在上最小值为.
故答案为:.
12. 若函数在上存在单调递减区间,则实数a的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】求出给定函数的导数,根据已知由小于0在有解,求出a的范围.
【详解】函数,求导得,
函数在上存在单调递减区间,得,即在有解,
当时,,,因此,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:
13. 已知,,若与的图象在交点处的切线重合,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】设与的图象交点为,再根据导数的几何意义列方程化简求解即可.
【详解】设与的图象交点为,则,即,故.
又则,解得,则.
故答案为:
14. 已知函数在处取得极小值,则的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】将函数求导,依题可得,求得或,代入函数式,进行检验,舍去,即得结论.
【详解】由求导,,
依题意,,即,解得或.
当,时,,,
,
当时,,在上单调递减,当时,,在单调递增,
即时,函数取得极小值,符合题意,此时;
当,时,,,
因 ,
即函数在上为增函数,无极值,与题意不符,舍去.
故答案为:.
15. 已知函数,若与的零点构成的集合的元素个数为3,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】由函数零点的定义转化为直线与函数的图象共有3个交点求解.
【详解】由,
令函数,一次函数在上单调递增,值域为R,
因此直线与函数的图象有且只有一个交点,
即函数有1个零点;
由,得,
令函数,依题意,函数有不同于的两个零点,
即直线与函数的图象有两个交点,且交点横坐标不能是,
由,求导得,
当时,;
当时,,
即函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,而,
当时,恒成立,
则当时,直线与函数的图象有两个交点,
当,即时,或,
则当或,与的零点相同,
由,得,
由,得,
因此且,
所以的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】思路点睛:已知函数的零点或方程的根的情况,求解参数的取值范围问题的本质都是研究函数的零点问题,求解此类问题的一般步骤:
(1)转化,即通过构造函数,把问题转化成所构造函数的零点问题;
(2)列式,即根据函数的零点存在定理或结合函数的图象列出关系式;
(3)得解,即由列出的式子求出参数的取值范围.
三、解答题(本题19分,第一问5分,第二问6分,第三问8分)
16. 已知函数,.
(1)若曲线在处的切线与直线垂直,求的值;
(2)讨论的单调性;
(3)当时,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析 (3).
【解析】
【分析】(1)求出,利用导数的几何意义,根据斜率之积为求解即可;
(2)求出函数的导数,分类讨论,解不等式即可得出单调性区间;
(3)利用导数确定,分离参数后,再利用导数求函数最小值即可得解.
【小问1详解】
因为,所以,
所以,
又在处的切线与直线垂直,所以,
即,所以.
小问2详解】
,.
①当时,,所以在上单调递增.
②当时,令,得,又,所以.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问3详解】
由,得上恒成立.
令,,则,令,得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以,即,
则在上恒成立.
令,,
则
.
因为,所以,则,
令,得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以,
所以,即的取值范围是.
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