8 数学探究活动(二) 探究函数性质-【创新教程】2024-2025学年高中数学选择性必修第二册五维课堂课时作业(北师大版2019)

2025-04-16
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第二册
年级 高二
章节 8 数学探究活动(二) :探究函数性质
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 802 KB
发布时间 2025-04-16
更新时间 2025-04-16
作者 山东鼎鑫书业有限公司
品牌系列 创新教程·高中五维课堂同步
审核时间 2025-04-15
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来源 学科网

内容正文:

   §8 数学探究活动(二)    探究函数性质 [基础达标练] 1.若f(x)=-12x 2+bln(x+2)在(-1,+∞) 上是减函数,则b的取值范围是 (  ) A.[-1,+∞)     B.(-1,+∞) C.(-∞,-1] D.(-∞,-1) 2.若函数f(x)在定义域 R内可导,f(1􀆰9+x) =f(0􀆰1-x)且(x-1)f′(x)<0,a=f(0),b =f 12 æ è ç ö ø ÷,c=f(3),则a,b,c的大小关系是 (  ) A.a>b>c B.c>a>b C.c>b>a D.b>a>c 3.已知函数f(x)=ex-ax2(x>0)无零点,则实 数a的取值范围为 (  ) A.-∞,e2 æ è ç ö ø ÷ B.-∞,e 2 4 æ è ç ö ø ÷ C.e 2 4 ,+∞æ è ç ö ø ÷ D.e2 ,+∞æ è ç ö ø ÷ 4.已知函数f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在 唯一的零点x0,且x0>0,则实数a的取值范 围是 (  ) A.(2,+∞) B.(-∞,-2) C.(1,+∞) D.(-∞,-1) 5.(多选)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,下 列结论中正确的是 (  ) A.∃x0∈R,f(x0)=0 B.函数y=f(x)的图像是中心对称图形 C.若x0 是f(x)的极小值点,则f(x)在区间 (-∞,x0)单调递减 D.若x0 是f(x)的极值点,则f′(x0)=0 6.已知函数f(x)=ax+lnx-1 (a>0)在定义域 内有零点,则实数a的取值范围是    . 7.已知函数f(x)=-12x 2+4x-3lnx在[t,t+ 1]上不单调,则t的取值范围是    . 8.已知函数f(x)=a+ x 􀅰lnx(a∈R),试求 f(x)的零点个数. [能力提升练] 9.(多选)(2022􀅰新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)= x3-x+1,则 (  ) A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点 C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心 D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线 10.已知函数f(x)的定义域为[-1,5],部分对 应值如下表,f(x)的导数y=f′(x)的图像如 下图所示,下列关于函数f(x)的结论正确的 是 (  ) x -1 0 4 5 f(x) 1 2 2 1 A.函数f(x)的极大值点有2个 B.函数f(x)在[0,2]上是减函数 C.若当x∈[-1,t]时,f(x)的最大值是2, 则t的最大值为4 D.当1<a<2时,函数y=f(x)-a有4个 零点 11.已知函数f(x)=sinx-1,g(x)=a2lnx- x,若对任意 x1∈R 都存在 x2∈(1,e)使 f(x1)<g(x2)成立,则实数a的取值范围是     . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰93􀅰 第二章 导数及其应用 12.设函数f(x)=lnx-x+1. (1)讨论f(x)的单调性; (2)求证:当x∈(1,+∞)时,1<x-1lnx<x. [素养培优练] 13.(多选)对于函数f(x)=lnxx2 ,下列说法正确 的是 (  ) A.f(x)在x=e处取得极大值12e B.f(x)有两个不同的零点 C.f(2)<f(π)<f(3) D.若f(x)<k-1x2 在(0,+∞)上恒成立,则k >e2 14.已知函数f(x)=(x-1)lnx-x-1. 证明:(1)f(x)存在唯一的极值点; (2)f(x)=0有且仅有两个实根,且两个实根 互为倒数. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰04􀅰 数学(BS)􀅰选择性必修第二册 12.解:(1)设日销售量为k ex ,则 k e40 =10,∴k=10e40,则日 售量为10e 40 ex 件. 则日利润L(x)=(x-30-a)10e 40 ex =10e40×x-30-a ex ; 所以该商店的日利润L(x)元与每件产品的日售价x元 的函数关系式为L(x)=10e40x-30-a ex . (2)L′(x)=10e4031+a-x ex . ①当2≤a≤4时,33≤a+31≤35, 当35<x<41时,L′(x)<0.∴当x=35时,L(x)取最 大值为10(5-a)e5; ②当4<a≤5时,35≤a+31≤36, 令L′(x)=0,得x=a+31,易知当x=a+31时,L(x) 取最大值为10e9-a. 综上可得L(x)max= 10(5-a)e5,(2≤a≤4) 10e9-a,(4<a≤5){ . 所以当2≤a≤4时,当每件产品的日售价为35元时,L (x)取最大值为10(5-a)e5;当4<a≤5时,每件产品 的日售价为a+31元时,该商品的日利润L(x)最大,最 大值为10e9-a. 13.解:(1)由题意知,BM=100sinθ,AB=100+100cosθ, 故S==12AB 􀅰BM=5000sinθ(1+cosθ)(0<θ<π). (2)因为S5000sinθ(1+cosθ)(0<θ<π), 所以S′=5000(cosθ+cos2θ-sin2θ) =5000(2cos2θ+cosθ-1)=5000(cosθ+1)(2cosθ-1). 令S′=0,得cosθ=12 或cosθ=-1(舍去),又θ∈(0, π),故θ=π3 . 当0<θ<π3 时,1 2 <cosθ<1 ,S′>0,S为增函数; 当 π 3 <θ<π 时,-1<cosθ<12 ,S′<0,S为减函数. 故当θ=π3 时,S取得极大值,也是最大值,最大值为3 750 3 ,此时AB=150. 即当点A 距路边的距离为150m 时,绿化面积最大,最 大面积为3750 3m2. 14.解:由题意可知,每瓶饮料的利润是y=f(r)=0.2×43πr 3 -0.8πr2=0.8π r 3 3-r 2( ) ,0<r≤6. 所以f′(r)=0.8π(r2-2r) 令f′(r)=0,解得r=2. 当x∈(0,2)时,f′(r)<0;当x∈(2.6)时,f′(r)>0. 因此,当半径r>2时,f′(r)>0,f(r)单调递增,即半径 越大,利润越高;当半径r<2时,f′(r)<0,f(r)单调递 减,即半径越大,利润越低. (1)半径为6cm 时,利润最大 (2)半径2cm 时,利润最小,这时f(2)<0,表示此种瓶 内饮料的利润还不够瓶子的成本,此时利润为负值. §8 数学探究活动(二) 探究函数性质 1.C [由题意可知f′(x)=-x+ bx+2<0 ,在x∈(-1,+ ∞)上恒成立,即b<x(x+2)在x∈(-1,+∞)上恒成 立,由于x≠-1,所以b≤-1,故 C正确.] 2.D [∵(x-1)f′(x)<0,∴当x>1时,f′(x)<0,此时 函数f(x)单调递减;当x<1时,f′(x)>0,此时函数f (x)单调递增.又f(1􀆰9+x)=f(0􀆰1-x),∴f(x)=f(2 -x),∴f(3)=f[2-(-1)]=f(-1),∵-1<0< 12 , ∴f(-1)<f(0)<f 12( ) ,∴f(3)<f(0)<f 1 2( ) , ∴b>a>c.] 3.B [因为函数f(x)=ex-ax2(x>0)无零点,所以方程 ex-ax2=0在x∈(0,+∞)上无解,即a=e x x2 在x∈(0, +∞)上无解,令g(x)=e x x2 (x>0),g′(x)=e x(x-2) x3 , 当x>2时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增,当0<x<2 时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减,所以x=2时,函数g (x)有唯一的极小值,也是最小值.因为g(2)=e 2 4 ,所以 g(x)≥e 2 4. 若a=e x x2 无解,则a<e 2 4 ,故选:B.] 4.B [由题意a≠0,f′(x)=3ax2-6x=0,得x=0或x= 2 a. 当a>0时,f(x)在(-∞,0)和 2a ,+∞( ) 上单调递 增,在 0,2a( ) 上单调递减.且f(0)=1>0,故f(x)有小 于0的零点,不符合题意,排除 AC.当a<0时,要使x0 >0且唯一,只需f 2a( ) >0,即a 2>4,∴a<-2.] 5.ABD [由于三次函数的三次项系数为正值,当x→-∞ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰86􀅰 数学(BS)􀅰选择性必修第二册 时,函数值→-∞,当x→+∞时,函数值→+∞,又三次 函数的图 像 是 连 续 不 断 的,故 一 定 穿 过 x 轴,即 一 定 ∃x0∈R,f(x0)=0,选项 A中的结论正确;函数f(x)的 解析式可以通过配方的方法化为形如(x+m)3+n(x+ m)+h的形式,通过平移函数图像,函数的解析式可以 化为y=x3+nx 的形式,这是一个奇函数,其图像关于 坐标原点对称,故函数f(x)的图像是中心对称图形,选 项B中的结 论 正 确;由 于 三 次 函 数 的 三 次 项 系 数 为 正 值,故函数如果存在极值点x1,x2,则极小值点x2>x1, 即函数在-∞到极小值点的区间上是先递增后递减的, 所以选项 C中的结论错误;根据导数与极值的关系,显 然选项 D中的结论正确.] 6.解析:函数f(x)定义域为(0,+∞).因为函数f(x)=ax +lnx-1(a>0)在定义域内有零点,所以a=x-xlnx 有解,令h(x)=x-xlnx,所以h′(x)=-lnx,所以h(x) 的增区间为(0,1),减区间为(1,+∞),所以h(x)max=h(1) =1,故0<a≤1. 答案:0<a≤1 7.解析:由题意知f′(x)=-x+4- 3x = -x2+4x-3 x = - (x-1)(x-3) x , 由f′(x)=0得函数f(x)的两个极值点为1、3, 则只要这两个极值点有一个在区间(t,t+1)内, 函数f(x)在区间[t,t+1]上就不单调, 由t<1<t+1或t<3<t+1,得0<t<1或2<t<3. 答案:(0,1)∪(2,3) 8.解:函数f(x)=a+ x 􀅰lnx的定义域为(0,+∞), f′(x)=(x )′lnx+ x 􀅰1x= x(lnx+2) 2x , 令f′(x)>0,解 得 x>e-2;令 f′(x)<0,解 得 0<x <e-2. 所以f(x)在(0,e-2)上单调递减,在(e-2,+∞)上单调 递增.f(x)min=f(e-2)=a- 2 e , 显然当a> 2e 时,f(x)min>0,f(x)无 零 点;当a= 2 e 时,f(x)min=0,f(x)有1个零点;当a< 2 e 时,f(x)min <0,f(x)有2个零点. 9.AC [由题意,f′(x)=3x2-1,令f′(x)>0得x> 33 或 x<- 33 , 令f′(x)<0得- 33<x< 3 3 , 所以f(x)在(- 33 ,3 3 )上单调递减,在(-∞,- 33 ), (3 3 ,+∞)上单调递增, 所以x=± 33 是极值点,故 A正确; 因f(- 33 )=1+2 39 >0 ,f(33 )=1-2 39 >0 ,f(-2) =-5<0, 所以,函数f(x)在 -∞,- 33 æ è ç ö ø ÷ 上有一个零点, 当x≥ 33 时,f(x)≥f 33 æ è ç ö ø ÷ >0,即 函 数 f(x)在 3 3 ,+∞ æ è ç ö ø ÷ 上无零点, 综上所述,函数f(x)有一个零点,故B错误; 令h(x)=x3-x,该函数的定义域为 R,h(-x)=(-x)3 -(-x)=-x3+x=-h(x), 则h(x)是奇函数,(0,0)是h(x)的对称中心, 将h(x)的图象向上移动一个单位得到f(x)的图象, 所以点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心,故 C正确; 令f′(x)=3x2-1=2,可得x=±1,又f(1)=f(-1) =1, 当切点为(1,1)时,切 线 方 程 为y=2x-1,当 切 点 为 (-1,1)时,切线方程为y=2x+3, 故 D错误.] 10.AB [根据y=f′(x)的图像,当-1≤x<0或2<x<4 时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;当0<x<2或4<x ≤5时,f′(x)<0,函数f(x)为减函数.∴当x=0时, 函数f(x)取得极大值;当x=4时,函数f(x)取得极大 值.∴函数f(x)有两个极大值点.∴A正确.函数f(x) 在[0,2]上是减函数,∴B正确. 作出f(x)的图像如图所示,若x∈[-1,t]时,f(x)的 最大值是2,则t满足0≤t≤5,即t的最大值是5.∴C 错误.由y=f(x)-a=0,得f(x)=a,若f(2)≤1,则当 1<a<2时,f(x)=a有4个根. 若1<f(2)<2,则当1<a<2时,f(x)=a不一定有4 个根,有可能是2个根.∴函数y=f(x)-a有4个零 点不一定正确.∴D错误.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰96􀅰 参考答案 11.解析:对 任 意 x1 ∈R 都 存 在 x2 ∈(1,e)使 f(x1)< g(x2)成 立,所 以 得 到f(x)max<g(x)max,而f(x)= sinx-1,所以f(x)max=0,即存在x∈(1,e),使 a 2lnx -x>0,此时lnx>0,x>0,所以a>0,因此将问题转 化为存在x∈(1,e),使 2a < lnx x 成立,设h(x)=lnxx , 则2 a<h (x)max,h′(x)= 1-lnx x2 ,当x∈(1,e),h′(x)> 0,h(x)单调递增,所以h(x)<h(e)=1e ,即 2 a < 1 e ,所 以a>2e,所以实数a的取值范围是(2e,+∞). 答案:(2e,+∞) 12.解:(1)f′(x)=1x-1 (x>0). 由f′(x)>0,解得0<x<1;由f′(x)<0,解得x>1. ∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减. (2)证明:要证当x∈(1,+∞)时,1<x-1lnx<x ,即证 lnx<x-1<xlnx. 由(1)得f(x)=lnx-x+1在(1,+∞)上单调递减, ∴当x ∈ (1,+ ∞ )时,f (x)< f (1)= 0,即 有lnx<x-1. 设F(x)=xlnx-x+1,则F′(x)=1+lnx-1=lnx. 当x∈(1,+∞)时,F′(x)>0,F(x)单调递增. ∴F(x)>F(1)=0,即 有xlnx>x-1.∴原 不 等 式 成立. 13.ACD  [由 题 意,函 数 f(x)=lnxx2 ,可 得f′(x)= 1-2lnx x3 (x>0),令f′(x)=0,即1-2lnxx3 =0,解得x = e,当0<x< e时,f′(x)>0,函数f(x)在(0,e)上 单调递增;当x> e时,f′(x)<0,函数f(x)在(e,+∞) 上单调递减,所以当x=e时,函数f(x)取得极大值,极大 值为f(e)=12e ,所以 A 正确;由当x=1时,f(1)=0, 因为f(x)在 (0,e)上 单 调 递 增,所 以 函 数 f(x)在 (0,e)上只有一个零点,当x> e时,可得f(x)>0,所 以函数 在 (e,+ ∞)上 没 有 零 点,综 上 可 得 函 数 在 (0,+∞)只有一个零点,所以 B不正确;由函数f(x) 在(e,+∞)上 单 调 递 减,可 得f(3)>f(π),由 于 f(2)=ln 22 = ln2 4 ,f(π)=lnππ = lnπ 2π , 则f(π)-f(2)=lnπ2π- ln2 4 = lnπ2 4π - ln2π 4π , 因为π2>2π,所 以 f(π)-f(2)>0,即 f(π)> f(2),所以f(2)<f(π)<f(3),所以 C 正确;由 f(x)<k-1x2 在(0,+∞)上恒成立,即k>f(x)+1x2 = lnx+1 x2 在(0,+∞)上恒成立, 设g(x)=lnx+1x2 ,则g′(x)=-2lnx-1x3 , 令g′(x)=0,即-2lnx-1x3 =0,解得x=1 e , 所以当0<x<1 e 时,g′(x)>0,函数g(x)在 0, 1 e æ è ç ö ø ÷ 上 单调递 增;当 x> 1 e 时,g′(x)<0,函 数 g(x)在 1 e ,+∞æ è ç ö ø ÷ 上单调递减,所以当x=1 e 时,函数g(x)取 得最大值,最 大 值 为g 1 e æ è ç ö ø ÷ =e- e2 = e 2 ,所 以k> e 2 ,所以 D正确,故选:ACD.] 14.证明 (1)f(x)的定义域为(0,+∞), f′(x)=x-1x +lnx-1=lnx- 1 x. 因为y=lnx在(0,+∞)上单调递增,y=1x 在(0,+∞) 上单调递减, 所以f′(x)在(0,+∞)上单调递增. 又f′(1)=-1<0,f′(2)=ln2-12= ln4-1 2 >0 ,故存在 唯一x0∈(1,2),使得f′(x0)=0. 又当x<x0 时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 当x>x0 时,f′(x)>0,f(x)单调递增. 所以,f(x)存在唯一的极值点. (2)由(1)知f(x0)<f(1)=-2,又f(e2)=e2-3>0,所以 f(x)=0在(x0,+∞)内存在唯一根x=α. 由α>x0>1,得 1 α<1<x0. 又f 1α( )= 1 α-1( )ln 1 α- 1 α-1= f(α) α =0 , 故1 α 是f(x)=0在(0,x0)内的唯一根. 所以f(x)=0 有 且 仅 有 两 个 实 根,且 两 个 实 根 互 为 倒数. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰07􀅰 数学(BS)􀅰选择性必修第二册

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8 数学探究活动(二) 探究函数性质-【创新教程】2024-2025学年高中数学选择性必修第二册五维课堂课时作业(北师大版2019)
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