内容正文:
新蔡县第一高级中学2024-2025学年高二下学期5月份月考数学试题
一、单选题
1. 如图是函数及其导函数在同一坐标系中的图象,则图象正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据原函数的增减性及其导函数的正负之间的关系,对选项逐一判断即可得出结果.
【详解】对于A,若递减的曲线为函数图象,则其导函数的图象应恒为负值,且从左往右是呈现先增后减的趋势,导函数图象不符合题意;
若递减的曲线为导函数图象,则函数的图象应呈现先增后减的趋势,此时原函数图象不符合题意,可得A错误;
对于B,若先增后减的曲线为函数图象,则其导函数的图象应呈现先为正后为负的趋势,导函数图象不符合题意;
若先增后减的曲线为导函数图象,则函数的图象应呈现先增后减的趋势,此时原函数图象不符合题意,可得B错误;
对于C,过原点的曲线为导函数的图象时,另一条曲线符合的图象,即C正确;
对于D,若先减后增图像为导函数的图象时,则另一条曲线应呈现先增后减再增的趋势,显然的图象不符合;
若先减后增为原函数的图象时,则另一条曲线应呈现先为正后为负的变化规律,显然的图象不符合,即D错误.
故选:C
2. 已知函数在区间上单调递减,则实数的最大值是( )
A. 1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意得到在时恒成立,再利用分离参数法即可求得实数a的取值范围.
【详解】因为函数在区间上单调递减,
所以当时,,
所以在时恒成立,
即,
记,由,则,
故在上单调递增,故,
故,所以实数的最大值是.
故选:C
3. 曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数的四则运算与复合运算求得导函数,从而可得切线斜率,确定切点纵坐标,结合直线方程即可得所求;
【详解】由得,
则斜率,又,
所以曲线在处的切线方程为,即.
故选:C
4. 已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求导,结合题意得出,即可求得实数的取值范围.
【详解】对函数求导得,
因为函数在上无极值,则,解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
5. 已知定义在上的奇函数满足,当时,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】依题可设,,由其导数可知在上为增函数,又由可得则,分析可得的符号,进而分析在上的符号规律,结合函数的奇偶性即可解出.
【详解】设,,则其导数,
而当时,所以,即在上为减函数,
又由,为定义在上的奇函数,则,
则,
所以区间上,,在区间上,,
则在区间上,,在区间上,,
又由是定义在上的奇函数,则,
且在区间上,,在区间上,,
综合可得:不等式的解集为.
故选:B.
6. 已知函数在处取得极大值,则实数的取值为( )
A. 或1 B. 2或 C. D. 1
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,求得,由是函数上的极值,得到,求得或,分类讨论,结合函数的单调性和极值点的概念,进行判断,即可求解.
【详解】由函数,可得,
因为是函数的极值点,可得,
即,解得或,
当时,,
令,解得或;令,解得,
所以在区间上单调递增,在区间单调递减,
此时,在处函数取得极小值,不符合题意,舍去;
当时,,
令,解得;令,解得或,
所以在区间上单调递减,在区间单调递增,
此时,在处函数取得极大值,符合题意,
综上可得,实数的值为.
故选:C.
7. 若函数有三个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】构造函数,利用导数研究其图象性质,再将问题转化交点有3个,列式即可得解.
【详解】令,得,即,
记,求导得,
因为当时,,函数在单调递减,
当时,,所以在上单调递增,
且当时,且,当时,且,
则函数的大致图象如图,
交点有3个,所以,
所以的取值范围为.
故选:A.
8. 已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】通过导函数判断其单调性,再利用单调性解不等式即可.
【详解】因为,所以,
所以函数在R上单调递增,
所以,等价于,解得,
故实数的取值范围是.
故选:A
二、多选题
9. 我们常用以下方法求形如的函数的导数:先两边同取自然对数得:,再两边同时求导得,即,运用此方法可求得函数在下列哪些区间单调递增( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】由题意可计算得到函数的导数,令导数大于0即可得到函数的单调递增区间,从而结合选项得到结果.
【详解】由题意得,两边同时求导得,
即,令,即,解得:,
即函数的单调递增区间为.
故选:BD.
10. 对于三次函数,给出定义:是函数的导数,是函数的导数,若方程有实数解,则称为函数的“拐点”.某同学经探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.若函数,则下列说法正确的是( )
A. 的极大值为
B. 有且仅有2个零点
C. 点是曲线的对称中心
D.
【答案】AD
【解析】
【分析】对于A,求出导函数,由极大值的定义即可判断;对于B,求出极大值和极小值,分析函数在无穷远处的性态,由此可判断零点个数;对于C,由题设条件求出二阶导数的零点即可判断正误;对于D,由C可知是函数的对称中心,故,利用倒序相加法即可算出答案判断正误.
【详解】由题意得,,
令,解得或;令,解得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,在单调递增,
所以当时,取得极大值,极大值为,故A正确;
当时,取得极小值,极小值为,
且当时,当时,,
极大值,极小值,所以函数有3个零点,故B错误;
由,得,令,得,
又,
所以点是曲线的对称中心,故C错误;
因为是函数的对称中心,所以,
令,
得
所以,
所以,即,故D正确.
故选:AD.
11. 对于函数,下列说法正确的是( )
A. 在处取得极大值 B. 有两个不同的零点
C. D. 若在上恒成立,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,利用导数求得极值即可判断;对于B,画出函数的图象即可判断;对于C,利用反证法,可判断;对于D,由题意可得,令,利用导数求得的最小值,可得的范围,即可判断.
【详解】对于A,由题知,,,
则当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以在处取得极大值,且为,故A正确;
对于B,因为,,且当时,,
且时,,
所以可得草图如下,
有1个零点,则B错误;
对于C,假设,则,
所以,则,
又时,,单调递减,,
所以成立,故C正确;
对于D,若在上恒成立,
则,令,则,
令,则,
故在上单调递增,又,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故,故,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12. 已知为常数,函数有两个极值点,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意得到有两根,转换成函数与函数的图象有两个交点,进而可求解.
【详解】,函数有两个极值点,则有两个零点,
即函数与函数的图象有两个交点,
当两函数图象相切时,设切点为,对函数求导,
则有解得
所以要使函数图象有两个交点,则即.
故答案为:
13. 若函数恰有三个单调区间,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】将问题转化为存在两个不同的零点,利用即可.
【详解】函数定义域为R,
因函数恰有三个单调区间,则函数有两个极值点,
即在上存在两个不同的零点,
则判别式,解得或,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
14. 若曲线与曲线有三条公切线,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用导数几何意义,分别设出两条曲线的切线方程,将问题转化为一条直线与一条曲线交点个数问题,即可求出的取值范围.
【详解】设公切线为是与的切点,由,得,
设是与的切点,由,得,
所以的方程为,因为,整理得,
同理,因为,整理得,
依题意两条直线重合,可得,
消去,得,
由题意此方程有三个不等实根,设,
即直线与曲线有三个不同的交点,
因为,令,则,
当或时,;当时,,
所以有极小值为,有极大值为,
因为,,,所以,
当趋近于时,趋近于0;当趋近于时,趋近于,
故的图象简单表示为下图:
所以当,即时,直线与曲线有三个交点,
故答案为:
四、解答题
15. 已知函数.
(1)若,求函数的最小值;
(2)若函数的单调递增区间为,求实数的值.
【答案】(1)0; (2).
【解析】
【分析】(1)根据题意将代入函数解析式,通过求导分析函数单调性,从而求出最小值;
(2)利用导函数,分类讨论和时函数的单调性,从而求出实数的值.
【小问1详解】
由题意,函数的定义域为,
当时,,则,由得,
由得;由得.
所以单调递减区间为,单调递增区间为.
所以函数的最小值为.
【小问2详解】
由题意,,
①当时,在上恒成立,在上单调递增,不合题意;
②当时,由即得,
的单调递增区间为 , 由已知得,
所以.
16. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若,且函数的极大值和极小值之和为18,求在区间上的最大值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)求导,对进行讨论即可求解,
(2)根据函数的单调性可得极值,即可求解,计算极值以及端点处的函数值,比较即可作答.
【小问1详解】
由题意得,
当时,此时恒成立,故在上单调递增,
当时,令,解得或,
令,得,
故在和单调递增,在单调递减,
综上可得时,的单调递增区间为,
当时,的递增区间为,,递减区间为
【小问2详解】
由(1)知,时,函数才有极值,
,
,
因此,解得,
因此,
,,
,
因此.
17. 已知函数,.
(1)证明:方程有唯一解;
(2)若恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数有两个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用导数研究函数的单调性,结合特殊点函数值即可证明.
(2)将问题转化为恒成立,参变分离,记,利用导数求出的最大值,即可求解.
(3)将函数有两个零点转化为有两个解,进而与函数有两个交点,利用导数研究函数的单调性,求其最值,作出图象数形结合即可求得参数范围.
【小问1详解】
由得,
因为,所以,所以在上单调递减,
又,所以函数只有一个零点,
即方程有唯一解,且为1;
【小问2详解】
,
则恒成立等价于恒成立,所以在上恒成立,
记,则,,
当时,,则在上单调递减;
当时,,则在上单调递增,
所以,故得,
即实数的取值范围为;
【小问3详解】
若有两个零点,等价于有两个解,
也等价于直线与函数有两个交点.
则,记,,
由反比例函数和对数函数的单调性易知在上单调递减,又,
所以当时,,,则在上单调递减;
当时,,,则在上单调递增,
当时,,当时,,则,
作出函数的图象如下:
由图可知:直线与函数有两个交点等价于,
故实数的取值范围为.
18. 已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2),若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,即可求解;
(2)根据导数的几何意义,直线的点斜式方程,建立方程,即可求解.
【小问1详解】
因为,所以,
所以,
所以所求切线方程为;
【小问2详解】
因为,所以,
设过原点的切线切于点,
则切线方程为:,又其过原点,
所以,所以,
所以切线l的方程为,即为.
19. 定义在区间上的函数满足:若对任意,且,都有,则称是上的“好函数”.
(1)若是上的“好函数”,求的取值范围.
(2)(i)证明:是上的“好函数”.
(ii)设,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用给定定义得到,再结合求解参数范围即可.
(2)(i)利用给定定义结合换元法并构造函数,利用导数判断其单调性,进而得到,最后再证明结论即可.
(ii)利用已知得到,再利用裂项相消法证明结论即可.
【小问1详解】
由题可知任意,
且,,即,解得,
因为,所以解得,即的取值范围为.
【小问2详解】
(i)设,
则.
令,且,
则,则在上单调递增,
得到,即,
故是上的“好函数”.
(ii)由(i)可知,当时,,
令,则,
即,
故,
化简可得.
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新蔡县第一高级中学2024-2025学年高二下学期5月份月考数学试题
一、单选题
1. 如图是函数及其导函数在同一坐标系中的图象,则图象正确的为( )
A. B.
C. D.
2. 已知函数在区间上单调递减,则实数的最大值是( )
A. 1 B. C. D.
3. 曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
4. 已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5. 已知定义在上的奇函数满足,当时,,则的解集为( )
A. B. C. D.
6. 已知函数在处取得极大值,则实数的取值为( )
A. 或1 B. 2或 C. D. 1
7. 若函数有三个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9. 我们常用以下方法求形如的函数的导数:先两边同取自然对数得:,再两边同时求导得,即,运用此方法可求得函数在下列哪些区间单调递增( )
A. B. C. D.
10. 对于三次函数,给出定义:是函数的导数,是函数的导数,若方程有实数解,则称为函数的“拐点”.某同学经探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.若函数,则下列说法正确的是( )
A. 的极大值为
B. 有且仅有2个零点
C. 点是曲线的对称中心
D.
11. 对于函数,下列说法正确的是( )
A. 在处取得极大值 B. 有两个不同的零点
C. D. 若在上恒成立,则
三、填空题
12. 已知为常数,函数有两个极值点,则实数的取值范围为__________.
13. 若函数恰有三个单调区间,则实数的取值范围为__________.
14. 若曲线与曲线有三条公切线,则的取值范围是__________.
四、解答题
15. 已知函数.
(1)若,求函数的最小值;
(2)若函数的单调递增区间为,求实数的值.
16. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若,且函数的极大值和极小值之和为18,求在区间上的最大值.
17. 已知函数,.
(1)证明:方程有唯一解;
(2)若恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数有两个零点,求实数的取值范围.
18. 已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2),若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
19. 定义在区间上的函数满足:若对任意,且,都有,则称是上的“好函数”.
(1)若是上的“好函数”,求的取值范围.
(2)(i)证明:是上的“好函数”.
(ii)设,证明:.
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