内容正文:
第三章 导数及其应用(举一反三综合训练)
(全国通用)
(考试时间:120分钟;满分:150分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.(5分)(2025·甘肃白银·三模)如果质点按规律(距离单位:m,时间单位:s)运动,则质点在2s末的瞬时速度为( )
A.8 m/s B.7m/s C.6 m/s D.5 m/s
【答案】B
【解题思路】利用瞬时变化率的定义即可求得该质点在2s末的瞬时速度.
【解答过程】,
则质点在2s末的瞬时速度为7m/s.
故选:B.
2.(5分)(2025·江苏盐城·三模)若,则( )
A.0 B.2 C.-2 D.-4
【答案】C
【解题思路】根据复合函数导数及极限求解导数的定义即可求解.
【解答过程】因为,所以,
所以,
则.
故选:C.
3.(5分)(2025·陕西·模拟预测)已知函数是上的增函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由题意可得恒成立,进而分,两种情况讨论求解即可.
【解答过程】由,
得,
因为是上的增函数,则恒成立,
即恒成立,
当时,,此时不恒成立,不满足题意;
当时,等价于对恒成立,
则.
故选:C.
4.(5分)(2025·河北·模拟预测)已知函数,则的图象在点处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】根据求导公式求出函数的导数,再将切点的横坐标代入导数中,得到切线的斜率,最后利用点斜式方程求出切线方程.
【解答过程】对求导:.
将代入中,可得切线的斜率.
已知切线过点,斜率为,根据点斜式方程,可得切线方程为.
将其化简为一般式: ,
的图象在点处的切线方程是.
故选:D.
5.(5分)(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知是函数的极值点,则函数的极小值为( )
A. B. C.0 D.
【答案】A
【解题思路】求出函数的导数,利用给定极值点求出,进而求出极小值.
【解答过程】函数的定义域为R,求导得,
由是函数的极值点,得,解得,
函数,,
当或时,;当时,,
所以函数的极小值.
故选:A.
6.(5分)(2025·山东聊城·三模)已知是定义域为的可导函数,设其导函数为.若为偶函数,且,则( )
A.60 B.40 C.20 D.8
【答案】B
【解题思路】根据函数的奇偶性结合求导数,得出函数周期,应用周期计算求解函数值即可.
【解答过程】因为为偶函数,所以,
所以,所以,
所以,且,
所以,,所以,
所以,所以的周期为4,
因为,令,可得,
令,
所以
所以.
故选:B.
7.(5分)(2025·浙江杭州·模拟预测)定义在上的可导函数,满足,且,若,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据题意,结合条件求导可得在上为减函数,由其单调性即可判断、、的大小关系.
【解答过程】由已知可得:,令,
则,
且,
再令,则,
当时,,即函数在上为增函数,
当时,,即函数在上为减函数,
,
在上恒成立,在上为减函数;
,,即.
故选:C.
8.(5分)(2025·甘肃金昌·三模)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】利用同构可得即在上恒成立,设,利用导数求出该函数的最小值后可得参数的取值范围.
【解答过程】由题设有,
当即时,不等式恒成立;
当即时,设,则,
故在上为增函数,而即
因为,故即在上恒成立,
而时,恒成立即恒成立,
故在上恒成立,
设,则,
当时,;当时,,
故在上为减函数,在上为增函数,
故,故,故,
故,
故选:B.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目的要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
9.(6分)(2025·甘肃庆阳·三模)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.当时,曲线在点处的切线方程为
B.当时,曲线在点处的切线方程为
C.当时,曲线上不存在斜率为0的切线
D.当时,曲线在点处的切线斜率为0
【答案】BD
【解题思路】对于选项A,B,当时,,求出导函数,利用导数的几何意义求出点处切线斜率,即可求出切线方程,即可判断;对于选项C,D,当时,,求出导函数,利用导数几何意义求出在点处的切线斜率,即可判断.
【解答过程】对于选项A,B,当时,,,有,
又,故曲线在点处的切线方程为,故选项B正确,A错误;
对于选项C,D,当时,,则,
显然,即曲线在点处的切线斜率为0,故选项C错误,选项D正确.
故选:BD.
10.(6分)(2025·甘肃白银·二模)已知函数,的定义域均为R,其导函数分别是,,且满足.若是奇函数,当时,,则( )
A.是偶函数 B.的图象关于点对称
C.的周期为4 D.
【答案】ABC
【解题思路】根据函数得出对称中心判断A,求导数得出函数是偶函数判断B,应用对称性与周期性判断C,应用周期性求函数值计算求解D.
【解答过程】因为函数,的定义域均为R,,所以,
所以关于对称,的图象关于点对称,
又因为是奇函数,,所以,,
所以是偶函数,所以是偶函数,A选项正确;B选项正确;
是奇函数,关于对称,所以,
所以,所以的周期为4,C选项正确;
,D选项错误;
故选:ABC.
11.(6分)(2025·江苏苏州·三模)已知,则下列说法正确的是( )
A.时,有唯一的零点 B.时,存在极小值
C.时,存在极大值 D.若,则的范围为
【答案】AC
【解题思路】求导后结合零点存在定理判断A;由单调性可判断BC;有单调性举反例当可判断D.
【解答过程】对于A,,
当时,,有唯一零点;
当时,恒成立,函数单调递增,
当时,,当时,,由零点存在定理可得有唯一的零点,
综上时,有唯一的零点,故A正确;
对于B、C,令,可得,
易得函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数存在极大值,故B错误,C正确;
对于D,因为,所以,
由B选项可得当,函数取得极大值,此时,
所以,故D错误.
故选:AC.
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5分)(2025·江苏苏州·三模)若在上不单调,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解题思路】由题意可得存在,使得,求解即可.
【解答过程】由,可得,
所以在上不单调,所以在上有解,
即在有解,即存在,使得,
又因为在上单调递减,所以,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
13.(5分)(2025·上海·模拟预测)已知函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解题思路】由于函数在区间上不单调,等价于函数在区间上存在极值点,对函数求导,对分类讨论,求出极值点,根据极值点在区间内,可得关于的不等式,即可求出结果.
【解答过程】,
当时,在上严格单调递增,不符合题意;
当时,令;.
所以在上严格单调递增,在上严格单调递减,
所以在处取得极大值.
因为函数在区间上存在最大值,
所以.
故答案为:.
14.(5分)(2025·河北秦皇岛·模拟预测)设,若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则 .
【答案】/0.5
【解题思路】首先根据题意求出切线方程,然后对求导,根据斜率值和切点的函数值求出的值.
【解答过程】因为,所以.
所以曲线在点的切线方程为:.
因为,设曲线与该切线的切点为.
所以,所以,即.
又,
所以.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤。
15.(13分)(2025·河北·模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间.
【答案】(1)
(2)递增区间为和,递减区间为和
【解题思路】(1)求出导函数,计算出,,根据导数的几何意义及直线的点斜式方程即可求解;
(2)令即可求出函数的单调递增区间,令即可求出函数的单调递减区间.
【解答过程】(1)由题意知,
则,,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)的定义域为,
由(1)知,
令得或;令得,且,
所以的单调递增区间为和,单调递减区间为和.
16.(15分)(2025·广东惠州·模拟预测)已知函数,.
(1)当时,求函数在点处的切线方程;
(2)若有极大值,且极大值小于0,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)利用导数求得,可求切线方程;
(2)求导,分类讨论求得的单调性,进而可得极大值,再根据极大值小于0,求得的取值范围.
【解答过程】(1)当时,则,,
所以,
所以函数在点处的切线方程为,
即;
(2)函数的定义域为,
又,
当时恒成立,
在上单调递增,无极值.
当时,由,解得,
由,解得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极大值,极大值为.
令,
解得,所以的取值范围为.
17.(15分)(2025·海南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的单调区间与极值点;
(2)已知有两个极值点,证明:.
【答案】(1)单调递增区间为,无减区间,无极值点
(2)过程见解析.
【解题思路】(1)求导,研究导函数的正负性即可判断其单调性;
(2)为的两根,化简得出,令,则,构造函数即可求证.
【解答过程】(1)当时,,则,
令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,故的单调递增区间为,无减区间,无极值点.
(2)因有两个极值点,则为的两根,
即,即,
即,
令,则,,
则,
欲证,只需证,
令,则,
故在上单调递增,则,则成立,
故得证.
18.(17分)(2025·云南玉溪·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)当 时, 在上单调递减;
当 时, 在 是减函数,在 是增函数.
(2).
【解题思路】(1)求得函数的导数,分类讨论,即可求得函数的单调性,得到答案;
(2)由(1)得出的最小值,得出,设,求导,即可求得实数的取值范围.
【解答过程】(1).
,,∴当 时,,∴ 在上单调递减;
当 时,.
令 ,解得:.
由,解得:;由,解得:.
时, 单调递减,单调递增;
综上可知:当 时, 在上单调递减;
当 时, 在 是减函数,在 是增函数.
(2)由(1)知,当 时, 在 是减函数,在 是增函数,
,
∴,
∴(*).
令,则,
∴在上单调递减,
又∵,∴不等式(*)的解集为,即的取值范围是.
19.(17分)(2025·海南·模拟预测)已知函数.
(1)若,判断并证明的单调性;
(2)当时,若函数有两个不同的零点,.
(ⅰ)求m的取值范围;
(ⅱ)证明:.
【答案】(1)在上单调递增;
(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析.
【解题思路】(1)若时,,对其求导得,设,求导得,求其单调性再判断的单调性;
(2)(ⅰ)当时,可化为,令,求导得,求其单调性,找到最小值,根据题意求m的取值范围即可;
(ⅱ)要证明,即证,只需要证,即证,令,根据导函数求其单调性,然后证明即可.
【解答过程】(1)若时,,求导得,
设,求导得,
令,解得,
当时,,则即单调递减;
当时,,则即单调递增;
所以在处取得最小值,
因为,所以,
即在上恒成立,所以在上单调递增.
(2)(ⅰ)当时,可化为,
令,求导得,
令,因为,所以,解得.
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增.
所以的最小值为,
当时,;当时,.
函数有两个不同的零点,,
即与在上有两个不同交点,
所以的取值范围是;
(ⅱ)由(ⅰ)可知,要证明,即证,
因为,且在上单调递增,
所以只需要证,又因为,
所以只需要证,即证,
即证,两边同时除以,得,
化简为,因为,
所以只需证,即证
令,
求导得,
令,
求导得在上恒成立,
所以在上单调递增,
,
即在上恒成立,所以在上单调递减,
所以,
即,故,
即,所以.
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第三章 导数及其应用(举一反三综合训练)
(全国通用)
(考试时间:120分钟;满分:150分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.(5分)(2025·甘肃白银·三模)如果质点按规律(距离单位:m,时间单位:s)运动,则质点在2s末的瞬时速度为( )
A.8 m/s B.7m/s C.6 m/s D.5 m/s
2.(5分)(2025·江苏盐城·三模)若,则( )
A.0 B.2 C.-2 D.-4
3.(5分)(2025·陕西·模拟预测)已知函数是上的增函数,则( )
A. B. C. D.
4.(5分)(2025·河北·模拟预测)已知函数,则的图象在点处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
5.(5分)(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知是函数的极值点,则函数的极小值为( )
A. B. C.0 D.
6.(5分)(2025·山东聊城·三模)已知是定义域为的可导函数,设其导函数为.若为偶函数,且,则( )
A.60 B.40 C.20 D.8
7.(5分)(2025·浙江杭州·模拟预测)定义在上的可导函数,满足,且,若,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
8.(5分)(2025·甘肃金昌·三模)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目的要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
9.(6分)(2025·甘肃庆阳·三模)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.当时,曲线在点处的切线方程为
B.当时,曲线在点处的切线方程为
C.当时,曲线上不存在斜率为0的切线
D.当时,曲线在点处的切线斜率为0
10.(6分)(2025·甘肃白银·二模)已知函数,的定义域均为R,其导函数分别是,,且满足.若是奇函数,当时,,则( )
A.是偶函数 B.的图象关于点对称
C.的周期为4 D.
11.(6分)(2025·江苏苏州·三模)已知,则下列说法正确的是( )
A.时,有唯一的零点 B.时,存在极小值
C.时,存在极大值 D.若,则的范围为
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5分)(2025·江苏苏州·三模)若在上不单调,则实数的取值范围是 .
13.(5分)(2025·上海·模拟预测)已知函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为 .
14.(5分)(2025·河北秦皇岛·模拟预测)设,若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则 .
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤。
15.(13分)(2025·河北·模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间.
16.(15分)(2025·广东惠州·模拟预测)已知函数,.
(1)当时,求函数在点处的切线方程;
(2)若有极大值,且极大值小于0,求的取值范围.
17.(15分)(2025·海南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的单调区间与极值点;
(2)已知有两个极值点,证明:.
18.(17分)(2025·云南玉溪·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当,恒成立,求的取值范围.
19.(17分)(2025·海南·模拟预测)已知函数.
(1)若,判断并证明的单调性;
(2)当时,若函数有两个不同的零点,.
(ⅰ)求m的取值范围;
(ⅱ)证明:.
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