内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语、不等式~第三章 一元函数的导数及其应用
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将白己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的.
1.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解不等式可得,即;
又,因此.
故选:D
2.若,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由于,取,,,无法得到,,故AB错误,
取,则,无法得到,C错误,
由于,则,所以,
故选:D
3.已知,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】不妨设,此时满足,
但不满足,充分性不成立,
两边平方得,由基本不等式得,
当且仅当时,等号成立,
故,解得,必要性成立,
故“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
4.已知集合,若,则可能是( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】D
【详解】由,得,则,或,
由,得,显然选项ABC不满足,D满足.
故选:D
5.中国茶文化博大精深,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关,经验表明,某种绿茶用90℃的水泡制,再等到茶水温度降至60℃时饮用,可以产生极佳口感;在20℃室温下,茶水温度从90℃开始,经过tmin后的温度为,可选择函数来近似地刻画茶水温度随时间变化的规律,则在上述条件下,该种绿茶茶水达到最佳饮用口感时,需要放置的时间最接近的是( )
(参考数据:)
A. B. C.6min D.
【答案】B
【详解】由题可知,函数,
令,则,
两边同时取对可得:,即,
即 .
故选:B.
6.下列函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A选项,的定义域为,并在上单调递增,故A选项错误;
对于B选项,的定义域为,其开口向上,对称轴为,故函数在上单调递减,在上单调递增,故B选项错误;
对于C选项,由,其定义域为,且在上单调递减,故C选项错误;
对于D选项,,其定义域为,且在上单调递增,得其在区间为增函数,故D选项正确.
故选:D
7.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】因为,又,
所以,当且仅当时取等号,即,
又,
所以不能推出,所以是的不充分条件;
又,所以是的必要条件,
所以是的必要不充分条件.
故选:B.
8.已知函数若对于任意的,都有,那么实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若,即,
此时,满足要求;
若,则,
此时,
故恒成立,
其中,故;
若且,即,
此时
,对称轴为,
若,此时在上单调递增,
故只需,即,解得,故;
若,此时在上单调递减,
在上单调递增,
故,令,解得,
与取交集得,
若,此时在上单调递减,
故只需,即,解得,
与取交集得;
综上,实数的取值范围为.
故选:B
9.定义在R上的函数满足:,且,当时,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得,
即关于对称,即,
由可得关于对称,
即,所以,
令,则,代入可得,
即,则,
所以的周期为,
由是定义在R上的函数,且关于对称,
可得,又当时,,
即,所以,
当时,,
且关于对称,则时,,
又关于对称,则时,,
即在一个周期内的值域为,
则的最小值为.
故选:B
【点睛】结论点睛:函数的对称性与周期性:
(1)若,则函数关于中心对称;
(2)若,则函数关于对称;
(3)若,则函数的周期为2a;
(4)若,则函数的周期为2a.
10.设的定义域为,若对任意实数,存在实数,,使得成立,则称满足“性质”,下列函数满足“性质”的有( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】将变形为:,
令,则在上至少有2个不等实数,使得,
所以对任意的,在上不单调时,有满足“性质”,
对于选项A,,当时,,易知在上单调递增,
所以不满足“性质”,故选项A错误
对于选项B,,则,
当时,,当时,,
所以在上不单调,则满足“性质”,故选项B正确,
对于选项C,,
当时,,则,此时在上单调递减,
则不满足“性质”,所以选项C错误,
对于选项D,,当时,,
则,此时在上单调递减,则不满足“性质”,所以选项D错误,
故选:B
第二部分(非选择题 共110分)
2、 填空题:本题共5小题,每小题5分,共25 分.
11.已知函数在区间上是增函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】二次函数的图象开口向上,对称轴为直线,
因为函数在区间上是增函数,则,解得.
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
12.已知,则的最大值为 .
【答案】4
【详解】,
,
当且仅当,
即时等号成立.
故答案为:
13.若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则 .
【答案】2
【详解】设直线与曲线的切点为,与曲线的切点为,
则由,,即,
故答案为:2.
14.设函数.
①当时,的单调递增区间为 ;
②若且,使得成立,则实数a的一个取值范围 .
【答案】
【详解】①当时,可得,函数的图象,如图所示,
可得函数的单调递增区间为.
②由,可函数的图象关于对称,
若且,使得成立,
如图所示,则满足,即实数的取值范围为.
故答案为:;.
15.设,函数,给出下列四个结论:
①当时,的最小值为;
②存在, 使得只有一个零点;
③存在, 使得有三个不同零点;
④,在上是单调递增函数.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】②③
【详解】因为,
当时,则函数在上单调递增,
又函数的对称轴为,
对于①:当时,
当时,所以,即,故①错误;
对于②:当零点位于时,则,解得,
此时,
若,即时在上单调递增,
此时只需,解得或,所以,
若,即时,此时,则在上至少还有个零点,故不符合题意,
所以;
当零点位于,此时在上无零点,则,解得,
此时且,
要使函数只有一个零点,则只需,解得,
又,显然无解,所以此种情况不符合题意;
综上可得当时只有一个零点,故②正确;
对于③:使得有三个不同零点,则必然是在上有一个零点,在上有两个零点,
则,解得,
所以当时有三个不同零点,故③正确;
对于④:若在上是单调递增函数,则,解得,
所以当时在上是单调递增函数,故④错误.
故答案为:②③
【点睛】关键点点睛:第②问关键是分零点所在区间讨论,结合二次函数的性质得到不等式组,求出参数的取值范围,第③问关键是分析得到在上有一个零点,在上有两个零点.
3、 解答题共6小题,共85分。解答应写出文字说明,演算步或证明过程.
16.(13分)已知函数在处取得极大值为9.
(1)求的值;
(2)求函数在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)9.
【详解】(1),
依题意得,
即,解得.
检验,当时,
∴
当时,,单调递增;
当时,,单调递减.
满足题意,所以.
(2)由(1)得,,
令,得;令,得或,
在上的单调递减区间是,单调递增区间为.
,函数在区间上的最大值为9.
17.(13分)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当时,,
而,则切点坐标为,
易得,得到切线斜率为,
故曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)由题意得的定义域为,
且,
而,令,,令,,
即的单调递减区间为,单调递增区间为,
则当时,有最小值,
得到,解得,
,,即的取值范围为.
18.(14分)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值与最小值;
(3)当时,求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)证明见解析
【详解】(1),,,
所以曲线在点处的切线方程为;
(2),
当时,在区间上恒成立,在区间上单调递增,
所以函数的最小值为,最大值为,
当时,,得,
在区间小于0,函数单调递减,
在区间大于0,函数单调递增,
所以函数的最小值为,
,,显然,所以函数的最大值为,
综上可知,当时,函数的最小值为,最大值为,
当时,函数的最小值为,最大值为;
(3)当时,,即证明不等式,
设,,,
设,,,
所以在单调递增,并且,,
所以函数在上存在唯一零点,使,
即,则在区间,,单调递减,
在区间,,单调递增,
所以的最小值为,
由,得,且,
所以,
所以,即.
19.(15分)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)设,求函数的极大值;
(3)若,求函数的零点个数.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【详解】(1)当时,,,
则,
所以曲线在点处的切线方程为,即;
(2),则,
则,
当时,,此时函数无极值;
当时,令,则或,令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以的极大值为;
当时,令,则或,令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
而函数的定义域为,
所以此时函数无极值.
综上所述,当时,函数无极大值;
当时,的极大值为;
(3)令,则,
当时,,
所以时,函数无零点;
当时,由,得,所以,
则时,函数零点的个数即为函数图象交点的个数,
令,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,
又当时,且,当时,,
如图,作出函数的大致图象,
又,由图可知,所以函数的图象只有个交点,
即当时,函数只有个零点;
综上所述,若,函数有个零点.
【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:
(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;
(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;
(3)参变量分离法:由分离变量得出,将问题等价转化为直线与函数的图象的交点问题.
20.(15分)对于函数,若存在m,n,使得,则称与 为“互补函数”,且,为“互补数”.已知函数和.若函数与为“互补函数”,且,为“互补数”.
(1)是否存在,,满足,若存在,求出,的值,若不存在,请说明理由;
(2)若,,求的最小值.
【答案】(1)存在,
(2)
【详解】(1)因为函数与为“互补函数”,
则.
化简得,(*),
因为,对两边取对数得,.
将代入(*)式得,.
(2)因为 .
设,.
则,①
,②
①②得,,
①②得,,
令,.
,.
对上面两个式子消元得,,,
设,
则,
令,
则,
所以在区间上单调递减,,
所以在区间上单调递增,
所以,
即的最小值.
21.(15分)设,若非空集合同时满足以下4个条件,则称是“无和划分”:
①;
②;
③,且中的最小元素大于中的最小元素;
④,必有.
(1)若,判断是否是“无和划分”,并说明理由.
(2)已知是“无和划分”().
①证明:对于任意,都有;
②若存在,使得,记,证明:中的所有奇数都属于.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)①证明见解析;②证明见解析
【详解】(1)解:不是.
理由如下:取,则,说明不是“无和划分”.
(2)解:①假设存在,使得,
记的最小值为,则;
设B中最小的元素为,则,所以,
所以,(否则与矛盾),
(否则与 矛盾),所以 ,
因为 ,所以 不同属于,
所以 这与矛盾,所以假设不成立.
②因为是“无和划分”, 且存在, 使得 记i的最小值为,
所以 ,
由①知 ,
因为, 所以 ,所以,
设中最小的元素为, 若,则,所以 ,
所以 (否则与 矛盾),
所以 (否则 与 矛盾),
所以 ,又因为 和 不同属于C,所以 ,
这与 矛盾, 所以,即,
所以,所以,所以,
所以(否则与 矛盾),所以 ,
若,则与 和 矛盾,
所以所以, (否则与 矛盾),
(否则与 矛盾),所以 ,
以此类推,对于任意奇数 都有 ,
所以为偶数(否则, 与2∈B和 矛盾),
所以 均为奇数.
因为 ,所以 (否则与 矛盾),所以 ,
所以 ,所以 (否则与 矛盾),所以 ,
以此类推,对于任意大于,小于或等于的奇数都属于集合,
综上所述,中的所有奇数都属于集合.
【点睛】知识方法点拨:与新定义有关的问题的求解策略:
1、通过给出一个新的定义,或约定一种新的运算,或给出几个新模型来创设新问题的情景,要求在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实心信息的迁移,达到灵活解题的目的;
2、遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、运算、验证,使得问题得以解决.
方法点拨:与数列有关的问题的求解策略:
3、若新定义与数列有关,可得利用数列的递推关系式,结合数列的相关知识进行求解,多通过构造的分法转化为等差、等比数列问题求解,求解过程灵活运用数列的性质,准确应用相关的数列知识.
4、若新定义与集合的运算有关,要熟记集合的性质以及集合的运算法则,必要时可利用集合的韦恩图,更加直观的求解.
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第一章 集合与常用逻辑用语、不等式~第三章 一元函数的导数及其应用
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将白己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的.
1.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2.若,且,则( )
A. B.
C. D.
3.已知,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.已知集合,若,则可能是( )
A. B.1 C.2 D.3
5.中国茶文化博大精深,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关,经验表明,某种绿茶用90℃的水泡制,再等到茶水温度降至60℃时饮用,可以产生极佳口感;在20℃室温下,茶水温度从90℃开始,经过tmin后的温度为,可选择函数来近似地刻画茶水温度随时间变化的规律,则在上述条件下,该种绿茶茶水达到最佳饮用口感时,需要放置的时间最接近的是( )
(参考数据:)
A. B. C.6min D.
6.下列函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
7.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
8.已知函数若对于任意的,都有,那么实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.定义在R上的函数满足:,且,当时,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
10.设的定义域为,若对任意实数,存在实数,,使得成立,则称满足“性质”,下列函数满足“性质”的有( )
A. B.
C. D.
第二部分(非选择题 共110分)
2、 填空题:本题共5小题,每小题5分,共25 分.
11.已知函数在区间上是增函数,则实数的取值范围是 .
12.已知,则的最大值为 .
13.若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则 .
14.设函数.
①当时,的单调递增区间为 ;
②若且,使得成立,则实数a的一个取值范围 .
15.设,函数,给出下列四个结论:
①当时,的最小值为;
②存在, 使得只有一个零点;
③存在, 使得有三个不同零点;
④,在上是单调递增函数.
其中所有正确结论的序号是 .
3、 解答题共6小题,共85分。解答应写出文字说明,演算步或证明过程.
16.(13分)已知函数在处取得极大值为9.
(1)求的值;
(2)求函数在区间上的最大值.
17.(13分)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若恒成立,求的取值范围.
18.(14分)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值与最小值;
(3)当时,求证:.
19.(15分)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)设,求函数的极大值;
(3)若,求函数的零点个数.
20.(15分)对于函数,若存在m,n,使得,则称与 为“互补函数”,且,为“互补数”.已知函数和.若函数与为“互补函数”,且,为“互补数”.
(1)是否存在,,满足,若存在,求出,的值,若不存在,请说明理由;
(2)若,,求的最小值.
21.(15分)设,若非空集合同时满足以下4个条件,则称是“无和划分”:
①;
②;
③,且中的最小元素大于中的最小元素;
④,必有.
(1)若,判断是否是“无和划分”,并说明理由.
(2)已知是“无和划分”().
①证明:对于任意,都有;
②若存在,使得,记,证明:中的所有奇数都属于.
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