内容正文:
钱清中学2025学年第二学期数学学科3月练习卷
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设是可导函数,且,则( )
A. 2 B. C. -1 D. -2
【答案】B
【解析】
【详解】
,即 .
2. 已知函数,导函数为,那么等于( )
A. B. C. D. 1
【答案】C
【解析】
【分析】先对函数求导,再将代入,即可得出结果.
【详解】因为,则,
所以.
故选:C.
【点睛】本题主要求在某点处的导函数值,熟记导数计算公式即可,属于基础题型.
3. 直线是曲线的一条切线,则实数b=( )
A. -1或1 B. -1或3 C. -1 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】利用导数求得切点坐标,进而求得的值.
【详解】令,解得,故切点为或,
而,所以或.
故选:B
4. 如图是函数的导函数的图象,则下面判断正确的是( )
A. 在上是增函数
B. 在上是减函数
C. 在上的最大值是
D. 当时,取得极小值
【答案】D
【解析】
【分析】根据导函数图象,判断导数值的符号从而可得函数的单调性,进而可得结果.
【详解】解:根据导函数图象可知,
在上先单调递减后单调递增,故错误;
在上,单调递增,故错误;
函数在上先单调递减,再单调递增,最后在上单调递减,故无法确定函数在上的最大值,故C错误;
在时单调递减,在时单调递增,在 时,取极小值,故对,
故选:.
5. 已知函数,则( )
A. 0 B. 1 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】对函数两边同时求导,再由赋值法代入计算可得结果.
【详解】由可得,
令可得,解得.
故选:C
6. 已知函数在处有极小值,则的值为( )
A. 1 B. 3 C. 1或3 D. 或3
【答案】A
【解析】
【分析】由在处有极小值可知,解出的值,并根据单调性验证.
【详解】因为,
所以,
因为函数在处有极小值,
所以,解得或,
当时,,
当时,或,当时,,
在处取到极小值,符合题意;
当时,,
当时,或,当时,,
在处取到极大值,不符合题意;
综上:的值为1.
故选:A.
7. 设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A. 有极大值 B. 有极小值
C. 有极大值 D. 有极小值
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,当时,,而,则;
当时,,而,则;
当时,,而,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
则有极大值,无极小值.
8. 已知函数的定义域为R,且,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设g(x)=,根据已知条件可得函数在定义域上单调递减,从而将不等式转化为的解集,从而可得出答案.
【详解】解:设=,
则=,
∵,∴,
∴,∴y=g(x)在定义域上单调递减,
∵
∴=,
又=,
∴,
∴,
∴的解集为.
故选:A.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】根据导数的运算法则对选项逐一判断即可.
【详解】A选项,,故A选项正确;
B选项,,故B选项错误;
C选项,,故C选项正确;
D选项,,故D选项错误;
故选:AC
10. 函数的一个单调递减区间是( )
A. (e,+∞) B. C. (0,) D. (,1)
【答案】AD
【解析】
【分析】利用导数求得的一个单调递减区间.
【详解】的定义域为,
,
所以在区间上,递减,
所以AD选项符合题意.
故选:AD
11. 已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 若为的极小值点,则的取值范围为
B. 存在,使得在上有且仅有一个零点
C. 当时,过点存在两条直线与曲线相切
D. 存在,使得
【答案】ABD
【解析】
【分析】选项A:根据极值点情况,分析的根的情况,得出的范围;选项B:对正负分类讨论的单调性,根据零点情况,即可得出的解;选项C:求导,设出切点,得到切线方程,把点代入切线方程得关于的方程,根据方程根的个数可判断C;选项D:转化为关于的一次函数的零点情况,即可判断D.
【详解】,令,解得,,
选项A:为的极小值点,,,故A正确;
选项B:,
当时,时,,则在上单调递增,此时在上没有零点;
当时,当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,
当时,在上取得极小值,也是最小值,
即,
在上有且仅有一个零点,,解得,故B正确;
选项C:当时,,设切点,
则切线斜率,切线方程为,
切线过点,代入切线方程即,即,解得,
有且仅有一条直线与曲线相切,故C错误;
选项D:设,,
则,
设,由于,故为单调递增的一次函数,
存在使得符合题意,故D正确;
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数在处取得极小值,则a=__________.
【答案】2
【解析】
【分析】对函数求导,根据极值点得到或,讨论的不同取值,利用导数的方法判定函数单调性,验证极值点,即可得解.
【详解】由可得,
因为函数在处取得极小值,
所以,解得或,
若,则,
当时,,则单调递增;当时,,则单调递减;
当时,,则单调递增;所以函数在处取得极小值,符合题意;
当时,,
当时,,则单调递增;当时,,则单调递减;
当时,,则单调递增;所以函数在处取得极大值,不符合题意;
综上:.
故答案为:2.
【点睛】思路点睛:
已知函数极值点求参数时,一般需要先对函数求导,根据极值点求出参数,再验证所求参数是否符合题意即可.
13. 如图,将一边长为的正方形铁皮四角各截去一个大小相同的小正方形,然后沿虚线折起,得到一个无盖长方体容器,若要求所得容器的容积最大,则截去的小正方形边长为___________.
【答案】1
【解析】
【分析】根据题意先设小正方形边长为x,计算出容器体积的函数解析式,再利用导数研究此函数的单调性,进而求得此函数的最大值即可.
【详解】设剪去小正方形的边长为x,则容器的容积为:,.
令,则 (舍去),.
当时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减,
所以当时铁盒的容积最大,故截去的小正方形边长为1m.
故答案为:1.
14. 不等式对任意的恒成立,则的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】通过分离参数,构造函数,求导,确定最值即可求解.
【详解】由不等式 对任意 恒成立,
因为,变形得:恒成立,
构造函数,
求导得: ,
令 ,得 ,即 ,
当 时,,单调递增;
当 时,,单调递减,
在 处取最大值:,
因此 ,即的取值范围是 .
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 证明不等式.
【答案】证明见解析
【解析】
【分析】构造函数,通过求导得到有最小值,所以,所以.
【详解】由题意知,
令,所以,
所以当时,;当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,所以有最小值,
故有,即成立.
16. 已知函数.
(1)求函数在上的最大值和最小值.
(2)过点作曲线的切线,求此切线的方程.
【答案】(1)的最小值是,的最大值是;(2)或
【解析】
【分析】(1)利用导数,通过导数的符号判断原函数的单调性,然后根据单调性进行求最值,可得结果.
(2)假设切点,根据曲线在某点处导数的几何意义,可得切线的斜率,然后利用点斜式求出切线方程,最后代点求值,可得结果.
【详解】(1),
,
令,解得:或,
令,解得:,
故在递增,在递减,
而,,,
的最小值是,的最大值是;
(2),
设切点坐标为,
则切线方程为,
∵切线过点,
∴,
化简得,
∴或.
∴切线的方程:或.
【点睛】本题考查利用导数求函数在区间的最值,以及过某点曲线的切线方程,理解曲线在某点处导数的几何意义,属基础题.
17. 已知函数f(x)=+bx+c,
(1)若f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,求b的取值范围;
(2)若f(x)在x=1处取得极值,且x∈[-1,2]时,f(x)<c2恒成立,求c的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】分析:(1)求出的导函数,进而根据在上是增函数,则恒成立,构造关于b的不等式,解不等式即可得到答案;
(2)当在时取得极值时,则是方程的一个根,从而可以求出方程的另一个根,进而分析出区间的单调性,进而确定出函数在区间的最大值,进而构造关于c的不等式,从而求得答案.
详解:(1)由f(x)=+bx+c得,f'(x)=3x2-x+b.
∵f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,
∴Δ=1-12b≤0,解得b≥
故b的取值范围
(2)∵f(x)x=1
∴f'(1)=2+b=0,
∴b=-2.
f(x)=x-2x+c,f'(x)=3x2-x-2.
f'(x)=0,x=x=1.
x<f'(x)>0,,f'(x)<0,当x>1时,f'(x)>0,故f(x)在x=x∈[-1,2]时,f(-1f(2)=2+c.此时,f(x)max=f(2)=2+c.
由题意得,2+c<c2,解得c>2或c<-1.
故c的取值范围为(-∞,-1)∪(2,+∞).
点睛:本题考查的知识点是利用导数研究函数的单调性,函数恒成立问题,函数在某点取得极值的条件,利用导数研究函数的极值,是函数与导数问题比较综合的应用,其中(1)的关键是构造关于b的不等式,而(2)的关键是问题转化为关于c的不等式恒成立问题.
18. 已知是函数的一个极值点.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)求函数的单调区间;
(Ⅲ)若直线与函数的图象有3个交点,求的取值范围.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)的取值范围为
【解析】
【详解】试题分析:(1)先求导,再由是函数的一个极值点即求解;(2)由(2)确定,再由和求得单调区间;(3)由(2)知,在内单调增加,在内单调减少,在上单调增加,且当或时,,可得的极大值为,极小值为,再由直线与函数的图象有个交点则须有求解.
试题解析:(1)因为,
所以,因此
(2)由(1)知,
,
.
当时,,
当时,,
所以的单调增区间是,
的单调减区间是
(3)由(2)知,在内单调增加,在内单调减少,在上单调增加,且当或时,
所以的极大值为,极小值为,
当时,
所以在在三个单调区间直线有的图象各有一个交点,当且仅当,
因此,的取值范围为
考点:(1)函数在某点取得极值的条件;(2)利用导数研究函数的单调性.
19. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若无零点,且有两个不同的极值点,.
(ⅰ)求a的取值范围;
(ⅱ)求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)先求的导数,进而结合二次不等式的性质对分类讨论可得结果;
(2)(ⅰ)令,即,结合直线与无交点,并利用(1)的结果得到的取值范围;
(ⅱ)由(1)中方程有,,化简可得,利用导数讨论单调性可得结果.
【小问1详解】
由题意可得,
令,则.判别式.
①当,即时,恒成立,
即恒成立,在R上单调递增;
②当,即时,方程有2个实根,
且由求根公式可知该方程的解为,
由二次函数单调性知在区间和上单调递增,
在区间上单调递减.
综上,时,在R上单调递增;
时,在区间和上单调递增,
在区间上单调递减.
【小问2详解】
(ⅰ)令,即,
由于无零点,则直线与无交点,则;
又有两个不同的极值点,,由(1)知时满足题意,故a的取值范围为.
(ⅱ)由(1)中方程有,.
不妨设,.
则
,
设函数,,
且在上恒成立,故单调递增,
且,.
故的取值范围为.
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钱清中学2025学年第二学期数学学科3月练习卷
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设是可导函数,且,则( )
A. 2 B. C. -1 D. -2
2. 已知函数,导函数为,那么等于( )
A. B. C. D. 1
3. 直线是曲线的一条切线,则实数b=( )
A. -1或1 B. -1或3 C. -1 D. 3
4. 如图是函数的导函数的图象,则下面判断正确的是( )
A. 在上是增函数
B. 在上是减函数
C. 在上的最大值是
D. 当时,取得极小值
5. 已知函数,则( )
A. 0 B. 1 C. D.
6. 已知函数在处有极小值,则的值为( )
A. 1 B. 3 C. 1或3 D. 或3
7. 设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A. 有极大值 B. 有极小值
C. 有极大值 D. 有极小值
8. 已知函数的定义域为R,且,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 函数的一个单调递减区间是( )
A. (e,+∞) B. C. (0,) D. (,1)
11. 已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 若为的极小值点,则的取值范围为
B. 存在,使得在上有且仅有一个零点
C. 当时,过点存在两条直线与曲线相切
D. 存在,使得
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数在处取得极小值,则a=__________.
13. 如图,将一边长为的正方形铁皮四角各截去一个大小相同的小正方形,然后沿虚线折起,得到一个无盖长方体容器,若要求所得容器的容积最大,则截去的小正方形边长为___________.
14. 不等式对任意的恒成立,则的取值范围为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 证明不等式.
16. 已知函数.
(1)求函数在上的最大值和最小值.
(2)过点作曲线的切线,求此切线的方程.
17. 已知函数f(x)=+bx+c,
(1)若f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,求b的取值范围;
(2)若f(x)在x=1处取得极值,且x∈[-1,2]时,f(x)<c2恒成立,求c的取值范围.
18. 已知是函数的一个极值点.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)求函数的单调区间;
(Ⅲ)若直线与函数的图象有3个交点,求的取值范围.
19. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若无零点,且有两个不同的极值点,.
(ⅰ)求a的取值范围;
(ⅱ)求的取值范围.
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