内容正文:
2024级高二下期第一学月学情检测
数学
满分150分考试时间:120分钟
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,只有一项符合题目要求.
1. 音乐播放器里有15首中文歌曲和5首英文歌曲,任选1首歌曲进行播放,则不同的选法共有( )
A. 30种 B. 75种 C. 10种 D. 20种
【答案】D
【解析】
【分析】由简单计数原理求不同选法数.
【详解】在15首中文歌曲和5首英文歌曲,共20首歌中任选一首播放,不同的选法共有种.
故选:D
2. 函数在处的导数为( )
A. B. 4-sin2 C. D. 4-cos2
【答案】B
【解析】
【详解】因为,所以,
代入得:.
3. 如图所示为的图象,则函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数与单调性关系确定.
【详解】由导函数图象,知或时,,∴的减区间是,.
故选:C.
【点睛】本题考查导函数与单调性的关系,一般由确定增区间,由确定减区间.
4. 函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求导,得到函数的单调性,从而得到函数的最值,得到值域.
【详解】由题意得,
当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值,也是最小值,故,
因为,所以.
故所求的值域为.
故选:A
5. 若,则( )
A. 2 B. C. 10 D.
【答案】A
【解析】
【详解】由求导得:,
则,解得,即,
所以.
故选:A
6. 若函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意得在上恒成立,再次转化为在上恒成立,从而可求出的取值范围.
【详解】由,得,
因为函数在上单调递增,
所以在上恒成立,
即在上恒成立,所以,
即的取值范围为.
故选:C
7. 若函数在处有极小值,则实数的值为( )
A. B. C. 或 D.
【答案】A
【解析】
【分析】借助极值点定义可得,即可得或,再分类进行讨论排除极大值情况即可得.
【详解】,
,解得:或;
当时,,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
在处取得极小值,符合题意;
当时,,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
在处取得极大值,不合题意;
综上所述:.
故选:A.
8. 奇函数和偶函数的定义域均为,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据导数不等式等条件构造函数,利用题设条件判断该函数的单调性,再结合,运用数形结合思想即可求解.
【详解】令,当时,,则在上单调递增,
又因分别是定义在上的奇函数和偶函数,
则由可知函数为奇函数,故在上单调递增,
又因,则,
则由和的单调性可得或.
故不等式的解集是,A正确.
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. 下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】首先构造函数利用导数求出最值,即可判断A,B正确,利用特殊值即可判断C,D错误.
【详解】对选项A,设,,
当时,,为减函数,
当时,,为增函数,
所以,即,故A正确.
对选项B,设,,
当时,,为增函数,
当时,,为减函数,
所以,即,故B正确.
对选项C,当时,,此时,故C错误.
对选项D,当时,,故D错误.
故选:AB
10. 若,则下列选项错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于AB,,,利用导数判断函数在上的单调性,即可判断AB;
对于CD,令函数,,利用导数判断函数在上的单调性,即可判断CD.
【详解】解:令,,
,因为函数在递增,
故函数在递增,而(1),
时,,则存在,使得,
当时,,当时,,
所以函数在上在递减,在上递增,
所以无法比较的大小,即无法比较与的大小,
故A、B错误;
令函数,,
则,
故在递减,
若,
则,所以,
即,
故C正确,D错误.
故选:ABD.
11. 设函数,若恒成立,则满足条件的正整数可以是( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】CD
【解析】
【分析】根据题意可得,利用导数结合分类讨论解决恒成立问题.
【详解】若恒成立,则恒成立,
构建,则,
∵,故,则有:
当,即时,则在时恒成立,
故在上单调递增,则,
即符合题意,故满足条件的正整数为1;
当,即时,令,则,
故在上单调递减,在上单调递增,则,
构建,则当时恒成立,
故在上单调递减,则,
∵,
故满足的整数;
综上所述:符合条件的整数为1或2,C、D正确
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 有不同的红球5个,不同的白球4个.从中任意取出两个不同颜色的球,则不同的取法有___________种.
【答案】20
【解析】
【详解】第一步,从5个不同的红球中取一个,有5种取法;
第二步,从4个不同的白球中取一个,有4种取法,
根据分步乘法计数原理,不同的取法总数为:种.
13. 已知函数 , 则不等式的解集是___________.
【答案】
【解析】
【分析】由题可得函数为奇函数,利用导数可得的单调性进而即得.
【详解】因为,定义域为R,
故为奇函数,又,
所以为增函数,
由,可得,
则,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
14. 用半径为的圆形铁皮剪出一个圆心角为的扇形,制成一个圆锥形容器.当该容器的容积最大时,扇形的圆心角__________.
【答案】
【解析】
【分析】设圆锥底面半径为,高为 ,那么,再根据,代入得到 ,利用导数求得函数的最大值,以及和,而圆心角.
【详解】设圆锥的底面半径为,高为,体积为,则,
因此,
则,令 ,解得,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以当时容积最大,
把代入,得
由,得,
即圆心角为时容积最大.
故答案为:
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答题应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程﹔
(2)求的单调区间和极值.
【答案】(1);(2)单调增区间为,单调减区间为,极大值为,极小值为.
【解析】
【分析】(1)由导函数,求出切线斜率,由点斜式得切线方程,整理即得;
(2)由导函数可得得的解,列表确定的正负,得的单调区间与极值.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∴,又
所以切线方程为.
即
(2)
可得或.
令,得或;令,得.
当变化时,,的变化情况如下表:
x
1
+
0
0
+
单调递增↗
3
单调递减↘
单调递增↗
所以,的单调增区间为,单调减区间为
当时,有极大值,并且极大值为
当时,有极小值,并且极小值为.
16. 设是等差数列,是公比大于0的等比数列,已知,,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q,根据题意建立方程组,求解即可.
(2)利用分组求和法结合等差数列和等比数列的求和公式求解即可.
【小问1详解】
设等差数列的公差为d,等比数列的公比为q,且.
依题意得,解得,则或.
又因为,所以,解得,故,.
【小问2详解】
因为,所以,
则.
17. 如图,在四棱锥中,底面为长方形,底面,是中点,且.
(1)证明:;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见详解
(2)
【解析】
【分析】(1)先通过线面垂直得到线线垂直,再利用线面垂直的判定定理即可证明;
(2)求出平面与平面的法向量,再代入公式即可.
【小问1详解】
底面,,又底面为长方形,,
又平面且,平面,
而平面,.
【小问2详解】
以为坐标原点,所在直线为轴建立空间直角坐标系,
则,
,
设平面的法向量为,,
则,即,令,则,
故平面的法向量为,又平面的法向量为,
.
故平面与平面的夹角的余弦值为.
18. 已知动点P与平面上两定点连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点P的轨迹C的方程;
(2)是否存在过点与(1)中曲线C相交所得弦长的直线,若存在,求直线l的方程;若不存在,试说明理由.
【答案】(1);
(2)存在,或.
【解析】
【分析】(1)设动点,根据及斜率两点式列方程求轨迹;
(2)设直线与曲线C的交点为,联立轨迹C并应用韦达定理、弦长公式求参数k,即可得结果.
【小问1详解】
设动点,
由题意,化简整理得,
故点P的轨迹C的方程是.
【小问2详解】
直线斜率不存在时不合题意,
斜率存在时,设直线与曲线C的交点为,
由,得,,
则,,
,整理得,解得或(舍).
经检验,符合题意,直线l的方程为,即或.
19. 已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】
【详解】(1)的定义域为,,
(ⅰ)若,则,所以在单调递减.
(ⅱ)若,则由得.
当时,;当时,,所以在单调递减,在单调递增.
(2)(ⅰ)若,由(1)知,至多有一个零点.
(ⅱ)若,由(1)知,当时,取得最小值,最小值为.
①当时,由于,故只有一个零点;
②当时,由于,即,故没有零点;
③当时,,即.
又,故在有一个零点.
设正整数满足,则.
由于,因此在有一个零点.
综上,的取值范围为.
点睛:研究函数零点问题常常与研究对应方程的实根问题相互转化.已知函数有2个零点求参数a的取值范围,第一种方法是分离参数,构造不含参数的函数,研究其单调性、极值、最值,判断与其交点的个数,从而求出a的取值范围;第二种方法是直接对含参函数进行研究,研究其单调性、极值、最值,注意点是若有2个零点,且函数先减后增,则只需其最小值小于0,且后面还需验证最小值两边存在大于0的点.
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数学
满分150分考试时间:120分钟
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,只有一项符合题目要求.
1. 音乐播放器里有15首中文歌曲和5首英文歌曲,任选1首歌曲进行播放,则不同的选法共有( )
A. 30种 B. 75种 C. 10种 D. 20种
2. 函数在处的导数为( )
A. B. 4-sin2 C. D. 4-cos2
3. 如图所示为的图象,则函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
4. 函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
5. 若,则( )
A. 2 B. C. 10 D.
6. 若函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 若函数在处有极小值,则实数的值为( )
A. B. C. 或 D.
8. 奇函数和偶函数的定义域均为,当时,,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. 下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
10. 若,则下列选项错误的是( )
A. B.
C. D.
11. 设函数,若恒成立,则满足条件的正整数可以是( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 有不同的红球5个,不同的白球4个.从中任意取出两个不同颜色的球,则不同的取法有___________种.
13. 已知函数 , 则不等式的解集是___________.
14. 用半径为的圆形铁皮剪出一个圆心角为的扇形,制成一个圆锥形容器.当该容器的容积最大时,扇形的圆心角__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答题应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程﹔
(2)求的单调区间和极值.
16. 设是等差数列,是公比大于0的等比数列,已知,,.
(1)求和的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
17. 如图,在四棱锥中,底面为长方形,底面,是中点,且.
(1)证明:;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
18. 已知动点P与平面上两定点连线的斜率的积为定值,试求:
(1)动点P的轨迹C的方程;
(2)是否存在过点与(1)中曲线C相交所得弦长的直线,若存在,求直线l的方程;若不存在,试说明理由.
19. 已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
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