内容正文:
八十一中学高二年级4月月考
数学检测试题
出题人:张玉静 审题人:韩飞
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. 下列求导结果正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 已知函数在x=1处取得极大值,则m的值为( )
A. 1 B. 3 C. 1或3 D. 2或
3. 已知函数,则的大致图像为( )
A. B.
C. D.
4. 动直线分别交直线和曲线于,两点,则的最小值为( )
A. 1 B. C. D.
5. 已知函数既有极大值也有极小值,则实数的取值范围为( )
A. [0,1] B. C. D.
6. 已知定义域为的函数满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
7. 已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
8. 设,,,则下列关系正确的是( )
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. 已知函数,下列判断正确的是( )
A. 的单调减区间是, B. 的定义域是
C. 的值域是 D. 与有一个公共点,则或
10. 函数有两个极值点,则下列结论正确的是( )
A. 若,则有3个零点 B. 过上任一点至少可作两条直线与相切
C. 若,则只有一个零点 D.
11. 已知函数有两个零点和,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 有极大值点,且
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数的导函数为.,且满足,则______.
13. 若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则______.
14. 关于x的不等式在上恒成立,则实数的取值范围是______.
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. 已知函数,其中,且曲线在点处的切线垂直于.
(1)求的值;
(2)求函数的单调区间与极值.
16. 商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量 (单位:千克)与销售价格 (单位:元/千克)满足关系式,其中,为常数,已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.
(1) 求的值;
(2) 若商品的成品为3元/千克, 试确定销售价格的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大.
17. 已知函数.
(1)若恒成立,求的最小值;
(2)证明:.
18. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,判断函数的零点个数.
19. 设函数在区间上的导函数为,且在上存在导函数(其中.定义:若区间上恒成立,则称函数在区间上为凹函数.
(1)判断函数在区间上是否为凹函数?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数在区间上为凹函数?若存在,求实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.
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八十一中学高二年级4月月考
数学检测试题
出题人:张玉静 审题人:韩飞
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. 下列求导结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确.
2. 已知函数在x=1处取得极大值,则m的值为( )
A. 1 B. 3 C. 1或3 D. 2或
【答案】B
【解析】
【分析】求导,令,即可得求导m值,分别代入导函数检验,当时,在x=1处取得极小值,故舍去,当时,在处取得极大值,即可得答案.
【详解】由题意得:,因为在x=1处取得极大值,
所以,解得或,
当时,,
令,解得或,
当时,,为增函数,
当时,,为减函数,
所以在处取得极小值,不符合题意,故舍去,
当时,,
令,解得或,
当时,,为增函数,
当时,,为减函数,
所以在处取得极大值,故满足题意
综上.
故选:B
【点睛】易错点为,通过,解得或,需代回导函数检验,x=1处为极大值点还是极小值点,方可得答案.
3. 已知函数,则的大致图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】通过特殊点的函数值,用排除法选择正确选项.
【详解】,,,
排除选项ABD.
故选:C.
4. 动直线分别交直线和曲线于,两点,则的最小值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,先求得过曲线上的某点且与直线平行的切线方程,再将的最小值转化为两平行直线的距离,即可得到结果.
【详解】设过曲线上的点的切线方程与直线平行,
则,所以,解得或(舍),
即,则切点为,
切线方程为,化简可得,
则的最小值即为切线与直线的距离,
所以.
故选:C
5. 已知函数既有极大值也有极小值,则实数的取值范围为( )
A. [0,1] B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过求导得,设,求得,就参数分类讨论函数的单调性,即得函数的极值情况,从而求得参数的范围.
【详解】由可知函数的定义域为,则,
设,则,当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,则.
① 当即时,,则在上单调递增,故函数无极大极小值,不合题意;
② 当时,由解得,
因函数既有极大值也有极小值,故,解得.
由可得或;由可得,
即函数在和上单调递增,在上单调递减,
故函数在时取得极大值,在时取得极小值,符合题意.
综上可知,实数的取值范围为.
故选:D.
6. 已知定义域为的函数满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】构造函数,利用导数研究的单调性,进而利用的单调性解不等式即可.
【详解】令,则,
所以在上单调递减,
因为,
所以不等式可变为,即,
所以,即,
所以不等式的解集为.
故选:D.
7. 已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】对求导,得,利用导数的几何意义得到切线的斜率,再利用点斜式,即可求解.
【详解】因为,
则,
所以,
又,所以的图象在处的切线方程为,即,
故选:A.
8. 设,,,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分别令、、,利用导数可求得,,,由此可得大小关系.
【详解】令,则,
在上单调递增,,即,则;
令,则,
在上单调递减,,即,则;
,即;
令,则,
在上的单调递增,,即,
则,即;
综上所述:.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解题关键是能够通过构造函数的方式,将问题转化为函数值的大小关系的比较问题,通过导数求得函数的单调性后,即可得到函数值的大小.
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. 已知函数,下列判断正确的是( )
A. 的单调减区间是, B. 的定义域是
C. 的值域是 D. 与有一个公共点,则或
【答案】ABD
【解析】
【分析】先判断函数定义域,再求导分析函数的单调性与最值作出简图,进而可判断各选项.
【详解】对B,函数定义域满足,解得,故B正确;
对A,,令可得和,
解得和,故的单调减区间是,,故A正确;
对C,由A可得当和时单调递减,
当时单调递增,且,
作出简图,可得的值域是,故C错误;
对D,由图象可得,与有一个公共点,则或,故D正确;
故选:ABD
10. 函数有两个极值点,则下列结论正确的是( )
A. 若,则有3个零点 B. 过上任一点至少可作两条直线与相切
C. 若,则只有一个零点 D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据三次函数性质,对参数的正负进行分类讨论画出其大致图象可知当,则有3个零点,即A正确;显然在极值点处只能作一条直线与相切,可知B错误;若,结合的正负进行分类讨论可知只有一个零点,即C正确;利用三次函数的对称中心以及导函数零点可得,所以D正确.
【详解】根据题意可得,且;
当时,易知时,;时,;
此时在和上单调递增,在上单调递减;
且当趋近于时,也趋近于;当趋近于时,也趋近于;
利用三次函数性质可知,当,其函数图象如下图所示:
此时由图象可知有3个零点;
同理当时,易知在和上单调递减,在上单调递增;
且当趋近于时,也趋近于;当趋近于时,也趋近于;
利用三次函数性质可知,当,其函数图象如下图所示:
此时由图象可知有3个零点;
所以若,则有3个零点,即A正确;
由题意知,
所以过或有且仅有一条直线与相切,且切线为水平直线,所以B错误;
当时,由选项A易知在处取得极大值,在处取得极小值,且;
若,则,即;
此时其图象如下图所示:
由图可知,只有一个零点;
同理当时,易知在处取得极小值,在处取得极大值,且;
若,则,即;
此时其图象如下图所示:
由图可知,只有一个零点;
综上可知,若,则只有一个零点,即C正确;
由三次函数性质可知,函数关于成中心对称,
所以满足,
又是方程的两根,则满足;
所以,即,所以D正确;
故选:ACD
【点睛】方法点睛:研究三次函数性质时,需要记忆三次函数图象的几种常见模型以及对称中心坐标的表达式,结合极值、极值点等概念综合考虑可判断结论.
11. 已知函数有两个零点和,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D. 有极大值点,且
【答案】ACD
【解析】
【分析】对求导,分两种情况讨论,求出的极大值,结合题设可得,进而求出的取值范围,可判断A,同时构造函数,其中,利用导数求出的单调区间,结合题设可得,即可判断B、D选项正误,根据条件,可得,, ,即可判断C的正误.
【详解】易知的定义域为,由,可得,
当时,恒成立,所以在区间上单调递增,则最多个零点,与题意不符;
当时,由,解得,
当时,,当时,,
即在区间上单调递增,在区间上单调递减,
当时,,当时,,当时,,
又函数有两个零点和,且,则,且,
所以,又,则,故A正确;
因为的极大值为,且,
设,其中,则,则,
所以,
又,,
所以,,当且仅当时,,
所以在区间上单调递减,则,
所以时,,故,
又,则,
又在区间上单调递减,,
所以,即,
B,又,所以,所以B错误,
C,由题知,即,,可得,,
所以,又,在区间上单调递增,
所以,故C正确,
D,因为的极大值点为,且,所以D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数的导函数为.,且满足,则______.
【答案】
【解析】
【分析】先算出导函数,再将代入求解即可.
【详解】由于,所以,
令,则,
.
故答案为:.
13. 若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则______.
【答案】
【解析】
【分析】求得,得到,求得切线方程为,再求得,设曲线的切点为,列出方程组,即可求解.
【详解】由函数,可得,所以,
所以曲线在点处的切线方程为,
又由函数,可得,
设曲线的切点为,
则,解得.
故答案为:.
14. 关于x的不等式在上恒成立,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】令,则有,应用导数研究函数的单调性,将问题化为恒成立,再应用导数求右侧最大值,即可得参数范围.
【详解】由题设,
令,则,且,
令,则,
当,,则在上单调递减,
当,,则在上单调递增,
则,即在R上单调递增,
所以且,故恒成立,
令,则,
当,,则在上单调递增,
当,,则在上单调递减,
则,即.
故答案为:
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. 已知函数,其中,且曲线在点处的切线垂直于.
(1)求的值;
(2)求函数的单调区间与极值.
【答案】(1);(2)单调递增区间,单调递减区间,的极小值为 .
【解析】
【分析】(1)由,而曲线在点处的切线垂直于,所以,解方程可得的值;
(2)由(1)的结果知于是可用导函数求的单调区间;
【详解】(1)对求导得,
由在点处切线垂直于直线,
知解得;
(2)由(1)知,
则
令,解得或.
因不在的定义域内,故舍去.
当时,故在内为减函数;
当时,故在内为增函数;
由此知函数在时取得极小值.
16. 商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量 (单位:千克)与销售价格 (单位:元/千克)满足关系式,其中,为常数,已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.
(1) 求的值;
(2) 若商品的成品为3元/千克, 试确定销售价格的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大.
【答案】(1)因为时,所以;
(2)由(1)知该商品每日的销售量,所以商场每日销售该商品所获得的利润:;
,令得函数在(3,4)上递增,在(4,6)上递减,
所以当时函数取得最大值
答:当销售价格时,商场每日销售该商品所获得的利润最大,最大值为42.
【解析】
【详解】(1)利用销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.把x=5,y=11代入,解关于a的方程即可求a..
(2)在(1)的基础上,列出利润关于x的函数关系式,
利润=销售量(销售单价-成品单价),然后利用导数求其最值即可.
17. 已知函数.
(1)若恒成立,求的最小值;
(2)证明:.
【答案】(1)1 (2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)问题转化为恒成立,令,根据函数的单调性求出的最大值,求出的最小值即可;
(2)根据,再令,得到,从而证明不等式成立即可.
【小问1详解】
函数的定义域是,
若恒成立,则恒成立,
令,则,
时,,时,,
故在递增,在递减,
故,
故,的最小值是1;
【小问2详解】
证明:当时,由(1)得,即①,
令②,则,则③,
由①②③得,
故.
18. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,判断函数的零点个数.
【答案】(1)当时, 在上单调递减,在上单调递增;
当时, 在和上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在和上单调递增,在上单调递减.
(2)当时,函数无零点,
当或时,函数的零点个数为1,
当时,函数的零点个数为2.
【解析】
【分析】(1)先确定的定义域,再求出的导数,再对参数范围分类讨论求解单调性即可;
(2)对参数范围分类讨论并结合之前的结论得到单调性,再利用零点存在性定理或直接求解零点判断零点个数即可.
【小问1详解】
由题意得的定义域为,则
当时,时,,时,,
故在上单调递减,在上单调递增;
当时,令,可得或,令,可得,
故在和上单调递增,在上单调递减;
当时,,在上单调递增;
当时,令可得或,令可得,
故在和上单调递增,在上单调递减.
综上所述:
当时, 在上单调递减,在上单调递增;
当时, 在和上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在和上单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
当时,,
①当时,由(1)知函数在上单调递减,在上单调递增,
又因为,而x趋近正无穷时,趋近正无穷,
故在上只有一个零点;
②当时,,在上单调递增,且连续不间断,
且,故在上只有一个零点.
③当时,令,解得,即在上只有一个零点,
④当时,令可得,令,可得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
当x趋近正无穷时,趋近正无穷,当x趋近0时,趋近正无穷,
若,即时,在上无零点.
若,即时,在上只有一个零点,
若,即时,在上有两个零点,
综上所述:
当时,函数无零点,
当或时,函数的零点个数为1,
当时,函数的零点个数为2.
19. 设函数在区间上的导函数为,且在上存在导函数(其中.定义:若区间上恒成立,则称函数在区间上为凹函数.
(1)判断函数在区间上是否为凹函数?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数在区间上为凹函数?若存在,求实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.
【答案】(1)是,理由见解析
(2)存在,
(3)
【解析】
【分析】(1)利用凹函数的定义即可求解;
(2)利用凹函数的定义可得在上恒成立,可得在上恒成立,分和两种情况求解可得的取值范围.
(3)根据题意,转化为,令,求得,令,利用导数求得函数的单调性,结合,得到存在,使,结合函数的单调性,求得的最小值为,由,得到,求得,即可求解.
【小问1详解】
时,,
函数在区间上是凹函数.
【小问2详解】
,
,
若在区间上为凹函数,
则在上恒成立,
,即在上恒成立,
在上恒成立,
当时,显然成立,下面讨论的情况,
令,则,
时,在上为增函数,
由,得,即,
即时,恒成立,
设,则,
当时,,所以在上单调递增,
当时,,所以在上单调递减,
所以,则,
故存在实数,使得在区间上为凹函数,的取值范围为.
【小问3详解】
,
令,则,
令,则,
当时,在区间上单调递增,
又,
存在,使,
当时,在区间上单调递减,
当时,在区间上单调递增,
当时,的最小值为,
由,有,
,又恒成立,,
且的最大值为3.
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