内容正文:
华东师范大学附属周浦中学
2025学年第二学期高二期中考试 数学试卷
一、填空题
1. 若,则的值为__________.
2. 函数在处的瞬时变化率__________.
3. 5人站成一排,其中甲站中间,共有______种排法.(用具体数字作答)
4. 在的二项展开式中的常数项______.
5. 已知函数的一个驻点为,则实数________.
6. 已知,则________.(用数字作答)
7. 已知函数满足:,且,则______.
8. 某校艺术节总汇演,已知高一,高二,高三分别选送了4,3,2个节目,若高二的节目彼此都不相邻,高三的节目必须相邻,共计有__________种出场顺序.(用具体数字作答)
9. 已知函数的值恒大于零,则实数的取值范围为__________.
10. 若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是__________.
11. 记定义在上的可导函数的导函数为,且,,则不等式的解集为______.
12. 设函数,若对任意的实数和,总存在,使得,则实数的最大值为__________.
二、选择题(4’×4)
13. 袋中共有15个除了颜色外完全相同的球,其中有10个白球,5个红球.从袋中任取2个球,所取的2个球中恰有1个白球,1个红球的概率为
A. B. C. D. 1
14. 某校高二年级有6个班,现有4名插班生安排到该年级的两个班中,且每班安排2名,则不同的安排方案种数为( )
A. B. C. D.
15. 已知函数的导函数的图象如图所示,则下列结论中正确的是( ).
A. 函数在点处的切线斜率小于零
B. 函数在区间上严格增
C. 函数在处取得极大值
D. 函数在区间内至多有两个零点
16. 若两点关于点成中心对称,则称为一对“相关点”,同时把和视为同一对“相关点”. 已知图像上有两对“相关点”,则等于( )
A. B. C. D.
三、解答题
17. 一个盒子中装有4张卡片,卡片上分别写有数字1、2、3、4.现从盒子中随机抽取卡片.
(1)若一次抽取3张卡片,事件表示“3张卡片上数字之和大于7”,求;
(2)若第一次抽取1张卡片,放回后再抽取1张卡片,事件表示“两次抽取的卡片上数字之和大于6”,求.
18. 已知为非零实数,考虑二项展开式.
(1)若,且展开式中的系数是的系数的7倍,求的值;
(2)若,且展开式中的系数是的系数与的系数的算术平均数,求的值.
19. 某体育公园欲建连片的羽毛球馆若干间,用200万元购买土地15000平方米.该公园每间球馆的建设面积为1500平方米,球馆的总建筑面积的每平方米平均建设费用与球馆数有关:当建间球馆时,每平方米的平均建设费用(单位:元)可近似用表示.为了使该球馆每平方米的综合费用最省(综合费用是建设费用与购地费用之和),该体育公园应建几个球馆?
20. 设函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)令,求的单调区间;
(3)已知在处取得极大值,求实数的取值范围.
21. 对于函数的导函数,若在其定义域内存在实数和,使得成立,则称是“跃点”函数,并称是函数的“跃点”.
(1)若函数是“跃点”函数,求实数的取值范围;
(2)若函数是定义在上的“0跃点”函数,且在定义域内存在三个不同的“0跃点”,求实数的取值范围;
(3)若函数是“1跃点”函数,且在定义域内恰存在2个“1跃点”,求实数满足的条件.
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华东师范大学附属周浦中学
2025学年第二学期高二期中考试 数学试卷
一、填空题
1. 若,则的值为__________.
【答案】
【解析】
【详解】,所以
2. 函数在处的瞬时变化率__________.
【答案】
【解析】
【详解】,所以
3. 5人站成一排,其中甲站中间,共有______种排法.(用具体数字作答)
【答案】
【解析】
【详解】甲站中间,其余四人全排列,共有种排法.
4. 在的二项展开式中的常数项______.
【答案】
【解析】
【详解】二项式展开式的通项为,
令,解得,所以常数项为.
5. 已知函数的一个驻点为,则实数________.
【答案】3
【解析】
【分析】求导,根据驻点的定义即可求解.
【详解】由得,由于是驻点,所以,即,所以,
故答案为:3
6. 已知,则________.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【分析】根据条件,两边求导得到,再取,即可求出结果.
【详解】因为,
两边求导可得,
令,得到,即,
故答案为:.
7. 已知函数满足:,且,则______.
【答案】
【解析】
【详解】由于,两边求导,得,
令,分别得,,
由,可得,所以.
8. 某校艺术节总汇演,已知高一,高二,高三分别选送了4,3,2个节目,若高二的节目彼此都不相邻,高三的节目必须相邻,共计有__________种出场顺序.(用具体数字作答)
【答案】28800
【解析】
【分析】根据相邻问题捆绑,再把不相邻问题应用插空法计算求解.
【详解】将高三2个节目捆绑,内部排列有种方法;将此捆绑视为一个整体,与高一4个节目进行全排列,有种方法;
最后将高二的3个节目插入所形成的6个空中,有种方法;
根据分步乘法计数原理,共有种.
9. 已知函数的值恒大于零,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,问题转化为,对恒成立,令,利用导数求出的最大值,得解.
【详解】由题意,可得,即,对恒成立,
令,则,
当时,,即单调递增,
当时,,即单调递减,
所以,所以,即实数的取值范围为.
10. 若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】设切点,利用导数的几何意义求得切线方程,根据切线经过原点得到关于的方程,根据此方程应有两个不同的实数根,求得的取值范围.
【详解】因为,所以,
设切点为,则,切线的斜率,
所以切线方程为,
因为切线过原点,所以,
整理得,又切线有两条,所以,
整理得,解得或,
所以的取值范围为.
11. 记定义在上的可导函数的导函数为,且,,则不等式的解集为______.
【答案】
【解析】
【分析】首先设函数,利用导数判断函数的单调性,不等式等价于,利用函数的单调性,即可求解.
【详解】设,,所以函数单调递增,
且,不等式,所以.
故答案为:.
12. 设函数,若对任意的实数和,总存在,使得,则实数的最大值为__________.
【答案】2
【解析】
【分析】将函数变形为,设,
,画出函数图像,当时取最值,得到答案.
【详解】
设
在上单调递增,在上单调递减,
设
画出函数图像:
对任意的实数和,总存在,使得
等价于求最大值里的最小值.
根据图像知:当时,最大值的最小值为2
故实数的最大值为2
答案为2
【点睛】本题考查了函数的存在性问题,变形函数,画出函数图像是解题的关键,意在考查学生的综合应用能力.
二、选择题(4’×4)
13. 袋中共有15个除了颜色外完全相同的球,其中有10个白球,5个红球.从袋中任取2个球,所取的2个球中恰有1个白球,1个红球的概率为
A. B. C. D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】由从共有15个球中任取2个球,共有种不同的取法,其中所取的2个球中恰有1个白球,1个红球,共有种不同的取法,再利用古典概型及其概率的计算公式,即可求解.
【详解】由题意,从共有15个除了颜色外完全相同的球,任取2个球,共有种不同的取法,
其中所取的2个球中恰有1个白球,1个红球,共有种不同的取法,
所以概率为,故选B.
【点睛】本题主要考查了排列、组合的应用,以及古典概型及其概率的应用,其中解答中认真审题,准确计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
14. 某校高二年级有6个班,现有4名插班生安排到该年级的两个班中,且每班安排2名,则不同的安排方案种数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】分两步完成:
第一步,先把4名学生平均分成两组,每组2人,有种方案,
第二步,再从6个班中选两个班,将两组学生分配进班,有种方案,
所以不同的安排方案种数为.
15. 已知函数的导函数的图象如图所示,则下列结论中正确的是( ).
A. 函数在点处的切线斜率小于零
B. 函数在区间上严格增
C. 函数在处取得极大值
D. 函数在区间内至多有两个零点
【答案】D
【解析】
【分析】根据导函数的图象,结合函数的切线斜率、单调性、极值、零点与导数的关系逐项判断即可得结论.
【详解】选项A:曲线在点处的切线斜率等于零,故A错误;
选项B:函数在区间上单调递减,故B错误;
选项C:函数在左右两侧都单调递减,函数在此处不取得极大值,故C错误;
选项D:函数在区间先单调递增,再单调递减,故在区间内内至多有两个零点,故D正确.
故选:D.
16. 若两点关于点成中心对称,则称为一对“相关点”,同时把和视为同一对“相关点”. 已知图像上有两对“相关点”,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】当时,,其关于点对称的函数为,问题转化为与在上有两个交点,联立方程得到,再将问题转化为的图象与直线有两个交点,利用导数求出的单调区间,画出函数图象,结合图象求解即可.
【详解】当时,关于点对称的函数为,
由题知与在上有两个交点,
由消得到,
又,得到,即,
令,,
则的图象与直线有两个不同的交点,
,令,
则,
所以在上递增,即在上递增,
因为,所以当时,,
当时,,所以在上递减,在上递增,
所以,当时,,
所以其大致图象如图所示,
由图可知当时,的图象与直线有两个不同的交点,
因为,所以.
三、解答题
17. 一个盒子中装有4张卡片,卡片上分别写有数字1、2、3、4.现从盒子中随机抽取卡片.
(1)若一次抽取3张卡片,事件表示“3张卡片上数字之和大于7”,求;
(2)若第一次抽取1张卡片,放回后再抽取1张卡片,事件表示“两次抽取的卡片上数字之和大于6”,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
若一次抽取3张卡片,共包含个基本事件,其中事件包含2个基本事件,
所以.
【小问2详解】
若第一次抽取1张卡片,放回后再抽取1张卡片,共包含个基本事件,
其中事件包含3个基本事件,
所以.
18. 已知为非零实数,考虑二项展开式.
(1)若,且展开式中的系数是的系数的7倍,求的值;
(2)若,且展开式中的系数是的系数与的系数的算术平均数,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)利用二项式定理得到的通项,进而求出各项系数,再结合题意建立方程,合理取舍即可得到的值.
(2)利用二项式定理得到的通项,进而求出各项系数,再结合算术平均数的定义建立方程,即可得到的值.
【小问1详解】
当时,,利用二项式定理对其展开,
通项公式为,
令,解得,则的系数为,
令,解得,则的系数为,
因为展开式中的系数是的7倍,
所以,即,解得或,
由,得.
【小问2详解】
当时,,利用二项式定理对展开,
通项公式为,
令,解得,则的系数为,
令,解得,则的系数为,
令,解得,则的系数为,
因为展开式中的系数是的系数与的系数的算术平均数,
所以,化简得,
因为为非零实数,所以,解得或.
19. 某体育公园欲建连片的羽毛球馆若干间,用200万元购买土地15000平方米.该公园每间球馆的建设面积为1500平方米,球馆的总建筑面积的每平方米平均建设费用与球馆数有关:当建间球馆时,每平方米的平均建设费用(单位:元)可近似用表示.为了使该球馆每平方米的综合费用最省(综合费用是建设费用与购地费用之和),该体育公园应建几个球馆?
【答案】5
【解析】
【分析】设应建间,得到综合费用函数,利用导数判断单调性,求出答案.
【详解】设应建间球馆,则总建筑面积为平方米,每平方米购地费用为元,
由题意,球馆的总建筑面积不能超过购买的土地面积,故,解得,
又为球馆间数,故是区间内的整数,
所以综合费用为,
则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
因为为正整数,又,
,
设,,
则,所以函数在上单调递减,
所以,故,即,
所以
所以,所以应建5个球馆.
20. 设函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)令,求的单调区间;
(3)已知在处取得极大值,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减
(3)
【解析】
【分析】(1)直接利用导数与切线斜率的关系即可求解;
(2)分和两种情况,然后求解不等式和即可得到的单调区间;
(3)对不同区间的进行分类讨论,并判断在附近的单调性,即可得到结果.
【小问1详解】
若,则,从而,
故,从而曲线在点处的切线斜率为,故所求切线为直线.
又,故所求切线方程为.
【小问2详解】
由,知.
当时,,故在上单调递增;
当时,;
从而的解集是,的解集是.
这表明在上单调递增,在上单调递减.
综上,当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减.
【小问3详解】
首先我们有.
当时,由上一问结论,知在上单调递增,在上单调递减.
这意味着当时,;当时,.
故在和上均单调递减,从而不是的极值点,不满足条件;
当时,由上一问结论,知在上单调递增,
而,故在上单调递增.
这表明当时,有,从而在上单调递增,
故不可能是的极大值点,不满足条件;
当时,由上一问结论,知在上单调递增,
故在上单调递增.
这表明当时,有,从而在上单调递增,
故不可能是的极大值点,不满足条件;
当时,由上一问结论,知在上单调递减.
注意到此时,故当时,;
当时,.
从而在上单调递增,在上单调递减,
这说明是的极大值点,满足条件.
综上,的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:在第三问中,关键点在于附近的单调性,从而在的情况下,需要仔细比较和的大小关系,也就是和的大小关系,这是分类讨论的一大出发点.
21. 对于函数的导函数,若在其定义域内存在实数和,使得成立,则称是“跃点”函数,并称是函数的“跃点”.
(1)若函数是“跃点”函数,求实数的取值范围;
(2)若函数是定义在上的“0跃点”函数,且在定义域内存在三个不同的“0跃点”,求实数的取值范围;
(3)若函数是“1跃点”函数,且在定义域内恰存在2个“1跃点”,求实数满足的条件.
【答案】(1)
(2)
(3)且
【解析】
【分析】(1)求出给定函数的导数,再由“跃点”函数的定义结合三角函数的性质求得实数的范围作答.
(2)根据“0跃点”函数的定义,可得方程在R上有3个不同的解,构造函数令,利用导数判断单调性,求出极值得解.
(3)根据题意将问题转化为在R上恰有两根,再构造函数,借助导数求解作答.
【小问1详解】
函数的导函数为,
因为函数是“跃点”函数,
所以方程有解,即有解,
又,所以.
【小问2详解】
函数的导函数为,
由题意可得方程,即在R上有3个不同的解,
令,则,令,得或,
当时,,即单调递增,
当时,,即单调递减,
当时,,即单调递增,
又,,,当时,,当时,,
所以,即实数的取值范围为.
【小问3详解】
函数的导函数为,
因为函数是“1跃点”函数,且在定义域内恰存在2个“1跃点”,
所以方程,即在R上恰有两根,
令,则,
当时,,在R上单调递增,此时最多只有一个实根,不合题意;
当时,令,得,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以在处取得极小值,且,
又当时,,当时,,
要使得在R上恰有两根,仅需,即.
综上,实数满足的条件为且.
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