摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦高二数学选择性必修二第五章“一元函数的导数及其应用”,以原创题为主(如单选8、解答15等),覆盖导数计算、极值判断、零点问题等核心知识点,梯度设计合理,适配单元复习检测,培养数学思维与创新意识。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|8/40|导数计算(题1)、极值判断(题3)、充分必要条件(题5)|基础巩固,结合导函数图象分析|
|多选题|3/18|奇函数导数(题9)、三次函数性质(题10)|能力提升,考查多维度逻辑推理|
|填空题|3/15|切线平行(题12)、零点个数(题14)|情境简洁,突出数学语言表达|
|解答题|5/77|切线方程(题15(1))、单调区间讨论(题15(2))、恒成立求参(题15(3))|综合应用,强调数学思维严谨性与创新论证|
内容正文:
应用场景:单元测
高二数学下学期单元测试
选择性必修二 第五章 一元函数的导数及其应用
(考试时间:90分钟,分值:150分)
第一部分(选择题 共58分)
1、 单选题:本题共8小题,每小题5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.若,则( )
A.0 B.2 C.-2 D.-4
2.已知函数 的导函数为,且满足,则 ( )
A. B. C.1 D.
3.已知定义域为的函数的导函数为,且函数的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.有极小值,极大值
B.有极小值,极大值
C.有极小值,极大值和
D.有极小值,极大值
4.若函数的导函数为偶函数,则的解析式可以为( )
A. B.
C. D.
5.“”是“函数在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.函数有且只有一个零点,则的取值是( )
A. B. C. D.
7.若函数有极值,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(原创)已知函数,若不等式的整数解有且仅有两个,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2、 多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分。
9.已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
10. (原创)已知三次函数,则下列选项中正确的是( )
A.若是奇函数,则
B.若在上有极小值,则满足
C.若,,过点可作三条直线与相切,则满足
D. 若,且与直线有三个不同的交点,记交点的横坐标分别为、、,则
11.(原创)已知函数,对于且,请问下面的结论正确的选项是( )
A.若,则在处的切线方程为
B.若则的单独递减区间为
C.若则实数的取值范围为
D.若则实数的取值范围为
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知函数的图象在处的切线与直线平行,则______.
13.设函数,则曲线在点处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为______.
14.(原创)若函数有三个不相等的零点,则参数的取值范围是 .
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.(原创)已知函数
(1)当时,求函数在点处的切线方程;
(2)讨论的单调区间;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
16.已知函数.
(1)当,时,判断函数的单调性.
(2)是否存在,,使得为函数的极值点?若存在,求,满足的条件;若不存在,请说明理由.
17.(原创)函数是轴对称图形
(1)求的值.
(2)若,求在处的切线方程.
(3)证明:当时,是的极小值点.
18.(原创)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,,求证:.
19.(原创)已知函数,
(1)若函数在为增函数,求实数的取值范围;
(2)设,求证:.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
$
高二数学下学期单元测试
选择性必修二 第五章 一元函数的导数及其应用
答案及解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
C
B
B
D
A
B
A
B
ABD
ACD
AD
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50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.C
【难度】0.65
【知识点】简单复合函数的导数、导数的运算法则、基本初等函数的导数公式、导数定义中极限的简单计算
【分析】根据复合函数导数及极限求解导数的定义即可求解.
【详解】因为,所以,
所以,
则.
故选:C.
2.B
【难度】0.85
【知识点】求某点处的导数值、导数的运算法则
【分析】求得函数的导数,令,即可求解.
【详解】由,可得,所以 ,则 .
故选:B.
3.【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数(导函数)图象与极值的关系
【分析】根据给定的函数图象,分析判断值为正或负的x取值区间作答.
【详解】观察图象知,当时,或且,
当时,或,
而当时,,当时,,因此当或时,,
当时,,当且仅当时取等号,
则在和上单调递减,在上单调递增,
所以有极小值,极大值,A,C,D不正确;B正确.
故选:B
4.【答案】D
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、导数的加减法、求含sinx的函数的奇偶性
【分析】逐一判断各选项中导函数的奇偶性即可.
【详解】对于选项A,为奇函数,A错误;
对于选项B,为非奇非偶函数,B错误;
对于选项C,,且,,,
则不是偶函数,C错误;
对于选项D,为偶函数,D正确.
故选:D.
5.A
【难度】0.65
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、判断命题的充分不必要条件
【分析】对函数求导,根据的范围确定导数大于0时的范围,进而根据充分条件、必要条件的定义确定答案.
【详解】对函数求导得
当时,,此时函数在上单调递增,
所以“”是函数在上单调递增的充分条件;
令,则,即,
因为,所以,所以,经验证当时,此时,在上单调递增,符合题意,
则无法推出,
也就是说,函数在上单调递增推不出“”,
综上,“”是函数在上单调递增的充分不必要条件.
故选:A.
6.B
【难度】0.65
【知识点】利用导数研究函数的零点、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】根据函数有且只有一个零点,将其转化为函数的图象与直线有且只有一个交点,求导判断函数的单调性,求出其最小值,即得参数的值.
【详解】由,可得.
令,则,
则当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,故,
且当时,;当时,,
因函数有且只有一个零点,
即函数的图象与直线有且只有一个交点,
故.
故选:B.
7.A
【难度】0.4
【知识点】利用导数研究函数的零点、根据极值点求参数
【分析】令,得,将函数有极值问题转化为函数有极值问题,再求出导数,并按分类探讨导函数有无变号零点问题求解.
【详解】令,则,原函数化为,依题意,函数有极值,
求导得,
令,,求导得,
而,令,得,
当时,,则,得函数在上单调递减,
又时,;时,,
因此存在,使得,即函数,亦即函数存在极值;
当时,,由,得;由,得,
函数在上递减,在上递增,则,
设,求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,又,且时,,
则时,,此时函数,即无极值;
当时,,且时,;时,,
此时函数,即存在极值,
所以的取值范围为.
故选:A
8. B
(原创)
【详解】法一:由得:,令,则,
令,则在上恒成立,
所以在上单调递增,由,,
所以使得,当时,
即,所以单调递减,当时,
即,所以单调递增,所以,画图草图如图所示,因为不等式的整数解有且仅有两个,即的整数解有且仅有两个,所以有:,
所以,故答案选.
法二:(半分离),令,
;
当时,单调递减,
当时,单调递增,又,
且时,.
①当时,,所以,
且,如右图所示:
所以没有两个整数解.
②当时,.
是原不等式的两个整数解,
所以,
所以,,如右边图所示:
综上,,故答案选.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分。
9.ABD
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求函数解析式、函数奇偶性的应用、求已知函数的极值点
【分析】对A,根据奇函数特点即可判断;对B,利用代入求解即可;对C,举反例即可;对D,直接求导,根据极大值点判定方法即可判断.
【详解】对A,因为定义在上奇函数,则,故A正确;
对B,当时,,则,故B正确;
对C,, 故C错误;
对D,当时,,则,
令,解得或(舍去),
当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
则是极大值点,故D正确;
故选:ABD.
10.(原创)ACD
对于A,因为是奇函数,所以的零点必定关于原点对称,因此;
对于B,在上有极小值,由图1可得可大于0也可以小于0;
图1
对于C,解法一:代数法 函数,设切点坐标
在的切线方程是,代入可得
,整理得①
因此,过点可作三条直线与相切转化为方程①有三个不相等的解
设,,令,解得
单调递减;单调递增;单调递减;
;. 因此,.
解法二:几何法 依据三次函数图像的拐点特性,在的切线方程为,
如图2,若过点可作三条直线与相切,则满足.
图2
对于D,当时,
解法一:代数法,联立与,得.根据三次方程的韦达定理有.
解法二:几何法,函数的图像关于点对称,且直线也是关于点对称,因此,函数与直线的三个交点也关于点对称,如图3,因此,.
图3
11.(原创)AD
A选项,若 则在处的切线方程为化简可得A选项正确;
B选项,,但是这里所以求得的单调递减区间并不完全适用于给定区间,所以B选项错误;
C、D选项,由题意可设因为,
若单调递增,则
若单调递减,则
,令
在上单调递减,在上单调递增;
=在上恒成立
,=在上恒成立
,化简得
,化简得
综合可知,的取值范围为.
C选项错误,D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题6分,共18分。
12.
【难度】0.85
【知识点】已知切线(斜率)求参数、基本初等函数的导数公式、导数的运算法则
【详解】由求导得,则,
因为函数的图像在处的切线与直线平行,
所以,即,解得.
13./
【难度】0.85
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的乘除法、直线与坐标轴围成图形的面积问题
【分析】根据导数的几何意义写出切线方程,进而求得切线与坐标轴的交点,即可求得结果.
【详解】由求导得,则,
故切线方程为,令,得,令,得,
即切线与坐标轴分别交于,故切线与两坐标轴围成的三角形面积为.
故答案为:.
14.(原创)【参考答案】
解法一:参变分离(部分分离)
先证不等式 ,构造函数,
,,当单调递减;又因为,因此,即在上单调递减.
因此,,因此不等式得证.
有三个不相等的零点转化为函数与有三个不相等的交点,结合图像进行分析,当,函数有三个不相等的零点.(如图5)
图6
解法二:参变分离(完全分离)
当时,,因此1是函数的零点:
当时,函数有三个不相等的零点转化为函数与直线有两个不相等的交点.
先证不等式
构造函数,
在上单调递增;又,因此.
因此,当有,,函数单调递增;当有,,函数单调递减.当;由洛必达法则,;
因此,当,函数与直线有两个不相等的交点,即函数有三个不相等的零点.
解法三:讨论含参函数(不分参) 函数,定义域
;
①当时,,在上单调递增;当,;当,;因此,存在满足,即;
当单调递减;单调递增;
此时,不满足函数有三个不相等的零点.因此,不成立.
②当时,单调递增;单调递减;
当,;当,
设有两个不相等的根,不妨设
要使函数有三个不相等的零点,需要满足
,即,解得.
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.(原创)
解:(1)当时,, ……1分
,所以切点为 ……2分
函数在点处的切线方程为,即 ……3分
(2)的定义域为
……4分
当时,,在上单调递减 ……5分
当时,令,得(舍去)
在上,,单调递减
在上,,单调递增 ……7分
综上所述:当时,的单调递减区间是,无单调递增区间
当时,的单调递减区间是,
单调递增区间是 ……8分
(3),即
即, ……9分
设
……10分
设
……11分
在上单调递减,且
在上,,即,单调递增
在上,,即,单调递减 ……12分
在处有极大值,也是最大值
,
所以,若恒成立,则实数的取值范围是. ……13分
16.
【答案】(1)在上单调递增
(2)不存在,理由见解析
【难度】0.57
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、根据极值点求参数
【分析】(1)求导得,再构造函数,研究函数值的符号,进而判断在成立即可判断单调性;
(2)先根据时不在函数的定义域内得,再求导,结合极值点的导数值为0得,进而得,再构造函数,,研究函数值的符号得恒成立,进而判断函数极值点的情况.
【详解】(1)当,时,,,……1分
则. ……2分
记,则在上恒成立,
所以函数在上单调递增. ……3分
所以当时,,……4分
所以,
所以函数在上单调递增.……5分
(2)
解:不存在,,使得为函数的极值点.……6分
理由如下:
因为,,
当时,不在函数的定义域内,所以. ……7分
当时,若为函数的极值点,则.……8分
因为,所以,即,
所以. ……10分
令,,则,……11分
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增.
所以. ……13分
因为,,所以恒成立,
所以函数在上单调递增,故不是极值点.
综上,不存在,,使得为函数的极值点.……15分
17.(原创)【参考答案】
(1)的定义域是,
因为是轴对称图形,因此关于直线轴对称.……1分
由,
代入得……2分
化简得,解得.……4分
(2)由(1)得,……5分
代入可得,……7分
因此,在处的切线方程为,即……8分
(3)解法一:
……9分
先证不等式成立,
构造函数
;……10分
当时,,
,在上单调递增;
因为,所以,则不等式即证.……11分
①当,,,,
因此,,,,
在上单调递增.……13分
②当,,,,
因此,,,,在上单调递减.
综上,当时,是的极小值点.……15分
解法二:由(1)可得,,
,代入得.
,
因此,当时,是的极小值点.
18.
(原创)(1)当时,,
求导可得,……2分
所以切线的斜率为,
又因为,
所以切线的方程为,即. ……5分
(2)证明:由题意可得,
若,,所以在单调递增,
所以不存在,使得,所以. ……7分
设,则,
令,,
所以在单调递减,
又,所以在上恒成立,从而在单调递减,
从而有 ①……10分
又因为,可得,
所以 ②……12分
由①②可得.
又因为,所以,
因此要证,只需证明,
即证 ③ ……14分
令,设,,恒成立,
所以在上为增函数,又因为,所以,
即③式成立.所以得证.……17分
19.(原创)
解:(1)
……1分
函数在为增函数
在上恒成立……2分
在上恒成立……3分
……4分
……5分
又 ……6分
当且仅当,(舍),(舍)时,等号成立……7分
,即实数的取值范围为……8分
(2)证明:要证成立,
需证成立,……9分
则需证,……10分
即证成立……11分
令,设……12分
由(Ⅰ)知,
当,在为增函数;……13分
在为增函数……14分
……15分
……16分
即,成立得证……17分
学科网(北京)股份有限公司
$Sheet1
题号 题型 分值 知识点 难度系数(预估)
1 单选题 5 简单复合函数的导数、导数的运算法则 0.65
2 单选题 5 求某点处的导数值、导数的运算法则 0.85
3 单选题 5 函数(导函数)图象与极值的关系 0.65
4 单选题 5 函数奇偶性的定义与判断、导数的加减法、求含sinx的函数的奇偶性 0.85
5 单选题 5 用导数判断或证明已知函数的单调性、判断命题的充分不必要条件 0.65
6 单选题 5 利用导数研究函数的零点、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数求函数的单调区间(不含参) 0.65
7 单选题 5 利用导数研究函数的零点、根据极值点求参数 0.4
8 单选题 5 基本初等函数的导数公式,导数的运算法则,导数与函数的单调性,不等式,函数零点存在性定理 0.3
9 多选题 6 由奇偶性求函数解析式、函数奇偶性的应用、求已知函数的极值点 0.65
10 多选题 6 函数的奇偶性与对称性、极值与导数的几何意义 0.55
11 多选题 6 函数切线方程、函数单调性 0.4
12 填空题 5 已知切线(斜率)求参数、基本初等函数的导数公式、导数的运算法则 0.85
13 填空题 5 求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的乘除法、直线与坐标轴围成图形的面积问题 0.85
14 填空题 5 基本初等函数的图像与性质,函数与方程思想,函数的极值与最值以及函数的零点存在定理 0.35
15 解答题 13 导数的计算、切线方程的求解、利用导数分析函数单调性、不等式恒成立问题、参数分离法 0.6
16 解答题 15 用导数判断或证明已知函数的单调性、根据极值点求参数 0.57
17 解答题 15 函数的对称性、对函数性质的理解与运用、复合函数的求导方法、函数的切线问题、极值的定义 0.5
18 解答题 17 导数的计算及几何意义、函数的单调性、极值、代数变形和函数构造 0.4
19 解答题 17 求双变量函数的导数、双变量函数的单调性变化情况、运用函数导数解决变量取值范围的问题 0.4
$