内容正文:
哈尔滨市第六中学2024级高二下学期6月阶段检测考试
数学试题
一、单选题单选题(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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
2. ,是的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 已知数列是等差数列,其前项和为,若,且,则取得最小值时的等于( )
A. B. C. D.
4. 函数在上有且仅有一个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5. 已知函数是偶函数,为奇函数,并且当时,,则下列选项正确的是( )
A. 在上为减函数,且 B. 在上为减函数,且
C. 在上为增函数,且 D. 在上为增函数,且
6. 已知函数,,若,,使得,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 若曲线与曲线存在公共切线,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若关于x的方程恰有3个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分.)
9. 若,,,则( )
A. B.
C. D.
10. 设函数,及其导函数,的定义域均为,已知,,且,则( )
A. 是奇函数 B.
C. 点为曲线的对称中心 D.
11. 已知数列满足,,则下列结论正确的是( )
A. 是递增数列 B. 当时,
C. D.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 函数的单调递减区间是________.
13. 已知函数,若、,,则_________.
14. 已知数列的前项和为,,则_________.
四、解答题(本题共5小题,共77分,解答时要求写出必要的文字说明证明过程演算步骤.)
15. 已知不等式的解集为,不等式的解集为.
(1)若,求;
(2)若对任意实数,不等式均成立,求实数的取值范围.
16. 已知函数
(1)求在处的切线方程;
(2)讨论在上的零点个数.
17. 已知等差数列的前项和为,且,;数列满足
(1)求数列和的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
18. 已知数列满足,.
(1)证明:求,的值,并证明数列为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
19. 已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)若对任意,都有,求实数的取值范围;
(3)证明:.
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哈尔滨市第六中学2024级高二下学期6月阶段检测考试
数学试题
一、单选题单选题(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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出集合后可求.
【详解】,,
故,
故选:D.
2. ,是的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】,
,
显然当成立时,不一定成立,例如,
当成立时,显然一定成立,
所以,是的必要不充分条件.
3. 已知数列是等差数列,其前项和为,若,且,则取得最小值时的等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先利用等差数列通项公式与前项和公式列方程组求解首项和公差,再通过判断项的正负确定取最小值时的.
【详解】设等差数列的公差为,。 根据等差数列的通项公式及前项和公式得:
由,得,化简整理得 ①;
由,得,化简整理得 ②.
所以得,将代入①得,
故通项公式为,
所以等差数列的首项,公差的一个递增等差数列,
因此等差数列的前项和有最小值.
令,即,解得,又,因此.
所以当时,,;当时,,.
因此时取得最小值.
4. 函数在上有且仅有一个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求导得,由题意得在上只有一个变号零点,参变分离得,利用函数的单调性得的取值范围.
【详解】因为,所以,
函数在上有且仅有一个极值点,
在上只有一个变号零点.令,得.
设在单调递减,在上单调递增,,
又,得当,在上只有一个变号零点.
经检验,不合题意,
故选:B.
【点睛】方法点睛:已知区间上有极值点,求参数的范围问题.可以从两个方面去思考:
(1)根据区间上极值点的个数情况,估计出函数图象的大致形状,从而推导出导数需要满足的条件,进而求出参数满足的条件;
(2)也可以先求导,通过求导分析函数的单调情况,再依据函数在区间内的零点情况,推导出函数本身需要满足的条件,此时,由于函数比较复杂,常常需要构造新函数,借助导数研究函数的单调性、极值等,层层推理得解.
5. 已知函数是偶函数,为奇函数,并且当时,,则下列选项正确的是( )
A. 在上为减函数,且 B. 在上为减函数,且
C. 在上为增函数,且 D. 在上为增函数,且
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意为奇函数,可知函数关于点对称,再结合函数是偶函数可得出函数的周期为4,而,,利用周期从而可求得时的解析式,即解出.
【详解】因为函数为奇函数,所以函数关于点对称,即,
函数是偶函数,所以,于是,,用替换,可得,所以.
当,,
当时,,所以在上为增函数,且.
故选:C.
【点睛】本题主要考查函数的性质的应用,涉及函数的周期性,对称性,奇偶性的应用,以及利用函数解析式判断其单调性,意在考查学生的转化能力,属于中档题.
6. 已知函数,,若,,使得,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可转化为,利用导数分别研究两个函数最小值,求解即可.
【详解】解:当时,由得,
=,
当时,
在单调递减,
是函数的最小值,
当时,为增函数,
是函数的最小值,
又因为,都,使得,可得在的最小值不小于在的最小值,
即,解得:,
故选:.
【点睛】本题考查指数函数和对勾函数的图像及性质,考查利用导数研究单调性问题的应用,属于基础题.
7. 若曲线与曲线存在公共切线,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设切点,根据导数求解斜率,可得和,进而将问题转化为与函数的图象有交点,即可根据导数求解.
【详解】由得,曲线在点处的切线斜率为
由得在点处的切线斜率为,
如果两条曲线存在公共切线,那么.
又由斜率公式可得,由此得到,则有解,
所以直线与函数的图象有交点即可.
当直线与函数的图象相切时,
设切点为,则,且,得,即有切点,此时,
故实数a的取值范围是.
故选:D.
8. 已知函数,若关于x的方程恰有3个不同的实数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先利用导数求出的单调性和最值,然后画出其图象,然后由可得或,结合图象求解即可.
【详解】因为,所以当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,所以
作出的大致图象如下:
因为
所以
所以或
因为有1个根,所以有2个根
所以由的图象可得,解得
故选:C
【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性,考查了数形结合的思想,属于典型题.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分.)
9. 若,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据基本不等式可得,进而可判断A;根据基本不等式“1”的妙用计算可判断B;根据基本不等式计算可判断C;利用换元法结合二次函数性质计算可判断D.
【详解】对于A选项,因为,,,所以,
当且仅当时取等号,即,所以,所以A选项不正确;
对于B选项,因为,
当且仅当时取等号,所以B选项正确;
对于C选项,因为,所以,
当且仅当时取等号,所以C选项正确;
对于D选项,因为,,,
所以,
又因为,所以,所以D选项正确.
10. 设函数,及其导函数,的定义域均为,已知,,且,则( )
A. 是奇函数 B.
C. 点为曲线的对称中心 D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据函数奇偶性的概念可判断A;由为奇函数,知,从而结合,可得的值,即可判断B;根据复合函数求导结合函数的对称性即可得判断C;根据函数的奇偶性、对称性可得的周期性,由周期性可得的值,即可判断D.
【详解】A.在中,令,得,所以,故是奇函数,A正确;
B.由定义域为,且为奇函数,知,
在中,令,得,B错误;
C.因为,所以,故,
又因为,所以,即,
所以点为曲线的对称中心,C正确;
D. 因为是奇函数,所以,故,即是偶函数,
由得,,故,即的周期为4,
因为,所以,即,
在中,令,得,
所以,D正确.
故选:ACD.
11. 已知数列满足,,则下列结论正确的是( )
A. 是递增数列 B. 当时,
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用作差法可判断数列的单调性,判断A的真假;利用数列的单调性,结合累加法和累乘法可判断BC的真假;利用裂项求和法可判断D的真假.
【详解】对于A,易知,由,得,所以,所以是递增数列,故A正确;
对于B,由对A的分析,知,
所以(仅当时取等号),
由,得,
所以当时,,
所以当时,,
因此当时,,故B正确;
对于C,由,得,
由对B的分析知,当时,,所以,
故当时,,
所以,故C错误;
对于D,由,得,
即,
所以,故D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 函数的单调递减区间是________.
【答案】
【解析】
【分析】利用复合函数的单调性可求得函数的单调递减区间.
【详解】由题意得,所以,所以,
解得,所以函数的定义域为,
因为,
所以在上单调递增,在上单调递减,
又在上单调递增,
所以由复合函数的单调性可知的单调递减区间是.
故答案为:.
13. 已知函数,若、,,则_________.
【答案】2
【解析】
【分析】根据解析式得到,可得出,由此可得出结果.
【详解】,,则,,
所以函数的定义域为,定义域关于原点对称,
因为
,
因为,则,
因此,.
14. 已知数列的前项和为,,则_________.
【答案】324
【解析】
【分析】分为奇数和偶数两种情况,发现数列的特点,再分组求和即可.
【详解】由,
当为奇数时,为偶数,
则,,
两式相减得;
当为偶数时,为奇数,
则,,
两式相加得,
则
.
四、解答题(本题共5小题,共77分,解答时要求写出必要的文字说明证明过程演算步骤.)
15. 已知不等式的解集为,不等式的解集为.
(1)若,求;
(2)若对任意实数,不等式均成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)解不等式分别求出集合,可求得;
(2)对参数的取值进行分类讨论,利用判别式以及二次函数性质解不等式可得结果.
【小问1详解】
易知不等式等价于,
可得;
当时,不等式即为,
可得;
因此可得
【小问2详解】
当时,不等式为恒成立;
当时,由恒成立可得,解得;
综上可得实数的取值范围为.
16. 已知函数
(1)求在处的切线方程;
(2)讨论在上的零点个数.
【答案】(1)
(2)当时,无零点;当时,一个零点;当时,两个零点.
【解析】
【分析】(1)求出切点坐标及切线斜率后即可求解
(2)分离参数将零点问题转化为直线与曲线交点个数问题,再利用导数研究函数单调性与最值求解即可.
【小问1详解】
,所以在处的切点坐标为,
,则,
故在处的切线方程为.
【小问2详解】
讨论函数 的零点个数,即方程的解.
当时,等价于:,令,
问题转化为直线与的交点个数.
,得,当时,,单调递减;
当 时,,单调递增;是极小值点,.
时,时, .
结合的取值讨论零点个数:
当时,与无交点,无零点;
当时,与有一个交点,一个零点;
当 时,与有两个交点,两个零点.
综上:当时,无零点;当时,一个零点;当时,两个零点.
17. 已知等差数列的前项和为,且,;数列满足
(1)求数列和的通项公式;
(2)记,求数列的前项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)应用等差数列的前n项和公式求基本量,即可得通项公式,根据递推式得,从而有,作差即可得;
(2)根据(1)得,应用裂项相消法求和.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,
由,得,
;
,
,
当且时,,
两式相减得,则;
当时,,满足;
综上所述:;
【小问2详解】
,
则;
18. 已知数列满足,.
(1)证明:求,的值,并证明数列为等比数列;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1),,
证明:当时,可得,
当时,可得,
因为,,,
所以,,
所以数列为首项为,公比为的等比数列.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据递推公式及等比数列的定义证明即可;
(2)由(1)求出,即可求出,从而得到,利用错位相减法计算即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)得,,
则,,
所以 ,
所以,
则,
所以,
即.
19. 已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)若对任意,都有,求实数的取值范围;
(3)证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用导数判断在上的单调性即可求解;
(2)问题转化为在上恒成立,令,利用二阶导数求的最小值,对二阶导数的符号进行分类讨论,分,,三种情况进行讨论;
(3)利用(2)的结论可得,进而利用放缩可得,然后利用裂项相消求和可证明不等式的左半部分,令,利用导数证明当时,,再利用放缩可得,最后利用裂项相消求和可证明不等式的右半部分.
【小问1详解】
当时,,则,
令,则,即;
令,则,即.
所以在上单调递增,在上单调递减,
又,
所以的值域为.
【小问2详解】
由,得,
设,则,
,
设,则,
所以当时,,所以在上单调递增,
所以.
①当时,在上单调递减,则,不满足题意;
②当时,,使得,
当时,在上单调递减,则,不满足题意;
③当时,在上单调递增,则,满足题意.
综上可得,即实数的取值范围是.
【小问3详解】
由(2)得,当时,任意恒成立,
即,
所以,
所以
.
令,则,
存在,使得.
则当时,;当时,,
于是在上单调递增,在上单调递减,而,
所以,即当时,.
所以,
所以.
综上所述,.
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