内容正文:
高二数学
(120分钟 150分)
一、选择题: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. 下列各组函数中,导函数相同的是( )
A.
B.
C.
D.
2. 是数列的前项和,若,则与的等差中项为( )
A. 2 B. 4 C. 5 D. 8
3. 设函数的导数为,且,则在时的瞬时变化率为( )
A. 3e3 B. e3 C. 0 D. 3
4. 若为等差数列的前项和,是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
5. 曲线在处的切线的倾斜角为,曲线在处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
6. 某学校组织名学生进行大型舞蹈节目排练,这些学生总共站成四排,四排的人数恰好依次成等比数列.排练中又来了7名同学参加,这7名同学有1名站在第一排,3名站在第二排,3名站在第三排,此时四排学生人数恰好依次成等差数列,则m=( )
A. 56 B. 65 C. 72 D. 84
7. 已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
8. 数列满足,,,设,记表示不超过的最大整数.设,若不等式,对恒成立,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
二、选择题: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,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知一个多边形的周长为155 cm,各边的长成等差数列,最短的边长为2 cm,公差为3 cm,则( )
A. 该多边形的内角和为1440°
B. 该多边形最长的边长为29 cm
C. 该多边形有一条边长为16 cm
D. 较长的五条边长度之和为115 cm
10. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 若,则的极大值为
B. 若,则函数有极小值点
C. 若在区间上单调递减,则的最大值为
D. 若函数恰有个零点,则的值为
11. 宠物很可爱,但宠物身上会有很多细菌,小狗“旺财”的主人每月(30天)定期给“旺财”滴抹杀菌剂.刚开始使用的时候,细菌的数量还会继续增加,但随着时间的推移,细菌增加的幅度逐渐变小,到一定时间,细菌数量开始减少.若已知使用杀菌剂t小时后细菌的数量(万个)大致符合函数,为的导数,下列结论正确的是( )
A. 滴抹杀菌剂可以杀死大量细菌,却无法杀死所有细菌
B. 表示当时,细菌数量以每小时的速度在减少
C. 若存在a,b,且,使,则
D. 细菌数量在时的瞬时变化率为0
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知数列的通项公式为,数列的通项公式为,数列的前项和______.
13. 已知数列是首项为,公差为的等差数列,集合,则集合的子集个数为____.
14. 对于三次函数,定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数图象的“拐点”.探究发现:任何一个三次函数的图象都有“拐点”;任何一个三次函数的图象都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.设函数,则函数图象的对称中心的坐标为____,____.
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. 已知两城市的距离是150 km,根据交通法规及省油原则,两城市之间的公路车速应限制在,假设油价是8元/L,以 km/h的速度行驶时,汽车的耗油率为L/h,其他费用是40元/h.当车速是多少时,才能使行车的总费用最少?(精确到1 km/h,参考数据:)
16. 已知等差数列为递减数列,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,求的最小值.
17. 已知曲线在点处的切线的斜率为12,且在处取得极值.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间;
(3)讨论方程的解的个数.
18. 已知数列满足,数列的前项和为,且,,,数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求;
(3)求满足的n的最小值.
19. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线的倾斜角;
(2)判断函数在其定义域上的单调性;
(3)证明:.
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高二数学
(120分钟 150分)
一、选择题: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. 下列各组函数中,导函数相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于A:由函数和,可得和,A错误;
对于B:由函数和,可得和,B错误;
对于C:由函数和,可得和,C错误;
对于D:由函数和,可得和,D正确.
2. 是数列的前项和,若,则与的等差中项为( )
A. 2 B. 4 C. 5 D. 8
【答案】C
【解析】
【详解】由,得,,
所以与的等差中项为.
3. 设函数的导数为,且,则在时的瞬时变化率为( )
A. 3e3 B. e3 C. 0 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】根据复合函数求导法则及导数运算律计算求解.
【详解】由,得,
令,得,解得,
故在时的瞬时变化率为.
4. 若为等差数列的前项和,是方程的两根,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由是方程的两根,可得,再结合等差数列前n项和公式及下标的性质可知计算出.
【详解】由是方程的两根,可得,再由等差数列前n项和公式及下标的性质可知,.
5. 曲线在处的切线的倾斜角为,曲线在处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数的几何意义求出倾斜角,进而求出结果.
【详解】,所以曲线在处的切线的斜率为0,故倾斜角.
,所以曲线在处的切线的斜率,
可得切线倾斜角,所以.
6. 某学校组织名学生进行大型舞蹈节目排练,这些学生总共站成四排,四排的人数恰好依次成等比数列.排练中又来了7名同学参加,这7名同学有1名站在第一排,3名站在第二排,3名站在第三排,此时四排学生人数恰好依次成等差数列,则m=( )
A. 56 B. 65 C. 72 D. 84
【答案】B
【解析】
【分析】分别假设等比数列为,公比为,等差数列为,公差为,根据题意列出,,,,求解.
【详解】设等比数列为,公比为,等差数列为,公差为,
由题意可得,,,,
从而 ①,
②,
③,
由①②③可解得,,所以.
7. 已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先将的大小比较转化为比较,构造函数,即比较,求导分析函数的单调性可得结果.
【详解】依题意,,,,
令,,则,所以当时,,
当时,,所以在上单调递增,在上单调递减.
因为,所以,即,即.
8. 数列满足,,,设,记表示不超过的最大整数.设,若不等式,对恒成立,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由可得的递推公式,构造等比数列,利用累加法即可求出,从而求出,根据数列通项公式的特征利用裂项相消法即可求的最小值,从而可求的最大值.
【详解】已知数列满足,,,
则有,又,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,所以,
以此类推,得,,,,,
用累加法可得,所以,
则,,
所以,
所以,
由于,所以,即,所以,即,
由于不等式,对恒成立,所以,因此实数的最大值为,故A正确.
二、选择题: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,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知一个多边形的周长为155 cm,各边的长成等差数列,最短的边长为2 cm,公差为3 cm,则( )
A. 该多边形的内角和为1440°
B. 该多边形最长的边长为29 cm
C. 该多边形有一条边长为16 cm
D. 较长的五条边长度之和为115 cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】设该多边形为边形,最长的边长为,则,解得或 (舍去),
所以该多边形为10边形,内角和为,A项正确;
最长的边长为29 cm, B项正确;
可知,令,解得,不符合题意,C项错误;
较长的五条边的长度之和为,D项正确.
10. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 若,则的极大值为
B. 若,则函数有极小值点
C. 若在区间上单调递减,则的最大值为
D. 若函数恰有个零点,则的值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意,利用导数的求出函数的单调性即可判断AB;根据题意,得到在上恒成立,利用导数即可判断C;根据题意,利用导数分类讨论的范围,得到函数的单调性和极值即可判断D.
【详解】对于A,若,则,,
令,解得和,
当或时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
则在处取得极大值,极大值为,故A正确;
对于B,,,所以函数在定义域内单调递增,没有极值点,故B错误;
对于C,若在区间上单调递减,则在上恒成立,即在上恒成立,
由于函数在上的最小值为,所以,即的最大值为,故C正确;
对于D,,,
当时,,函数在定义域内为增函数,故函数不可能存在个零点,不符合题意;
当时,由,解得,
当时,;当时,;当时,,
所以函数的单调递增区间为和,单调递减区间为,
则函数的极小值为,极大值为.
又函数恰有个零点,所以或者,解得,故D正确.
11. 宠物很可爱,但宠物身上会有很多细菌,小狗“旺财”的主人每月(30天)定期给“旺财”滴抹杀菌剂.刚开始使用的时候,细菌的数量还会继续增加,但随着时间的推移,细菌增加的幅度逐渐变小,到一定时间,细菌数量开始减少.若已知使用杀菌剂t小时后细菌的数量(万个)大致符合函数,为的导数,下列结论正确的是( )
A. 滴抹杀菌剂可以杀死大量细菌,却无法杀死所有细菌
B. 表示当时,细菌数量以每小时的速度在减少
C. 若存在a,b,且,使,则
D. 细菌数量在时的瞬时变化率为0
【答案】ABD
【解析】
【详解】由题意,可得.
对于A项,,所以杀菌剂不能杀死所有细菌,A正确;
对于B项,因为,所以当时,细菌数量以的速度在减少,B正确;
对于C项,若存在a,b,且,使,此时,
不妨设,
可知,
求导可得,
当时,,单调递减,此时,即,
当时,,单调递减,此时,即,
当时,,当,此时,,
所以,可得,即,C错误;
对于D项,因为,所以当时,瞬时变化率为0,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知数列的通项公式为,数列的通项公式为,数列的前项和______.
【答案】
【解析】
【详解】依题意,,数列是首项为3,公比为2的等比数列,
所以
.
13. 已知数列是首项为,公差为的等差数列,集合,则集合的子集个数为____.
【答案】
【解析】
【分析】先根据等差数列的公式得到的通项,再结合正弦型函数的周期,及集合元素的互异性得到集合,进而得到集合的子集个数.
【详解】由题意得,
则,所以其周期,
又,
,
,
,
,
,……
结合集合元素的互异性,得,
即集合有个元素,故集合的子集个数为.
14. 对于三次函数,定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数图象的“拐点”.探究发现:任何一个三次函数的图象都有“拐点”;任何一个三次函数的图象都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.设函数,则函数图象的对称中心的坐标为____,____.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】由函数的新定义进行求解即可.
【详解】,,所以.
令,得,
,
所以函数图象的对称中心坐标为,
所以.
设①,
②,
由①+②得,
,
所以,
即.
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. 已知两城市的距离是150 km,根据交通法规及省油原则,两城市之间的公路车速应限制在,假设油价是8元/L,以 km/h的速度行驶时,汽车的耗油率为L/h,其他费用是40元/h.当车速是多少时,才能使行车的总费用最少?(精确到1 km/h,参考数据:)
【答案】53
【解析】
【分析】先根据题意列出总费用关于车速的函数,再通过导数找到函数的极小值,也就是最小值.
【详解】由题意可设总费用为且,则行车的时间为,
于是,
则,由,得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故当时,取得极小值,也是最小值.
16. 已知等差数列为递减数列,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列的前项和,求的最小值.
【答案】(1);
(2)10
【解析】
【小问1详解】
由题意,设等差数列的公差为,
联立解得或,
∵等差数列为递减数列,,,
.
【小问2详解】
由(1)知,故,可得,
化简整理得,解得或,又,所以的最小值为10.
17. 已知曲线在点处的切线的斜率为12,且在处取得极值.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间;
(3)讨论方程的解的个数.
【答案】(1);
(2)单调递减区间为,单调递增区间为, ;
(3)当或时,有一个解,
当或时,有两个解,
当时,有三个解
【解析】
【分析】(1)应用切线及极值列式计算求解参数得出解析式;
(2)根据导函数正负得出函数单调区间;
(3)根据导数得出函数的单调性及极值,结合函数最值得出解的个数.
【小问1详解】
由题意,,函数的定义域为R,可得.
因为函数在点处的切线的斜率为12,
所以①
又函数在处取得极值,
此时, ②
由①②可得,
所以函数.
【小问2详解】
由(1)知,,.
当时,单调递增;当时,单调递减;
当时,单调递增.
所以函数的单调递减区间为 ,单调递增区间为,.
【小问3详解】
由(1),(2)知,函数在区间上单调递增,
在区间上单调递减,在区间上单调递增,
函数的极大值为,,
函数的极小值为,,
当时,,当时,.
可知,
当或时,有一个解,
当或时,有两个解,
当时,有三个解.
18. 已知数列满足,数列的前项和为,且,,,数列的前项和为.
(1)求数列的通项公式;
(2)求;
(3)求满足的n的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)4
【解析】
【分析】(1)利用构造出的等比数列求解即可.
(2)通过表示出后即可求得.
(3)表示出和后作差得出的表达式并求解不等式.
【小问1详解】
由,可得,其中,
两式相减得,所以,即.
又,,所以,所以数列{bn}是首项为4,公比为4的等比数列,所以.
【小问2详解】
由(1)可得,.
【小问3详解】
由(1)可得,,
,
两式相减得,
所以,.
设,易得, ,,,且当时,
随着n的增大而增大,所以满足的n的最小值为4.
19. 已知函数.
(1)求曲线在点处的切线的倾斜角;
(2)判断函数在其定义域上的单调性;
(3)证明:.
【答案】(1)
(2)在定义域上单调递增
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求,代入得到切线斜率,根据关系斜率等于倾斜角的正切值,结合倾斜角取值范围即可求解,
(2)先确定的定义域,对的分子构造辅助函数,通过求导分析辅助函数的符号,根据的符号决定的单调性, 可得结论;
(3)设,利用导数判断函数的单调性,分,两种情形证明结论.
【小问1详解】
因为,故,
所以,
所以曲线在点处的切线的斜率为,
设切线的倾斜角为,则,且,
所以,故曲线在点处的切线的倾斜角为,
【小问2详解】
由已知函数的定义域为,,
设,则,
当时,,单调递增,故,
因此,在单调递增,
当时,,单调递减,故,
因此,在单调递增,
设,则,
令,则,故,
当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
所以,所以,
所以当时,,故,
当时,,故,
综上所述,在定义域上单调递增,
【小问3详解】
设,则,
由(2),
又,所以,
所以在上单调递增,,
当时,,故,
所以,故,即,
当时,,故,
所以,故,即,
综上可知,.
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