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高二数学第一学期10月阶段性检测
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. 直线 的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先由直线方程求出直线的斜率,从而可求出其倾斜角
【详解】解:设直线的倾斜角为,
由直线得其斜率为,
所以,
因为,所以,
故选:B
【点睛】此题考查由直线方程求直线的倾斜角,属于基础题
2. 函数在区间上的平均变化率等于( )
A. 4 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据平均变化率的定义计算.
【详解】由已知,
故选:B.
3. 若直线和直线平行,则的值为( )
A. 1 B. C. 1或 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由两直线平行,根据平行的判定求的值即可.
【详解】直线和直线平行,
,解得或,经检验时两条直线重合舍去,
所以.
4. 函数的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A. ,,, B. ,,,
C. ,,, D. ,,,
【答案】A
【解析】
【分析】根据图象,由确定,求导后,确定有两个不相等的正实数根,结合函数单调性,韦达定理即可求出答案.
【详解】由图象可知,
有两个不相等的正实数根,且在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以,
综上:,,,.
故选:A
5. 若函数区间上不存在单调增区间,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分析可知,,,由参变量分离法可得出,求出函数在上的最大值,即可求得实数的取值范围.
【详解】因为,则,
因为函数在区间上不存在单调递增区间,
所以,,,则,
因为函数在上单调递增,
故当时,,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
故选:A.
6. 拉格朗日中值定理又称拉氏定理:如果函数在上连续,且在上可导,则必有一,使得.已知函数,,,那么实数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,结合拉格朗日中值定理,可得,再根据导数的几何意义,可得,只需求的最大值即可.
【详解】由题意,函数在上连续,且在上可导,则必有一,使得,
又由, 可得,
所以,根据导数的几何意义知,
又由, 所以,
因为,且,所以,
令,,则,
当时,,为增函数,
当时,,为减函数,
故当时,有最大值,
所以当时,取得最大值, 最大值为.
7. 已知抛物线:的焦点为,为该抛物线上一点,若以为圆心的圆与的准线相切于点,,过且与轴垂直的直线与交于,两点,为的准线上的一点,则的面积为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 9
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意得,进而将问题转化为在中,解三角形求得,再根据通经得,进而根据等面积法求解即可.
【详解】解:如图,由抛物线的定义得:,轴,
因为为该抛物线上一点,所以,所以,
因为,所以,
因为在中,,,
所以由三角函数关系得:,即:,解得,
此时,所以的面积为.
故选:D.
【点睛】本题考查抛物线与直线的位置关系,考查数形结合思想,运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于根据已知条件,将问题转化为直角三角形中,利用边角关系求解得.
8. 设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用利用导数分析函数的单调性,可判断利用函数值
【详解】因为,该函数的定义域为,且,
故,,单调递增;,,单调递减,
因为函数在上单调递减,
且,
,
;
故选:B.
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. 若存在,则称为二元函数在点处对x的偏导数,记为.已知二元函数,,则( )
A. B. 关于t的函数
C. 的最小值为 D. 关于t的函数有极小值
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据所给的定义分别得到、后就容易求解了.
【详解】对于A、C,因为,
所以,则.
因为,
所以当时,取得最小值,且最小值为.
故A错误,C正确..
对于B、D,因为,
所以,则.
,令,.
当时;当时.
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值.
故B、D都正确.
故选:BCD
10. 已知椭圆,点为右焦点,直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于另一点,则( )
A. 周长为定值 B. 直线与的斜率乘积为定值
C. 线段的长度存在最小值 D. 该椭圆离心率为
【答案】BCD
【解析】
【分析】通过取不同值求出周长即可判断A,设出点的坐标利用斜率公式化简即可判断B,确定线段取最小值的条件即可判断C,确定、的值即可求出离心率从而判断D.
【详解】该椭圆中,则,
所以离心率为,故D正确;
设,,,
则在、斜率都存在的前提下有,,
于是
为定值,故B正确;
由题意可设的方程为,
联立,消得,
则,
所以
,
则当时,,
所以线段的长度存在最小值,故C正确.
当时,直线与椭圆交于点和,
不妨取点为,得直线方程为,
求得交点为,
则,,,此时的周长为,
当时,联立,解得,不妨取,
则垂直于轴,此时,,,
此时的周长为,
显然周长不为定值,故A错误;
故选:BCD.
11. 已知函数,,是其导函数,恒有,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】由题设得,构造并应用导数研究单调性,
【详解】因为,所以,又,
所以,
构造函数,,则,
所以在上为增函数,
因为,所以,即,即,故A正确;
因为,所以,即,故,故B错误;
因为,所以,即,故,故C错误;
因为,所以,即,故,故D正确.
故选:AD
【点睛】关键点点睛:将已知条件转化为,进而构造研究单调性为关键.
三、填空题 本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆O:与圆相交于M,N两点,点P的坐标为.若圆经过M,N,P三点,则的方程为________.
【答案】
【解析】
【分析】联立方程求M,N两点的坐标,法一:根据几何性质可得圆心C2在x轴上,设结合圆的定义运算求解;法二:设圆,代入点,列方程求解.
【详解】联立方程,解得或,
故M,N两点的坐标为.
法一:可得关于轴对称,即线段的中垂线为轴,故所求的圆的圆心C2在x轴上,
设,点P的坐标为,
∵,即,求得m=5,
故要求的圆的圆心,半径为,
故要求的圆的方程为.
法二:设圆,且点P的坐标为,
代入点,可得,解得,
故要求的圆的方程为,即.
故答案为:.
13. 已知函数有两个极值点,则实数的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】要使函数有两个极值点,只需要有两个变号根,通过分离参数,研究函数的单调性、极值,作出函数图象,结合图象即可得解.
【详解】,
要使函数有两个极值点,
只需要有两个变号根,
即方程有两个变号根,
令,则,
当时,,当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,
又当时,,当时,且,
作出函数的大致图象,如图所示,
因为方程有两个变号根,
所有,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
14. 在平面直角坐标系中,点P在圆上运动,点Q在函数的图象上运动,写出一条经过原点O且与圆C相切的直线方程为______;若存在点P,Q满足,则实数a的取值范围是______.
【答案】 ①. (或) ②.
【解析】
【分析】求圆心和半径,根据题意结合点到直线的距离公式求切线方程;结合图象分析可知:原题意等价于有解,可得有解,构建函数,利用导数判断的单调性和最值,结合存在性问题分析求解.
【详解】由题意可知:圆的圆心为,半径,
若所求直线的斜率不存在,则直线为,
但到的距离,即不与相切,不合题意;
若所求直线的斜率存在,设直线方程为,即,
则圆心到直线的距离,解得,
所以直线为或;
由图可知:直线与直线相互垂直,则原题意等价于有解,
只需有解,只需有解,
构建,则,
令,因为在内单调递减,
可知在内单调递减,且,
当时,,即,当时,,即,
则在内单调递增,在内单调递减,
可得,所以;
实数a的取值范围是.
故答案为:(或);.
【点睛】关键点点睛:原题意可转化为有解,利用参变分离可快速求参数范围.
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(为自然对数的底数).
(1)若是函数的极值点,求的值;
(2)若,讨论的单调性.
【答案】(1);
(2)若,在上单调递增,在上单调递减;若,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减.
【解析】
【分析】(1)可导函数在极值点处的导数为0,求得a的值后,再进行检验;
(2)分和两种情况进行讨论,根据符号,研究的单调性.
【小问1详解】
,
因为是函数的极值点,所以,
即,解得,
经检验,符合题意,故.
【小问2详解】
由(1),,若,则,
当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减;
若,令,解得或,且,
当时,当或时,
所以在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减.
16. 已知圆C:和定点,直线l:().
(1)当时,求直线l被圆C所截得的弦长;
(2)若直线l上存在点M,过点M作圆C的切线,切点为B,满足,求m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用点到直线的距离公式、勾股定理以及圆的几何性质求得弦长.
(2)先求得点的轨迹方程,根据直线与圆的位置关系列不等式,由此求得的取值范围.
【小问1详解】
圆C:,圆心,半径,
当时,直线l的方程为,
所以圆心C到直线l的距离,
故弦长为.
【小问2详解】
设,则,
由,,得.
化简得,
所以点M的轨迹是以为圆心,8为半径的圆.
又因为点M在直线l:上,所以与圆D有公共点,
所以,
解得,
所以m的取值范围是.
17. 牛顿迭代法是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法.比如,我们可以先猜想某个方程的其中一个根在的附近,如图所示,然后在点处作的切线,切线与轴交点的横坐标就是,用代替重复上面的过程得到;一直继续下去,得到,,,……,.从图形上我们可以看到较接近,较接近,等等.显然,它们会越来越逼近.于是,求近似解的过程转化为求,若设精度为,则把首次满足的称为的近似解.
已知函数,.
(1)当时,试用牛顿迭代法求方程满足精度的近似解(取,且结果保留小数点后第二位);
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)首先求处的切线方程,求得,再求处的切线方程,再依次求取,直到,求,即可求解;(2)首先化简不等式,,再构造函数,并求函数的导数,讨论和两种情况下函数的单调性,转化为求函数的最值,并结合最值的单调性,即可求解.
【小问1详解】
当时,,则,
曲线在处的切线为,且
曲线在处的切线为,且
故,用牛顿迭代法求方程满足精度的近似解为.
【小问2详解】
由,得,
设,
则
∴当时,,单调递增,由于时,,不合题意;
当时,则有,,单调递减,,,单调递增,
即,即
易知单调递增,且,故.
【点睛】关键点点睛:本题第一问的关键是理解题意,重点是利用导数的几何意义求切线方程;第二问的关键是转化不等式,从而分析函数的性质,即可利用导数分析函数的性质.
18. 如图,椭圆、双曲线中都是坐标原点O,焦点都在x轴上,且具有相同的顶点、,的焦点为、,的焦点为、,点、、O、、恰为线段的六等分点,我们把与合成为曲线,已知的长轴长为4.
(1)求曲线与的方程;
(2)若M是上的一动点,为定点,求的最小值;
(3)若直线l过点O,与交于、两点,与交于、两点,点、位于同一象限,且直线,求直线l的斜率.
【答案】(1):,:.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意设出曲线与的标准方程,利用线段比例关系即可求出结果;
(2)分别讨论点M所在位置,利用几何关系求出当M是的上顶点时,最小取得;
(3)利用曲线对称性,将直线与曲线方程分别联立,利用斜率相等求得等量关系即可解出直线的斜率.
【小问1详解】
设:,:,
由题意得,,
且,
又点、、O、、恰为线段的六等分点,所以,,
可得,,
因此曲线:,:.
【小问2详解】
若M是上的动点,显然当M为椭圆的上顶点时,最短,
此时;
若M是上的动点,以为圆心r为半径作圆,
当圆T与相切时,
切点为M,此时最小,且,
将圆T:代入,整理得,
当圆与曲线相切,
由
得,,
又,所以M为上一动点,为定点,
的最小值为.
【小问3详解】
设直线l:,,,
由对称性得,,
由得,即,
由得,依题意可得,即;
解得,即,
当时,,由(1)得,,
所以,,
将,坐标代入,
得,
整理得,
两边平方化简得,,经检验符合题意;
所以直线的方程为或.
即直线的斜率为.
19. 已知
(1)当时,求的单调性;
(2)讨论的零点个数.
【答案】(1)在上单调递减,在上单调递增;
(2)当,0个零点;当或,1个零点;,2个零点
【解析】
【分析】(1)求出函数的导函数,可得,令,利用导数说明的单调性,即可求出的单调区间;
(2)依题意可得,令,则问题转化为,,利用零点存在定理结合单调性可判断方程的解的个数.
【小问1详解】
解:因为,,
所以,
令,,所以在单增,且,
当时,当时,
所以当时,当时,
所以在单调递减,在单调递增
【小问2详解】
解:因为
令,易知在上单调递增,且,
故的零点转化为即,,
设,则,
当时,无零点;
当时,,故为上的增函数,
而,,故在上有且只有一个零点;
当时,若,则;,则;
故,
若,则,故在上有且只有一个零点;
若,则,故在上无零点;
若,则,此时,
而,,
设,,则,
故在上为增函数,故即,
故此时在上有且只有两个不同的零点;
综上:当时,0个零点;当或时,1个零点;时,2个零点;
【点睛】思路点睛:导数背景下的零点问题,注意利用零点存在定理结合函数单调性来讨论.
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高二数学第一学期10月阶段性检测
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. 直线 的倾斜角是( )
A. B. C. D.
2. 函数在区间上的平均变化率等于( )
A. 4 B. C. D.
3. 若直线和直线平行,则的值为( )
A. 1 B. C. 1或 D.
4. 函数的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A. ,,, B. ,,,
C. ,,, D. ,,,
5. 若函数区间上不存在单调增区间,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6. 拉格朗日中值定理又称拉氏定理:如果函数在上连续,且在上可导,则必有一,使得.已知函数,,,那么实数的最大值为( )
A. B. C. D.
7. 已知抛物线:的焦点为,为该抛物线上一点,若以为圆心的圆与的准线相切于点,,过且与轴垂直的直线与交于,两点,为的准线上的一点,则的面积为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 9
8. 设,,,则( )
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. 若存在,则称为二元函数在点处对x的偏导数,记为.已知二元函数,,则( )
A. B. 关于t的函数
C. 的最小值为 D. 关于t的函数有极小值
10. 已知椭圆,点为右焦点,直线与椭圆交于两点,直线与椭圆交于另一点,则( )
A. 周长为定值 B. 直线与的斜率乘积为定值
C. 线段的长度存在最小值 D. 该椭圆离心率为
11. 已知函数,,是其导函数,恒有,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题 本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知圆O:与圆相交于M,N两点,点P的坐标为.若圆经过M,N,P三点,则的方程为________.
13. 已知函数有两个极值点,则实数的取值范围为______.
14. 在平面直角坐标系中,点P在圆上运动,点Q在函数的图象上运动,写出一条经过原点O且与圆C相切的直线方程为______;若存在点P,Q满足,则实数a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(为自然对数的底数).
(1)若是函数的极值点,求的值;
(2)若,讨论的单调性.
16. 已知圆C:和定点,直线l:().
(1)当时,求直线l被圆C所截得的弦长;
(2)若直线l上存在点M,过点M作圆C的切线,切点为B,满足,求m的取值范围.
17. 牛顿迭代法是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法.比如,我们可以先猜想某个方程的其中一个根在的附近,如图所示,然后在点处作的切线,切线与轴交点的横坐标就是,用代替重复上面的过程得到;一直继续下去,得到,,,……,.从图形上我们可以看到较接近,较接近,等等.显然,它们会越来越逼近.于是,求近似解的过程转化为求,若设精度为,则把首次满足的称为的近似解.
已知函数,.
(1)当时,试用牛顿迭代法求方程满足精度的近似解(取,且结果保留小数点后第二位);
(2)若,求的取值范围.
18. 如图,椭圆、双曲线中都是坐标原点O,焦点都在x轴上,且具有相同的顶点、,的焦点为、,的焦点为、,点、、O、、恰为线段的六等分点,我们把与合成为曲线,已知的长轴长为4.
(1)求曲线与的方程;
(2)若M是上的一动点,为定点,求的最小值;
(3)若直线l过点O,与交于、两点,与交于、两点,点、位于同一象限,且直线,求直线l的斜率.
19. 已知
(1)当时,求的单调性;
(2)讨论的零点个数.
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