内容正文:
高坪中学高2024级高二下学期第一次月考
数学
本试卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上.
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号.
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上.
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试卷上答题无效.
5.考试结束后,只将答题卡交回.
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,只有一个选项符合要求.
1. 下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 已知数列是等差数列,,则( )
A. 19 B. 51 C. 69 D. 87
3. 已知各项均为正数的等比数列,若,则公比( )
A. B. 2 C. D. 4
4. 如图,直线和圆,当从顺时针绕点匀速旋转到时,它扫过的圆内阴影部分的面积是时间的函数.这个函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
5. 若数列满足,,则的值为( )
A. B.
C. D.
6. 已知函数在处取得最小值1,则( )
A. B. C. D.
7. 已知等比数列的前项和为,若,且,,则( )
A. 20 B. 15 C. 10 D. 5
8. 已知定义在上的函数,其导函数为,且,则( )
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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数的导函数的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 函数的图象在的切线的斜率为0
B. 函数在上单调递增
C. 是函数的极小值点
D. 是函数的极大值
10. 已知等比数列的前项和为,且,则下列选项中正确的有( )
A.
B. 数列是等差数列
C.
D.
11. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 在上单调递增
B. 若函数有两个零点,则
C. 不等式的解集为
D. 若,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若数列是等比数列,且其前项和为,则实数________.
13. 已知函数,则______________________.
14. 已知数列的前n项和为,且,设函数,则______.
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. 已知等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
16. 已知函数在时取得极大值.
(1)求实数,的值;
(2)求函数在区间上的最值.
17. 已知函数,.
(1)求;
(2)证明:当时,;
(3)设函数,将函数的零点从小到大排列构成数列,求数列的前8项的和.
18. 在数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,记数列的前项和为,若对一切,不等式都成立,求实数的取值范围.
19. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,讨论函数的单调性;
(3)若在上有解,求实数的取值范围.
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高坪中学高2024级高二下学期第一次月考
数学
本试卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上.
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号.
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上.
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试卷上答题无效.
5.考试结束后,只将答题卡交回.
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,只有一个选项符合要求.
1. 下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用基本初等函数求导公式、求导法则逐一验证各选项即可得出正确结果
【详解】对于A选项:为常数,故,A错误;
对于B选项: ,B错误;
对于C选项: ,C错误;
对于D选项: ,D正确.
2. 已知数列是等差数列,,则( )
A. 19 B. 51 C. 69 D. 87
【答案】B
【解析】
【分析】由得到,利用等差数列的求和公式求解.
【详解】因为,所以,
则.
3. 已知各项均为正数的等比数列,若,则公比( )
A. B. 2 C. D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】借助等比数列基本量计算即可得.
【详解】由题意可得,,,
则,即,
则,故或,
当时,则,不符,故舍去;
当时,则,符合题意;
综上可得:.
4. 如图,直线和圆,当从顺时针绕点匀速旋转到时,它扫过的圆内阴影部分的面积是时间的函数.这个函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,根据面积函数的变化趋势,结合图象的变化率先变大再变小,即可求解.
【详解】根据题意,可得面积随着的增大而增加,所以函数为单调递增函数,
且增长趋势先慢后快,过圆心后逐渐变慢,即函数图象的变化率先变大再变小,
结合选项,可得选项D符合题意.
故选:D.
5. 若数列满足,,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题可知,,,,
以此类推,可知.
6. 已知函数在处取得最小值1,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用“极值点处导数为0和函数值为1”联立方程组,求解参数后通过单调性验证极值类型,最后代入参数值即可求解.
【详解】因为函数在处取得最小值1,
所以在处取得极值,故.
又,所以,
解得.
将代入导数得,
令,解得或(舍去),
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
因此是的最小值点,也是极小值点,符合题意,所以.
7. 已知等比数列的前项和为,若,且,,则( )
A. 20 B. 15 C. 10 D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,结合等比数列前项和公式,按照公比和两种情况进行讨论,可求得,再结合等比数列通项公式化简,即可求得值.
【详解】由题意,根据等比数列前项和公式,当时,可得,
化简得,
又等比数列公比,所以,所以,即,
解得(舍)或,
又,即,化简得,
即,又,所以,
又,所以,解得,
当时,,,所以,与题意矛盾,不成立.
综上所述,的取值为.
8. 已知定义在上的函数,其导函数为,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由可得,
令,则,
因为,所以在上恒成立,即函数在上单调递减,
所以,即,化简得.
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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数的导函数的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 函数的图象在的切线的斜率为0
B. 函数在上单调递增
C. 是函数的极小值点
D. 是函数的极大值
【答案】BD
【解析】
【分析】根据导函数的图象与原函数的关系,利用导数的几何意义判断切线斜率,利用导数的正负判断函数的单调性,利用导数零点及左右符号变化判断极值点,逐个判断即可.
【详解】选项A:由图可知,即函数的图象在的切线的斜率大于0,故A错误;
选项B:由图可知时,,
所以函数在上单调递增,故B正确;
选项C:由图可知时,,
所以函数在上单调递增,
左右两侧导数符号相同,不是函数的极值点,故C错误;
选项D:由C选项可知函数在上单调递增,
由图可知时,,所以函数在上单调递减,
故是函数的极大值点,是函数的极大值,故D正确.
10. 已知等比数列的前项和为,且,则下列选项中正确的有( )
A.
B. 数列是等差数列
C.
D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用退一相减法及等比数列定义可求,即可判断A选项,再根据等差数列的定义判断B选项;利用作差法比大小可判断C选项,构造数列满足,计算数列的前项和,可判断D选项.
【详解】由,可得时,①,
当时,,两式相减,可得,
即,因数列为等比数列,
故公比为,由①可得,解得,
故,故A错误;
又因,,
所以,即数列是等差数列,故B正确;
又,即,故C正确;
因,设,
则的前项和为,
所以,故D正确.
11. 已知函数,则下列结论正确的是( )
A. 在上单调递增
B. 若函数有两个零点,则
C. 不等式的解集为
D. 若,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,利用导数与函数单调性间的关系,直接求出单调区间,即可求解;对于B,利用选项A中结果,结合,即可求解;对于C,分和两种情况,当时,恒成立,当,构造函数,即可求解;对于D,根据条件得到,再结合选项A的结果,即可求解.
【详解】对于选项A,因为,由,得到,
当时,,当时,,
即在区间上单调递减,在区间上单调递增,所以选项A正确,
对于选项B,若有两个不同的零点,即直线与有两个交点,
因为是的极小值点,,
因为,且时,
所以,当时直线与有两个交点,选项B错误;
对于选项C,由,得到,当时,恒成立,
当时,由,得到,
令,在区间上单调递增,所以,则,
综上,不等式的解集为,C选项正确;
对于选项D,由,得到,
则,由选项A知,在区间上单调递增,
所以,则,故选项D正确,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若数列是等比数列,且其前项和为,则实数________.
【答案】3
【解析】
【分析】通过推导出时的通项公式,结合条件可得时也满足该通项公式,进而可求得的值.
【详解】由题意得,
当时,,
因为数列是等比数列,所以时也满足,
即,解得.
13. 已知函数,则______________________.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】求导,即可代入求解.
【详解】,
故,故,
故答案为:
14. 已知数列的前n项和为,且,设函数,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】先根据题干递推式求得,然后根据作差即可求得,再结合诱导公式化简得,最后利用倒序相加法求和即可.
【详解】,①
当时,,②
①-②得;
当时,,此时仍然成立,.
当时,;
当时,,
当时,上式也成立,故.
由于,
设
,
则,
.
故答案为:
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. 已知等差数列的前项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用等差数列的通项公式与求和公式列出方程组,解出首项与公差从而得出通项公式.
(2)利用裂项相消法将各项拆分化简即可求解.
【小问1详解】
由得,
由得,即,
所以有,解得,
所以.
【小问2详解】
由题意得,
则
.
16. 已知函数在时取得极大值.
(1)求实数,的值;
(2)求函数在区间上的最值.
【答案】(1),
(2)最大值为,最小值为
【解析】
【分析】(1)由题意可得,求解后再验证即可;
(2)结合(1)判断出函数在上单调性,再求其最值即可.
【小问1详解】
因为,
所以,
又因为函数在时取得极大值.
所以,
解得,
当时,
,,
令,得,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以函数在时取得极大值,为,满足题意,
所以;
【小问2详解】
由(1)可知函数在上单调递增,在上单调递减,
且,
所以函数在区间上的最大值为,最小值为.
17. 已知函数,.
(1)求;
(2)证明:当时,;
(3)设函数,将函数的零点从小到大排列构成数列,求数列的前8项的和.
【答案】(1)1 (2)设,则,
由于恒成立,因此,则在上单调递减,
当时,,即,故.
(3)
【解析】
【分析】(1)对函数求导,代入求值即可;
(2)构造新函数,判断单调性,利用端点函数值完成证明;
(3)利用三角恒等变换化简函数求零点,按照从小到大排列,求和即可.
【小问1详解】
,所以.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
,.
令,可得或,
由,,可得;
由,可得时,解得或,
的零点从小到大排列,得到前8项为: ,
依题意,数列的前8项的和为 .
18. 在数列中,,.
(1)证明:数列是等差数列;
(2)求的通项公式;
(3)若,记数列的前项和为,若对一切,不等式都成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明:设,
则,
即,
因为,所以,
则数列是首项为,公差为的等差数列.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)构造新数列,算出,差值固定不变,满足等差数列定义,从而得证.
(2)用等差数列通项公式写出,代入,变形得到,两边取倒数,直接写出通项.
(3)拆分,分开用等比、等差求和公式算出前项和,化简不等式,转化为,设,作差法判断单调性,得出时最大值为,代入最大值计算,得到.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
由,可得,
,解得.
【小问3详解】
因为,
依题意,,
,
则转化为,
即,也即,
因为不等式对一切恒成立,所以,
设,
因,
当时,,得,
当时, ,得,
当时,因,则 ,故单调递减,
则有,又,
故,则,
则实数的取值范围为.
19. 已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,讨论函数的单调性;
(3)若在上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当 时, 在和上单调递增,在上单调递减;
当时,在 上单调递增;
当 时, 在和上单调递增,在上单调递减.
(3)
【解析】
【分析】(1)把代入函数解析式,对其求导,结合导数几何意义求出切线斜率,进而可求切线方程;
(2)先对函数求导,结合导数与单调性关系对的范围进行分类讨论即可求解;
(3)结合导数与单调性关系及有解条件即可求解.
【小问1详解】
当 时,, ,
,,
因此切线过点 且斜率为0,即切线方程为 .
【小问2详解】
,,
令,则或,
当,即时,,因此 在 上单调递增;
当,即 时,由,得,由,得,
所以 在和上单调递增,在上单调递减;
当,即 时,由,得,由,得,
所以 在和上单调递增,在上单调递减;
综上所述:当 时, 在和上单调递增,在上单调递减;
当时,在 上单调递增;
当 时, 在和上单调递增,在上单调递减.
【小问3详解】
,即,即,
所以 在上有解,
令 ,则 ,
令 ,则,
所以 在 单调递增且 ,
时,,,单调递减;
时,,,单调递增;
可得 的最小值为 ,因此只要 ,就存在 使得在上有解;
故的取值范围为.
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