
?第5講 素養(yǎng)提升之函數(shù)與導(dǎo)數(shù)新情境、新考法專項(xiàng)沖刺
目錄
一、新情境
角度1:緊跟社會(huì)熱點(diǎn)
角度2:關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展
角度3:聚焦科技前沿
角度4:結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐
角度5:滲透數(shù)學(xué)文化
角度6:強(qiáng)調(diào)五育并舉
二、新考法
角度1:以高觀點(diǎn)為背景
角度2:以給定定義、熱點(diǎn)信息為背景
角度3:考查開放、探究精神
角度4:考查數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)分析得核心素養(yǎng)
角度5:相近學(xué)科融合
一、新情境
角度1:緊跟社會(huì)熱點(diǎn)
1.(2022·江西·萍鄉(xiāng)市第二中學(xué)高三階段練習(xí)(理))某容量為萬(wàn)立方米的小型湖,由于周邊商業(yè)過(guò)度開發(fā),長(zhǎng)期大量排放污染物,水質(zhì)變差,今年政府準(zhǔn)備治理,用沒有污染的水進(jìn)行沖洗,假設(shè)每天流進(jìn)和流出的水均為萬(wàn)立方米,下雨和蒸發(fā)正好平衡.用函數(shù)表示經(jīng)過(guò)天后的湖水污染質(zhì)量分?jǐn)?shù),已知,其中表示初始湖水污染質(zhì)量分?jǐn)?shù).如果,要使湖水的污染水平下降到開始時(shí)污染水平的以下,至少需要經(jīng)過(guò)(????)天(參考數(shù)據(jù):)
A.113 B.116 C.119 D.120
【答案】B
【詳解】設(shè)至少需要經(jīng)過(guò)天,因?yàn)橐购奈廴舅较陆档介_始時(shí)污染水平的10%以下,
所以,
又因?yàn)?,所以?br />
由題意知,,,
所以,整理得,解得,
所以至少需要經(jīng)過(guò)116天.
故選:B
2.(2022·河南省淮陽(yáng)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(理))年月日,河南平頂山抽干湖水成功抓捕了兩只鱷雀鱔,這一話題迅速?zèng)_上熱搜榜.與此同時(shí),關(guān)于外來(lái)物種泛濫的有害性受到了熱議.為了研究某池塘里某種植物生長(zhǎng)面積(單位:)與時(shí)間(單位:月)之間的關(guān)系,通過(guò)觀察建立了函數(shù)模型(,,且).已知第一個(gè)月該植物的生長(zhǎng)面積為,第個(gè)月該植物的生長(zhǎng)而積為,給出下列結(jié)論:
①第個(gè)月該植物的生長(zhǎng)面積超過(guò);
②若該植物的生長(zhǎng)面積達(dá)到,則至少要經(jīng)過(guò)個(gè)月;
③若,則成等差數(shù)列;
④若成等差數(shù)列,,,則.
其中正確結(jié)論的個(gè)數(shù)為(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【詳解】由題意得:,解得:,;
對(duì)于①,,①正確;
對(duì)于②,令,又,,即至少需要經(jīng)過(guò)個(gè)月,②錯(cuò)誤;
對(duì)于③,由得:,
,則成等差數(shù)列,③正確;
對(duì)于④,由得:,,
成等差數(shù)列,,④錯(cuò)誤.
故選:B.
3.(2022·四川綿陽(yáng)·高二期末(文))酒駕是嚴(yán)重危害交通安全的違法行為.根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定:100mL血液中酒精含量在20~80mg之間為酒后駕車,80mg及以上為醉酒駕車.假設(shè)某駕駛員喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到了2.4mg/mL,且在停止喝酒以后,他血液中的酒精含量會(huì)以每小時(shí)20%的速度減少,若他想要在不違法的情況下駕駛汽車,則至少需經(jīng)過(guò)的小時(shí)數(shù)約為(????)
(參考數(shù)據(jù):,)
A.12 B.11 C.10 D.9
【答案】B
【詳解】由題設(shè),想要在不違法的情況下駕駛汽車,則酒精含量小于,
令小時(shí)后,,則小時(shí),
所以想要在不違法的情況下駕駛汽車,則至少需經(jīng)過(guò)的小時(shí)數(shù)約為11小時(shí).
故選:B
4.(2022·湖南·長(zhǎng)沙一中高三開學(xué)考試)2022年北京冬奧會(huì)成功舉辦,更加激發(fā)全國(guó)人民對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)的愛好,某地為響應(yīng)全民冰雪運(yùn)動(dòng)的號(hào)召,建立了一個(gè)滑雪場(chǎng).該滑雪場(chǎng)中某滑道的示意圖如圖所示,點(diǎn)A,B分別為滑道的起點(diǎn)和終點(diǎn),它們?cè)谪Q直方向的高度差為20.兩點(diǎn)之間為滑雪彎道,相應(yīng)的曲線可近似看作某三次函數(shù)圖象的一部分.綜合滑行的安全性與趣味性,在滑道的最陡處,滑雪者的身體與地面所成的夾角約為44°.若還要兼顧滑道的美觀性與滑雪者的滑雪體驗(yàn),則A,B兩點(diǎn)在水平方向的距離約為(????)
A.23 B.25 C.27 D.29
【答案】D
【詳解】以滑道的最陡處為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,由題意可知,為的中點(diǎn),
設(shè)三次函數(shù)的解析式為,其中,
設(shè)點(diǎn),則,,
在滑道最陡處,,則的對(duì)稱軸為直線,則,可得0,
則,
在滑道最陡處,設(shè)滑雪者的身體與地面所成角為,則
,
所以,
由圖可知可得,
因?yàn)椋瑒t.
故選:D.
5.(2022·湖北·恩施土家族苗族高中高三階段練習(xí))基本再生數(shù)與世代間隔是新冠肺炎的流行病學(xué)基本參數(shù),基本再生數(shù)指一個(gè)感染者傳染的平均人數(shù),世代間隔指相鄰兩代間傳染所需的平均時(shí)間,在新冠肺炎疫情初始階段,可以用指數(shù)模型:描述累計(jì)感染病例數(shù)隨時(shí)間t(單位:天)的變化規(guī)律,指數(shù)增長(zhǎng)率r與,T近似滿足.有學(xué)者基于已有數(shù)據(jù)估計(jì)出.據(jù)此,在新冠肺炎疫情初始階段,累計(jì)感染病例數(shù)增加3倍需要的時(shí)間約為(????)
A.3.6天 B.3.0天 C.2.4天 D.1.8天
【答案】A
【詳解】因?yàn)?,,且,則,于是得
設(shè)在新冠肺炎疫情初始階段,累計(jì)感染病例數(shù)增加3倍需要的時(shí)間為,則有
即,所以,
而,解得
所以在新冠肺炎疫情初始階段,累計(jì)感染病例數(shù)增加3倍需要的時(shí)間約為3.6天
故選:A.
角度2:關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展
1.(2022·安徽·六安市裕安區(qū)新安中學(xué)高三階段練習(xí))美國(guó)對(duì)中國(guó)芯片的技術(shù)封鎖激發(fā)了中國(guó)“芯”的研究熱潮.某公司研發(fā)的,兩種芯片都已經(jīng)獲得成功.該公司研發(fā)芯片已經(jīng)耗費(fèi)資金2千萬(wàn)元,現(xiàn)在準(zhǔn)備投入資金進(jìn)行生產(chǎn).經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè),生產(chǎn)芯片的毛收入(千萬(wàn)元)與投入的資金(千萬(wàn)元)成正比,已知投入1千萬(wàn)元,公司獲得毛收入0.25千萬(wàn)元;生產(chǎn)芯片的毛收入(千萬(wàn)元)與投入的資金(千萬(wàn)元)的函數(shù)關(guān)系為,其圖象如圖所示.現(xiàn)在公司準(zhǔn)備投入40千萬(wàn)元資金同時(shí)生產(chǎn),兩種芯片,則可以獲得的最大利潤(rùn)是______千萬(wàn)元.(毛收入=營(yíng)業(yè)收入-營(yíng)業(yè)成本)
【答案】9
【詳解】解:因?yàn)樯a(chǎn)芯片的毛收入與投入的資金成正比,所以設(shè),
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以,所以,
即生產(chǎn)芯片的毛收入(千萬(wàn)元)與投入資金(千萬(wàn)元)的函數(shù)關(guān)系式為.
對(duì)于芯片,因?yàn)楹瘮?shù)的圖象過(guò)點(diǎn),,所以,解得,所以,
即生產(chǎn)芯片的毛收入(千萬(wàn)元)與投入的資金(千萬(wàn)元)的函數(shù)關(guān)系為.
設(shè)投入,千萬(wàn)元生產(chǎn)芯片,則投入千萬(wàn)元生產(chǎn)芯片,
則公司所獲利潤(rùn),,
所以當(dāng),即時(shí),公司所獲利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)為9千萬(wàn)元.
故答案為:
2.(2022·山東棗莊·高二期末)某小微企業(yè)制造并出售球形瓶裝的某種飲料,瓶子的制造成本是分,其中r(單位:cm)是瓶子的半徑,已知每出售1mL的飲料,可獲利0.4分,且能制作的瓶子的最大半徑為6cm,當(dāng)每瓶飲料的利潤(rùn)最大時(shí),瓶子的半徑為______cm.
【答案】
【詳解】設(shè)每瓶飲料獲得的利潤(rùn)為,依題意得,,,于是,遞減;,遞增,是極小值點(diǎn),于是在,只可能使得最大.
故答案為:
3.(2022·北京豐臺(tái)·高二期末)某制造商制造并出售球形瓶裝的某種飲料.每個(gè)瓶子的造價(jià)P1(單位:元)、瓶?jī)?nèi)飲料的獲利P2(單位:元)分別與瓶子的半徑r(單位:cm,)之間的關(guān)系如圖甲、乙所示.設(shè)制造商的利潤(rùn)為,給出下列四個(gè)結(jié)論:
①????當(dāng)時(shí),;
②????在區(qū)間上單調(diào)遞減;
③????在區(qū)間上存在極小值;
④????在區(qū)間上存在極小值.
其中所有正確結(jié)論的序號(hào)是_________.
【答案】①③④
【詳解】由圖可知:當(dāng)時(shí),,故,故①正確;
,當(dāng)時(shí),由圖象可知,在處的切線斜率大于在處的切線斜率,故,因此 在區(qū)間上單調(diào)遞增,② 錯(cuò);
根據(jù)圖象可知:圖象先快后慢,而圖象先慢后快,所以可得在上的變化是先減后增,故由極小值,③正確;
,當(dāng)趨近于時(shí),在處的切線斜率明顯大于在處的切線斜率,而當(dāng)趨近于0時(shí),在處的切線斜率明顯大于在處的切線斜率,所以可得在上的變化是先減后增,故由極小值,故④正確.
故答案為:①③④
4.(2022·全國(guó)·高一)端午節(jié)來(lái)臨之際,商家推出了兩種禮盒進(jìn)行售賣.A類禮盒中有4個(gè)甜味粽,4個(gè)肉餡粽;B類禮盒中有2個(gè)甜味粽,4個(gè)肉餡粽,6個(gè)咸鴨蛋,兩種禮盒的成本分別為盒中食品的成本之和,包裝費(fèi)用忽略不計(jì).其中,每個(gè)咸鴨蛋的成本為每個(gè)肉餡粽成本的,每個(gè)甜味粽的成本比每個(gè)肉餡粽的成本少,且每個(gè)甜味粽和每個(gè)肉餡粽的成本均為整數(shù).已知A類禮盒的售價(jià)為50元,利潤(rùn)率為25%.端午節(jié)當(dāng)天一共賣出了兩類禮盒共計(jì)128盒,且賣出的B類禮盒至少50盒.后續(xù)工作人員在核算總成本的過(guò)程中,把每個(gè)甜味粽和每個(gè)肉餡粽的成本看反了,并用看反的每個(gè)肉餡粽的成本的去計(jì)算每個(gè)成鴨蛋的成本,結(jié)果算出來(lái)的總成本比實(shí)際總成本少了480元,則當(dāng)日實(shí)際賣出的兩種禮盒的總成本為______元.
【答案】5360
【詳解】∵A類禮盒的售價(jià)為50元,利潤(rùn)率為25%.
∴A類禮盒的成本為元,
即4個(gè)甜味粽,4個(gè)肉餡粽的成本為40元,
∴1個(gè)甜味粽,1個(gè)肉餡粽的成本總和為10元,
設(shè)每個(gè)甜味粽的成本為x元,則每個(gè)肉餡粽的成本為元,
∵每個(gè)咸鴨蛋的成本為每個(gè)肉餡粽成本的,
∴每個(gè)咸鴨蛋的成本為元,
∵B類禮盒中有2個(gè)甜味粽,4個(gè)肉餡粽,6個(gè)咸鴨蛋,
∴B類禮盒的成本為元,
設(shè)賣出A類禮盒盒,則賣出B類禮盒盒,
,
整理得:,
當(dāng)日實(shí)際賣出的兩種禮盒的總成本為
(元).
故答案為:5360.
角度3:聚焦科技前沿
1.(2022·北京朝陽(yáng)·高二期末)激活函數(shù)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的重要組成部分,是一種添加到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的函數(shù).函數(shù)是常用的激活函數(shù)之一,其解析式為.關(guān)于函數(shù)的以下結(jié)論
①函數(shù)是增函數(shù);
②函數(shù)是奇函數(shù);
③對(duì)于任意實(shí)數(shù)a,函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn);
④曲線不存在與直線垂直的切線.
其中所有正確結(jié)論的序號(hào)是___________.
【答案】①②④
【詳解】定義域?yàn)镽,,
所以為奇函數(shù),②正確;
恒成立,所以函數(shù)是增函數(shù),①正確;
當(dāng)時(shí),恒成立,所以在上單調(diào)遞減,
在上單調(diào)遞增,且,
故當(dāng)時(shí),,此時(shí)無(wú)零點(diǎn),③錯(cuò)誤;
,且,
所以,故曲線不存在與直線垂直的切線.④正確.
故答案為:①②④
2.(2022·河南·鄭州四中高三階段練習(xí)(理))在人工智能領(lǐng)域,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)比較熱門的話題.由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)的深度學(xué)習(xí)正在飛速改變著我們身邊的世界.從AlphaGo到自動(dòng)駕駛汽車,這些大家耳熟能詳?shù)睦樱际且陨窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)作為其理論基礎(chǔ)的.在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,有一類很重要的函數(shù)稱為激活函數(shù),Sigmoid函數(shù)即是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最有名的激活函數(shù)之一,其解析式為:.下列關(guān)于Sigmoid函數(shù)的表述正確的是:______.
①Sigmoid函數(shù)是單調(diào)遞增函數(shù);
②Sigmoid函數(shù)的圖象是一個(gè)中心對(duì)稱圖形,對(duì)稱中心為;
③對(duì)于任意正實(shí)數(shù)a,方程有且只有一個(gè)解;
④Sigmoid函數(shù)的導(dǎo)數(shù)滿足:.
【答案】①②④
【詳解】因?yàn)闉閱握{(diào)遞減函數(shù),所以為單調(diào)遞增函數(shù),故①正確;
因?yàn)椋許igmoid函數(shù)的圖象是一個(gè)中心對(duì)稱圖形,對(duì)稱中心為,故②正確;
因?yàn)闉閱握{(diào)遞增函數(shù),且,,
僅當(dāng)時(shí),方程有且只有一個(gè)解,故③錯(cuò)誤;
,
,所以,故④正確.
故答案為:①②④.
3.(2022·北京朝陽(yáng)·高三階段練習(xí))2022年6月5日神舟十四號(hào)載人飛船在長(zhǎng)征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭的托舉下點(diǎn)火升空,成功進(jìn)入預(yù)定軌道.我國(guó)在航天領(lǐng)域取得的巨大成就,得益于我國(guó)先進(jìn)的運(yùn)載火箭技術(shù).根據(jù)火箭理想速度公式,可以計(jì)算理想狀態(tài)下火箭的最大速度v(單位:),其中(單位:)是噴流相對(duì)速度,m(單位:kg)是火箭(除推進(jìn)劑外)的質(zhì)量,M(單位:kg)是推進(jìn)劑與火箭質(zhì)量的總和,應(yīng)稱為總質(zhì)比.己知A型火箭噴流相對(duì)速度為,根據(jù)以上信息:
(1)當(dāng)總質(zhì)比為50時(shí),A型火箭的最大速度為___________;
(2)若經(jīng)過(guò)材料更新和技術(shù)改進(jìn)后,A型火箭的噴流相對(duì)速度提高到原來(lái)的2倍,總質(zhì)比變?yōu)樵瓉?lái)的,若要使火箭的最大速度至少增加,則在材料更新和技術(shù)改進(jìn)前總質(zhì)比的最小值為___________.
(所有結(jié)果保留整數(shù),參考數(shù)據(jù):)
【答案】???? 3129???? 68
【詳解】(1)當(dāng)總質(zhì)比為50時(shí),A型火箭的最大速度為:
;
(2)經(jīng)過(guò)材料更新和技術(shù)改進(jìn)后,A型火箭的噴流相對(duì)速度為,總質(zhì)比為,
要使火箭的最大速度至少增加,
則,
即 ,
即 ,
即 ,
所以,
所以在材料更新和技術(shù)改進(jìn)前總質(zhì)比的最小值為68.
故答案為:3129;68.
角度4:結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐
1.(2022·云南昆明·高一期末)某地方政府為鼓勵(lì)全民創(chuàng)業(yè),擬對(duì)本地年產(chǎn)值(單位:萬(wàn)元)的小微企業(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),獎(jiǎng)勵(lì)方案為:獎(jiǎng)金y(單位:萬(wàn)元)隨企業(yè)年產(chǎn)值x的增加而增加,且獎(jiǎng)金不低于7萬(wàn)元,同時(shí)獎(jiǎng)金不超過(guò)企業(yè)年產(chǎn)值的15%.若函數(shù),則m的取值范圍為__________.
【答案】
【詳解】由題意為增函數(shù),故,解得.
又根據(jù)題意可得對(duì)恒成立,
故且在恒成立.
解可得,又在區(qū)間上為增函數(shù),
故.綜上有,即m的取值范圍為
故答案為:
2.(2022·河北·承德市雙灤區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期中)某公司生產(chǎn)防疫器材,生產(chǎn)固定成本為20000元,若每生產(chǎn)一臺(tái)該器材需增加投入100元,已知總收入R(單位:元)關(guān)于月產(chǎn)量(單位:臺(tái))滿足函數(shù):,當(dāng)該公司月生產(chǎn)量為______________臺(tái),公司利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)是____________________元(總收入=總成本+利潤(rùn))
【答案】???? 300???? 25000
【詳解】等差數(shù)列的前項(xiàng)和為,
,
故答案為:.
3.(2022·河南·安陽(yáng)37中高一期中)某蔬菜倉(cāng)庫(kù)供應(yīng)甲、乙兩個(gè)大型超市.蔬菜倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)容量為萬(wàn)噸,去年年底時(shí)該倉(cāng)庫(kù)的蔬菜存儲(chǔ)量為萬(wàn)噸,從今年開始,每個(gè)月購(gòu)進(jìn)蔬菜萬(wàn)噸,再按照需求量向兩個(gè)超市調(diào)出蔬菜.已知甲超市每月的蔬菜需求量為萬(wàn)噸,乙超市前個(gè)月的蔬菜總需求量為萬(wàn)噸,其中且,且前個(gè)月,乙超市的蔬菜總需求量為萬(wàn)噸.
(1)求第個(gè)月月底時(shí),該倉(cāng)庫(kù)的蔬菜存儲(chǔ)量(萬(wàn)噸)與的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若要今年每月按計(jì)劃購(gòu)進(jìn)蔬菜之后,倉(cāng)庫(kù)總能滿足兩個(gè)超市的需求,且每月調(diào)出蔬菜后,倉(cāng)庫(kù)的蔬菜剩余量不超過(guò)設(shè)計(jì)容量,試確定的取值范圍.
【答案】(1)(且)
(2)
【詳解】(1)由題意知:,解得:;
(且).
(2)由題意得:,即;
對(duì)任意且恒成立;
設(shè),則,
當(dāng),即時(shí),;當(dāng),即時(shí),;
,則,的取值范圍為.
4.(2022·上海市南洋模范中學(xué)高一期中)2022年8月9日,美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署《2022年芯片與科學(xué)法案》.對(duì)中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),短期內(nèi)可能會(huì)受到“芯片法案”負(fù)面影響,但它不是決定性的,因?yàn)樗鼘⒓ぐl(fā)中國(guó)自主創(chuàng)新更強(qiáng)的爆發(fā)力和持久動(dòng)力.某企業(yè)原有400名技術(shù)人員,年人均投入a萬(wàn)元,現(xiàn)為加大對(duì)研發(fā)工作的投入,該企業(yè)把原有技術(shù)人員分成技術(shù)人員和研發(fā)人員,其中技術(shù)人員工x名(且),調(diào)整后研發(fā)人員的年人均投入增加,技術(shù)人員的年人均投入調(diào)整為萬(wàn)元.
(1)求調(diào)整后企業(yè)對(duì)全部技術(shù)人員的年總投入和對(duì)全部研發(fā)人員的年總投入的表達(dá)式:
(2)若要使調(diào)整后研發(fā)人員的年總投入不低于調(diào)整前400名技術(shù)人員的年總投入,求調(diào)整后的研發(fā)人員的人數(shù)最少為多少人?
(3)為了激勵(lì)研發(fā)人員的工作熱情和保持技術(shù)人員的工作積極性,企業(yè)決定在投入方面要同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件,①研發(fā)人員的年總投入始終不低于技術(shù)人員的年總投入;②技術(shù)人員的年人均投入始終不低于調(diào)整前的水平.請(qǐng)問是否存在這樣的實(shí)數(shù)m,滿足以上兩個(gè)條件,若存在,求出m的范圍;若不存在,說(shuō)明理由.
【答案】(1),且,
,且;
(2)125;
(3)存在,.
【詳解】(1)由題意得,,且,
,且.
(2)由(1)得,,解得,又,則調(diào)整后研發(fā)人員的人數(shù)最少為.
(3)由條件①得:,整理得,則,
因?yàn)椋?dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,所以;
由條件②得:,解得,因?yàn)椋?dāng)時(shí),取得最大值,所以;
綜上所述,存在這樣的滿足以上兩個(gè)條件,的范圍為.
角度5:滲透數(shù)學(xué)文化
1.(2022·重慶市第十一中學(xué)校高一階段練習(xí))高斯是德國(guó)著名的數(shù)學(xué)家,享有“數(shù)學(xué)王子”的稱號(hào),用其名字命名的“高斯函數(shù)”為:設(shè),用表示不超過(guò)的最大整數(shù),則稱為高斯函數(shù),例如:,?已知函數(shù),則函數(shù)的值域是(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【詳解】顯然,.
當(dāng)時(shí),
,
令,
當(dāng)x>0時(shí),,,
當(dāng)且僅當(dāng),x=1時(shí),等號(hào)成立;
當(dāng)x
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