數(shù)學試題
注意事項:
1.本試卷共4頁分選擇題和非選擇題兩部分.滿分150分,考試時間120分鐘.
2.答卷前,考生務必將自己的姓名和準考證號填寫在答題卡上.
3.考生作答時,請將答案答在答題卡上.選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑;非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效.
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. ,則( )
A B. 2C. D. 6
2. 曲線在點處的切線方程是( )
A. B.
C. D.
3. 已知函數(shù)在,上為增函數(shù),在(1,2)上為減函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為( )
A. B. C. D.
4. 已知,則的大小關系是( )
A. B.
C. D.
5. 已知函數(shù)的圖象如圖所示,則不等式的解集為( ).
A. B.
C. D.
6. 已知函數(shù)(是的導函數(shù)),則( )
A. B. 1C. 2D.
7. 已知函數(shù)在上有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
8. 已知函數(shù),若對任意,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
二、多選題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求.兩個選項的,部分選對的每一個得3分。三個選項的,部分選對的每一個得2分,有選錯的得0分.)
9. 在曲線上的切線的傾斜角為點的橫坐標可能為( )
A. B. C. D.
10. 已知函數(shù)(為常數(shù)),則下列結論正確的有( )
A 時,恒成立
B. 時,無極值點
C. 若有3個零點,則的范圍為
D. 時,有唯一零點且
11. 已知函數(shù)及其導函數(shù)滿足,且,則( )
A. 在上單調遞增B. 在上有極小值
C. 的最小值為D. 的最小值為
三、填空題:(本題共3小題,每小題5分,共15分)
12. 已知函數(shù),則的最大值為_______.
13. 已知函數(shù),關于x的方程有3個不同的解,則m的取值范圍是______.
14. 設函數(shù),則函數(shù)的最小值為______;若對任意,存在不等式恒成立,則正數(shù)的取值范圍是______.
四、解答題(本題共5小題,共70分,解答應寫出文字說明?證明過程或演算步驟.)
15. 已知函數(shù).
(1)求曲線在點處的切線方程;
(2)直線為曲線的切線,且經過原點,求直線的方程及切點坐標.
16 已知函數(shù).
(1)當時,求的單調區(qū)間與極值;
(2)若在上有解,求實數(shù)a的取值范圍.
17. 某小型玩具廠研發(fā)生產一種新型玩具,年固定成本為10萬元,每生產千件需另投入3萬元,設該廠年內共生產該新型玩具千件并全部銷售完,每千件銷售收入為萬元,且滿足函數(shù)關系:.
(1)寫出年利潤(萬元)關于該新型玩具年產量(千件)的函數(shù)解析式;
(2)年產量為多少千件時,該廠在此新型玩具的生產中所獲年利潤最大?最大利潤為多少?
18. 已知函數(shù)在與時都取得極值.
(1)求的值與函數(shù)的單調區(qū)間.
(2)求該函數(shù)在極值.
(3)設,若恒成立,求的取值范圍.
19. 已知函數(shù).
(1)求曲線在處的切線并比較與的大小關系;
(2)記函數(shù)的極大值點為,已知表示不超過的最大整數(shù),求.
新泰中學2022級高二下學期第一次階段性考試
數(shù)學試題
注意事項:
1.本試卷共4頁分選擇題和非選擇題兩部分.滿分150分,考試時間120分鐘.
2.答卷前,考生務必將自己的姓名和準考證號填寫在答題卡上.
3.考生作答時,請將答案答在答題卡上.選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑;非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效.
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. ,則( )
A. B. 2C. D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)導數(shù)的定義,結合導數(shù)的計算,可得答案.
【詳解】∵,,∴.
故選:C.
2. 曲線在點處的切線方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求得函數(shù)的導數(shù),將代入可得切線方程的斜率,再用點斜式即可得出答案.
【詳解】因為,所以,
又因為曲線過點,
由點斜式可得,化簡可得,
所以切線方程是,
故選:A.
3. 已知函數(shù)在,上為增函數(shù),在(1,2)上為減函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】求導得到,然后根據(jù)在,上為增函數(shù),在(1,2)上為減函數(shù),由求解即得.
【詳解】由,得,
∵在,上為增函數(shù);上為減函數(shù),
∴兩根分別位于和中,
得,即,解得.
故選:B
4. 已知,則的大小關系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】方法一:由正弦函數(shù)的單調性得出,再設,由其導數(shù)得出單調性,即可由得出,即,即可得出答案;
方法二:由正弦函數(shù)的單調性得出,再由為中間值得出,,,即,即可得出答案.
【詳解】方法一:因為在上單調遞增,
所以.
設,則,
當時,,
所以再上單調遞增,
所以,
所以,即,
所以.
綜上,得,故選:B.
方法二:因為在上單調遞增,
所以.
又.
綜上,得,故選:B.
故選:B.
5. 已知函數(shù)的圖象如圖所示,則不等式的解集為( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由的圖象得到的單調性,從而得到的正負,即可得解.
【詳解】由的圖象可知,在和上單調遞增,在上單調遞減,
則當時,時,時,
所以不等式的解集為.
故選:A
6. 已知函數(shù)(是的導函數(shù)),則( )
A. B. 1C. 2D.
【答案】A
【解析】
【分析】先對函數(shù)求導,代入,求出的值,進而求解的值即可.
【詳解】因為
所以定義域為.
所以
當時,,,則
故選:A
7. 已知函數(shù)在上有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由可得,令,則直線與函數(shù)在上的圖象有兩個交點,利用導數(shù)分析函數(shù)的單調性與極值,數(shù)形結合可得出實數(shù)的取值范圍.
【詳解】因為函數(shù)在上有兩個極值點,
所以在上有兩個變號零點,
因為,令,即,可得.
令,則,
令,得,令,得,
所以,函數(shù)在上遞增,在上遞減,
因為,,,如下圖所示:
當時,直線與函數(shù)在上的圖象有兩個交點,
設兩個交點的橫坐標分別為、,且,
由圖可知,當或時,,此時,,
當時,,此時,,
所以,函數(shù)在上遞增,在上遞減,在上遞增,
此時,函數(shù)有兩個極值點,合乎題意.
因此,實數(shù)的取值范圍為.
故選:B.
8. 已知函數(shù),若對任意,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍是( )
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】設,原不等式等價于.構造函數(shù),則在上單調遞減,可得不等式在上恒成立,利用分離參數(shù)法可得在上恒成立,結合導數(shù)討論函數(shù)的性質求出即可.
詳解】設,
,
等價于,即,
令,則,
所以函數(shù)在上單調遞減,
則不等式在上恒成立,
即不等式在上恒成立,令,
則,令,令,
所以函數(shù)在上單調遞減,在上單調遞增,
又,且,
所以,解得,
即實數(shù)a的取值范圍為.
故選:D.
二、多選題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求.兩個選項的,部分選對的每一個得3分。三個選項的,部分選對的每一個得2分,有選錯的得0分.)
9. 在曲線上的切線的傾斜角為點的橫坐標可能為( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】利用導數(shù)的幾何意義即可.
【詳解】切線的斜率,設切點為,則,
又,所以,所以,,當時,,故AD正確.
故選:AD
10. 已知函數(shù)(為常數(shù)),則下列結論正確的有( )
A. 時,恒成立
B. 時,無極值點
C. 若有3個零點,則的范圍為
D. 時,有唯一零點且
【答案】BCD
【解析】
【分析】對于AB:將和代入,判斷函數(shù)單調性,利用單調性求極值最值即可求解;對于C:將問題轉化為,構造函數(shù),利用導數(shù)求單調性和極值,然后畫圖求解;對于D:利用零點存在定理求解.
【詳解】對于A:當時,,則,令,
則,所以時,,單調遞增,時,,單調遞減,,
所以在上單調遞增,又,A錯誤;
對于B:當時,,,令,
則,所以時,,單調遞增,時,,單調遞減,所以,
所以在上單調遞增,無極值,B正確;
對于C:令,當時,顯然,
則,記,則
當或時,,單調遞增,
當時,,單調遞減,
且,當和時,,函數(shù)圖象如下:
所以若有3個零點,則的范圍為,C正確;
對于D:當時,,則,令,
則,當時,,單調遞增,
當時,,單調遞減,
所以,所以所以在上單調遞增,
又,,
由零點存在定理可得有唯一零點且,D正確;
故選:BCD.
11. 已知函數(shù)及其導函數(shù)滿足,且,則( )
A. 在上單調遞增B. 在上有極小值
C. 的最小值為D. 的最小值為
【答案】AB
【解析】
【分析】由已知等式變形可得出,設(為常數(shù)),根據(jù)題中條件求出的值,可求出的解析式,利用函數(shù)的單調性與導數(shù)的關系可判斷A選項;利用函數(shù)的極值與導數(shù)的關系可判斷B選項;利用函數(shù)的最值與導數(shù)的關系可判斷CD選項.
【詳解】因為函數(shù)及其導函數(shù)滿足,
則,即,
令(為常數(shù)),所以,,
因為,可得,所以,,
對于A選項,當時,,
所以,函數(shù)在上單調遞增,A對;
對于B選項,由可得,且,
當時,,此時函數(shù)單調遞減,
當時,,此時函數(shù)單調遞增,
所以,函數(shù)在上有極小值,B對;
對于C選項,令,其中,則,
當時,,此時函數(shù)單調遞減,
當時,,此時函數(shù)單調遞增,
所以,,C錯;
對于D選項,,令,可得,
當時,,此時函數(shù)單調遞減,
當時,,此時函數(shù)單調遞增,
所以,,D錯.
故選:AB.
三、填空題:(本題共3小題,每小題5分,共15分)
12. 已知函數(shù),則最大值為_______.
【答案】
【解析】
【分析】求導得出函數(shù)在上的單調性,即可求得的最大值為.
【詳解】由可得,
令可得,
又,所以,
當時,,此時在上單調遞減,
當時,,此時在上單調遞增;
易知,;
因此的最大值為.
故答案為:
13. 已知函數(shù),關于x的方程有3個不同的解,則m的取值范圍是______.
【答案】
【解析】
【分析】利用導數(shù)法研究函數(shù)的性質、對數(shù)函數(shù)的圖象及函數(shù)圖象的平移變換,進而可得函數(shù)的圖象,將方程有3個不同的解轉化為函數(shù)與圖象的有個不同交點即可求解.
【詳解】由題意可知,方程有3個不同的解轉化為函數(shù)與圖象的有個不同交點.
當時,,
由,即,解得,
由,即,解得,
所以在上單調遞減,在上單調遞增,
當時,取的極大值為;
作出與的大致圖象,如圖所示.
由圖可知,要使函數(shù)與圖象的有個不同交點,只需要.
所以m的取值范圍是.
故答案為:.
14. 設函數(shù),則函數(shù)最小值為______;若對任意,存在不等式恒成立,則正數(shù)的取值范圍是______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】利用導數(shù)研究函數(shù)單調性,求最小值;令,,問題轉化為,利用導數(shù)和基本不等式求兩個函數(shù)最小值即可.
【詳解】的導數(shù)為,
則時,,單調遞減;時,,單調遞增,
可得在處取得極小值,且為最小值;
令,,
又對任意,存在,
有恒成立,即恒成立,即;
時,,當且僅當時取得最小值2,
,,
則時,,單調遞減;時,,單調遞增,
可得在處取得極小值,且為最小值;
所以,由,可得.
所以的取值范圍是.
【點睛】方法點睛:
不等式恒成立問題,構造一個適當?shù)暮瘮?shù),利用它的單調性進行解題,是一種常用技巧.許多問題,如果運用這種思想去解決,往往能獲得簡潔明快的思路,有著非凡的功效.
四、解答題(本題共5小題,共70分,解答應寫出文字說明?證明過程或演算步驟.)
15. 已知函數(shù).
(1)求曲線在點處的切線方程;
(2)直線為曲線的切線,且經過原點,求直線的方程及切點坐標.
【答案】(1)
(2),切點為
【解析】
【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義求解即可;
(2)根據(jù)導數(shù)的幾何意義求出切線方程,再將原點代入即可求解.
【小問1詳解】
由,得,
所以,
所以曲線在點處的切線方程為,即.
【小問2詳解】
設切點為,由(1)得,
所以切線方程為,
因為切線經過原點,
所以,
所以,.
則,
所以所求的切線方程為,切點為.
16. 已知函數(shù).
(1)當時,求的單調區(qū)間與極值;
(2)若在上有解,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)在上單調遞減,在上單調遞增,函數(shù)有極小值,無極大值
(2)
【解析】
【分析】(1)利用導數(shù)的正負判斷函數(shù)的單調性,然后由極值的定義求解即可;
(2)分和兩種情況分析求解,當時,不等式變形為在,上有解,構造函數(shù),利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性,求解的最小值,即可得到答案.
【小問1詳解】
當時,,所以
當時;當時,
所以在上單調遞減,在上單調遞增,
所以當時函數(shù)有極小值,無極大值.
【小問2詳解】
因為在上有解,
所以在上有解,
當時,不等式成立,此時,
當時在上有解,
令,則
由(1)知時,即,
當時;當時,
所以在上單調遞減,在上單調遞增,
所以當時,,所以,
綜上可知,實數(shù)a的取值范圍是.
【點睛】利用導數(shù)研究不等式恒成立問題或有解問題的策略為:通常構造新函數(shù)或參變量分離,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性,求出最值從而求得參數(shù)的取值范圍.
17. 某小型玩具廠研發(fā)生產一種新型玩具,年固定成本為10萬元,每生產千件需另投入3萬元,設該廠年內共生產該新型玩具千件并全部銷售完,每千件的銷售收入為萬元,且滿足函數(shù)關系:.
(1)寫出年利潤(萬元)關于該新型玩具年產量(千件)的函數(shù)解析式;
(2)年產量為多少千件時,該廠在此新型玩具的生產中所獲年利潤最大?最大利潤為多少?
【答案】(1)(2)9千件;38.6萬元
【解析】
【分析】(1)由G(x)等于銷售收入減去成本求解即可;(2)求導判斷函數(shù)單調性求最值即可
【詳解】(1)依題意,()
(2)由(1)得,令,得.
∴當時,,單調遞增,
當時,,單調遞減.
∴當時,有.
即當年產量為9千件時,該廠在該商品生產中獲得的年利潤最大且最大值為38.6萬元
【點睛】本題考查函數(shù)模型的應用,考查函數(shù)的最值,考查運算求解能力,是基礎題
18. 已知函數(shù)在與時都取得極值.
(1)求的值與函數(shù)的單調區(qū)間.
(2)求該函數(shù)在的極值.
(3)設,若恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1),增區(qū)間,減區(qū)間
(2)極大值是,極小值是
(3)或
【解析】
【分析】(1)求導,根據(jù)極值點是導函數(shù)的零點列方程求解,然后根據(jù)導函數(shù)的正負確定單調性;
(2)先確定單調性,再確定極值即可;
(3)先根據(jù)單調性求最值,然后將恒成立問題轉化為最值求解即可.
【小問1詳解】
由已知, 由于在與時都取得極值,
所以,解得,
所以,
所以在上單調遞增,
在上單調遞減,
所以是的極大值,是的極小值.
所以,單調增區(qū)間,單調減區(qū)間;
【小問2詳解】

由(1)得在上單調遞增,在上單調遞減,在上單調遞增,
所以在區(qū)間上,
極大值是,
極小值是;
【小問3詳解】
由(1)可知在區(qū)間上單調遞增,在區(qū)間上單調遞減,
又,,
所以在區(qū)間上最大值是,
在區(qū)間上恒成立,
所以,,解得或.
19. 已知函數(shù).
(1)求曲線在處的切線并比較與的大小關系;
(2)記函數(shù)的極大值點為,已知表示不超過的最大整數(shù),求.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義求切線的斜率,根據(jù)點斜式方程求切線方程;
(2)利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調性,確定其最大值的表達式,再利用導數(shù)求其最大值的范圍,由此可求整數(shù)m的值.
【小問1詳解】
由題得,切點為,
因為,所以.
故所求切線為

當時,,所以;
當時,,所以
綜上,.
【小問2詳解】
因為
所以
令,得或
因為在上單增,
故在有根,可知在上增,上減,在上增
所以,的極大值點為且且.

所以,故.

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