2020-2021学年沈阳市郊联体高二下学期期中数学试卷 (2)一、单选题(本大题共12小题,共60.0分)1. 已知集合A ={x|x 2−5x +6≤0},B ={x ∈Z|2x >1},则A ∩B =( )A. [2,3]B. (0,+∞)C. (0,2)∪(3,+∞)D. (0,2]∪[3,+∞)2. 曲线(为参数)与坐标轴的交点是( )A.B.C.D.3. 4.若函数在内可导,,则的值为A.B. C.D.4. 在等差数列{a n }中,有a 5+a 7+a 9=12,则该数列的前13项之和S 13为( )A. 24B. 39C. 52D. 1045. 设z =12x −y ,式中变量x 和y 满足条件{x −y +2≥0x +y ≥0x ≤1,则z 的最小值为( )A. −3B. −52C. −32D. 326. 已知A ,B ,C 是直线l 上的三点,向量OA⃗⃗⃗⃗⃗ ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ 满足OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =[f(x)+2f′(1)x]OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −lnx ⋅OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则函数y =f(x)的表达式是( )A. f(x)=lnx −23x +1 B. f(x)=lnx −23x C. f(x)=lnx +2x +1D. f(x)=lnx +2x7. 若,则等于( )A. −2B. −4C. 2D. 08. 若函数f(x)=[x 3+3x 2+9(a +6)x +6−a]e −x 在区间(2,4)上有且仅有一个极值点并且为极大值点,则实数a 的取值范围是( )A. (−∞,−8)B. (−∞,−7)C. (−8,−7)D. (−8,−7]9.已知定义在实数集R上的函数满足,且的导数在R上恒有,则不等式的解集是()A. B.C. D.10.已知函数f(x)的图象沿x轴向左平移2个单位后与函数y=2x的图象关于x轴对称,若f(x0)=−1,则x0=()A. −2B. 2C. −log23D. log2311.若a,b∈(0,2),则函数f(x)=13ax3+2x2+4bx+1存在极值的概率为()A. 1+2ln24B. 3−2ln24C. 1+ln22D. 1−ln2212.f(x)是定义在上的奇函数,f(−3)=2,则下列各点在函数f(x)图象上的是()A. (3,−2)B. (3,2)C. (−3,−2)D. (2,−3)二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)13.已知f1(x)=sin x+cos x,f n+1(x)是f n(x)的导函数,即f2(x)=f1′(x),f3(x)=f2′(x),…,f n+1(x)=f n′(x),n∈N∗,则f2014(x)=______ .14.已知M=a2+4a,当a>0时,则M的取值范围是______ .15.f(x)=x(x−c)2在x=1处有极小值,则实数c=______ .16.已知函数f(x)=sinx−x+e x−1e x,其中e是自然对数的底数.若f(a2)+f(2a−3)≤0,则实数a的取值范围是______.三、解答题(本大题共6小题,共70.0分)17.已知函数f(x)=12x2−(a+1)lnx−12(a∈R,a≠0).(Ⅰ)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅲ)若对任意的x∈[1,+∞),都有f(x)≥0成立,求a的取值范围.18.在平面直角坐标系xOy中,已知A(0,0),B(4,3),若A,B,C三点按逆时针方向排列构成等边三角形ABC,且直线BC与x轴交于点D.(1)求cos∠CAD的值;(2)求点C的坐标.19.设向量=(1,)与=(−1,2)垂直,则等于.14等比数列的前n项和为,且=14,=2,则等于.15对正整数n,设曲线在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为,则数列的前n项和的公式是.16已知函数,(其中为常数).给出下列五个命题:①函数的最小值为;②函数的最大值为,且的最大值为3;③存在,使函数为偶函数;④存在,使函数为奇函数;⑤时,是函数的一个对称中心;其中正确的命题序号为_________(把所有正确命题的序号都填上)20.已知函数f(x)=lnx+ax2−3x,且在x=1时函数f(x)取得极值.(Ⅰ)求a的值及f(x)的极值;(Ⅱ)若g(x)=x2−2x−1(x>0),证明:当x>1时,g(x)的图象恒在f(x)的上方.21.(本小题满分13分)已知函数.(Ⅰ)若曲线在点处的切线与直线垂直,求函数的单调区间;(Ⅱ)若对于都有成立,试求的取值范围;(Ⅲ)记.当时,函数在区间上有两个零点,求实数的取值范围.22.已知函数f(x)=|x+m|+|2x−3|(m∈R).(I)当m=−3时,解不等式f(x)<9;(Ⅱ)若存在x∈[2,4],使得f(x)≤3成立,求m的取值范围.【答案与解析】1.答案:A解析:解:由A中不等式变形得:(x−2)(x−3)≤0,解得:2≤x≤3,即A=[2,3],由B中不等式变形得:2x>1=20,即x>0,x∈Z,∴B={1,2,3,…},则A∩B={2,3},故选:A.分别求出A与B中不等式的解集确定出A与B,找出两集合的交集即可.此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.2.答案:B解析:试题分析:∵,消得2x+5y−1=0,令x=0得y=,∴曲线(为参数)与坐标轴的交点是,故选B考点:本题考查了直线的参数方程及运用点评:消参法是求解曲线(直线)的常用方法,另本题要注意直线方程的运用3.答案:A解析:4.答案:C解析:解:∵在等差数列{a n}中,a5+a7+a9=12,∴a5+a7+a9=3a7=12,解得a 7=4,∴该数列的前13项之和: S 13=132×(a 1+a 13)=13a 7=13×4=52.故选:C .利用等差数列通项公式得a 5+a 7+a 9=3a 7=12,从而a 7=4,由此能求出该数列的前13项之和. 本题考查等差数列的前13项和的求法,考查等差数列的性质等基础知识,考查运算与求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.5.答案:B解析:解:由约束条件{x −y +2≥0x +y ≥0x ≤1得如图所示的三角形区域,令z =12x −y ,即y =12x −z显然当平行直线2x −y =z 过点A (1,3)时 z 取得最小值为:−52;故选:B .先画出约束条件的可行域,再求出可行域中各角点的坐标,将各点坐标代入目标函数的解析式,分析后易得目标函数2x −y 的最小值.本题主要考查线性规划的基本知识,在解决线性规划的小题时,我们常用“角点法”,其步骤为:①由约束条件画出可行域⇒②求出可行域各个角点的坐标⇒③将坐标逐一代入目标函数⇒④验证,求出最优解.6.答案:A解析:解:∵A ,B ,C 是直线l 上的三点,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =[f(x)+2f′(1)x]OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −lnx ⋅OC ⃗⃗⃗⃗⃗ , ∴f(x)+2f′(1)x −lnx =1, ∴f ′(x)+2f ′(1)−1x =0,取x =1,则f′(1)+2f′(1)−1=0, 解得f ′(1)=13.∴f(x)+23x −lnx =1, 解得f(x)=lnx −23x +1. 故选:A .由A ,B ,C 是直线l 上的三点,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =[f(x)+2f′(1)x]OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −lnx ⋅OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,可得f(x)+2f′(1)x −lnx =1,利用导数的运算性质可得f′(1),即可得出f′(x).本题考查了向量共线定理、导数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.7.答案:B解析:试题分析:∵,∴,∴,∴,∴,故选B考点:本题考查了导数的运用点评:利用导数法则求解导函数,然后代入函数求值是解决此类问题的常用方法8.答案:C解析:本题考查利用导数研究函数的极值,属于中档题.求得f ′(x),令g(x)=−x 3−(9a +48)x +10a +48,根据题意分析列出不等式求解,即可求出实数a 的取值范围.解:f ′(x)=[−x 3−(9a +48)x +10a +48]e −x 令g(x)=−x 3−(9a +48)x +10a +48, 则g ′(x)=−3x 2−(9a +48),当9a +48≥0,即a ≥−163时,g ′(x)≤0,函数g(x)在R 上单调递减, 要满足题意,则有g(2)=−8a −56>0且g(4)=−26a −208<0, 解得−8<a <−7,与a ≥−163矛盾; 当9a +48<0,即a <−163时,g′(x )=−3(x −√−3a −16)(x +√−3a −16),则函数g(x)在(0,√−3a −16)上单调递增,在(√−3a −16,+∞)上单调递减,要满足题意,则有g(2)=−8a−56>0且g(4)=−26a−208<0,解得−8<a<−7,综上,实数a的取值范围为(−8,−7).故选C.9.答案:D解析:试题分析:因为,所以,即,故为上的减函数,而,所以原不等式化为,即,利用单调性有,故原不等式的解集为,选D.考点:利用导数研究函数单调性、抽象函数、一元二次不等式的解法.10.答案:B解析:解:函数y=2x的图象关于x轴对称的函数为y=−2x,将其向右平移2个单位,得到f(x)=−2x−2,∵f(x0)=−1,∴−2x0−2=−1,即x0−2=0,∴x0=2.故选:B.将函数y=2x的图象逆向变换(即先关于x对称,再向右平移2个单位)可得到f(x)的解析式,再结合指数的运算法则,求解即可.本题考查函数图象的变换,熟练掌握函数图象的平移与对称变换原则是解题的关键,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于基础题.11.答案:A解析:解:f′(x)=ax2+4x+4b因为函数f(x)存在极值,所以f′(x)=0有解则△=16−16ab≥0,即ab≤1.令ab =1,b =1a ,当b =2,a =12, 当a =2,b =12, ∴∫1a212−12da =lna −1−ln 12+14=2ln2−34 三块小矩形的面积为2×12+32×12=74, ∴S =2ln2+1, ∴S S 正=2ln2+14,故选A利用导数求得函数有极值的条件,进而转化为几何概型求得概率.主要考查函数有极值的条件和利用几何概型解题的方法.在高考中属常考题型.12.答案:A解析:本题考查的知识点是函数奇偶性的性质,难度不大,属于基础题. 根据f(x)是定义在上的奇函数,f(−3)=2,可得:f(3)=−2,进而得到答案. 解:∵f(x)是定义在上的奇函数,f(−3)=2,∴f(3)=−2,故(3,−2)在函数f(x)图象上, 故选:A13.答案:cosx−sinx解析:解:∵f1(x)=sin x+cos x,∴f2(x)=(sin x+cos x)′=cosx−sinx,∴f3(x)=−sin x−cos x,∴f4(x)=sin x−cos x,∴f5(x)=sin x+cos x;故f2014(x)=f2012+2(x)=f2(x)=cosx−sinx,故答案为:cosx−sinx.由题意求导,可知周期性变化,从而解得.本题考查了导数的运算及周期性变化的应用,属于基础题.14.答案:[4,+∞)解析:解:∵a>0,∴M=a2+4a =a+4a≥2√a⋅4a=4,当且仅当a=2时取等号.∴M的取值范围是[4,+∞).故答案为:[4,+∞).利用基本不等式的性质即可得出.本题考查了基本不等式的性质,属于基础题.15.答案:1解析:本题考查利用导数研究函数的极值,涉及分类讨论的思想,属中档题.求导数可得f′(x)=(x−c)(3x−c),令其为0,分类讨论可得函数取极小值的情形,比较已知可得c的方程,解之可得.解:展开可得f(x)=x(x−c)2=x3−2cx2+c2x,求导数可得f′(x)=3x2−4cx+c2=(x−c)(3x−c)令f′(x)=(x−c)(3x−c)=0可得x=c或x=c3当c =0时,函数无极值,不合题意,当c >0时,可得函数在(−∞,c3)单调递增,在(c3,c)单调递减,在(c,+∞)单调递增, 故函数在x =c 处取到极小值,故c =1,符合题意;当c <0时,可得函数在(−∞,c)单调递增,在(c,c3)单调递减,在(c3,+∞)单调递增, 故函数在x =c3处取到极小值,故c =3,矛盾. 故答案为:1.16.答案:[−3,1]解析:解:因为f(−x)=sin(−x)+x +e −x −1e −x =−sinx +x +1e x −e x =−(sinx −x +e x −1e x )=−f(x),所以函数f(x)为奇函数,又f′(x)=cosx −1+e x +1e x ≥2+cosx −1≥0,所以函数f(x)为增函数,由f(a 2)+f(2a −3)≤0,可知,f(a 2)≤f(3−2a),即a 2≤2a ,解之得−3≤a ≤1, 故答案为:[−3,1].先判断函数的奇偶性,再利用导数研究函数的单调性,去解不等式即可.本题主要考查函数的奇偶性、单调性的综合应用,利用导数研究函数的单调性,属于中档题.17.答案:解:(I)当a =2时,f(x)=12x 2−3lnx −12的定义域为(0,+∞),f′(x)=x −3x,∴f′(1)=−2,又f(1)=0,∴曲线y =f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y −0=−2(x −1),即2x +y −2=0; (II)f′(x)=x −a+1x ,当a +1≤0,即a ≤−1时,f′(x)>0,f(x)在区间(0,+∞)单调递增; 当a +1>0,即a >−1时,f′(x)=x −a+1x在区间(0,+∞)单调递增;令f′(x)=0,得x =√a +1,当0<x <√a +1时,f′(x)<0,函数f(x)在区间(0,√a +1)单调递减; 当x >√a +1时,f′(x)>0,函数f(x)在区间(√a +1,+∞)单调递增; 综上,当a ≤−1时,函数f(x)的增区间是(0,+∞);当a >−1时,函数f(x)的减区间是(0,√a +1),函数f(x)增区间是(√a +1,+∞); (Ⅲ)对任意的x ∈[1,+∞),都有f(x)≥0成立⇔(a +1)lnx ≤12x 2−12(x ≥1)恒成立, 当x =1时,0≤0成立,此时a ∈R ;① 当x >1时,lnx >0,原不等式化为:2(a +1)≤x 2−1lnx恒成立⇔2(a +1)≤(x 2−1lnx)min ,令g(x)=x 2−1lnx,则g′(x)=2x⋅lnx−1x(x 2−1)(lnx)2=2x⋅lnx−x+1x(lnx)2,再令ℎ(x)=2xlnx −x +1x (x >1),则ℎ′(x)=2(1+lnx)−1+1x 2=2lnx +1+1x 2>0, ∴ℎ(x)=2xlnx −x −1x (x >1)在区间(1,+∞)单调递增, ∴ℎ(x)>ℎ(1)=0,即g′(x)>0, ∴g(x)=x 2−1lnx在区间1,+∞)单调递增,又当x →1+时,g(x)=x 2−1lnx的分子与分母均趋近于0,由洛必达法则知,g(1+)=(x 2−1)′(lnx)′|x=1=2x1x|x=1=2,∴2(a +1)≤2,∴a ≤0②综合①②知,a ≤0.解析:(Ⅰ)根据题意,当a =2时,求出函数的导数,计算可得f(1)与f′(1)的值,由导数的几何意义分析可得切线的方程,变形即可得答案;(Ⅱ)根据题意,求出函数的导数,对a 的值进行分情况讨论,分析函数的单调性,综合即可得答案. (Ⅲ)对任意的x ∈[1,+∞),都有f(x)≥0成立⇔(a +1)lnx ≤12x 2−12(x ≥1)恒成立,当x >1时,lnx >0,原不等式化为:2(a +1)≤x 2−1lnx恒成立⇔2(a +1)≤(x 2−1lnx)min ,令g(x)=x 2−1lnx,利用导数法结合洛必达法则知,g(1+)=(x 2−1)′(lnx)′|x=1=2x1x|x=1=2,解不等式2(a +1)≤2,即可求得答案.本题考查利用导数分析函数的单调性以及计算切线的方程,考查等价转化思想与函数与方程思想的综合运用,突出构造函数法的应用,考查运算能力,属于综合题. 18.答案:解:(1)由题意可得等边三角形的边长AB =5,cos∠BAD =45, sin∠BAD =35, ∴cos∠CAD = cos(60°+∠BAD )= cos60°cos∠BAD −sin60°sin∠BAD =12⋅45−√32⋅35=4−3√310. (2)设点C 的坐标为(a,b),则AC ⃗⃗⃗⃗⃗ 对应的复数为a +bi , AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 对应的复数为4+3i ,由A ,B ,C 三点按顺时针方向排列构成等边三角形ABC , 可得a +bi =(4+3i)(cos60°+isin60°)=2−3√32+(32+2√3)i ,∴a =2−3√32,b =32+2√3,故点C 的坐标为(2−3√32,b =32+2√3).解析:(1)由条件求得cos∠BAD 和sin∠BAD 的值,再根据cos∠CAD =cos(60°+∠BAD ),利用两角和的余弦公式求得结果.(2)设点C 的坐标为(a,b),求得AC ⃗⃗⃗⃗⃗ 、AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 对应的复数,再根据两个复数乘积的几何意义,求得a 、b 的值,即可得到点C 的坐标.本题主要考查任意角的三角函数的定义,两角和的余弦公式,两个复数乘积的几何意义,属于中档题.19.答案:13、0;14、16或−54; 15、2 n+1−2; 16、②③⑤.解析:13、解:故答案为:0;14、故答案为:16或−54;15、解:∵y′| x=2=−2 n−1(n+2),∴切线方程为:y+2 n=−2 n−1(n+2)(x−2),令x=0,求出切线与y轴交点的纵坐标为y=(n+1)2 n,所以a nn+1=2n,则数列{a nn+1}的前n项和S n=2(1−2n)1−2=2n+1−2;16、函数f(x)=sin(x−α)+2cosx=sinxcosα+cosx(2−sinα),cosα=0,sinα=±1,f(x)=cosx或3cos x,则为偶函数.则③对;对于④,由f(x)=sinxcosα+cosx(2−sinα),可得2−sinα∈[1,3],即cos x 的系数不可能为0, 则f(x)不为奇函数,则④错;,故答案为:②③⑤.20.答案:解:(I)由题可知,函数的定义域为{x|x >0},f′(x)=1x +2ax −3=2ax 2−3x+1x,∵x =1处函数f(x)取得极值∴f′(1)=0,即2a −3+1=0,解得a =1 即f′(x)=(2x−1)(x−1)x当x ∈(0,12)时,f′(x)>0,当x ∈(12,1)时,f′(x)<0,当x ∈(1,+∞)时,f′(x)>0 ∴函数f(x)的单调增区间为(0,12),(1,+∞),函数f(x)的单调减区间为(12,1) (II)证明:设F(x)=f(x)−g(x)=lnx −x +1,F′(x)=1−x x∵当x ∈(0,1)时,F′(x)>0,当x ∈(1,+∞)时,F′(x)<0∴F(x)≤F(1)=0即f(x)<g(x)恒成立,从而g(x)的图象恒在f(x)图象的上方.解析:(I)先求函数的定义域,然后根据在x =1时函数f(x)取得极值求出a 的值,最后根据f′(x)<0可求出函数的减区间,f′(x)>0可求出函数的增区间;(II)设F(x)=f(x)−g(x),利用导数研究函数F(x)的最大值,从而可判定F(x)的符号,即可证得g(x)的图象恒在f(x)图象的上方.本题主要考查了函数的单调性和恒成立问题以及不等式的证明,同时考查了计算能力,属于中档题. 21.答案:(Ⅰ)的单调增区间是,单调减区间是;(Ⅱ);(Ⅲ).解析:试题分析:(Ⅰ)先求出函数的定义域,再对函数求导,最后在定义域区间内解和,即得函数的单调区间;(Ⅱ)对于都有成立,等价于,从而求得的取值范围;(Ⅲ)依题得,则,易求得函数在区间为减函数,在区间为增函数,又因为函数在区间上有两个零点,所以,即求得的取值范围.试题解析:(Ⅰ)直线的斜率为1.函数的定义域为,因为,所以,所以.所以..由解得;由解得.所以的单调增区间是,单调减区间是.(Ⅱ),由解得;由解得.所以在区间上单调递增,在区间上单调递减.所以当时,函数取得最小值,.因为对于都有成立,所以即可.则.由解得.所以的取值范围是.(Ⅲ)依题得,则.由解得;由解得.所以函数在区间为减函数,在区间为增函数.又因为函数在区间上有两个零点,所以解得.所以的取值范围是.考点:1.导数的几何意义;2.函数的零点问题;3.导数的应用.22.答案:解:(Ⅰ)函数f(x)=|x+m|+|2x−3|(m∈R).当m=−3时,函数f(x)=|x−3|+|2x−3|(m∈R).由于:f(x)<9,则:|x −3|+|2x −3|<9, 所以:{x ≥3x −3+2x −3<9, 或{32<x <33−x +2x −3<9, 或{x ≤323−x +3−2x <9, 解得:−1<x <5.(Ⅱ)存在x ∈[2,4],使得f(x)≤3成立, 即:存在x ∈[2,4]使得:|x +m|≤6−2x , 所以:x ∈[2,4]使得,{x ≤6+m3x ≤6−m ,即:{6+m ≥26−m ≥6,解得:−4≤m ≤0.解析:(Ⅰ)直接利用零点讨论法求出结果.(Ⅱ)利用分类讨论思想和存在性问题的应用求出结果.本题考查的知识要点:绝对值不等式的解法及应用,分类讨论思想的应用.。