人教A版选修2-2第一章导数及其应用单元测试试卷(导数的应用,定积分,微积分基本定理)含答案
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高二数学第一章单元测试试题(满分150分 时间 120分钟) (导数的应用,定积分,微积分基本定理)一、选择题(每小题5分)1.()220310x k dx +=⎰,则k =( )A .1B .2C .3D .42.已知()60cos 1x t dx π-=⎰,则常数t 的值为()A .3π-B .1π-C .32π-D .52π-3.下列关于积分的结论中不正确的是( ) A .11cos d 0x x x -=⎰B .111sin d 2sin d x x x x x x -=⎰⎰C .若()f x 在区间[],a b 上恒正,则()d 0ba f x x >⎰D .若()d 0ba f x x >⎰,则()f x 在区间[],ab 上恒正4.若220a x dx =⎰,230b x dx =⎰,2sin c xdx =⎰,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c a b <<B .a b c <<C .c b a <<D .a c b <<5.设[](]2,0,1,(){1,1,e x x f x x x∈=∈(其中为自然对数的底数),则0()ef x dx ⎰的值为( )A .43B .54C .65D .6.函数()3234f x x x =+-的零点个数为( )A .0B .1C .2D .37.某公司生产一种产品,固定成本为20000元,每生产一单位的产品,成本增加100元,若总收入R 与年产量()0390x x ≤≤的关系是()3400900x R x x =-+,0390x ≤≤,则当总利润最大时,每年生产的产品单位数是( )A .150B .200C .250D .3008.已知,由抛物线2y x =、x 轴以及直线1x =所围成的曲边区域的面积为S.如图可以通过计算区域内多个等宽的矩形的面积总和来估算S.所谓“分之弥细,所失弥少”,这就是高中课本中的数列极限的思想.由此可以求出S 的值为( ) A .12B .13C .14D .259.用S 表示图中阴影部分的面积,若有6个对面积S 的表示,如图所示,()caS f x dx =⎰①;()caS f x dx =⎰②;()c a S f x dx =⎰③;()()b ca bS f x dx f x dx =-⎰⎰④;()()c b baS f x dx f x dx =-⎰⎰⑤;()()b cabS f x dx f x dx =-⎰⎰⑥.则其中对面积S 的表示正确序号的个数为( )A .2B .3C .4D .510.函数f (x )1lnxx =+的图象大致是( ) A . B . C . D .11.已知函数()22f x ax x a =-+,对[]1,2x ∀∈都有()0f x ≤成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(],0-∞B .4,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .(],1-∞D .[]1,0-12.设函数()(21)xf x e x ax a =--+,其中1a < ,若存在唯一的整数0x ,使得0()0f x <,则a 的取值范围是( )A .3,12e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B .33,2e 4⎡⎫-⎪⎢⎣⎭C .33,2e 4⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .3,12e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭二、填空题(每小题5分)13.1||-1x e dx ⎰值为______.14.已知实数x ,y 满足不等式组2025020x y x y y --≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,且z =2x -y 的最大值为a ,则1e a dxx⎰=______.15.已知函数()()32,f x x ax bx a b R =++∈的图象如图所示,它与直线0y =在原点处相切,此切线与函数图象所围区域(图中阴影部分)的面积为274,则a 的值为_________16.若()f x 在R 上可导, 2()2(2)3f x x f x ='++,则3()=f x dx ⎰____________.三、解答题(17题10分,其他每小题12分)17.已知2()(0)f x ax bx c a =++≠,且()12f -=,()00f '=,10()2f x dx =-⎰,求a 、b 、c 的值.18.设()x f 连续,且()x f =⎰+10)(2dt t f x ,求)(x f .19.设函数f(x)=a x 3+bx+c(a>0)为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f'(x)的最小值是-12,求a,b,c 的值.20.已知函数()32f x x ax bx c =+++在1x =处有极值,其导函数()f x ¢的图象关于直线13x =对称.(1)说明()f x 的单调性;(2)若函数()f x 的图象与()22g x x x =-的图象有且仅有三个公共点,求c 的取值范围.21.已知函数f (x )=x 3-ax 2+bx+c(a,b,c ∈R),(1)若函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值,试求a,b 的值;(2)在(1)的条件下,当x ∈[-2,6]时,f(x)<2|c|恒成立,求c 的取值范围. 22.已知函数f(x)=ln x −ax .(1)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性; (2)若f(x)在区间[1,e]上的最小值为32,求a 的值;(3)设g(x)=ln x-a,若g(x)<x 2在区间(0,e]上恒成立,求a 的取值范围.参考答案1.∵()223x k dx +⎰()332|220x kx k =+=+. 由题意得:32210k +=, ∵1k =.2.因为()60cos 1x t dx π-=⎰,所以()60sin |1x tx π-=,所以3t π=-3.对于A ,函数cos y x x =是R 上的奇函数,11cos d 0x x x -=⎰正确;对于B ,因为函数sin y x x =是R 上的偶函数,所以1110sin d 2sin d x x x x x x -=⎰⎰正确;对于C ,因为()f x 在区间[],a b 上恒正,所以()f x 图象都在x 轴上方,故()d 0ba f x x >⎰正确; 对于D ,若()d 0ba f x x >⎰,可知()f x 的图象在区间[],ab 上,在x 轴上方的面积大于下方的面积,故选项D 不正确.4.由题得22320018|33a x dx x ===⎰,2342001|44b x dx x ===⎰,2200sin cos |cos 21c xdx x ==-=-+⎰,则23,3,12a b c <<<,所以c a b <<,故A .5.0()ef x dx⎰.6.由()()32234'36f x x x f x x x =+-⇒=+,令()'0f x =得0x =或2x =-,当()(),2,0,x ∈-∞-+∞时,()f x 单调递增,当()2,0x ∈-时,函数单调递减,()()20,04f f -==-,画出函数图像,如图所示:故函数图像有两个零点,故C7.设总利润为334001002000030020000900900()x x x x x P x -+--=-+-=(0390x ≤≤) ,2'()300300x P x =-+(0390x ≤≤),令'()0P x =,可得300x =, 当0300x ≤≤时,'()0P x >,当300390x <≤时,'()0P x <,当300x =时,()P x 取得最大值.8.由题意有2311111=(10)00333S x dx x ⎰==⨯-=,即由抛物线2y x =、x 轴、直线1x =所围成的曲边区域的面积为13,故B. 9.由定积分的几何意义知,区域内的面积为:()+()cbbaf x dx f x dx ⎰⎰,又当[],x a b ∈时,()0f x ≤,当[],x b c ∈时,()0f x ≥, 所以()+()=()()()()cb c bbbabaacbf x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx -=-⎰⎰⎰⎰⎰⎰,或者()()()()|()||()|=|()|cb c b c b cbababaaf x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx -=+-=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰,所以∵,∵,∵是正确的.故B.10.由f (x )1lnxx =+,得f ′(x )211(0)(1)lnx x x x +-=>+, 令g (x )=11lnx x +-,则g ′(x )22111xx x x+=--=-<0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递减,又g (e )1e=>0,g (e 2)2221111lne e e =+-=-<0,∴存在x 0∵(e ,e 2),使得g (x 0)=0,∴当x ∵(0,x 0)时,g (x )>0,f ′(x )>0; 当x ∵(x 0,+∞)时,g (x )<0,f ′(x )<0,∴f (x )在(0,x 0)上单调递增,在(x 0,+∞)上单调递减.故C .11.函数()22f x ax x a =-+,对[]1,2x ∀∈都有()0f x ≤,当[]1,2x ∈时,()0f x ≤即220ax x a -+≤,即为()221a x x +≤,可化为()212x a x ≤+ 令()22()1x g x x +=,则()()22'22221)22((12(212))x x x x g x x x -++-++== 当[]1,2x ∈时,'()0g x <,单调递减. ∴()min 2224()(2)152g x g ⨯==+=∴min 4()5a g x ≤=故实数a 的取值范围是4,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦故B12设()()e 21x g x x =-,()1y a x =-,由题意知,函数()y g x =在直线y ax a =-下方的图象中只有一个点的横坐标为整数,()()21x g x e x '=+,当21x <-时,()0g x '<;当12x >-时,()0g x '>.∴函数()y g x =的最小值为11222g e ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭.又()01g =-,()10g e =>.直线y ax a =-恒过定点()1,0且斜率为a ,故()01a g ->=-且()31g a a e -=-≥--,解得312a e≤<,故D.13.22e -.因为||x y e =是偶函数,11||110-122|2()2(1)x x x e dx e dx e e e e ∴===-=-⎰⎰, 14.6作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分). 由z =2x -y 得y =2x -z ,平移直线y =2x -z ,由图象可知当直线y =2x -z 经过点B 时,直线y =2x -z 的截距最小,此时z 最大.由220y x y =⎧⎨--=⎩,得(4,2)B ,即a =z max =2×4-2=6,则1e a dx x ⎰=16e dx x ⎰=6lnx 1|e =6.15.-3.2'()32f x x ax b =++,由题意'(0)0f b ==,32()f x x ax =+,()00f x x x a =⇒==-或,易知0a <,3243401127()()|043124aa a x ax dx x x a --+=+=-=-⎰,所以3a =-.16.-18()()'22'2f x x f =+,令2x =,则()'24f =-,∴()283f x x x =-+,()()3320083f x dx x x dx =-+⎰⎰323043|183x x x ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭,故填18-.17. ∵()12f -=,∵2a b c -+=.∵ 又∵()2f x ax b '=+,∵()00f b '==.∵ 而()1120()f x dx ax bx c dx =++⎰⎰,取3211()32F x ax bx cx =++,则()2F x ax bx c '=++,∵1011()(1)(0)232f x dx F F a b c =-=++=-⎰.∵ 解∵∵∵得6a =,0b =,4c =-. 18.记10()a f t dt =⎰,则()2f x x a =+两端积分得111()(2)22f x dx x a dx a =+=+⎰⎰, 122a a =+,12a =-. ∴()1f x x =-19.解:∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),即-ax 3-bx+c=-ax 3-bx-c,∴c=0. ∵f'(x)=3ax 2+b 的最小值为-12,且a>0,∴b=-12.又f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直. ∴f'(1)=3a+b=-6,∴a=2. 综上可得,a=2,b=-12,c=0.20. (1)()232f x x ax b '=++,由已知得()10133f a ⎧=⎪⎨-='⎪⎩,即3201a b a ++=⎧⎨=-⎩,解得:11a b =-⎧⎨=-⎩,()()()2321311x x x x f x --=+'-= 由()0f x ¢>,得()1,31,x ⎛⎫∈-∞- ⎪⎝∞⎭+U , 由()0f x ¢<,得1,13x ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,∴()f x 在区间1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,()1,+?上单调递增,1,13⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减; (2)由(1)知()32f x x x x c =--+,()()322f x g x x x x c -=-++, 设()322F x x x x c -=++,则()()()2341311F x x x x x '=-+=--,令()0F x '=,得1x =或1x =,列表:两个图象有且仅有三个公共点,只需()12703410F c F c ⎧⎛⎫=+>⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=<⎩,解得4027c -<<.∵c 的取值范围是4,027⎛⎫- ⎪⎝⎭. 21解:(1)f'(x)=3x 2-2ax+b.∵函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值, ∴-1,3是方程3x 2-2ax+b=0的两根.∴{-1+3=2a3,-1×3=b3,∴{a =3,b =-9. (2)由(1)知f(x)=x 3-3x 2-9x+c, f'(x)=3x 2-6x-9.∴当x ∈[-2,6]时,f(x)的最大值为c+54, 要使f(x)<2|c|恒成立,只要c+54<2|c|即可, 当c≥0时,c+54<2c,∴c>54; 当c<0时,c+54<-2c,∴c<-18, ∴c ∈(-∞,-18)∪(54,+∞).故c 的取值范围为(-∞,-18)∪(54,+∞).22.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),且f'(x )=1x +ax =x+a x .因为a>0,x>0,所以f'(x)>0,因此f(x)在区间(0,+∞)内是增函数. (2)由(1)知f'(x )=x+a x .①若a≥-1,则x+a≥0,从而f'(x)≥0(只有当a=-1,x=1时,f'(x)=0),即f'(x)≥0在区间[1,e]上恒成立,此时f(x)在区间[1,e]上为增函数.所以f(x)的最小值为f(1)=-a =32,即a=−32,不符合题意,舍去. ②若a≤-e,则x+a≤0,从而f'(x)≤0(只有当a=-e,x=e 时,f'(x)=0),即f'(x)≤0在区间[1,e]上恒成立,此时f(x)在区间[1,e]上为减函数.所以f(x)的最小值为f(e)=1−ae =32,即a=−e2,不符合题意,舍去. ③若-e<a<-1,由f'(x)=0,得x=-a,当1<x<-a 时,f'(x)<0,即f(x)在区间(1,-a)内为减函数;当-a<x<e 时,f'(x)>0,即f(x)在区间(-a,e)内为增函数,所以x=-a 是函数f(x)在区间(1,e)内的极小值点,也就是它的最小值点,因此f(x)的最小值为f(-a)=ln(-a)+1=32,即a=−√e.综上,a=−√e.(3)g(x)<x2即ln x-a<x2,所以a>ln x-x2,故g(x)<x2在区间(0,e]上恒成立,也就是a>ln x-x2在(0,e]上恒成立.令h(x)=ln x-x2,则h'(x)=1x −2x=1-2x2x,由h'(x)=0及0<x≤e,得x=√22.当0<x<√22时,h'(x)>0;当√22<x≤e时,h'(x)<0,即h(x)在区间(0,√22)内为增函数,在区间(√22,e]上为减函数,所以当x=√22时,h(x)取得最大值为ℎ(√22)=ln√22−12.所以当g(x)<x2在区间(0,e]上恒成立时,a的取值范围为(ln√22-12,+∞).。