高考数学(理)一轮复习单元测试:第二章函数与导数(人教A版)

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第二章 函数与导数单元测试题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分150分,时间120分钟.第Ⅰ卷一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.给定函数:①y =x 12;②y =log 12(x +1);③y =|x -1|;④y =2x +1. 其中在区间(0,1)上单调递减的函数的序号是( )A .①②B .②③C .③④D .①④解析:显然y =x 12与指数型函数y =2x +1在(0,1)上递增,利用复合函数性质,知y =log 12(x +1)在(0,1)上递减.当0<x <1时,y =|x -1|=1-x 是减函数.答案:B2.(2014·山东高考)函数()f x = ) A.1(0,)2 B.(2,)+∞ C.1(0,)(2,)2+∞U D.1(0,][2,)2+∞U解析:由已知,可得()22log 10,0x x ⎧->⎪⎨>⎪⎩,解之得2x >或102x <<. 答案:C 3.若a b c <<,则函数()()()()()()()f x x a x b x b x c x c x a =--+--+--的两个零点分别位于区间( )A.(),a b 和(),b c 内B.(),a -∞和(),a b 内C.(),b c 和(),c +∞内D.(),a -∞和(),c +∞内答案:A4.设f (x )为定义在R 上的奇函数.当x ≥0时,f (x )=2x +2x +b (b 为常数),则 f (-1)=( )A .3B .1C .-1D .-3解析:∵f (x )为定义在R 上奇函数,∴f (0)=0,即20+2×0+b =0,解得b =-1, ∴当x ≥0时,f (x )=2x +2x -1,∴f (-1)=-f (1)=-3. 答案:D5.设函数f (x )=x m +ax 的导函数f ′(x )=2x +1,则⎠⎛12f (-x )d x 的值等于( ) A.56 B.12 C.23 D.16解析:由于f ′(x )=2x +1,且f (x )=x m +ax ,∴m =2,a =1,f (x )=x 2+x ,因此 ⎠⎛12f (-x )d x =⎠⎛12(x 2-x )d x =(13x 3-12x 2)|21=56. 答案:A6.已知A 、B 两地相距150千米,某人开汽车以60千米/小时的速度从A 地到达B 地,在B 地停留1小时后再以50千米/小时的速度返回A 地,汽车离开A 地的距离x (千米)与时间t (小时)之间的函数表达式是( )A .x =60tB .x =60t +50tC .x =⎩⎨⎧60t ,0≤t ≤2.5150-5t ,x >3.5D .x =⎩⎨⎧60t ,0≤t ≤2.5150,2.5<t ≤3.5,150-50(t -3.5),3.5<t ≤6.5解析:到达B 地需要15060=2.5小时,所以当0≤t ≤2.5时,x =60t ;当2.5<t ≤3.5时,x =150;当3.5<t ≤6.5时,x =150-50(t -3.5). 答案:D7.设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m 等于( ) A.10 B .10 C .20 D .100解析:由2a =5b =m ,得a =log 2m ,b =log 5m ,又1a +1b =2.∴1log 2m +1log 5m =lg 2+lg 5lg m =1lg m =2,∴m =10. 答案:A 8.若函数()21=f x x ax x ++在1,+2⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是增函数,则a 的取值范围是( ) A. [-1,0] B.[1,)-+∞ C.[0,3] D.[3,)+∞答案:D9.若f (x )=-12x 2+b ln(x +2)在(-1,+∞)上是减函数,则b 的取值范围是( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .(-∞,-1]D .(-∞,-1)解析:∵f (x )=-12x 2+b ln(x +2),∴f ′(x )=-x +b x +2=-x 2-2x +b x +2.∵f (x )在(-1,+∞)上是减函数,∴在[-1,+∞)上f ′(x )≤0恒成立.又∵x +2>0,∴-x 2-2x +b ≤0在[-1,+∞)上恒成立,即b ≤x 2+2x 在[-1,+∞)上恒成立.令g (x )=x 2+2x ,当x =-1时,g (x )min =-1,∴b ≤-1. 答案:C10.(2014·大纲全国卷)设0sin 33a =,0cos55b =,0tan 35c =,则( )A .a b c >>B .b c a >>C .c b a >>D .c a b >>解析:sin33sin35cos55a b ︒︒︒=<==,sin 35cos55sin 35cos35b c ︒︒︒︒==<=, 所以c b a >>. 答案:C第Ⅱ卷二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)11.已知f (x )为奇函数,g (x )=f (x )+9,g (-2)=3,则f (2)=________. 解析:依题意,得g (-2)=f (-2)+9=-f (2)+9=3,解得f (2)=6. 答案:612.设偶函数f (x )满足f (x )=2x -4(x ≥0),则{x |f (x -2)>0}=________.解析:由f (x )是偶函数,且f (2)=0,又当x ≥0时,f (x )=2x -4是增函数.由 f (x -2)>0,得f (|x -2|)>f (2),因此|x -2|>2,∴x >4或x <0.答案:{x | x >4或x <0}13.函数f (x )=12e x (sin x +cos x )在区间[0,π2]上的最小值是________.解析:f ′(x )=12e x (cos x -sin x )+12e x (sin x +cos x )=e x cos x ,∵0≤x ≤π2,∴f ′(x )≥0,且f ′(x )不恒为0,因此f (x )在[0,π2]上是增函数.∴f (x )最小值为f (0)=12. 答案:1214.曲线y =1x 与直线y =x ,x =2所围成图形面积为________.解析:S =⎠⎛12(x -1x )d x =(12x 2-ln x )|21=32-ln 2. 答案:32-ln 2 15.若函数()f x =22(1)()x x ax b -++的图像关于直线2x =-对称,则()f x 的最大值是______.答案:16三、解答题(本大题共6小题,共75分)16.(本小题满分12分)记函数f (x )=lg(x 2-x -2)的定义域为集合A ,函数g (x )=3-|x |的定义域为集合B .(1)求A ∩B 和A ∪B ;(2)若C ={x |4x +p <0},C ⊆A ,求实数p 的取值范围.【解】(1)要使f (x )=lg(x 2-x -2)有意义.则有x 2-x -2>0,解得x >2或x <-1, ∴A ={x |x >2或x <-1}.要使g (x )=3-|x |有意义,则3-|x |≥0,解得-3≤x ≤3, ∴B ={x |-3≤x ≤3},∴A ∩B ={x |-3≤x <-1或2<x ≤3},A ∪B =R .(2)由4x +p <0得x <-p 4,∴C ={x |x <-p 4}.而C ⊆A ,∴-p 4≤-1,∴p ≥4.17.(本小题满分12分)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +5,记f (x )的导数为f ′(x ).(1)若曲线f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为3,且x =23时y =f (x )有极值,求函数f (x )的解析式.(2)在(1)的条件下,求函数f (x )在[-4,1]上的最大值和最小值.【解】 (1)f ′(x )=3x 2+2ax +b .依题意f ′(1)=3,f ′(23)=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧3+2a +b =3,3·(23)2+43a +b =0, 解之得⎩⎨⎧a =2,b =-4.所以f (x )=x 3+2x 2-4x +5. (2)由(1)知,f ′(x )=3x 2+4x -4=(x +2)(3x -2).令f ′(x )=0,得x 1=-2,x 2=23.当x 变化时,f (x ),f ′(x )的变化情况如表:∴f (x )在[-4,1]上的最大值为13,最小值为-11.18.(本小题满分12分)定义在R 上的单调函数f (x )满足对任意x ,y 均有f (x +y )=f (x )+f (y ),且f (1)=1.(1)求f (0)的值,并判断f (x )的奇偶性;(2)解关于a 的不等式f (a 2+a -4)<2.【解】(1)令x =y =0,则由题意可得f (0)=f (0)+f (0),∴f (0)=0,令y =-x ,则有f (0)=f (x )+f (-x ),又f (0)=0.故对∀x ∈R ,有f (-x )=-f (x )成立.因此f (x )为奇函数.(2)由f (x )在R 上单调,且f (0)=0,f (1)=1,知f (x )在(-∞,+∞)上单调递增. 又f (1)=1,∴f (2)=f (1)+f (1)=2.∵f (a 2+a -4)<2⇔f (a 2+a -4)<f (2), ∴a 2+a -4<2,解之得-3<a <2,故f (a 2+a -4)<2的解集为(-3,2).19.(本小题满分12分)已知函数f (x )=x 2ln x .(1)求函数f (x )的单调区间;(2)若b ∈[-2,2]时,函数h (x )=13x 3ln x -19x 3-(2a +b )x ,在(1,2)上为单调递减函数,求实数a 的范围.【解】 (1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=2x ln x +x ,令f ′(x )=0解得:x =e -12. 当x ∈(0,e -12)时,f ′(x )<0,此时函数单调递减;当x ∈(e -12,+∞)时,f ′(x )>0,此时函数单调递增.(2)h ′(x )=x 2ln x -(2a +b ),由题意知x ∈(1,2)时,h ′(x )≤0恒成立.即2a +b ≥x 2ln x ,由(1)可知,2a +b ≥f (2)=4ln 2,由b ∈[-2,2]可得2a ≥4ln 2+2,即a ≥2ln 2+1.20.(本小题满分13分)工厂生产某种产品,次品率p 与日产量x (万件)间的关系为p =⎩⎪⎨⎪⎧16-x ,0<x ≤c23,x >c,(c 为常数,且0<c <6).已知每生产1件合格产品盈利3元,每出现1件次品亏损1.5元.(1)将日盈利额y (万元)表示为日产量x (万件)的函数;(2)为使日盈利额最大,日产量应为多少万件?(注:次品率=次品数产品总数×100%). 【解】 (1)当x >c 时,p =23,y =(1-23)·x ·3-23·x ·32=0;当0<x ≤c 时,p =16-x ,∴y =(1-16-x )·x ·3-16-x ·x ·32=3(9x -2x 2)2(6-x ). ∴日盈利额y 与日产量x (万件)的函数关系为y =⎩⎨⎧3(9x -2x 2)2(6-x ) 0<x ≤c 0 x >c .(2)由(1)知,当x >c 时,日盈利额为0.当0<x ≤c 时,∵y =3(9x -2x 2)2(6-x ), ∴y ′=32·(9-4x )(6-x )+(9x -2x 2)(6-x )2=3(x -3)(x -9)(6-x )2, 令y ′=0,得x =3或x =9(舍去).∴①当0<c <3时,∵y ′>0,∴y 在区间(0,c ]上单调递增,∴y 最大值=f (c )=3(9c -2c 2)2(6-c ), ②当3≤c <6时,在(0,3)上,y ′>0,在(3,c )上y ′<0,∴y 在(0,3)上单调递增,在(3,c )上单调递减.∴y 最大值=f (3)=92.综上,若0<c <3,则当日产量为c 万件时,日盈利额最大;若3≤c <6,则当日产量为3万件时,日盈利额最大.21.(本小题满分14分)已知函数f (x )=x ,g (x )=a ln x ,a ∈R .(1)设h (x )=f (x )-g (x ),当h (x )存在最小值时,求最小值φ(a )的解析式;(2)对于(1)中的φ(a ),证明当a ∈(0,+∞)时,φ(a )≤1.【解】 (1)由条件知h (x )=x -a ln x (x >0).∴h ′(x )=12x -a x =x -2a 2x . ①当a >0时,令h ′(x )=0,解得x =4a 2,∴当0<x <4a 2时,h ′(x )<0,h (x )在(0,4a 2)上递减;当x >4a 2时,h ′(x )>0,h (x )在(4a 2,+∞)上递增.∴x =4a 2是h (x )在(0,+∞)上的唯一极值点,且是极小值点,从而也是h (x )的最小值点. ∴最小值φ(a )=h (4a 2)=2a -a ln 4a 2=2a (1-ln 2a ).②当a ≤0时,h ′(x )=x -2a2x >0,h (x )在(0,+∞)上递增无最小值.故h (x )的最小值为φ(a )=2a (1-ln 2a )(a >0).(2)由(1)知φ(a )=2a (1-ln 2a ),(a >0).则φ′(a )=-2ln 2a ,令φ′(a )=0,解得a =12.当0<a <12时,φ′(a )>0,∴φ(a )在(0,12)上递增;当a >12时,φ′(a )<0,∴φ(a )在(12,+∞)上递减.∴φ(a )在a =12处取得极大值φ(12)=1,∵φ(a )在(0,+∞)上有且只有一个极值点,所以φ(12)=1也是φ(a )的最大值.∴当a ∈(0,+∞)时,总有φ(a )≤1.。