(理数)2017年高考压轴大题突破练(三)函数与导数(1)
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2017北京(19)(本小题13分)已知函数f (x )=e x cos x −x .(Ⅰ)求曲线y = f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(Ⅱ)求函数f (x )在区间[0,2π]上的最大值和最小值.2017江苏20.(本小题满分16分)已知函数()321(0,)fx =x ax bx a b +++>∈R 有极值,且导函数()f x ,的极值点是()f x 的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)(1) 求b 关于a 的函数关系式,并写出定义域;(2) 证明:b ²>3a ;(3) 若()f x ,()fx , 这两个函数的所有极值之和不小于7-2,求a 的取值范围.2017全国Ⅰ卷(理)21.(12分)已知函数()f x =a e 2x +(a ﹣2)e x ﹣x .(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.2017全国Ⅱ卷(理)21.(12分)已知函数3()ln ,f x ax ax x x =--且()0f x ≥.(1)求a ;(2)证明:()f x 存在唯一的极大值点0x ,且230e()2f x --<<.2017全国Ⅲ卷(理)21.(12分)已知函数()1ln f x x a x =--.(1)若()0f x ≥,求a 的值;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111(1)(1)(1)222nm ++鬃?<,求m 的最小值.2017山东理科(20)(本小题满分13分) 已知函数()22cos f x x x =+,()()cos sin 22x g x e x x x =-+-,其中 2.71828e =L 是自然对数的底数.(Ⅰ)求曲线()y f x =在点()(),f x π处的切线方程;(Ⅱ)令()()()()h x g x af x a =-∈R ,讨论()h x 的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.2017天津(20)(本小题满分14分)设a ∈Z ,已知定义在R 上的函数432()2336f x x x x x a =+--+在区间(1,2)内有一个零点0x ,()g x 为()f x 的导函数.(Ⅰ)求()g x 的单调区间;(Ⅱ)设00[1,)(,2]m x x ∈U ,函数0()()()()h x g x m x f m =--,求证:0()()0h m h x <; (Ⅲ)求证:存在大于0的常数A ,使得对于任意的正整数,p q ,且00[1,)(,2],p x x q∈U 满足041||p x q Aq -≥.2017浙江理科20.(本题满分15分)已知函数f (x )=(x e x -(12x ≥). (Ⅰ)求f (x )的导函数;(Ⅱ)求f(x)在区间1[+)2,上的取值范围.。
压轴大题突破练(三) 函数与导数(1)1.已知函数f (x )=(x 2-2ax +2)e x .(1)函数f (x )在x =0处的切线方程为2x +y +b =0,求a ,b 的值;(2)当a >0时,若曲线y =f (x )上存在三条斜率为k 的切线,求实数k 的取值范围. 解 (1)f (x )=(x 2-2ax +2)e x , f (0)=2e 0=2,2+b =0,得b =-2. f ′(x )=(x 2-2ax +2+2x -2a )e x =[x 2+(2-2a )x +2-2a ]e x , f ′(0)=2-2a =-2,得a =2, ∴a =2,b =-2.(2)f ′(x )=[x 2+(2-2a )x +2-2a ]e x ,令h (x )=f ′(x ),依题意知存在k 使h (x )=k 有三个不同的实数根, h ′(x )=(x 2-2ax +2+2x -2a +2x -2a +2)e x =[x 2+(4-2a )x +4-4a ]e x ,令h ′(x )=[x 2+(4-2a )x +4-4a ]e x =0, 得x 1=-2,x 2=2a -2.由a >0知x 1<x 2,则f ′(x )在(-∞,-2),(2a -2,+∞)上单调递增,在(-2,2a -2)上单调递减.当x →-∞时,f ′(x )→0,当x →+∞时,f ′(x )→+∞, ∴f ′(x )的极大值为f ′(-2)=e -2(2a +2),f ′(x )的极小值为f ′(2a -2)=e 2a -2(2-2a ),∴此时e 2a -2(2-2a )<k <e -2(2a +2).2.(2016·四川)设函数f (x )=ax 2-a -ln x ,其中a ∈R . (1)讨论f (x )的单调性;(2)确定a 的所有可能取值,使得f (x )>1x -e 1-x 在区间(1,+∞)内恒成立(e =2.718…为自然对数的底数).解 (1)f ′(x )=2ax -1x =2ax 2-1x(x >0).当a ≤0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)内单调递减. 当a >0时,由f ′(x )=0,有x =12a. 此时,当x ∈⎝⎛⎭⎫0,12a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈⎝⎛⎭⎫12a ,+∞时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. (2)令g (x )=1x -1e x -1,s (x )=e x -1-x .则s ′(x )=e x -1-1.而当x >1时,s ′(x )>0,所以s (x )在区间(1,+∞)内单调递增.又由s (1)=0,有s (x )>0,从而当x >1时,g (x )>0. 当a ≤0,x >1时,f (x )=a (x 2-1)-ln x <0.故当f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内恒成立时,必有a >0. 当0<a <12时,12a >1.由(1)有f ⎝⎛⎭⎫12a <f (1)=0,而g ⎝⎛⎭⎫12a >0, 所以此时f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内不恒成立. 当a ≥12时,令h (x )=f (x )-g (x )(x ≥1).当x >1时,h ′(x )=2ax -1x +1x 2-e 1-x>x -1x +1x 2-1x =x 3-2x +1x 2>x 2-2x +1x 2>0.因此,h (x )在区间(1,+∞)内单调递增.又因为h (1)=0,所以当x >1时,h (x )=f (x )-g (x )>0,即f (x )>g (x )恒成立. 综上,a ∈⎣⎡⎭⎫12,+∞. 3.已知函数f (x )=x 2-ln x .(1)求曲线f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)求函数f (x )的单调递减区间;(3)设函数g (x )=f (x )-x 2+ax ,a >0,若x ∈(0,e]时,g (x )的最小值是3,求实数a 的值(e 为自然对数的底数). 解 (1)∵f (x )=x 2-ln x , ∴f ′(x )=2x -1x .∴f ′(1)=1.又∵f (1)=1,∴曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -1=x -1,即x -y =0. (2)∵函数f (x )=x 2-ln x 的定义域为(0,+∞), 由f ′(x )=2x -1x <0,得0<x <22.∴函数f (x )=x 2-ln x 的单调递减区间是(0,22). (3)∵g (x )=ax -ln x ,∴g ′(x )=ax -1x ,令g ′(x )=0,得x =1a .①当1a ≥e ,即0<a ≤1e时,g ′(x )=ax -1x ≤0在(0,e]上恒成立,则g (x )在(0,e]上单调递减,g (x )min =g (e)=a e -1=3,a =4e (舍去);②当0<1a <e ,即a >1e时,列表如下:由表知,g (x )min =g (1a )=1+ln a =3,a =e 2,满足条件.综上,所求实数a =e 2,使得当x ∈(0,e]时g (x )有最小值3. 4.已知函数f (x )=2x+a ln x -2(a >0).(1)若曲线y =f (x )在点P (1,f (1))处的切线与直线y =x +2垂直,求函数y =f (x )的单调区间; (2)若对∀x ∈(0,+∞)都有f (x )>2(a -1)成立,试求实数a 的取值范围;(3)记g (x )=f (x )+x -b (b ∈R ),当a =1时,函数g (x )在区间[e -1,e]上有两个零点,求实数b 的取值范围.解 (1)直线y =x +2的斜率为1,函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-2x 2+ax ,∴f ′(1)=-212+a1=-1,解得a =1,∴f (x )=2x +ln x -2,f ′(x )=x -2x 2,由f ′(x )>0得x >2,由f ′(x )<0得0<x <2, ∴f (x )的单调递增区间为(2,+∞), 单调递减区间为(0,2).(2)f ′(x )=-2x 2+a x =ax -2x 2(a >0),由f ′(x )>0得x >2a ,由f ′(x )<0得0<x <2a ,∴f (x )的单调递增区间为(2a,+∞),单调递减区间为(0,2a ),当x =2a 时,f (x )取极小值,也就是最小值f (x )min =f (2a).∵对∀x ∈(0,+∞)都有f (x )>2(a -1)成立, ∴f (2a )>2(a -1),即22a +a ln 2a-2>2(a -1),∴a ln 2a >a ,ln 2a >1,0<a <2e ,∴实数a 的取值范围为(0,2e).(3)当a =1时,g (x )=2x +ln x +x -2-b (x >0),g ′(x )=x 2+x -2x 2,由g ′(x )>0得x >1,由g ′(x )<0得0<x <1.∴g (x )的单调递增区间是(1,+∞), 单调递减区间为(0,1), 当x =1时,g (x )取得极小值g (1). ∵函数g (x )在区间[e -1,e]上有两个零点, ∴⎩⎪⎨⎪⎧g (e -1)≥0,g (e )≥0,g (1)<0,解得1<b ≤2e+e -1.∴b 的取值范围是(1,2e+e -1].2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40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.已知集合M={0,1,2},N={x },若M ∪N={0,1,2,3},则x 的值为( )A .3B .2C .1D .02.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.55.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣86.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,207.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=1010.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为•15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷参考答案与试题解析一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40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.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.0【考点】并集及其运算.【分析】根据M及M与N的并集,求出x的值,确定出N即可.【解答】解:∵集合M={0,1,2},N={x},且M∪N={0,1,2,3},∴x=3,故选:A.2.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图可知该几何体为圆锥.【解答】解:根据三视图可知,该几何体为圆锥.故选D.3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.【考点】几何概型.【分析】由题意,要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,利用区间长度的比求.【解答】解:要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,由几何概型的个数得到此数大于3的概率为为;故选B.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.5【考点】程序框图.【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出正确的答案.【解答】解:模拟程序框图的运行过程,如下;输入x=1,y=1﹣1+3=3,输出y的值为3.故选:B.5.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣8【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示.【分析】根据向量平行的坐标公式建立方程进行求解即可.【解答】解:∵∥,∴4﹣2x=0,得x=2,故选:B6.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,20【考点】分层抽样方法.【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可等到结论.【解答】解:∵高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.∴从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别,高二:,高三:45﹣15﹣10=20.故选:D7.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.【分析】连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,即可得出结论.【解答】解:∵正方体的对面平行,∴直线BD与A1C1异面,连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,∴直线BD与A1C1垂直,∴直线BD与A1C1异面且垂直,故选:D.8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}【考点】一元二次不等式的解法.【分析】根据一元二次不等式对应方程的实数根,即可写出不等式的解集.【解答】解:不等式(x+1)(x﹣2)≤0对应方程的两个实数根为﹣1和2,所以该不等式的解集为{x|﹣1≤x≤2}.故选:A.9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=10【考点】圆的标准方程.【分析】求出圆心坐标和半径,因为圆的直径为线段PQ,所以圆心为P,Q的中点,应用中点坐标公式求出,半径为线段PQ长度的一半,求出线段PQ的长度,除2即可得到半径,再代入圆的标准方程即可.【解答】解:∵圆的直径为线段PQ,∴圆心坐标为(2,1)半径r===∴圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=5.故选:C.10.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km【考点】解三角形的实际应用.【分析】直接利用与余弦定理求出AB的数值.【解答】解:根据余弦定理AB2=a2+b2﹣2abcosC,∴AB===(km).故选:A.二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=2.【考点】对数的运算性质.【分析】直接利用对数的运算法则化简求解即可.【解答】解:log21+log24=0+log222=2.故答案为:2.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=±3.【考点】等比数列.【分析】由等比数列的性质得x2=9,由此能求出实数x.【解答】解:∵1,x,9成等比数列,∴x2=9,解得x=±3.故答案为:±3.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是5.【考点】简单线性规划.【分析】利用目标函数的几何意义求最大值即可.【解答】解:由已知,目标函数变形为y=﹣x+z,当此直线经过图中点(3,2)时,在y轴的截距最大,使得z最大,所以z的最大值为3+2=5;故答案为:5.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为4•【考点】函数的零点.【分析】根据函数零点的定义,得f(a)=0,从而求出a的值.【解答】解:a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,∴f(a)=2﹣log2a=0,∴log2a=2,解得a=4.故答案为:4.15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为45°.【考点】直线与平面所成的角.【分析】由题意,AE⊥平面EFBC,∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,即可得出结论.【解答】解:由题意,AE⊥平面EFBC,∴∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,∵AE=EF,∴∠AFE=45°.故答案为45°.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.【考点】三角函数的化简求值.【分析】(1)由,<θ<π结合同角平方关系可求cosθ,利用同角基本关系可求(2)结合(1)可知tanθ的值,故考虑把所求的式子化为含“切”的形式,从而在所求的式子的分子、分母同时除以cos2θ,然后把已知tanθ的值代入可求.【解答】解:(1)∵sin2θ+cos2θ=1,∴cos2θ=.又<θ<π,∴cosθ=∴.(2)=.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?【考点】频率分布直方图.【分析】(1)由频率分布直方图中各小长方形的面积之和等于1,求出a的值,频率分布直方图中最高的小长方体的底面边长的中点即是众数;(2)求出本公司职员平均费用不少于8元的频率就能求出公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元.【解答】解:(1)据题意得:(0.05+0.10+a+0.10+0.05+0.05)×2=1,解得a=0.15,众数为:;(2)该公司职员早餐日平均费用不少于8元的有:×2=200,18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.【分析】(1)运用等比数列的通项公式和等差数列的中项的性质,解方程可得首项,进而得到所求通项公式;(2)求得b n=2n﹣1+n,再由数列的求和方法:分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,计算即可得到所求和.【解答】解:(1)由已知得a2=2a1,a3+1=4a1+1,a4=8a1,又a2,a3+1,a4成等差数列,可得:2(a3+1)=a2+a4,所以2(4a1+1)=2a1+8a1,解得a1=1,故a n=a1q n﹣1=2n﹣1;(2)因为b n=2n﹣1+n,所以S5=b1+b2+b3+b4+b5=(1+2+...+16)+(1+2+ (5)=+=31+15=46.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.【考点】二次函数的性质;二次函数在闭区间上的最值.【分析】(1)利用已知条件列出方程组求解即可.(2)利用二次函数的对称轴以及开口方向,通过二次函数的性质求解函数的最值即可.【解答】解:(1)∵;(2)∵f(x)=x2﹣2x+6=(x﹣1)2+5,x∈[﹣2,2],开口向上,对称轴为:x=1,∴x=1时,f(x)的最小值为5,x=﹣2时,f(x)的最大值为14.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】(1)把圆C的方程化为标准方程,写出圆心和半径;(2)设出直线l的方程,与圆C的方程组成方程组,消去y得关于x的一元二次方程,由根与系数的关系求出的值;(3)解法一:设出直线m的方程,由圆心C到直线m的距离,写出△CDE的面积,利用基本不等式求出最大值,从而求出对应直线方程;解法二:利用几何法得出CD⊥CE时△CDE的面积最大,再利用点到直线的距离求出对应直线m的方程.【解答】解:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4,则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;(2)设直线l的方程为y=kx,联立方程组,消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,则有:;所以为定值;(3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,所以,≤,当且仅当,即时,△CDE的面积最大,从而,解之得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,所以≤2,当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,由,得,由,得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.2017年5月5日。
2017年山东高考冲刺压轴卷(一)数学(理科)第Ⅰ卷一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50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、已知全集U R =,集合{|lg },{1,1}A x y x B ===-,则下列结论正确的是A .{1}AB =- B .(,0)RC A B =-∞ C .(0,)A B =+∞D .{}1R C A B =- 2、在复平面内,复数35,(1iz i i+=+ 为虚数单位)对应点的坐标是 A .(1,4) B .(4,1)- C .(4,1) D .(1,4)-3、已知(2,4),(2,1)OB AC ==-,则OB AC ⋅=A .-8B .8C .0D .-64、已知等差数列{}n a 满足247,3,n a a S ==,是数列{}n a 的前n 项和,则使得0n S >最大的自然数n 是A .9B .10C .11D .125、函数()21,011,02x x f x x x ⎧+<⎪=⎨-+≥⎪⎩,则((1))f f -=A .2B .1C .0D .-16、若不等式组0220y x y kx y ≥⎧⎪≥⎨⎪-+≥⎩表示的平面区域是一个直角三角形区域,则该三角形的面积为A .45 B .165 C .45或165D .85或457、从某学校随机抽取的5名女大学生的升高x (厘米)和体重y (公斤)数据如下表:根据上表可得回归直线方程为ˆˆ0.92yx a =+,则ˆa = A .96.8- B .96.8 C .104.4- D .104.48、 已知双曲线2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一条渐近线与抛物线24y x =准线的一个交点的纵坐标为0y ,若02y <,则双曲线离C 心率的取值范围是A .B .C .)+∞D .)+∞9、如图是某算法的程序框图,若任意输入[]3,19范围中的实数,则输出x 的值不小于41的概率为A .817 B .12 C .917 D .91610、已知函数()222121()(21)()xxx x f x x e e x ee -+--=+-++,则不等式()0f x >的解集是A .1(1,)3--B .(,1)-∞-C .1(,)3-+∞ D .1(,1)(,)3-∞--+∞第Ⅱ卷二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分,把答案填在答题卷的横线上.. 11、若92()a x x +的二项展开式中的常数项是84,则实数a = 12、在某次数学考试中,甲乙丙三名同学中只有一个人得了优秀,当他们被问到谁得到了优秀时,丙说:“甲没有得优秀”;乙说:“我得了优秀”;甲说:“丙说的是真话”,事实证明:在这三名同学中,只有一人说的是假话,那么得优秀的同学是13、若2000,210x R ax x ∃∈++≤是假命题,则实数a 的取值范围是14、过直线:2l x y +=上任意点P 向圆22:1C x y +=作两条切线,切点分别为,A B ,线段AB 的中点为Q ,则点Q 到直线l 距离的取值范围为15、如图,网格纸上小正方形边长为1,粗线是一个棱锥的三视图,则此棱锥与其外接球的体积比为三、解答题:本大题共6小题,满分70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤 16、(本小题满分12分)已知等比数列{}n a 的公比为58,4,32q a a ==. (1)求{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足2log n n b a =,数列{}n b 的前n 的和为n S ,数列2{}nS n 的前n 项和为n T , 求证;522n n T ≤-.17、(本小题满分12分)已知在ABC ∆ 中,角,,A B C 对应的边分别是3,,,4a b c C π=,且sin 2sin cos()B A A B =+.(1)证明:b =;(2)若ABC ∆的面积为1,求c .18、(本小题满分12分)今年来我国电子商务行业迎来发展的新机遇,与此同时,相关管理部门推出了针对电商商品和服务的评价体积,现从评价系统中选出200次成功交易,并对其评价进行统计,对商品好评率为,对服务好评率为,其中对商品和服务都作出好评的交易为80次.(1)是否可以在犯错误概率不超过0.1%的前提下,认为商品好评与服务好评有关?(2)若将频率视为概率,某人在该购物平台上5次购物,其中对商品和服务全好评的次数为随机变量X :①求对商品和服务全好评次数X 的分布列(概率用组合数算式表示);②求X 的数学期望.20、(本小题满分12分)如图,在菱形ABCD 中,060,ABC AC ∠=与BD 相交于点,O AE ⊥平面,//,ABCD CF AE2AB AE ==.(1)求证:BD ⊥平面ACFE ;(2)当直线FO 与平面BDE 所成角的大小045时,求CF 的长度.20、(本小题满分13分) 已知函数()235(0,1)2xf x a bx x a a =-+->≠的导函数()f x '满足()00f '=. (1)求,a b 满足的关系式(用a 表示b );(2)当(a e e =为自然对数的底数)时,若不等式()0f x <在区间1212(,)(,)n n n n Z ∈上恒成立,求12n n -的最大值;(3)当1a >时,若存在[]12,1,1x x ∈-,使()121()2f x f x e -≥-得成立,求a 的取值范围.21、(本小题满分14分)已知椭圆22221(0)x y a b a b +=>>,过焦点F 的直线与椭圆交于A 、B 两点,线段AB 的中点为21(,)33M -. (1)求椭圆的方程;(2)过点A 与椭圆只有一个公共点直线为1l ,过点F 与AF 的直线为2l ,求证:1l 与2l 的交点在定直线上.。
四、不等式恒成立求字母范围 恒成立之最值的直接应用1. (2008天津理20倒数第3大题,最值的直接应用,第3问带有小的处理技巧)已知函数()()0≠++=x b xax x f ,其中R b a ∈,. ⑴若曲线()x f y =在点()()2,2f P 处切线方程为13+=x y ,求函数()x f 的解析式; ⑵讨论函数()x f 的单调性;⑶若对于任意的⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,21a ,不等式()10≤x f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,41上恒成立,求b 的取值范围.解:⑴2()1af x x'=-,由导数的几何意义得(2)3f '=,于是8a =-.由切点(2,(2))P f 在直线31y x =+上可得27b -+=,解得9b =.所以函数()f x 的解析式为8()9f x x x=-+.⑵2()1af x x'=-.当0a ≤时,显然()0f x '>(0x ≠),这时()f x 在(,0)-∞,(0,)+∞上内是增函数. 当0a >时,令()0f x '=,解得x a =±. 当x 变化时,()f x ',()f x 的变化情况如下表:x (,)a -∞- a - (,0)a - (0,)a a (),a +∞ ()f x ' + 0 - - 0 + ()f x ↗ 极大值 ↘ ↘ 极小值 ↗ ∴()f x 在(,)a -∞-,(),a +∞内是增函数,在(,0)a -,(0,)+∞内是减函数.⑶由⑵知,()f x 在1[,1]4上的最大值为1()4f 与(1)f 的较大者,对于任意的1[,2]2a ∈,不等式0(1)f x ≤在1[,1]4上恒成立,当且仅当10(11(4)10)f f ≤≤⎧⎪⎨⎪⎩,即39449a b ab ≤-≤-⎧⎪⎨⎪⎩,对任意的1[,2]2a ∈成立.从而得74b ≤,所以满足条件的b 的取值范围是(7,]4-∞.恒成立之分离常数2. (分离常数)已知函数()ln 1,.af x x a R x=+-∈ (1) 若()y f x =在0(1,)P y 处的切线平行于直线1y x =-+,求函数()y f x =的单调区间;(2) 若0a >,且对(0,2]x e ∈时,()0f x >恒成立,求实数a 的取值范围.7654321-1-2-3-4-5-8-6-4-224681012A解: (1) ()ln 1,.af x x a R x =+-∈)(x f 定义域为),0(+∞,直线1y x =-+的斜率为1-, x x a x f 1)('2+-=,11)1('-=+-=a f ,2=∴a .所以22212)('xx x x x f -=+-=由20)('>>x x f 得; 由200)('<<<x x f 得所以函数()y f x =的单调增区间为)2(∞+,,减区间为(0,2). (2) 0a >,且对(0,2]x e ∈时,()0f x >恒成立ln 10(0,2]ax x e x+->∈在恒成立,即(ln 1)a x x >-. 设]2,0(,ln )ln 1()(e x x x x x x x g ∈-=-=.]2,0(,ln 1ln 1)('e x x x x g ∈-=--=当10<<x 时, 0)('>x g ,为增函数)(x g 当e x 20≤<时, 0)('<x g ,为减函数)(x g .所以当1=x 时,函数)(x g 在]2,0(e x ∈上取到最大值,且11ln 1)1(=-=g 所以1)(≤x g ,所以1<a 所以实数a 的取值范围为),1(+∞. (法二)讨论法2()x af x x-'=,()f x 在(0,)a 上是减函数,在(,)a +∞上是增函数. 当a ≤2e 时,()f x ≥()1ln 10f a a =+->,解得1a >,∴1a <≤2e .当2a e >时,()(2)ln(2)102af x f e e e>=+->,解得2ln 2a e >,∴2a e >. 综上1a >.3. (2011长春一模,恒成立,分离常数,二阶导数)已知函数12)(2---=ax x e x f x,(其中∈a R ,e 为自然对数的底数).(1)当0=a 时,求曲线)(x f y =在))0(,0(f 处的切线方程;(2)当x ≥1时,若关于x 的不等式)(x f ≥0恒成立,求实数a 的取值范围. (改x ≥0时,)(x f ≥0恒成立.a ≤1)解:(1)当0=a 时,12)(2--=x e x f x,x e x f x -=∴)(',1)0(',0)0(==∴f f ,∴切线方程为x y =.(2)[方法一]x ≥1,≥≤,设,则, 设12)1()(2+--=x e x x xϕ,则0)1()('>-=x e x x ϕ,)(x ϕ∴在),1[+∞上为增函数,)(x ϕ∴≥021)1(>=ϕ,012)1()('22>+--=∴x x e x x g x ,x x e x g x12)(2--=∴在),1[+∞上为增函数, )(x g ∴≥23)1(-=e g ,a ∴≤23-e .[方法二]12)(2---=ax x e x f x,a x e x f x --=∴)(', 设a x e x h x --=)(,1)('-=x e x h ,x ≥0,1)('-=∴x e x h ≥0,a x e x h x --=∴)(在),1[+∞上为增函数, )(x h ∴≥a e h --=1)1(.又12)(2---=ax x e x f x ≥0恒成立,23)1(--=∴a e f ≥0,a ∴≤23-e , )(x h ∴≥01)1(>--=a e h ,0)('>--=∴a x e x f x ,12)(2---=ax x e x f x在),1[+∞上为增函数, 此时)(x f ≥23)1(--=a e f ≥0恒成立, a ∴≤23-e .(改x ≥0时,)(x f ≥0恒成立.a ≤1)解:先证明()g x 在(0,)+∞上是增函数,再由洛比达法则20012lim lim 11xx x x x e e x x →→---==,∴1 2) ( 2- - - = ∴ ax xe xf x a ⇔ 0 xx e x1 2 2 - - 2 2 1 2 ) 1 ( ) ( ' x x e x x g x + - - = xx e x g x 1 2 ) ( 2 - - =()1g x >,∴a ≤1.(正常的讨论进行不了,除非系数调到二次项上2()12x af x e x x =---,分两种情况讨论可得a ≤1)4. (两边取对数的技巧)设函数1()(1(1)ln(1)f x x x x =>-++且0x ≠) (1)求()f x 的单调区间; (2)求()f x 的取值范围;(3)已知112(1)m x x +>+对任意(1,0)x ∈-恒成立,求实数m 的取值范围。
一、选择题:1.设函数y =的定义域A ,函数ln(1)y x =-的定义域为B ,则A B = ( )A .(1,2)B .(1,2]C .(2,1)-D .[2,1)-2.已知函数1()3()3x x f x =-,则()f x ( )A .是奇函数,且在R 上是增函数B .是偶函数,且在R 上是增函数C .是奇函数,且在R 上是减函数D .是偶函数,且在R 上是减函数3.函数()f x 在(,)-∞+∞单调递减,且为奇函数.若(11)f =-,则满足21()1x f --≤≤的x 的取值范围是( )A .[2,2]-B .[1,1]-C .[0,4]D .[1,3]4.已知奇函数()f x 在R 上是增函数,()()g x xf x =.若2(log5.1)a g =-,0.8(2)b g =,(3)c g =,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a b c <<B .c b a <<C .b a c <<D .b c a <<5.若函数2()f x x ax b =++在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M m -( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关6.若0a b >>,且1ab =,则下列不等式成立的是( )A .()21log 2a b a a b b +<<+B .()21log 2a b a b a b<+<+ C .()21log 2a b a a b b +<+< D .()21log 2a b a b a b +<+< 7.根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M 约为3613,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为8010,则下列各数中与M N 最接近的是( )(参考数据:lg30.48≈) A .3310 B .5310 C .7310 D .93108.设x ,y ,z 为正数,且235x y z ==,则( ) A .235x y z << B .523z x y << C .352y z x << D .325y x z <<9.已知函数23,1()2,1x x x f x x x x ⎧-+≤⎪=⎨+>⎪⎩,设a R ∈,若关于x 的不等式()||2x f x a ≥+在R 上恒成立,则a 的取值范围是( )A .47[,2]16-B .4739[,]1616- C.[- D.39[]16- 10.已知当[]0,1x ∈时,函数()21y mx =-的图象与y m 的图象有且只有一个交点,则正实数m 的取值范围是( ) A .(])0,1⎡+∞⎣ B .(][)0,13,+∞ C.()⎡+∞⎣ D.([)3,+∞ 11.若2x =-是函数21`()(1)x f x x ax e -=+-的极值点,则()f x 的极小值为( )A .1-B .32e --C .35e -D .112.已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则a =( )A .12-B .13C .12D .1 二、填空题: 13.已知函数31()2x xf x x x e e =-+-,其中e 是自然数对数的底数,若 2(1)(2)0f a f a -+≤,则实数a 的取值范围是 。
压轴大题突破练压轴大题突破练(一) 直线与圆锥曲线(1)1.在平面直角坐标系中,已知点A (1,0),点B 在直线l :x =-1上运动,过点B 与l 垂直的直线和线段AB 的垂直平分线相交于点M . (1)求动点M 的轨迹E 的方程;(2)过(1)中轨迹E 上的点P (1,2)作两条直线分别与轨迹E 相交于C (x 1,y 1),D (x 2,y 2)两点.试探究:当直线PC ,PD 的斜率存在且倾斜角互补时,直线CD 的斜率是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由. 解 (1)依题意,得|MA |=|MB |.∴动点M 的轨迹E 是以A (1,0)为焦点,直线l :x =-1为准线的抛物线, ∴动点M 的轨迹E 的方程为y 2=4x .(2)∵P (1,2),C (x 1,y 1),D (x 2,y 2)在抛物线y 2=4x 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1, ①y 22=4x 2,② 由①-②得,(y 1+y 2)(y 1-y 2)=4(x 1-x 2), ∴直线CD 的斜率为k CD =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2.③设直线PC 的斜率为k ,则PD 的斜率为-k , 则直线PC 方程为y -2=k (x -1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y =kx -k +2,得ky 2-4y -4k +8=0. 由2+y 1=4k ,求得y 1=4k -2,同理可求得y 2=-4k-2.∴k CD =4y 1+y 2=4(4k -2)+(-4k -2)=-1,∴直线CD 的斜率为定值-1.2.如图所示,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的上、下顶点分别为A ,B ,已知点B 在直线l :y =-1上,且椭圆的离心率e =32.(1)求椭圆的标准方程;(2)设P 是椭圆上异于A ,B 的任意一点,PQ ⊥y 轴,Q 为垂足,M 为线段PQ 的中点,直线AM 交直线l 于点C ,N 为线段BC 的中点,求证:OM ⊥MN . (1)解 依题意,得b =1.因为e =c a =32,又a 2-c 2=b 2,所以a 2=4.所以椭圆的标准方程为x 24+y 2=1.(2)证明 设点P 的坐标为(x 0,y 0),x 0≠0,因为P 是椭圆上异于A ,B 的任意一点,所以x 204+y 20=1. 因为PQ ⊥y 轴,Q 为垂足,所以点Q 坐标为(0,y 0). 因为M 为线段PQ 的中点,所以M ⎝⎛⎭⎫x 02,y 0. 又点A 的坐标为(0,1),可得直线AM 的方程为y =2(y 0-1)x 0x +1.因为x 0≠0,所以y 0≠1,令y =-1,得C ⎝⎛⎭⎫x 01-y 0,-1.因为点B 的坐标为(0,-1),点N 为线段BC 的中点, 所以N ⎝⎛⎭⎫x 02(1-y 0),-1.所以向量NM →=⎝⎛⎭⎫x 02-x 02(1-y 0),y 0+1.又OM →=⎝⎛⎭⎫x 02,y 0, 所以OM →·NM →=x 02⎣⎡⎦⎤x 02-x 02(1-y 0)+y 0(y 0+1)=x 204-x 204(1-y 0)+y 20+y 0=⎝⎛⎭⎫x 204+y 20-x 204(1-y 0)+y 0 =1-(1+y 0)+y 0=0. 所以OM ⊥MN .3.椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1,右焦点为F 2,离心率e =22.设动直线l :y =kx+m 与椭圆E 相切于点P 且交直线x =2于点N ,△PF 1F 2的周长为2(2+1). (1)求椭圆E 的方程;(2)求两焦点F 1、F 2到切线l 的距离之积; (3)求证:以PN 为直径的圆恒过点F 2. (1)解 设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),则⎩⎪⎨⎪⎧c a =22,2a +2c =2(2+1),解得a =2,c =1. ∴b 2=a 2-c 2=1,∴椭圆E 的方程为x 22+y 2=1.(2)解 由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =kx +m⇒(1+2k 2)x 2+4kmx +2(m 2-1)=0.设直线l 与椭圆E 相切于点P (x 0,y 0), 则Δ=0,化简2k 2+1=m 2,焦点F 1,F 2到直线l 的距离d 1,d 2分别为d 1=|-k +m |k 2+1,d 2=|k +m |k 2+1,则d 1·d 2=m 2-k 2k 2+1=k 2+1k 2+1=1.(3)证明 ∵x 0=-2km 1+2k 2=-2km , ∴y 0=kx 0+m =-2k 2m +m =m 2-2k 2m =1m ,∴P (-2k m ,1m).又联立y =kx +m 与x =2,得到N (2,2k +m ), PF 2→=(1+2k m ,-1m ),F 2N →=(1,2k +m ).∴PF 2→·F 2N →=(1+2k m ,-1m )·(1,2k +m )=1+2k m -1m (2k +m )=1+2k m -2km -1=0.∴PF 2→⊥F 2N →,∴以PN 为直径的圆恒过点F 2.4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的短轴长为2,离心率为22,过点M (2,0)的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,O 为坐标原点. (1)求椭圆C 的方程; (2)求OA →·OB →的取值范围;(3)若B 点关于x 轴的对称点是N ,证明:直线AN 恒过一定点. (1)解 由题意知b =1,e =c a =22,得a 2=2c 2=2a 2-2b 2,故a 2=2. 故所求椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)解 设l :y =k (x -2),与椭圆C 的方程联立,消去y 得(1+2k 2)x 2-8k 2x +8k 2-2=0. 由Δ>0得0≤k 2<12.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=8k 21+2k 2,x 1x 2=8k 2-21+2k 2,∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2(x 1-2)(x 2-2) =(1+k 2)x 1x 2-2k 2(x 1+x 2)+4k 2=10k 2-21+2k 2=5-71+2k 2. ∵0≤k 2<12,∴72<71+2k 2≤7,故所求范围是[-2,32).(3)证明 由对称性可知N (x 2,-y 2),定点在x 轴上, 直线AN :y -y 1=y 1+y 2x 1-x 2(x -x 1).令y =0得:x =x 1-y 1(x 1-x 2)y 1+y 2=x 1y 2+x 2y 1y 1+y 2=2kx 1x 2-2k (x 1+x 2)k (x 1+x 2-4)=2x 1x 2-2(x 1+x 2)x 1+x 2-4=16k 2-41+2k 2-16k 21+2k 28k 21+2k 2-4=1,故直线AN 恒过定点(1,0).2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40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.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.02.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.55.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣86.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,207.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=1010.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为•15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷参考答案与试题解析一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40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.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.0【考点】并集及其运算.【分析】根据M及M与N的并集,求出x的值,确定出N即可.【解答】解:∵集合M={0,1,2},N={x},且M∪N={0,1,2,3},∴x=3,故选:A.2.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图可知该几何体为圆锥.【解答】解:根据三视图可知,该几何体为圆锥.故选D.3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.【考点】几何概型.【分析】由题意,要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,利用区间长度的比求.【解答】解:要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,由几何概型的个数得到此数大于3的概率为为;故选B.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.5【考点】程序框图.【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出正确的答案.【解答】解:模拟程序框图的运行过程,如下;输入x=1,y=1﹣1+3=3,输出y的值为3.故选:B.5.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣8【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示.【分析】根据向量平行的坐标公式建立方程进行求解即可.【解答】解:∵∥,∴4﹣2x=0,得x=2,故选:B6.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,20【考点】分层抽样方法.【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可等到结论.【解答】解:∵高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.∴从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别,高二:,高三:45﹣15﹣10=20.故选:D7.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.【分析】连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,即可得出结论.【解答】解:∵正方体的对面平行,∴直线BD与A1C1异面,连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,∴直线BD与A1C1垂直,∴直线BD与A1C1异面且垂直,故选:D.8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}【考点】一元二次不等式的解法.【分析】根据一元二次不等式对应方程的实数根,即可写出不等式的解集.【解答】解:不等式(x+1)(x﹣2)≤0对应方程的两个实数根为﹣1和2,所以该不等式的解集为{x|﹣1≤x≤2}.故选:A.9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=10【考点】圆的标准方程.【分析】求出圆心坐标和半径,因为圆的直径为线段PQ,所以圆心为P,Q的中点,应用中点坐标公式求出,半径为线段PQ长度的一半,求出线段PQ的长度,除2即可得到半径,再代入圆的标准方程即可.【解答】解:∵圆的直径为线段PQ,∴圆心坐标为(2,1)半径r===∴圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=5.故选:C.10.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km【考点】解三角形的实际应用.【分析】直接利用与余弦定理求出AB的数值.【解答】解:根据余弦定理AB2=a2+b2﹣2abcosC,∴AB===(km).故选:A.二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=2.【考点】对数的运算性质.【分析】直接利用对数的运算法则化简求解即可.【解答】解:log21+log24=0+log222=2.故答案为:2.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=±3.【考点】等比数列.【分析】由等比数列的性质得x2=9,由此能求出实数x.【解答】解:∵1,x,9成等比数列,∴x2=9,解得x=±3.故答案为:±3.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是5.【考点】简单线性规划.【分析】利用目标函数的几何意义求最大值即可.【解答】解:由已知,目标函数变形为y=﹣x+z,当此直线经过图中点(3,2)时,在y轴的截距最大,使得z最大,所以z的最大值为3+2=5;故答案为:5.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为4•【考点】函数的零点.【分析】根据函数零点的定义,得f(a)=0,从而求出a的值.【解答】解:a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,∴f(a)=2﹣log2a=0,∴log2a=2,解得a=4.故答案为:4.15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为45°.【考点】直线与平面所成的角.【分析】由题意,AE⊥平面EFBC,∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,即可得出结论.【解答】解:由题意,AE⊥平面EFBC,∴∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,∵AE=EF,∴∠AFE=45°.故答案为45°.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.【考点】三角函数的化简求值.【分析】(1)由,<θ<π结合同角平方关系可求cosθ,利用同角基本关系可求(2)结合(1)可知tanθ的值,故考虑把所求的式子化为含“切”的形式,从而在所求的式子的分子、分母同时除以cos2θ,然后把已知tanθ的值代入可求.【解答】解:(1)∵sin2θ+cos2θ=1,∴cos2θ=.又<θ<π,∴cosθ=∴.(2)=.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?【考点】频率分布直方图.【分析】(1)由频率分布直方图中各小长方形的面积之和等于1,求出a的值,频率分布直方图中最高的小长方体的底面边长的中点即是众数;(2)求出本公司职员平均费用不少于8元的频率就能求出公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元.【解答】解:(1)据题意得:(0.05+0.10+a+0.10+0.05+0.05)×2=1,解得a=0.15,众数为:;(2)该公司职员早餐日平均费用不少于8元的有:×2=200,18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.【分析】(1)运用等比数列的通项公式和等差数列的中项的性质,解方程可得首项,进而得到所求通项公式;(2)求得b n=2n﹣1+n,再由数列的求和方法:分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,计算即可得到所求和.【解答】解:(1)由已知得a2=2a1,a3+1=4a1+1,a4=8a1,又a2,a3+1,a4成等差数列,可得:2(a3+1)=a2+a4,所以2(4a1+1)=2a1+8a1,解得a1=1,故a n=a1q n﹣1=2n﹣1;(2)因为b n=2n﹣1+n,所以S5=b1+b2+b3+b4+b5=(1+2+...+16)+(1+2+ (5)=+=31+15=46.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.【考点】二次函数的性质;二次函数在闭区间上的最值.【分析】(1)利用已知条件列出方程组求解即可.(2)利用二次函数的对称轴以及开口方向,通过二次函数的性质求解函数的最值即可.【解答】解:(1)∵;(2)∵f(x)=x2﹣2x+6=(x﹣1)2+5,x∈[﹣2,2],开口向上,对称轴为:x=1,∴x=1时,f(x)的最小值为5,x=﹣2时,f(x)的最大值为14.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】(1)把圆C的方程化为标准方程,写出圆心和半径;(2)设出直线l的方程,与圆C的方程组成方程组,消去y得关于x的一元二次方程,由根与系数的关系求出的值;(3)解法一:设出直线m的方程,由圆心C到直线m的距离,写出△CDE的面积,利用基本不等式求出最大值,从而求出对应直线方程;解法二:利用几何法得出CD⊥CE时△CDE的面积最大,再利用点到直线的距离求出对应直线m的方程.【解答】解:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4,则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;(2)设直线l的方程为y=kx,联立方程组,消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,则有:;所以为定值;(3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,所以,≤,当且仅当,即时,△CDE的面积最大,从而,解之得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,所以≤2,当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,由,得,由,得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.2017年5月5日。
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专题04 导数的应用(高考押题)2017年高考数学(理)考纲解读与热点难点突破1.曲线f (x )=e xx -1在x =0处的切线方程为( )A .x -y -1=0B .x +y +1=0C .2x -y -1=0D .2x +y +1=0解析 因为f ′(x )=e x (x -2)(x -1)2,所以f ′(0)=-2,故在x =0处的切线方程为2x +y +1=0,故选D. 答案 D2.曲线f (x )=x 3+x -2在p 0处的切线平行于直线y =4x -1,则p 0点的坐标为( ) A .(1,0)B .(2,8)C .(1,0)和(-1,-4)D .(2,8)和(-1,-4)解析 设p 0(x 0,y 0),则3x 20+1=4,所以x 0=±1,所以p 0点的坐标为(1,0)和(-1,-4).故选C. 答案 C3.如图,直线y =2x 与抛物线y =3-x 2所围成的阴影部分的面积是( )A.353 B .2 2 C .2- 3D.323解析 S =⎠⎛-31(3-x 2-2x )d x =323,故选D.答案 D4.设a =⎠⎛01 cos x d x ,b =⎠⎛01 sin x d x ,下列关系式成立的是( )A .a >bB .a +b <1C .a <bD .a +b =1解析 a =⎠⎛01 cos x d x =sin x ⎪⎪⎪10=sin 1,b =⎠⎛01 sin x d x =(-cos x )⎪⎪⎪10=1-cos 1,∴a =sin 1>sin π6=12,又cos 1>cos π3=12,∴-cos 1<-12,b =1-cos 1<1-12=12,∴a >b ,选A. 答案 A5.如果f ′(x )是二次函数,且f ′(x )的图象开口向上,顶点坐标为(1,3),那么曲线y =f (x )上任一点的切线的倾斜角α的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤0,π3B.⎣⎡⎭⎫π3,π2C.⎝⎛⎦⎤π2,2π3D.⎣⎡⎭⎫π3,π 解析 由题意可设f ′(x )=a (x -1)2+3(a >0),即函数切线的斜率为k =f ′(x )=a (x -1)2+3≥3,即tan α≥3,∴π3≤α<π2,选B. 答案 B6.设点P 在曲线y =12e x 上,点Q 在曲线y =ln(2x )上,则|PQ |的最小值为( ) A .1-ln 2 B.2(1-ln 2) C .1+ln 2D.2(1+ln 2)7.已知定义域为R 的函数f (x )满足:f (4)=-3,且对任意x ∈R 总有f ′(x )<3,则不等式f (x )<3x -15的解集为( ) A .(-∞,4)B .(-∞,-4)C .(-∞,-4)∪(4,+∞)D .(4,+∞)解析 记g (x )=f (x )-3x +15,则g ′(x )=f ′(x )-3<0,可知g (x )在R 上为减函数.又g (4)=f (4)-3×4+15=0,所以f (x )<3x -15可化为f (x )-3x +15<0,即g (x )<g (4),结合其函数单调递减,故得x >4.答案 D8.已知函数f (x )=12x 4-2x 3+3m ,x ∈R ,若f (x )+9≥0恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A.⎣⎡⎭⎫32,+∞ B.⎝⎛⎭⎫32,+∞C.⎝⎛⎦⎤-∞,32D.⎝⎛⎭⎫-∞,32解析 因为函数f (x )=12x 4-2x 3+3m ,所以f ′(x )=2x 3-6x 2,令f ′(x )=0,得x =0或x =3,经检验知x =3是函数的一个极小值点,所以函数的最小值为f (3)=3m -272,不等式f (x )+9≥0恒成立,即f (x )≥-9恒成立,只需3m -272≥-9,解得m ≥32. 答案 A9.已知定义域为R 的奇函数y =f (x )的导函数为y =f ′(x ),当x ≠0时,f ′(x )+f (x )x >0,若a =12f ⎝⎛⎭⎫12,b =-2f (-2),c =⎝⎛⎭⎫ln 12f ⎝⎛⎭⎫ln 12,则a ,b ,c 的大小关系正确的是( ) A .a <c <bB .b <c <aC .a <b <cD .c <a <b答案 A10.已知f (x )=14x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π2+x ,f ′(x )为f (x )的导函数,f ′(x )的图象是( )解析 因为f (x )=14x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π2+x =14x 2+cos x ,所以f ′(x )=12x -sin x 为奇函数,且f ′⎝⎛⎭⎫π6<0,故选A. 答案 A11.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是( )A.⎣⎡⎭⎫0,π4B.⎣⎡⎭⎫π4,π2C.⎝⎛⎦⎤π2,3π4D.⎣⎡⎭⎫3π4,π答案 D12.函数y =f (x )的图象如图所示,则导函数y =f ′(x )的图象的大致形状是( )解析:由f (x )图象先降再升后趋于平稳知,f ′(x )的函数值先为负,再为正,后为零.故选D. 答案:D13.曲线y =e 在点(4,e 2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( ) A.92e 2B .4e 2C .2e 2D .e 2解析:∵y ′=12e ,∴k =12e 142⨯=12e 2,∴切线方程为y -e 2=12e 2(x -4),令x =0,得y =-e 2,令y =0,得x =2,∴所求面积为S =12×2×|-e 2|=e 2. 答案:D14.已知偶函数f (x )(x ≠0)的导函数为f ′(x ),且满足f (1)=0,当x >0时,xf ′(x )<2f (x ),则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(0,1) B .(-∞,-1)∪(1,+∞) C .(-1,0)∪(1,+∞) D .(-1,0)∪(0,1)15.若函数f (x )=13x 3-⎝⎛⎭⎫1+b 2x 2+2bx 在区间-3,1]上不是单调函数,则函数f (x )在R 上的极小值为( ) A .2b -43 B .32b -23C .0D .b 2-16b 3解析:f ′(x )=x 2-(2+b )x +2b =(x -b )(x -2),∵函数f (x )在区间-3,1]上不是单调函数,∴-3<b <1,则由f ′(x )>0,得x <b 或x >2,由f ′(x )<0,得b <x <2,∴函数f (x )的极小值为f (2)=2b -43. 答案:A16.函数f (x )=2x -ln x 的单调递增区间是________.解析:函数f (x )=2x -ln x 的定义域为(0,+∞),由f ′(x )=2-1x ≥0,解得x ≥12,所以函数f (x )=2x-ln x 的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫12,+∞. 答案:⎣⎡⎭⎫12,+∞17.已知f (x )=ax ln x +1(a ∈R),x ∈(0,+∞),f ′(x )为f (x )的导函数,f ′(1)=2,则a =________. 解析:∵f ′(x )=a ln x +a ,∴f ′(1)=a =2. 答案:218.已知函数f (x )=x 3-ax 2+10.(1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)在区间1,2]内至少存在一个实数x ,使得f (x )<0成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)当a =1时,f ′(x )=3x 2-2x ,f (2)=14, 曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线斜率k =f ′(2)=8,∴曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -14=8(x -2),即8x -y -2=0. (2)由已知得a >x 3+10x 2=x +10x 2,设g (x )=x +10x 2(1≤x ≤2),g ′(x )=1-20x 3,∵1≤x ≤2,∴g ′(x )<0, ∴g (x )在1,2]上是减函数. g (x )min =g (2)=92,∴a >92,即实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫92,+∞. 19.定义在R 上的函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +3同时满足以下条件: ①f (x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数; ②f ′(x )是偶函数;③f (x )的图象在x =0处的切线与直线y =x +2垂直. (1)求函数y =f (x )的解析式;(2)设g (x )=4ln x -m ,若存在x ∈1,e],使g (x )<f ′(x ),求实数m 的取值范围.(2)由已知得,若存在x ∈1,e],使4ln x -m <x 2-1,即存在x ∈1,e],使m >(4ln x -x 2+1)min . 设M (x )=4ln x -x 2+1,x ∈1,e], 则M ′(x )=4x -2x =4-2x 2x ,令M ′(x )=0,又因为x ∈1,e],所以x = 2. 当2<x ≤e 时,M ′(x )<0, 则M (x )在(2,e]上为减函数; 当1≤x ≤2时,M ′(x )>0, 则M (x )在1,2]上为增函数, 所以M (x )在1,e]上有最大值. 又M (1)=0,M (e)=5-e 2<0, 所以M (x )的最小值为5-e 2. 所以m >5-e 2.故实数m 的取值范围是(5-e 2,+∞). 20.已知函数f (x )=(λx +1)ln x -x +1. (1)若λ=0,求f (x )的最大值;(2)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线x +y +1=0垂直,证明:fxx -1>0.(2)证明:由题可得,f ′(x )=λln x +λx +1x -1. 由题设条件,得f ′(1)=1,即λ=1. ∴f (x )=(x +1)ln x -x +1.由(1)知,ln x -x +1<0(x >0,且x ≠1).当0<x <1时,f (x )=(x +1)ln x -x +1=x ln x +(ln x -x +1)<0, f xx -1>0. 当x >1时,f (x )=ln x +(x ln x -x +1)=ln x -x ⎝⎛⎭⎫ln 1x -1x +1>0,∴f x x -1>0. 综上可知,fxx -1>0.21.已知函数f (x )=x -2x +a (2-ln x )(a >0),求函数f (x )的单调区间与极值点. 解析:f (x )的定义域是(0,+∞),f ′(x )=1+2x 2-a x =x 2-ax +2x 2. 设g (x )=x 2-ax +2,对于二次方程g (x )=0, 判别式Δ=a 2-8.①当Δ=a 2-8<0,即0<a <22时,对一切x >0都有f ′(x )>0,此时f (x )在(0,+∞)上是增函数,无极值点.②当Δ=a 2-8=0,即a =22时,仅对x =2有f ′(x )=0,对其余的x >0都有f ′(x )>0,此时f (x )在(0,+∞)上也是增函数,无极值点.③当Δ=a 2-8>0,即a >22时,方程g (x )=0有两个不同的实数根x 1=a -a 2-82,x 2=a +a 2-82,0<x 1<x 2. 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:此时f (x )在(0(a +a 2-82,+∞)上是增加的.x 1=a -a 2-82是函数的极大值点,x 2=a +a 2-82是函数的极小值点. 22.已知函数f (x )=12x 2-2a ln x +(a -2)x ,a ∈R.(1)当a =1时,求函数f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线方程. (2)是否存在实数a ,对任意的x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2有fx 2-f x 1x 2-x 1>a 恒成立?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,说明理由.解析:(1)函数f (x )=12x 2-2a ln x +(a -2)x ,f ′(x )=x -2ax +(a -2)=x -x +a x(x >0).当a=1时,f ′(x )=x -x +x ,f ′(1)=-2,则所求的切线方程为y -f (1)=-2(x -1),即4x+2y -3=0.23.已知函数f (x )=x ln x -(x -1)(ax -a +1)(a ∈R). (1)若a =0,判断函数f (x )的单调性;(2)若x >1时,f (x )<0恒成立,求a 的取值范围. 解析:(1)若a =0,f (x )=x ln x -x +1,f ′(x )=ln x . ∴当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,f (x )为减函数; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )为增函数.(2)由题意知f (x )=x ln x -(x -1)(ax -a +1)<0在(1,+∞)上恒成立.①若a =0,则f (x )=x ln x -x +1,f ′(x )=ln x >0在x ∈(1,+∞)上恒成立,∴f (x )为(1,+∞)上的增函数,∴f (x )>f (1)=0,即f (x )<0不成立.∴a =0不合题意. ②若a ≠0,∵x >1,∴只需f xx =ln x -x -ax -a +x<0在(1,+∞)上恒成立.记h (x )=ln x -x -ax -a +x,x ∈(1,+∞), 则h ′(x )=-ax 2-x -a +1x 2=-x -ax +a -x 2,x ∈(1,+∞).由h ′(x )=0,得x 1=1,x 2=1-aa . 若a <0,则x 2=1-aa <1=x 1,∴h ′(x )>0在(1,+∞)上恒成立,故h (x )为增函数, ∴h (x )>h (1)=0,不合题意.若0<a <12,x ∈⎝⎛⎭⎫1,1-a a 时,h ′(x )>0,h (x )为增函数,∴h (x )>h (1)=0,不合题意,若a ≥12,x ∈(1,+∞)时,h ′(x )<0,h (x )为减函数, ∴h (x )<h (1)=0,符合题意.综上所述,若x >1时,f (x )<0恒成立,则a ≥12.24.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x -ax +x ≥a e x -1+a -x x <a .(a >0)(1)若a =1,证明:y =f (x )在R 上单调递减; (2)当a >1时,讨论f (x )零点的个数.解析:(1)证明:当x ≥1时,f ′(x )=1x -1≤0,f (x )在1,+∞)上单调递减,f (x )≤f (1)=0; 当x <1时,f ′(x )=e x -1-1<0,f (x )在(-∞,1)上单调递减,且此时f (x )>0.所以y =f (x )在R 上单调递减.(2)若x ≥a ,则f ′(x )=1x -a ≤1a -a <0(a >1),所以此时f (x )单调递减,令g (a )=f (a )=ln a -a 2+1, 则g ′(a )=1a -2a <0,所以f (a )=g (a )<g (1)=0, 即f (x )≤f (a )<0,故f (x )在a ,+∞)上无零点. 当x <a 时,f ′(x )=e x -1+a -2,①当a >2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,又f (0)=e -1>0,f ⎝⎛⎭⎫12-a <0,所以此时f (x )在⎝⎛⎭⎫12-a ,0上有一个零点.②当a =2时,f (x )=e x -1,此时f (x )在(-∞,2)上没有零点.③当1<a <2时,令f ′(x 0)=0,解得x 0=ln(2-a )+1<1<a ,所以f (x )在(-∞,x 0)上单调递减,在(x 0,a )上单调递增. f (x 0)=e01x -+(a -2)x 0=e01x -(1-x 0)>0,所以此时f (x )没有零点.综上,当1<a ≤2时,f (x )没有零点;当a >2时,f (x )有一个零点. 25.设函数f (x )=ln x -ax (a ∈R)(e =2.718 28…是自然对数的底数). (1)判断f (x )的单调性;(2)当f (x )<0在(0,+∞)上恒成立时,求a 的取值范围; (3)证明:当x ∈(0,+∞)时,x +1e x (1+x ) <e.解析:(1)f ′(x )=1x -a ,函数f (x )=ln x -ax 的定义域为(0,+∞), 当a ≤0时,f ′(x )>0,此时f (x )在(0,+∞)上是增函数,当a >0时,x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a 时,f ′(x )>0,此时f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1a 上是增函数,x ∈⎝⎛⎭⎫1a ,+∞时,f ′(x )<0,此时f (x )在⎝⎛⎭⎫1a ,+∞上是减函数.综上,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上是增函数,当a >0时,f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1a 上是增函数,在⎝⎛⎭⎫1a ,+∞上是减函数.(3)证明:要证当x ∈(0,+∞)时,x +1e x (1+x ) <e ,设t =1+x ,t ∈(1,+∞),只要证t 11+1t -<e t ,两边取以e 为底数的对数,即ln t <t -1.由(1)知当a =1时,f (x )=ln x -x 的最大值为-1,此时x =1,所以当t ∈(1,+∞)时,ln t -t <-1,即得ln t <t -1,所以原不等式成立.26.已知函数f (x )=(-x 2+x -1)e x ,其中e 是自然对数的底数.(1)求曲线f (x )在点(1,f (1))处的切线;(2)若方程f (x )=13x 3+12x 2+m 有3个不同的根,求实数m 的取值范围.(2)因为f ′(x )=(-2x +1)e x +(-x 2+x -1)e x =(-x 2-x )e x ,当x <-1或x >0时,f ′(x )<0;当-1<x <0时,f ′(x )>0,所以f (x )=(-x 2+x -1)e x 在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,所以f (x )在x =-1处取得极小值f (-1)=-3e ,在x =0处取得极大值f (0)=-1.令g (x )=13x 3+12x 2+m ,得g ′(x )=x 2+x .当x <-1或x >0时,g ′(x )>0;当-1<x <0时,g ′(x )<0,所以g (x )在(-∞,-1)上单调递增,在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.故g (x )在x =-1处取得极大值g (-1)=16+m ,在x =0处取得极小值g (0)=m .因为方程f (x )=13x 3+12x 2+m 有3个不同的根,即函数f (x )与g (x )的图象有3个不同的交点,所以⎩⎪⎨⎪⎧ f -g -f g ,即⎩⎪⎨⎪⎧-3e <16+m -1>m . 所以-3e -16<m <-1.。
2017山东省高考压轴卷理科数学一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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. 已知全集U=R,A={x|x2﹣4x+3≤0},B={x|log3x≥1},则A∩B=()A.{3} B.{x|<x≤1} C.{x|x<1} D.{x|0<x<1}2. 已知函数,若存在k使得函数f(x)的值域为[0,2],则实数a的取值范围是()A.B.(0,1] C.[0,1] D.3. 若两个非零向量,满足|+|=|﹣|=2||,则向量+与﹣的夹角是()A.B.C. D.4. 如图为一个多面体的三视图,则该多面体的体积为()A.B.7 C.D.5. 二项式(x﹣a)7的展开式中,含x4项的系数为﹣280,则dx=()A.ln2 B.ln2+1 C.1 D.6. 如图,F1、F2是双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,过F1的直线l与C的左、右2个分支分别交于点A、B.若△ABF2为等边三角形,则双曲线的离心率为()A .4B .C .D .7设△A n B n C n 的三边长分别是a n ,b n ,c n ,△A n B n C n 的面积为S n ,n ∈N *,若b 1>c 1,b 1+c 1=2a 1,b n+1=,则( ) A .{S n }为递减数列 B .{S n }为递增数列C .{S 2n ﹣1}为递增数列,{S 2n }为递减数列D .{S 2n ﹣1}为递减数列,{S 2n }为递增数列8. 我国南北朝数学家何承天发明的“调日法”是程序化寻求精确分数来表示数值的算法,其理论依据是:设实数x的不足近似值和过剩近似值分别为b a 和dc (a ,b ,c ,*d N ∈),则b da c++是x 的更为精确的不足近似值或过剩近似值.我们知道 3.14159π=…,若令31491015π<<,则第一次用“调日法”后得165是π的更为精确的过剩近似值,即3116105π<<,若每次都取最简分数,那么第四次用“调日法”后可得π的近似分数为( )A .227B .6320C .7825D .109359. 已知偶函数f (x )的定义域为(﹣1,0)∪(0,1),且.当0<x <1时,(1﹣x 2)ln (1﹣x 2)f'(x )>2xf (x ),则满足f (x )<0的x 的取值范围是( )A .B .C .D .10. 如图1,三行三列的方阵中有9个数(1,2,3;1,2,3)ij a i j ==,从中任取三个数,则至少有两个数位于同行或同列的概率是( )A .37B .47C.114D.1314二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在答题卡的相应位置.11. 已知i为虚数单位,复数z满足=i,则|z|= .12. 执行如图所示的程序框图,则输出的结果是.13. 给定区域D:.令点集T={(x0,y0)∈D|x0,y0∈Z,(x0,y0)是z=x+y在D上取得最大值或最小值的点},则T中的点共确定条不同的直线.14. 已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线﹣y2=1的左顶点为A.若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a等于.15. 直线l:(t为参数)与圆C:(θ为参数)相交所得的弦长的取值范围是.三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.解答写在答题卡上的指定区域内.16.(本小题满分12分)已知函数f(x)=sinωxcosωx﹣cos2ωx+(ω>0),与f(x)图象的对称轴x=相邻的f(x)的零点为x=.(Ⅰ)讨论函数f(x)在区间上的单调性;(Ⅱ)设△ABC的内角A,B,C的对应边分别为a,b,c,且c=,f(C)=1,若向量=(1,sinA)与向量=(2,sinB)共线,求a,b的值.17. (本小题满分12分)一个多面体的直观图及三视图如图所示,M、N分别是AB1、A1C1的中点.(1)求证:MN⊥AB1,MN∥平面BCC1B1;(2)求二面角A﹣BC1﹣C的余弦值.18.(本小题满分12分)为了研究学生的数学核素养与抽象(能力指标x )、推理(能力指标y )、建模(能力指标z )的相关性,并将它们各自量化为1、2、3三个等级,再用综合指标w=x+y+z 的值评定学生的数学核心素养;若w ≥7,则数学核心素养为一级;若5≤w ≤6,则数学核心素养为二级;若3≤w ≤4,则数学核心素养为三级,为了了解某校学生的数学核素养,调查人员随机访问了某校10名学生,得到如下结果:(1)在这10名学生中任取两人,求这两人的建模能力指标相同的概率;(2)从数学核心素养等级是一级的学生中任取一人,其综合指标为a ,从数学核心素养等级不是一级的学生中任取一人,其综合指标为b ,记随机变量X=a ﹣b ,求随机变量X 的分布列及其数学期望.19. (本小题满分12分)已知函数f (x )=ln (2ax+1)+3x 3﹣x 2﹣2ax (a ∈R ).(1)若x=2为f (x )的极值点,求实数a 的值;(2)若y=f (x )在[3,+∞)上为增函数,求实数a 的取值范围;(3)当a=﹣21时,方程f (1﹣x )=x b 3)x 1(3+-有实根,求实数b 的最大值.20. (本小题满分13分)已知12F F ,是椭圆22221x y a b +=的左、右焦点,O 为坐标原点,点12P ⎛- ⎝⎭,在椭圆上,线段2PF 与y 轴的交点M 满足20PM F M +=. (Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅱ)圆O 是以12F F 为直径的圆,一直线:l y kx m =+与圆O 相切,并与椭圆交于不同的两点A 、B ,当OA OB λ⋅=,且满足2334λ≤≤时,求OAB 的面积S 的取值范围.21. (本小题满分14分)已知n 为正整数,在数列}{n a 中,,12,111+==+n n a a a 在数列}{n b 中,,11a b =当2≥n 时,.111121-+∙∙∙++=n n n a a a a b (1)求数列}{n a 的通项公式; (2)求nn n n a b a b 111+-++ 的值; (3)当2≥n 时,证明:.223)1()1)(1(2121n n n b b b b b b ->⋅⋅⋅+⋅⋅⋅++2017山东高考压轴卷数学理word 版参考答案1【答案】A【解析】A={x|x 2﹣4x+3≤0}={x|1≤x ≤3},B={x|log 3x ≥1}={x|x ≥3}, 则A ∩B={3}, 故选:A 2【答案】D【解析】∵函数,∴函数f (x )的图象如下图所示:∴函数f(x)在[﹣1,k)上为减函数,在[k,a]先减后增函数,当﹣1<k≤,x=时,,由于当x=1时,﹣x3﹣3x+2=0,当x=a(a≥1)时,﹣a3﹣3a+2≤2,可得1≤a故若存在k使得函数f(x)的值域为[0,2],则a∈[1,],故选:D.3【答案】C【解析】依题意,∵|+|=|﹣|=2||∴=∴⊥, =3,∴cos<,>==﹣,所以向量与的夹角是,故选C4【答案】B【解析】如图所示,由已知三视图可知:该几何体为正方体去掉两个倒立的三棱锥.∴该多面体的体积V=23﹣﹣=7.故选:B.5【答案】C【解析】(x﹣a)7的展开式的通项为(﹣1)r a r C7r x7﹣r,令7﹣r=4得r=3,∴展开式中x4项的系数(﹣1)3 a3C73=﹣35a3=﹣280,∴a=2,∴dx=lnx=1.故选:C.6【答案】B【解析】∵△ABF2为等边三角形,∴|AB|=|AF2|=|BF2|,.由双曲线的定义可得|AF1|﹣|AF2|=2a,∴|BF1|=2a.又|BF2|﹣|BF1|=2a,∴|BF2|=4a.∴|AF2|=4a,|AF1|=6a.在△AF1F2中,由余弦定理可得: =﹣,∴,化为c2=7a2,∴=.故选B.7【答案】B【解析】b1=2a1﹣c1且b1>c1,∴2a1﹣c1>c1,∴a1>c1,∴b1﹣a1=2a1﹣c1﹣a1=a1﹣c1>0,∴b1>a1>c1,又b1﹣c1<a1,∴2a1﹣c1﹣c1<a1,∴2c1>a1,∴c1,由题意,b n+1+c n+1=+a n,∴b n+1+c n+1﹣2a n=(b n+c n﹣2a n),∴b n+c n﹣2a n=0,∴b n+c n=2a n=2a1,∴b n+c n=2a1,又由题意,b n+1﹣c n+1=,∴b n+1﹣(2a1﹣b n+1)==a1﹣b n,b n+1﹣a1=(a1﹣b n)=(b1﹣a1).∴b n=a1+(b1﹣a1),c n=2a1﹣b n=a1﹣(b1﹣a1),=•=单调递增.可得{S n}单调递增.故选:B.8【答案】A【解析】由题意:第一次用“调日法”后得165是π的更为精确的过剩近似值,即3116105π<<,第二次用“调日法”后得4715是π的更为精确的过剩近似值,即4716155π<<,第三次用“调日法”后得6320是π的更为精确的过剩近似值,即47631520π<<,第四次用“调日法”后得11022=357是π的更为精确的过剩近似值,即3122107π<<,故选A.9【答案】C【解析】令g(x)=,则g′(x)=,∵当0<x<1时,(1﹣x2)ln(1﹣x2)f'(x)>2xf(x),∴>0,即g(x)=在(0,1)上为增函数,则f(x)在(0,1)上为减函数,又由函数f(x)为偶函数,且.故当x∈时,f(x)<0,故选:C10【答案】D11【答案】1【解析】设z=a+bi,则==i,∴1﹣a﹣bi=﹣b+(a+1)i,∴,解得,故z=﹣i,|z|=1,故答案为:1.12【答案】20【解析】执行程序框图,有a=1,b=1,s=2c=2,s=4不满足条件c>5,a=1,b=2,c=3,s=7不满足条件c>5,a=2,b=3,c=5,s=12不满足条件c>5,a=3,b=5,c=8,s=20满足条件c>5,退出循环,输出s的值为20.故答案为:20.13【答案】6【解析】画出不等式表示的平面区域,如图.作出目标函数对应的直线,因为直线z=x+y与直线x+y=4平行,故直线z=x+y过直线x+y=4上的整数点:(4,0),(3,1),(2,2),(1,3)或(0,4)时,直线的纵截距最大,z最大;当直线过(0,1)时,直线的纵截距最小,z最小,从而点集T={(4,0),(3,1),(2,2),(1,3),(0,4),(0,1)},经过这六个点的直线一共有6条.即T中的点共确定6条不同的直线.故答案为:6.14【答案】【解析】设M点到抛物线准线的距离为d,则⇒p=8,所以抛物线方程为y2=16x,M的坐标为(1,4);又双曲线的左顶点为,渐近线为,所以,由题设可得,解得.故答案为:15【答案】[4,16]【解析】直线l:(t为参数),化为普通方程是=,即y=tanα•x+1;圆C的参数方程(θ为参数),化为普通方程是(x﹣2)2+(y﹣1)2=64;画出图形,如图所示;∵直线过定点(0,1),∴直线被圆截得的弦长的最大值是2r=16,最小值是2=2×=2×=4∴弦长的取值范围是[4,16].故答案为:[4,16].16【解答】解:(Ⅰ) ==由与f(x)图象的对称轴相邻的零点为,得,所以ω=1,即令,函数y=sinz单调增区间是,k∈Z,由,得,k∈Z,设,,易知,所以当时,f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.(Ⅱ),则,因为0<C<π,所以,从而,解得.因为与向量共线,所以sinB=2sinA,由正弦定理得,b=2a①由余弦定理得,c2=a2+b2,即a2+b2﹣ab②由①②解得a=1,b=217【解答】(1)证明:由三视图可知,在这个多面体的直观图中,AA1⊥平面ABC,且AC⊥BC,AC=3,BC=BB1=4∴CA,CB,CC1两两垂直以C为原点,CA,CB.CC1所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,则由已知可得:C(0,0,0),A(3,0,0),B(0,4,0),C1(0,0,4),A1(3,0,4),B1(0,4,4),故M,2,2),N,0,4)∴,∴∴MN⊥AB1,∵,∴∴MN∥BC1,∵MN⊄平面BCC1B1,BC1⊂平面BCC1B1;∴MN∥平面BCC1B1;(2)解:过A作AH⊥BC1于H,连接CH,则CH⊥BC1,∴∠AHC是二面角A﹣BC1﹣C的平面角在直角△BC1C中,CH=BCsin∠CBC1=4sin45°=2在直角△ACH中,AC=3,CH=2,∴AH=,∴cos∠AHC==∴二面角A﹣BC1﹣C的余弦值为18【解答】解:(1)由题可知:建模能力一级的学生是A9;建模能力二级的学生是A2,A4,A5,A7,A10;建模能力三级的学生是A1,A3,A6,A8.记“所取的两人的建模能力指标相同”为事件A,则.(2)由题可知,数学核心素养一级:A1,A2,A3,A5,A6,A8,数学核心素养不是一级的:A4,A7,A9,A10;X的可能取值为1,2,3,4,5.;;;;.∴随机变量X的分布列为:∴=.19【解答】解:(1)=.…因为x=2为f(x)的极值点,所以f'(2)=0.…即,解得a=0.…又当a=0时,f'(x)=x(x﹣2),从而x=2为f(x)的极值点成立.…(2)因为f(x)在区间[3,+∞)上为增函数,所以在区间[3,+∞)上恒成立.…①当a=0时,f'(x)=x(x﹣2)≥0在[3,+∞)上恒成立,所以f(x)在[3,+∞)上为增函数,故a=0符合题意.…②当a≠0时,由函数f(x)的定义域可知,必须有2ax+1>0对x≥3恒成立,故只能a>0,所以2ax2+(1﹣4a)x﹣(4a2+2)≥0对x∈[3,+∞)上恒成立.…令g(x)=2ax2+(1﹣4a)x﹣(4a2+2),其对称轴为,…因为a>0所以,从而g(x)≥0在[3,+∞)上恒成立,只要g(3)≥0即可,因为g(3)=﹣4a2+6a+1≥0,解得.…因为a>0,所以.由①可得,a=0时,符合题意;综上所述,a的取值范围为[0,].…(3)若时,方程x>0可化为,.问题转化为b=xlnx﹣x(1﹣x)2+x(1﹣x)=xlnx+x2﹣x3在(0,+∞)上有解,即求函数g(x)=xlnx+x2﹣x3的值域.…以下给出两种求函数g(x)值域的方法:方法1:因为g(x)=x(lnx+x﹣x2),令h(x)=lnx+x﹣x2(x>0),则,…所以当0<x<1,h′(x)>0,从而h(x)在(0,1)上为增函数,当x>1,h′(x)<0,从而h(x')在(1,+∞上为减函数,…因此h(x)≤h(1)=0.而x>1,故b=x•h(x)≤0,因此当x=1时,b取得最大值0.…方法2:因为g(x)=x(lnx+x﹣x2),所以g'(x)=lnx+1+2x﹣3x2.设p(x)=lnx+1+2x﹣3x2,则.当时,p'(x)>0,所以p(x)在上单调递增;当时,p'(x)<0,所以p(x)在上单调递减;因为p(1)=0,故必有,又,因此必存在实数使得g'(x0)=0,∴当0<x <x 0时,g′(x )<0,所以g (x )在(0,x 0)上单调递减; 当x 0<x <1,g′(x )>0,所以,g (x )在(x 0,1)上单调递增;又因为,当x→0时,lnx+<0,则g (x )<0,又g (1)=0. 因此当x=1时,b 取得最大值0.… 20【答案】(Ⅰ)因为20PM F M +=,所以 M 是线段2PF 的中点,所以OM 是12PF F 的中位线,又12OM F F ⊥,所以112PF F F ⊥,所以1c =,又因为22222111{2a b a b c +==+121222222111,.{12c OM F F PF PF a ba b c =⊥∴⊥∴+==+,解得2222,1,1a b c ===,所以椭圆的标准方程为2212x y +=. (Ⅱ)因为直线:l y kx m =+与O 211m k =+,即221m k =+联立221{2x y y kx m+==+得()222124220k x kmx m +++-=.设()()1122A x y B x y ,,,因为直线l 与椭圆交于不同的两点A 、B ,所以212122242201212km m x x x x k k -∆>+=-⋅=++,,,()()2212122212m k y y kx m kx m k-⋅=+⋅+=+, 212122112k OA OB x x y y k λ+⋅=⋅+⋅==+,又因为2334λ≤≤,所以222133124k k +≤≤+解得2112k ≤≤.1211122S AB x =⋅⋅=-=,设42u k k =+,则324u S ≤≤==,单调递增,所以()324S S S ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭,即23S ≤≤21.【答案】21【答案】 解:(1∵1121,1n n a a a +=+=∴()21213,12,14,121n n a a a a a +=+=+=+=+ ∴{}1n a +是以2为首项,2为公比的等比数列。
1.下列函数在其定义域上既是奇函数又是减函数的是( )A. ()f x x x =-B. ()sin f x x x =C. ()1f x x=D. ()12f x x=【答案】A【解析】()()22,0{,(0)x x f x x x -≥=<在其定义域上既是奇函数又是减函数,故本题正确答案为A. 2.设3log 2a =, ln2b =, 125c -=,则( )A. c b a >>B. a b c >>C. a c b >>D.b ac >>【答案】D【解析】因为3e < ,所以由对数函数的性质可得31log 2ln212a b <=<=<,又因为12152c -==<,所以b a c >>,故选D. 3.已知函数()()22,0{(log 12,0x e x f x e x x <=++≥为自然对数的底数),则不等式()4f x >的解集为( )A. ()()ln2,03,-⋃+∞B. ()ln2,-+∞C. ()3,+∞D. ()ln2,0- 【答案】C4.已知a 是大于0的常数,把函数xy a =和1y x ax=+的图象画在同一坐标系中,选项中不可能出现的是( )【答案】D5.已知函数()()2ln x xf x e ex -=++,则使得()()23f x f x >+成立的x 的取值范围是( )A. ()1,3-B. ()(),33,-∞-⋃+∞C. ()3,3-D.()(),13,-∞-⋃+∞【答案】D【解析】因为函数()()()2l n ,'2x xxxx x e e f x e ex f x x e e----=++∴=++,当0x >时,()()'0,f x f x >单调递增;当0x <时, ()()'0,f x f x <单调递减;()()2ln x x f x e e x -=++是偶函数, ()()23f x f x ∴>+等价于23x x >+,整理,得2230x x -->,解得3x >或1x <-,所以使得()()23f x f x >+成立的x 的取值范围是()(),13,-∞-⋃+∞,故选D.6.若函数()log 2(0,1)xa f x x a a -=->≠的两个零点是,m n ,则( )A. 1mn =B. 1mn >C. 1mn <D. 以上都不对 【答案】C【解析】由题设可得1log 2x a x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,不妨设1a >,画出方程两边函数1log ,2xa y x y ⎛⎫== ⎪⎝⎭的图像如图,结合图像可知01,1m n <<>,且1log 2m a m ⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 1log 2na n ⎛⎫= ⎪⎝⎭,以上两式两边相减可得()11log 022nma mn ⎛⎫⎛⎫=-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以01mn <<,应选答案C 。
(理数)高考压轴大题突破练(三)函数与导数(1)
1.已知函数f (x )=12
x 2+2a ln x (a ∈R ). (1)讨论函数f (x )的单调区间;
(2)若函数g (x )=2x
+f (x )在区间[1,4]上是单调递增函数,求实数a 的取值范围.
2.已知函数f (x )=ln x +a x +1
(a ∈R ). (1)当a =92
时,如果函数g (x )=f (x )-k 仅有一个零点,求实数k 的取值范围; (2)当a =2时,试比较f (x )与1的大小.
3.(2015·广东)设a >1,函数f (x )=(1+x 2)e x -a .
(1)求f (x )的单调区间;
(2)证明:f (x )在(-∞,+∞)上仅有一个零点;
(3)若曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴平行,且在点M (m ,n )处的切线与直线OP 平行(O
是坐标原点),证明:m ≤ 3a -2e -1.
4.已知函数f (x )=a ln x -8x -1x +1
. (1)求函数在点(1,-72
)处的切线方程; (2)当a =2时,求函数的单调区间与函数在[1,3]上的最值;
(3)设h (x )=x 2-2bx +4,a =-2,若对于任意的x 1∈[1,2],存在x 2∈[2,3],使得f (x 1)≥h (x 2)成立,试确定b 的取值范围.
答案精析
高考压轴大题突破练
(三)函数与导数(1)
1.解 (1)因为f (x )=12
x 2+2a ln x (a ∈R ), 所以f (x )的定义域为(0,+∞),
f ′(x )=x +2a x =x 2+2a x
. ①当a ≥0时,f ′(x )>0,
故f (x )的单调递增区间为(0,+∞).
②当a <0时,令f ′(x )=0⇒x 2+2a =0⇒x 2=-2a ,解得x =-2a 或x =--2a (舍去). 所以f ′(x ),f (x )随x 的变化情况如下表:
由上表可知,函数f (x )的单调递减区间是(0,-2a ],单调递增区间是[-2a ,+∞).综上,当a ≥0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞);
当a <0时,f (x )的单调递减区间是(0,-2a ],单调递增区间是(-2a ,+∞).
(2)因为g (x )=2x +f (x )=2x +12x 2+2a ln x ,所以g ′(x )=-2x 2+x +2a x =x 3+2ax -2x 2
, 因为g (x )=2x
+f (x )在区间[1,4]上是单调递增函数, 所以g ′(x )≥0, 即x 3+2ax -2≥0在区间[1,4]上恒成立,
即2a ≥2x
-x 2在区间[1,4]上恒成立. 设h (x )=2x
-x 2(x ∈[1,4]), 则h ′(x )=-2x 2-2x =-(2x
2+2x )<0, 所以h (x )在[1,4]上单调递减,则h (x )∈[-312
,1]. 所以2a ≥1,即a ≥12
.
故实数a 的取值范围为[12
,+∞). 2.解 (1)当a =92时,f (x )=ln x +92(x +1)
,定义域是(0,+∞). f ′(x )=1x -92(x +1)2=(2x -1)(x -2)2x (x +1)2
, 令f ′(x )=0,得x =12
或x =2. 因为当0<x <12
或x >2时,f ′(x )>0, 当12
<x <2时,f ′(x )<0, 所以函数f (x )在(0,12),(2,+∞)上单调递增,在(12
,2)上单调递减. 所以f (x )的极大值是f (12)=3-ln 2,极小值是f (2)=32
+ln 2. 因为当x →0时,f (x )→-∞,
当x →+∞时,f (x )→+∞,
所以当g (x )仅有一个零点时,
k >3-ln 2或k <32
+ln 2. 故实数k 的取值范围为(-∞,32
+ln 2)∪(3-ln 2,+∞). (2)当a =2时,f (x )=ln x +2x +1
,定义域为(0,+∞). 令h (x )=f (x )-1=ln x +2x +1
-1, 因为h ′(x )=1x -2(x +1)2=x 2+1x (x +1)2
>0, 所以h (x )在(0,+∞)上是增函数.
①当x >1时,h (x )>h (1)=0,即f (x )>1;
②当0<x <1时,h (x )<h (1)=0,即f (x )<1;
③当x =1时,h (x )=h (1)=0,即f (x )=1.
3.(1)解 f ′(x )=2x e x +(1+x 2)e x =(x 2+2x +1)e x
=(x +1)2e x ,∀x ∈R ,f ′(x )≥0恒成立.
∴f (x )的单调增区间为(-∞,+∞).
(2)证明 ∵f (0)=1-a ,f (a )
=(1+a 2)e a -a ,
∵a >1,∴f (0)<0,f (a )>2a e a -a >2a -a =a >0,
∴f (0)·f (a )<0,
∴f (x )在(0,a )上有一零点,
又∵f (x )在(-∞,+∞)上递增,
∴f (x )在(0,a )上仅有一个零点,
∴f (x )在(-∞,+∞)上仅有一个零点.
(3)证明 f ′(x )=(x +1)2e x ,
设P (x 0,y 0),
则f ′(x 0)=e 0x (x 0+1)2=0,∴x 0=-1,
把x 0=-1,代入y =f (x )得y 0=2e
-a , ∴k OP =a -2e
. f ′(m )=e m (m +1)2=a -2e
, 令g (m )=e m -(m +1),g ′(m )=e m -1.
令g ′(x )>0,则m >0,∴g (m )在(0,+∞)上递增.
令g ′(x )<0,则m <0,∴g (m )在(-∞,0)上递减.
∴g (m )min =g (0)=0.
∴e m -(m +1)≥0,
即e m ≥m +1.
∴e m (m +1)2≥(m +1)3,
即a -2e
≥(m +1)3. ∴m +1≤ 3a -2e ,即m ≤ 3a -2e
-1. 4.解 (1)因为f (1)=-72
, 所以(1,-72
)在函数的图象上, 又f (x )=a ln x -8x -1x +1
, 所以f ′(x )=a x -9(x +1)2
,
f ′(1)=a -94
, 所以所求切线的方程为
y +72=(a -94
)(x -1), 即y =(a -94)x -a -54
. (2)当a =2时,f (x )=2ln x -8x -1x +1,f ′(x )=2x -9(x +1)2=2(x +1)2-9x x (x +1)2=2x 2-5x +2x (x +1)2
=(2x -1)(x -2)x (x +1)2
, 令f ′(x )>0,则x >2或0<x <12
, 令f ′(x )<0,则12
<x <2, 所以函数f (x )的单调递增区间为(0,12)和(2,+∞),单调递减区间为(12
,2). 当x ∈[1,3]时,可知函数f (x )在[1,2)上单调递减,在(2,3]上单调递增,
所以最小值为f (2)=2ln 2-5.
又f (1)=-72,f (3)=2ln 3-234
, 且f (3)-f (1)=2ln 3-94
<0, 所以f (1)>f (3).
所以函数f (x )在[1,3]上的最小值为2ln 2-5,最大值为-72
. (3)若对于任意的x 1∈[1,2],存在x 2∈[2,3],使f (x 1)≥h (x 2),
则f (x 1)min ≥h (x 2)min ,
又a =-2,则f (x )=-2ln x -8x -1x +1
, f ′(x )=-2x -9(x +1)2
<0, 所以f (x )在[1,2]上单调递减,
f (x 1)min =f (2)=-2ln 2-5.
所以x 2
-2bx +4≤-2ln 2-5⇒2b ≥x 2+9+2ln 2x , 设函数g (x )=x 2+9+2ln 2x
, 则g (x )在[2,3]上单调递减,
所以2b ≥g (x )min =g (3)=
9+9+2ln 23
, 即b ≥9+ln 23. 所以b 的取值范围为[9+ln 23
,+∞).。