2006学年高三数学训练题(由课本例习题选编
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2006学年高三数学训练题(由课本例、习题选编或改编)(九) 导数及其应用A 组(1)设曲线在某点的切线斜率为负数,①则此切线的倾斜角( ),②曲线在该点附近的变化趋势是( )①(A) 小于90 (B) 大于90 (C) 小于或等于90 (D) 大于或等于90 ②(A)单调递增 (B)单调递减 (C)无变化 (D)以上均有可能(2) ①()21)(x x x f -⋅= 有( )个极值点; ②x x x x f 33)(23+-=有( )个极值点(A) 0 (B)1 (C)2 (D) 3(3)如图,水以常速(即单位时间内注入水的体积相同)注入下面四种底面积相同的容器中,请分别找出与各容器对应的水的高度h 与时间t 的关系,(1) (4)A .(1) (c) (2) (a) (3) (b) (4) (d)B . (1) (c) (2) (b) (3) (a) (4) (d)C .(1) (c) (2) (d) (3) (a) (4) (b)D . (1) (c) (2) (a) (3) (d) (4) (b) (4)一个距地心距离为r ,质量为m 的人造卫星,与地球之间的万有引力F 由公式2r GMmF =给出,其中M 为地球质量,G 为常量,求F 对于r 的瞬时变化率为 .(5)一杯C80的热红茶置于C20的房间里,它的温度会逐渐下降,温度T (单位C)与时间t (单位:min )之间的关系由函数)(t f T =给出,则①)(t f '的符号为 ; ②4)3(-='f 的实际意义是 .(6) 已知圆面积为2r S π=,利用导数的定义求()S r ',试解释其意义.(7)①求函数xe y =在e x =处的切线的方程;②过原点作曲线y =e x 的切线,求切线的方程.(8)已知函数x x x f 12)(3+-=,①求函数的单调区间;②求函数的极值,并画出函数的草图;③当[]1,3-∈x 时,求函数的最大值与最小值.(9)欲制作一个容积为π2立方米的圆柱形储油罐(有盖),问它的底面半径与高分别为多少时,才能使所用的材料最省?(10)利用函数的单调性,证明下列不等式,并通过函数图像直观验证:)0(ln ><<x e x x xB 组(其中14,15,16,17为理科题)(11)函数()22)(x x f π=的导数是( )(A) x x f π4)(=' (B) x x f 24)(π=' (C) x x f 28)(π=' (D) x x f π16)(='(12)函数xex x f -⋅=)(的一个单调递增区间是(A)[]0,1- (B) []8,2 (C) []2,1 (D) []2,0(13)如图,直线l 和圆C ,当l 从0l 开始在平面上绕点O 按逆时针方向匀速转动(转动角度不超过90)时,它扫过的圆内阴影部分的面积S 是时间t 的函数,这个函数图象大致是(画草图) C l S O0lO t(14)(理科)弹簧所受的压缩力F 与缩短的距离按胡克定律kl F =计算.如果N 10的力能使弹簧压缩cm 1,那么把弹簧从平衡位置压缩cm 10(在弹性限度内),要做的功为 (15)(理科)利用定积分的几何意义求dx x ⎰-224(16)(理科)有一质量非均匀的木棒,已知其线密度为3)(x x =ρ(取细棒所在的直线为x 轴,细棒的一端为原点),棒长为1,用定积分表示细棒的质量为M= (17)(理科)求由曲线2x y =与22x y -=围成的平面图形的面积.(18)用长为 90cm ,宽为 48cm 的长方形铁皮做一个无盖的容器,先在四角分别截去一个小正方形,然后把四边翻转 90 度角,再焊接而成(如图),问该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少?(19)有一印刷品的排版面积(矩形)为400cm 2,版心的左右各留4 cm 2的空白,上下各留4 cm 的空白,①怎样确定版心的高与宽的尺寸,才能使印刷品所用纸张面积最小?②若实际情况要求版面的高不超过16cm ,又应当怎样确定版心的高与宽的尺寸,才能使印刷品所用纸张面积最小?(20)已知函数()x x x f -+=1ln )(,若,证明:()x x x ≤+≤+-1ln 111(九) 导数及其应用A 组参考答案或提示:(1)①A ,②B (2)①C ,②A ;导函数值恒大于或等于零,函数总单调递增(图略) (3)D (4)32r GMmF -=' (5)①,0)(<'t f 因为红茶的温度在下降; ②4)3(-='f 的实际意义是在min 3附近红茶温度约以min /4C的速率下降.(6)由定义得:()2S r r π'=,半径为r 的圆面积的瞬时变化率为其周长。
(7)解:①切点为(,),|,eeex e e e y e k e ='=∴= ,由点斜式得()e x e e y ee -=-,即e e e e ex e y +-=+1.②设切点为()00000,,|,,x x x x x x ey e k e ='=∴=由点斜式得()000x x e ey x x -=-,切线过原点,∴=∴>-=-∴,1,0),0(000000x e x e e x x x切点为),,1(e ,e k =∴由点斜式,得:),1(-=-x e e y 即:.ex y =(8)解:①()(),223123)(2+--=+-='x x x x f 由0)(>'x f ,得()2,2-∈x ,(),2,2-∈∴x 函数单调递增;同理,(),2,-∞-∈x 或(),,2+∞∈x 函数单调递减.②由①得下表:)(,2x f x -=∴极小值=-16,)(,2x f x =∴极大值=16.由f (-x )=-f (x ),知f (x )是奇函数,得草图如图所示:(9)解:设圆柱的底面半径为r ,高为h ,表面积为y ,则由题意有:22r h ππ=,22h r∴=, 且224222y r rh r r ππππ=+=+,则244y r r ππ'=-,令2440y r rππ'=-=,得1r =. 当01r <<时,0y '<,函数单调递减,当1r >时,0y '>,函数单调递增, 所以,当1r =时,函数有极小值也是最小值6π(平方米),答:当底面半径为1米,高为2米时,所用材料最省. (10)证明:(1)构造函数)0(ln )(>-=x x x x fxxx x f -=-='111)( )0(>x ,当,1=x ()01='f ,得下表,0>∴x 总有,01)1()(<-=≤f x f ,0ln ≤-∴x x .ln x x ≤∴(2)构造函数)0()(>-=x x e x g x ,)0(1)(>-='x e x g x ,当())(,0,0x g x g x >'>单调递增,()(),0)(,010,0>∴>=>>∴x g g x g x即:x e x e x x >∴>-,0.综上,不等式)0(ln ><<x e x x x 成立, 如右图.B 组略解或提示:(11)()∴==,42)(222x x x f ππ=⋅='x x f 242)(πx x f 28)(π='; 或()()=⋅='⋅⋅='ππππ24222)(x x x x f x 28π(理科要求:复合函数求导) (12)∴=⋅=-.)(x xe x ex x f []=⋅-⋅='21)(x x x e e x e x f ,()[]1,012<∴>⋅-x e e x x x选(A)或(),0.0)1(11)(∴>>⋅-=-⋅⋅+⋅='----x e e x e x e x f x x x x (理科要求:复合函数求导) (13)(14)J 5解:由kl F =,得01.021*******,1000,1000,01.01021.00l ldl W l F k k ⋅==∴=∴==⎰5= (15)利用导数的几何意义:24x y -=与x =0,x =2所围图形是以(0,0)为圆心,2为半径的四分之一个圆,其面积即为ππ=⋅=-⎰424222dx x (图略)(16)dx x M ⎰=13.由定积分的定义得.(17)由⎪⎩⎪⎨⎧-==222xy x y ,得()()⎰⎰⎰----=--=∴⎩⎨⎧=±=11111122222211dx x dx x dx x S y xx y ln =x y =x e y =38113223=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∴x x S (图略) (18)解:设容器的高为xcm ,则长方体的长为(90-2x )cm ,宽为(48-2x )cm , 容器的体积为3Vcm ,()()()()x x x x x x x x x x V 1080694432027642402482902323+-=+-=<<--=∴ ())36)(10(12)36046(1210806923422--=+-=+⨯-='x x x x x x V ,且240<<x ,,10.0,2410,0,100=∴<'<<>'<<∴x V x V x V 有极大值,此极大值即为最大值.所以当x =10cm , V 有最大值()()3196010cm V = 答:该容器高为10cm 时,容积最大为().19603cm(19)解:①设版心的高为xcm ,则版面的宽为0,400>x cm x, 设印刷品所用纸张面积为y 3cm , 则()=⎪⎭⎫⎝⎛+⋅+=84008x x y 46432008++x x , ()(),202083200822x x x x y +-=-=' 当y y x ,0,200<'<<单调递减,当y y x ,0,20>'>单调递增,y x y x ,20,0,20=∴='=极小=784)20(min ==y y另法:()=⎪⎭⎫⎝⎛+⋅+=84008x x y ,78446432008246432008=+⋅≥++x x 当且仅当,32008xx =即:20,4002==x x 时,所用纸张面积最小. ②若实际情况要求版心的高不超过16cm ,则只能考虑函数的单调性, 由①知,y y x ,0,20160<'<≤<单调递减(草图略),.792,16min ==∴y x答:①当版心设计高为20cm 时,印刷品所用纸张面积最小;②若实际情况要求版心的高不超过16cm ,则版心设计高为16cm 时,印刷品所用纸张面积最小.(20)证明:(1)11)(-=-='xx f )1(->x ,当,0=x ()00='f ,得下表 ,1->∴x 总有,0)0()(=≤f x f (),01ln ≤-+∴x x ().1ln x x ≤+∴另解1111)(+-=-+='x x x x f )1(->x ,当,0=x ()00='f , 当01<<-x ,())(,0x f x f >'单调递增,,0)0()(,01=<<<-∴f x f x ……① 当0>x ,())(,0x f x f <'单调递减,,0)0()(,0=<>∴f x f x ………………② 当,0=x ()00=f…………………………………………………………③综合①②③得:当1->x 时,,0)(≤x f (),01ln ≤-+∴x x ().1ln x x ≤+∴ (2)构造函数,111)1ln()(-+++=x x x g ()()2211111)(+=+-+='x xx x x g , 当,0=x ()00='g ,当,01<<-x ())(,0x g x g <'单调递减;当,0>x ())(,0x g x g >'单调递增;)(,0x g x =∴极小值=[]0)0()(min ===g x g ,,1->∴x 总有∴=≥,0)0()(g x g ,0111)1ln(≥-+++x x 即:)1ln(111x x +≤+-. 综上(1)(2)不等式()x x x ≤+≤+-1ln 111成立.。