高三數(shù)學(xué)同步檢測(十一)
第三章單元檢測(A)
說明:本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩部分,請將第Ⅰ卷選擇題的答案填入題后括號內(nèi),第Ⅱ卷可在各題后直接作答.共100分,考試時間90分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題共40分)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題4分,共40分)
1.設(shè)函數(shù)f(x)在x=x0處可導(dǎo),則( )
A.與x0、h都有關(guān)
B.僅與x0有關(guān),而與h無關(guān)
C.僅與h有關(guān),而與x0無關(guān)
D.與x0、h均無關(guān)
解析 本題考查導(dǎo)數(shù)的定義.在導(dǎo)數(shù)的定義式中,自變量增量可正、可負,但不為0.導(dǎo)數(shù)是一個局部概念,它只與函數(shù)在某一點及其附近的函數(shù)值有關(guān),與自變量增量無關(guān).
答案 B
2.曲線y=f(x)在點(0,0)處的導(dǎo)數(shù)的值是-1,則過該點的切線一定( )
A.平行于Ox軸
B.平行于Oy軸
C.平分第一、三象限
D.平分第二、四象限
分析 本題考查曲線的切線.曲線在某點處的導(dǎo)數(shù),即為該點處切線的斜率.
解 因為f(x)在點(0,0)處的導(dǎo)數(shù)等于-1,即切線的斜率為-1.
根據(jù)直線的點斜式方程,可得y-0=-1×(x-0),即y=-x.故它平分第二、四象限.
答案 D
3.物體自由落體運動方程為s=s(t)=gt2,g=9.8 m/s2,若v=,那么說法正確的是( )
A.9.8 m/s是在0~1 s這段時間內(nèi)的速率
B.9.8 m/s是從1 s到(1+Δt) s這段時間內(nèi)的速率
C.9.8 m/s是物體在t=1 s這一時刻的速率
D.9.8 m/s是物體從1 s到(1+Δt) s這段時間內(nèi)的平均速率
分析 本題考查導(dǎo)數(shù)的物理意義.s(t)在某一時刻的導(dǎo)數(shù)為在這一時刻的瞬時速度.
解 s′=
∴s′|t=1=g×1=g=9.8(m/s).
答案 C
4.設(shè)在[0,1]上函數(shù)f(x)的圖象是連續(xù)的,且f′(x)>0,則下列關(guān)系一定成立的是( )
A.f(0)<0 B.f(1)>0 C.f(1)>f(0) D.f(1)<f(0)
分析 本題主要考查利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)來研究函數(shù)的性質(zhì).
解 因為f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,1]上是增函數(shù).又函數(shù)f(x)的圖象是連續(xù)的,所以f(1)>f(0).但f(0)、f(1)與0的大小是不確定的.
答案 C
5.設(shè)f′(x)是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù),y=f′(x)的圖象如右圖所示,則y=f(x)的圖象最有可能是( )
分析 本題主要考查函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與圖象結(jié)合處理問題.要求對導(dǎo)數(shù)的含義有深刻理解、應(yīng)用的能力.
解 函數(shù)的增減性由導(dǎo)數(shù)的符號反映出來.由導(dǎo)函數(shù)的圖象可大略知道函數(shù)的圖象.由導(dǎo)函數(shù)圖象知:函數(shù)在(-∞,0)上遞增,在(0,2)上遞減,在(2,+∞)上遞增;函數(shù)f(x)在x=0處取得極大值,在x=2處取得極小值.
答案 C
6.一點沿直線運動,若由始點起經(jīng)過ts后的路程是s=t2+,則速度為0的時刻為
s末.( )
A.0 B.2 C.3 D.1
分析 本題主要考查導(dǎo)數(shù)的物理意義,即位移對時間的導(dǎo)數(shù)是瞬時速度.
解 s′=t-,令s′=t-=0,得t=1.
答案 D
7.曲線y=x3-3x上切線平行于x軸的點為( )
A.(0,0),(1,3) B.(-1,2),(1,-2)
C.(-1,-2),(1,2) D.(-1,3),(1,3)
分析 本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用.根據(jù)與x軸平行的直線的斜率為零,構(gòu)造方程f′(x)=0解得x的值,進一步求出交點的坐標(biāo)即可.
解 y′=3x2-3,令3x2-3=0,得x=±1.
代入曲線方程得
答案 B
8.函數(shù)y=x3+在(0,+∞)上的最小值為( )
A.4 B.5 C.3 D.1
分析 本題主要考查應(yīng)用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值.
解 y′=3x2-,令y′=3x2-=0,即x2-=0,解得x=±1.由于x>0,所以x=1.在(0,+∞)上,由于只有一個極小值,所以它也是最小值,從而函數(shù)在(0,+∞)上的最小值為y=f(1)=4.
答案 A
9.函數(shù)y=xlnx在區(qū)間(0,1)上是( )
A.單調(diào)增函數(shù)
B.單調(diào)減函數(shù)
C.在(0,)上是減函數(shù),在(,1)上是增函數(shù)
D.在(0,)上是增函數(shù),在(,1)上是減函數(shù)
分析 本題主要考查利用求導(dǎo)方法判定函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性?
解 y′=lnx+1,當(dāng)y′>0時,解得x>.
又x∈(0,1),
∴<x<1時,函數(shù)y=xlnx為單調(diào)增函數(shù).同理,由y′<0且x∈(0,1),得0<x<,此時函數(shù)y=xlnx為單調(diào)減函數(shù).故應(yīng)選C.
答案 C
10.若函數(shù)y=x3-3bx+3b在(0,1)內(nèi)有極小值,則( )
A.0<b<1 B.b<1
C.b>0 D.b<
分析 本題主要考查應(yīng)用導(dǎo)數(shù)解決有關(guān)極值與參數(shù)的范圍問題.
解 對于可導(dǎo)函數(shù)而言,極值點是導(dǎo)數(shù)為零的點.
∵函數(shù)在(0,1)內(nèi)有極小值,∴極值點在(0,1)上.
令y′=3x2-3b=0,得x2=b,顯然b>0,
∴x=±.又∵x∈(0,1),
∴0<<1.∴0<b<1.
答案A
第Ⅱ卷(非選擇題共60分)
二、填空題(本大題共4小題,每小題4分,共16分.把答案填在題中橫線上)
11.函數(shù)y=ex2的導(dǎo)數(shù)是 .
分析 本題主要考查指數(shù)函數(shù)以及復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù).
解 設(shè)y=eμ,μ=x2,
則yx′=yμ′?μx′=(eu)′?(x2)′=eμ?2x=2xex2.
答案 2xex2.
12.有一長為16 m的籬笆,要圍成一個矩形場地,則矩形場地的最大面積是 m2.
分析 本題考查如何求函數(shù)的最值問題,其關(guān)鍵是建立目標(biāo)函數(shù)?
解 設(shè)場地的長為x m,則寬為(8-x) m,有S=x(8-x)=-x2+8x,x∈(0,8).
令S′=-2x+8=0,得x=4.
∵S在(0,8)上只有一個極值點,
∴它必是最值點,即Smax=16.
此題也可用配方法、均值不等式法求最值.
答案 16
13.★過原點作曲線y=2x的切線,則切點的坐標(biāo)為 ,切線的斜率為 .
分析 本題考查指數(shù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及導(dǎo)數(shù)的幾何意義.
解 ∵y=2x,∴y′=2xln2.
設(shè)切點坐標(biāo)為(x0,),則過該切點的直線的斜率為ln2,直線的方程為y-=ln2(x-x0).
∵直線過原點,∴0-=ln2(0-x0).
∴=x0?ln2.∴x0=log2e,
即切點坐標(biāo)為(log2e,e),斜率為eln2.
答案 (log2e,e) eln2.
14.設(shè)f(x)、g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),當(dāng)x<0時,f(x)g′(x)+f′(x)g(x)>0且g(-3)=0,則不等式f(x)g(x)<0的解集是 .
分析 本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算法則及函數(shù)的性質(zhì).利用f(x)g(x)構(gòu)造一個新函數(shù)φ(x)=f(x)g(x),利用φ(x)的性質(zhì)解決問題.
解 設(shè)φ(x)=f(x)g(x),則φ′(x)=f(x)g′(x)+f′(x)g(x)>0.
∴φ(x)在(-∞,0)上是增函數(shù)且φ(-3)=0.
又∵f(x)為奇函數(shù),g(x)為偶函數(shù),
∴φ(x)=f(x)g(x)為奇函數(shù).
∴φ(x)在(0,+∞)上也是增函數(shù)且φ(3)=0.
當(dāng)x<-3時,φ(x)<φ(-3)=0,即f(x)g(x)<0;
當(dāng)-3<x<0時,φ(x)>φ(-3)=0,即f(x)g(x)>0.
同理,當(dāng)0<x<3時,f(x)g(x)<0;
當(dāng)x>3時,f(x)g(x)>0.
∴f(x)g(x)<0的解集為(-∞,-3)∪(0,3).
答案 (-∞,-3)∪(0,3)
三、解答題(本大題共5小題,共44分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
15.(本小題滿分8分)過曲線y=x-ex上某點的切線平行于x軸,求這點的坐標(biāo)及切線方程.
分析 利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,先求切點,再求切線的方程.
解∵y′=1-ex, 2分
又切線與x軸平行,∴切線的斜率k=0. 3分
∴令y′=1-ex=0,得x=0. 5分
∴切點坐標(biāo)為(0,-1). 6分
∴切線方程為y=-1. 8分
16.★(本小題滿分8分)已知導(dǎo)函數(shù)f′(x)的下列信息:
當(dāng)1<x<4時,f′(x)>0;
當(dāng)x>4或x<1時,f′(x)<0;
當(dāng)x=4或x=1時,f′(x)=0.
試畫出函數(shù)f(x)圖象的大致形狀.
分析 本題考查函數(shù)的單調(diào)性、極值與導(dǎo)函數(shù)的關(guān)系.
解 當(dāng)1<x<4時,f′(x)>0,可知f(x)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增; 2分
當(dāng)x>4或x<1時,f′(x)<0,可知f(x)在這兩個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減; 4分
當(dāng)x=4或x=1時,f′(x)=0,是兩個極值點. 6分
綜上,函數(shù)f(x)的圖象的大致形狀如下圖所示(注:圖象不唯一,只要符合題設(shè)條件即可).
8分
17.(本小題滿分8分)設(shè)f(x)在x=1處連續(xù),且求f′(1).
分析 本題考查抽象函數(shù)在某點處的導(dǎo)數(shù).根據(jù)f(x)在某點連續(xù)的定義及導(dǎo)數(shù)的定義求解.
解 ∵f(x)在x=1處連續(xù),∴f(x)=f(1). 2分
又f(x)=[(x-1)?]
=(x-1)?=0?2=0.
∴f(1)=0. 5分
根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義,得
f′(1)= 8分
18.(本小題滿分10分)設(shè)y=f(x)是二次函數(shù),方程f(x)=0有兩個相等的實根且f′(x)=2x+2,求f(x)的表達式.
分析 本題主要考查導(dǎo)數(shù)運算的逆運用.利用待定系數(shù)法設(shè)函數(shù)解析式,代入條件求解.
解 設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0), 2分
∴f′(x)=2ax+b. 3分
由條件f′(x)=2x+2,得a=1,b=2.
∴f(x)=x2+2x+c. 5分
∵方程f(x)=0有兩個相等實根,
∴Δ=4-4c=0,即c=1. 8分
∴函數(shù)解析式為f(x)=x2+2x+1. 10分
19.(本小題滿分10分)如右圖,已知曲線C1:y=x3(x≥0)與曲線C2:y=-2x3+3x(x≥0)交于點O、A,直線x=t(0<t<1)與曲線C1、C2分別相交于點B、D.
(1)寫出四邊形ABOD的面積S與t的函數(shù)關(guān)系S=f(t);
(2)討論f(t)的單調(diào)性,并求f(t)的最大值.
分析 本題主要考查如何以四邊形的面積為載體構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)、函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、函數(shù)的單調(diào)性等基礎(chǔ)知識,考查運算能力和利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,從而確定函數(shù)的最值.
解 (1)解方程組
得交點O、A的坐標(biāo)分別為(0,0)、(1,1). 2分
f(t)=S△ABD+S△OBD=|BD|?|1-0|=|BD|=(-2t3+3t-t3)=(-3t3+3t),
即f(t)=-(t3-t)(0<t<1). 4分
(2)f′(t)=-t2+. 6分
令f′(t)=-t2+=0,得t=,t=-(舍去).
當(dāng)0<t<時,f′(t)>0,從而f(t)在區(qū)間(0,)上是增函數(shù); 8分
當(dāng)<t<1時,f′(t)<0,從而f(t)在區(qū)間(,1)上是減函數(shù).
所以當(dāng)時,f(t)有最大值f()=. 10分
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