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1、2019年北師大版精品數(shù)學(xué)資料
第三章 單元綜合檢測(cè)
(時(shí)間120分鐘 滿分150分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分)
1. [2014山東師大附中月考]函數(shù)f(x)=(x-3)ex的單調(diào)遞增區(qū)間是( )
A.(-∞,2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
解析:f′(x)=ex+(x-3)ex=(x-2)ex.由f′(x)>0,得x>2,即f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(2,+∞),故選D.
答案:D
2. 當(dāng)x≠0時(shí),以下不等式成立的是( )
A.ex<1+x
B.當(dāng)x>0時(shí)ex<1+x,當(dāng)x<0時(shí),ex>1+x
C.ex
2、>1+x
D.當(dāng)x<0時(shí)ex<1+x,當(dāng)x>0時(shí)ex>1+x
解析:構(gòu)造f(x)=ex-x-1,則f′(x)=ex-1.當(dāng)x<0時(shí),f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,f(x)>f(0)=0,即x<0時(shí),ex>x+1;當(dāng)x>0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增,f(x)>f(0)=0,即x>0時(shí),ex>x+1,故選C.
答案:C
3. 函數(shù)f(x)=lnx-x2的圖像大致是( )
解析:函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閧x|x>0},f(x)的導(dǎo)數(shù)為f′(x)=-x=.由f′(x)=>0,得01,即函數(shù)f
3、(x)的遞減區(qū)間為(1,+∞),所以當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)f(x)取得極大值,且f(1)=-<0,故選B.
答案:B
4. [2014課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ]若函數(shù)f(x)=kx-lnx在區(qū)間(1,+∞)單調(diào)遞增,則k的取值范圍是( )
A.(-∞,-2] B.(-∞,-1]
C.[2,+∞) D.[1,+∞)
解析:依題意得f′(x)=k-≥0在(1,+∞)上恒成立,即k≥在(1,+∞)上恒成立,∵x>1,∴0<<1,∴k≥1,故選D.
答案:D
5. 定義域?yàn)?-∞,0)∪(0,+∞)的偶函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,+∞)上的圖像如圖所示,則不等式f(x)f′(x)>0的解集是( )
4、
A.(-∞,0)∪(0,1) B.(-1,0)∪(1,+∞)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞) D.(-1,0)∪(0,1)
解析:y=f(x)的圖像如圖所示,①當(dāng)x>0時(shí),f(x)為增函數(shù),所以f′(x)>0,若f(x)f′(x)>0,則只需f(x)>0,由圖得x∈(1,+∞);②當(dāng)x<0時(shí),f(x)為減函數(shù),所以f′(x)<0,若f(x)f′(x)>0,則只需f(x)<0,由圖得x∈(-1,0).綜上,x∈(-1,0)∪(1,+∞).故選B.
答案:B
6. 若函數(shù)f(x)=x2lnx(x>0)的極值點(diǎn)為α,函數(shù)g(x)=xlnx2(x>0)的極值點(diǎn)為β,則有( )
5、
A.α>β B.α<β
C.α=β D.α與β的大小不確定
解析:∵f(x)=x2lnx(x>0),∴f′(x)=x(2lnx+1), 令f′(x)=0,得α=;∵g(x)=xlnx2(x>0),
∴g′(x)=2(lnx+1),令g′(x)=0,得β=,因此α>β,故選A.
答案:A
7. [2014河南省南陽(yáng)市檢測(cè)]函數(shù)f(x)=x3-x2+x+a的極值點(diǎn)的個(gè)數(shù)為( )
A.0 B.1
C.2 D.與a的取值有關(guān)
解析:f′(x)=x2-2x+1,顯然f′(x)=(x-1)2≥0恒成立,∴f(x)在R上單調(diào)遞增,∴函數(shù)f(x)無(wú)極值點(diǎn),故選A.
答案:A
8.
6、 已知在正四棱錐S-ABCD中,SA=2,那么當(dāng)該棱錐的體積最大時(shí),它的高為( )
A.1 B.
C.2 D.3
解析:設(shè)底面邊長(zhǎng)為a,則高h(yuǎn)= = ,所以體積V=a2h= . 設(shè)y=12a4-a6(a>0),則y′=48a3-3a5,當(dāng)y取極值時(shí),y′=0,解得a=0(舍去),a=-4(舍去)或a=4,故a=4時(shí)體積最大,此時(shí)h==2.故選C.
答案:C
9. 如圖,某農(nóng)場(chǎng)要修建3個(gè)一樣的魚(yú)塘,每個(gè)面積為10000 m2,魚(yú)塘前面要留4 m的運(yùn)料通道,其余各邊為2 m寬的堤埂,則占地面積最少時(shí),每個(gè)魚(yú)塘的長(zhǎng)、寬分別為( )
A.102 m、 m B.150 m、66 m
7、
C.100 m、100 m D.150 m、 m
解析:設(shè)魚(yú)塘的寬為x m、長(zhǎng)為y m,依題意得xy=10000.設(shè)占地面積為S m2,則S=(3x+8)(y+6)=18x++30048,令S′=18-=0,取正根得x=,此時(shí)y=150.故選D.
答案:D
10. [2014遼寧高考]當(dāng)x∈[-2,1]時(shí),不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.[-5,-3] B.[-6,-]
C.[-6,-2] D.[-4,-3]
解析:當(dāng)x=0時(shí),3≥0恒成立,a∈R.
當(dāng)0
8、,∴h′(x)>0,h(x)遞增,
∴h(x)max=h(1)=-6,
∴a≥-6.
當(dāng)-2≤x<0時(shí),a≤.
易知h(x)=在[-2,-1)上遞減,在(-1,0)上遞增.
∴h(x)min=h(-1)=-2,∴a≤-2.
綜上,-6≤a≤-2,故選C.
答案:C
11. 若函數(shù)f(x)=ax3-x在區(qū)間(-∞,+∞)內(nèi)是減函數(shù),則( )
A.a(chǎn)≤0 B.a(chǎn)<1
C.a(chǎn)=2 D.a(chǎn)=
解析:f′(x)=3ax2-1,由f′(x)=3ax2-1≤0在(-∞,+∞)內(nèi)恒成立,得a≤0.故選A.
答案:A
12. 設(shè)f(x)是一個(gè)三次函數(shù),f′(x)為其導(dǎo)函數(shù),如圖所
9、示的是y=xf′(x)的圖像的一部分,則f(x)的極大值與極小值分別是( )
A.f(1)與f(-1) B.f(-1)與f(1)
C.f(-2)與f(2) D.f(2)與f(-2)
解析:易知f′(-2)=0,f′(2)=0.當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí),由圖可知xf′(x)<0,∴f′(x)>0,即當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí)f(x)為增函數(shù);當(dāng)x∈(-2,0)時(shí),由圖可知xf′(x)>0,∴f′(x)<0,當(dāng)x∈(0,2)時(shí),由圖可知xf′(x)<0,∴f′(x)<0,即當(dāng)x∈(-2,2)時(shí)f(x)為減函數(shù);當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),由圖可知xf′(x)>0,∴f′(x)>0,即當(dāng)x∈(2,+
10、∞)時(shí)f(x)為增函數(shù).故f(x)的極大值與極小值分別是f(-2)與f(2).故選C.
答案:C
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13. [2014廣東省北江中學(xué)期中考試]函數(shù)f(x)=excosx,則f與f的大小關(guān)系為_(kāi)_______.
解析:∵f′(x)=ex(cosx-sinx),∴[0,]是函數(shù)f(x)的一個(gè)單調(diào)遞增區(qū)間,又0<<<,∴f()
11、(2x+a)=ex[x2+(a+2)x+2a+1],若函數(shù)不存在極值點(diǎn),則對(duì)方程f′(x)=0,即x2+(a+2)x+2a+1=0有Δ=(a+2)2-4(2a+1)=a2-4a≤0,解得0≤a≤4.
答案:[0,4]
15. 直線y=a與函數(shù)f(x)=x3-3x的圖像有相異的三個(gè)公共點(diǎn),則a的取值范圍是________.
解析:令f′(x)=3x2-3=0,得x=1,可得極大值為f(-1)=2,極小值為f(1)=-2,大致畫出f(x)的圖像,如圖所示,觀察得當(dāng)-2
12、上是減函數(shù),在(0,1)上是增函數(shù),函數(shù)f(x)在R上有三個(gè)零點(diǎn),且1是其中一個(gè)零點(diǎn),則f(2)的取值范圍是________.
解析:f′(x)=-3x2+2ax+b,由題意知x=0為函數(shù)f(x)的極值點(diǎn),∴f′(0)=b=0.又∵f(1)=-1+a+b+c=0,∴c=1-a,∴f(x)=-x3+ax2+1-a,且當(dāng)x→-∞時(shí),f(x)>0;當(dāng)x→+∞時(shí),f(x)<0.又∵f(x)在R上有三個(gè)零點(diǎn),∴只需解得a>,∴f(2)=-7+3a>-.
答案:(-,+∞)
三、解答題(本大題共6小題,共70分)
17.(10分)已知f(x)=,其中a∈R.當(dāng)a=-2時(shí),求函數(shù)f(x)在區(qū)間[e,
13、e2]上的單調(diào)性.
解: 當(dāng)a=-2,x∈[e,e2]時(shí),f(x)=x2-2lnx+2,
∴f′(x)=2x-,∴當(dāng)x∈[e,e2]時(shí),f′(x)>0,
∴函數(shù)f(x)在[e,e2]上單調(diào)遞增.
18.(12分)已知函數(shù)f(x)=mx3+nx2在點(diǎn)(-1,2)處的切線恰好與直線3x+y=0平行,若f(x)在區(qū)間[t,t+1]上單調(diào)遞減,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
解: 由題意可知,,
所以,
解得, 所以f(x)=x3+3x2.由f′(x)=3x2+6x≤0,解得-2≤x≤0,
故f(x)在[-2,0]上單調(diào)遞減,
故有[t,t+1]?[-2,0],即-2≤t
14、-2≤t≤-1,所以t的取值范圍為[-2,-1].
19.(12分)[2014開(kāi)封一模]已知函數(shù)f(x)=xlnx.
(1)函數(shù)g(x)=-ax+f(x)在區(qū)間[1,e2]上不單調(diào),求a的取值范圍;
(2)若k∈Z,且f(x)+x-k(x-1)>0對(duì)x>1恒成立,求k的最大值.
解: (1)g′(x)=-a+1+lnx(x>0)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
依題只需,
解得10對(duì)x>1恒成立,
即k<對(duì)x>1恒成立,記h(x)=(x>1),
則h′(x)=.
記u(x)=x-lnx-2,則u′(x)=1
15、-,當(dāng)x>1時(shí),
u′(x)>0,
∴u(x)在(1,+∞)上為增函數(shù),
∵u(3)=1-ln3<0,u(4)=2-ln4>0,
∴存在x0∈(3,4)使得u(x0)=0,
即x0-lnx0-2=0,lnx0=x0-2.
當(dāng)1x0時(shí),u(x)>0,h′(x)>0;
當(dāng)x=x0時(shí),u(x)=0,h′(x)=0,此時(shí)h(x)有最小值,
且[h(x)]min=h(x0)=
==x0,
只需k<[h(x)]min=x0∈(3,4),
∵k∈Z,∴k的最大值為3.
20.(12分)在半徑為R的圓上取一個(gè)圓心角為α(弧度)的扇形
16、卷成圓錐,問(wèn)α多大時(shí),圓錐的體積最大?
解: 如圖,設(shè)圓錐的底面半徑為r,高為h,則
從而圓錐的體積為
V=r2=,
則V′==.
令V′=0,解得r=R=R(舍負(fù)),
∴V在(0,R)上有唯一的極值點(diǎn),所以當(dāng)r=R時(shí),V取得最大值.此時(shí),α==π.
21.(12分)[2014重慶高考]已知函數(shù)f(x)=+-lnx-,其中a∈R,且曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線垂直于直線y=x.
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值.
解:(1)對(duì)f(x)求導(dǎo)得f′(x)=--,由f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線垂直于直線y=x知f′(1)=--a=
17、-2,解得a=.
(2)由(1)知f(x)=+-lnx-,則f′(x)=,令f′(x)=0,解得x=-1或x=5.
因x=-1不在f(x)的定義域(0,+∞)內(nèi),故舍去.
當(dāng)x∈(0,5)時(shí),f′(x)<0,故f(x)在(0,5)內(nèi)為減函數(shù);當(dāng)x∈(5,+∞)時(shí),f′(x)>0,故f(x)在(5,+∞)內(nèi)為增函數(shù).由此知函數(shù)f(x)在x=5時(shí)取得極小值f(5)=-ln5.
22.(12分)[2014湖北高考]π為圓周率,e=2.71828…為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)求函數(shù)f(x)=的單調(diào)區(qū)間;
(2)求e3,3e,eπ,πe,3π,π3這6個(gè)數(shù)中的最大數(shù)與最小數(shù).
解:(1)函數(shù)
18、f(x)的定義域?yàn)?0,+∞).因?yàn)閒(x)=,所以f′(x)=.
當(dāng)f′(x)>0,即0e時(shí),函數(shù)f(x)單調(diào)遞減.
故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,e),單調(diào)遞減區(qū)間為(e,+∞).
(2)因?yàn)閑<3<π,所以eln3π3;
由<,得ln3e