高三数学同步检测(十一)

第三章单元检测(A)

 

说明:本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分,请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内,第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分,考试时间90分钟.

第Ⅰ卷(选择题共40分)

一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)

1.设函数f(x)在x=x0处可导,则(   )

A.与x0、h都有关

B.仅与x0有关,而与h无关

C.仅与h有关,而与x0无关

D.与x0、h均无关

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解析 本题考查导数的定义.在导数的定义式中,自变量增量可正、可负,但不为0.导数是一个局部概念,它只与函数在某一点及其附近的函数值有关,与自变量增量无关.

答案 B

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2.曲线y=f(x)在点(0,0)处的导数的值是-1,则过该点的切线一定(   )

A.平行于Ox轴

B.平行于Oy轴

C.平分第一、三象限

D.平分第二、四象限

分析 本题考查曲线的切线.曲线在某点处的导数,即为该点处切线的斜率.

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解 因为f(x)在点(0,0)处的导数等于-1,即切线的斜率为-1.

根据直线的点斜式方程,可得y-0=-1×(x-0),即y=-x.故它平分第二、四象限.

答案 D

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3.物体自由落体运动方程为s=s(t)=gt2,g=9.8 m/s2,若v=,那么说法正确的是(   )

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A.9.8 m/s是在0~1 s这段时间内的速率

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B.9.8 m/s是从1 s到(1+Δt) s这段时间内的速率

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C.9.8 m/s是物体在t=1 s这一时刻的速率

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D.9.8 m/s是物体从1 s到(1+Δt) s这段时间内的平均速率

分析 本题考查导数的物理意义.s(t)在某一时刻的导数为在这一时刻的瞬时速度.

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解 s′=

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∴s′|t=1=g×1=g=9.8(m/s).

答案 C

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4.设在[0,1]上函数f(x)的图象是连续的,且f′(x)>0,则下列关系一定成立的是(   )

A.f(0)<0          B.f(1)>0            C.f(1)>f(0)           D.f(1)<f(0)

分析 本题主要考查利用函数的导数来研究函数的性质.

解 因为f′(x)>0,所以函数f(x)在区间[0,1]上是增函数.又函数f(x)的图象是连续的,所以f(1)>f(0).但f(0)、f(1)与0的大小是不确定的.

答案 C

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5.设f′(x)是函数f(x)的导函数,y=f′(x)的图象如右图所示,则y=f(x)的图象最有可能是(   )

分析 本题主要考查函数的导数与图象结合处理问题.要求对导数的含义有深刻理解、应用的能力.

解 函数的增减性由导数的符号反映出来.由导函数的图象可大略知道函数的图象.由导函数图象知:函数在(-∞,0)上递增,在(0,2)上递减,在(2,+∞)上递增;函数f(x)在x=0处取得极大值,在x=2处取得极小值.

答案 C

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6.一点沿直线运动,若由始点起经过ts后的路程是s=t2+,则速度为0的时刻为       

s末.(    )

A.0          B.2           C.3           D.1

分析 本题主要考查导数的物理意义,即位移对时间的导数是瞬时速度.

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解 s′=t-,令s′=t-=0,得t=1.

答案 D

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7.曲线y=x3-3x上切线平行于x轴的点为(    )

A.(0,0),(1,3)              B.(-1,2),(1,-2)

C.(-1,-2),(1,2)            D.(-1,3),(1,3)

分析 本题主要考查导数的应用.根据与x轴平行的直线的斜率为零,构造方程f′(x)=0解得x的值,进一步求出交点的坐标即可.

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解 y′=3x2-3,令3x2-3=0,得x=±1.

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代入曲线方程得

答案 B

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8.函数y=x3+在(0,+∞)上的最小值为(   )

A.4         B.5          C.3        D.1

分析 本题主要考查应用导数求函数的最值.

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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,由于只有一个极小值,所以它也是最小值,从而函数在(0,+∞)上的最小值为y=f(1)=4.

答案 A

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9.函数y=xlnx在区间(0,1)上是(   )

A.单调增函数

B.单调减函数

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C.在(0,)上是减函数,在(,1)上是增函数

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D.在(0,)上是增函数,在(,1)上是减函数

分析 本题主要考查利用求导方法判定函数在给定区间上的单调性?

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解 y′=lnx+1,当y′>0时,解得x>.

又x∈(0,1),

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<x<1时,函数y=xlnx为单调增函数.同理,由y′<0且x∈(0,1),得0<x<,此时函数y=xlnx为单调减函数.故应选C.

答案 C

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10.若函数y=x3-3bx+3b在(0,1)内有极小值,则(  )

A.0<b<1                B.b<1

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C.b>0                  D.b<

分析 本题主要考查应用导数解决有关极值与参数的范围问题.

解 对于可导函数而言,极值点是导数为零的点.

∵函数在(0,1)内有极小值,∴极值点在(0,1)上.

令y′=3x2-3b=0,得x2=b,显然b>0,

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∴x=±.又∵x∈(0,1),

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∴0<<1.∴0<b<1.

答案A

第Ⅱ卷(非选择题共60分)

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二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.把答案填在题中横线上)

11.函数y=ex2的导数是       .

分析 本题主要考查指数函数以及复合函数的导数.

解 设y=eμ,μ=x2,

则yx′=yμ′?μx′=(eu)′?(x2)′=eμ?2x=2xex2.

答案 2xex2.

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12.有一长为16 m的篱笆,要围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是         m2.

分析 本题考查如何求函数的最值问题,其关键是建立目标函数?

解 设场地的长为x m,则宽为(8-x) m,有S=x(8-x)=-x2+8x,x∈(0,8).

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令S′=-2x+8=0,得x=4.

∵S在(0,8)上只有一个极值点,

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∴它必是最值点,即Smax=16.

此题也可用配方法、均值不等式法求最值.

答案 16

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13.★过原点作曲线y=2x的切线,则切点的坐标为        ,切线的斜率为     .

分析 本题考查指数函数的导数及导数的几何意义.

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解 ∵y=2x,∴y′=2xln2.

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设切点坐标为(x0,),则过该切点的直线的斜率为ln2,直线的方程为y-=ln2(x-x0).

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∵直线过原点,∴0-=ln2(0-x0).

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=x0?ln2.∴x0=log2e,

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即切点坐标为(log2e,e),斜率为eln2.

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答案 (log2e,e)    eln2.

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14.设f(x)、g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f(x)g′(x)+f′(x)g(x)>0且g(-3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集是        .

分析 本题主要考查导数的运算法则及函数的性质.利用f(x)g(x)构造一个新函数φ(x)=f(x)g(x),利用φ(x)的性质解决问题.

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解 设φ(x)=f(x)g(x),则φ′(x)=f(x)g′(x)+f′(x)g(x)>0.

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∴φ(x)在(-∞,0)上是增函数且φ(-3)=0.

又∵f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,

∴φ(x)=f(x)g(x)为奇函数.

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∴φ(x)在(0,+∞)上也是增函数且φ(3)=0.

当x<-3时,φ(x)<φ(-3)=0,即f(x)g(x)<0;

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当-3<x<0时,φ(x)>φ(-3)=0,即f(x)g(x)>0.

同理,当0<x<3时,f(x)g(x)<0;

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当x>3时,f(x)g(x)>0.

∴f(x)g(x)<0的解集为(-∞,-3)∪(0,3).

答案 (-∞,-3)∪(0,3)

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三、解答题(本大题共5小题,共44分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)

15.(本小题满分8分)过曲线y=x-ex上某点的切线平行于x轴,求这点的坐标及切线方程.

分析 利用导数的几何意义,先求切点,再求切线的方程.

解∵y′=1-ex,                          2分

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又切线与x轴平行,∴切线的斜率k=0.     3分

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∴令y′=1-ex=0,得x=0.                 5分

∴切点坐标为(0,-1).                    6分

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∴切线方程为y=-1.                    8分

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16.★(本小题满分8分)已知导函数f′(x)的下列信息:

当1<x<4时,f′(x)>0;

当x>4或x<1时,f′(x)<0;

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当x=4或x=1时,f′(x)=0.

试画出函数f(x)图象的大致形状.

分析 本题考查函数的单调性、极值与导函数的关系.

解 当1<x<4时,f′(x)>0,可知f(x)在此区间内单调递增;           2分

当x>4或x<1时,f′(x)<0,可知f(x)在这两个区间内单调递减;      4分

当x=4或x=1时,f′(x)=0,是两个极值点.                       6分

综上,函数f(x)的图象的大致形状如下图所示(注:图象不唯一,只要符合题设条件即可).

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       8分

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17.(本小题满分8分)设f(x)在x=1处连续,且求f′(1).

分析 本题考查抽象函数在某点处的导数.根据f(x)在某点连续的定义及导数的定义求解.

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解 ∵f(x)在x=1处连续,∴f(x)=f(1).    2分

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f(x)=[(x-1)?

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=(x-1)?=0?2=0.

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∴f(1)=0.                              5分

根据导数的定义,得

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f′(1)=    8分

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18.(本小题满分10分)设y=f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两个相等的实根且f′(x)=2x+2,求f(x)的表达式.

分析 本题主要考查导数运算的逆运用.利用待定系数法设函数解析式,代入条件求解.

解 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),      2分

∴f′(x)=2ax+b.               3分

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由条件f′(x)=2x+2,得a=1,b=2.

∴f(x)=x2+2x+c.               5分

∵方程f(x)=0有两个相等实根,

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∴Δ=4-4c=0,即c=1.           8分

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∴函数解析式为f(x)=x2+2x+1.   10分

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19.(本小题满分10分)如右图,已知曲线C1:y=x3(x≥0)与曲线C2:y=-2x3+3x(x≥0)交于点O、A,直线x=t(0<t<1)与曲线C1、C2分别相交于点B、D.

(1)写出四边形ABOD的面积S与t的函数关系S=f(t);

(2)讨论f(t)的单调性,并求f(t)的最大值.

分析 本题主要考查如何以四边形的面积为载体构造目标函数、函数的导数、函数的单调性等基础知识,考查运算能力和利用导数研究函数的单调性,从而确定函数的最值.

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解 (1)解方程组

得交点O、A的坐标分别为(0,0)、(1,1).         2分

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f(t)=SABD+SOBD=|BD|?|1-0|=|BD|=(-2t3+3t-t3)=(-3t3+3t),

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即f(t)=-(t3-t)(0<t<1).                       4分

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(2)f′(t)=-t2+.                           6分

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令f′(t)=-t2+=0,得t=,t=-(舍去).

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当0<t<时,f′(t)>0,从而f(t)在区间(0,)上是增函数;     8分

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<t<1时,f′(t)<0,从而f(t)在区间(,1)上是减函数.

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所以当时,f(t)有最大值f()=.               10分

 

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