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1、2019年編人教版高中數(shù)學
章末檢測(一)
時間: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.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.曲線y=xex-1在點(1,1) 處切線的斜率等于( )
A.2e B.e
C.2 D.1
解析:由y=xex-1得y′=ex-1+xex-1,所以曲線在點(1,1)處切線的斜率k=y(tǒng)′|x=1=e1-1+1e1-1=2.故選C.
答案:C
2.二次函數(shù)y=f(x)的圖象過原點且它的導函數(shù)y=f′(x)的圖象是如圖所示的一條直線,y=f(x)的圖象的頂點在( )
2、
A.第Ⅰ象限 B.第Ⅱ象限
C.第Ⅲ象限 D.第Ⅳ象限
解析:設f(x)=ax2+bx+c,∵二次函數(shù)y=f(x)的圖象過原點,∴c=0,∴f′(x)=2ax+b,由y=f′(x)的圖象可知,2a<0,b>0,∴a<0,b>0,∴->0,=->0,故選A.
答案:A
3.設函數(shù)f(x)=ax+3,若f′(1)=3,則a等于( )
A.2 B.-2
C.3 D.-3
解析:∵f′(x)=li
=li =a,
∴f′(1)=a=3.
答案:C
4.若f(x)=x2-2x-4ln x,則f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為( )
A.(-1,0) B.(-1,0)∪(
3、2,+∞)
C.(2,+∞) D.(0,+∞)
解析:f′(x)=2x-2-==,由f′(x)>0得x>2.
答案:C
5.已知f(x)=2x3-6x2+m(m為常數(shù))在[-2,2]上有最大值3,那么此函數(shù)在[-2,2]上的最小值為( )
A.-37 B.-29
C.-5 D.-11
解析:由f′(x)=6x2-12x=6x(x-2)=0,解得x=0或x=2,又f(0)=m,f(2)=m-8,
f(-2)=m-40,所以f(x)max=m=3,f(x)min=m-40=3-40=-37.
答案:A
6.已知f(x)=2cos2x+1,x∈(0,π),則f(x)的單
4、調(diào)遞增區(qū)間是( )
A. B.
C. D.
解析:∵f(x)=2cos2x+1=2+cos 2x,x∈(0,π),
∴f′(x)=-2sin 2x.
令f′(x)>0,則sin 2x<0.
又x∈(0,π),∴0<2x<2π.
∴π<2x<2π,即
5、x)有極大值f(-2)和極小值f(2)
解析:由圖可知,當x<-2時,f′(x)>0;當-22時,
f′(x)>0.由此可以得到函數(shù)在x=-2處取得極大值,在x=2處取得極小值,選D.
答案:D
8.由y=-x2與直線y=2x-3圍成的圖形的面積是( )
A. B.
C. D.9
解析:解得交點A(-3,-9),B(1,-1).
如圖,由y=-x2與直線y=2x-3圍成的圖形的面積
S=-3(-x2)dx--3(2x-3)dx
=-x3-(x2-3x)=.
答案:B
9.下列函數(shù)中,x=0是其極值點
6、的函數(shù)是( )
A.f(x)=-x3 B.f(x)=-cos x
C.f(x)=sin x-x D.f(x)=
解析:對于A,f′(x)=-3x2≤0恒成立,在R上單調(diào)遞減,沒有極值點;對于B,f′(x)=sin x,當x∈(-π,0)時,f′(x)<0,當x∈(0,π)時,f′(x)>0,故f(x)=-cos x在x=0的左側(cè)區(qū)間(-π,0)內(nèi)單調(diào)遞減,在其右側(cè)區(qū)間(0,π)內(nèi)單調(diào)遞增,所以x=0是f(x)的一個極小值點;對于C,f′(x)=cos x-1≤0恒成立,在R上單調(diào)遞減,沒有極值點;對于D,f(x)=在x=0沒有定義,所以x=0不可能成為極值點,綜上可知,答案選B.
7、
答案:B
10.已知函數(shù)f(x)=asin x-bcos x在x=時取得極值,則函數(shù)y=f(-x)是( )
A.偶函數(shù)且圖象關于點(π,0)對稱
B.偶函數(shù)且圖象關于點(,0)對稱
C.奇函數(shù)且圖象關于點(,0)對稱
D.奇函數(shù)且圖象關于點(π,0)對稱
解析:∵f(x)的圖象關于x=對稱,∴f(0)=
f(),∴-b=a,
∴f(x)=asin x-bcos x=asin x+acos x=asin(x+),
∴f(-x)=asin(-x+)=asin(π-x)=asin x.
顯然f(-x)是奇函數(shù)且關于點(π,0)對稱,故選D.
答案:D
11.已知定義在實數(shù)
8、集R上的函數(shù)f(x)滿足f(1)=2,且f(x)的導數(shù)f′(x)在R上恒有f′(x)<1(x∈R),則不等式f(x)<x+1的解集為( )
A.(1,+∞)
B.(-∞,-1)
C.(-1,1)
D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解析:不等式f(x)<x+1可化為f(x)-x<1,
設g(x)=f(x)-x,
由題意g′(x)=f′(x)-1<0,g(1)=f(1)-1=1,故原不等式?g(x)<g(1),故x>1.
答案:A
12.函數(shù)f(x)=(1-cos x)sin x在[-π,π]的圖象大致為( )
解析:在[-π,π]上,
∵f(-x)=[1-cos(-
9、x)]sin(-x)=(1-cos x)
(-sin x)=-(1-cos x)sin x=-f(x),
∴f(x)是奇函數(shù),∴f(x)的圖象關于原點對稱,排除B.
取x=,則f()=(1-cos)sin=1>0,排除A.
∵f(x)=(1-cos x)sin x,∴f′(x)=sin xsin x+(1-cos x)cos x
=1-cos2x+cos x-cos2x=-2cos2x+cos x+1.
令f′(x)=0,則cos x=1或cos x=-.
結合x∈[-π,π],求得f(x)在(0,π]上的極大值點為π,靠近π,選C.
答案:C
二、填空題(本大題共4小題,每
10、小題4分,共16分,把答案填在題中的橫線上)
13.設函數(shù)f(x)在(0,+∞)內(nèi)可導,且f(ex)=x+ex,則f′(1)=________.
解析:令ex=t,則x=ln t,所以f(x)=ln x+x,即
f′(x)=1+,則f′(1)=1+1=2.
答案:2
14.曲線y=e-5x+2在點(0,3)處的切線方程為________.
解析:因為y=e-5x+2,所以y′=-5e-5x,所求切線的斜率為k=y(tǒng)′|x=0=-5e0=-5,故所求切線的方程為y-3=-5(x-0),即y=-5x+3或5x+y-3=0.
答案:y=-5x+3或5x+y-3=0
15.若函數(shù)f(x)
11、=在區(qū)間(m,2m+1)上單調(diào)遞增,則實數(shù)m的取值范圍是________.
解析:f′(x)=,令f′(x)> 0,得-10,當
12、x∈(,10)時,V′(x)<0,
∴當x=時,V(x)取得最大值為π cm3.
答案:π cm3
三、解答題(本大題共有6小題,共74分,解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分12分)求曲線y=x3在點(3,27)處的切線與兩坐標軸所圍成的三角形的面積.
解析:因為f′(3)=li =27,所以在點(3,27)處的切線方程為y-27=27(x-3),即y=27x-54.
此切線與x軸、y軸的交點分別為(2,0),(0,-54).
所以切線與兩坐標軸圍成的三角形的面積為254=54.
18.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=ex(ax+b)-x2-4x
13、,曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為y=4x+4.
(1)求a,b的值;
(2)討論f(x)的單調(diào)性,并求f(x)的極大值.
解析:(1)f′ (x)=ex(ax+a+b)-2x-4.
由已知得f(0)=4,f′(0)=4.故b=4,a+b=8.
從而a=4,b=4.
(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,f′(x)=4ex(x+2)-2x-4=4(x+2)(ex-).
令f′(x)=0,得x=-ln 2或x=-2.
從而當x∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)時,f′(x)>0;當x∈(-2,-ln 2)時,f′(x)<0.
故f(x)
14、在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上單調(diào)遞增,在(-2,-ln 2)上單調(diào)遞減.
當x=-2時,函數(shù)f(x)取得極大值,極大值為f(-2)=4(1-e-2).
19. (本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=-x3+ax2+bx在區(qū)間(-2,1)內(nèi)x=-1時取極小值,x=時取極大值.
(1)求函數(shù)y=f(x)在x=-2時的對應點的切線方程;
(2)求函數(shù)y=f(x)在[-2,1]上的最大值與最小值.
解析:(1)f′(x)=-3x2+2ax+b.
又x=-1,x=分別對應函數(shù)取得極小值、極大值,
所以-1,為方程-3x2+2ax+b=0的兩個根.
所以a=-1+,-=(-1)
15、.
于是a=-,b=2,則f(x)=-x3-x2+2x.
當x=-2時,f(-2)=2,即(-2,2)在曲線上.
又切線斜率為k=f′(-2)=-8,所求切線方程為y-2=-8(x+2),
即為8x+y+14=0.
(2)當x變化時,f′(x)及f(x)的變化情況如下表:
x
-2
(-2,-1)
-1
(-1,)
(,1)
1
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
2
-
則f(x)在[-2,1]上的最大值為2,最小值為-.
20.(本小題滿分12分)已知二次函數(shù)f(x)=3x2-3x,直線l1:x=
16、2和l2:y=3tx(其中t為常數(shù),且0
17、3x)-3tx]dx
=+
=(t+1)3-6t+2.
(2)依據(jù)定義,h(x)=(x+1)3-6x+2,x∈R,則
h′(x)=3(x+1)2-6.
因為m≠4,則點A(1,m)不在曲線y=h(x)上.
過點A作曲線y=h(x)的切線,設切點為M(x0,y0),
則切線方程為:y-y0=[3(x0+1)2-6](x-x0),
所以
消去y0,化簡整理得2x-6x0+m=0,其有三個不等實根.
設g(x0)=2x-6x0+m,則g′(x0)=6x-6.
由g′(x0)>0,得x0>1或x0<-1;
由g′(x0)<0,得-1
18、1),(1,+∞)上單調(diào)遞增,在(-1,1)上單調(diào)遞減,
所以當x0=-1時,函數(shù)g(x0)取極大值;
當x0=1時,函數(shù)g(x0)取極小值.
因此,關于x0的方程2x-6x0+m=0有三個不等實根的充要條件是
即即-4
19、n x.
因為在區(qū)間(0,)上f′(x)=-xsin x<0,所以f(x)在區(qū)間[0,]上單調(diào)遞減.
從而f(x)≤f(0)=0.
(2)當x>0時,“>a”等價于“sin x-ax>0”;“0對任意x∈(0,)恒成立.
當c≥1時,因為對任意x∈(0,),g′(x)=cos x-c<0,所以g(x)在區(qū)間[0,]上單調(diào)遞減.從而對
g(x)
20、=0.
g(x)與g′(x)在區(qū)間(0,)上的情況如下:
x
(0,x0)
x0
(x0,)
g′(x)
+
0
-
g(x)
因為g(x)在區(qū)間[0,x0]上是增函數(shù),所以g(x0)>g(0)=0.進一步,“g(x)>0對任意x∈(0,)恒成立”當且僅當g()=1-c≥0,即00對任意x∈(0,)恒成立;當且僅當c≥1時,g(x)<0對任意x∈(0,)恒成立.
所以,若a<
21、=2x3-3x.
(1)求f(x)在區(qū)間[-2,1]上的最大值;
(2)若過點P(1,t)存在3條直線與曲線y=f(x)相切,求t的取值范圍;
(3)問過點A(-1,2),B(2,10),C(0,2)分別存在幾條直線與曲線y=f(x)相切?(只需寫出結論)
解析:(1)由f(x)=2x3-3x得f′(x)=6x2-3.
令f′(x)=0,得x=-或x=.
因為f(-2)=-10,f=,f=-,
f(1)=-1,
所以f(x)在區(qū)間[-2,1]上的最大值為
f=.
(2)設過點P(1,t)的直線與曲線y=f(x)相切于點(x0,y0),
則y0=2x-3x0,且切線斜率為k
22、=6x-3,
所以切線方程為y-y0=(6x-3)(x-x0),
因此t-y0=(6x-3)(1-x0),整理得4x-6x+t+3=0.
設g(x)=4x3-6x2+t+3,
則“過點P(1,t)存在3條直線與曲線y=f(x)相切”等價于“g(x)有3個不同零點”.
g′(x)=12x2-12x=12x(x-1).
g(x)與g′(x)的情況如下:
x
(-∞,0)
0
(0,1)
1
(1,+∞)
g′(x)
+
0
-
0
+
g(x)
↗
t+3
↘
t+1
↗
所以,g(0)=t+3是g(x)的極大值,g(1)=t+1是
g(x)的極
23、小值.
當g(0)=t+3≤0,即t≤-3時,此時g(x)在區(qū)間
(-∞,1]和(1,+∞)上分別至多有1個零點,所以g(x)至多有2個零點.
當g(1)=t+1≥0,即t≥-1時,此時g(x)在區(qū)間
(-∞,0)和[0,+∞)上分別至多1個零點,所以g(x)至多有2個零點.
當g(0)>0且g(1)<0,即-30,所以g(x)分別在區(qū)間[-1,0),[0,1)和[1,2)上恰有1個零點.由于g(x)在區(qū)間(-∞,0)和(1,+∞)上單調(diào),所以g(x)分別在區(qū)間(-∞,0)和[1,+∞)上恰有1個零點.
綜上可知,當過點P(1,t)存在3條直線與曲線y=
f(x)相切時,t的取值范圍是(-3,-1).
(3)過點A(-1,2)存在3條直線與曲線y=f(x)相切;
過點B(2,10)存在2條直線與曲線y=f(x)相切;
過點C(0,2)存在1條直線與曲線y=f(x)相切.