人教A版高中数学第五章一元函数的导数及其应用单元测试卷
数学试题
(全卷满分150分,考试用时120分钟)
第一部分(选择题60分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021福建福州高二上期末)下列求导运算正确的是( )
A.(sin x+cos x)'=cos x+sin x
B.(xln x)'=
C.(e2x)'=e2x
D.
2.(2021广东深圳实验学校高二上第二阶段考试)函数y=f (x)在区间(a,b)内可导,且x0∈(a,b),若=2,则f '(x0)=( )
A.1 B.2 C.4 D.不确定
3.(2020山东聊城高二下期末教学质量抽测)函数y=f (x)的导函数y=f '(x)的图象如图所示,则函数y=f (x)的图象可能是( )
4.(2021湖南常德高二上期末)函数f (x)=在区间[0,3]上的最大值为( )
A.0 B. C. D.
5.(2021吉林白山高二上期末)已知函数f (x)=x3+kx-k,则“k<0”是“f (x)有极值”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(2021山东临沂高三上期末检测)已知函数g (x)的图象关于y轴对称,当x∈(-∞,0]时,g'(x)<0,g(2)=0.若g (x)=f (x+1),则(x+1)f (x)>0的解集为( )
A.(3,+∞) B.{x|x∈R,x≠1}
C.(1,+∞) D.{x|x<-1或x>3}
7.(2021天津耀华中学高二下期末)设函数f '(x)是奇函数f (x)的导函数,f (-1)=0,当x>0时,xf '(x)-f (x)<0,则使得f (x)>0成立的x的取值范围是( )
A.(-1,0)∪(1,+∞) B.(-∞,-1)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0,1)∪(1,+∞)
8.(2021安徽淮南高二上期末)已知函数f (x)=若函数g (x)=f (x)-a仅有一个零点,则实数a的取值范围为( )
A.(2,+∞) B.(2,+∞)∪
C. D.∪
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得3分)
9.(2021山东青岛高二上期末)如图是函数y=f (x)的导函数f '(x)的图象,则下面判断正确的是( )
A.f (x)在(-3,1)上单调递增
B.f (x)在(1,3)上单调递减
C.f (x)在(1,2)上单调递增
D.当x=4时,f (x)取得极小值
10.(2021湖南郴州高二上期末)已知函数f (x)=x3+x2-2在区间(a-2,a+3)上存在最小值,则整数a可以取( )
A.-2 B.-1 C.0 D.1
11.(2021山东临沂高二上期末)设函数f (x)=x·ln x,则关于x的方程 | f (x) |-m=0的实数根的个数可能为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
12.(2021河南南阳高三上期中)已知函数f (x)=sin x+x3-ax,则下列结论正确的是( )
A.f (x)是奇函数
B.当a=-3时,函数f (x)恰有两个零点
C.若f (x)为增函数,则a≤1
D.当a=3时,函数f (x)恰有两个极值点
第二部分(非选择题90分)
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.(2021河南名校高二上质量检测)函数f (x)=ln x在区间[1,e]上的平均变化率为 .
14.(2021河南天一大联考高二上期末)函数y=x3-2x2-96x+8的极小值是 .
15.(2021山东二模)已知直线y=kx是曲线y=ex的切线,也是曲线y=ln x+m的切线,则实数k= ,实数m= .
16.(2021陕西西安铁一中学高二上期末)若函数f (x)=(2-a)(a∈R)在上有最大值,则a的取值范围是 .
四、解答题(本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)(2020山东潍坊高二上期末)已知函数f (x)=(x2+ax-2a2+3a)ex(x∈R),其中a<.
(1)当a=0时,求曲线y=f (x)在点(1,f (1))处的切线方程;
(2)求函数f (x)的单调区间与极值.
18.(本小题满分12分)(2021天津红桥高三上期末)已知函数f (x)=x3+ax2+bx+1,记f(x)的导数为f '(x).若曲线f (x)在点(1,f (1))处的切线斜率为-3,且x=2时y=f (x)有极值.
(1)求函数f (x)的解析式;
(2)求函数f (x)在[-1,1]上的最大值和最小值.
19.(本小题满分12分)(2021陕西宝鸡高二上期末)已知函数f (x)=x+(1-a)ln x+(a∈R).
(1)讨论函数f (x)的单调性;
(2)当a>0时,若f (x)≥2恒成立,求实数a的取值范围.
20.(本小题满分12分)(2021安徽皖江名校联盟二联)新冠肺炎疫情发生后,某地政府为了支持企业复工复产,决定向当地企业发放补助款,其中对纳税额x(万元)在x∈[4,8]的小微企业做统一方案,方案要求同时具备下列两个条件:①补助款f (x)(万元)随企业原纳税额x(万元)的增加而增加;②补助款不低于原纳税额的50%.经测算,政府决定采用函数模型f (x)=+4(其中m为参数)作为补助款发放方案.
(1)判断使用参数m=12是否满足条件,并说明理由;
(2)求同时满足条件①②的参数m的取值范围.
21.(本小题满分12分)(2021河北张家口高三上期末)已知函数f (x)=ex-ax-1.
(1)当a=2时,求曲线在(1, f (1))处的切线方程;
(2)若g (x)=f (x)-x2,且g (x)在[0,+∞)上的最小值为0,求a的取值范围.
22.(本小题满分12分)(2021山西晋中、大同高三上期末)已知函数f (x)=aln x2+(a≠0).
(1)讨论函数f (x)的单调区间;
(2)若f (x)在x∈(0,+∞)上存在两个不同的零点x1、x2,求a的取值范围.
参考答案
一、单项选择题
1.D;2.A;3.D;4.B;5.C;6.A;7.B;8.D.
二、多项选择题
9.CD;10.BCD;11.BCD;12.ACD.
三、填空题
13.;14.-856;15.e;2;16.(,2)
四、解答题
17.(1)当a=0时, f (x)=x2ex,f (1)=e,
f '(x)=(x2+2x)ex,所以f '(1)=3e.
故所求切线方程为y-e=3e(x-1),即y=3ex-2e.
(2)f '(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex.
令f '(x)=0,解得x=-2a或x=a-2.
由a<知,-2a>a-2,列表如下:
x (-∞,a-2) a-2 (a-2,-2a) -2a (-2a,+∞)
f '(x) + 0 - 0 +
f (x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
所以f (x)的增区间为(-∞,a-2),(-2a,+∞),减区间为(a-2,-2a).
函数f (x)在x=a-2处取得极大值,且极大值为f (a-2)=(4-3a)ea-2.
函数f (x)在x=-2a处取得极小值,且极小值为f (-2a)=3ae-2a.
18.(1)由题意得f '(x)=3x2+2ax+b,
所以f '(1)=3+2a+b=-3, f '(2)=12+4a+b=0,
解得a=-3,b=0,经检验,满足题意.
所以f (x)=x3-3x2+1.
(2)由(1)知, f(x)=x3-3x2+1,∴f '(x)=3x2-6x,
令f ' (x)=0,解得x=0或x=2,
当-1<x<0时, f '(x)>0, f (x)在(-1,0)上是增函数,
当0<x<1时, f '(x)<0, f (x)在(0,1)上是减函数,
所以f (x)的极大值为f(0)=1,又f (1)=-1, f (-1)=-3,
所以f (x)在[-1,1]上的最大值为1,最小值为-3.
19.(1)易得f (x)的定义域为(0,+∞),
由题意,得f '(x)=1+,
若a≤0,当x>0时, f ' (x)>0, f (x)单调递增,
若a>0,当x>a时, f ' (x)>0, f (x)单调递增,当0<x<a时, f '(x)<0, f (x)单调递减.
综上,当a≤0时, f (x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>0时, f (x)在(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单调递减.
(2)由(1)知,当a>0时, f (x)在(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单调递减,
∴f (x)min=f (a)=a+(1-a)ln a+1,若f (x)≥2恒成立,
则a+(1-a)ln a+1≥2,∴(a-1)(ln a-1)≤0,
∵当0<a<1时,ln a<0,∴不等式(a-1)(ln a-1)≤0不成立,
∴解得1≤a≤e,
∴a的取值范围为[1,e].
20.(1)当m=12时,f (x)=+4(x∈[4,8]),所以f '(x)=>0,
所以函数f (x)在x∈[4,8]上为增函数,满足条件①.
由不等式+4≥x,x∈[4,8],可得x2-16x+48≤0,
设g(x)=x2-16x+48,x∈[4,8],则g(x)图象的对称轴为直线x=8,
所以g(x)在x∈[4,8]上为减函数且g(4)=0,
所以f(x)=+4≥x恒成立,
综上可得,当使用参数m=12时满足条件.
(2)由函数f (x)=+4,
可得f '(x)=,
所以当m≥0时, f '(x)>0,满足条件①,
当m<0时,由f '(x)=0,可得x=2(负值舍去),
若f (x)在[4,8]上单调递增,
则2≤4,解得-4≤m<0,
综上可得,m≥-4.
由条件②可知,f (x)≥在[4,8]上恒成立,即不等式≤4在x∈[4,8]上恒成立,
等价于m≤x2+4x=-(x-8)2+16在x∈[4,8]上恒成立.
当x=4时,y=-(x-8)2+16(4≤x≤8)取最小值,最小值为12,所以m≤12.
综上,参数m的取值范围是[-4,12].
21.(1)当a=2时, f (x)=ex-2x-1,
∴f '(x)=ex-2, f '(1)=e-2,
又f(1)=e-3,
∴切线方程为y-(e-3)=(e-2)(x-1),
即(e-2)x-y-1=0.
(2)由题意得g(x)=ex-x2-ax-1.
∵g(0)=f (0)-0=0,
∴原条件等价于在(0,+∞)上,g(x)=ex-x2-ax-1≥0,
整理得a≤,
令h (x)=(x>0),
则h' (x)=,
令m (x)=ex-x-1,则m' (x)=ex-1,
在(0,+∞)上,m' (x)>0,m (x)单调递增,
又m(0)=0,
∴在(0,+∞)上,ex-x-1>0,
故在(0,1)上,h' (x)<0;在(1,+∞)上,h' (x)>0,
∴h (x)的最小值为h (1)=e-2,∴a≤e-2.
22.(1)易得函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
f ' (x)=,
若a<0,当x∈时,f ' (x)>0,f (x)单调递增,
当x∈,(0,+∞)时, f ' (x)<0, f (x)单调递减;
若a>0,当x∈(-∞,0),时, f '(x)<0, f (x)单调递减,
当x∈时, f '(x)>0, f (x)单调递增.
综上,当a<0时, f (x)在上单调递增,在,(0,+∞)上单调递减;当a>0时, f (x)在(-∞,0),上单调递减,在上单调递增.
(2)由(1)知,a<0不合题意,故在a>0的情况下考虑,
当a>0时,若x∈,则f '(x)<0, f (x)单调递减,
若x∈,则f ' (x)>0, f (x)单调递增,
故f (x)在x=处取得极小值,也是最小值,为f =-2aln(2a)+2a,
要想f (x)在x∈(0,+∞)上存在两个不同的零点,需f =-2aln(2a)+2a<0 2a[1-ln(2a)]<0 ln(2a)>1,解得a>,
当x=∈时,易得f =-2aln(36a2)+36a2>0,
因此f (x)在上存在一个零点,
当x=1∈时, f (1)=1>0,因此f (x)在上存在一个零点,
综上,a>.