2014-2015学年高三(上)第二次月考数学试卷(理科)
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应位置上.
1.设集合A={x|﹣1<x<2},B={x|0<x<4,x∈N},则A∩B= .
2.若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a= .
3.已知f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=log2x,则f(﹣4)= . 4.函数y=
5.函数y=x+
6.将函数f(x)=2sin(2x+
)的图象向右平移φ(φ>0)个单位,再将图象上每一点
对称,则φ的最小正值为 .
,x∈[2,5]的值域为 .
的定义域是 .
横坐标缩短到原来的倍,所得图象关于直线x=
7.若函数f(x)=
的图象关于原点对称,则a= .
8.已知f(x)是定义域为R的偶函数,当x≥0时,f(x)=x﹣4x,那么,不等式f(x+2)
<5的解集是 .
9.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则满足不等式f(1)<f(lg(2x))的x的取值范围是 .
10.若方程2=9﹣x 在区间(k,k+1)(k∈Z)上有解,则所有满足条件的实数k值的和为 .
11.已知函数f(x)=
12.已知函数f(x)=
(a为常数)的图象在点A(1,0)处的切线与该,若f(a)=,则f(﹣a)= .
|x|
2
2
函数的图象恰好有三个公共点,则实数a的取值范围是 .
1
13.对于定义域内的任意实数x,函数f(x)=实数a的取值范围是 .
的值恒为正数,则
14.设函数f(x)在R上存在导数f′(x),对任意的x∈R有f(﹣x)+f(x)=x,且在(0,+∞)上f′(x)>x.若f(2﹣a)﹣f(a)≥2﹣2a,则实数a的取值范围 .
二.解答题:本大题共6小题.共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知四边形ABCD是矩形,AB=,BC=,将△ABC沿着对角线AC折起来得到△AB1C,且顶点B1在平面AB=CD上射影O恰落在边AD上,如图所示. (1)求证:AB1⊥平面B1CD;
(2)求三棱锥B1﹣ABC的体积VB1﹣ABC.
2
16.已知函数(1)设
(2)在△ABC中,AB=1,
17.已知函数
在x=1处取得极值2. ,且
.
,求θ的值;
,且△ABC的面积为
,求sinA+sinB的值.
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)当m满足什么条件时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增? (3)若P(x0,y0)为
图象上任意一点,直线l与
的图象切
于点P,求直线l的斜率k的取值范围.
18.某种出口产品的关税税率t,市场价格x(单位:千元)与市场供应量p(单位:万件)之间近似满足关系式:p=
,其中k,b均为常数.当关税税率为75%时,
若市场价格为5千元,则市场供应量均为1万件;若市场价格为7千元,则市场供应量约为2万件.
(1)试确定k、b的值;
2
(2)市场需求量q(单位:万件)与市场价格x近似满足关系式:q=2.p=q时,市场价格称为市场平衡价格.当市场平衡价格不超过4千元时,试确定关税税率的最大值.
19.设函数f(x)=x﹣ax+a+3,g(x)=ax﹣2a.
(1)对于任意a∈[﹣2,2]都有f(x)>g(x) 成立,求x的取值范围;
(2)当a>0 时对任意x1,x2∈[﹣3,﹣1]恒有f(x1)>﹣ag(x2),求实数a的取值范围; (3)若存在x0∈R,使得f(x0)<0与g(x0)<0同时成立,求实数a的取值范围.
20.设a是实数,函数f(x)=ax+(a+1)x﹣2lnx. (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当a=2时,过原点O作曲线y=f(x)的切线,求切点的横坐标;
(3)设定义在D上的函数y=g(x)在点P(x0,y0)处的切线方程为l:y=h(x),当x≠x0时,若
<0在D内恒成立,则称点P为函数y=g(x)的“巧点”.当a=
2
2
﹣x
﹣时,试问函数y=f(x)是否存在“巧点”?若存在,请求出“巧点”的横坐标;若不存在,说明理由.
二.数学加试试卷解答题(共1小题,每小题10分共40分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤)(矩阵与变换选做题) 21.设矩阵A=
,矩阵A属于特征值λ1=﹣1的一个特征向量为α1=
,求ad﹣bc的值.
,属于特征
值λ2=4的一个特征向量为α2=
(坐标系与参数方程选做题)
22.在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.设点A,B分别在曲线C1:
四.解答题
23.对于三次函数f(x)=ax+bx+cx+d(a≠0),定义:设f″(x)是函数y=f(x)的导函数y=f′(x) 的导数,若f″(x)=0 有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f
32
(x)的“拐点”.已知函数f(x)=x﹣3x+2x﹣2,请解答下列问题: (1)求函数f(x)的“拐点”A的坐标; (2)求证f(x)的图象关于“拐点”A对称.
24.已知函数f(x)=[ax+(a﹣1)x+a﹣(a﹣1)]e (其中a∈R).若x=0为f(x)的极值点.解不等式f(x)>(x﹣1)(x+x+1).
3
2
2
2
2
x
3
2
(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,求线段AB的最小值.
4
2014-2015学年高三(上)第二次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应位置上.
1.设集合A={x|﹣1<x<2},B={x|0<x<4,x∈N},则A∩B= {1} .
考点: 交集及其运算. 专题: 集合.
分析: 求出B中不等式解集的自然数解确定出B,找出A与B的交集即可. 解答: 解:∵A={x|﹣1<x<2},B={x|0<x<4,x∈N}={1,2,3}, ∴A∩B={1}. 故答案为:{1}
点评: 此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
2.若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a= ﹣6 .
考点: 带绝对值的函数;函数单调性的性质. 专题: 计算题.
分析: 根据函数f(x)=|2x+a|关于直线方程,即可求得a的值.
解答: 解:∵函数f(x)=|2x+a|关于直线∴
对称,单调递增区间是[3,+∞), 对称,单调递增区间是[3,+∞),可建立
∴a=﹣6
故答案为:﹣6
点评: 本题考查绝对值函数,考查函数的单调性,解题的关键是确定函数的对称轴,属于基础题.
3.已知f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=log2x,则f(﹣4)= ﹣2 .
考点: 函数的值.
专题: 函数的性质及应用.
分析: 利用奇函数的性质即可得出f(﹣4)=﹣f(4),再利用对数的运算法则即可得出. 解答: 解:∵f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=log2x, ∴f(﹣4)=﹣f(4)=﹣log24=﹣2. 故答案为﹣2.
点评: 熟练掌握奇函数的性质、对数的运算法则是解题的关键. 4.函数y=
的定义域是 (﹣∞,﹣1]∪[3,+∞) .
5
考点: 函数的定义域及其求法. 专题: 函数的性质及应用.
分析: 根据函数成立的条件,即可得到结论. 解答: 解:要使函数f(x)有意义,则即
2
﹣8≥0,
≥8,
则x﹣2x≥3,
2
即x﹣2x﹣3≥0, 解得x≥3或x≤﹣1,
即函数的定义域为(﹣∞,﹣1]∪[3,+∞) 故答案为:(﹣∞,﹣1]∪[3,+∞)
点评: 本题主要考查函数的定义域的求解,要求熟练掌握常见函数成立的条件.
5.函数y=x+
,x∈[2,5]的值域为 [3,7] .
考点: 函数的值域.
专题: 函数的性质及应用. 分析: 设t=解答: 解:设t=
2
,运用换元法转化为二次函数求解.
,函数y=x+
,x∈[2,5]
y=t+t+1,t∈[1,2] 可判断为递增函数, t=1,时,y=3. t=2时,y=7.
故答案为:[3,7].
点评: 本题考查了二次函数闭区间上的值域求解问题.
6.将函数f(x)=2sin(2x+
)的图象向右平移φ(φ>0)个单位,再将图象上每一点
对称,则φ的最小正值为
.
横坐标缩短到原来的倍,所得图象关于直线x=
考点: 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换. 专题: 三角函数的图像与性质.
分析: 根据三角函数图象的变换规律得出图象的解析式f(x)=2sin(4x﹣2φ+据三角函数的性质,当x=
),再根
时函数取得最值,列出关于φ的不等式,讨论求解即可.
6
解答: 解:将函数f(x)=2sin(2x+=2sin[2(x﹣φ)+
)的图象向右平移φ个单位所得图象的解析式f(x)),再将图象上每一点的横坐标缩短到原来的倍)
时函数取得最值,所以4×
﹣2φ+
=k
]=2sin(2x﹣2φ+
所得图象的解析式f(x)=2sin(4x﹣2φ+因为所得图象关于直线x=π+
,k∈Z
+
,k∈Z
π. 对称,所以当x=
整理得出φ=﹣
当k=0时,φ取得最小正值为故答案为:
.
点评: 本题考查三角函数图象的变换规律,三角函数的图象与性质.在三角函数图象的平
移变换中注意是对单个的x或y来运作的,如本题中,向右平移φ个单位后相位应变为2(x﹣φ)+
7.若函数f(x)=
的图象关于原点对称,则a= ﹣\\frac{1}{2} .
,而非2x﹣φ+
.
考点: 函数的图象.
专题: 函数的性质及应用.
分析: 根据奇函数的图象的性质,可以函数f(x)图象关于原点对称,即f(x)为奇函数. 解答: 解:∵函数f(x)=∴函数f(x)为奇函数, ∴f(﹣x)=﹣f(x), ∴
=﹣
,
的图象关于原点对称,
∴(﹣2x+1)(﹣x+a)=(2x+1)(x+a) 解得,a=﹣, 故答案为:
点评: 本题主要考查了奇函数的图象和性质,属于基础题.
8.已知f(x)是定义域为R的偶函数,当x≥0时,f(x)=x﹣4x,那么,不等式f(x+2)<5的解集是 (﹣7,3) .
考点: 函数单调性的性质;一元二次不等式的解法.
7
2
专题: 压轴题;不等式的解法及应用.
分析: 由偶函数性质得:f(|x+2|)=f(x+2),则f(x+2)<5可变为f(|x+2|)<5,代入已知表达式可表示出不等式,先解出|x+2|的范围,再求x范围即可. 解答: 解:因为f(x)为偶函数,所以f(|x+2|)=f(x+2), 则f(x+2)<5可化为f(|x+2|)<5,
即|x+2|﹣4|x+2|<5,(|x+2|+1)(|x+2|﹣5)<0, 所以|x+2|<5, 解得﹣7<x<3,
所以不等式f(x+2)<5的解集是(﹣7,3). 故答案为:(﹣7,3).
点评: 本题考查函数的奇偶性、一元二次不等式的解法,借助偶函数性质把不等式具体化是解决本题的关键.
9.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则满足不等式f(1)<f(lg(2x))的x的取值范围是 (0,
)∪(5,+∞) .
2
考点: 函数奇偶性的性质. 专题: 函数的性质及应用.
分析: 根据函数是偶函数,把不等式转化成f(1)<f(|lg(2x)|),就可以利用函数在区间[0,+∞)上单调递增转化成一般的不等式进行求解. 解答: 解:∵函数f(x)是定义在R上的偶函数, ∴f(1)<f(lg(2x))=f(|lg(2x)|) ∵函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,
∴|lg(2x)|>1,即lg(2x)>1或lg(2x)<﹣1 解得:x>5或0<x<
)∪(5,+∞).
所以满足不等式f(1)<f(lg(2x))的x的取值范围是(0,故答案为:(0,
)∪(5,+∞).
点评: 本题考查了利用函数的奇偶性和单调性解抽象不等式,解题的关键是利用函数的奇
偶性把自变量转化到同一个单调区间上,还要注意函数的定义域.
10.若方程2=9﹣x 在区间(k,k+1)(k∈Z)上有解,则所有满足条件的实数k值的和为 ﹣1 .
考点: 根的存在性及根的个数判断.
专题: 计算题;作图题;函数的性质及应用.
分析: 将方程的根化为f(x)=2与g(x)=9﹣x在区间(k,k+1)(k∈Z)上有交点,作出图象,由图可得k的值.
解答: 解:方程2=9﹣x 在区间(k,k+1)(k∈Z)上有解可化为:
|x|2
f(x)=2与g(x)=9﹣x在区间(k,k+1)(k∈Z)上有交点, 作两个函数的简图如下:
8
|x|
2
|x|
2
|x|
2
则它们的交点在区间(﹣3,﹣2),(2,3)之间, 故k=﹣3,2; 故答案为:﹣1.
点评: 本题考查了方程的解与函数的零点之间的关系,属于基础题.
11.已知函数f(x)=
,若f(a)=,则f(﹣a)=
.
考点: 函数的值.
专题: 函数的性质及应用.
分析: 根据函数的奇偶性,即可得到结论. 解答: 解:f(x)=
=1+
,
则f(x)﹣1=是奇函数,
∴f(﹣a)﹣1=﹣[f(a)﹣1], 即f(﹣a)=﹣f(a)+2=故答案为:
,
9
点评: 本题主要考查函数值的计算,根据条件构造奇函数是解决本题的关键.
12.已知函数f(x)=
(a为常数)的图象在点A(1,0)处的切线与该
函数的图象恰好有三个公共点,则实数a的取值范围是 (﹣3,) .
考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程. 专题: 导数的综合应用.
分析: 利用导数的几何意义求出切线方程,利用分段函数与切线有三个不同的交点,得到当x<1时,切线和二次函数有两个不同的交点,利用数形结合,即可求得a的取值范围. 解答: 解:当x≥1,函数f(x)的导数,f'(x)=,则f'(1)=1, 则在A(1,0)处的切线方程为y﹣0=(x﹣1),即y=x﹣1. 当x≥1时,切线和函数f(x)=lnx有2个交点, ∴要使切线与该函数的图象恰好有三个公共点,
则当x<1时,函数f(x)=x+2x+a=x﹣1,有2个交点,
2
即x+x=﹣a﹣1在x<1时,有2个不同的根,
2
设g(x)=x+x, 则g(x)=(x+)﹣, ∵x<1, ∴当x=
时,g(x)=﹣,
2
2
当x=1时,g(x)=2,
要使x+x=﹣a﹣1在x<1时,有2个不同的根, 则满足﹣<﹣a﹣1<2, 即﹣3<a<
,
),
2
∴实数a的取值范围是(﹣3,故答案为:(﹣3,
)
10
点评: 本题主要考查导数的几何意义,以及函数交点问题,利用二次函数的性质是解决本题的关键.考查学生分析问题的能力,综合性较强.
13.对于定义域内的任意实数x,函数f(x)=
的值恒为正数,则
实数a的取值范围是 ﹣7<a≤0或a=2 .
考点: 函数恒成立问题. 专题: 函数的性质及应用.
分析: 题目给出的函数是分式函数,且分子分母均为二次三项式,对应的函数均开口向上,所以分分子分母对应的方程同解和不同解讨论,同解时利用系数相等求a的值,不同解时,若a≠0,则需分子分母对应的方程均无解,a=0时,在定义域内函数值恒大于0.
解答: 解:给出的函数分子分母都是二次三项式,对应的图象都是开口向上的抛物线,若分子分母对应的方程是同解方程, 则
,解得a=2.
此时函数的值为f(x)=>0.
若分子分母对应的方程不是同解方程,要保证对于定义域内的任意实数x,函数值均为正, 则需要分子分母的判别式均小于0, 即
解得﹣7<a<0.
∴a的范围是﹣7<a<0. 当a=0时,函数化为f(x)=
,函数定义域为{x|x≠0},分母恒大于0,分子的判,
别式小于0,
分子恒大于0,函数值恒正. 综上,对于定义域内的任意实数x,函数值均为正,则实数a的取值范围是﹣7<a≤0或a=2. 故答案为:﹣7<a≤0或a=2.
11
点评: 本题考查恒成立问题,考查了利用函数值的范围求解参数的取值范围,解答此题的关键是由函数值恒为正得到分子分母的取值情况,属中档题.
14.设函数f(x)在R上存在导数f′(x),对任意的x∈R有f(﹣x)+f(x)=x,且在(0,+∞)上f′(x)>x.若f(2﹣a)﹣f(a)≥2﹣2a,则实数a的取值范围 (﹣∞,1] .
考点: 利用导数研究函数的单调性;导数的运算. 专题: 计算题;导数的综合应用.
分析: 令g(x)=f(x)﹣x,由g(﹣x)+g(x)=0,可得函数g(x)为奇函数.利用导数可得函数g(x)在R上是增函数,f(2﹣a)﹣f(a)≥2﹣2a,即g(2﹣a)≥g(a),可得 2﹣a≥a,由此解得a的范围. 解答: 解:令g(x)=f(x)﹣x,
∵g(﹣x)+g(x)=f(﹣x)﹣x+f(x)﹣x=0,
∴函数g(x)为奇函数.
∵x∈(0,+∞)时,g′(x)=f′(x)﹣x>0,
故函数g(x)在(0,+∞)上是增函数,故函数g(x)在(﹣∞,0)上也是增函数, 由f(0)=0,可得g(x)在R上是增函数. f(2﹣a)﹣f(a)≥2﹣2a,等价于f(2﹣a)﹣
≥f(a)﹣
,即g(2﹣a)
2
2
2
2
2
≥g(a),
∴2﹣a≥a,解得a≤1, 故答案为:(﹣∞,1].
点评: 本题主要考查函数的奇偶性、单调性的应用,体现了转化的数学思想,属于中档题.
二.解答题:本大题共6小题.共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知四边形ABCD是矩形,AB=,BC=,将△ABC沿着对角线AC折起来得到△AB1C,且顶点B1在平面AB=CD上射影O恰落在边AD上,如图所示. (1)求证:AB1⊥平面B1CD;
(2)求三棱锥B1﹣ABC的体积VB1﹣ABC.
考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.
12
专题: 计算题;空间位置关系与距离.
分析: (1)利用线面垂直的判定,AB1⊥CD,又AB1⊥B1C,且B1C∩CD=C∴AB1⊥平面B1CD;(2)AB1⊥平面B1CD,AB1即棱锥的高,后算出底面ABC的面积,代人棱锥体积公式计算. 解答: 解:(1)B1O⊥平面ABCD,CD?平面ABCD, ∴B1O⊥CD,又CD⊥AD,AD∩B1O=O ∴CD⊥平面AB1D,又AB1?平面AB1D ∴AB1⊥CD,又AB1⊥B1C,且B1C∩CD=C ∴AB1⊥平面B1CD; …(6分)
(2)由于AB1⊥平面B1CD,B1D?平面ABCD,∴AB1⊥B1D, 在Rt△AB1D中,B1D=又由B1O?AD=AB1?B1D 得∴VB1﹣ABC=S△ABC?B1O=
…12分 =2,
,
点评: 本题考查的知识点是直线与平面垂直的判定,棱锥的体积,其中(1)的关键是熟练掌握线面垂直,线面垂直及线线垂直的相互转化,(2)的关键是判断出棱锥的高和底面面积.
16.已知函数(1)设
(2)在△ABC中,AB=1,
,且
.
,求θ的值;
,且△ABC的面积为
,求sinA+sinB的值.
考点: 余弦定理;同角三角函数基本关系的运用;两角和与差的余弦函数;正弦定理. 专题: 计算题.
分析: (1)利用二倍角公式及辅助角公式对函数化简可得,f(x)=2cos(x+由
(2)由(1)知
可得,cos(θ+由已知面积
)=,结合已知可得,
2
2
)+,
可求θ的值;
从而有
由余弦定理得
可
可得a+b=再由正弦定理得
求.
13
解答: 解:(1)
=
分) 由于是分)
(2)因为C∈(0,π),由(1)知因为△ABC的面积为
,所以
.(9分)
,于是
.①
得
(k∈Z) 因为
(5分) 所以
(7
=
.(3
在△ABC中,设内角A、B的对边分别是a,b. 由余弦定理得由①②可得由正弦定理得所以
或
于是
, .(14分)
的
可以把函
,所以a+b=7.② .(12分)
2
2
点评: (1)考查了二倍角公式的变形形式应用,辅助角公式
数化为一个角的三角函数,进而可以研究三角函数的性
(2)考查了正弦定理及余弦定理及三角形的面积公式的综合运用.
17.已知函数
在x=1处取得极值2.
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)当m满足什么条件时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增? (3)若P(x0,y0)为
图象上任意一点,直线l与
的图象切
于点P,求直线l的斜率k的取值范围.
考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;直线的斜率. 专题: 综合题;压轴题. 分析: (1)由函数
在x=1处取得极值2可得f(x)=2,f′(1)=0求出a
和b确定出f(x)即可;
(2)令f′(x)>0求出增区间得到m的不等式组求出解集即可;
14
(3)找出直线l的斜率k=f′(x0),利用换元法求出k的最小值和最大值即可得到k的范围.
解答: 解:(1)因
,
而函数在x=1处取得极值2,
所以所以
?;
?
(2)由(1)知
如图,f(x)的单调增区间是[﹣1,1],
,
所以,?﹣1<m≤0,
所以当m∈(﹣1,0]时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增.
(3)由条件知,过f(x)的图形上一点P的切线l的斜率k为:
=
令,则t∈(0,1],此时,
根据二次函数当
时,kmin=
的图象性质知:
,当t=1时,kmax=4
.
所以,直线l的斜率k的取值范围是
点评: 考查学生利用导数研究函数极值的能力,利用导数研究函数单调性的能力,以及直线斜率的求法.
18.某种出口产品的关税税率t,市场价格x(单位:千元)与市场供应量p(单位:万件)之间近似满足关系式:p=
,其中k,b均为常数.当关税税率为75%时,
15
若市场价格为5千元,则市场供应量均为1万件;若市场价格为7千元,则市场供应量约为2万件.
(1)试确定k、b的值;
(2)市场需求量q(单位:万件)与市场价格x近似满足关系式:q=2.p=q时,市场价格称为市场平衡价格.当市场平衡价格不超过4千元时,试确定关税税率的最大值.
考点: 函数模型的选择与应用. 专题: 应用题;综合题. 分析: (1)根据“关系式:p=2
(1﹣kt)(x﹣b)2
﹣x
,及市场价格为5千元,则市场供应量均为1
万件;市场价格为7千元,则市场供应量约为2万件”,可得到从而求得结果. (2)当p=q时,可得2
(1﹣t)(x﹣5)2
=2,可求得t=1+
﹣x
=1+,由双勾函
数f(x)=x+在(0,4]上单调递减,可知当x=4时,f(x)有最小值.
解答: 解:(1)由已知可得:,
∴
解得:b=5,k=1 (2)当p=q时,2
(1﹣t)(x﹣5)2
,
=2
=1+
,
﹣x
∴(1﹣t)(x﹣5)=﹣x?t=1+
2
而f(x)=x+此时t=1+
在(0,4]上单调递减,∴当x=4时,f(x)有最小值
取得最大值5;
,
故当x=4时,关税税率的最大值为500%
点评: 本题主要考查函数模型的应用,考查了指数方程的解法和双勾函数最值的求法.
19.设函数f(x)=x﹣ax+a+3,g(x)=ax﹣2a.
(1)对于任意a∈[﹣2,2]都有f(x)>g(x) 成立,求x的取值范围;
(2)当a>0 时对任意x1,x2∈[﹣3,﹣1]恒有f(x1)>﹣ag(x2),求实数a的取值范围; (3)若存在x0∈R,使得f(x0)<0与g(x0)<0同时成立,求实数a的取值范围.
考点: 二次函数的性质. 专题: 函数的性质及应用.
16
2
分析: (1)由题意可得,(﹣2x+3)a+x+3>0 对于任意a∈[﹣2,2]恒成立.设h(a)=(﹣2x+3)a+x+3,则有
2
2
,解不等式组可得x的范围.
(2)由题意可知在区间[﹣3,﹣1]上,[f(x)]min>[﹣ag(x)]max.利用二次函数的单调性求得f(x)min和[﹣ag(x)]max 的值,解不等式求得a的范围.
(3)分a=0、a<0、a>0三种情况,分别由条件求得a的范围,再取并集,即得所求. 解答: 解:(1)因为对于任意a∈[﹣2,2]都有f(x)>g(x) 成立,都有x﹣ax+a+3>ax﹣2a,
即(﹣2x+3)a+x+3>0 对于任意a∈[﹣2,2]恒成立. 设h(a)=(﹣2x+3)a+x+3,则有
2
2
2
,解不等式组可得,
或.
(2)由题意可知在区间[﹣3,﹣1]上,[f(x)]min>[﹣ag(x)]max. 因为f(x)=x﹣ax+a+3 的图象的对称轴上单调递减,可得f(x)min=f(﹣1)=2a+4.
因为﹣ag(x)=﹣ax+2a 在[﹣3,﹣1]上单调递减,可得2a+4>5a,可得
2
2
2
2
,所以f(x)=x﹣ax+a+3 在[﹣3,﹣1]
2
,所以
.
(3)若a=0,则g(x)=0,不合题意,舍去.
若a<0,由g(x)<0 可得x>2.原题可转化为在区间(2,+∞) 上存在x0,使得f(x0)<0.
因为f(x)=x﹣ax+a+3 在为a<0,不合题意.
若a>0,由g(x)<0 可得x<2,原题可转化为在区间(﹣∞,2)上若存在x0,使得f(x0)<0. 当
时,即a>4 时,f(2)=7﹣a<0,可得a>7;当
,可得a>6 或a<﹣2.
综上可知a>7.
点评: 本题主要考查二次函数的性质的应用,函数的恒成立问题,体现了分类讨论、转化的数学思想,属中档题.
20.设a是实数,函数f(x)=ax+(a+1)x﹣2lnx. (1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当a=2时,过原点O作曲线y=f(x)的切线,求切点的横坐标;
(3)设定义在D上的函数y=g(x)在点P(x0,y0)处的切线方程为l:y=h(x),当x≠x0时,若
<0在D内恒成立,则称点P为函数y=g(x)的“巧点”.当a=
2
2
上单调递增,所以f(2)<0,可得a>7,又因
时,即0<a<4 时,
17
﹣时,试问函数y=f(x)是否存在“巧点”?若存在,请求出“巧点”的横坐标;若不存在,说明理由.
考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性. 专题: 综合题;导数的综合应用.
分析: (1)求导数,利用导数的正负,可得函数f(x)的单调区间; (2)设切点,可得切线的斜率k=4m+3﹣,利用直线OM的斜率为
方程,即可求切点的横坐标;
(3)分类讨论,根据“巧点”的定义结合函数的单调性,即可得出结论. 解答: 解:(1)当a=1时,f′(x)=
(x>0),…(1分)
由f′(x)>0得:x>;由f′(x)<0得:0<x<. (2分)
所以,f(x)的单调增区间为(
,+∞),单调减区间为(0,).(3分)
(2)当a=2时,设切点为M (m,n).
f′(x)=4x+3﹣( x>0),所以,切线的斜率k=4m+3﹣.
又直线OM的斜率为,…(5分)
所以,4m+3﹣=
,即m2
+lnm﹣1=0,
又函数y=m2
+lnm﹣1在(0,+∞)上递增,且m=1是一根,所以是唯一根,
所以,切点横坐标为1. (3)a=﹣时,由函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,y0)处的切线方程为:y=(﹣x0+﹣)(x﹣x2
0)﹣x0+x0﹣2ln x0. 分)
令h(x)=(﹣x2
0+﹣
)(x﹣x0)﹣x0+x0﹣2ln x0,
设F(x)=f(x)﹣h(x),则F(x0)=0.
且F′(x)=f′(x)﹣h′(x)=﹣x+﹣﹣(﹣x0+﹣
)
18
,建立
…
…
…(7分) …(8
=﹣(x﹣x0)﹣(﹣分)
当0<x0<2时,
)=﹣(x﹣x0) (x﹣) …(10
>x0,F(x)在(x0,)上单调递增,从而有F(x)>F(x0)=0,
所以,>0;
当x0>2时,<x0,F(x)在(,x0)上单调递增,从而有F(x)<F(x0)=0,所以,
>0.
因此,y=f(x)在(0,2)和(2,+∞)上不存在“巧点”. …(13分)
当x0=2时,F′(x)=﹣
所以,x>2时,F(x)<F(2)=0,
≤0,所以函数F(x)在(0,+∞)上单调递减.
<0;0<x<2时,F(x)>F(2)=0,
<0.
因此,点(2,f(2))为“巧点”,其横坐标为2. …(16分)
点评: 正确理解导数的几何意义、“巧点”的意义及熟练掌握利用导数研究函数的单调性是解题的关键.
二.数学加试试卷解答题(共1小题,每小题10分共40分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤)(矩阵与变换选做题) 21.设矩阵A=
,矩阵A属于特征值λ1=﹣1的一个特征向量为α1=
,求ad﹣bc的值.
,属于特征
值λ2=4的一个特征向量为α2=
考点: 特征值、特征向量的应用. 专题: 矩阵和变换.
分析: 根据特征值、特征向量的定义可知Aα=λα,利用待定系数法列出四个等式关系,解二元一次方程组即可求出a、b、c、d的值,进而求出ad﹣bc的值. 解答: 解:由特征值、特征向量定义可知,Aα1=λ1α1, 即
=
,
可得…①;
19
同理可得即
…②;
,
由①②,解得a=2,b=3,c=2,d=1, 因此ad﹣bc=2﹣6=﹣4, 即ad﹣bc的值为﹣4.
点评: 本题主要考查了二阶矩阵、矩阵的特征值与特征向量的计算等基础知识,属于基础题.
(坐标系与参数方程选做题)
22.在平面直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.设点A,B分别在曲线C1:
(θ为参数)和曲线C2:ρ=1上,求线段AB的最小值.
考点: 圆的参数方程. 专题: 坐标系和参数方程.
分析: 由条件把极坐标方程化为直角坐标方程,求出两个圆的圆心和半径,再求出两圆的圆心距,可得AB的最小值
解答: 解:将曲线C1的参数θ消去可得(x﹣3)+(y﹣4)=1.
22
将曲线C2:ρ=1化为直角坐标方程为x+y=1.
曲线C1是以(3,4)为圆心,1为半径的圆;曲线C2是以(0,0)为圆心,1为半径的圆, 求得两圆圆心距为=5,可得AB的最小值为5﹣1﹣1=3.
点评: 本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,圆和圆的位置关系,属于基础题.
四.解答题
23.对于三次函数f(x)=ax+bx+cx+d(a≠0),定义:设f″(x)是函数y=f(x)的导函数y=f′(x) 的导数,若f″(x)=0 有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f
32
(x)的“拐点”.已知函数f(x)=x﹣3x+2x﹣2,请解答下列问题: (1)求函数f(x)的“拐点”A的坐标; (2)求证f(x)的图象关于“拐点”A对称.
考点: 利用导数研究函数的单调性. 专题: 导数的综合应用.
分析: (1)根据“拐点”的定义求出f''(x)=0的根,然后代入函数解析式可求出“拐点”A的坐标.
(2)设出点的坐标,根据中心对称的定义即可证明. 解答: 解:(1)∵f'(x)=3x﹣6x+2, ∴f''(x)=6x﹣6, 令f''(x)=6x﹣6=0, 得x=1,f(1)=﹣2
所以“拐点”A的坐标为(1,﹣2)
(2)设P(x0,y0)是y=f(x)图象上任意一点,则
20
23
2
2
2
∴P(x0,y0)关于(1,﹣2)的对称点P'(2﹣x0,﹣4﹣y0), 把P'(2﹣x0,﹣4﹣y0)代入y=f(x),得左边=右边=
∴左边=右边,
∴P'(2﹣x0,﹣4﹣y0)在y=f(x)图象上, ∴f(x)的图象关于“拐点”A对称.
点评: 本题考查一阶导数、二阶导数的求法,函数的拐点的定义以及函数图象关于某点对称的条件.
24.已知函数f(x)=[ax+(a﹣1)x+a﹣(a﹣1)]e (其中a∈R).若x=0为f(x)的极值点.解不等式f(x)>(x﹣1)(x+x+1).
考点: 利用导数研究函数的极值. 专题: 导数的综合应用.
分析: 由于x=0为f(x)的极值点,可得f′(0)=0,得到a=0.当a=0时,f(x)>(x﹣1)(x+x+1)?(x﹣1)?e>
>0.令g(x)=e﹣
即可得出.
解答: 解:∵函数f(x)=[ax+(a﹣1)x+a﹣(a﹣1)]e,
22x
∴f′(x)=[ax+(a+1)x+a]e, ∵x=0为f(x)的极值点,
∴f′(0)=ae=0,解得a=0.
x
检验,当a=0时,f′(x)=xe,当x<0时,f′(x)<0,当x>0时,f′(x)>0. ∴x=0为f(x)的极值点,故a=0.
当a=0时,f(x)>(x﹣1)(x+x+1)?(x﹣1)?e>整理得(x﹣1)
>0,
2
x
0
2
2
2
x
x
2
x
2
2
2
2
x
,整理得(x﹣1)
,利用导数研究其单调性极值
,
即
x
或
x
x
令g(x)=e﹣
x
,h(x)=g′(x)=e﹣(x+1),h′(x)=e﹣1,
当x>0时h′(x)=e﹣1>0;当x<0时,h′(x)<0.
∴h(x)在(﹣∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增,∴h(x)>h(0)=0. 即g′(x)>0,∴g(x)在R上单调递增,g(0)=0. 故
>0?x>0;
<0?x<0.
∴原不等式的解集为{x|x<0或x>1}.
21
点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了利用单调性解不等式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
22
23