高中数学阶段质量检测三导数及其应用苏教版选修11整理.docx
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高中数学阶段质量检测三导数及其应用苏教版选修11整理
2017-2018学年高中数学阶段质量检测(三)导数及其应用苏教版选修1-1
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阶段质量检测(三) 导数及其应用
[考试时间:
120分钟 试卷总分:
160分]
题 号
一
二
总分
15
16
17
18
19
20
得 分
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分.将答案填在题中的横线上)
1.在Δx无限趋近于0时,
无限趋近于1,则f′(x0)=________。
2.若函数f(x)=xsinx+cosx,则f′
=________。
3.设f(x)=xlnx,若f′(x0)=2,则x0=________.
4.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则a=________,b=________.
5.已知函数f(x)=-x3+ax2-x+18在(-∞,+∞)上是单调函数,则实数a的取值范围是________.
6.用长14。
8m的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所制的底面的一边比另一边长0.5m,那么容器的最大容积为________m3.
7.已知使函数y=x3+ax2-
a的导数为0的x值也使y值为0,则常数a的值为________.
8.已知函数f(x)=x3-12x+8在区间[-3,3]上的最大值与最小值分别为M,m,则M-m=________。
9.已知函数f(x)=x3-3x2+3+a的极大值为5,则实数a=________.
10.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________________________________.
11.函数y=1+
的单调递增区间是______________________________________.
12.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+lnx(e为自然对数的底数),则f′(e)=________。
13.设曲线y=xn+1(n∈N*)在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为xn,令an=lgxn,则a1+a2+…+a99=________。
14.若函数f(x)=2x2-lnx在其定义域的一个子区间(k-1,k+1)内不是单调函数,则实数k的取值范围是________.
二、解答题(本大题共6小题,共90分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分14分)已知函数f(x)=ax2-
ax+b,f
(1)=2,f′
(1)=1;
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)在(1,2)处的切线方程.
16.(本小题满分14分)设函数f(x)=-
x3+x2+(m2-1)x(x∈R),其中m>0。
(1)当m=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f
(1))处的切线斜率;
(2)求函数的单调区间与极值.
17。
(本小题满分14分)某造船公司年造船量是20艘,已知造船x艘的产值函数为R(x)=3700x+45x2-10x3(单位:
万元),成本函数为C(x)=460x-5000(单位:
万元).
(1)求利润函数P(x);(提示:
利润=产值-成本)
(2)问年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?
18.(本小题满分16分)已知x=1是函数f(x)=
ax3-
x2+(a+1)x+5的一个极值点.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若曲线y=f(x)与直线y=2x+m有三个交点,求实数m的取值范围.
19.(本小题满分16分)已知函数f(x)=(x-k)ex,
(1)求f(x)的单调区间;
(2)求f(x)在区间[0,1]上的最小值.
20.(本小题满分16分)已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx。
(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值;
(2)当a=3,b=-9时,若函数f(x)+g(x)在区间[k,2]上的最大值为28,求k的取值范围.
答案
阶段质量检测(三) 导数及其应用
1.解析:
由已知得Δx无限趋近于0时,
无限趋近于-1,则f′(x0)=-1.
答案:
-1
2.解析:
∵f(x)=xsinx+cosx,
∴f′(x)=(xsinx+cosx)′
=(xsinx)′+(cosx)′
=sinx+xcosx-sinx
=xcosx。
∴f′
=
cos
=0。
答案:
0
3.解析:
f′(x)=lnx+x·
=lnx+1,
由f′(x0)=2,得lnx0+1=2。
∴x0=e。
答案:
e
4.解析:
∵y′=2x+a,∴y′|x=0=a=1.
又(0,b)在x-y+1=0上,故0-b+1=0,得b=1。
答案:
1 1
5.解析:
由题意得f′(x)=-3x2+2ax-1≤0在(-∞,+∞)上恒成立,因此Δ=4a2-12≤0⇒-
≤a≤
,所以实数a的取值范围是[-
].
答案:
[-
,
]
6.解析:
设容器底面短边长为xm,则另一边长为
(x+0.5)m,高为(3。
2-2x)m.
由3。
2-2x>0,x>0,得0设容器的容积为ym3,
则有y=x(x+0.5)(3。
2-2x)(0〈x<1.6),
整理得y=-2x3+2。
2x2+1。
6x,
y′=-6x2+4.4x+1.6,
令y′=0,解得x1=1,x2=-
(舍去).
从而,定义域(0,1。
6)内只有在x=1处有y′=0,由题意,若x过小(接近0)或x过大(接近1.6)时,y值很小,因此,当x=1时,ymax=1。
8,此时高1.2m,
所以当容器的高为1。
2m时,容积最大,最大容积为1。
8m3.
答案:
1.8
7.解析:
∵y′=3x2+2ax,由3x2+2ax=0,得x=0或x=-
。
又当x=0时,y=0,∴-
=0.∴a=0。
经验证a=0符合题意.
答案:
0
8.解析:
f′(x)=3x2-12=3(x-2)(x+2),∴f(x)在[-3,-2],[2,3]上单调递增,在[-2,2]上单调递减.f(-3)=17,f(-2)=24,f
(2)=-8,f(3)=-1,故M=24,m=-8,则M-m=32.
答案:
32
9.解析:
∵f′(x)=3x2-6x;由f′(x)=0得x=0或x=2;由f′(x)〉0得x〈0或x〉2,则f(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(2,+∞);由f′(x)〈0得0答案:
2
10.解析:
设F(x)=f(x)g(x),
则F(x)为奇函数,F(0)=0.
∵x〈0时,F′(x)>0,
且F(-3)=-F(3)
=-f(3)g(3)=0,
∴F(x)示意图如图:
当x∈(-∞,-3)或(0,3)时,F(x)<0.
答案:
(-∞,-3)∪(0,3)
11.解析:
y′=
=
。
令y′〉0,得1-lnx〉0,∴0故增区间为(0,e)
答案:
(0,e)
12.解析:
由f(x)=2xf′(e)+lnx,得f′(x)=2f′(e)+
,则f′(e)=2f′(e)+
⇒f′(e)=-
.
答案:
-
13.解析:
由于y′
=n+1,∴曲线在点(1,1)处的切线为y-1=(n+1)(x-1),令y=0,得x=xn=
∴an=lg
∴原式=lg
+lg
+…+lg
=lg
=lg
=-2。
答案:
-2
14.解析:
∵f′(x)=4x-
=
x>0,∴当0〈x<
时,f′(x)<0,f(x)为减函数,当x〉
时,f′(x)>0,f(x)为增函数,依题意得
∴1≤k〈
.
答案:
15.解:
(1)f′(x)=2ax-
a.
由已知得
解得
∴f(x)=
x2-2x+
。
(2)函数f(x)在(1,2)处的切线方程为y-2=x-1,即x-y+1=0。
16.解:
(1)当m=1时,f(x)=-
x3+x2,
f′(x)=-x2+2x,故f′
(1)=1。
所以曲线y=f(x)在点(1,f
(1))处的切线斜率为1。
(2)f′(x)=-x2+2x+m2-1,令f′(x)=0,得到x=1-m,x=1+m,因为m>0,所以1+m>1-m。
当x变化时,f(x),f′(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,1-m)
1-m
(1-m,1+m)
1+m
(1+m,+∞)
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
极小值
极大值
f(x)在(-∞,1-m)和(1+m,+∞)内为减函数,
在(1-m,1+m)内为增函数.
函数f(x)在x=1+m处取得极大值f(1+m),
且f(1+m)=
m3+m2-
,
函数f(x)在x=1-m处取得极小值f(1-m),
且f(1-m)=-
m3+m2-
。
17.解:
(1)P(x)=R(x)-C(x)
=-10x3+45x2+3700x-(460x-5000)
=-10x3+45x2+3240x+5000(x∈N*,且1≤x≤20).
(2)P′(x)=-30x2+90x+3240
=-30(x-12)(x+9),
由P′(x)=0,得x=12,x=-9(舍去).
当0〈x〈12时,P′(x)>0,P(x)单调递增;
当x〉12时,P′(x)<0,P(x)单调递减.
∴当x=12时,P(x)取得极大值,也为最大值.
∴当年造船量安排12艘时,可使公司造船的年利润最大.
18.解:
(1)依题意f′(x)=ax2-3x+a+1,
由f′
(1)=0得a=1,
∴函数f(x)的解析式为f(x)=
x3-
x2+2x+5。
(2)曲线y=f(x)与直线y=2x+m有三个交点,
即
x3-
x2+2x+5-2x-m=0有三个实数根,
令g(x)=
x3-
x2+2x+5-2x-m=
x3-
x2+5-m,则g(x)有三个零点.
由g′(x)=x2-3x=0得x=0或x=3.
令g′(x)〉0得x〈0或x>3;令g′(x)<0得0〈x〈3。
∴函数g(x)在(-∞,0)上为增函数,在(0,3)上为减函数,在(3,+∞)上为增函数.
∴函数在x=0处取得极大值,在x=3处取得极小值.
要使g(x)有三个零点,只需
解得
∴实数m的取值范围为
。
19.解:
(1)f′(x)=(x-k+1)ex。
令f′(x)=0,得x=k-1。
当x变化时,f(x)与f′(x)的变化情况如下:
x
(-∞,k-1)
(k-1)
(k-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
-ek-1
所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).
(2)当k-1≤0,即k≤1时,函数f(x)在[0,1]上单调递增,
所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(0)=-k。
当0由
(1)知f(x)在[0,k-1)上单调递减,在(k-1,1]上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为
f(k-1)=-ek-1。
当k-1≥1,即k≥2时,函数f(x)在[0,1]上单调递减,
所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f
(1)=(1-k)e。
20.解:
(1)f′(x)=2ax,g′(x)=3x2+b.
因为曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,所以f
(1)=g
(1),且f′
(1)=g′
(1),
即a+1=1+b,且2a=3+b,
解得a=3,b=3.
(2)记h(x)=f(x)+g(x),当a=3,b=-9时,
h(x)=x3+3x2-9x+1,
h′(x)=3x2+6x-9.
令h′(x)=0,得x1=-3,x2=1.
h(x)与h′(x)在(-∞,2]上的变化情况如下:
x
(-∞,-3)
-3
(-3,1)
1
(1,2)
2
h′(x)
+
0
-
0
+
h(x)
28
-4
3
由此可知:
当k≤-3时,函数h(x)在区间[k,2]上的最大值为h(-3)=28;
当-3〈k<2时,函数h(x)在区间[k,2]上的最大值小于28.
因此,k的取值范围是(-∞,-3].