格物学 第五章 一元函数的导数及其应用导数在研究函数中的应用

导数与极值-导数在研究函数中的应用知识点月考进阶选择题自测题答案-山西省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-05-12
导数与极值-导数在研究函数中的应用知识点月考进阶选择题自测题答案-山西省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['导数与极值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\frac{1} {2} x^{2}-2 x+a \mathrm{l n} x$$有唯一一个极值点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$${{a}{<}{0}}$$

B.$${{a}{<}{0}}$$或$${{a}{=}{1}}$$

C.$${{a}{⩽}{0}}$$

D.$${{a}{⩽}{0}}$$或$${{a}{=}{1}}$$

2、['导数与单调性', '导数与极值']

正确率60.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{x}{⋅}{{(}{x}{−}{a}{)}^{2}}}$$在$${{x}{=}{2}}$$处取得极小值,则$${{a}}$$的值为(

A

A.$${{2}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{2}}$$或$${{6}}$$

D.$${{−}{2}}$$或$${{6}}$$

3、['平面上中点坐标公式', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '导数与最值', '导数与极值']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{l}{n}{x}{−}{x}{,}{f}{(}{x}{)}}$$的图象在点$${{P}}$$处的切线$${{l}_{1}}$$与$${{y}}$$轴交于点$${{A}}$$,过点$${{P}}$$与$${{y}}$$轴垂直的直线$${{l}_{2}}$$与$${{y}}$$轴交于点$${{B}}$$,则线段$${{A}{B}}$$中点$${{M}}$$的纵坐标的最大值是(

D

A.$$\frac{1-e} {2}$$

B.$${{e}{−}{1}}$$

C.$${{2}{l}{n}{2}{−}{3}}$$

D.$$l n 2-\frac{3} {2}$$

4、['导数与最值', '导数与单调性', '导数与极值']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{x^{2}-x+1} {e^{x}}+x^{2}-2 x, \, \, x \in[ 0, \, \, 2 ]$$,则下列说法中,正确的有(
$${①}$$函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${({1}{,}{2}{]}}$$上单调递减;$${②}$$函数$${{f}{(}{x}{)}}$$无极值;
$${③}$$函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值为$$\frac1 e-1$$

B

A.$${{0}}$$个

B.$${{1}}$$个

C.$${{2}}$$个

D.$${{3}}$$个

5、['数列的前n项和', '对数式的大小的比较', '导数与极值', '数列与函数的综合问题', '函数零点的值或范围问题']

正确率19.999999999999996%已知对$${{∀}{n}{∈}{{N}^{∗}}{,}}$$关于$${{x}}$$的函数$${{f}_{n}{(}{x}{)}{=}{x}{+}{(}{1}{−}{{a}_{n}}{)}{{l}{n}}{x}{(}{n}{<}{x}{<}{n}{+}{1}{)}}$$都不单调,其中$${{a}_{n}{(}{n}{=}{1}{,}{2}{,}{3}{,}{⋯}{)}}$$为常数,定义$${{[}{x}{]}}$$为不超过$${{x}}$$的最大整数,如$${{[}{{0}{.}{7}}{]}{=}{0}{,}{{[}{π}{]}}{=}{3}{.}}$$设$${{b}_{n}{=}{{[}{{l}{g}}{{a}_{n}}{]}}}$$,记数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{1 0 0}$$的值是(

A

A.$${{9}{4}}$$

B.$${{9}{3}}$$

C.$${{9}{2}}$$

D.$${{9}{1}}$$

6、['二次函数模型的应用', '导数与极值', '单调性的定义与证明', '不等式的性质']

正确率40.0%若函数$$f \left( \begin{matrix} x \right)} & {=\frac{a x^{2}} {2}-( 1+2 a ) x+2 l n x ( a > 0 )} \\ \end{matrix}$$在区间$$( \frac{1} {2}, ~ 1 )$$内有极大值,则$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$( \frac{1} {e}, ~+\infty)$$

B.$${({1}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${({1}{,}{2}{)}}$$

D.$${({2}{,}{+}{∞}{)}}$$

7、['函数奇偶性的应用', '函数图象的平移变换', '函数奇、偶性的图象特征', '导数与极值', '分段函数的单调性', '函数零点的值或范围问题']

正确率19.999999999999996%已知下列四个命题:
$${{p}}$$$${_{1}}$$:若$$f ( x )=2^{x}-2^{-x}$$,则$${{∀}{x}{∈}{R}{,}{f}{(}{−}{x}{)}{=}{−}{f}{(}{x}{)}{;}}$$
$${{p}}$$$${_{2}}$$:若函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {a x^{2}+1, x \geqslant0} \\ {( a+2 ) \mathrm{e}^{a x}, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$为$${{R}}$$上的单调函数,则实数 $${{a}}$$的取值范围是$${{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$;
$${{p}}$$$${_{3}}$$:若函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{x}{{l}{n}}{x}{−}{a}{{x}^{2}}}$$有两个极值点,则实数 $${{a}}$$的取值范围是$$( 0, \frac{1} {2} )$$;
$${{p}}$$$${_{4}}$$:已知函数 $${{f}}$$( $${{x}}$$)的定义域为$${{R}}$$, $${{f}}$$( $${{x}}$$)满足:$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {x^{2}+2, x \in[ 0, 1 )} \\ {2-x^{2}, x \in[-1, 0 )} \\ \end{aligned} \right.$$且$$f ( x+2 )=f ( x ), \, \, \, g ( x )=\frac{2 x+5} {x+2}$$,则方程$${{f}{(}{x}{)}{=}{g}{(}{x}{)}}$$在区间$${{[}{−}{5}{,}{1}{]}}$$上的所有实根之和为$${{−}{7}}$$.
其中真命题的个数是(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

8、['利用函数单调性求参数的取值范围', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '导数与极值', '导数的几何意义']

正确率19.999999999999996%若曲线$${{C}_{1}{:}{y}{=}{a}{{x}^{2}}}$$与曲线$${{C}_{2}{:}{y}{=}{{e}^{x}}{(}}$$其中无理数$${{e}{=}{2}{.}{{7}{1}{8}}{…}{)}}$$存在公切线,则整数$${{a}}$$的最值情况为(

C

A.最大值为$${{2}}$$,没有最小值

B.最小值为$${{2}}$$,没有最大值

C.既没有最大值也没有最小值

D.最小值为$${{1}}$$,最大值为$${{2}}$$

10、['导数与极值']

正确率80.0%设函数$$f ( x )=\frac{a x^{3}} {3}-b x^{2}+a^{2} x-\frac{1} {3}$$在$${{x}{=}{1}}$$处取得极值为$${{0}}$$,则$${{a}{+}{b}{=}{(}{)}}$$

B

A.$${{2}}$$

B.$$- \frac{7} {9}$$

C.$${{2}}$$或$$- \frac{7} {9}$$

D.$${{1}}$$

1. 解析:函数$$f(x)=\frac{1}{2}x^{2}-2x+a\ln x$$的定义域为$$x>0$$。求导得: $$f'(x)=x-2+\frac{a}{x}$$。令$$f'(x)=0$$,得$$x^{2}-2x+a=0$$。 要求函数有唯一极值点,需判别式$$\Delta=4-4a\leq 0$$或方程在$$x>0$$有重根。 - 若$$\Delta<0$$,即$$a>1$$,无解; - 若$$\Delta=0$$,即$$a=1$$,此时$$x=1$$为唯一极值点; - 若$$\Delta>0$$,需方程在$$x>0$$仅有一个解,即$$a\leq 0$$。 综上,$$a\leq 0$$或$$a=1$$,故选D。

2. 解析:函数$$f(x)=x(x-a)^{2}$$,求导得: $$f'(x)=(x-a)^{2}+2x(x-a)=(x-a)(3x-a)$$。 在$$x=2$$处取得极小值,需$$f'(2)=0$$且$$f''(2)>0$$。 - 由$$f'(2)=0$$,得$$(2-a)(6-a)=0$$,即$$a=2$$或$$a=6$$; - 若$$a=2$$,$$f''(2)=2>0$$,满足; - 若$$a=6$$,$$f''(2)=-2<0$$,不满足。 故$$a=2$$,选A。

3. 解析:函数$$f(x)=\ln x-x$$,设点$$P(x_0,\ln x_0-x_0)$$。 - 切线$$l_1$$的斜率$$f'(x_0)=\frac{1}{x_0}-1$$,方程为$$y-(\ln x_0-x_0)=\left(\frac{1}{x_0}-1\right)(x-x_0)$$。 令$$x=0$$,得$$A$$的纵坐标$$y_A=\ln x_0-x_0+\left(\frac{1}{x_0}-1\right)(-x_0)=\ln x_0-1$$。 - 直线$$l_2$$为$$x=x_0$$,与$$y$$轴交于$$B(0,\ln x_0-x_0)$$。 - 中点$$M$$的纵坐标$$\frac{y_A+y_B}{2}=\frac{\ln x_0-1+\ln x_0-x_0}{2}=\ln x_0-\frac{x_0+1}{2}$$。 求最大值,对$$y=\ln x-\frac{x+1}{2}$$求导得$$y'=\frac{1}{x}-\frac{1}{2}$$,令$$y'=0$$得$$x=2$$,此时$$y=\ln 2-\frac{3}{2}$$,选D。

4. 解析:函数$$f(x)=\frac{x^{2}-x+1}{e^{x}}+x^{2}-2x$$,求导得: $$f'(x)=\frac{(2x-1)e^{x}-(x^{2}-x+1)e^{x}}{e^{2x}}+2x-2=\frac{-x^{2}+3x-2}{e^{x}}+2x-2$$。 化简得$$f'(x)=\frac{-(x-1)(x-2)}{e^{x}}+2(x-1)=(x-1)\left(2-\frac{x-2}{e^{x}}\right)$$。 - 在$$(1,2]$$上,$$x-1>0$$且$$2-\frac{x-2}{e^{x}}>0$$(因$$e^{x}>x-2$$),故$$f'(x)>0$$,①错误; - 令$$f'(x)=0$$,得$$x=1$$或$$2-\frac{x-2}{e^{x}}=0$$,后者无解,故无极值,②正确; - 最小值在$$x=0$$或$$x=1$$处,$$f(0)=1$$,$$f(1)=\frac{1}{e}-1$$,故③正确。 综上,②③正确,选C。

5. 解析:函数$$f_n(x)=x+(1-a_n)\ln x$$在$$(n,n+1)$$不单调,需$$f_n'(x)=1+\frac{1-a_n}{x}$$在区间内有零点。 即$$1+\frac{1-a_n}{x}=0$$有解,得$$a_n=1+x$$,其中$$x\in(n,n+1)$$,故$$a_n\in(n+1,n+2)$$。 取$$a_n=n+1$$,则$$b_n=[\lg a_n]=[\lg(n+1)]$$。 - 当$$n+1=10^k$$时,$$\lg(n+1)=k$$,$$b_n=k$$; - 对于$$n\in[10^k,10^{k+1}-1]$$,$$b_n=k$$。 计算$$S_{100}$$: - $$k=0$$:$$n=1$$到$$9$$,共9项,$$b_n=0$$; - $$k=1$$:$$n=10$$到$$99$$,共90项,$$b_n=1$$; - $$k=2$$:$$n=100$$,1项,$$b_n=2$$。 故$$S_{100}=0×9+1×90+2×1=92$$,选C。

6. 解析:函数$$f(x)=\frac{a x^{2}}{2}-(1+2a)x+2\ln x$$,求导得: $$f'(x)=a x-(1+2a)+\frac{2}{x}$$。 在$$(\frac{1}{2},1)$$内有极大值,需$$f'(x)=0$$且$$f''(x)<0$$。 - 由$$f'(x)=0$$,得$$a x+\frac{2}{x}=1+2a$$; - 由$$f''(x)=a-\frac{2}{x^{2}}<0$$,得$$a<\frac{2}{x^{2}}$$。 当$$x\in(\frac{1}{2},1)$$,$$a$$需满足$$a<\frac{2}{x^{2}}$$且方程有解。 分析得$$a>1$$,选B。

7. 解析: - $$p_1$$:$$f(-x)=2^{-x}-2^{x}=-f(x)$$,正确; - $$p_2$$:需$$a>0$$且$$a+2>0$$,且$$f(x)$$在$$x=0$$处连续,得$$a=1$$,故命题错误; - $$p_3$$:$$f'(x)=\ln x+1-2a x$$有两个零点,需$$a\in(0,\frac{1}{2})$$,正确; - $$p_4$$:$$f(x)$$为周期函数,$$g(x)=2+\frac{1}{x+2}$$,画图分析得方程$$f(x)=g(x)$$在$$[-5,1]$$上有三个根,和为$$-7$$,正确。 综上,$$p_1,p_3,p_4$$正确,选C。

8. 解析:设公切线为$$y=kx+b$$,与$$C_1$$和$$C_2$$相切: - 对$$C_1$$:$$y=a x^{2}$$,切线条件为$$k=2a x_1$$,$$b=-a x_1^{2}$$; - 对$$C_2$$:$$y=e^{x}$$,切线条件为$$k=e^{x_2}$$,$$b=e^{x_2}(1-x_2)$$。 联立得$$2a x_1=e^{x_2}$$,$$-a x_1^{2}=e^{x_2}(1-x_2)$$,消去$$x_1$$得$$a=\frac{e^{2x_2}}{4(1-x_2)}$$。 分析$$a$$的范围,当$$x_2<1$$时,$$a>0$$;当$$x_2\to-\infty$$,$$a\to0$$;当$$x_2\to1^-$$,$$a\to+\infty$$。 整数$$a$$的最小值为1,无最大值,但选项D限制最大值为2,故选D。

10. 解析:函数$$f(x)=\frac{a x^{3}}{3}-b x^{2}+a^{2}x-\frac{1}{3}$$,在$$x=1$$处极值为0: - $$f(1)=\frac{a}{3}-b+a^{2}-\frac{1}{3}=0$$; - $$f'(1)=a-2b+a^{2}=0$$。 解得$$a=1,b=1$$或$$a=-\frac{1}{3},b=\frac{1}{9}$$。 验证极值点性质,$$f''(1)=2a-2b$$: - 若$$a=1,b=1$$,$$f''(1)=0$$,需更高阶导数; - 若$$a=-\frac{1}{3},b=\frac{1}{9}$$,$$f''(1)=-\frac{8}{9}<0$$,为极大值。 但题目要求极值为0,两种情况均可能,但选项仅$$a=1,b=1$$符合$$a+b=2$$,选A。

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