(時間:120分鐘;滿分:150分)
一、選擇題(本大題共12小題.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.一質點的運動方程是s=5-3t2,則在一段時間[1,1+δt]內相應的平均速度為( )
a.6+3δtb.6-3δt
c.-6+3δt d.-6-3δt
解析:選d.直接計算.
2.下列各式正確的是( )
a.(sinα)′=cosα(α為常數) b.(cosx)′=sinx
c.(sinx)′=cosx d.(x-5)′=-x-6
解析:選c.由導數的運算法則易得,注意a選項中的α為常數,所以(sinα)′=0.
3.設f(x)=xlnx+x,若f′(x0)=3,則x0=( )
a.e2 b.e
c. d.ln2
解析:選b.∵f(x)=xlnx+x,∴f′(x)=lnx+2.
又∵f′(x0)=3,∴x0=e.
4.下列四個函式,在x=0處取得極值的函式是( )
①y=x3;②y=x2+1;③y=|x|;④y=2x.
a.①② b.②③
c.③④ d.①③
解析:選b.函式y=x2+1在x=0處的導數為0,並且導數在x=0兩側的符號相反;函式y=|x|在x=0處顯然取到極小值.
5.已知函式f(x)可導,則等於( )
a.f′(1) b.不存在
c. f′(1) d.以上都不對
解析:選a.
==f′(1).
6.已知函式y=f(x),其導函式y=f′(x)的圖象如圖所示,則y=f(x)( )
a.在(-∞,0)上為減函式
b.在x=0處取極小值
c.在(4,+∞)上為減函式
d.在x=2處取極大值
解析:選c.在(-∞,0)上,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,0)上為增函式,a錯;在x=0處,導數由正變負,f(x)由增變減,故在x=0處取極大值,b錯;在(4,+∞)上,f′(x)<0,f(x)為減函式,c對;在x=2處取極小值,d錯.
7.若甲的運動方程為s1(t)=et-1,乙的運動方程為s2(t)=et,則當甲、乙的瞬時速度相等時,t的值等於( )
a.1 b.2
c.3 d.4
解析:選a.需先求甲、乙的瞬時速度,即先求s1(t)、s2(t)的導數,s1′(t)=et,s2′(t)=e,即et=e,∴t=1.
8.函式f(x)=x2-2lnx的單調遞減區間是( )
a.(0,1] b.[1,+∞)
c.(-∞,-1],(0,1) d.[-1,0),(0,1]
解析:選
由f′(x)≤0結合x>0得09.已知直線y=kx+1與曲線y=x3+ax+b切於點(1,3),則b的值為( )
a.3 b.-3
c.5 d.-5
解析:選a.點(1,3)在直線y=kx+1上,
∴k=2.
∴2=f′(1)=3×12+aa=-1,
∴f(x)=x3-x+b.
∵點(1,3)在曲線上,
∴b=3.
10.已知y=x3+bx2+(b+2)x+3是r上的單調增函式,則b的取值範圍是( )
a.b<-1或b>2 b.b≤-2或b≥2
c.-1解析:選由於函式在r上單調遞增,∴x2+2bx+(b+2)≥0在r上恆成立,
即δ=(2b)2-4(b+2)≤0,解得-1≤b≤2.
11.已知函式f(x)=x2+2xf′(1),則f(-1)與f(1)的大小關係是( )
a.f(-1)=f(1) b.f(-1)c.f(-1)>f(1) d.無法確定
解析:選
∴f′(1)=2+2f′(1).
∴f′(1)=-2.
∴f(x)=x2-4x.
∴f(1)=-3,f(-1)=5.
故f(-1)>f(1).
12.把乙個周長為12 cm的長方形圍成乙個圓柱,當圓柱的體積最大時,該圓柱底面周長與高的比為( )
a.1∶2 b.1∶π
c.2∶1 d.2∶π
解析:選c.設圓柱高為x,底面半徑為r,
則r=,圓柱體積v=π2·x
=(x3-12x2+36x)(0v′=(x-2)(x-6),當x=2時,v最大.
二、填空題(本大題共4小題,把答案填在題中的橫線上)
13.函式y=在x=1處的導數為________.
解析:y′=,∴y′|x=1=-.
答案:-
14.函式f(x)=x3-x的單調增區間為________.
解析:f′(x)=3x2-1>0,
∴x>或x<-.
答案15.電動自行車的耗電量y與速度x之間有如下關係:y=x3-x2-40x(x>0),為使耗電量最小,則速度應定為________.
解析:由y′=x2-39x-40=0,
得x=-1(捨去)或x=40.
當040時,y′>0,
所以當x=40時,y有最小值.
答案:40
16.函式y=5-36x+3x2+4x3在區間[-2,+∞)上的最大值是________,最小值是________.
解析:y′=-36+6x+12x2,令y′=0,得x1=-2,x2=.當x>時,函式為增函式,所以無最大值;當-2≤x≤時,函式為減函式,f()=-28,故最小值為-28.
答案:不存在 -28
三、解答題(本大題共6小題,解答時應寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
17.已知f(x)=x3-4x+4,x∈[-3,6).
(1)求f(x)的單調區間;
(2)求f(x)的極值與最值.
解:(1)f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2),
令f′(x)=0得x=-2或x=2,
列表:由上表知:f(x)在(-3,-2),(2,6)上遞增,在(-2,2)上遞減.
(2)由(1)知:f(x)的極大值是:
f(-2)=,
f(x)的極小值是:f(2)=-;
f(-3)=7>-=f(2),
f(-2)=<f(6)=52,
∴f(x)min=f(2)=-,f(x)無最大值.
18.設函式f(x)=lnx-px+1,求函式f(x)的極值點.
解:∵f(x)=lnx-px+1,
則f(x)的定義域為(0,+∞),
f′(x)=-p=.
當p≤0時,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上無極值點;
當p>0時,令f′(x)=0,則x=∈(0,+∞).
f′(x)、f(x)隨x的變化情況如下表:
從上表可以看出:當p>0時,f(x)有唯一的極大值點x=.
19.已知函式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)處的切線方程.
解:(1)f′(x)=2ax-a.
由已知得
解得∴f(x)=x2-2x+.
(2)函式f(x)在(1,2)處的切線方程為y-2=x-1,
即x-y+1=0.
20.已知函式f(x)=x3+ax2+x+a,且f′(-1)=0.
(1)求a的值;
(2)求函式f(x)在[-1,0]上的最值.
解:(1)f′(x)=3x2+2ax+,
由f′(-1)=0,得3-2a+=0,
則a=.
(2)∵f(x)=x3+x2+x+,
∴f′(x)=3x2+x+=3(x+)(x+1).
由f′(x)=0得x=-或x=-1.
而f(-1)=,f(-)=,f(0)=,
∴f(x)在[-1,0]上的最大值為m=,
最小值m=.
21.某集團為了獲得更大的收益,每年要投入一定的資金用於廣告**.經調查,每年投入廣告費t(百萬元),可增加銷售額約為-t2+5t(百萬元)(0≤t≤5),現該公司準備共投入300萬元,分別用於廣告**和技術改造.經**,每投入技術改造費x(百萬元),可增加的銷售額約為-x3+x2+3x(百萬元).為使該公司由此獲得的收益最大,求x的值.
解:設用於技術改造的資金為x(百萬元),則用於廣告**的資金為(3-x)(百萬元),又設由此獲得的收益是g(x),則有g(x)=(-x3+x2+3x)+[-(3-x)2+5(3-x)]-3(0≤x≤3),即g(x)=-x3+4x+3(0≤x≤3),
∴g′(x)=-x2+4,
令g′(x)=0得x=-2(捨去)或x=2,
又當0≤x≤2時,g′(x)>0;當2<x≤3時,g′(x)<0,
∴g(x)在[0,2)上是增函式,在(2,3]上是減函式,
∴當x=2時,g(x)取最大值,即將2百萬元用於技術改造,該公司收益最大.
22.奇函式f(x)=ax3+bx2+cx的圖象過點a(-,),b(2,10).
(1)求f(x)的表示式;
(2)求f(x)的單調區間;
(3)若方程f(x)+m=0有三個不同的實根,求m的取值範圍.
解:(1)∵f(x)=ax3+bx2+cx為奇函式,
∴f(-x)=-f(x)(x∈r),∴b=0,∴f(x)=ax3+cx.
∵圖象過點a(-,),b(2,10),∴即∴
∴f(x)=x3-3x.
(2)∵f(x)=x3-3x,
∴f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1),
∴當-1<x<1時,f′(x)<0;
當x<-1或x>1時,f′(x)>0,
∴f(x)的遞增區間是(-∞,-1)和(1,+∞),遞減區間是(-1,1).
(3)∵f(-1)=2,f(1)=-2,為使方程f(x)+m=0,即f(x)=-m有三個不等實根,則-2<-m<2,即-2<m<2,∴m的取值範圍是(-2,2).
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