广东省梅州市梅雁中学2023-2024高二下学期3月月考数学试题(含解析)

2023-2024学年(下)梅雁中学高二年级月考试卷
一、单选题
1.若,则( )
A. B.-2024 C. D.2024
2.已知,则的值为( )
A.-2a B.2a
C.a D.
3.已知函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知函数,则的最大值为(  )
A. B. C. D.
5.函数的图象大致为( )
A. B. C. D.
6.若在处有极值,则函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
7.函数的零点个数为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.已知定义域为的函数,其导函数为,且满足,,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图是导函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.为函数的单调递减区间
B.为函数的单调递增区间
C.函数在处取得极大值
D.函数在处取得极小值
11.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.若为上的单调函数,则
B.若时,在上有最小值,无最大值
C.若为奇函数,则
D.当时,在处的切线方程为
第II卷(非选择题)
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三、填空题
12.函数在区间上的平均变化率为 .
13.已知直线为曲线在过点的切线. 则直线的方程为 .
14.函数的极小值点为 ,极大值为 .
四、解答题
15.已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于直线.
(1)求的值;
(2)求函数的极值.
16.已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若,求.
17.已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上恒成立,求实数a的取值范围.
18.已知函数.(注:是自然对数的底数).
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,函数在区间内有唯一的极值点.
①求实数a的取值范围;
②求证:在区间内有唯一的零点,且.
19.已知为实数,.对于给定的一组有序实数,若对任意,,都有,则称为的“正向数组”.
(1)若,判断是否为的“正向数组”,并说明理由;
(2)证明:若为的“正向数组”,则对任意,都有;
(3)已知对任意,都是的“正向数组”,求的取值范围.
参考答案:
1.A
【分析】根据求导公式计算即可.
【详解】,则.
故选:A.
2.B
【分析】由导数的定义变形即可求解.
【详解】.
故选:B.
3.C
【分析】求出函数的导数,通过在上单调递减,列出不等式然后通过函数的最值求解实数的取值范围.
【详解】由题意知在上恒成立,
所以在上恒成立.
令,所以,
所以当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递琙,
所以,所以,解得,
即的取值范围是.
故选:C.
4.C
【分析】利用导数分析函数的单调性,求解最值即可.
【详解】,令,得,
当,,为减函数,
当,,为增函数,
又,则.
故选:C.
5.A
【分析】取特殊值,结合单调区间即可判断.
【详解】由,排除BD,

由,可得,解得,
由,可得,解得或,
所以函数的单调递减区间为,,
单调递增区间为,故排除C.
故选:A
6.A
【分析】由求得,结合导数正负可求的单调递增区间.
【详解】由得,,解得,
故,
当时,,单减;当时,,单增,
故函数的单调递增区间是.
故选:A
7.B
【分析】求导可得函数的单调性,进而结合零点存在性定理即可求.
【详解】,令,则,令,解得,
故在上单调递增,在上单调递减,
故当时取最小值,
又,,
所以=0在上各有一解,所以有两个零点,
故选:B.
8.D
【分析】构造函数,由得,进而判断函数的单调性,判断各选项不等式.
【详解】依题意令,则,
因为在上恒成立,
所以在上恒成立,
故在上单调递减,
所以,,故A不正确;
所以,即,即,故B不正确;
又,即,即,故C错误;
因为,即,即,故D正确;
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是根据题意构造函数,利用导数说明函数的单调性,即可比较函数值的大小.
9.BC
【分析】直接利用导数的四则运算即可判断.
【详解】因为,故A不正确;
因为,故B正确;
因为,故C正确;
因为,故D不正确;
故选:BC.
10.AC
【分析】对于AB选项,利用函数的单调性和导数的正负关系进行判断;对于CD选项,利用函数的极值点的定义判断.
【详解】由图象可知,时,,
所以为函数的单调递减区间,故A正确;
由图象可知,时,,
所以为函数的单调递减区间,故B错误;
由图象可知,,
且当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故函数在处取得极大值,故C正确;
由图象可知,,故不是函数的极值点,
故D错误,
故选:AC.
11.BCD
【分析】A选项利用导数恒正或恒负可解得;B选项求导,判断单调区间和单调性得出极值;C选项利用奇函数的性质求出;D选项利用导数的意义结合点斜式求出.
【详解】A:若为上的单调函数,则,,则,故A错;
B:当时,,令,得,,则在上单调递减,在上单调递增,在处取最小值,无最大值,故B对;
C:由于,则为奇函数时,,故C对;
D:当时,,,则,切点为,切线方程为,故D对;
故选:BCD.
12.
【分析】根据平均变化率公式及对数的运算法则计算可求解.
【详解】在区间上的平均变化率为.
故答案为:.
13.或
【分析】设切点为,由导数的几何意义求得切线方程,代入点坐标求出,再回代得切线方程.
【详解】∵,∴.
设直线与曲线相切于点,则直线的斜率为,
∴过点的切线方程为,
即,又点在切线上,
∴,整理得,
∴,
解得或;
∴所求的切线方程为或.
故答案为:或.
14. 18
【分析】求导,即可得函数的单调性,结合极值点的定义即可求解.
【详解】由得,
令,解得或,
令,解得,
故在和上单调递增,在单调递减,
故在处取极小值,在处取极大值,
故,,
故答案为:,18,
15.(1)
(2)极大值为,极小值为
【分析】(1)求导得,由此即可求解;
(2)求导得,根据导数与极值的关系列表即可得解.
【详解】(1),
∵在点处的切线平行于直线,
∴,∴;
(2)由(1)可得,
令得或,列表如下:
3
+ 0 0 +
↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗
∴极大值为,极小值为.
16.(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求导,根据导数的结构对分和讨论得解;
(2)对分类讨论求出的最大值,建立关于的不等关系,解得的范围.
【详解】(1),
当时,在上单调递增;
当时,令,则,
当时,单调递增;
当时,单调递减.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)当时,,不合题意.
当时,由(1)可知,.
设,则,
当时,单调递减,当时,单调递增,
所以.
所以当且时,,不合题意,
当时,,符合题意.
综上,.
17.(1)
(2)
【分析】(1)由给定条件求出的导数,进而求得切线斜率即可得解;
(2)分离参数得,设,利用导数得,可得a的取值范围.
【详解】(1)当时,,,
则,而,
所以曲线在点处的切线方程为;
(2),由,得,
设,则,
令,得,
则时,,函数单调递增,
时,,函数单调递减,
故,故,
即实数a的取值范围为.
18.(1)
(2);证明见解析.
【分析】(1)利用导数的几何意义计算即可;
(2)①利用导数研究函数的极值,分离参数计算函数的单调性计算即可求实数a的取值范围;②结合①的结论先判定的单调性与最值,根据零点存在性定理即可判定零点个数,再根据函数的单调性结合构造函数来证明即可证明结论.
【详解】(1)当时,,
所以,即切点,
故曲线在点处的切线方程为:;
(2)①.函数,,
(ⅰ)当时,当时,,,,
则在上单调递增,没有极值点,不合题意,舍去;
(ⅱ)当时,设,则在上恒成立,所以在上递增,即在上递增,
又,,所以在上有唯一零点,
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增,
所以函数在区间内有唯一极值点,符合题意,
综上,的取值范围是.
②由①知,当时,,
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增;
所以时,,则,
又因为,所以在上有唯一零点,
即在上有唯一零点.
因为,
由①知,所以,


设,,
则,
,,所以
在为单调递增,又,所以,
又时,,所以.
所以.
由前面讨论知,,在单调递增,
所以.
【点睛】1. 导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.2.利用导数解决含参函数的单调性问题时,一般将其转化为不等式恒成立问题,解题过程中要注意分类讨论和数形结合思想的应用.3.证明不等式,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧,许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
19.(1)不是的“正向数组”;
(2)证明见解析;
(3)的取值范围是.
【分析】(1)代入有,根据函数性质得到的正负时不同取值情况即可;
(2)假设存在,使得,通过正向数组定义转化得对任意恒成立,设,再利用函数的性质即可证明假设不成立;
(3)代入有恒成立或恒成立,设,求出是的最大值或最小值时的取值范围即可.
【详解】(1)若,,
对,即,
而当,时,
,,
即,不满足题意.
所以不是的“正向数组”.
(2)反证法:假设存在,使得,
为的“正向数组”,
对任意,都有.
对任意恒成立.
令,则在上恒成立,

设,

则当时,在上为负,在上为正,
所以在上单调递减,在上单调递增;
若,当,,当,,
即存在,使在上为正,在上为负,在上为正,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又当,,当,,则的值域为;
若,,在上单调递增,
又当,,当,,则的值域为.
当时,,在上单调递增,
又当,,当,,
必存在,使在上为负,在上为正,
所以在上单调递减,在上单调递增,
又当,,当,,则的值域为.
由值域可看出,与在上恒成立矛盾.
对任意,都有.
(3)都是的“正向数组”,
对任意,,都有

则恒成立或恒成立,
即恒成立或恒成立,
设,
则,
即是的最大值或最小值.

且.
当时,由(2)可得,的值域为,无最大值或最小值;
当时,在上单调递增,
又,则在上为负,在上为正,
所以在上单调递减,在上单调递增,
则是的最小值,满足,
此时对任意,,都有
.
的取值范围是.
【点睛】关键点睛:本题第2问的关键是运用反证法,通过函数的图象与性质推理出与假设矛盾的结论,最后即得到证明;本题第3问的关键是理解“正向数组”的变形推理得到恒成立或恒成立,并构造函数,得到是的最大值或最小值,最后结合前面的证明得到结果.

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