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- 2021-05-13 发布
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2009年高考数学试题分类汇编——函数
一、选择题
1.(2009年广东卷文)若函数是函数的反函数,且,则
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】函数的反函数是,又,即,
所以,,故,选A.
2.(2009年广东卷文)函数的单调递增区间是
A. B.(0,3) C.(1,4) D.
【答案】D
【解析】,令,解得,故选D
3.(2009全国卷Ⅰ理) 已知直线y=x+1与曲线相切,则α的值为( B )
(A)1 (B)2 (C) -1 (D)-2
解:设切点,则,又
.故答案选B
4.(2009全国卷Ⅰ理)函数的定义域为R,若与都是奇函数,则( D
)
(A) 是偶函数 (B) 是奇函数
(C) (D)是奇函数
解:与都是奇函数,,
函数关于点,及点对称,函数是周期的周期函数.,,即是奇函数。故选D
5.(2009浙江理)对于正实数,记为满足下述条件的函数构成的集合:且,有
.下列结论中正确的是 ( )
A.若,,则
B.若,,且,则
C.若,,则
D.若,,且,则
答案:C
【解析】对于,即有,令,有,不妨设,,即有,因此有,因此有.
6.(2009浙江文)若函数,则下列结论正确的是( )
A.,在上是增函数
B.,在上是减函数
C.,是偶函数
D.,是奇函数
C 【命题意图】此题主要考查了全称量词与存在量词的概念和基础知识,通过对量词的考查结合函数的性质进行了交汇设问.
【解析】对于时有是一个偶函数
7.(2009北京文)为了得到函数的图像,只需把函数的图像上所有的点 ( )
A.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
D.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
【答案】C
【解析】本题主要考查函数图象的平移变换. 属于基础知识、基本运算的考查.
A.,
B.,
C.,
D..
故应选C.
8.(2009北京理)为了得到函数的图像,只需把函数的图像上所有的点 ( )
A.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
D.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
【答案】C
【解析】本题主要考查函数图象的平移变换. 属于基础知识、基本运算的考查.
A.,
B.,
C.,
D..
故应选C.
9. (2009山东卷理)函数的图像大致为( ).
1
x
y
1
O
A
x
y
O
1
1
B
x
y
O
1
1
C
x
y
1
1
D
O
【解析】:函数有意义,需使,其定义域为,排除C,D,又因为,所以当时函数为减函数,故选A.
答案:A.
【命题立意】:本题考查了函数的图象以及函数的定义域、值域、单调性等性质.本题的难点在于给出的函数比较复杂,需要对其先变形,再在定义域内对其进行考察其余的性质.
10.(2009山东卷理)定义在R上的函数f(x)满足f(x)= ,则f(2009)的值为( )
A.-1 B. 0 C.1 D. 2
【解析】:由已知得,,,
,,
,,,
所以函数f(x)的值以6为周期重复性出现.,所以f(2009)= f(5)=1,故选C.
答案:C.
【命题立意】:本题考查归纳推理以及函数的周期性和对数的运算.
11.(2009山东卷文)函数的图像大致为( ).
1
x
y
1
O
A
x
y
O
1
1
B
x
y
O
1
1
C
x
y
1
1
D
O
【解析】:函数有意义,需使,其定义域为,排除C,D,又因为,所以当时函数为减函数,故选A.
答案:A.
【命题立意】:本题考查了函数的图象以及函数的定义域、值域、单调性等性质.本题的难点在于给出的函数比较复杂,需要对其先变形,再在定义域内对其进行考察其余的性质.
12. (2009山东卷文)定义在R上的函数f(x)满足f(x)= ,则f(3)的值为( )
A.-1 B. -2 C.1 D. 2
【解析】:由已知得,,,
,,故选B.
答案:B.
【命题立意】:本题考查对数函数的运算以及推理过程.
13.(2009山东卷文)已知定义在R上的奇函数,满足,且在区间[0,2]上是增函数,则( ).
A. B.
C. D.
【解析】:因为满足,所以,所以函数是以8为周期的周期函数, 则,,,又因为在R上是奇函数,,得,,而由得,又因为在区间[0,2]上是增函数,所以,所以,即,故选D.
答案:D.
【命题立意】:本题综合考查了函数的奇偶性、单调性、周期性等性质,运用化归的数学思想和数形结合的思想解答问题.
14.(2009全国卷Ⅱ文)函数y=(x0)的反函数是
(A)(x0) (B)(x0)
(B)(x0) (D)(x0)
答案:B
解析:本题考查反函数概念及求法,由原函数x0可知AC错,原函数y0可知D错,选B.
15.(2009全国卷Ⅱ文)函数y=的图像
(A) 关于原点对称 (B)关于主线对称
(C) 关于轴对称 (D)关于直线对称
答案:A
解析:本题考查对数函数及对称知识,由于定义域为(-2,2)关于原点对称,又f(-x)=-f(x),故函数为奇函数,图像关于原点对称,选A。
16.(2009全国卷Ⅱ文)设则
(A) (B) (C) (D)
答案:B
解析:本题考查对数函数的增减性,由1>lge>0,知a>b,又c=lge, 作商比较知c>b,选B。
17.(2009广东卷理)若函数是函数的反函数,其图像经过点,则
A.B. C. D.
【解析】,代入,解得,所以,选B.
18.(2009广东卷理)已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线(假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为(如图2所示).那么对于图中给定的,下列判断中一定正确的是
A. 在时刻,甲车在乙车前面
B. 时刻后,甲车在乙车后面
C. 在时刻,两车的位置相同
D. 时刻后,乙车在甲车前面
【解析】由图像可知,曲线比在0~、0~与轴所围成图形面积大,则在、时刻,甲车均在乙车前面,选A.
19.(2009安徽卷理)设<b,函数的图像可能是
[解析]:,由得,∴当时,取极大值0,当时取极小值且极小值为负。故选C。
或当时,当时,选C
20.(2009安徽卷理)已知函数在R上满足,则曲线在点处的切线方程是
(A) (B) (C) (D)
[解析]:由得,
即,∴∴,∴切线方程为
,即选A
21.(2009安徽卷文)设,函数的图像可能是
【解析】可得的两个零解.
当时,则
当时,则当时,则选C。
【答案】C
22.(2009江西卷文)函数的定义域为
A.B.C.D.
答案:D
【解析】由得或,故选D.
23.(2009江西卷文)已知函数是上的偶函数,若对于,都有,且当时,,则的值为
A.B.C.D.
答案:C
【解析】,故选C.
24.(2009江西卷文)如图所示,一质点在平面上沿曲线运动,速度大小不变,其在轴上的投影点的运动速度的图象大致为
答案:B
【解析】由图可知,当质点在两个封闭曲线上运动时,投影点的速度先由正到0、到负数,再到0,到正,故错误;质点在终点的速度是由大到小接近0,故错误;质点在开始时沿直线运动,故投影点的速度为常数,因此是错误的,故选.
25.(2009江西卷文)若存在过点的直线与曲线和都相切,则等于
A.或B.或C.或D.或
答案:A
【解析】设过的直线与相切于点,所以切线方程为
即,又在切线上,则或,
当时,由与相切可得,
当时,由与相切可得,所以选.
26.(2009江西卷理)函数的定义域为
A.B.C.D.
答案:C
【解析】由.故选C
27.(2009江西卷理)设函数,曲线在点处的切线方程为,则曲线在点处切线的斜率为
A.B.C.D.
答案:A
【解析】由已知,而,所以故选A
28.(2009江西卷理)设函数的定义域为,若所有点构成一个正方形区域,则的值为
A.B.C.D.不能确定
答案:B
【解析】,,,,选B
29.(2009天津卷文)设,则
A ax,x下面的不等式在R内恒成立的是
A B C D
【答案】A
【解析】由已知,首先令 ,排除B,D。然后结合已知条件排除C,得到A
【考点定位】本试题考察了导数来解决函数单调性的运用。通过分析解析式的特点,考查了分析问题和解决问题的能力。
32.(2009湖北卷理)设a为非零实数,函数
A、 B、
C、 D、
【答案】D
【解析】由原函数是,从中解得即原函数反函数是
,故选择D
32.(2009湖北卷理)设球的半径为时间t的函数。若球的体积以均匀速度c增长,则球的表面积的增长速度与球半径
A.成正比,比例系数为C B. 成正比,比例系数为2C
C.成反比,比例系数为C D. 成反比,比例系数为2C
9.【答案】D
【解析】由题意可知球的体积为,则,由此可得,而球的表面积为,
所以,
即,故选D
33.(2009四川卷文)函数的反函数是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,又因原函数的值域是,
∴其反函数是
34.(2009四川卷文)已知函数是定义在实数集R上的不恒为零的偶函数,且对任意实数都有
,则的值是
A. 0 B. C. 1 D.
【答案】A
【解析】若≠0,则有,取,则有:
(∵是偶函数,则 )
由此得
于是,
35.(2009全国卷Ⅱ理)曲线在点处的切线方程为
A. B. C. D.
解:,
故切线方程为,即 故选B.
36.(2009全国卷Ⅱ理)设,则
A. B. C. D.
解:
.故选A.
37.(2009湖南卷文)的值为【 D 】
A. B. C. D.
解:由,易知D正确.
38.(2009湖南卷文)若函数的导函数在区间上是增函数,
则函数在区间上的图象可能是【 A 】
y
a
b
a
b
a
o
x
o
x
y
b
a
o
x
y
o
x
y
b
A . B. C. D.
解: 因为函数的导函数在区间上是增函数,即在区间上
各点处的斜率是递增的,由图易知选A. 注意C中为常数噢.
39.(2009湖南卷文)设函数在内有定义,对于给定的正数K,定义函数
取函数。当=时,函数的单调递增区间为【 C 】
A . B. C . D .
解: 函数,作图易知,
故在上是单调递增的,选C.
40.(2009福建卷理)下列函数中,满足“对任意,(0,),当<时,都有>
的是
A.= B. = C .= D
【答案】:A
[解析]依题意可得函数应在上单调递减,故由选项可得A正确。
41.(2009福建卷理)函数的图象关于直线对称。据此可推测,对任意的非零实数a,b,c,m,n,p,关于x的方程的解集都不可能是
A. B C D
【答案】:D
[解析]本题用特例法解决简洁快速,对方程中分别赋值求出代入求出检验即得.
42.(2009辽宁卷文)已知函数满足:x≥4,则=;当x<4时=,则=
(A) (B) (C) (D)
【解析】∵3<2+log23<4,所以f(2+log23)=f(3+log23)
且3+log23>4
∴=f(3+log23)
=
43.(2009辽宁卷文)已知偶函数在区间单调增加,则满足<的x 取值范围是
(A)(,) (B) [,) (C)(,) (D) [,)
【解析】由于f(x)是偶函数,故f(x)=f(|x|)
∴得f(|2x-1|)<f(),再根据f(x)的单调性
得|2x-1|< 解得<x<
【答案】A
44.(2009辽宁卷理)若满足2x+=5,满足2x+2(x-1)=5,+=
(A) (B)3 (C) (D)4
【解析】由题意①
②
所以,
即2
令2x1=7-2t,代入上式得7-2t=2log2(2t-2)=2+2log2(t-1)
∴5-2t=2log2(t-1)与②式比较得t=x2 于是2x1=7-2x2
【答案】C
45.(2009宁夏海南卷理)用min{a,b,c}表示a,b,c三个数中的最小值
设f(x)=min{, x+2,10-x} (x 0),则f(x)的最大值为
(A)4 (B)5 (C)6 (D)7
解析:选C
46.(2009陕西卷文)函数的反函数为
(A) (B)
(C) (D)
答案:D. 解析:令原式 则
故 故选D.
47.(2009陕西卷文)定义在R上的偶函数满足:对任意的,有.则
(A) (B)
(C) (D)
答案:A.
解析:由等价,于则在上单调递增, 又是偶函数,故在单调递减.且满足时, , ,得,故选A.
48.(2009陕西卷文)设曲线在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为,则的值为
(A) (B) (C) (D)1
答案:B
解析:对,令得在点(1,1)处的切线的斜率,在点
(1,1)处的切线方程为,不妨设,则, 故选 B.
49.(2009陕西卷理)定义在R上的偶函数满足:对任意
的,有.
则当时,有
(A) (B)
(C) (C) (D)
答案:C
50.(2009四川卷文)函数的反函数是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,又因原函数的值域是,
∴其反函数是
51.(2009四川卷文)已知函数是定义在实数集R上的不恒为零的偶函数,且对任意实数都有
,则的值是
A. 0 B. C. 1 D.
【答案】A
【解析】若≠0,则有,取,则有:
(∵是偶函数,则 )
由此得
于是,
52.(2009全国卷Ⅰ文)已知函数的反函数为,则
(A)0 (B)1 (C)2 (D)4
【解析】本小题考查反函数,基础题。
解:由题令得,即,又,所以,故选择C。
53.(2009湖北卷文)函数的反函数是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】可反解得且可得原函数中y∈R、y≠-1所以且x∈R、x≠-1选D
54.(2009湖南卷理)若a<0,>1,则 (D)
A.a>1,b>0 B.a>1,b<0 C. 0<a<1, b>0 D. 0<a<1, b<0
【答案】:D
【解析】由得由得,所以选D项。
55.(2009湖南卷理)如图1,当参数时,连续函数 的图像分别对应曲线和 , 则 [ B]
A B
C D
【答案】:B
【解析】解析由条件中的函数是分式无理型函数,先由函数在是连续的,可知参数,即排除C,D项,又取
,知对应函数值,由图可知所以,即选B项。
56.(2009湖南卷理)设函数在(,+)内有定义。对于给定的正数K,定义函数
取函数=。若对任意的,恒有=,则
A.K的最大值为2 B. K的最小值为2
C.K的最大值为1 D. K的最小值为1 【D】
【答案】:D
【解析】由知,所以时,,当时,,所以即的值域是,而要使在上恒成立,结合条件分别取不同的值,可得D符合,此时。故选D项。
57.(2009天津卷理)设函数则
A在区间内均有零点。 B在区间内均无零点。
C在区间内有零点,在区间内无零点。
D在区间内无零点,在区间内有零点。
【考点定位】本小考查导数的应用,基础题。
解析:由题得,令得;令得;得,故知函数在区间上为减函数,在区间为增函数,在点处有极小值;又,故选择D。
58.(2009天津卷理)已知函数若则实数的取值范围是
A B C D
【考点定位】本小题考查分段函数的单调性问题的运用。以及一元二次不等式的求解。
解析:由题知在上是增函数,由题得,解得,故选择C。
59.(2009四川卷理)已知函数连续,则常数的值是
A.2 B.3 C.4 D.5
【考点定位】本小题考查函数的连续性,考查分段函数,基础题。
解析:由题得,故选择B。
解析2:本题考查分段函数的连续性.由,,由函数的连续性在一点处的连续性的定义知,可得.故选B.
60.(2009四川卷理)已知函数是定义在实数集上的不恒为零的偶函数,且对任意实数都有,则的值是
A.0 B.C.1 D.
【考点定位】本小题考查求抽象函数的函数值之赋值法,综合题。(同文12)
解析:令,则;令,则
由得,所以
,故选择A。
61.(2009福建卷文)下列函数中,与函数 有相同定义域的是
A . B. C. D.
解析 解析 由可得定义域是的定义域;的定义域是≠0;的定义域是定义域是。故选A.
62.(2009福建卷文)定义在R上的偶函数的部分图像如右图所示,则在上,下列函数中与的单调性不同的是
A.
B.
C.
D.
解析 解析 根据偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反,故可知求在上单调递减,注意到要与的单调性不同,故所求的函数在
上应单调递增。而函数在上递减;函数在时单调递减;函数在(上单调递减,理由如下y’=3x2>0(x<0),故函数单调递增,显然符合题意;而函数,有y’=-<0(x<0),故其在(上单调递减,不符合题意,综上选C。
63.(2009福建卷文)若函数的零点与的零点之差的绝对值不超过0.25, 则可以是
A. B.
C. D.
解析 的零点为x=,的零点为x=1,的零点为x=0,的零点为x=.现在我们来估算的零点,因为g(0)= -1,g()=1,所以g(x)的零点x(0,),又函数的零点与的零点之差的绝对值不超过0.25,只有的零点适合,故选A。
64.19.(2009重庆卷文)把函数的图像向右平移个单位长度,再向下平移个单位长度后得到图像.若对任意的,曲线与至多只有一个交点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
解析根据题意曲线C的解析式为则方程,即,即对任意恒成立,于是的最大值,令则由此知函数
在(0,2)上为增函数,在上为减函数,所以当时,函数取最大值,即为4,于是。
二、填空题
1.(2009辽宁卷文)若函数在处取极值,则
【解析】f’(x)=
f’(1)==0 Þ a=3
【答案】3
2.(2009重庆卷理)若是奇函数,则.
【答案】
【解析】解法1
3.若曲线存在垂直于轴的切线,则实数的取值范围是 .
解析 解析:由题意该函数的定义域,由。因为存在垂直于轴的切线,故此时斜率为,问题转化为范围内导函数存在零点。
解法1 (图像法)再将之转化为与存在交点。当不符合题意,当时,如图1,数形结合可得显然没有交点,当如图2,此时正好有一个交点,故有应填
或是。
解法2 (分离变量法)上述也可等价于方程在内有解,显然可得
4.(2009上海卷文) 函数f(x)=x3+1的反函数f-1(x)=_____________.
【答案】
【解析】由y=x3+1,得x=,将y改成x,x改成y可得答案。
5.(2009北京文)已知函数若,则.
【答案】
【解析】本题主要考查分段函数和简单的已知函数值求的值. 属于基础知识、基本运算的考查.
由,无解,故应填.
6.(2009北京理)若函数 则不等式的解集为____________.
【答案】
【解析】本题主要考查分段函数和简单绝对值不等式的解法. 属于基础知识、基本运算的考查.
(1)由.
(2)由.
∴不等式的解集为,∴应填.
7.(2009江苏卷)函数的单调减区间为.
【解析】考查利用导数判断函数的单调性。
,
由得单调减区间为。亦可填写闭区间或半开半闭区间。
8.(2009江苏卷)在平面直角坐标系中,点P在曲线上,且在第二象限内,已知曲线C在点P处的切线的斜率为2,则点P的坐标为.
【解析】 考查导数的几何意义和计算能力。
,又点P在第二象限内,点P的坐标为(-2,15)
9.(2009江苏卷)已知,函数,若实数、满足,则、的大小关系为.
【解析】考查指数函数的单调性。
,函数在R上递减。由得:m0且a1)有两个零点,则实数a的取值范围是 .
【解析】: 设函数且和函数,则函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点, 就是函数且与函数有两个交点,由图象可知当时两函数只有一个交点,不符合,当时,因为函数的图象过点(0,1),而直线所过的点一定在点(0,1)的上方,所以一定有两个交点.所以实数a的取值范围是
答案:
【命题立意】:本题考查了指数函数的图象与直线的位置关系,隐含着对指数函数的性质的考查,根据其底数的不同取值范围而分别画出函数的图象解答.
12.(2009山东卷理)已知定义在R上的奇函数,满足,且在区间[0,2]上是增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间上有四个不同的根,则
【解析】:因为定义在R上的奇函数,满足,所以,所以, 由为奇函数,所以函数图象关于直线对称且,由知,所以函数是以8为周期的周期函数,又因为在区间[0,2]上是增函数,所以在区间[-2,0]上也是增函数.如图所示,那么方程f(x)=m(m>0)在区间上有四个不同的根,不妨设由对称性知所以
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
y
x
f(x)=m (m>0)
答案:-8
【命题立意】:本题综合考查了函数的
奇偶性,单调性,对称性,周期性,以及由
函数图象解答方程问题,运用数形结合
的思想和函数与方程的思想解答问题.
13.(2009山东卷文)若函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点,则实数a的取值范围是 .
【解析】: 设函数且和函数,则函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点, 就是函数且与函数有两个交点,由图象可知当时两函数只有一个交点,不符合,当时,因为函数的图象过点(0,1),而直线所过的点(0,a)一定在点(0,1)的上方,所以一定有两个交点.所以实数a的取值范围是.
答案:
【命题立意】:本题考查了指数函数的图象与直线的位置关系,隐含着对指数函数的性质的考查,根据其底数的不同取值范围而分别画出函数的图象进行解答.
14.(2009四川卷文)设是已知平面上所有向量的集合,对于映射,记的象为。若映射满足:对所有及任意实数都有,则称为平面上的线性变换。现有下列命题:
①设是平面上的线性变换,,则
②若是平面上的单位向量,对,则是平面上的线性变换;
③对,则是平面上的线性变换;
④设是平面上的线性变换,,则对任意实数均有。
其中的真命题是(写出所有真命题的编号)
【答案】①③④
【解析】①:令,则故①是真命题
同理,④:令,则故④是真命题
③:∵,则有
是线性变换,故③是真命题
②:由,则有
∵是单位向量,≠0,故②是假命题
【备考提示】本小题主要考查函数,对应及高等数学线性变换的相关知识,试题立意新颖,突出创新能力和数学阅读能力,具有选拔性质。
15.(2009福建卷理)若曲线存在垂直于轴的切线,则实数取值范围是_____________.
【答案】:
解析:由题意可知,又因为存在垂直于轴的切线,
所以。
16.(2009陕西卷理)设曲线在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为,令,则的值为 .
答案:-2
17.(2009四川卷文)设是已知平面上所有向量的集合,对于映射,记的象为。若映射满足:对所有及任意实数都有,则称为平面上的线性变换。现有下列命题:
①设是平面上的线性变换,,则
②若是平面上的单位向量,对,则是平面上的线性变换;
③对,则是平面上的线性变换;
④设是平面上的线性变换,,则对任意实数均有。
其中的真命题是(写出所有真命题的编号)
【答案】①③④
【解析】①:令,则故①是真命题
同理,④:令,则故④是真命题
③:∵,则有
是线性变换,故③是真命题
②:由,则有
∵是单位向量,≠0,故②是假命题
【备考提示】本小题主要考查函数,对应及高等数学线性变换的相关知识,试题立意新颖,突出创新能力和数学阅读能力,具有选拔性质。
18.(2009宁夏海南卷文)曲线在点(0,1)处的切线方程为 。
【答案】
【解析】,斜率k==3,所以,y-1=3x,即
19.(2009重庆卷文)记的反函数为,则方程的解.
【答案】2
解法1由,得,即,于是由,解得
解法2因为,所以
三、解答题
1.(2009年广东卷文)(本小题满分14分)
已知二次函数的导函数的图像与直线平行,且在=-1处取得最小值m-1(m).设函数
(1)若曲线上的点P到点Q(0,2)的距离的最小值为,求m的值
(2)如何取值时,函数存在零点,并求出零点.
【解析】(1)设,则;
又的图像与直线平行
又在取极小值,,
,;
,设
则
;
(2)由,
得
当时,方程有一解,函数有一零点;
当时,方程有二解,若,,
函数有两个零点;若,
,函数有两个零点;
当时,方程有一解, , 函数有一零点
2.(2009全国卷Ⅰ理)本小题满分12分。(注意:在试题卷上作答无效)
设函数在两个极值点,且
(I)求满足的约束条件,并在下面的坐标平面内,画出满足这些条件的点的区域;
(II)证明:
分析(I)这一问主要考查了二次函数根的分布及线性规划作可行域的能力。
大部分考生有思路并能够得分。由题意知方程有两个根
则有
故有
右图中阴影部分即是满足这些条件的点的区域。
(II)这一问考生不易得分,有一定的区分度。主要原因是含字母较多,不易找到突破口。此题主要利用消元的手段,消去目标中的,(如果消会较繁琐)再利用的范围,并借助(I)中的约束条件得
进而求解,有较强的技巧性。
解: 由题意有............①
又.....................②
消去可得.
又,且
www.ks5u.com
3.(2009浙江理)(本题满分14分)已知函数,,
其中.
(I)设函数.若在区间上不单调,求的取值范围;
(II)设函数 是否存在,对任意给定的非零实数,存在惟一
的非零实数(),使得成立?若存在,求的值;若不存
在,请说明理由.
解析:(I)因,,因在区间上不单调,所以在上有实数解,且无重根,由得
,令有,记则在上单调递减,在上单调递增,所以有,于是,得,而当时有在上有两个相等的实根,故舍去,所以;
(II)当时有;
当时有,因为当时不合题意,因此,
下面讨论的情形,记A,B=(ⅰ)当时,在
上单调递增,所以要使成立,只能且,因此有,(ⅱ)当时,在上单调递减,所以要使成立,只能且,因此,综合(ⅰ)(ⅱ);
当时A=B,则,即使得成立,因为在上单调递增,所以的值是唯一的;
同理,,即存在唯一的非零实数,要使成立,所以满足题意.
4.(2009浙江文)(本题满分15分)已知函数.
(I)若函数的图象过原点,且在原点处的切线斜率是,求的值;
(II)若函数在区间上不单调,求的取值范围.
解析:(Ⅰ)由题意得
又 ,解得,或
(Ⅱ)函数在区间不单调,等价于
导函数在既能取到大于0的实数,又能取到小于0的实数
即函数在上存在零点,根据零点存在定理,有
, 即:
整理得:,解得
5.(2009北京文)(本小题共14分)
设函数.
(Ⅰ)若曲线在点处与直线相切,求的值;
(Ⅱ)求函数的单调区间与极值点.
【解析】
本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.
(Ⅰ),
∵曲线在点处与直线相切,
∴
(Ⅱ)∵,
当时,,函数在上单调递增,
此时函数没有极值点.
当时,由,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
∴此时是的极大值点,是的极小值点.
6.(2009北京理)(本小题共13分)
设函数
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)求函数的单调区间;
(Ⅲ)若函数在区间内单调递增,求的取值范围.
【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.
(Ⅰ),
曲线在点处的切线方程为.
(Ⅱ)由,得,
若,则当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
若,则当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,若,则当且仅当,
即时,函数内单调递增,
若,则当且仅当,
即时,函数内单调递增,
综上可知,函数内单调递增时,的取值范围是.
7.(2009江苏卷)(本小题满分16分)
设为实数,函数.
(1)若,求的取值范围;
(2)求的最小值;
(3)设函数,直接写出(不需给出演算步骤)不等式的解集.
【解析】本小题主要考查函数的概念、性质、图象及解一元二次不等式等基础知识,考查灵活运用数形结合、分类讨论的思想方法进行探索、分析与解决问题的综合能力。满分16分
(1)若,则
(2)当时,
当时,
综上
(3)时,得,
当时,;
当时,△>0,得:
讨论得:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
8.(2009山东卷理)(本小题满分12分)
两县城A和B相距20km,现计划在两县城外以AB为直径的半圆弧上选择一点C建造垃圾处理厂,其对城市的影响度与所选地点到城市的的距离有关,对城A和城B的总影响度为城A与城B的影响度之和,记C点到城A的距离为x km,建在C处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度为y,统计调查表明:垃圾处理厂对城A的影响度与所选地点到城A的距离的平方成反比,比例系数为4;对城B的影响度与所选地点到城B的距离的平方成反比,比例系数为k ,当垃圾处理厂建在的中点时,对城A和城B的总影响度为0.065.
(1)将y表示成x的函数;
(11)讨论(1)中函数的单调性,并判断弧上是否存在一点,使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小?若存在,求出该点到城A的距离;若不存在,说明理由。
A
B
C
x
解法一:(1)如图,由题意知AC⊥BC,,
其中当时,y=0.065,所以k=9
所以y表示成x的函数为
(2),,令得,所以,即,当时,,即所以函数为单调减函数,当时,,即所以函数为单调增函数.所以当时, 即当C点到城A的距离为时, 函数有最小值.
解法二: (1)同上.
(2)设,
则,,所以
当且仅当即时取”=”.
下面证明函数在(0,160)上为减函数, 在(160,400)上为增函数.
设04×240×240
9 m1m2<9×160×160所以,
所以即函数
在(0,160)上为减函数.
同理,函数在(160,400)上为增函数,设1609×160×160
所以,
所以即函数在(160,400)上为增函数.
所以当m=160即时取”=”,函数y有最小值,
所以弧上存在一点,当时使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小.
【命题立意】:本题主要考查了函数在实际问题中的应用,运用待定系数法求解函数解析式的 能力和运用换元法和基本不等式研究函数的单调性等问题.
9.(2009山东卷文)(本小题满分12分)
已知函数,其中
(1) 当满足什么条件时,取得极值?
(2) 已知,且在区间上单调递增,试用表示出的取值范围.
解: (1)由已知得,令,得,
要取得极值,方程必须有解,
所以△,即, 此时方程的根为
,,
所以
当时,
x
(-∞,x1)
x 1
(x1,x2)
x2
(x2,+∞)
f’(x)
+
0
-
0
+
f (x)
增函数
极大值
减函数
极小值
增函数
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
当时,
x
(-∞,x2)
x 2
(x2,x1)
x1
(x1,+∞)
f’(x)
-
0
+
0
-
f (x)
减函数
极小值
增函数
极大值
减函数
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
综上,当满足时,取得极值.
(2)要使在区间上单调递增,需使在上恒成立.
即恒成立, 所以
设,,
令得或(舍去),
当时,,当时,单调增函数;
当时,单调减函数,
所以当时,取得最大,最大值为.
所以
当时,,此时在区间恒成立,所以在区间上单调递增,当时最大,最大值为,所以
综上,当时,; 当时,
【命题立意】:本题为三次函数,利用求导的方法研究函数的极值、单调性和函数的最值,函数在区间上为单调函数,则导函数在该区间上的符号确定,从而转为不等式恒成立,再转为函数研究最值.运用函数与方程的思想,化归思想和分类讨论的思想解答问题.
10.设函数,其中常数a>1
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若当x≥0时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围。
解析:本题考查导数与函数的综合运用能力,涉及利用导数讨论函数的单调性,第一问关键是通过分析导函数,从而确定函数的单调性,第二问是利用导数及函数的最值,由恒成立条件得出不等式条件从而求出的范围。
解: (I)
由知,当时,,故在区间是增函数;
当时,,故在区间是减函数;
当时,,故在区间是增函数。
综上,当时,在区间和是增函数,在区间是减函数。
(II)由(I)知,当时,在或处取得最小值。
由假设知
即 解得 11时,
当x变化时,与的变化情况如下表:
x
+
-
+
单调递增
单调递减
单调递增
由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为。
②当时,此时有恒成立,且仅在处,故函数的单调增区间为R
③当时,同理可得,函数的单调增区间为和,单调减区间为
综上:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为R;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为.
(Ⅱ)由得令得
由(1)得增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值,故M()N()。
观察的图象,有如下现象:
①当m从-1(不含-1)变化到3时,线段MP的斜率与曲线在点P处切线的斜率之差Kmp-的值由正连续变为负。
②线段MP与曲线是否有异于H,P的公共点与Kmp-的m正负有着密切的关联;
③Kmp-=0对应的位置可能是临界点,故推测:满足Kmp-的m就是所求的t最小值,下面给出证明并确定的t最小值.曲线在点处的切线斜率;
线段MP的斜率Kmp
当Kmp-=0时,解得
直线MP的方程为
令
当时,在上只有一个零点,可判断函数在上单调递增,在上单调递减,又,所以在上没有零点,即线段MP与曲线没有异于M,P的公共点。
当时,.
所以存在使得
即当MP与曲线有异于M,P的公共点
综上,t的最小值为2.
(2)类似(1)于中的观察,可得m的取值范围为
解法二:
(1)同解法一.
(2)由得,令,得
由(1)得的单调增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值。故M().N()
(Ⅰ)直线MP的方程为
由
得
线段MP与曲线有异于M,P的公共点等价于上述方程在(-1,m)上有根,即函数
上有零点.
因为函数为三次函数,所以至多有三个零点,两个极值点.
又.因此,在上有零点等价于在内恰有一个极大值点和一个极小值点,即内有两不相等的实数根.
等价于 即
又因为,所以m 的取值范围为(2,3)
从而满足题设条件的r的最小值为2.
22.(2009辽宁卷文)(本小题满分12分)
设,且曲线y=f(x)在x=1处的切线与x轴平行。
(I) 求a的值,并讨论f(x)的单调性;
(II) 证明:当
解:(Ⅰ).有条件知,
,故. ………2分
于是.
故当时,<0;
当时,>0.
从而在,单调减少,在单调增加. ………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在单调增加,故在的最大值为,
最小值为.
从而对任意,,有. ………10分
而当时,.
从而 ………12分
23.(2009辽宁卷理)(本小题满分12分)
已知函数f(x)=x-ax+(a-1),。
(1)讨论函数的单调性;
(2)证明:若,则对任意x,x,xx,有。
解:(1)的定义域为。
2分
(i)若即,则
故在单调增加。
(ii)若,而,故,则当时,;
当及时,
故在单调减少,在单调增加。
(iii)若,即,同理可得在单调减少,在单调增加.
(II)考虑函数
则
由于11,证明对任意的c,都有M>2:
(Ⅲ)若M≧K对任意的b、c恒成立,试求k的最大值。
本小题主要考察函数、函数的导数和不等式等基础知识,考察综合运用数学知识进行推理论证的能力和份额类讨论的思想(满分14分)
(I)解:,由在处有极值
可得
解得或
若,则,此时没有极值;
若,则
当变化时,,的变化情况如下表:
1
0
+
0
极小值
极大值
当时,有极大值,故,即为所求。
(Ⅱ)证法1:
当时,函数的对称轴位于区间之外。
在上的最值在两端点处取得
故应是和中较大的一个
即
证法2(反证法):因为,所以函数的对称轴位于区间之外,
在上的最值在两端点处取得。
故应是和中较大的一个
假设,则
将上述两式相加得:
,导致矛盾,
(Ⅲ)解法1:
(1)当时,由(Ⅱ)可知;
(2)当时,函数)的对称轴位于区间内,
此时
由有
①若则,
于是
②若,则
于是
综上,对任意的、都有
而当时,在区间上的最大值
故对任意的、恒成立的的最大值为。
解法2:
(1)当时,由(Ⅱ)可知;
(2)当时,函数的对称轴位于区间内,
此时
,即
下同解法1
29.(2009宁夏海南卷文)(本小题满分12分)
已知函数.
(1) 设,求函数的极值;
(2) 若,且当时,12a恒成立,试确定的取值范围.
请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑。
(21)解:
(Ⅰ)当a=1时,对函数求导数,得
令
列表讨论的变化情况:
(-1,3)
3
+
0
—
0
+
极大值6
极小值-26
所以,的极大值是,极小值是
(Ⅱ)的图像是一条开口向上的抛物线,关于x=a对称.
若上是增函数,从而
上的最小值是最大值是
由于是有
由
所以
若a>1,则不恒成立.
所以使恒成立的a的取值范围是
30.(2009湖南卷理)(本小题满分13分)
某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为米的相邻两墩之间的桥面工程费用为万元。假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为万元。
(Ⅰ)试写出关于的函数关系式;
(Ⅱ)当=640米时,需新建多少个桥墩才能使最小?
解 (Ⅰ)设需要新建个桥墩,
所以
(Ⅱ) 由(Ⅰ)知,
令,得,所以=64
当0<<64时<0, 在区间(0,64)内为减函数;
当时,>0. 在区间(64,640)内为增函数,
所以在=64处取得最小值,此时,
故需新建9个桥墩才能使最小。
31.(2009天津卷理)(本小题满分12分)
已知函数其中
(1) 当时,求曲线处的切线的斜率;
(2) 当时,求函数的单调区间与极值。
本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。满分12分。
(I)解:
(II)
以下分两种情况讨论。
(1)>,则<.当变化时,的变化情况如下表:
+
0
—
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
(2)<,则>,当变化时,的变化情况如下表:
+
0
—
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
32.(2009四川卷理)(本小题满分12分)
已知函数。
(I)求函数的定义域,并判断的单调性;
(II)若
(III)当(为自然对数的底数)时,设,若函数的极值存在,求实数的取值范围以及函数的极值。
本小题主要考查函数、数列的极限、导数应用等基础知识、考查分类整合思想、推理和运算能力。
解:(Ⅰ)由题意知
当
当
当….(4分)
(Ⅱ)因为
由函数定义域知>0,因为n是正整数,故00……..3分
故单调递减
当,掌握程度的增长量总是下降……………..6分
(2)由题意可知0.1+15ln=0.85……………….9分
整理得
解得…….13分
由此可知,该学科是乙学科……………..14分
35.(2009年上海卷理)(本题满分16分)本题共有3个小题,第1小题满分4分,第2小题满分6分,第3小题满分6分。
已知函数的反函数。定义:若对给定的实数,函数与互为反函数,则称满足“和性质”;若函数与
互为反函数,则称满足“积性质”。
(1) 判断函数是否满足“1和性质”,并说明理由;
(2) 求所有满足“2和性质”的一次函数;
(3) 设函数对任何,满足“积性质”。求的表达式。
解:(1)函数的反函数是
而其反函数为
故函数不满足“1和性质”
(2)设函数满足“2和性质”,
…….6分
而得反函数………….8分
由“2和性质”定义可知=对恒成立
即所求一次函数为………..10分
(3)设,,且点在图像上,则在函数图象上,
故,可得, ......12分
,
令,则。,即。 ......14分
综上所述,,此时,其反函数就是,
而,故与互为反函数 。 ......16分
36.(2009上海卷文)(本题满分16分)本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分10分 .有时可用函数
描述学习某学科知识的掌握程度.其中表示某学科知识的学习次数(),表示对该学科知识的掌握程度,正实数a与学科知识有关.
(1)证明:当x 7时,掌握程度的增长量f(x+1)- f(x)总是下降;
(2)根据经验,学科甲、乙、丙对应的a的取值区间分别为(115,121],(121,127],
(127,133].当学习某学科知识6次时,掌握程度是85%,请确定相应的学科.
证明(1)当时,
而当时,函数单调递增,且
故函数单调递减
当时,掌握程度的增长量总是下降
(2)有题意可知
整理得
解得…….13分
由此可知,该学科是乙学科……………..14分
37.(2009重庆卷理)(本小题满分13分,(Ⅰ)问5分,(Ⅱ)问8分)
设函数在处取得极值,且曲线在点处的切线垂直于直线.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若函数,讨论的单调性.
解(Ⅰ)因
又在x=0处取得极限值,故从而
由曲线y=在(1,f(1))处的切线与直线相互垂直可知
该切线斜率为2,即
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
令
(1)当
(2)当
K=1时,g(x)在R上为增函数
(3)方程有两个不相等实根
当函数
当时,故上为减函数
时,故上为增函数
38.(2009重庆卷文)(本小题满分12分,(Ⅰ)问7分,(Ⅱ)问5分)
已知为偶函数,曲线过点,.
(Ⅰ)求曲线有斜率为0的切线,求实数的取值范围;
(Ⅱ)若当时函数取得极值,确定的单调区间.
解: (Ⅰ)为偶函数,故即有
解得
又曲线过点,得有
从而,曲线有斜率为0的切线,故有有实数解.即有实数解.此时有解得
所以实数的取值范围:
(Ⅱ)因时函数取得极值,故有即,解得
又 令,得
当时,,故在上为增函数
当时,,故在上为减函数
当时,,故在上为增函数
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