2017-2018学年北京市十一学校高二(上)期末数学试卷(理科)(ⅱ)
展开2017-2018学年北京市十一学校高二(上)期末数学试卷(理科)(Ⅱ)
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)函数y在x=1处的导数值为( )
A. B.2 C.1 D.
2.(4分)(2014•青岛一模)抛物线y=8x2的焦点坐标是( )
A.(2,0) B.(﹣2,0) C.(0,) D.(0,)
3.(4分)(2017秋•上虞区期末)双曲线1的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x
4.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知方程表示的曲线是椭圆,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣1,2) B.
C. D.
5.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知O为坐标原点,椭圆上的点M到左焦点F1的距离为2,N为MF1的中点,则ON的值等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.(4分)(2016•潮州校级模拟)已知双曲线的一条渐近线方程是,它的一个焦点在抛物线y2=8x的准线上,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
7.(4分)(2018秋•洛阳期末)已知椭圆的两个焦点分别为F1,F2,P是椭圆上一点,且∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积等于( )
A. B. C.6 D.3
8.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)若双曲线的两个焦点为F1,F2,若双曲线上存在一点P,满足|PF1|=3|PF2|,则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A.1<e<2 B.1≤e≤2 C.1<e≤2 D.1≤e<2
二、填空题(共6小题,每小题4分,共24分)
9.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)函数f(x)=xex的导数为 .
10.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离与椭圆的长轴长相等,则抛物线的标准方程为 .
11.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知定点M(3,4),F为抛物线y2=8x的焦点,点P在该抛物线上移动,当|PM|+|PF|取最小值时,点P的坐标为 .
12.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知直线l的参数方程为(t为参数),以平面直角坐标系的坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),则直线l与曲线C的位置关系是 .
13.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知函数f(x)=x3﹣3x+lnx,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 .
14.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知点P圆C:(x﹣4)2+y2=4上,点Q在椭圆上移动,则|PQ|的最大值为 .
三、解答题(共2道大题,共44分,解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程).
15.(9分)(2015秋•济南期末)设函数f(x)ax﹣lnx(a∈R).
(1)当a=1时,求函数f(x)的极值;
(2)当a≥2时,讨论函数f(x)的单调性.
16.(35分)(2017秋•海淀区校级期末)已知椭圆的一个顶点为B(0,1),半焦距为c,离心率,又直线l:y=kx+m(k≠0)交椭圆于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,且P(x0,y0)为MN中点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若k=1,m=﹣1,求弦MN的长;
(3)若点恰好平分弦MN,求实数k,m;
(4)若满足|BM|=|BN|,求实数m的取值范围并求kMNkOP的值;
(5)设圆T:(x+2)2+y2=r2(r>0)与椭圆C相交于点E与点F,求的最小值,并求此时圆T的方程;
(6)若直线l是圆的切线,证明∠MON的大小为定值.
2017-2018学年北京市十一学校高二(上)期末数学试卷(理科)(Ⅱ)
参考答案与试题解析
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)函数y在x=1处的导数值为( )
A. B.2 C.1 D.
【考点】63:导数的运算.菁优网版权所有
【分析】利用导数的运算法则即可得出.
【解答】解:∵,∴f′(1).
故选:D.
【点评】熟练掌握导数的运算法则是解题的关键.
2.(4分)(2014•青岛一模)抛物线y=8x2的焦点坐标是( )
A.(2,0) B.(﹣2,0) C.(0,) D.(0,)
【考点】K8:抛物线的性质.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】把抛物线y=8x2的方程化为标准形式,确定开口方向和p值,即可得到焦点坐标.
【解答】解:抛物线y=8x2的标准方程为 x2y,p,开口向上,焦点在y轴的正半轴上,
故焦点坐标为(0,),
故选:C.
【点评】本题考查抛物线的标准方程,以及简单性质的应用;把抛物线y=8x2的方程化为标准形式,是解题的关键.
3.(4分)(2017秋•上虞区期末)双曲线1的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】根据题意,由双曲线的标准方程可得其焦点在x轴上,以及a、b的值,进而结合渐近线的方程并代入a、b的值计算可得答案.
【解答】解:根据题意,双曲线的方程为:1,
其中焦点在x轴上,且a3,b4,
则其渐近线方程为:y=±x,
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,关键是利用双曲线的标准方程求出a、b的值.
4.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知方程表示的曲线是椭圆,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣1,2) B.
C. D.
【考点】K3:椭圆的标准方程.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】根据题意,由椭圆的标准方程的形式可得,解可得m的取值范围,即可得答案.
【解答】解:根据题意,方程表示的曲线是椭圆,
则,
解可得:﹣1<m<2,且m,
故m的取值范围为(﹣1,)∪(,2);
故选:B.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,注意椭圆标准方程的基本形式,属于基础题.
5.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知O为坐标原点,椭圆上的点M到左焦点F1的距离为2,N为MF1的中点,则ON的值等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【考点】K4:椭圆的性质.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】首先根据椭圆的定义求出|MF2|=6的值,进一步利用三角形的中位线求得结果.
【解答】解:椭圆的a=4,
设右焦点为F2,
根据椭圆的定义得:|MF1|+|MF2|=2a=8,
|MF1|=2,可得|MF2|=6,
由于△MF2F1中N、O是MF1、F1F2的中点,
根据中位线定理得:|ON||MF2|=3,
故选:A.
【点评】本题考查的知识点:椭圆的定义,椭圆的方程中量的关系,三角形中位线定理,考查运算能力,属于基础题.
6.(4分)(2016•潮州校级模拟)已知双曲线的一条渐近线方程是,它的一个焦点在抛物线y2=8x的准线上,则双曲线的方程为( )
A. B.
C. D.
【考点】KF:圆锥曲线的共同特征.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】由抛物线标准方程易得其准线方程为x=﹣2,而通过双曲线的标准方程可见其焦点在x轴上,则双曲线的左焦点为(﹣2,0),此时由双曲线的性质a2+b2=c2可得a、b的一个方程;再根据焦点在x轴上的双曲线的渐近线方程为y=±x,可得 ,则得a、b的另一个方程.那么只需解a、b的方程组,问题即可解决.
【解答】解:因为抛物线y2=8x的准线方程为x=﹣2,
则由题意知,点F(﹣2,0)是双曲线的左焦点,
所以a2+b2=c2=4,
又双曲线的一条渐近线方程是yx,
所以 ,
解得a2=1,b2=3,
所以双曲线的方程为 .
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的标准方程,以及双曲线的简单性质的应用,确定c和a2的值,是解题的关键.
7.(4分)(2018秋•洛阳期末)已知椭圆的两个焦点分别为F1,F2,P是椭圆上一点,且∠F1PF2=60°,则△F1PF2的面积等于( )
A. B. C.6 D.3
【考点】K4:椭圆的性质.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;58:解三角形;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】如图所示,椭圆,设|PF1|=m,|PF2|=n,m+n=2a=10,在△F1PF2中,由余弦定理可得:(2c)2=m2+n2﹣2mncos60°,联立解得mn,即可得出.
【解答】解:如图所示,椭圆,可得a=5,b=3,c4.
设|PF1|=m,|PF2|=n,
则m+n=2a=10,
在△F1PF2中,由余弦定理可得:(2c)2=m2+n2﹣2mncos60°,可得(m+n)2﹣3mn=64,即102﹣3mn=64,解得mn=12.
∴△F1PF2的面积Smnsin60°3.
故选:B.
【点评】本题考查了椭圆的定义标准方程及其性质、余弦定理、三角形面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
8.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)若双曲线的两个焦点为F1,F2,若双曲线上存在一点P,满足|PF1|=3|PF2|,则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A.1<e<2 B.1≤e≤2 C.1<e≤2 D.1≤e<2
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;38:对应思想;4R:转化法;5E:圆锥曲线中的最值与范围问题.
【分析】先根据双曲线定义可知|PF1|﹣|PF2|=2a进而根据|PF1|=3|PF2|,求得a=|PF2|,同时利用三角形中两边之和大于第三边的性质,推断出,|F1F2|<|PF1|+|PF2|,进而求得a和c的不等式关系,分析当p为双曲线顶点时,2且双曲线离心率大于1,可得最后答案.
【解答】解根据双曲线定义可知|PF1|﹣|PF2|=2a,即3|PF2|﹣|PF2|=2a.
∴a=|PF2|,|PF1|=3a
在△PF1F2中,|F1F2|<|PF1|+|PF2|,
2c<4|PF2|,c<2|PF2|=2a,
∴2,
当p为双曲线顶点时,2
又∵双曲线e>1,
∴1<e≤2
故选:C.
【点评】本题主要考查了双曲线的简单性质,三角形边与边之间的关系.解题的时候一定要注意点P在双曲线顶点位置时的情况,以免遗漏答案.
二、填空题(共6小题,每小题4分,共24分)
9.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)函数f(x)=xex的导数为 (x+1)ex .
【考点】63:导数的运算.菁优网版权所有
【专题】38:对应思想;4O:定义法;52:导数的概念及应用.
【分析】根据函数的导数公式以及导数的运算法则进行求解即可.
【解答】解:∵f(x)=xex,
∴函数的导数f′(x)=ex+xex=(x+1)ex,
故答案为:(x+1)ex
【点评】本题主要考查导数的计算,根据导数的运算法则是解决本题的关键.比较基础.
10.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F到准线的距离与椭圆的长轴长相等,则抛物线的标准方程为 y2=12x .
【考点】K8:抛物线的性质.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】求得抛物线的焦点和准线方程,可得焦点到准线的距离,求得椭圆的a,可得长轴长2a,可得p,进而得到抛物线的标准方程.
【解答】解:抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F(,0),准线为x,
椭圆的a=3,
由抛物线的焦点F到准线的距离与椭圆的长轴长相等,
可得p=2a=6,
可得抛物线的标准方程为y2=12x.
故答案为:y2=12x.
【点评】本题考查抛物线的方程和性质,以及椭圆的几何性质,考查方程思想和运算能力,属于基础题.
11.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知定点M(3,4),F为抛物线y2=8x的焦点,点P在该抛物线上移动,当|PM|+|PF|取最小值时,点P的坐标为 (2,4) .
【考点】K8:抛物线的性质.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;4O:定义法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设点M在准线上的射影为D,由抛物线的定义把问题转化为求|PM|+|PD|的最小值,同时可推断出当D,P,M三点共线时|PM|+|PD|最小,答案可得.
【解答】解:抛物线y2=8x的焦点F(2,0),准线为x=﹣2,
设点M在准线上的射影为D,连接PF,
由抛物线的定义可知|PF|=|PD|,
要求|PM|+|PF|的最小值,即求|PM|+|PD|的最小值,
只有当D,P,M三点共线时|PM|+|PD|最小,
且最小值为3﹣(﹣2)=5,
此时P的坐标为(2,4),
故答案为:(2,4).
【点评】本题考查抛物线的简单性质,涉及与抛物线有关的最值问题,注意运用定义法,属中档题.
12.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知直线l的参数方程为(t为参数),以平面直角坐标系的坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),则直线l与曲线C的位置关系是 相切 .
【考点】Q4:简单曲线的极坐标方程;QH:参数方程化成普通方程.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;5S:坐标系和参数方程.
【分析】首先利用参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间的转换,进一步利用直线和抛物线位置关系的应用求出结果.
【解答】解:∵直线l的参数方程为(t为参数),
∴直线l的直角坐标方程为x﹣y+1=0,
∵曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),
∴曲线C的直角坐标方程为y2=4x,
联立,
整理得x2﹣2x+1=0,
解得:x=1,y=2,
所以直线与抛物线有且只有一个交点,
直线和抛物线的位置关系为相切.
故答案为:相切.
【点评】本题考查的知识要点:参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间的转换,直线和抛物线位置关系的应用.
13.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知函数f(x)=x3﹣3x+lnx,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 x﹣y﹣3=0 .
【考点】6H:利用导数研究曲线上某点切线方程.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;52:导数的概念及应用.
【分析】求得f(x)的导数,可得切线的斜率和切点,由点斜式方程可得切线方程.
【解答】解:函数f(x)=x3﹣3x+lnx的导数为f′(x)=3x2﹣3,
可得曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为1,
且f(1)=1﹣3=﹣2,
可得切线方程为y+2=x﹣1,
可得x﹣y﹣3=0.
故答案为:x﹣y﹣3=0.
【点评】本题考查导数的运用:求切线方程,注意运用导数的几何意义和直线方程的点斜式,考查运算能力,属于基础题.
14.(4分)(2017秋•海淀区校级期末)已知点P圆C:(x﹣4)2+y2=4上,点Q在椭圆上移动,则|PQ|的最大值为 7 .
【考点】K4:椭圆的性质.菁优网版权所有
【专题】56:三角函数的求值;5B:直线与圆;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】点Q在椭圆上移动,可设Q(cosθ,2sinθ),由圆C:(x﹣4)2+y2=4,可得圆心C(4,0),半径r=2.利用两点之间的距离公式可得:|CQ|,进而得出|PQ|的最大值.
【解答】解:∵点Q在椭圆上移动,∴可设Q(cosθ,2sinθ),
由圆C:(x﹣4)2+y2=4,可得圆心C(4,0),半径r=2.
∴|CQ|5,当且仅当cosθ=﹣1时取等号.
∴|PQ|的最大值=5+r=7.
故答案为:7.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程参数方程、圆的标准方程、两点之间的距离公式、三角函数求值、二次函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
三、解答题(共2道大题,共44分,解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程).
15.(9分)(2015秋•济南期末)设函数f(x)ax﹣lnx(a∈R).
(1)当a=1时,求函数f(x)的极值;
(2)当a≥2时,讨论函数f(x)的单调性.
【考点】6B:利用导数研究函数的单调性;6D:利用导数研究函数的极值.菁优网版权所有
【专题】15:综合题;52:导数的概念及应用.
【分析】(1)可得函数定义域,解出f'(x)=0,得x=1.然后考虑在1左右两侧导数符号,由极值定义可求;
(2)化简可得f′(x),按照两根与1的大小关系讨论,在定义域内解不等式f′(x)>0,f′(x)<0即可;
【解答】解:(1)函数的定义域为(0,+∞),
当a=1时,.
令f'(x)=0,得x=1.
当0<x<1时,f'(x)<0;当x>1时,f'(x)>0,
∴f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴f(x)极小值=f(1)=1,无极大值.
(2),
当,即a=2时,上是减函数;
当,即a>2时,令f'(x)<0,得,令f'(x)>0,得,
当,a<2时与已知矛盾,舍,
综上,当a=2时,f(x)在(0,+∞)单调递减;当a>2时,上单调递减,在上单调递增;
【点评】本题考查利用导数研究函数的极值、单调性,考查分类讨论思想,导数是解决函数的有力工具,应重点掌握.
16.(35分)(2017秋•海淀区校级期末)已知椭圆的一个顶点为B(0,1),半焦距为c,离心率,又直线l:y=kx+m(k≠0)交椭圆于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,且P(x0,y0)为MN中点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若k=1,m=﹣1,求弦MN的长;
(3)若点恰好平分弦MN,求实数k,m;
(4)若满足|BM|=|BN|,求实数m的取值范围并求kMNkOP的值;
(5)设圆T:(x+2)2+y2=r2(r>0)与椭圆C相交于点E与点F,求的最小值,并求此时圆T的方程;
(6)若直线l是圆的切线,证明∠MON的大小为定值.
【考点】K4:椭圆的性质;KH:直线与圆锥曲线的综合.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;5B:直线与圆;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)运用离心率公式和a,b,c的关系,解方程可得a,b,进而得到椭圆方程;
(2)联立直线y=x﹣1与椭圆方程,求得交点,运用两点的距离公式可得所求值;
(3)运用点差法和中点坐标公式,化简整理可得所求值;
(4)运用中点坐标公式和联立直线方程与椭圆方程,运用韦达定理,解不等式可得所求范围;
(5)设E(x3,y3)(y3>0),F(x3,﹣y3),运用向量的数量积的坐标表示和二次函数的最值求法,可得所求最小值与圆方程;
(6)运用韦达定理和向量数量积的坐标表示,以及直线和圆相切的条件:d=r,即可得证.
【解答】解:(1)根据题意:,解得,所以椭圆C的标准方程为;
(2)联立直线方程和椭圆方程:,整理得:5x2﹣8x=0,解得x=0或,
所以M(0,﹣1),,则;
(3)恰好平分弦MN,所以,
M,N在椭圆上,则,相减得,
即,即,
则,即,
点Q在直线上,所以直线,整理得,所以m=1,
综上所述:,m=1;
(4)由(3)知,等号两边同时除以(x1﹣x2)×2x0,
得,所以;
联立直线方程和椭圆方程:,
整理得:(4k2+1)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
△=64k2m2﹣4(4k2+1)(4m2﹣4)>0,解得,
则,所以,
则,
因为|BM|=|BN|,所以kBPk=﹣1,
则,化简得,
则,又,所以,解得,
综上所述:,;
(5)设E(x3,y3)(y3>0),F(x3,﹣y3),
则,,
所以,点E与点F在椭圆上:,
所以,当时,取得最小值,
此时,,
综上所述:的最小值为,此时圆T的方程;
(6)证明:由(4)得
且(4k2+1)x2+8kmx+4m2﹣4=0,所以,,
所以,
直线l是圆的切线,所以点O到直线l距离为,
即,
整理得5m2﹣4k2﹣4=0,所以,
即∠MON的大小为90°.
【点评】本题考查直线和椭圆的位置关系、以及直线和圆的位置关系,综合考查点差法和韦达定理、方程思想和运算能力,是一道综合题.
考点卡片
1.导数的运算
【知识点的知识】
1、基本函数的导函数
①C′=0(C为常数)
②(xn)′=nxn﹣1 (n∈R)
③(sinx)′=cosx
④(cosx)′=﹣sinx
⑤(ex)′=ex
⑥(ax)′=(ax)*lna(a>0且a≠1)⑦[logax)]′*(logae)(a>0且a≠1)⑧[lnx]′.
2、和差积商的导数
①[f(x)+g(x)]′=f′(x)+g′(x)
②[f(x)﹣g(x)]′=f′(x)﹣g′(x)
③[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
④[]′.
3、复合函数的导数
设 y=u(t),t=v(x),则 y′(x)=u′(t)v′(x)=u′[v(x)]v′(x)
【典型例题分析】
题型一:和差积商的导数
典例1:已知函数f(x)=asinx+bx3+4(a∈R,b∈R),f′(x)为f(x)的导函数,则f(2014)+f(﹣2014)+f′(2015)﹣f′(﹣2015)=( )
A.0 B.2014 C.2015 D.8
解:f′(x)=acosx+3bx2,
∴f′(﹣x)=acos(﹣x)+3b(﹣x)2
∴f′(x)为偶函数;
f′(2015)﹣f′(﹣2015)=0
∴f(2014)+f(﹣2014)
=asin(2014)+b•20143+4+asin(﹣2014)+b(﹣2014)3+4=8;
∴f(2014)+f(﹣2014)+f′(2015)﹣f(﹣2015)=8
故选D.
题型二:复合函数的导数
典例2:下列式子不正确的是( )
A.(3x2+cosx)′=6x﹣sinx B.(lnx﹣2x)′ln2
C.(2sin2x)′=2cos2x D.()′
解:由复合函数的求导法则
对于选项A,(3x2+cosx)′=6x﹣sinx成立,故A正确;
对于选项B,成立,故B正确;
对于选项C,(2sin2x)′=4cos2x≠2cos2x,故C不正确;
对于选项D,成立,故D正确.
故选C.
【解题方法点拨】
1.由常数函数、幂函数及正、余弦函数经加、减、乘运算得到的简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类简单函数的导数.
2.对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用.在实施化简时,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.
2.利用导数研究函数的单调性
【知识点的知识】
1、导数和函数的单调性的关系:
(1)若f′(x)>0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)>0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间;
(2)若f′(x)<0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)<0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间.
2、利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:
(1)确定f(x)的定义域;
(2)计算导数f′(x);
(3)求出f′(x)=0的根;
(4)用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)>0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)<0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间.
【典型例题分析】
题型一:导数和函数单调性的关系
典例1:已知函数f(x)的定义域为R,f(﹣1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为( )
A.(﹣1,1)B.(﹣1,+∞) C.(﹣∞,﹣1)D.(﹣∞,+∞)
解:设g(x)=f(x)﹣2x﹣4,
则g′(x)=f′(x)﹣2,
∵对任意x∈R,f′(x)>2,
∴对任意x∈R,g′(x)>0,
即函数g(x)单调递增,
∵f(﹣1)=2,
∴g(﹣1)=f(﹣1)+2﹣4=4﹣4=0,
则由g(x)>g(﹣1)=0得
x>﹣1,
即f(x)>2x+4的解集为(﹣1,+∞),
故选:B
题型二:导数和函数单调性的综合应用
典例2:已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t∈[1,2],函数在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围;
(Ⅲ)求证:.
解:(Ⅰ)(2分)
当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞);
当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1];
当a=0时,f(x)不是单调函数(4分)
(Ⅱ)得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3
∴,
∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2(6分)
∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2
∴
由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立,
所以有:,∴(10分)
(Ⅲ)令a=﹣1此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2,
由(Ⅰ)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增,
∴当x∈(1,+∞)时f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0,
∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立,(12分)
∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n﹣1,
∴
∴
【解题方法点拨】
若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)>0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)>0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件.
3.利用导数研究函数的极值
【知识点的知识】
1、极值的定义:
(1)极大值:一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)<f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0),x0是极大值点;
(2)极小值:一般地,设函数f(x)在x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)>f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极小值,记作y极小值=f(x0),x0是极小值点.
2、极值的性质:
(1)极值是一个局部概念,由定义知道,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小;
(2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个;
(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值;
(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点.
3、判别f(x0)是极大、极小值的方法:
若x0满足f′(x0)=0,且在x0的两侧f(x)的导数异号,则x0是f(x)的极值点,f(x0)是极值,并且如果f′(x)在x0两侧满足“左正右负”,则x0是f(x)的极大值点,f(x0)是极大值;如果f′(x)在x0两侧满足“左负右正”,则x0是f(x)的极小值点,f(x0)是极小值.
4、求函数f(x)的极值的步骤:
(1)确定函数的定义区间,求导数f′(x);
(2)求方程f′(x)=0的根;
(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查f′(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号即都为正或都为负,则f(x)在这个根处无极值.
【解题方法点拨】
在理解极值概念时要注意以下几点:
(1)按定义,极值点x0是区间[a,b]内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).
(2)极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.
(3)若f(x)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.
(4)若函数f(x)在[a,b]上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有
限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的,
(5)可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点.
4.利用导数研究曲线上某点切线方程
【考点描述】
利用导数来求曲线某点的切线方程是高考中的一个常考点,它既可以考查学生求导能力,也考察了学生对导数意义的理解,还考察直线方程的求法,因为包含了几个比较重要的基本点,所以在高考出题时备受青睐.我们在解答这类题的时候关键找好两点,第一找到切线的斜率;第二告诉的这点其实也就是直线上的一个点,在知道斜率的情况下可以用点斜式把直线方程求出来.
【实例解析】
例:已知函数y=xlnx,求这个函数的图象在点x=1处的切线方程.
解:k=y'|x=1=ln1+1=1
又当x=1时,y=0,所以切点为(1,0)
∴切线方程为y﹣0=1×(x﹣1),
即y=x﹣1.
我们通过这个例题发现,第一步确定切点;第二步求斜率,即求曲线上该点的导数;第三步利用点斜式求出直线方程.这种题的原则基本上就这样,希望大家灵活应用,认真总结.
5.椭圆的标准方程
【知识点的认识】
椭圆标准方程的两种形式:
(1)(a>b>0),焦点在x轴上,焦点坐标为F(±c,0),焦距|F1F2|=2c;
(2)(a>b>0),焦点在y轴上,焦点坐标为F(0,±c),焦距|F1F2|=2c.
两种形式相同点:形状、大小相同;都有a>b>0;a2=b2+c2
两种形式不同点:位置不同;焦点坐标不同.
标准方程
(a>b>0)
中心在原点,焦点在x轴上
(a>b>0)
中心在原点,焦点在y轴上
图形
顶点
A(a,0),A′(﹣a,0)
B(0,b),B′(0,﹣b)
A(b,0),A′(﹣b,0)
B(0,a),B′(0,﹣a)
对称轴
x轴、y轴,长轴长2a,短轴长2b
焦点在长轴长上
x轴、y轴,长轴长2a,短轴长2b
焦点在长轴长上
焦点
F1(﹣c,0),F2(c,0)
F1(0,﹣c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c(c>0)
c2=a2﹣b2
|F1F2|=2c(c>0)
c2=a2﹣b2
离心率
e(0<e<1)
e(0<e<1)
准线
x=±
y=±
6.椭圆的性质
【知识点的认识】
1.椭圆的范围
2.椭圆的对称性
3.椭圆的顶点
顶点:椭圆与对称轴的交点叫做椭圆的顶点.
顶点坐标(如上图):A1(﹣a,0),A2(a,0),B1(0,﹣b),B2(0,b)
其中,线段A1A2,B1B2分别为椭圆的长轴和短轴,它们的长分别等于2a和2b,a和b分别叫做椭圆的长半轴长和短半轴长.
4.椭圆的离心率
①离心率:椭圆的焦距与长轴长的比叫做椭圆的离心率,用e表示,即:e,且0<e<1.
②离心率的意义:刻画椭圆的扁平程度,如下面两个椭圆的扁平程度不一样:
e越大越接近1,椭圆越扁平,相反,e越小越接近0,椭圆越圆.当且仅当a=b时,c=0,椭圆变为圆,方程为x2+y2=a2.
5.椭圆中的关系:a2=b2+c2.
7.抛物线的性质
【知识点的知识】
抛物线的简单性质:
8.双曲线的性质
【知识点的知识】
双曲线的标准方程及几何性质
标准方程
(a>0,b>0)
(a>0,b>0)
图形
性
质
焦点
F1(﹣c,0),F2( c,0)
F1(0,﹣c),F2(0,c)
焦距
|F1F2|=2c
a2+b2=c2
范围
|x|≥a,y∈R
|y|≥a,x∈R
对称
关于x轴,y轴和原点对称
顶点
(﹣a,0).(a,0)
(0,﹣a)(0,a)
轴
实轴长2a,虚轴长2b
离心率
e(e>1)
准线
x=±
y=±
渐近线
±0
±0
9.圆锥曲线的共同特征
【知识点的知识】
圆锥曲线的共同特征:
圆锥曲线上的点到一个定点的距离与它到定直线的距离之比为定值e.当0<e<1时,圆锥曲线是椭圆;当e>1时,圆锥曲线是双曲线;当e=1时,圆锥曲线是抛物线.其中定点是圆锥曲线的一个焦点,定直线是相应于这个交点的准线.
10.直线与圆锥曲线的综合
【概述】
直线与圆锥曲线的综合问题是高考的必考点,比方说求封闭面积,求距离,求他们的关系等等,常用的方法就是联立方程求出交点的横坐标或者纵坐标的关系,通过这两个关系的变形去求解.
【实例解析】
例:已知圆锥曲线C上任意一点到两定点F1(﹣1,0)、F2(1,0)的距离之和为常数,曲线C的离心率.
(1)求圆锥曲线C的方程;
(2)设经过点F2的任意一条直线与圆锥曲线C相交于A、B,试证明在x轴上存在一个定点P,使的值是常数.
解:(1)依题意,设曲线C的方程为(a>b>0),
∴c=1,
∵,
∴a=2,
∴,
所求方程为.
(2)当直线AB不与x轴垂直时,设其方程为y=k(x﹣1),
由,
得(3+4k2)x2﹣8k2x+4(k2﹣3)=0,
从而,,
设P(t,0),则
当,
解得
此时对∀k∈R,;
当AB⊥x轴时,直线AB的方程为x=1,
xA=xB=1,,
对,,
即存在x轴上的点,使的值为常数.
这是一道符合高考命题思维的题型,一般命题思路都是第一问叫你求曲线的表达式;第二问在求证某种特殊的关系,像本题求证是个常数这是高考中非常喜欢考的一种形式.我们看看解答思路,第一问就是求a、b、c中的两个值即可;第二问先是联立方程,然后把我们要证的这个关系转化为根与系数的关系,这也是常用的方法.
【考点分析】
必考题,也是难题,希望大家多总结,尽量去总结一下各种题型和方法,在考试的时候,如果运算量大可以适当的放到最后做.
11.简单曲线的极坐标方程
【知识点的认识】
一、曲线的极坐标方程
定义:如果曲线C上的点与方程f(ρ,θ)=0有如下关系
(1)曲线C上任一点的坐标(所有坐标中至少有一个)符合方程f(ρ,θ)=0;
(2)以方程f(ρ,θ)=0的所有解为坐标的点都在曲线C上.
则曲线C的方程是f(ρ,θ)=0.
二、求曲线的极坐标方程的步骤:
与直角坐标系里的情况一样
①建系 (适当的极坐标系)
②设点 (设M( ρ,θ)为要求方程的曲线上任意一点)
③列等式(构造△,利用三角形边角关系的定理列关于M的等式)
④将等式坐标化
⑤化简 (此方程f(ρ,θ)=0即为曲线的方程)
三、圆的极坐标方程
(1)圆心在极点,半径为r,ρ=r.
(2)中心在C(ρ0,θ0),半径为r.
ρ2+ρ02﹣2ρρ0cos(θ﹣θ0)=r2.
四、直线的极坐标方程
(1)过极点,θ=θ0(ρ∈R)
(2)过某个定点垂直于极轴,ρcosθ=a
(3)过某个定点平行于极轴,rsinθ=a
(4)过某个定点(ρ1,θ1),且与极轴成的角度α,ρsin(α﹣θ)=ρ1sin(α﹣θ1)
五、直线的极坐标方程步骤
1、据题意画出草图;
2、设点M(ρ,θ)是直线上任意一点;
3、连接MO;
4、根据几何条件建立关于ρ,θ的方程,并化简;
5、检验并确认所得的方程即为所求.
12.参数方程化成普通方程
【知识点的认识】
参数方程和普通方程的互化
由参数方程化为普通方程:消去参数,消参数的方法有代入法、加减(或乘除)消元法、三角代换法等.如果知道变数x,y中的一个与参数t的关系,例如x=f(t),把它代入普通方程,求出另一个变数与参数的关系y=g(t),那么就是曲线的参数方程,在参数方程与普通方程的互化中,必须使x,y的取值范围保持一致.
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布
日期:2019/4/17 15:12:04;用户:18434650699;邮箱:18434650699;学号:19737267
2022-2023学年北京市十一学校高二(上)期末数学试卷: 这是一份2022-2023学年北京市十一学校高二(上)期末数学试卷,共19页。
2017-2018学年海南省海南中学高二(上)期末数学试卷(理科): 这是一份2017-2018学年海南省海南中学高二(上)期末数学试卷(理科),共47页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2017-2018学年北京市海淀区高二(上)期末数学试卷(理科): 这是一份2017-2018学年北京市海淀区高二(上)期末数学试卷(理科),共13页。