1选择题
已知函数 f(x) = x³ - 3x,则下列关于 f(x) 的单调区间描述正确的是( )
- A. 在 (-∞, -1) 和 (1, +∞) 上单调递增,在 (-1, 1) 上单调递减
- B. 在 (-∞, -1) 和 (1, +∞) 上单调递减,在 (-1, 1) 上单调递增
- C. 在 (-∞, 0) 上单调递增,在 (0, +∞) 上单调递减
- D. 在 (-∞, +∞) 上单调递增
答案:A
解析:求导得 f'(x) = 3x² - 3 = 3(x+1)(x-1)。令 f'(x) > 0,解得 x < -1 或 x > 1,此时函数单调递增;令 f'(x) < 0,解得 -1 < x < 1,此时函数单调递减。易错点:导数为0的点(x=±1)是单调区间的分界点,但函数在该点处不改变单调性,需结合导数符号判断。
2选择题
已知等比数列 {a_n} 满足 a₁ = 2,且 a₃ = 8,则该数列的公比 q 等于( )
答案:C
解析:由 a₃ = a₁q² 得 8 = 2q²,解得 q² = 4,所以 q = 2 或 q = -2。易错点:等比数列的公比可以为负数,容易漏解。
3填空题
函数 f(x) = sin(2x + π/6) 的最小正周期是________。
答案:π
解析:对于函数 y = sin(ωx + φ),其最小正周期 T = 2π/|ω|。本题中 ω = 2,所以 T = 2π/2 = π。易错点:容易误用公式 T = 2π/ω 而忽略绝对值,或与振幅、相位等概念混淆。
4填空题
在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若 a = 2,b = 3,C = 60°,则 c =________。
答案:√7
解析:由余弦定理 c² = a² + b² - 2ab cosC,代入数据得 c² = 2² + 3² - 2×2×3×cos60° = 4 + 9 - 12×(1/2) = 13 - 6 = 7,所以 c = √7。易错点:余弦定理公式记忆错误,或 cos60° 的值记错。
5解答题
已知数列 {a_n} 是等差数列,且 a₂ = 5,a₅ = 14。
(1) 求数列 {a_n} 的通项公式;
(2) 求数列 {a_n} 的前 n 项和 S_n。
答案:(1) 设首项为 a₁,公差为 d。由 a₂ = a₁ + d = 5,a₅ = a₁ + 4d = 14,解得 a₁ = 2,d = 3。所以 a_n = a₁ + (n-1)d = 2 + 3(n-1) = 3n - 1。
(2) S_n = n(a₁ + a_n)/2 = n(2 + 3n - 1)/2 = n(3n + 1)/2。
解析:本题考查等差数列的基本量计算和求和公式。易错点:①解方程组时计算错误;②求和公式 S_n = n(a₁ + a_n)/2 或 S_n = na₁ + n(n-1)d/2 使用不当。
6解答题
已知函数 f(x) = 2sin(ωx + φ) (ω > 0, |φ| < π/2) 的图象过点 (0, 1),且相邻两条对称轴之间的距离为 π。
(1) 求 ω 和 φ 的值;
(2) 求 f(x) 在区间 [0, π/2] 上的最大值和最小值。
答案:(1) 由相邻对称轴距离为 π,得周期 T = 2π,所以 ω = 2π/T = 1。由 f(0) = 2sinφ = 1,得 sinφ = 1/2。因为 |φ| < π/2,所以 φ = π/6。故 ω = 1,φ = π/6。
(2) f(x) = 2sin(x + π/6)。当 x ∈ [0, π/2] 时,x + π/6 ∈ [π/6, 2π/3]。在区间 [π/6, 2π/3] 上,sin(x + π/6) 在 x + π/6 = π/2 即 x = π/3 时取得最大值 1,所以 f(x) 最大值为 2;在 x + π/6 = π/6 即 x = 0 时取得最小值 1/2,所以 f(x) 最小值为 2×(1/2) = 1。
解析:本题考查三角函数的图象与性质。易错点:①对称轴距离与周期的关系理解错误(对称轴距离是半周期);②求最值时,未正确确定内层函数 x + π/6 的取值范围,导致最值点判断错误。
7解答题
已知函数 f(x) = x³ - 3x² + 4。
(1) 求 f(x) 的单调区间;
(2) 求 f(x) 在区间 [-1, 3] 上的最大值和最小值。
答案:(1) f'(x) = 3x² - 6x = 3x(x-2)。令 f'(x) = 0,得 x = 0 或 x = 2。当 x < 0 或 x > 2 时,f'(x) > 0,函数单调递增;当 0 < x < 2 时,f'(x) < 0,函数单调递减。所以单调递增区间为 (-∞, 0) 和 (2, +∞),单调递减区间为 (0, 2)。
(2) 由 (1) 知,在 [-1, 0] 上递增,在 [0, 2] 上递减,在 [2, 3] 上递增。计算关键点函数值:f(-1) = (-1)³ - 3×(-1)² + 4 = -1 - 3 + 4 = 0;f(0) = 0 - 0 + 4 = 4;f(2) = 8 - 12 + 4 = 0;f(3) = 27 - 27 + 4 = 4。所以最大值为 4,最小值为 0。
解析:本题考查利用导数研究函数的单调性与极值、最值。易错点:①求导后因式分解错误;②在闭区间求最值时,忘记比较端点值与极值点的函数值;③单调区间书写时用“和”连接,而非“并集”符号。
8解答题
已知数列 {a_n} 满足 a₁ = 1,a_n+1 = 2a_n + 1 (n ∈ N*)。
(1) 证明:数列 {a_n + 1} 是等比数列;
(2) 求数列 {a_n} 的前 n 项和 S_n。
答案:(1) 由 a_n+1 = 2a_n + 1,得 a_n+1 + 1 = 2a_n + 2 = 2(a_n + 1)。又 a₁ + 1 = 2 ≠ 0,所以数列 {a_n + 1} 是以 2 为首项,2 为公比的等比数列。
(2) 由 (1) 知 a_n + 1 = 2 × 2ⁿ-1 = 2ⁿ,所以 a_n = 2ⁿ - 1。S_n = (2¹ - 1) + (2² - 1) + ... + (2ⁿ - 1) = (2¹ + 2² + ... + 2ⁿ) - n = (2(2ⁿ - 1))/(2-1) - n = 2ⁿ+1 - 2 - n。
解析:本题考查递推数列的构造法求通项及求和。易错点:①证明等比数列时,必须验证首项不为零;②求和时,将通项拆分为等比数列部分与常数部分后,分别求和,常数部分易漏乘 n。