1选择题
已知函数 f(x) = x³ - 6x² + 9x + 1,则 f(x) 在区间 (0, 2) 上的单调性为
- A. 单调递增
- B. 单调递减
- C. 先增后减
- D. 先减后增
答案:D
解析:求导得 f'(x) = 3x² - 12x + 9 = 3(x-1)(x-3)。令 f'(x) = 0,得 x = 1 或 x = 3。在 (0, 1) 上 f'(x) > 0,函数递增;在 (1, 2) 上 f'(x) < 0,函数递减。因此 f(x) 在 (0, 2) 上先减后增。易错点:忽略区间端点,或错误判断导数符号。
2选择题
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:A
解析:由余弦定理 c² = a² + b² - 2ab·cosC = 4 + 9 - 2×2×3×(1/2) = 13 - 6 = 7,所以 c = √7。易错点:余弦定理公式记忆错误,或计算 cos60° 时出错。
3填空题
已知数列 {aₙ} 是等差数列,若 a₃ + a₈ = 10,则 a₅ + a₆ = ________。
答案:10
解析:由等差数列性质,若 m+n = p+q,则 aₘ + aₙ = aₚ + aₙ。因为 3+8 = 5+6 = 11,所以 a₃ + a₈ = a₅ + a₆ = 10。易错点:误用等差数列通项公式进行复杂计算,或性质记忆不清。
4填空题
若不等式 x² - 2ax + a + 2 > 0 对任意 x ∈ R 恒成立,则实数 a 的取值范围是 ________。
答案:(-1, 2)
解析:不等式对任意 x ∈ R 恒成立,等价于对应二次函数的图象开口向上且与 x 轴无交点,即判别式 Δ < 0。Δ = (2a)² - 4(a+2) = 4a² - 4a - 8 < 0,化简得 a² - a - 2 < 0,解得 -1 < a < 2。易错点:忘记二次项系数大于0的条件(此处为1,已满足),或解一元二次不等式出错。
5填空题
已知函数 f(x) = sin(2x + φ) (|φ| < π/2) 的图象关于直线 x = π/3 对称,则 φ = ________。
答案:π/6
解析:函数图象关于直线 x = π/3 对称,则当 x = π/3 时,函数取得最值,即 sin(2·π/3 + φ) = ±1。所以 2π/3 + φ = kπ + π/2, k ∈ Z。解得 φ = kπ - π/6。由 |φ| < π/2,取 k=0,得 φ = -π/6。易错点:忘记正弦函数对称轴对应最值点,或解方程后未根据范围取舍。
6解答题
已知函数 f(x) = x·eˣ - a(x + 1)。
(1)当 a = 1 时,求 f(x) 的单调区间;
(2)若 f(x) 在 x = 0 处取得极值,求 a 的值。
答案:(1)当 a = 1 时,f(x) = x·eˣ - x - 1。f'(x) = eˣ + x·eˣ - 1 = (x+1)eˣ - 1。
令 f'(x) = 0,即 (x+1)eˣ = 1。
观察可知 x = 0 是方程的一个解。
当 x < 0 时,(x+1)eˣ < (0+1)e⁰ = 1,故 f'(x) < 0,f(x) 单调递减;
当 x > 0 时,(x+1)eˣ > (0+1)e⁰ = 1,故 f'(x) > 0,f(x) 单调递增。
所以 f(x) 的单调递减区间为 (-∞, 0),单调递增区间为 (0, +∞)。
(2)f'(x) = eˣ + x·eˣ - a = (x+1)eˣ - a。
因为 f(x) 在 x = 0 处取得极值,所以 f'(0) = 0。
即 (0+1)e⁰ - a = 0,解得 a = 1。
经检验,当 a = 1 时,f'(x) = (x+1)eˣ - 1,在 x=0 左右两侧符号由负变正,符合极值条件。
所以 a = 1。
解析:(1)求导后解 f'(x)=0 是关键,本题需通过观察或分析函数单调性确定根的唯一性。易错点:直接令 f'(x)>0 解不等式困难,应结合函数图象或单调性分析。(2)利用极值的必要条件 f'(0)=0 求解,但必须检验是否为极值点(左右变号),避免“导数为0即为极值”的错误。
7解答题
已知数列 {aₙ} 满足 a₁ = 1,aₙ₊₁ = 2aₙ + 1 (n ∈ N*)。
(1)证明:数列 {aₙ + 1} 是等比数列;
(2)求数列 {aₙ} 的前 n 项和 Sₙ。
答案:(1)证明:由 aₙ₊₁ = 2aₙ + 1,得 aₙ₊₁ + 1 = 2aₙ + 2 = 2(aₙ + 1)。
又 a₁ + 1 = 1 + 1 = 2 ≠ 0。
所以 {aₙ + 1} 是以 2 为首项,2 为公比的等比数列。
(2)由(1)得 aₙ + 1 = 2·2ⁿ⁻¹ = 2ⁿ,所以 aₙ = 2ⁿ - 1。
Sₙ = a₁ + a₂ + ... + aₙ = (2¹ - 1) + (2² - 1) + ... + (2ⁿ - 1)
= (2¹ + 2² + ... + 2ⁿ) - n
= 2(2ⁿ - 1)/(2 - 1) - n
= 2ⁿ⁺¹ - 2 - n。
解析:(1)构造新数列是解决递推数列问题的常用方法。易错点:构造后未验证首项不为0。(2)求和时,将通项拆分为等比数列部分和常数部分,分别求和。易错点:等比数列求和公式记错,或项数 n 混淆。
8解答题
已知椭圆 C: x²/a² + y²/b² = 1 (a > b > 0) 的离心率为 √3/2,且过点 (1, √3/2)。
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)设直线 l: y = kx + m 与椭圆 C 交于 A, B 两点,O 为坐标原点,若 OA ⊥ OB,求证:原点 O 到直线 l 的距离为定值。
答案:(1)由离心率 e = c/a = √3/2,得 c² = 3a²/4。
又 b² = a² - c² = a²/4。
椭圆过点 (1, √3/2),代入方程得 1/a² + (3/4)/(a²/4) = 1,即 1/a² + 3/a² = 1,解得 a² = 4。
所以 b² = 1。
椭圆 C 的方程为 x²/4 + y² = 1。
(2)证明:设 A(x₁, y₁), B(x₂, y₂)。
联立方程组 { y = kx + m, x²/4 + y² = 1 },消去 y 得 (1 + 4k²)x² + 8kmx + 4m² - 4 = 0。
Δ = (8km)² - 4(1+4k²)(4m²-4) > 0,即 4k² + 1 > m²。
由韦达定理,x₁ + x₂ = -8km/(1+4k²), x₁x₂ = (4m²-4)/(1+4k²)。
y₁y₂ = (kx₁+m)(kx₂+m) = k²x₁x₂ + km(x₁+x₂) + m²
= k²·(4m²-4)/(1+4k²) + km·(-8km/(1+4k²)) + m²
= (4k²m² - 4k² - 8k²m² + m² + 4k²m²)/(1+4k²)
= (m² - 4k²)/(1+4k²)。
因为 OA ⊥ OB,所以 x₁x₂ + y₁y₂ = 0。
即 (4m²-4)/(1+4k²) + (m² - 4k²)/(1+4k²) = 0。
化简得 5m² - 4k² - 4 = 0,即 5m² = 4(k²+1)。
原点 O 到直线 l: kx - y + m = 0 的距离 d = |m|/√(k²+1)。
所以 d² = m²/(k²+1) = [4(k²+1)/5]/(k²+1) = 4/5。
故 d = 2√5/5 为定值。
证毕。
解析:(1)利用离心率和点坐标求椭圆方程是基础。易错点:计算 a², b² 时关系式混淆。(2)联立方程、韦达定理、向量垂直条件是解析几何常规操作。易错点:计算 y₁y₂ 时出错;利用 OA⊥OB 得到 x₁x₂ + y₁y₂ = 0 后,代入化简过程繁琐易错;最后求距离时,未将关系式 5m² = 4(k²+1) 代入 d 的表达式。