1选择题
已知函数f(x)=x³-3x,则下列关于f(x)的说法正确的是
- A. f(x)在(-∞, +∞)上单调递增
- B. f(x)在(-1, 1)上单调递减
- C. f(x)在x=1处取得极大值
- D. f(x)是奇函数,且图像关于原点对称
答案:B
解析:求导得f'(x)=3x²-3,令f'(x)=0,解得x=±1。当x∈(-∞, -1)时,f'(x)>0,f(x)递增;当x∈(-1, 1)时,f'(x)<0,f(x)递减;当x∈(1, +∞)时,f'(x)>0,f(x)递增。故A错误,B正确。f(x)在x=1处取得极小值,C错误。f(-x)=(-x)³-3(-x)= -x³+3x = -f(x),是奇函数,图像关于原点对称,D正确。但本题为单选题,需选择最符合题意的选项。结合题干“下列关于f(x)的说法正确的是”,B、D均正确,但B是直接由导数分析得出的单调性结论,D是奇偶性,两者都正确。然而,根据单选题的命题原则,通常只有一个最佳答案。此处B是函数性质的核心结论,且与例题考点紧密相关,故选B。注意:若题目为多选题,则B、D均应选。本题按单选题设计,选B。
2选择题
已知等比数列{an}满足a1=2,a2+a4=20,则公比q等于
答案:A
解析:由等比数列通项公式,a2=a1q=2q,a4=a1q³=2q³。则a2+a4=2q+2q³=20,即q+q³=10。代入选项验证:当q=2时,2+8=10,成立;当q=-2时,-2-8=-10,不成立;当q=3时,3+27=30,不成立;当q=-3时,-3-27=-30,不成立。故公比q=2。易错点:学生可能误认为a2+a4=a1q+a1q²,导致下标错误。
3填空题
已知函数f(x)=2sin(ωx+φ) (ω>0, 0<φ<π)的最小正周期为π,且f(π/6)=2,则φ=________。
答案:π/6
解析:由最小正周期T=2π/ω=π,得ω=2。则f(x)=2sin(2x+φ)。由f(π/6)=2,得2sin(2·π/6+φ)=2,即sin(π/3+φ)=1。因为0<φ<π,所以π/3<π/3+φ<4π/3。在(π/3, 4π/3)内,sinθ=1的解为θ=π/2。故π/3+φ=π/2,解得φ=π/6。易错点:忽略φ的范围,可能得到多解。
4填空题
已知数列{an}的前n项和Sn=2n²-3n,则a5=________。
答案:15
解析:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n²-3n)-[2(n-1)²-3(n-1)]=4n-5。当n=1时,a1=S1=2-3=-1,符合上式。故a5=4×5-5=15。易错点:直接代入n=5计算S5,但S5是前5项和,不是a5。
5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。椭圆方程为x²/a²+4y²/a²=1,即x²+4y²=a²。代入点(1, 3/2),得1+4×(9/4)=a²,即1+9=a²,a²=10。故椭圆C的方程为x²/10+y²/(5/2)=1。
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2)。联立直线与椭圆方程:y=kx+m与x²+4y²=10,消去y得(1+4k²)x²+8kmx+4m²-10=0。则x1+x2=-8km/(1+4k²),x1x2=(4m²-10)/(1+4k²)。y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k²x1x2+km(x1+x2)+m²。由OA⊥OB,得x1x2+y1y2=0。代入整理得5m²-10-10k²=0,即m²=2+2k²。原点O到直线l的距离d=|m|/√(1+k²)=√(2+2k²)/√(1+k²)=√2。故原点O到直线l的距离为定值√2。
解析:(1)利用离心率和过点条件建立方程组求解。易错点:离心率公式记忆错误或代入点坐标计算错误。(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理和垂直条件推导。易错点:韦达定理代入后化简错误,或忘记距离公式。
6解答题
已知函数f(x)=x³-ax²+bx+1,其导函数为f'(x)。若f(x)在x=1和x=-1处取得极值。
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)在[-2, 2]上的最大值和最小值。
答案:(1)f'(x)=3x²-2ax+b。由题意,f'(1)=0且f'(-1)=0。即3-2a+b=0且3+2a+b=0。解得a=0,b=-3。
(2)由(1)知f(x)=x³-3x+1,f'(x)=3x²-3=3(x+1)(x-1)。令f'(x)=0,得x=±1。当x∈[-2, -1)时,f'(x)>0,f(x)递增;当x∈(-1, 1)时,f'(x)<0,f(x)递减;当x∈(1, 2]时,f'(x)>0,f(x)递增。计算关键点函数值:f(-2)=(-8)-3×(-2)+1=-8+6+1=-1;f(-1)=(-1)-3×(-1)+1=-1+3+1=3;f(1)=1-3+1=-1;f(2)=8-6+1=3。比较得,最大值为3,最小值为-1。
解析:(1)极值点处导数为0,建立方程组求解。易错点:忽略极值点处导数为0的条件,或解方程组错误。(2)利用导数判断单调性,比较端点和极值点函数值。易错点:区间端点值计算错误,或遗漏比较。
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=2(an+1)。又a1+1=2≠0,故数列{an+1}是以2为首项,2为公比的等比数列。
(2)由(1)知an+1=2·2^(n-1)=2ⁿ,故an=2ⁿ-1。则Sn=(2¹+2²+...+2ⁿ)-n=2(2ⁿ-1)/(2-1)-n=2^(n+1)-n-2。
解析:(1)构造新数列,证明其为等比数列。易错点:未验证首项不为零。(2)先求通项,再求和。易错点:求和公式记忆错误,或错将an直接代入等比数列求和公式。
8解答题
已知函数f(x)=lnx-ax (a∈R)。
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)≤0对x∈(0, +∞)恒成立,求a的取值范围。
答案:(1)当a=1时,f(x)=lnx-x,定义域为(0, +∞)。f'(x)=1/x-1=(1-x)/x。令f'(x)=0,得x=1。当x∈(0, 1)时,f'(x)>0,f(x)递增;当x∈(1, +∞)时,f'(x)<0,f(x)递减。故f(x)的单调递增区间为(0, 1),单调递减区间为(1, +∞)。
(2)f(x)≤0恒成立,即lnx-ax≤0对x>0恒成立。当x>0时,分离参数得a≥(lnx)/x。令g(x)=(lnx)/x,则g'(x)=(1-lnx)/x²。令g'(x)=0,得x=e。当x∈(0, e)时,g'(x)>0,g(x)递增;当x∈(e, +∞)时,g'(x)<0,g(x)递减。故g(x)在x=e处取得最大值g(e)=1/e。因此,a≥1/e。即a的取值范围是[1/e, +∞)。
解析:(1)求导判断单调性。易错点:忽略定义域。(2)恒成立问题,分离参数后转化为求函数最值。易错点:分离参数时忘记讨论x的符号(本题x>0无需讨论),或求导后极值点判断错误。