安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二下学期期中联考数学试卷(Word版附解析)
展开注意事项:
1.答题前,务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位.
2.答题时,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.
3.答题时,必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写,要求字体工整、笔迹清晰.作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出,确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚.必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效.
4.考试结束,务必将答题卡和答题卷一并上交.
第Ⅰ卷(选择题共58分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.请把正确答案涂在答题卡上)
1. 设存在导函数且满足,则曲线上的点处的切线的斜率为( )
A. B. C. 1D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】由导数的定义及几何意义即可求解.
【详解】解:因为存在导函数且满足,
所以,即曲线上的点处的切线的斜率为,
故选:A.
2. 设4名学生报名参加同一时间安排的3项课外活动方案有a种,这4名学生在运动会上共同争夺100米、跳远、铅球3项比赛的冠军的可能结果有b种,则(a,b)为( )
A. (34,34)B. (43,34)C. (34,43)D. (A43,A43)
【答案】C
【解析】
【分析】本题是一个分步乘法问题,每名学生报名有3种选择,有4名学生根据分步计数原理知共有34种选择,同理三项冠军的结果数也有类似的做法.
【详解】由题意知本题是一个分步乘法问题,
首先每名学生报名有3种选择,
有4名学生根据分步计数原理知共有34种选择,
每项冠军有4种可能结果,
3项冠军根据分步计数原理知共有43种可能结果.
故选:C.
3. 的展开式中的常数项是( )
A. B. 270C. D. 540
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,求得二项展开式的通项,确定的值,代入即可求解.
【详解】由二项式展开式的通项为,
令,可得,
所以展开式的常数项为.
故选:A.
4. 函数的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用导数法求解.
【详解】因为,
所以,
当时,,
所以函数的单调递减区间为,
故选:B
5. 若函数在上单调递增,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:对恒成立,
故,即恒成立,
即对恒成立,构造,开口向下的二次函数的最小值的可能值为端点值,故只需保证,解得.故选C.
【考点】三角变换及导数的应用
【名师点睛】本题把导数与三角函数结合在一起进行考查,有所创新,求解的关键是把函数单调性转化为不等式恒成立,再进一步转化为二次函数在闭区间上的最值问题,注意与三角函数值域或最值有关的问题,即注意正、余弦函数的有界性.
6. 某校高三理科实验班有5名同学报名参加甲、乙、丙三所高校的自主招生考试,每人限报一所高校.若这三所高校中每个学校都至少有1名同学报考,那么这5名同学不同的报考方法种数共有
A. 144种B. 150种C. 196种D. 256种
【答案】B
【解析】
【分析】分有两所高校各有2名同学报考,一所高校有1名同学报考和有两所高校各有1名同学报考,一所高校有3名同学报考两种情况进行讨论,进而结合部分分组问题即可求出结果.
详解】若有两所高校各有2名同学报考,一所高校有1名同学报考,则有种报考方法.若有两所高校各有1名同学报考,一所高校有3名同学报考,则有种报考方法.所以总共有种报考方法,
故选:B.
7. 若,则下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】举反例判断ABD,构造函数,利用导数判断C.
【详解】对于A,取,,所以不等式不恒成立,故A错误;
对于B,取时,,,
因为,所以,不等式不恒成立;
对于C,构造函数,,设,
因为,所以在上单调递增,,
所以,即在上单调递增,,即,故C正确;
对于D,取,,所以不等式不恒成立;
故选:C.
8. 已知函数的导函数为,且对任意的实数都有(是自然对数的底数),且,若关于的不等式的解集中恰有两个整数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意得即求出解析式,利用导数研究其单调性和极值与最值,结合图象即可求解.
【详解】即,
所以,则,所以,
因为,所以,
所以,
,
由得,此时单调递增,
由得或,此时单调递减,
所以时,取得极大值为,
当时,取得极小值,
又因为,,,且时,,
的解集中恰有两个整数等价于在下方的图象只有2个横坐标为整数的点,结合函数图象可得:
则,解得,
所以时,的解集中恰有两个整数,
故实数的取值范围是
故选:C
【点睛】关键点点睛:的解集中恰有两个整数,需求出解析式,所以对已知条件变形可得即结合可求出,的解集中恰有两个整数等价于在下方的图象只有2个横坐标为整数的点,对求导数形结合即可求出实数的取值范围,属于难题.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.请把正确答案涂在答题卡上)
9. 已知的展开式共有13项,则下列说法中正确的有( )
A. 所有奇数项的二项式系数和为B. 所有项的系数和为
C. 二项式系数最大的项为第6项或第7项D. 有理项共5项
【答案】BD
【解析】
【分析】根据展开式的通向公式以及二项式系数的的性质求解判断.
【详解】因为,所以,所有奇数项的二项式系数和为,故A错误,
令,得所有项的系数和为,故B正确,
由二项式系数的性质可知二项式系数最大的项为第7项,故C错误,
因为展开式通项为,
当为整数时,,3,6,9,12,共有5项,故D正确.
故选:BD.
10. 3个人坐在一排5个座位上,则下列说法正确的是( )
A. 共有60种不同的坐法
B. 空位不相邻的坐法有72种
C. 空位相邻的坐法有24种
D. 两端不是空位的坐法有27种
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,采用组合先选出座位,再根据排列方法安排座位;
对于B,利用插空法;对于C,利用捆绑法;对于D,利用特殊元素优先法.
【详解】对于A,,故正确;
对于B,,故错误;
对于C,,故正确;
对于D,,故错误,
故选:AC.
11. 函数有两零点,且,记函数的极小值点为,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用导数求函数单调性,由零点的存在求的取值范围判断A选项;把零点代入函数解析式中,设,得,构造函数利用导数求函数单调性证明不等式判断选项B;由于,令,利用导数求函数单调性证明不等式判断选项C;由单调性知有极小值点,由,证明判断选项D.
【详解】对于A选项,∵,∴,
当时,在上恒成立, 在R上单调递增,不合题意.
当时,由,解得;由,解得;
∴在单调递减,在单调递增.
∵函数有两个零点,,,
∴,,即,即,
解得:,所以A正确;
对于B选项,因为函数有两个零点,,
所以,是方程的两根,即,,
所以,设,则,
所以,解得,
因此,
令,则,
所以在上为增函数,所以,
因此,即,所以B正确;
对于C选项,
由于,
令,则,
所以在上单调递减,所以,即,
又, 有,
因此,即:,故C错误;
对于D选项,由在单调递减,在单调递增,所以有极小值点,
由,得,,
因此,即,
有,故D正确.
故选:ABD.
第Ⅱ卷(非选择题共92分)
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡的相应位置)
12. 若,则n=__________.
【答案】7
【解析】
【分析】按照排列数和组合数的定义计算即可.
【详解】由公式可得: ,
整理得 , ,
n=7或n=-1(舍);
故答案为:7.
13. 李华同学忘记了自己的QQ号,但记得QQ号是由一个1,一个2,两个5和两个6组成的六位数,于是用这六个数随意排成一个六位数,输入电脑尝试,那么他找到自己的QQ号最多尝试次数有________种(用数字作答).
【答案】180
【解析】
【分析】由题可得先对这个6个数全排,然后有两个5和两个6,即计算即可.
【详解】解:根据题意,其QQ号由共6个数字组成,将这6个数字全排列,有种情况,
而这6个数字中有两个5和两个8,则共可以组成个六位数,
那么他找到自己的QQ号最多尝试180次,
故答案为:180.
14. 函数有两个极值点,,则取值范围________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意结合导数可得与关系及的取值范围,即可将用表示,再用表示,构造相应函数借助导数研究函数值域即可得解.
【详解】定义域是,∴,
∵有两个极值点,
∴,在有两个不等根,
令,对称轴为,
∴,∴,
两个极值点为,,,则,,
,
令,
,∵,∴,
∴在单调递增,
∴,,
∴.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于得出的取值范围及与的关系,从而用表示,再构造相应导数求其值域即可得.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知函数.
(1)求函数在点处的切线方程;
(2)求的单调区间和极值.
【答案】(1);
(2)递增区间为,递减区间为,极大值,极小值.
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,赋值求得,再利用导数的几何意义求出切线方程.
(2)由(1)的信息,求出函数的导数,利用导数求出单调区间及极值.
【小问1详解】
函数,求导得,
则,解得,于是,,
所以所求切线方程为:,即.
【小问2详解】
由(1)知,函数,定义域为,
求导得,
当或时,,当时,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,取得极大值,
当时,取得极小值,
所以函数的递增区间为,递减区间为,
极大值,极小值.
16. (1)求的展开式中含的项;
(2)若,求:
①;
②.
【答案】(1);(2)①365;②4374
【解析】
【分析】(1)分别求、的展开式的通项,结合题意分析求解即可;
(2)①利用赋值法分别令、分析求解即可;②对等式两边求导,令即可得结果.
【详解】(1)因为的展开式的通项为,
的展开式的通项为,
所以展开式中含的项为:
;
(2)①令得:①;
令得:②;
得:,
所以;
②等式两边分别求导得:
令得:
即:
17. 设函数(k为常数,e=2.718 28…是自然对数的底数).
(1)当时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数在(0,2)内存在两个极值点,求k的取值范围.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为;(2).
【解析】
【详解】试题分析:(I)函数的定义域为,
由可得,
得到的单调递减区间为,单调递增区间为.
(II)分,,,时,
讨论导函数值的正负,根据函数的单调性,明确极值点的有无、多少.
试题解析:(I)函数的定义域为,
由可得,
所以当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增.
所以的单调递减区间为,单调递增区间为.
(II)由(I)知,时,函数在内单调递减,
故在内不存在极值点;
当时,设函数,
因为,
当时,
当时,,单调递增,
故在内不存在两个极值点;
当时,
得时,,函数单调递减,
时,,函数单调递增,
所以函数的最小值为,
函数在内存在两个极值点;
当且仅当,
解得,
综上所述,函数在内存在两个极值点时,k的取值范围为.
考点:应用导数研究函数的单调性、极值,分类讨论思想,不等式组的解法.
18. 如图,从左到右有5个空格.
(1)若向这5个格子填入0,1,2,3,4五个数,要求每个数都要用到,且第三个格子不能填0,则一共有多少不同的填法?(用数字作答)
(2)若给这5个空格涂上颜色,要求相邻格子不同色,现有红黄蓝3颜色可供使用,问一共有多少不同的涂法?(用数字作答)
(3)若把这5个格子看成5个企业,现安排3名校长与5个企业洽谈,若每名校长与2家企业领导洽谈,每家企业至少接待1名校长,则不同的安排方法共有多少种(用数字作答).
【答案】(1)96 (2)48
(3)180
【解析】
【分析】(1)先将排好,再排其他数字即可;
(2)先涂第一个格子,再涂第二个格子,依次进行,求出每步方法种数,即可得解;
(3)法一:从5家企业中选一家,再从3位校长中选2位,再从剩下4家企业中选2家安排另外一位校长,进而可得出答案.
法二:先将五家企业分为3份,再将这3份分给3位校长即可.
【小问1详解】
分2步:①第三个格子不能填0,则0有4种选法;
②将其余的4个数字全排列安排在其他四个格子中有种情况,
则一共有种不同的填法;
【小问2详解】
根据题意,第一个格子有3种颜色可选,即有3种情况,
第二个格子与第一个格子的颜色不能相同,有2种颜色可选,即有2种情况,
同理可得:第三、四、五个格子都有2种情况,
则五个格子共有种不同的涂法;
【小问3详解】
法一:根据题意,有一家企业与2位校长谈,其余4家企业只与1位校长谈,
第1步:从5家企业中选一家,
第2步:从3位校长中选2位,
第3步:从剩下4家企业中选2家安排另外一位校长,
第4步:在第2步选中的两位校长,每位还要安排一家企业,
因此有种.
法二:五家企业记为A,B,C,D,E,把这五家企业分为3份,
如,,,
含有E这一份要从A,B,C,D取一家组成2家,如取A得,
前面分三份会出现,因此有,
然后再分给3位校长,
因此总排法有种.
【点睛】方法点睛:求解涂色(种植)问题一般直接利用两个计算原理求解:
(1)按区域的不同以区域为主分步计数,用分步乘法计数原理分析;
(2)以颜色(种植作物)为主分类讨论,适用于“区域、点、线段”问题,用分类加法计数原理分析;
(3)对于涂色问题将空间问题平面化,转化为平面区域涂色问题.
19. 已知函数.(注:…是自然对数的底数)
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若只有一个极值点,求实数m的取值范围;
(3)若存在,对与任意的,使得恒成立,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据导数的几何意义,结合点斜式求切线方程;
(2)讨论的符号,判断的单调性,进而确定的零点;
(3)要使取到最小值,则取最大,分析可得,结合零点代换处理即可.
【小问1详解】
(1)当时,,
故,
故在点处的切线方程为;
小问2详解】
解:由题意知有且只有一个根且有正有负,
构建,则.
①当时,当时恒成立,在上单调递增,
因为,
所以有一个零点,即为的一个极值点;
②当时,在上恒成立,即无极值点;
③当时,当;当,
所以在单调递减,在上单调递增,
故,
若,则,即.
因为,所以当时,,
当时,,
令,则,故,
故在上为增函数.
故,
故,
故当时,有两个零点,此时有两个极值点,
当时,当时恒成立,即无极值点;
综上所述:.
【小问3详解】
解:由题意知,对于任意的,使得恒成立,
则当取最大值时,取到最小值.
当时,因为,故当时,的最小值为;
当时,当时,,
所以无最小值,即无最小值;
当时,由(2)得只有一个零点,即且,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,,
此时,
因为,所以,
代入得,
令,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
,此时,
所以的最小值为.
【点睛】方法点睛:对于利用导数求参数时,常采用分离常数法,转化求函数的最值问题.
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