2023年新高考数学创新题型微01 函数与导数(数学文化)(解析版).pdf
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1、专 题 0 1 函数与导数(数学文化)一、单选题1.(2022春辽宁沈阳高二校联考期末)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,并构成一般不动点定理的基石,布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹 布劳威尔(L.E.J.Brouwer),简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数”外存在一个点陶,使得/(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点函数”,下列为“不动点函数”的 是()A.f(x)=2x+x B.f(x)=x2-x+3【答案】C【分析】根据题意逐个解方程判断即可【详解】解:对于A,由x)=x,得2、+x=x,即2=0,方程无解,所以A不符合
2、题意,对于B,由x)=x,得/_ x +3=x,即/+3 =0,方程无解,所以B不符合题意,对于C,由/(x)=x,得当x V l时,2x2-l=x,即2X2-X-1=0,解得x=l或=-;,所以此函数为“不动点函数”,所以C正确,对于D,由/(x)=x,W-+2x=x,B P x2+l=0,方程无解,所 以D不符合题意,X故选:C2.(2023高一单元测试)上高中的小黑为弟弟解答 九章算术中的一个题目:今有田,广15步,纵16步,此田面积有多少亩?翻译为:一块田地,宽15步,长16步,则这块田有多少亩?小黑忘记了亩与平方步之间的换算关系,只记得一亩约在200250平方步之间,则这块田地的亩数
3、是()3A.v B.1 C.-D.222【答案】B-24 6【分析】先求出总的面积为240(平方步),再转化为亩数为之间,对照四个选项,即可得到正确答案.【详解】总的面积为15*16=240(平方步).240 2401 F 24 6因为亩约在200250平方步之间,所 以 转 化 为 亩 数 为 之 间,即 之间,对照四个选项,只有B 正确.故选:B3.(2021秋高一课时练习)圆的内接正方形的边长与圆的半径的比例称为白银比例,它在东方文化中的重要程度不亚于西方文化中的“黄金比例 .山西应县释迦塔(即著名的应县木塔),是中国现存较为古老的木构塔式建筑.该木塔总高度与顶层檐柱柱头以下部分的高度之
4、比与白银比例高度吻合.已知木塔顶层檐柱柱头以下部分的高度为46.83米,则应县木塔的总高度大约是()(参考数据:V2.1,414)B.63.23米D.70.50 米A.60.22 米C.66.22 米【答案】C【分析】由题意,木塔总高度与顶层檐柱柱头以下部分的高度之比为 夜,又1.4(收/2r 易知白银比例为因为46x1.4=64.40,47x1.5=70.50,所以64.40 46.83x0 4 8 ,W W x|+yl og23 3.3 ,故该果树的高度超过4.8 m,至少需要4年.故选:B.7.(2 0 2 1秋江苏南通高三统考阶段练习)开普勒”K e p/”,1 5 7 1 1 6 3
5、 0),德国天文学家、数学家,他发现了八大行星与海王星的运动规律:它们公转时间的平方与离太阳平均距离的立方成正比,已知天王星离太阳的平均距离是土星离太阳平均距离的2倍,土星的公转时间约为1 0 7 5 3 4,则天王星的公转时间约为()A.3 8 0 2 B.3 0 4 0 9/C.6 0 8 1 8/D.9 1 2 2 8【答案】B【分析】设天王星和土星的公转时间为分别为7和F.距离太阳的平均距离为r和/,根据,厂=2/,结合已知条件即可求解.【详解】设天王星的公转时间为T,距离太阳的平均距离为,土星的公转时间为F,距离太阳的平均距离为,由题意知:r =1r,F=1 0 7 5 3 4,所以
6、g=8,V-r3”所以 T =2 7 2 F =2y2x 0 7 5 3 1 0 7 5 3 x 2.8 2 8 =3 0 4 0 9.4 8 4。,故选:B.8.(2 0 2 1秋广东东莞高一校考阶段练习)中国古代十进制的算筹计数法在世界数学史上是一个伟大的创造.据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年,算筹计数的方法是:个位、百位、万位的数按纵式的数码摆出:十位、千位、十万位的数按横式的数码摆出.如773 8可用算筹表示1 2 3 4 5 6 7 8 9纵式 I II III Illi Hill T K横 式 _=三三三 X X1-9这9个数字的纵式与横式的表示数码如图所示,则图片n=f
7、Bi表示的结果和下列相同的是()A.3 4B.3%的 C.812 D.2 l o g,26【答案】B【分析】根据题意,判断出 表示的数字,然后考察各选项计算后的值是否符合.【详解】根据题意,判断出7=四表示的数字为72 9,3 =81,不符合题意;3 脸64=3 =72 9,符合题意:8尸个位数字为1,不符合题意;2 1 0 g?2,=2 x 6=1 2 ,不符合题意.故选:B9.(2 0 2 2 秋辽宁朝阳高一建平县实验中学校考期中)中文“函 数(f u n ct i o n)”一词,最早是由近代数学家李善兰翻译出来的,之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,
8、即函数指一个量随着另一个量的变化而变化,下列四组函数,表示同一函数的是()A./(x)=l,g(x)=x C./(x)=|x|与 g(x)=-x,x,+2 0 1 gF-2 0 1 gZ)-2 0 l gF =2 0 1 g+2 0 1 g,W J 2 0 1 g =1 8-2 0 l g2 1 2 ,即D F DD l g 0.6 l g4,从而0=4。,即传输距离增加了约3倍,故选:C.1 5.(2 0 2 2 辽宁抚顺市第二中学校联考三模)一热水放在常温环境下经过f分钟后的温度7将合公式:T-T=(T.-T,y其中刀是环境温度,又为热水的初始温度,人称为半衰期.一杯8 5 P的热水,放置
9、在2 5笛的房间中,如果热水降温到55。(2,需 要1 0分钟,则一杯1 0 0%:的热水放置在2 5七的房间中,欲降温到55。大约需要多少分钟?()(l g2 0.30 1 0,l g3 0.4 771)A.1 1.3 B.1 3.2 C.1 5.6 D,1 7.1【答案】B【分析】依题意求出半衰 期 人 再把的值代入利用换底公式计算,即可求出结果.【详解】解:根据题意,55-2 5=(芋(85-2 5),即(1=g,解得 =1 0,.55-2 5=(gjo(1 0 0 -2 5),即出 =!,所以=1U 72 l g5 2 l g2-l2 x 0.30 1 0-1-0.30 1 0 1.3
10、2 2所以以1 3.2;故选:B1 6.(2 0 2 2春安徽宣城高二安徽省宣城中学统考期末)我国古代数学典籍 九章算术第七章“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚五尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠亦日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢?”,意思是:有五尺厚的墙,两只老鼠从墙的两边相对分别打洞穿墙,大、小鼠第一天都进一尺,以后每天大鼠加倍,小鼠减半,则在第几天两鼠相遇?这个问题体现了古代对数列问题的研究,现将墙的厚度改为1 0尺,则 在 第()天墙才能被打穿?A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】设需要天时间才能打穿,结合题设列不等式并整理得2 -2-9 2 0,令/()=2
11、 -最2-9,利用函数零点存在性定理及函数单调性即可求出结果.2_1【详解】解:设需要天时间才能打穿,则 丁;+-1 0,2-1 1-22化简并整理得2-如-9 之0,2?2令/5)=2-域-9,则 3)=2 3-5-9 0,又“,”在口,+8)单调递增,.”在(3,4)内存在一个零点,.至少需要4 天时间才能打通.故选:B.17.(2022 陕西渭南统考一模)中国的5G技术领先世界,5G技术的数学原理之一便是著名的香农公式:C=b g 2(l+三).它表示:在受噪声干扰的信道中,最大信息传递速度C 取决于信道带宽沙、信道内信号的平均功率S、信道内部的高斯噪声功率N 的大小.其中 三 叫做信噪
12、比,当信噪比较大时,公式中真数中的1可以忽略不计.按照香农公式,若不改变带宽少,而将信噪比捻从1000提升至6 0 0 0,则C 的增长率为()N(lg 2 0.3010,lg30.4771)A.10%B.16%C.26%D.33%【答案】C【分析】根据所给公式、及对数的运算法则代入计算可得:【详解】解:当旦=1000时,C,log,1000,N9当 二 6000 时,C,二 log,6000,N.C2 _ iriog2 6000 _ lg6000_ 3+Ig2+lg3 3+0.3010+0.4771*1 2 6*-q-lo g2 1000 _ IglOOO-3 x 3 注.,C 的增长率约为
13、26%.故选:C18.(2022高一课时练习)数学家欧拉曾得到这样的结论:小于数字x 的素数个数可以表示为无(切=六.根据欧拉得出的结论,可估计10,以内的素数的个数为()(注:素数即质数,lge=0.4343)A.2172 B.4343 C.869 D.8686【答案】D【分析】根据所给函数代入,化简求值即可.【详解】=-=2xl04xlge*2xl04 x 0.4343=8686.InlO5 51nl0 InlO故选:D19.(2022全国高三专题练习)中国古代十进位制的算筹记数法在世界数学史上是一个伟大的创造.据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年,算筹记数的方法是:个位、百位、万位
14、的数按纵式的数码摆出;十位、千位、十万位的数按横式的数码摆出.如7738可 用 算筹表示为_ 口 =纵式:Il HI m i m u T n1横式:一=三三三_L旦x1 2 3 4 56 7 8 91-9这 9 个数字的纵式与横式的表示数码如上图所示,则3幅“的运算结果可用算筹表示为()a-I I =I I I b-=L|=c-W=T D-T=W【答案】D【分析】利用对指数运算算出3晦6 4的结果,再对照题中数码即可得到结果.【详解】因为3喧64=3*=36=7 2 9,对照题中数码,注意纵式与横式,即可得到答案D.故选:D.20.(2022秋河北邢台 高一邢台一中校考阶段练习)17世纪,苏格
15、兰数学加皮纳尔在研究天文学过程中,为了简化大数运算,发明了对数,对数的思想方法即把乘方、乘法运算转化为乘法、加法运算,从而简化运算过程.数学家拉普朗斯称赞“对数的发明在实效上等于把天文学家的寿命延长了许多倍”,现代物理学之父伽利略评价”给我空间、时间及对数,我可以创造一个宇宙已知电2 0.3010,则2血所在的区间为()A.(1 0l 0,1 05 0)B.(1 O2 9,1 O3 0)C.(1 O3 O,1 O3 1)D.(1 03 l,1 03 2)【答案】C【分析】根据指数式与对数式的互化公式,结合已知数据、对数的运算公式进行求解即可.【详解】设2 1 =/=怆2 必=炮/=炮/=1 0
16、0吆2=尼/*3 0.1=,=1 0如,故选:C2 1.(2 02 2 秋 北京海淀高三北大附中校考阶段练习)成书于约两千多年前的我国古代数学典籍 九章算术中记载了通过加减消元求解元一次方程组的算法,直到拥有超强算力计算机的今天,这仍然是一种效率极高的算法.按照这种算法,求解元一次方程组大约需要对实系数进行C-3 (C为给定常数)次计算.1 9 4 9年,经济学家莱昂提夫为研究“投入产出模型”(该工作后来获得1 9 7 3 年诺贝尔经济学奖),利用当时的计算机求解一个4 2 元一次方程组,花了约5 6 机时.事实上,他的原始模型包含5 00个未知数,受限于机器算力而不得不进行化简以减少未知数.
17、如果不进行化简,根据未知数个数估计所需机时,结果最接近于()A.1()3 机时 B.1()4 机时 C.1 0$机时 D.1 0。机时【答案】C【分析】设 1 机时能进行。次计算,由题意得。4 2,=5 6%设所需机时为,,得出C-5 00晨 口,两式相比,可得t 鬻x 5 6,化间计算可得答案.【详解】设 1 机时能进行a次计算,则由题意得C-4 2 3 =5 6,原始模型包含5 00个未知数,如果不进行化筒,设所需机时为f,则 C-5 00 xta,故C=5 0,x 5 6 =5 J 2 ,=1250*05 5 s o.9 4 x 1 0,,4 23 33 X 72 1 3 2 3故结果最
18、接近于I O,机时,故选:C2 2.(2 02 1 秋陕西渭南高一统考期中)把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是刀(),空气的温度是4(),经过f分钟后物体的温度T (C)可由公式7=4 +口-公 屋 矽求得把温度是90%:的物体,放在1 0。3 的空气中冷却,分钟后,物体的温度是5 0。(2,那么f的值约等于(参考数据:ln3 1.1 0,In 2 0.6 9)()A.1.76 B.2.76 C.2.98 D.4.40【答案】B【分析】根据所给数据代入方程即可求得结果.【详解】由题可知:(=90,7;=1 0,7=5 0,代入方程 7=4+(_ 4)e-2 S,得:5 0=1 0+(
19、90-1 0)e-2 S,即e42 =_ l,两边取对数得:-0.2 5 z =ln1 =-ln2,2 2而 In 2 a 0.6 9,故-0.2 5/-0.6 9 解得:小 2.76.故选:B2 3.(2 02 1 秋陕西榆林高一陕西省神木中学校考阶段练习)中国清朝数学家李善兰在1 85 9年翻译 代数学中 首 次 将 译 做:“函数”,沿用至今,为什么这么翻译,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数已知集合加=-1,1,2,4,7=1,2,4,1 6 ,给出下列四个对应法则,请由函数定义判断,其中能构成从到N的函数的是()A.y=2x B.y=x+2C.y=2 D.y x2 I【
20、答案】C【分析】对 ABD 利用特殊值即可判断;对 C利用函数的定义逐一验证即可.【详解】对于A,当x=-l时,y=-2iN,故 A错误;对于B,当x =l时,歹=1 +2 =3 e N,故 B错误;对于C,当x=-l时,y=k=2 e N ,当x =l 时,y=2h l=2 e N ,当x =2 时,y=22=4 e N ,当x =4时,y =2 椅=1 6 eM,即任取xe M,总有卜=2 W%,故 C正确;对于D 中,当x=-l时,y =(-1)2-1 =0 e N,故 D 错误.故选:C.2 4.(2 02 1 秋 江苏扬州高三校考期中)我国著名数学家华罗庚先生曾说:数缺形时少直观,形
21、缺数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.在数学的学习和研究中我们常用函数的图象来研究函数的性质,X,3 x也常用函数的解析式来琢磨函数的图象的特征.函数/(X)=|、川的部分图象大致为()In e -e答.【详解】由x)=x3-3 x /sI n Q e-,产l e-e-、快0 且|e-e-、快1 ,当|e、-e f|=O 时,x=0,当 时,V5+1x =In-,2于是得函数/(X)的定义域为(-0 0,111 1)匚,0)5 0,In21),+,结合定义域及图象,选项A,D不正确;当 0 x l n l 里 时,e-e-、单调递增,则 0 e、-e-、正 里-一 一=1,BP In|
22、er-e-x|0,而2 2 V5+1x3-3x=x(x2-3)0,显然选项C不正确,选项B 满足.故选:B25.(20 23 全国高三专题练习)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设xeR,用表示不超过x的最大整数,则了=幻称为高斯函数,也称取整函数,例如:-3.7=-4,2.3=2.已知/*)=一一-则函数了 =/(创 的值域为()e+1 2A.0B.-1,0C.-2,-1,0 D.-1,0,1【答案】B【分析】利用常数分离法将原函数解析式化为/()=-,+;,然后分析函数/(x)的值域,再根据高斯函数的含义确定=/(力 的值域.【
23、详解】/=!-1 =-1 -1-2 2 ev+lI 1 C e+l l,-1 ;-0,e+11111-2 2,+1 2/(x)0,0/(x)0(e,T=lim L=lim e*=e =l,则 哂 ifD i x-o f x 1A.0C.1D.2XB-7)【答案】B【分析】【详解】判定当X f 1时,理 B 的极限即为:型,再利用给定法则计算即可得解.x2-l 0显然,当X f 1时,孚Y In 2Y 的极限即为0,型,X2-0g、i x2lnx所以:哂目=物(x2 Inx)x2-=limX-12xnx+x.(1-=lim In x+2xX T llnl+L -22 2故选:B27.(2022秋
24、河南驻马店高一校考期中)意大利画家达 芬奇提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题“,其中双曲余弦函数.就是一种特殊的悬链线函数.其函数表达式为coshx=士;,相应的双曲正弦函数的表达式为sinhx=交 土.设函数2 2y(x)=2 学,若实数m 满足不等式/(2?+3)+-加2)0,则m 的取值范围为()cosh xA.(-1,3)B.(-3,1)C.(-3,3)D.(-a?,-3)1,+oo)【答案】A【分析】由题可判断/(x)为奇函数,且在R 上为增函数,所以不等式化为/(2 冽+3)/(),利用单调性即可求解.【详解】由题
25、意可知,/()=J 的 定 义域为R,.(3=三5=一切,/(为奇函数,、pX -X 2x _ 1 2/、2v/(x)=-=-=1 -,且g(x)=F 7在 R 上为减函数,e*+eT e2x+e2 x+1 v 7 e2 x+2.由复合函数的单调性可知/(x)=l3 在R 上为增函数./(2加+3)+/(-/)0 ,./(2加 +3)/(),/.m2-2m 3 0,-1 A W 0,且 有 且 仅 有 3 个不同的零点,则实数。的取值范围是()A.(2,3 B.2,3)C.(3,4 D.3,4)【答案】D【分析】将函数的零点问题转化为V=10&X的图象与函数 =1-的图象有且仅有3 个交点的问
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