06 模块六 函数、导数与不等式 【答案】作业手册.docx
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1、模块六函数、导数与不等式限时集训(二十)1.D解析 方法一:根据题意,函数f(x)=x3+ax2+x+b的图象关于点(1,1)对称,则有f(x)+f(2-x)=2,即x3+ax2+x+b+(2-x)3+a(2-x)2+(2-x)+b=2,即(2a+6)x2-2(2a+6)x+10+4a+2b=2,所以2a+6=0且10+4a+2b=2,解得a=-3,b=2.故选D.方法二:因为三次函数图象的对称中心在图象上,所以f(1)=1,即a+b+2=1,又f(0)+f(2)=2,所以4a+2b+10=2,即2a+b+4=0,由解得b=2,故选D.方法三:由题知f(x)=3x2+2ax+1,设h(x)=f
2、(x),则h(x)=6x+2a,因为f(x)是三次函数,所以h(1)=0,即6+2a=0,所以a=-3,又因为f(1)=1,所以b=2,故选D.2.C解析 由题知f(x)的定义域为R,又f(-x)=sin(-4x)1+3|-x|=-sin4x1+3|x|=-f(x),所以f(x)为奇函数,排除A,B;f(1)=sin440;当x(-2,0)(2,+)时,f(x)0;当x(-1,1)(3,+)时,f(x-1)0.又f(-1-1)=f(3-1)=f(1-1)=0,所以满足xf(x-1)0的x的取值范围为-1,01,3.故选D.5.D解析 f(x+1)为奇函数,则其图象关于原点对称,故f(x)的图象
3、关于点(1,0)对称,即f(2-x)=-f(x).f(x+2)为偶函数,则其图象关于y轴对称,所以f(x)的图象关于直线x=2对称,即f(4-x)=f(x),所以f(4-x)=-f(2-x),即f(4+x)=-f(2+x),即f(2+x)=-f(x),所以f(4+x)=-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期T=4,A错误.因为f(3)=f(-1),f(3)=-f(-1),所以f(-1)=0,B错误.f(2023)=f(3)=0,由f(0)=3,得 f(2)=-3,则f(2022)=f(2)=-3,C错误,D正确.故选D.6.C解析 由图可知,“心形”关于y轴对称,所以所求函数为偶函数
4、,由于函数y=x4-x2和y=-x2+2x都不是偶函数,故排除B,D;y=|x|4-x2的图象过点(0,0),(-2,0),(2,0),且当0x2时,y=|x|4-x2x2+4-x22=2,当且仅当x=2时,等号成立,即函数y=|x|4-x2的最大值为2,又“心形”对应的函数的最大值为1,故排除A;由y=-x2+2|x|的图象过点(0,0),(-2,0),(2,0),且当0x2时,y=-x2+2|x|=-x2+2x=-(x-1)2+11,当且仅当x=1时,等号成立,即函数y=-x2+2|x|的最大值为1,满足题意.故选C.7.C解析 假设ab,则1010a1010b,1014a1014b,由1
5、001a+1010b=2023a可得,1001a+1010a2023a,所以10012023a+10102023a1,因为函数f(x)=10012023x+10102023x在R上单调递减,且f(1)=10012023+10102023=20112023f(1),即a1,所以g(b)11,即有a1b,与假设ab矛盾,所以ab.故选C.8.ABD解析 在不超过5的正整数中与5互素的正整数有1,2,3,4,所以(5)=4,在不超过8的正整数中与8互素的正整数有1,3,5,7,所以(8)=4,因为5与8互素,所以(40)=(58)=(5)(8)=16,故A正确;若n为素数,则n与其前面n-1个正整数
6、互素,所以(n)=n-1,故B正确;因为(1)=1,(2)=(21)=12(1),故C错误;因为不超过2n且与2n互素的正整数有1,3,5,2n-1,共有2n-1个,所以(2n)=2n-1,故D正确.故选ABD.9.ABD解析 f(x)的定义域为R,由f(2x+1)为偶函数,得f(-2x+1)=f(2x+1),用x替换2x,所以f(-x+1)=f(x+1),所以f(x)的图象关于直线x=1对称.由f(2x-1)的图象关于点32,1中心对称,得f2(-x)-1+f2(x+3)-1=2,于是f(-2x-1)+f(2x+5)=2,用x替换2x,所以f(-x-1)+f(x+5)=2,所以f(x)的图象
7、关于点(2,1)中心对称,又f(-x-1)=f(x+3),则f(x+3)+f(x+5)=2,因此f(x+1)+f(x+3)=2,所以f(x+1)=f(x+5),所以f(x)=f(x+4),则f(x)是周期为4的周期函数.当x1,2时,f(x)=log2x,则f(2023)=f(3)=2-f(1)=2-log21=2,故A正确.作出f(x)的图象如图所示,所以f(x)的值域为0,2.故B正确.作出直线y=1,由图可知,直线y=1与函数f(x)的图象在区间0,8上有5个交点,故C不正确.当x1,2时,f(x)=log2x,可得f(1)=log21=0,f(2)=log22=1,f(3)=2-f(1
8、)=2-0=2,f(4)=f(0)=f(2)=1,即f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,因此f(1)+f(2)+f(19)=4f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(1)+f(2)+f(3)=16+3=19,故D正确.故选ABD.10.2解析 函数f(x)的定义域为(-,0)(0,+),又f(x)为偶函数,所以f(1)-f(-1)=(2-2-1)1+a2-1-(2-1-2)1+a2-1-1=0,解得a=2,经检验,a=2符合题意.11.xx-52解析 函数y=f(x)-1为奇函数,函数f(x)的图象关于点(0,1)中心对称,又f(x)在0,+)上单调递增,f(x)在(-,+)上单调
9、递增.又f(3x+4)+f(1-x)2可化为f(3x+4)2-f(1-x)=f(x-1),3x+4x-1,解得x-52.12.20234050解析 由题知f(0)=1,对任意x,yR,有f(xy+1)=f(x)f(y)-f(y)-x+2,可令x=y=0,则f(1)=f(0)f(0)-f(0)-0+2=1-1-0+2=2,再令y=0,则f(1)=f(x)f(0)-f(0)-x+2=2,解得f(x)=x+1.所以当nN*时,1f(n)f(n+1)=1(n+1)(n+2)=1n+1-1n+2,则i=120231f(i)f(i+1)=12-13+13-14+12024-12025=12-12025=2
10、0234050.13.D解析 由f(x)+g(x)=5,f(2-x)-g(2+x)=5,得f(2-x)+g(2-x)=5,f(2-x)-g(2+x)=5,g(2-x)=-g(2+x),g(x)的图象关于点(2,0)中心对称,则g(4+x)=-g(-x).g(x)为奇函数,g(-x)=-g(x),等号两边同时求导得-g(-x)=-g(x),g(x)=g(-x),g(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,g(x+8)=-g-(x+4)=-g(x+4)=-g(-x)=g(-x)=g(x),g(x)是周期为8的周期函数,g(8-x)=g(x-8)=g(x),D正确.f(x)+g(x)=5,f(2)+g(2
11、)=5,又g(2)=0,f(2)=5,A错误.令h(x)=g(x),则h(x+8)=h(x),h(x+8)=h(x),又h(x)=5-f(x),h(x+8)=5-f(x+8),-f(x+8)=-f(x),即f(x+8)=f(x),B错误.g(x+4)=-g(x),g(x+4)+g(x)=0,设F(x)=g(x+4)+g(x),则F(x)=g(x+4)+g(x)=0,F(x)=C(CR),又g(x)为奇函数,F(-2)=g(2)+g(-2)=0,F(x)=0,即g(x+4)=-g(x),C错误.故选D.14.ABD解析 函数f(x)的定义域为R,满足f(x+2)=2f(x),即f(x)=2f(x
12、-2),且当x(0,2时,f(x)=x(2-x),所以当x(2,4时,x-2(0,2,即f(x)=2(x-2)(4-x)=-2x2+12x-16;当x(4,6时,x-2(2,4,即f(x)=-4x2+40x-96;当x(2n-2,2n(nZ)时,f(x)=-2n-1x2+2n(2n-1)x-2n-1(2n)(2n-2)=-2n-1x2+2n(2n-1)x-2nn(2n-2).作出函数f(x)的图象,如图所示.对于A,由f(x+2)=2f(x),令x=7,得f(9)=2f(7),故A正确;对于B,对任意x(-,6,都有f(x)4,当x(6,8时,f(x)8,令f(x)=-8x2+112x-384
13、=6,解得x1=1327,又f(7)=8,所以若对任意x(-,m,都有f(x)6,则m的取值范围是-,132,故B正确;对于C,易知当m=-1时,y=f(x)的图象与直线y=m(x-5)有3个交点,故C错误;对于D,f(x)=-2n-1x2+2n(2n-1)x-2nn(2n-2),当x(2n-2,2n(nN+)时,f(x)的最大值an=2n-18n(2n-2)-4(2n-1)2-4=2n-1,若存在nN+,使得an2n-7成立,则2n-72n-1max,令bn=2n-72n-1,则bn+1-bn=9-2n2n,所以b1b2b3b4b6b7,又b5=316,所以-,316,故D正确.故选ABD.
14、 15.BCD解析 令x=y=0,得f(0)=0,故B正确.令x=0,则-f(y)=f(-y),所以f(x)为奇函数,故A错误.任取x1,x2(-1,1),且x10,所以0x2-x11-x1x2,所以0x2-x11-x1x20,所以fx2-x11-x1x20,所以f(x1)2,所以A2-B,所以sin Asin2-B=cos B,因为sin A,cos B(0,1),所以f(cos B)0,且1xn+1=1+xn22xn,x1=121,所以xn+1=2xnxn2+1(0,1).令y=-x,则2f(x)=f2x1+x2,令x=xn,则2f(xn)=f2xn1+xn2=f(xn+1),所以f(xn
15、+1)f(xn)=2.因为f(x1)=1,所以f(xn)是首项为1,公比为2的等比数列,所以f(xn)=2n-1,故D正确.故选BCD.16.1518.5解析 函数f(x)是最小正周期为4的偶函数,且当x-2,0时,f(x)=2x+1,函数f(x)的值域为-3,1,f(x)的图象如图所示.存在x1,x2,xn满足0x1x2xn,且|f(x1)-f(x2)|+|f(x2)-f(x3)|+|f(xn-1)-f(xn)|=2023,要使n+xn取得最小值,则尽量使xi(i=1,2,3,n)对应的函数值为最值,且xi+1-xi=2,|f(xi)-f(xi+1)|=|1-(-3)|=4.2023=450
16、5+3,n的最小值为507,此时,x506=1010,f(x506)=-3,|f(x506)-f(x507)|=3,f(x507)=0,x507=1011.5,即xn的最小值为1011.5,则n+xn的最小值为1518.5.限时集训(二十一)1.C解析 根据y=lg x在(0,+)上是增函数,可知0=lg 1lg 2lg 10=1,即a(0,1);由y=cos x的单调性,可知b=cos 220=1.所以ba0且k1,且有m=log2k,n=log3k,所以1m=logk2,1n=logk3,所以1m+1n=logk2+logk3=logk6=2,则k2=6,又k0且k1,所以k=6.故选B.
17、3.C解析 由函数f(x)=(m2-3m-3)xm为幂函数,得m2-3m-3=1,解得m=4或m=-1.当m=4时,f(x)=x4在区间(0,+)上单调递增,不符合题意;当m=-1时,f(x)=x-1在区间(0,+)上单调递减,符合题意,故A错误.函数f(x)=x-1在(-,0)和(0,+)上单调递减,但不是减函数,故B错误.因为函数f(x)的定义域关于原点对称,且f(-x)=1-x=-f(x),所以函数f(x)是奇函数,不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.4.C解析 因为函数f(x)=-ln(-x),ax0,-x2+2x,0x2的值域为0,+),且当x0,2时,f(x)=-x2+2x0,1
18、,所以当ax0时,f(x)=-ln(-x)的取值范围至少包含区间(1,+),且不能包含区间(-,0),作出函数f(x)的图象如图.由图可知,当x0-时,f(x)+,当x=a时,f(x)=-ln(-a),所以0-ln(-a)1,即-1ln(-a)0,即1e-a1,解得-1a-1e,故选C.5.C解析 由水雾喷头的工作压力P为0.35 MPa,水雾喷头的流量系数K为24.96,得水雾喷头流量q=K10P=24.963.524.961.87=46.675 2,又由保护对象的保护面积S为14 m2,保护对象的设计喷雾强度W为20 L/(minm2),得保护对象的水雾喷头数量N=SWq142046.67
19、5 26,即保护对象的水雾喷头数量N约为6,故选C.6.B解析 设要使我们的水平是原来水平的1500倍,需要经过x天,则可得1.2x=1.1x1500,两边取对数得xlg 1.2=xlg 1.1+lg 1500,则x(lg 12-1)=x(lg 11-1)+lg 15+2,所以x=lg15+2lg12-lg11,又因为lg 15=lg(35)=lg 3+lg 5=lg 3+1-lg 20.477+1-0.301=1.176,lg 12=lg(34)=lg 3+2lg 20.477+0.3012=1.079,所以x=lg15+2lg12-lg111.176+21.079-1.04184.故选B.
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