2013走向高考数学3-3
鬼故事全集-留学学习计划书范文
基础巩固强化
1.(文)正三棱柱体积为V,则其表面积最小时,底面边长为( )
3333
A.V B.2V C.4V D.2V
[答案] C
3
2
[解析] 设正三棱柱底面边长为a,高为h,则体积V=ah,
44V3
2
3
2
43V
∴h=
2
,表面积S=<
br>2
a+3ah=
2
a+
a
,
3a
43V3
由S′=3a-
2
=0,得a=4V,故选C.
a
(理)在内接于半径为R的半圆的矩形中,周长最大的矩形的边长
为( )
R3
A.和R
22
47
C.R和R
55
[答案] B
[解析] 设矩形垂直于半圆直径的边长为x,则另一边长为2R
2
-x
2
,则l=2x+4R
2
-x
2<
br> (0<x<R),
5
l′=2-
22
,令l′=0,解得x=R.
5
R-x
当0<x<
55
R时,l′>0;当R<x<R时,l′<
0.
55
4x
545
B.R和R
55
D.以上都不对
55
所以当x=R时,l取最大值,即周长最大的矩形的边长为R,
55
45
R.
5
2.已知某生产厂家的年利润y(单位:万元)与年产量x(
单位:万
1
3
件)的函数关系式为y=-x+81x-234,则使该生产厂家获取最
大
3
年利润的年产量为( )
A.13万件
C.9万件
[答案] C
1
3
[解析]
∵y=-x+81x-234,∴y′=-x
2
+81(x>0).
3
令y′=0得x=9,令y′<0得x>9,令y′>0得0
∴当x=9时,函数取得最大值.故选C.
[点评] 利用导数求函数最值时,令y′=0得
到x的值,此x的
值不一定是极大(小)值时,还要判定x值左、右两边的导数的符号才
能确定
.
3.(文)做一个圆柱形锅炉,容积为V,两个底面的材料每单位面
积的价格为a元,侧面
的材料每单位面积的价格为b元,当造价最低
时,锅炉的底面直径与高的比为( )
aa
2
bb
2
A. B. C. D.
bbaa
[答案] C
[解析]
B.11万件
D.7万件
如图,设圆柱的底面半径为R,高为h,则V=πR
2
h.
V
设造价为y,则y=2πRa+2πRhb=2πaR+2πRb·
2
=2
πaR
2
+
πR
22
2bV
,
R
2bV
∴y′=4πaR-
2
.
R
2Rb
令y′=0并将V=πR
2
h代入解得,=.
ha
(理)圆柱的表面积为S,当圆柱体积最大时,圆柱的底面半径为
( )
A.
C.
S
3π
6πS
6π
B.3πS
D.3π·6πS
[答案] C
[解析]
设圆柱底面半径为r,高为h,
2
S-2πr
∴S=2πr
2
+2πrh,∴h=,
2π
r
32
rS-2πrS-6πr
又V=πr
2
h=,则V′=,令V
′=0,
22
6πS
得S=6πr,∴h=2r,r=.
6π
2
4.某公司生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一单位
产品,成本
增加100元,已知总收益R与产量x的关系是R=
400x-
1
x
2
,0≤x≤400,
2
80000,
x>400.
是( )
A.100
C.200
[答案] D
则总利润最大时,每年生产的产品产量
B.150
D.300
[解析] 由题意,总成本为C=20000+100x.所以总利润为P=R
2
x<
br>
300x--20000,0≤x≤400,
2
-C=
60000-100x,x>400,
300-x,0≤x≤400,
P′=
-100,x>400.
令P′=0,得x=300,易知当x=300时,总利润最大.
5.(文)内接于半径为R的球并且体积最大的圆锥的高为( )
A.R
4
C.R
3
[答案] C
[解析] 设圆锥的高为h,底面
半径为r,则R
2
=(h-R)
2
+r
2
,∴
r<
br>2
=2Rh-h
2
,
1
π
2
π
∴
V=
πr
2
h=h(2Rh-h
2
)=
πRh
2<
br>-h
3
,
3333
44
2
V′=
πRh-
πh
,令V′=0得h=R.
33
(理)要制作一个圆锥形的漏斗,其母线长为20cm,要使其体积最
B.2R
3
D.R
4
大,则高为( )
A.
3
cm
3
B.
103
cm
3
163
3
[答案] D
203
3
[解析]
设圆锥的高为x,则底面半径为20
2
-x
2
,
1
其体积为V=
πx(400-x
2
) (0<x<20), 3
1203
2
V′=
π(400-3x
),令V′=0,解得x
=.
33
203203
当0<x<时,V′>0;当<x<20时,V′<0
33
203
所以当x=时,V取最大值.
3
6.(2012·保定
模拟)定义域为R的函数f(x)满足f(1)=1,且f(x)
1
的导函数f
′(x)>,则满足2f(x)
A.{x|-1
[答案] B
[解析]
令g(x)=2f(x)-x-1,
1
∵f ′(x)>,∴g′(x)=2f ′(x)-
1>0,∴g(x)为单调增函数,∵
2
f(1)=1,∴g(1)=2f(1)-1-1=0
,
∴当x<1时,g(x)<0,即2f(x)
方体的长与宽之比为21,该长方体的最大体积是___
_____.
[答案] 3m
3
B.{x|x<1}
D.{x|x>1}
9
[解析]
设长方体的宽为x,则长为2x,高为-3x (0
9
<
br>故体积为V=2x
2
-3x
=-6x
3
+9x
2
,
2
V′=-18x
2
+
18x,令V′=0得,x=0或1,
∵0
大体积V
max
=3m
3
.
(理)用总长为14.8m的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所
制作容器的底面的
一边比另一边长0.5m,那么容器的容积最大时,
容器的高为________.
[答案]
1.2m
[解析] 设容器的短边长为xm,
则另一边长为(x+0.5)m,
14.8-4x-4x+0.5
高为=3.2-2x.
4
由3.2-2x>0和x>0,得0
3
,
则有y=x(x+0.5)(3.2-2x)(0
3
+2.2x
2
+1.6x,
∴y′=-6x
2
+4.4x+1.6,
令y′=0,有-6x
2
+4.4x+1.6=0,即15x
2
-11x-4=0,
4
解得x
1
=1,x
2
=-(不合题意,舍去),
15
∴高=3.2-2=1.2,容积V=1×1.5×1.2=1.8,
∴高为1.2m时容积最大.
1
2
8.(文)(2011·北京模拟)若函
数f(x)=lnx-ax-2x存在单调递减
2
区间,则实数a的取值范围是
________.
[答案] (-1,+∞)
[分析]
函数f(x)存在单调减区间,就是不等式f
′(x)<0有实数
解,考虑到函数的定义域为(0,+∞),所以本题就是求f
′(x)<0在
(0,+∞)上有实数解时a的取值范围.
1-ax-2x
1
[解析] 解法1:f
′(x)=-ax-2=,由题意知
xx
f ′(x)<0有实数解,∵x>0,∴ax
2
+2x-1>0有实数解.当a≥0时,
显然满足;当a<0时,只要Δ=4+4a>0,
∴-1-
1.
1-ax-2x
1
解法2:f
′(x)=-ax-2=,
xx
由题意可知f ′(x)<0在(0,+∞)内有实数解.
即1-ax
2
-2x<0在(0,+∞)内有实数解.
12
即a>
2
-在(0,+∞)内有实数解.
xx
121
∵x∈(0,+∞)时,
2
-=(-1)
2
-1≥-1,∴a>-1
.
xxx
(理)(2012·黄冈市期末)对于三次函数y=ax
3
+bx
2
+cx+d(a≠0),
给出定义:设f ′(x)是函数y=f(x)的导数,f
″(x)是f ′(x)的导数,
若方程f″(x)=0有实数解x
0
,则称点(x<
br>0
,f(x
0
))为函数y=f(x)的“拐
点”.某同学经过探究发
现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何
1
3
一个三次函数都有对称中心,且“拐点
”就是对称中心.若f(x)=x
3
1
2
5
-x+3x-,根据这一
发现可得:
212
115
(1)函数f(x)=x
3
-x
2
+3x-的对称中心为________;
3212
2
2
12342013
(2)计算f()+f()+f()+f()+„+f()=
201
42014
________.
1
[答案] (1)(,1) (2)2013
2
[解析] (1)f ′(x)=x
2
-x+3,f″(x)=2x-1,
由2x-1=0得x
1111
3
11
2
15
=,f()=×
()-×()+3×-=1,由拐点的定义知f(x)的拐
223222212
1
点即
对称中心为(,1).
2
2014-k
kkk
(2)f()+f(1-)=
f()+f()=2(k=1,2,„,
2014
1007),
2
∴f()
+f()+„+f()=[f()+f()]+[f()+
2
2007
f()]+„+
[f()+f()]+f()=2×1006+1=2013.
2014
9.某工厂要围建一
个面积为128m
2
的矩形堆料场,一边可以用
原有的墙壁,其他三边要砌新的墙壁,
要使砌墙所用的材料最省,堆
料场的长、宽应分别为________.
[答案] 16m
8m
128
[解析] 解:设场地宽为xm,则长为m,
x
128
因此新墙总长度为y=2x+(x>0),
x
128
y′=2-
2
,令y′=0,∵x>0,∴x=8.
x
因为当0<x<8时,y′<0;当x>8时,y′>0,
所以当x=8时,y取最小值,此时宽为8m,长为16m.
即当堆料场的长为16m,宽为8m时,可使砌墙所用材料最省.
10.(文)
某单位用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边
长分别为x、
y(单位:m)的矩形,上部是等腰直角三角形,要求框架围成的总面积
为8m<
br>2
,问x、y分别为多少时用料最省?(精确到0.001m)
1x
[解析]
依题意,有xy+x·=8,
22
x
2
8-
48x
∴y==-(0
于是框架用料长度为l=2x+2y+2×
16
+2-
2
,
x
316
令l′=0,即+2-
2
=0,解得x
1=8-42,x
2
=42-8(舍
2x
去),
当0
所以当x=8-4
2时,l取得最小值,此时,x=8-42≈2.343m,
y≈2.828m.
即当x约为2.343m,y约为2.828m时,用料最省.
(理)已知球的直径为d,求
当其内接正四棱柱体积最大时,正四
2x
3
163
=<
br>
+2
x+,l′=
2
2
x
2
棱柱的高为多少?
[解析]
如右图所示,设正四棱柱的底面边长为x,高为h,
由于x
2
+x
2
+h
2
=d
2
,
1
∴x
2
=(d
2
-h
2
).
2
∴球内接正四棱柱的体积为
1
V=x
2
·h=(d2
h-h
3
),0
1
2
3
2
V′=(d-3h)=0,∴h=d.
23
在(0,d)上,函数变化情况如下表:
h
V′
V
3
0,d
3
3
d
3
0
极大值
3
d,d
3
+
↗
-
↘
3
d.
3
由上表知体积最大时,球内接正四棱柱的高为
能力拓展提升
1
3
1
2
11.已知非零向量a、b满足:|a|=2|b|,若函数f(x)=x+|a
|x
32
+a·bx在R上有极值,设向量a、b的夹角为θ,则cosθ的取值范围
为( )
1
A.,1
2
1
C.
-1,
2
1
B
.,1
2
1
D.<
br>
-1,
2
[答案] D
[解析] ∵函数f(x)在R上有极值,∴f ′(x)=x
2
+|a|x+a·b
=0
1
有两不等实根,∴Δ=|a|-4|a|·|b|cosθ=4|b|-8|b|cos
θ>0,∴cosθ<,
2
222
∴选D.
[点评]
若f(x)为三次函数,f(x)在R上有极值,则f ′(x)=0应
有二不等实根,当f(x)有两
相等实根时,不能保证f(x)有极值,这一
1
点要特别注意,如f(x)=x
3,f ′(x)=x
2
=0有实根x=0,但f(x)在R
3
上单调增,
无极值.即导数为0是函数有极值的必要不充分条件.
12.如图,过函数y=xsinx+cosx
图象上点(x,y)的切线的斜率
为k,若k=g(x),则函数k=g(x)的图象大致为( )
[答案] A
[解析]
∵y′=sinx+xcosx-sinx=xcosx,
∴k=g(x)=xcosx,易知其图象为A.
1
13.函数f(x)=2x3
+x
2
-x+1的图象与x轴交点个数为________
2
个.
[答案] 1
1
[解析] f ′(x)=6x+x-1=(
3x-1)(2x+1),当x<-时,
2
2
111
f
′(x)>0,当-
2
33
1111
∞,-)上单调递增,在(-,)上单调递减,在(,+∞)上单调递
2
233
增,
111143
∴当x=-时,f(x)取到极大值,当x=时,f(x)
取到极小值,
28354
故f(x)的图象与x轴只有一个交点.
14.将边长为1
m的正三角形薄铁皮,沿一条平行于某边的直线
梯形的周长
2
剪成两块,其中一块
是梯形,记s=,则s的最小值是
梯形的面积
________.
323
[答案]
3
[解析] 设DE=x,
则梯形的周长为:3-x,
133
梯形的面积为:(x+1)·(1-x)=(1-x
2
)
2
24
2
3-x
2
43
x-6x+9
∴s==·,x∈(
0,1),
2
3
1-x
3
2
1-x
4
x
2
-6x+9-6x
2
+20x-6
设h(x)
=,h′(x)=.
222
1-x1-x
1
令h′(x)=0,得:x=或x=3(舍),
3
1
43323
∴h(x)
最小值
=
h
=8,∴s
最小值
=×8=.
3
33
15.(文)甲乙两地相距400km,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速
度不得超过1
00kmh,已知该汽车每小时的运输成本P(元)关于速度
1
4
1
3
v(kmh)的函数关系是P=v
-
v
+15v,
19200160
(1)求全程运输成本Q(元)关于速度v的函数关系式;
(2)为使全程运输成本最少,汽车应以多大速度行驶?并求此时
运输成本的最小值.
400
[解析] (1)汽车从甲地到乙地需用h,故全程运输成本为Q=
v
400P
v
3
5v
2
=-+6000 (0
v
v
2
(2)Q′=-5v,令Q′=0得,v=80,
16
2000
∴当v=80kmh时,全程运输成本取得最小值,最小值为元. 3
(理)为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和
外墙需要建造隔热层.
某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每
厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消
耗费用
k
C(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系:C(x)=
3x
+5
(0≤x≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.设f(x)为
隔热层建造
费用与20年的能源消耗费用之和.
(1)求k的值及f(x)的表达式;
(2)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求最小值.
[解析]
(1)设隔热层厚度为xcm,由题设知,
k
每年能源消耗费用为C(x)=.
3x+5
40
再由C(0)=8,得k=40,因此C(x)=.
3x+5
又建造费用为C
1
(x)=6x.
最后得隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和为,
40
f(x)=20C(x)+C
1
(x)=20×+6x
3x+5
800
=+6x(0≤x≤10).
3x+5
2400
(2)f ′(x)=6-
2
,令f
′(x)=0,
3x+5
2400
即=6.
3x+5
2
25
解得x=5,或x=-(舍去).
3
当0
800
故x=5是f(x)的最小值点,对应的最小值为f(5)=6×5+=
15+
5
70.
当隔热层修建5 cm厚时,总费用达到最小值70万元.
16.(文)
(2011·江苏,17)请你设计一个包装盒.如图所示,ABCD
是边长为60cm的正方形硬纸片
,切去阴影部分所示的四个全等的等
腰直角三角形,再沿虚线折起,使得A、B、C、D四个点重合于图
中
的点P,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒,E、F在AB上,是被
切去的一个等腰直角三
角形斜边的两个端点,设AE=FB=x(cm).
(1)若广告商要求包装盒的侧面积S(cm
2
)最大,试问x应取何值?
(2)某厂商要求包装盒容积V(cm
3
)最大,试问x应取何值?并求
出此时包装盒
的高与底面边长的比值.
[解析] 设包装盒的高为h(cm),底面边长为a(cm),由已知得a
60-2x
=2x,h==2(30-x),0
(1)S=4ah=8x(30-x)=-8(x-15)
2
+1800,
所以当x=15时,S取得最大值.
(2)V=a
2
h=22(-x
3
+30x
2
),V′=62x(20-x).
由V′=0得x=0(舍)或x=20.
当x∈(0,20)时,V′>0;当x∈(20,30)时,V′<0.
所以当x=20时,V取得极大值,也是最大值.
h11
此时=.即包装盒的高与底面边长的比值为.
a22
(理)如图,有
一矩形钢板ABCD缺损了一角(如图所示),边缘线
OM上每一点到点D的距离都等于它到边AB的距
离.工人师傅要将
缺损的一角切割下来使剩余部分成一个五边形,若AB=1m,AD=
0.5
m,问如何画切割线EF可使剩余部分五边形ABCEF的面积最大?
[解析] 由题知,边缘线OM是以点D为焦点,直线AB为准线
的抛物线的一部分.
1
以O点为原点,AD所在直线为y轴建立直角坐标系,则D(0,),
4
11M(,).
24
1
所以边缘线OM所在抛物线的方程为y=x(0≤x≤).
2
2
要使如图的五边形ABCEF面积最大,则必有EF所在直线与抛物线相切,设切点为P(t,t
2
).
则直线EF的方程为y=2t(x-t)
+t
2
,即y=2tx-t
2
,
1+4t
2
1<
br>由此可求得点E、F的坐标分别为E(,),F(0,-t
2
).
8t41
1+4t
1
2
所以S
△
DEF
=S(t)=
··(+t)
28t4
2
42
1
16t+8t+1
1
=·,t∈(0,].
64t2
1
48t+8t-1
所以S′(t)=·
64t
2
33
2
34t+1t+t-
12t-14t+166
==,
64t
2
16t
2
22
42331
显然函数S(t)在(0,]上是减函数,在(,]上是增函数.所
662
以当t=
大.
311
此时点E、F的坐标分别为E(,),F(0,-).
3412
此时沿直线EF划线可使五边形ABCEF的面积最大.
DEDE1
即=2,=.
FCEC
3-1
3
时,S
△
DEF
取得最小值,相应地,五边形ABCEF的面积最
6
1.(2011·陕西文,21)设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f ′(x).
(1)求g(x)的单调区间和最小值;
1
(2)讨论g(x)与g()的大小关系;
x
1
(3)求a的取值范围,使得g(a)-g(x)<对任意x>0成立.
a
11
[解析] ∵f(x)=lnx,∴f ′(x)=,g(x)=lnx+.
xx
x-1
∴g′(x)=
2
,令g′(x)=0得x=1,
x
当x∈(0,1)时,g′(x)<0,∴(0,1)是g(x)的单调减区间;
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0.∴(1,+∞)是g(x)的单调增区间,
因此当x=1时g(x)取极小值,且x=1是唯一极值点,从而是最
小值点.
所以g(x)最小值为g(1)=1.
1
(2)g()=-lnx+x,
x
11
令h(x)=g(x)-g()=2lnx-x+,
xx
x-1
2
则h′(x)=-
2
,
x
1
当x=1时,h(1)=0,即g(x)=g(),
x
当x∈
(0,1)∪(1,+∞)时h′(x)<0,h′(1)=0,所以h(x)在(0,
+∞)单调递减
,
1
当x∈(0,1)时,h(x)>h(1)=0,即g(x)>g(),
x
1
当x∈(1,+∞)时,h(x)
1
综上知,当x∈(0,1)时,g(x)>g();
x
11
当x=1时,g(x)=g();当x∈(1,+∞)时,g(x)
(3)由(1)可知g(x)最小值为1,
11
所以g(a)-g(x
)<对任意x>0成立等价于g(a)-1<,即lna<1,
aa
解得0所以a的取值范围是(0,e).
2.学习曲线是1936年美国康乃尔大学博士在飞机制<
br>造过程中,通过对大量有关资料、案例的观察、分析、研究,首次发
现并提出来的
.已知某类学习任务的学习曲线为:f(t)=
3
·100%(其中f(t)为该任务的程度,
t为学习时间),且这类学习
4+a·2
-
t
任务中的某项任务满足f(2)
=60%.
(1)求f(t)的表达式,计算f(0)并说明f(0)的含义;
ft<
br>(2)已知2
x
>xln2对任意x>0恒成立,现定义为该类学习任务在
t<
br>t时刻的学习效率指数,研究表明,当学习时间t∈(1,2)时,学习效率
最佳,当学习效率最
佳时,求学习效率指数相应的取值范围.
3
[解析]
(1)∵f(t)=·100%(t为学习时间),且f(2)=60%,
4+a·2
-
t
则
3
100%=60%,解得a=4. <
br>-
2
·
4+a·2
33
∴f(t)=·100%=·100%
(t≥0),
4+a·2
-
t
41+2
-
t
3
∴f(0)=·100%=37.5%,
41+2
-
0
f(0)表示某项学习任务在开始学习时已掌握的程度为37.5%.
ft
(2)令学习效率指数=y,
t
ft3
则y===<
br>t
4t1+2
-
t
(t>0),
t
4
t+
t
2
3
t
现研究函数g(t)=t+
t<
br>的单调性,
2
2
t
-t·2
t
ln22
t
-tln2+1
由于g′(t)=1+=(t>0),
2
t
2<
br>t
2
又已知2
x
>xln2对任意x>0恒成立,即2t
-tln2>0,则g′(t)>0
恒成立,
∴g(t)在(0,+∞)上为增函数,且g(t)为正数.
ft3
∴y==(t>0)在(0,+∞)上为减函数,
tt<
br>4t+
t
2
f11f23
而y|
t=
1
==,y|
t
=
2
==,
12210
ft31
即y=∈(,),
t102
31
故所求学习效率指数的取值范围是(,).
102
4
.(2012·延边州质检)已知函数f(x)=x
2
+ax-lnx,a∈R.
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在[1,2]上是减函数,求实数a的取值范围;
(3)令g(x)=
f(x)-x
2
,是否存在实数a,当x∈(0,e](e是自然对
数的底数)时,函
数g(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存
在,说明理由.
1
2x+x-1
[解析] (1)当a=1时,由f
′(x)=2x+1-==
xx
1
2x-x+1
2
,
x
∵函数f(x)=x
2
+x-lnx的定义域为(0,+∞),
11
∴当x∈(0,]时,f ′(x)≤0,当x∈[,+∞)时,f ′(x)≥0, <
br>22
1
所以函数f(x)=x+x-lnx的单调递减区间为(0,]单调递增区间2
2
2
1
为[,+∞).
2
1
2x+ax-1
(2)f
′(x)=2x+a-=≤0在[1,2]上恒成立,
xx
令h(x)=2x
2
+ax-1,有
2
a≤-1
h1≤0
得
7
h2≤0
a≤-
2
7
,得a≤-.
2
(3)假设存在实数a,使g(x)=ax-lnx(x
∈(0,e])有最小值3,g′(x)
1
ax-1
=a-=.
xx
①当a≤0时,g(x)在(0,e]上单调递减,g(x)
min
=g(e)=ae-1=
3,
4
a=(舍去),∴g(x)无最小值.
e
111
②当0<
1
∴g(x)
min
=g()=1+lna=3,a=e2
,满足条件.
a
1
③当≥e时,g(x)在(0,e]上单调递减,
g(x)
min
=g(e)=ae-1=3,
a
4
a=(舍去),∴
f(x)无最小值.
e
综上,存在实数a=e
2
,使得当x∈(0,e]时
,f(x)有最小值3.