2021年高考数学的多选题附答案.doc
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1、一、函数的概念与基本初等函数多选题1已知函数,若存在实数a,使得,则a 的个数不是( )A2B3C4D5【答案】ABD【分析】令,即满足,对t进行分类讨论,结合已知函数解析式代入即可求得满足题意的t,进而求得a.【详解】令,即满足,转化为函数与有交点,结合图像由图可知,有两个根或(1)当,即,由,得时,经检验均满足题意;(2)当,即,当时,解得:;当时,解得:; 综上所述:共有4个a 故选:ABD【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加
2、以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图像,利用数形结合的方法求解2已知函数(为自然对数的底数)有唯一零点,则的值可以为( )A1BC2D【答案】BC【分析】由已知,换元令,可得,从而为偶函数,图象关于对称,结合函数图象的对称性分析可得结论.【详解】,令,则,定义域为,故函数为偶函数,所以函数的图象关于对称,要使得函数有唯一零点,则,即,解得或当时,由基本不等式有,当且仅当时取得故,当且仅当取等号故此时有唯一零点当时,同理满足题意.故选:BC【点睛】方法点睛:函数轴对称:如果一个函数的图像沿一条直线对折,直线两侧的图像能够完全重合,则称
3、该函数具备对称性中的轴对称,该直线称为该函数的对称轴.的图象关于直线对称 3函数,以下四个结论正确的是()A的值域是B对任意,都有C若规定,则对任意的D对任意的,若函数恒成立,则当时,或【答案】ABC【分析】由函数解析式可得函数图象即可知其值域、单调性;根据C中的描述结合数学归纳法可推得结论成立;由函数不等式恒成立,利用变换主元法、一元二次不等式的解法即可求参数范围.【详解】由函数解析式可得,有如下函数图象:的值域是,且单调递增即(利用单调性定义结合奇偶性也可说明),即有AB正确;对于C,有,若,当时,故有.正确.对于D,上,若函数恒成立,即有,恒成立,令,即上,时,有或(舍去);时,故恒成立
4、;时,有或(舍去);综上,有或或;错误.故选:ABC【点睛】方法点睛:1、对于简单的分式型函数式画出函数图象草图判断其值域、单调性.2、数学归纳法:当结论成立,若时结论也成立,证明时结论成立即可.3、利用函数不等式恒成立,综合变换主元法、一次函数性质、一元二次不等式解法求参数范围.4下列命题正确的有( )A已知且,则B,则C的极大值和极小值的和为D过的直线与函数有三个交点,则该直线斜率的取值范围是【答案】ACD【分析】由等式关系、指数函数的性质可求的范围;利用指对数互化,结合对数的运算法求;利用导数确定零点关系,结合原函数式计算极值之和即可;由直线与有三个交点,即可知有两个零点且不是其零点即可
5、求斜率范围.【详解】A选项,由条件知且,所以,即;B选项,有,而;C选项,中且开口向上,所以存在两个零点且、,即为两个极值点,所以;D选项,令直线为与有三个交点,即有三个零点,所以有两个零点即可,解得故选:ACD【点睛】本题考查了指对数的运算及指数函数性质,利用导数研究极值,由函数交点情况求参数范围,属于难题.5已知函数,方程在区间()上的所有根的和为,则( )ABCD【答案】BC【分析】先推导出在上的解析式,然后画出与的图象,得出时,所有交点的横坐标,然后得出.【详解】因为当时,所以当时,则,故,即时,同理当时,;当时,则;故当时,当时,.所以,故B正确;作出与的图象如图所示,则当且时,的值
6、分别为: 则,故C正确.故选:BC.【点睛】本题考查函数的零点综合问题,难度较大,推出原函数在每一段上的解析式并找到其规律是关键.6已知函数,当实数取确定的某个值时,方程的根的个数可以是( )A0个B1个C2个D4个【答案】ABC【分析】令,画出,结合的解的情况可得正确的选项.【详解】,故当时,故在上为增函数;当时,故在上为减函数,而且当时,恒成立,故的图象如图所示:考虑方程的解的情况.,当时,此时方程有两个不等的正根,因为,故,由图象可知方程的解的个数为2,方程的解的个数为0,故方程的根的个数是2.当时,此时方程有两个相等的正根,由图象可知方程的解的个数为1,故方程的根的个数是1.当时,此时
7、方程无解,故方程的根的个数是0.当时,此时方程有两个相等的负根,由图象可知方程的解的个数为1,故方程的根的个数是1.当时,此时方程有两个不等的负根, 由图象可知方程的解的个数为1,方程的解的个数为1,故方程的根的个数是2.故选:ABC【点睛】本题考查复合方程的解,此类问题,一般用换元法来考虑,其中不含的参数的函数的图象应利用导数来刻画,本题属于难题7已知是定义域为的奇函数,是偶函数,且当时,则( )A是周期为2的函数BC的值域为-1,1D的图象与曲线在上有4个交点【答案】BCD【分析】对于A,由为R上的奇函数,为偶函数,得,则是周期为4的周期函数,可判断A;对于B,由是周期为4的周期函数,则,
8、 ,可判断B对于C,当时,有,又由为R上的奇函数,则时,可判断C对于D,构造函数,利用导数法求出单调区间,结合零点存在性定理,即可判断D【详解】根据题意,对于A,为R上的奇函数,为偶函数,所以图象关于对称,即则是周期为4的周期函数,A错误;对于B,定义域为R的奇函数,则,是周期为4的周期函数,则;当时,则,则,则;故B正确对于C,当时,此时有,又由为R上的奇函数,则时,函数关于对称,所以函数的值域故C正确对于D,且时,是奇函数,的周期为,设,当,设在恒成立,在单调递减,即在单调递减,且,存在,单调递增,单调递减,所以在有唯一零点,在没有零点,即,的图象与曲线有1个交点,当时,则,则,所以在上单
9、调递增,且,所以存在唯一的,使得,所以,在单调递减,在单调递增,又,所以,又,所以在上有一个唯一的零点,在上有唯一的零点,所以当时,的图象与曲线有2个交点,当时,同,的图象与曲线有1个交点,当,的图象与曲线没有交点,所以的图象与曲线在上有4个交点,故D正确;故选:BCD【点睛】本题考查抽象函数的奇偶性、周期性、两函数图像的交点,属于较难题.8定义:若函数在区间上的值域为,则称区间是函数的“完美区间”,另外,定义区间的“复区间长度”为,已知函数,则( )A是的一个“完美区间”B是的一个“完美区间”C的所有“完美区间”的“复区间长度”的和为D的所有“完美区间”的“复区间长度”的和为【答案】AC【分
10、析】根据定义,当时求得的值域,即可判断A;对于B,结合函数值域特点即可判断;对于C、D,讨论与两种情况,分别结合定义求得“复区间长度”,即可判断选项.【详解】对于A,当时,则其值域为,满足定义域与值域的范围相同,因而满足“完美区间”定义,所以A正确;对于B,因为函数,所以其值域为,而,所以不存在定义域与值域范围相同情况,所以B错误;对于C,由定义域为,可知,当时,此时,所以在内单调递减,则满足,化简可得,即,所以或,解得(舍)或,由解得或(舍),所以,经检验满足原方程组,所以此时完美区间为,则“复区间长度”为;当时,若,则,此时.当在的值域为,则,因为 ,所以,即满足,解得,(舍).所以此时完
11、美区间为,则“复区间长度”为;若,则,此时在内单调递增,若的值域为,则,则为方程的两个不等式实数根,解得, 所以,与矛盾,所以此时不存在完美区间.综上可知,函数的“复区间长度”的和为,所以C正确,D错误;故选:AC.【点睛】本题考查了函数新定义的综合应用,由函数单调性判断函数的值域,函数与方程的综合应用,分类讨论思想的综合应用,属于难题.9已知,则关于的方程,下列正确的是( )A存在实数,使得方程恰有1个不同的实数解;B存在实数,使得方程恰有2个不同的实数解;C存在实数,使得方程恰有3个不同的实数解;D存在实数,使得方程恰有6个不同的实数解;【答案】ACD【分析】令,根据判别式确定方程根的个数
12、,作出的大致图象,根据根的取值,数形结合即可求解.【详解】令,则关于的方程,可得,当时,此时方程仅有一个根;当时,此时方程有两个根,且,此时至少有一个正根;当时,此时方程无根;作出的大致图象,如下: 当时,此时,由图可知,有个不同的交点,C正确;当时,此时方程有两个根,且,此时至少有一个正根,当、,且时,有个不同的交点,D正确;当方程有两个根,一个大于1,另一个小于0,此时,仅有个交点,故A正确;当方程有两个根,一个等于1,另一个等于0,有个不同的交点,当时,此时方程无根.故选:ACD【点睛】关键点点睛:本题考查了根的个数求参数的取值范围,解题的关键是利用换元法将方程化为,根据方程根的分布求解
13、,考查了数形结合的思想,分类讨论的思想.10已知正数,满足,则( )ABCD【答案】AC【分析】令,根据指对互化和换底公式得:,再依次讨论各选项即可.【详解】由题意,可令,由指对互化得:,由换底公式得:,则有,故选项B错误;对于选项A,所以,又,所以,所以,故选项A正确;对于选项CD,因为,所以,所以,所以,则,则,所以选项C正确,选项D错误;故选:AC.【点睛】本题考查指对数的运算,换底公式,作差法比较大小等,考查运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于令,进而得,再根据题意求解.二、导数及其应用多选题11已知偶函数对于任意的满足(其中是函数的导函数),则下列不等式中不成立的是( )ABC
14、D【答案】ABC【分析】构造函数,结合导数和对称性可知为偶函数且在上单调递增,即可得,从而可判断ABD选项,由可判断C选项.【详解】因为偶函数对于任意的满足,所以构造函数,则,为偶函数且在上单调递增,由函数单调性可知,即,对于AB,故AB错误; 对于C,故C错误;对于D,即,故D正确;故选:ABC.【点睛】关键点点睛:本题考查了利用导数研究函数的单调性,解题的关键是利用已知条件构造对应的新函数,利用导数研究函数的单调性,从而比较大小,考查学生的逻辑推理能力与转化思想,属于较难题.12关于函数,下列说法正确的是( )A当时,在处的切线方程为;B当时,存在唯一极小值点,且;C对任意,在上均存在零点
15、;D存在,在上有且只有一个零点.【答案】ABD【分析】当时,求出,得到在处的切线的点斜式方程,即可判断选项A;求出的解,确定单调区间,进而求出极值点个数,以及极值范围,可判断选项B;令,当时,分离参数可得,设,求出的极值最值,即可判断选项C,D的真假.【详解】A.当时,所以,所以在处的切线方程为,故正确;B. 因为,所以单调递增,又,又,即,则,所以存在,使得,即 ,则在上,在上,所以存在唯一极小值点,因为,所以,故正确;C.令,当时,可得,设,则,令,解得当时,当时,所以当,时, 取得极小值,即取得极小值,又 ,因为在上,递减,所以,所以当,时, 取得极大值,即取得极大值,又 ,所以 ,所以
16、时,当,即时,在上不存在零点,故C错误;D. 当,即时,与的图象只有一个交点,所以存在,在上有且只有一个零点,故D正确;故选:ABD【点睛】方法点睛:用导数研究函数的零点,一方面用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;另一方面,也可将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决13已知,则下列正确的是( )ABCD【答案】ABC【分析】构造函数证明其在单调递减,即可得即可判断选项A;作出和的函数图象可判断选项B;作出,的图象可判断选项C;构造函数利用导数判断其在上的单调性即可判断选项D,进而可得正确选项.【详解】对于选项A:因为,所以,令,在 单调递减,所以,即,所以即,可得,
17、故A正确,对于选项B:由图象可得,恒成立,故选项B正确;对于选项C:要证,令,是奇函数,是偶函数,令 ,则,因为在单调递增,所以在单调递增,而单调递增,由符合函数的单调性可知在单调递增,其函数图象如图所示:由图知当时恒成立,故选项C正确;对于选项D:令,所以在单调递减,所以,即,可得,故选项D不正确.故选:ABC【点睛】思路点睛:证明不等式恒成立(或能成立)一般可对不等式变形,分离参数,根据分离参数后的结果,构造函数,由导数的方法求出函数的最值,进而可求出结果;有时也可根据不等式,直接构成函数,根据导数的方法,利用分类讨论求函数的最值,即可得出结果.14下列说法正确的是( )A函数的最大值是B
18、函数的值域为C函数在上单调递增,则的取值范围是D函数的最大值为,最小值为,若,则【答案】ACD【分析】化简函数解析式为,利用二次函数的基本性质可判断A选项的正误;令,可得,利用导数法可判断B选项的正误;利用导数与函数单调性的关系可判断C选项的正误;计算出,利用函数的对称性可判断D选项的正误.【详解】A选项,又可得:,则当时函数取得最大值,A对;B选项,设,则,则,令,在区间上单调递减,所以,函数的值域为,B错;C选项,在区间上是增函数,即,令,即,令,则,在递减,C对;D选项,所以,所以,函数的图象关于点对称,所以,可得,D对.故选:ACD.【点睛】结论点睛:利用函数的单调性求参数,可按照以下
19、原则进行:(1)函数在区间上单调递增在区间上恒成立;(2)函数在区间上单调递减在区间上恒成立;(3)函数在区间上不单调在区间上存在异号零点;(4)函数在区间上存在单调递增区间,使得成立;(5)函数在区间上存在单调递减区间,使得成立.15阿基米德是伟大的物理学家,更是伟大的数学家,他曾经对高中教材中的抛物线做过系统而深入的研究,定义了抛物线阿基米德三角形:抛物线的弦与弦的端点处的两条切线围成的三角形称为抛物线阿基米德三角形.设抛物线:上两个不同点横坐标分别为,以为切点的切线交于点.则关于阿基米德三角形的说法正确的有( )A若过抛物线的焦点,则点一定在抛物线的准线上B若阿基米德三角形为正三角形,则
20、其面积为C若阿基米德三角形为直角三角形,则其面积有最小值D一般情况下,阿基米德三角形的面积【答案】ABC【分析】设出直线的斜截式方程、点的坐标,根据导数的几何意义求出切线的方程,进而求出点的坐标,将直线的方程和抛物线方程联立,得到一元二次方程以及该方程两根的和、积的关系.A:把抛物线焦点的坐标代入直线的斜截式方程中,根据抛物线的准线方程进行判断即可;B:根据正三角形的性质,结合正三角形的面积公式进行判断即可;C:根据直角三角形的性质,结合直角三角形的面积公式进行判断即可;D:根据点到直线距离公式、两点间距离公式进行求解判断即可.【详解】由题意可知:直线一定存在斜率,所以设直线的方程为:,由题意
21、可知:点,不妨设,由,所以直线切线的方程分别为:,两方程联立得:,解得:,所以点坐标为:,直线的方程与抛物线方程联立得:.A:抛物线:的焦点坐标为,准线方程为 ,因为过抛物线的焦点,所以,而,显然点一定在抛物线的准线上,故本选项说法正确;B:因为阿基米德三角形为正三角形,所以有,即,因为 ,所以化简得:,此时, 点坐标为:,因为阿基米德三角形为正三角形,所以有,所以,因此正三角形的边长为,所以正三角形的面积为,故本选项说法正确;C:阿基米德三角形为直角三角形,当时,所以,直线的方程为:所以点坐标为:,点 到直线的距离为:,因为,所以 ,因此直角的面积为:,当且仅当时,取等号,显然其面积有最小值
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