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一、函数的概念与基本初等函数多选题
1.已知函数,下列关于函数的零点个数的说法中,正确的是( )
A.当,有1个零点 B.当时,有3个零点
C.当,有4个零点 D.当时,有7个零点
【答案】ABD
【分析】
令得,利用换元法将函数分解为和,作出函数的图象,利用数形结合即可得到结论.
【详解】
令,得,设,则方程等价为,
函数,开口向上,过点,对称轴为
对于A,当时,作出函数的图象:
,此时方程有一个根,由可知,此时x只有一解,即函数有1个零点,故A正确;
对于B,当时,作出函数的图象:
,此时方程有一个根,由可知,此时x有3个解,即函数有3个零点,故B正确;
对于C,当时,图像如A,故只有1个零点,故C错误;
对于D,当时,作出函数的图象:
,此时方程有3个根,其中,,由可知,此时x有3个解,由,此时x有3个解,由,此时x有1个解,即函数有7个零点,故D正确;
故选:ABD.
【点睛】
方法点睛:本题考查分段函数的应用,考查复合函数的零点的判断,利用换元法和数形结合是解决本题的关键,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象,利用数形结合的方法求解,属于难题.
2.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.若函数有4个零点,则实数k的取值范围为
B.关于x的方程有个不同的解
C.对于实数,不等式恒成立
D.当时,函数的图象与x轴围成的图形的面积为1
【答案】AC
【分析】
根据函数的表达式,作出函数的图像,对于A,C利用数形结合进行判断,对于B,D利用特值法进行判断.
【详解】
当时,;当 时,;
当,则, ;
当,则, ;
当,则, ;
当,则,;
依次类推,作出函数的图像:
对于A,函数有4个零点,即与有4个交点,如图,直线的斜率应该在直线m, n之间,又,,,故A正确;
对于B,当时,有3个交点,与不符合,故B错误;
对于C,对于实数,不等式恒成立,即恒成立,由图知函数的每一个上顶点都在曲线上,故恒成立,故C正确;
对于D, 取,,此时函数的图像与x轴围成的图形的面积为,故D错误;
故选:AC
【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象,利用数形结合的方法求解.
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;
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.下列结论正确的是( )
A.函数的定义域为,则函数的定义域为
B.函数的值域为,则函数的值域为
C.若函数有两个零点,一个大于2,另一个小于-1,则的取值范围是
D.已知函数,若方程恰有4个互异的实数根,则实数的取值范围为
【答案】ACD
【分析】
根据抽象函数定义域及代换的方法可求函数的定义域,判断A,利用函数图象的平移可判断函数值域的变换情况,判断B,利用数形结合及零点的分布求解判断C,作出函数与的图象,数形结合即可判断D.
【详解】
对于A, 的定义域为,则由可得定义域为,故正确;
对于B,将函数的图象向左平移一个单位可得函数的图象,故其值域相同,故错误;
对于C, 函数有两个零点,一个大于2,另一个小于-1只需,解得,故正确;
对于D, 作出函数与的图象,如图,
由图可以看出,时,不可能有4个交点,找到直线与抛物线相切的特殊位置或,观察图象可知,当有4个交点,当时,两条射线分别有2个交点,综上知方程恰有4个互异的实数根时,正确.
故选:ACD
【点睛】
关键点点睛:对于方程实根问题,可转化为函数图象交点问题,本题中,图象确定,而是过关于对称的两条射线,参数确定两射线张角的大小,首先结合图形找到关键位置,即时左边射线与抛物线部分相切,时右边射线与抛物线相切,然后观察图象即可得出结论.
5.已知函数则下列结论中正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.的最小值为 D.的最小值为2
【答案】BC
【分析】
利用奇偶性的定义可得A错B对;利用均值不等式可得C对;利用换元求导可得D错.
【详解】
是偶函数, A错;
是偶函数,B对;
,当且仅当和时,等号成立,即当且仅当时等号成立,C对;
令,则
,令,得或
时,单调递增
当有最小值,最小值为4,D错
故选:BC.
【点睛】
本题综合考查奇偶性、均值不等式、利用导数求最值等,对学生知识的运用能力要求较高,难度较大.
6.设函数g(x)=sinωx(ω>0)向左平移个单位长度得到函数f(x),已知f(x)在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是( )
A.f(x)的图象关于直线对称
B.f(x)在(0,2π)上有且只有3个极大值点,f(x)在(0,2π)上有且只有2个极小值点
C.f(x)在上单调递增
D.ω的取值范围是[)
【答案】CD
【分析】
利用正弦函数的对称轴可知,不正确;由图可知在上还可能有3个极小值点,不正确;由解得的结果可知,正确;根据在上递增,且,可知正确.
【详解】
依题意得, ,如图:
对于,令,,得,,所以的图象关于直线对称,故不正确;
对于,根据图象可知,,在有3个极大值点,在有2个或3个极小值点,故不正确,
对于,因为,,所以,解得,所以正确;
对于,因为,由图可知在上递增,因为,所以,所以在上单调递增,故正确;
故选:CD.
【点睛】
本题考查了三角函数的相位变换,考查了正弦函数的对称轴和单调性和周期性,考查了极值点的概念,考查了函数的零点,考查了数形结合思想,属于中档题.
7.德国著名数学家狄利克雷(Dirichlet,1805~1859)在数学领域成就显著.19世纪,狄利克雷定义了一个“奇怪的函数” 其中R为实数集,Q为有理数集.则关于函数有如下四个命题,正确的为( )
A.函数是偶函数
B.,,恒成立
C.任取一个不为零的有理数T,对任意的恒成立
D.不存在三个点,,,使得为等腰直角三角形
【答案】ACD
【分析】
根据函数的定义以及解析式,逐项判断即可.
【详解】
对于A,若,则,满足;若,则,满足;故函数为偶函数,选项A正确;
对于B,取,则,,故选项B错误;
对于C,若,则,满足;若,则,满足,故选项C正确;
对于D,要为等腰直角三角形,只可能如下四种情况:
①直角顶点在上,斜边在轴上,此时点,点的横坐标为无理数,则中点的横坐标仍然为无理数,那么点的横坐标也为无理数,这与点的纵坐标为1矛盾,故不成立;
②直角顶点在上,斜边不在轴上,此时点的横坐标为无理数,则点的横坐标也应为无理数,这与点的纵坐标为1矛盾,故不成立;
③直角顶点在轴上,斜边在上,此时点,点的横坐标为有理数,则中点的横坐标仍然为有理数,那么点的横坐标也应为有理数,这与点的纵坐标为0矛盾,故不成立;
④直角顶点在轴上,斜边不在上,此时点的横坐标为无理数,则点的横坐标也应为无理数,这与点的纵坐标为1矛盾,故不成立.
综上,不存在三个点,,,使得为等腰直角三角形,故选项D正确.
故选:.
【点睛】
本题以新定义为载体,考查对函数性质等知识的运用能力,意在考查学生运用分类讨论思想,数形结合思想的能力以及逻辑推理能力,属于难题.
8.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,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,考查了数形结合的思想,分类讨论的思想.
9.高斯是德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家,近代数学奠基者之一.高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称.有这样一个函数就是以他名字命名的:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,又称为取整函数.如:,.则下列正确的是( )
A.函数是上单调递增函数
B.对于任意实数,都有
C.函数()有3个零点,则实数a的取值范围是
D.对于任意实数x,y,则是成立的充分不必要条件
【答案】BCD
【分析】
取反例可分析A选项,设出a,b的小数部分,根据其取值范围可分析B选项,数形结合可分析C选项,取特殊值可分析D选项.
【详解】
解:对于A选项,,故A错误;
对于B选项,令,q分别为a,b的小数部分,
可知,,,
则,故B错误;
对于C选项,可知当,时,则,
可得的图象,如图所示:
函数有3个零点,
函数的图象和直线有3个交点,且为和直线必过的点,
由图可知,实数a的取值范围是,故C正确;
对于D选项,当时,即r,q分别为x,y的小数部分,可得,,
;
当时,取,,可得,,此时不满足,
故是成立的充分不必要条件,故D正确;
故选:BCD.
【点睛】
本题考查函数新定义问题,解答的关键是理解题意,转化为分段函数问题,利用数形结合思想;
10.已知函数,下列关于函数的结论正确的为( )
A.在定义域内有三个零点 B.函数的值域为
C.在定义域内为周期函数 D.图象是中心对称图象
【答案】ABD
【分析】
将函数变形为,求出定义域,结合导数求函数的单调性即可判断BC,由零点存在定理结合单调性可判断A,由可求出函数的对称点,即可判断D.
【详解】
解:由题意知,,
定义域为,
,
所以函数在定义域上单调递增,C不正确;
当时,,则上有一个零点,
当时,,所以在上有一个零点,
当时,,所以在上有一个零点,
当,,所以在定义域内函数有三个零点,A正确;
当,时,,当时,,
又函数在递增,且在上有一个零点,则值域为R,B正确;
,
所以,所以函数图象关于对称,D正确;
故选:ABD.
【点睛】
结论点睛:
1、与图象关于x轴对称;
2、与图象关于y轴对称;
3、与图象关于轴对称;
4、与图象关于轴对称;
5、与图象关于轴对称.
二、导数及其应用多选题
11.关于函数,下列说法正确的是( )
A.当时,在处的切线方程为
B.若函数在上恰有一个极值,则
C.对任意,恒成立
D.当时,在上恰有2个零点
【答案】ABD
【分析】
直接逐一验证选项,利用导数的几何意义求切线方程,即可判断A选项;利用分离参数法,构造新函数和利用导数研究函数的单调性和极值、最值,即可判断BC选项;通过构造新函数,转化为两函数的交点个数来解决零点个数问题,即可判断D选项.
【详解】
解:对于A,当时,,,
所以,故切点为(0,0),
则,所以,故切线斜率为1,
所以在处的切线方程为:,即,故A正确;
对于B,,,则,
若函数在上恰有一个极值,即在上恰有一个解,
令,即在上恰有一个解,
则在上恰有一个解,
即与的图象在上恰有一个交点,
,,
令,解得:,,
当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以极大值为,极小值为,
而,
作出,的大致图象,如下:
由图可知,当时,与的图象在上恰有一个交点,
即函数在上恰有一个极值,则,故B正确;
对于C,要使得恒成立,
即在上,恒成立,
即在上,恒成立,即,
设,,则,,
令,解得:,,
当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以极大值为,,
所以在上的最大值为,
所以时,在上,恒成立,
即当时,才恒成立,
所以对任意,不恒成立,故C不正确;
对于D,当时,,,
令,则,即,
作出函数和的图象,可知在内,两个图象恰有两个交点,
则在上恰有2个零点,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】
本题考查函数和导数的综合应用,考查利用导数的几何意义求切线方程,考查分离参数法的应用和构造新函数,以及利用导数研究函数的单调性、极值最值、零点等,考查化简运算能力和数形结合思想.
12.对于定义城为R的函数,若满足:①;②当,且时,都有;③当且时,都有,则称为“偏对称函数”.下列函数是“偏对称函数”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】
运用新定义,分别讨论四个函数是否满足三个条件,结合奇偶性和单调性,以及对称性,即可得到所求结论.
【详解】
解:经验证,,,,都满足条件①;
,或;
当且时,等价于,
即条件②等价于函数在区间上单调递减,在区间上单调递增;
A中,,,则当时,由,得,不符合条件②,故不是“偏对称函数”;
B中,,,当时,,,当时,,,则当时,都有,符合条件②,
∴函数在上单调递减,在上单调递增,
由的单调性知,当时,,
∴,
令,,,
当且仅当即时,“”成立,
∴在,上是减函数,∴,即,符合条件③,
故是“偏对称函数”;
C中,由函数,当时,,当时,,符合条件②,
∴函数在上单调递减,在上单调递增,
有单调性知,当时,,
设,,则,
在上是减函数,可得,
∴,
即,符合条件③,故是“偏对称函数”;
D中,,则,则是偶函数,
而 (),则根据三角函数的性质可知,当时,的符号有正有负,不符合条件②,故不是“偏对称函数”;
故选:BC.
【点睛】
本题主要考查在新定义下利用导数研究函数的单调性与最值,考查计算能力,考查转化与划归思想,属于难题.
13.对于函数,下列说法正确的是( )
A.函数在处取得极大值 B.函数的值域为
C.有两个不同的零点 D.
【答案】ABD
【分析】
求导,利用导数研究函数的单调区间,进而研究函数的极值可判断A选项,作出函数的抽象图像可以判断BCD选项.
【详解】
函数的定义域为,求导,
令,解得:
极大值
所以当时,函数有极大值,故A正确;
对于BCD,令,得,即,当时,,,则
作出函数的抽象图像,如图所示:
由图可知函数的值域为,故B正确;函数只有一个零点,故C错误;又函数在上单调递减,且,则,故D正确;
故选:ABD
【点睛】
方法点睛:本题考查利用导数研究函数单调性,函数的极值,函数的值域,及求函数零点个数,求函数零点个数常用的方法:
(1)方程法:令,如果能求出解,有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理法:利用定理不仅要求函数在区间上是连续不断的曲线,且,还必须结合函数的图像与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质.
(3)数形结合法:转化为两个函数的图像的交点个数问题.先画出两个函数的图像,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
14.已知函数对于任意,均满足.当时,若函数,下列结论正确的为( )
A.若,则恰有两个零点
B.若,则有三个零点
C.若,则恰有四个零点
D.不存在使得恰有四个零点
【答案】ABC
【分析】
设,作出函数的图象,求出直线与曲线相切以及直线过点时对应的实数的值,数形结合可判断各选项的正误.
【详解】
由可知函数的图象关于直线对称.
令,即,作出函数的图象如下图所示:
令,则函数的零点个数为函数、的图象的交点个数,
的定义域为,且,则函数为偶函数,
且函数的图象恒过定点,
当函数的图象过点时,有,解得.
过点作函数的图象的切线,
设切点为,对函数求导得,
所以,函数的图象在点处的切线方程为,
切线过点,所以,,解得,则切线斜率为,
即当时,函数的图象与函数的图象相切.
若函数恰有两个零点,由图可得或,A选项正确;
若函数恰有三个零点,由图可得,B选项正确;
若函数恰有四个零点,由图可得,C选项正确,D选项错误.
故选:ABC.
【点睛】
方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:
(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;
(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;
(3)参变量分离法:由分离变量得出,将问题等价转化为直线与函数的图象的交点问题.
15.下列不等式正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】
构造函数,利用导数分析其单调性,然后由、、、得出每个选项的正误.
【详解】
令,则,令得
易得在上单调递增,在上单调递减
所以①,即,即,故A错误;
②,即,所以可得,故B错误;
③,即,即
所以,所以,故C正确;
④,即,即,即
所以,故D正确;
故选:CD
【点睛】
关键点点睛:本题考查的是构造函数,利用导数判断函数的单调性,解题的关键是函数的构造和自变量的选择.
16.对于函数,下列说法正确的有( )
A.在处取得极大值 B.有两个不同的零点
C. D.若在上有解,则
【答案】ACD
【分析】
利用导数求出函数的单调区间,进一步求出函数的极值可判断A;利用函数的单调性和函数值的范围判断B;利用函数的单调性比较出函数值的大小关系判断C;利用不等式有解问题的应用判断D.
【详解】
函数,所以,
令,即,解得,
当时,,故在上为单调递增函数.
当时,,故在上为单调递减函数.
所以在时取得极大值,故正确;
当时,,在上为单调递增函数,
因为,所以函数在上有唯一零点,
当时,恒成立,即函数在上没有零点,
综上,有唯一零点,故错误.
由于当时,,在上为单调递减函数,
因为,所以,故正确;
由于在上有解,故有解,
所以,设,则,
令,解得,
当时, ,故在上为单调递减函数.
当时,,故在上为单调递增函数.
所以.
故,故正确.
故选:ACD.
【点睛】
方法点睛:本题通过对多个命题真假的判断,综合考查导数的应用,这种题型综合性较强,也是高考的命题热点,同学们往往因为某一处知识点掌握不好而导致“全盘皆输”,因此做这类题目更要细心、多读题,尽量挖掘出题目中的隐含条件,另外,要注意从简单的自己已经掌握的知识点入手,然后集中精力突破较难的命题.
17.(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.若,则函数没有极值
B.若,则函数有极值
C.若函数有且只有两个零点,则实数a的取值范围是
D.若函数有且只有一个零点,则实数a的取值范围是
【答案】ABD
【分析】
先对进行求导,再对进行分类讨论,根据极值的定义以及零点的定义即可判断.
【详解】
解:由题意得,函数的定义域为,且,
当时,恒成立,此时单调递减,没有极值,
又当x趋近于0时,趋近于,当x趋近于时,趋近于,
∴有且只有一个零点,
当时,在上,,单调递减,
在上,,单调递增,
当时,取得极小值,同时也是最小值,
∴,
当x趋近于0时,趋近于,趋近于,
当x趋近于时,趋近于,
当,即时,有且只有一个零点;
当,即时,有且仅有两个零点,
综上可知ABD正确,C错误.
故选:ABD.
【点睛】
方法点睛:函数零点的求解与判断方法:
(1)直接求零点:令,如果能求出解,则有几个解就有几个零点;
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间上是连续不断的曲线,且,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
18.已知函数,,则下列结论正确的有( )
A.在区间上单调递减
B.若,则
C.在区间上的值域为
D.若函数,且,在上单调递减
【答案】ACD
【分析】
先求出函数的导数,然后对四个选项进行逐一分析解答即可,
对于选项A:当时,可得,可得在区间上单调递减;当,可得,可得在区间上单调递减,最后作出判断;
对于选项B:由在区间上单调递减可得,可得,进而作出判断;
对于选项C:由三角函数线可知,所以,,进而作出判断;
对于选项D:,可得,然后利用导数研究函数在区间上的单调性,可得,进而可得出函数在上的单调性,最后作出判断.
【详解】
, ,
当时,,由三角函数线可知,
所以,即,所以,
所以,所以在区间上单调递减,
当,,,所以,,
所以在区间上单调递减,
所以在区间上单调递减,故选项A正确;
当时,,
所以,即,故选项B错误;
由三角函数线可知,所以,,
所以当时,,故选项C正确;
对进行求导可得:
所以有,
所以,所以在区间上的值域为,
所以,在区间上单调递增,因为,
从而,所以函数在上单调递减,故选项D正确.
故选:ACD.
【点睛】
方法点睛:本题考查导数的综合应用,对于函数的性质,可先求出其导数,然后结合三角函数线的知识确定导数的符号,进而确定函数的单调性和极值,最后作出判断,考查逻辑思维能力和运算求解能力,属于中档题.
19.对于函数,下列说法正确的是( )
A.在处取得极大值 B.有两个不同的零点
C. D.若在上恒成立,则
【答案】ACD
【分析】
求得函数的导数,根据导数的符号,求得函数的单调区间和极值,可判定A正确;根据函数的单调性和,且时, ,可判定B不正确;由函数的单调性,得到,再结合作差比较,得到,可判定C正确;分离参数得到在上恒成立,令,利用导数求得函数的单调性与最值,可判定D正确.
【详解】
由题意,函数,可得,
令,即,解得,
当时,,函数在上单调递增;
当时,,函数在上单调递减,
所以当时,函数取得极大值,极大值为,所以A正确;
由当时,,
因为在上单调递增,所以函数在上只有一个零点,
当时,可得,所以函数在上没有零点,
综上可得函数在只有一个零点,所以B不正确;
由函数在上单调递减,可得,
由于,
则,
因为,所以,即,
所以,所以C正确;
由在上恒成立,即在上恒成立,
设,则,
令,即,解得,
所以当时,,函数在上单调递增;
当时,,函数在上单调递减,
所以当时,函数取得最大值,最大值为,
所以,所以D正确.
故选:ACD.
【点睛】
本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.
20.关于函数,,下列结论正确的有( )
A.当时,在处的切线方程为
B.当时,存在惟一极小值点
C.对任意,在上均存在零点
D.存在,在有且只有一个零点
【答案】ABD
【分析】
逐一验证,选项A,通过切点求切线,再通过点斜式写出切线方程;选项B,通过导数求出函数极值并判断极值范围,选项C、D,通过构造函数,将零点问题转化判断函数的交点问题.
【详解】
对于A:当时,,,
所以,故切点为,
,所以切线斜,
故直线方程为,
即切线方程为:,故选项A正确;
对于B:当时,,,
,恒成立,
所以单调递增,又,
,
所以存在,使得,
即,则在上,,单调递减,
在上,,单调递增,
所以存在惟一极小值点,故选项B正确;
对于 C、D:,,
令得:,
则令,,
,令,
得:,,,
由函数图象性质知:
时,,单调递减,
时,,单调递增,
所以当,,时,取得极小值,
即当时,取得极小值,
又 ,即,
又因为在,单调递减,
所以,
所以,,时,取得极大值,
即当 时,取得极大值.
又,即,
当时,,
所以当,即时,
在上无零点,所以选项C不正确;
当时,即时,
与的图象只有一个交点,
即存在,在有且只有一个零点,
故选项D正确.
故选:ABD
【点睛】
本题考查函数的极值、切线、零点的问题,属于较难题.
三、三角函数与解三角形多选题
21.已知函数满足,且在上有最小值,无最大值.则( )
A. B.若,则
C.的最小正周期为3 D.在上的零点个数最少为1346个
【答案】AC
【分析】
根据正弦函数图象的对称性可判断;根据已知三角函数值求角的方法,可得,,两式相减可求出,进而求得周期,从而可判断和选项;因为,所以函数在区间上的长度恰好为673个周期,为了算出零点“至少”有多少个,可取,进而可判断.
【详解】
解:由题意得,在的区间中点处取得最小值,
即,所以A正确;
因为,
且在上有最小值,无最大值,
所以不妨令,
,
两式相减得,,
所以,即B错误,C正确;
因为,
所以函数在区间上的长度恰好为673个周期,
当,即时,
在区间上的零点个数至少为个,即D错误.
故选:AC.
【点睛】
本题考查与三角函数有关的命题的真假关系,结合三角函数的图象与性质,利用特殊值法以及三角函数的性质是解题的关键,综合性较强.
22.在中,角所对的边分别为,下列命题正确的是( )
A.若,的最大内角是最小内角的倍
B.若,则一定为直角三角形
C.若,则外接圆半径为
D.若,则一定是等边三角形
【答案】ABD
【分析】
对于A选项,求得,由此确定选项正确.对于B选项,求得,由此确定选项正确.对于C选项,利用正弦定理求得外接圆半径,由此确定选项错误.对于D选项,证得,得到,确定选项正确.
【详解】
对于A选项,角最小,角最大.由余弦定理得,,,.,则,所以,所以A选项正确.
对于B选项,,由正弦定理得,
,,由于,所以,故B选项正确.
对于C选项,,,,
设三角形外接圆半径为,则,故C选项错误.
对于D选项,,故,同理可得,
要使,
则需,
所以,所以,所以D选项正确.
故选:ABD
【点睛】
利用正弦定理可求得三角形外接圆的半径,要注意公式是,而不是.
23.在中,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.存在满足
C.若,则为钝角三角形
D.若,则
【答案】ACD
【分析】
A项,根据大角对大边定理和正弦定理可判断;
B项,由和余弦函数在递减可判断;
C项,显然,分和两种情况讨论,结合余弦函数的单调性可判断;
D项,根据和正弦函数的单调性得出和,再由放缩法可判断.
【详解】
解:对于A选项,若,则,则,即,故A选项正确;
对于B选项,由,则,且,在上递减,于是,即,故B选项错误﹔
对于C选项,由,得,在上递减,
此时:若,则,则,于是;
若,则,则,
于是,故C选项正确;
对于D选项,由,则,则,在递增,于是, 即,同理,
此时,
所以D选项正确.
故选:ACD
【点睛】
关键点点睛:正余弦函数的单调性,正弦定理的边角互化,大边对大角定理以及大角对大边定理,不等式的放缩等等,综合使用以上知识点是解决此类题的关键.
24.已知函数(其中,,),,恒成立,且在区间上单调,则下列说法正确的是( )
A.存在,使得是偶函数 B.
C.是奇数 D.的最大值为3
【答案】BCD
【分析】
根据得到,根据单调区间得到,得到或,故CD正确,代入验证知不可能为偶函数,A错误,计算得到B正确,得到答案.
【详解】
,,则,,
故,,,
,则,故,,,
当时,,,
在区间上单调,故,故,即,
,故,故,
综上所述:或,故CD正确;
或,故或,,不可能为偶函数,A错误;
当时,,,故;
当时,,
,故,
综上所述:,B正确;
故选:BCD.
【点睛】
本题考查了三角函数的性质和参数的计算,难度较大,意在考查学生的计算能力和综合应用能力.
25.对于函数,下列结论正确的是( )
A.把函数f(x)的图象上的各点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,则是函数y=g(x)的一个周期
B.对,若,则
C.对成立
D.当且仅当时,f(x)取得最大值
【答案】AC
【分析】
根据三角函数的变换规则化简即可判断A;令, ,判断函数的单调性,即可判断B;代入直接利用诱导公式化简即可;首先求出的最大值,从而得到的取值;
【详解】
解:因为,令,所以,所以,
对于A:将图象上的各点的横坐标变为原来的倍,则,所以
,所以是函数y=g(x)的一个周期,故A正确;
对于B:因为,所以,
则在上单调递减,在上单调递增,
又,对称轴为,开口向上,函数在上单调递减,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
故B错误;
对于C:
,故C正确;
因为,,当时取得最大值,令,则,所以,解得,即当时,函数取得最大值,故D错误;
故选:AC
【点睛】
本题考查三角函数的综合应用,解答的关键是换元令,将函数转化为二次函数;
26.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的图象关于点中心对称
B.在区间上单调递减
C.在上有且仅有个最小值点
D.的值域为
【答案】BC
【分析】
利用特殊值法可判断A选项的正误;化简函数在区间上的解析式,利用正弦型函数的单调性可判断B选项的正误;由可得的周期为,再在上讨论函数的单调性、最值,可判断CD选项的正误.
【详解】
对于A选项,因为,,所以,
所以的图象不关于点中心对称,故A错误;
对于B选项,当时,,
,所以,函数在区间上单调递减,B选项正确;
对于C选项,,所以为函数的周期.
当时,,,
所以在区间上单调递增,,;
由B选项可知,函数在区间上单调递减,
当时,,.
所以,函数在上有且只有个最小值点,C选项正确;
对于D选项,由C选项可知,函数的值域为,D选项错误.
故选:BC.
【点睛】
方法点睛:求函数在区间上值域的一般步骤:
第一步:三角函数式的化简,一般化成形如的形式或的形式;
第二步:由的取值范围确定的取值范围,再确定(或)的取值范围;
第三步:求出所求函数的值域(或最值).
27.已知函数,则( )
A.的最小正周期是
B.的图像可由函数的图像向左平移个单位而得到
C.是的一条对称轴
D.的一个对称中心是
【答案】AB
【分析】
首先化简函数,再根据三角函数形式的公式,以及代入的方法判断选项.
【详解】
,
A.函数的最小正周期,故A正确;
B.根据图象的平移变换规律,可知函数的图像向左平移个单位而得到,故B正确;
C.当时,,不是函数的对称轴,故C不正确;
D.当时,,此时函数值是2,故函数的一个对称中心应是,故D不正确.
故选:AB
【点睛】
思路点睛:本题考查的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线或点是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求的范围,验证此区间是否是函数的增或减区间.
28.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数的初相为
B.若函数在上单调递增,则
C.若函数关于点对称,则可以为
D.将函数的图象向左平移一个单位得到的新函数是偶函数,则可以为2023
【答案】AB
【分析】
根据选项条件一一判断即可得结果.
【详解】
A选项:函数的初相为,正确;
B选项:若函数在上单调递增,则,,,所以,,又因为,则,正确;
C选项:若函数关于点对称,则,所以
故不可以为,错误;
D选项:将函数的图象向左平移一个单位得到是偶函数,则,所以故不是整数,则不可以为2023,错误;
故选:AB
【点睛】
掌握三角函数图象与性质是解题的关键.
29.如图,已知函数的图象与轴交于点A,B,若,图象的一个最高点,则下列说法正确的是( )
A.
B.的最小正周期为4
C.一个单调增区间为
D.图象的一个对称中心为
【答案】BCD
【分析】
先利用设,得到点A处坐标,结合周期公式解得选项A错误,再利用最高点解出得到周期,求得解析式,并利用代入验证法判断单调区间和对称中心,即判断选项BCD正确.
【详解】
由,设,则,,
选项A中,点A处,,则,即,,解得,A错误;
选项B中,依题意,得,故,
最小正周期,B正确;
选项C中,由,得,结合最高点,知,即,当时,,故是的一个单调增区间,C正确;
选项D中,时,故是图象的一个对称中心,D正确.
故选:BCD.
【点睛】
思路点睛:
解决三角函数的图象性质,通常利用正弦函数的图象性质,采用整体代入法进行求解,或者带入验证.
30.设函数,已知在有且仅有个零点,则( )
A.在上存在、,满足
B.在有且仅有个最小值点
C.在上单调递增
D.的取值范围是
【答案】AD
【分析】
化简函数的解析式为,令,由可求得,作出函数的图象,可判断AB选项的正误;由图象得出可判断D选项的正误;取,利用正弦型函数的单调性
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