详解答案

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以下为本文档部分文字说明:

详解答案·数学选择性必修·第二册(人教A版)课时作业(一)数列的概念1.答案:ABD2.解析:把前四项统一形式为-3,9,-27,81.可知它的一个通项公式为an=(-1)n3n.故选B.答案:B3.解析:易知,数列的通项公式为an=(-1)n·1n2,当n=5时,该项为(-1)5·152=

-125.故选D.答案:D4.解析:对于A,an=1n,n∈N*,它是无穷递减数列;对于B,an=-n,n∈N*,它也是无穷递减数列;D是有穷数列;对于C,an=-12n-1,它是无穷递增数列.答案:C5.解析:a

2n=3-22n=3-4n,a2a3=3-223-23=-1-5=15.答案:3-4n156.解析:(1)∵an=(-1)n+2,∴a1=1,a2=3,a3=1,a4=3,a5=1.∴数列的前5项是1,3,1,3,1.图象如图①.(2)数列{

an}的前5项依次是1,43,32,85,53.图象如图②.7.解析:对于A,令an=1n(n+2)=1120⇒n=10,易知最大项为第一项,A正确.对于B,数列2,5,22,11,…变为2,5,8,11,…⇒3×

1-1,3×2-1,3×3-1,3×4-1,…⇒an=3n-1,B正确;对于C,an=kn-5,且a8=11⇒k=2⇒an=2n-5⇒a17=29.C正确;对于D,由an+1-an=3>0,易知D正确.故选ABCD.答案:ABCD8.解析:∵{an}是递增数列,∴an+1-an=(n+1)2+

λ(n+1)-n2-λn=2n+1+λ>0对于任意的正整数n恒成立,即λ>-2n-1对于任意的正整数n恒成立,∴λ>-3.答案:(-3,+∞)9.解析:设f(n)=9n2-9n+29n2-1=(3n-1)(3n-2)(3n-1)(3n+1)=3n-23n

+1.(1)令n=10,得第10项a10=f(10)=2831.(2)令3n-23n+1=98101,得9n=300.此方程无正整数解,所以98101不是该数列中的项.(3)证明:∵an=3n-23n+1=3n+1-33n+1=1-

33n+1,又n∈N*,∴0<33n+1<1,∴0<an<1.即数列中的各项都在区间(0,1)内.10.解析:∵an+1-an=(n+2)·1011n+1-(n+1)·1011n=1011n×9-n11∴当n<9时,an+1-an>0,即an+1

>an;当n=9时,an+1=an;当n>9时,an+1<an∴该数列最大项为第9项和第10项,且a9=a10=10×10119.故选BC.答案:BC课时作业(二)数列的递推公式1.解析:A,B中没有说

明某一项,无法递推,D中a1=2,a2=4,a3=8,不符合,故选C.答案:C2.解析:由an=Sn-Sn-1(n≥2),得a8=S8-S7=82+1-72-1=(8+7)(8-7)=15.故选A.答案:A3.解析:由题a1=1,a2=3,a3=7,a4=15,经验证,选D.答案:D4.解析:由题

中图形知,各图中“短线”个数依次为6,6+5,6+5+5,…,若把6看作1+5,则上述数列为1+5,1+2×5,1+3×5,…,于是第n个图形有(5n+1)个化学键.故选D.答案:D5.解析:由an=Sn-Sn-1(n≥2)得an=Sn-Sn-1=3n-1-(3

n-1-1)=3n-3n-1=3n-1·2(n≥2).当n=1时,a1=S1=2,满足上式,故an=2·3n-1.答案:2·3n-16.解析:(1)设an=kn+b(k≠0),则k+b=29k+b=66解得

k=8b=-6.∴an=8n-6.(2)由8n-6=2020得n=10134∉N*故2020不是数列{an}中的项.7.解析:由(n-1)an=a1+a2+…+an-1(n≥3),得nan+1=a1+a2+…+an,两式相减,得nan+1-(n-1)an=an.∴n

≥3时,nan+1=nan,即an+1=an.又a9=8,∴a3=8.又2a3=a1+a2,a1=7,∴a2=2a3-a1=9.答案:98.解析:a1=3,a2=3×4=12,a3=3×42=48,…,an+1=4an.答案:48a

n+1=4an9.解析:(1)由S2=43a2,得3(a1+a2)=4a2,解得a2=3a1=3.由S3=53a3,得3(a1+a2+a3)=5a3,解得a3=32(a1+a2)=6.(2)由题设知a1=1.当n>1时,有an=Sn-Sn-1=n+23an-n+13an-1,整理得an=n+

1n-1an-1.于是a2=31a1,a3=42a2,…,an-1=nn-2an-2,an=n+1n-1an-1.将以上n-1个等式中等号两端分别相乘,整理得an=n(n+1)2.综上可知,{an}的通项公式an=n(

n+1)2.10.解析:∵a1=1,a2=2,anan-2=an-1(n>3)∴a3=2,a4=1,a5=12,a6=12,a7=1,a8=2,…因此数列{an}是周期为6的周期数列,an+6=an,∴an有最大值2,a2019=a3=2,又因为T1=

1,T2=2,T3=4,T4=4,T5=2,T6=1,T7=1,T8=2,…,所以{Tn}是周期为6的周期数列,Tn+6=Tn,∴Tn有最大值4,T2019=T3=4.故选BCD.答案:BCD课时作业(三)等差数列的概念和通项公式1.解析:A中的公差为-2,A错误

;B、C、D均正确.答案:BCD2.解析:设公差为d,则d=a6-a26-2=17-54=3,∴a1=a2-d=2,∴a14=a1+13d=2+13×3=41.故选B.答案:B3.解析:∵an+1-an=12,∴数列{an}是首项为2,公差为12的等差数列,∴an=a1+(n-1)·12

=2+n-12,∴a101=2+101-12=52.故选D.答案:D4.解析:公差d=a2-a1=-4,∴an=a1+(n-1)d=84+(n-1)(-4)=88-4n,令an≥0an+1<0,即88-4n≥088-

4(n+1)<0⇒21<n≤22.又∵n∈N*,∴n=22.故选B.答案:B5.解析:a+b2=13+2+13-22=3-2+3+22=3.答案:36.解析:由题意,得d=a2-a1=116-112=4,所以an=a1+(n-1)d=112+4(n-1)=4n+108

.令450≤an≤600,解得85.5≤n≤123,又因为n为正整数,故有38项.7.解析:∵点(an,an-1)在直线x-y-3=0上,∴an-an-1=3,即数列{an}是首项为3,公差为3的等差数列.∴数列

{an}的通项公式为an=3+(n-1)3=3n,∴an=3n2.故选D.答案:D8.解析:由题意可得a7=a1+6d>0a8=a1+7d<0,即33+6d>033+7d<0,解得-336<

d<-337,又∵d∈Z,∴d=-5,∴an=33+(n-1)×(-5)=38-5n(n∈N*).答案:an=38-5n9.解析:(1)证明:∵xn=f(xn-1)=3xn-1xn-1+3(n≥2且n∈N*),∴1xn=xn-1+33xn-1=13+1xn-1,∴1xn-1xn-1=

13(n≥2且n∈N*),∴1xn是等差数列.(2)由(1)知1xn=1x1+(n-1)×13=2+n-13=n+53∴1x2020=2020+53=20253.∴x2020=32025.10.解析:(1)由于an+1=(n2+n-λ)a

n(n=1,2,…),且a1=1.所以当a2=-1时,得-1=2-λ,故λ=3.从而a3=(22+2-3)×(-1)=-3.(2)数列{an}不可能为等差数列,证明如下:由a1=1,an+1=(n2+n-λ)an,得a2=2-λ,a

3=(6-λ)(2-λ),a4=(12-λ)(6-λ)(2-λ).若存在λ,使{an}为等差数列,则a3-a2=a2-a1,即(5-λ)(2-λ)=1-λ,解得λ=3.于是a2-a1=1-λ=-2,a4-a3=(11-λ)(6-λ)(2-λ)=-24.这与{an}为等差数列矛盾.所以,不存

在λ使{an}是等差数列.课时作业(四)等差数列的性质1.解析:由等差数列的性质可得a1+a7=a3+a5=10,又a1=2,所以a7=8.故选B.答案:B2.解析:因为a3+a6+a10+a13=4a8=32,所以a8=8,即m=8.故选A.答案:A3.解析:∵an+1-an=3,

∴{an}为等差数列,且d=3.a2+a4+a6=9=3a4,∴a4=3,a5+a7+a9=3a7=3(a4+3d)=3(3+3×3)=36,∴log6(a5+a7+a9)=log636=2.故选C.答案:C4.解析:根据性质得:a1+a101=a2+a100=…=a50+a52

=2a51,由于a1+a2+a3+…+a101=0,所以a51=0,又因为a3+a99=2a51=0,故选C.答案:C5.解析:用{an}表示自下而上各高度气温组成的等差数列,则a1=8.5,a5=-17.5,由a5=

a1+4d=8.5+4d=-17.5,解得d=-6.5,∴an=15-6.5n.∴a4=-11.答案:-116.解析:设x2-x+m=0的两根为x1,x2,x2-x+n=0的两根为x3,x4,则x1+x2=x3+x4=1.不妨设数列的首项为x1,则数列的第4项为x2,所以x1=14,x2

=34,公差d=34-143=16.所以中间两项分别是512,712.所以x1x2=316,x3x4=512×712.所以m+n=316+512×712=3172.7.解析:∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c,A中,2b2=2×a+c22=a

2+c2+2ac2=a2+c22+ac≠a2+c2,∴a2,b2,c2不成等差数列.B中,log2a+log2c=log2ac≠2log2b,∴log2a,log2b,log2c不成等差数列.C中,a+2+c+2=a+c+4=2b+4=2(b+2)

.∴a+2,b+2,c+2成等差数列.D中,2a+2c≠2·2b=2b+1,∴2a,2b,2c不成等差数列.故选ABD.答案:ABD8.解析:n-m=3d1,d1=13(n-m).又n-m=4d2,d2=14(n-m).∴d1

d2=13(n-m)14(n-m)=43.答案:439.解析:首项是8,公差是3的等差数列的通项公式为an=3n+5;首项是12,公差是4的等差数列的通项公式为bm=4m+8.根据公共项的意义,就是两项相等,令an=bm

,即n=4m3+1,该方程有正整数解时,m=3k,k为正整数,令k=1,得m=3,则n=5,因此这两个数列有最小的公共项为20,分别是第一个数列的第5项,第二个数列的第3项.10.解析:因为c11,c12,…,c21是以1为首项,2为公差的等差数列,所以c20=c11+9d=1+9

×2=19.又{cn}为21项的“对称”数列,所以c2=c20=19.答案:19课时作业(五)等差数列的前n项和1.解析:a1+3d=3a1+8d=5,求得a1=95d=25,所以S12=95×12+12×112×25=48

.故选C.答案:C2.解析:因为等差数列{an},所以a1+a11=a3+a9=16,则S11=11×a1+a112=11×8=88.故选B.答案:B3.解析:因为{an}是等差数列,所以am-1+am+1=2am,则由am-1+am+1-a2m=0可得2am-a

2m=0,解得am=0或am=2.因为S2m-1=a1+a2m-12×(2m-1)=(2m-1)am=38,所以am≠0,故am=2.代入可得,2(2m-1)=38,解得m=10.故选C.答案:C4.解析:设S4=m

(m≠0),则S8=3m,所以S8-S4=2m,由等差数列的性质知,S12-S8=3m,S16-S12=4m,所以S16=10m,故S8S16=310.答案:A5.解析:a4+a6=a1+3d+a1+5d=6,

①S5=5a1+12×5×(5-1)d=10,②由①②联立解得a1=1,d=12.答案:126.解析:(1)设数列{an}的首项为a1,公差为d.则a10=a1+9d=30a20=a1+19d=50,

解得a1=12d=2,∴an=a1+(n-1)d=12+(n-1)×2=10+2n.(2)由Sn=na1+n(n-1)2d以及a1=12,d=2,Sn=242,得方程242=12n+n(n-1)2×2,即n2+11n-242=0,解得n=11或n=-22(舍去

).故n=11.7.解析:设等差数列{an}的公差为d,∵a1+3a2=S6,∴4a1+3d=6a1+6×52d,化为:a1+6d=0,即a7=0.故a7=0,A正确;S13=13(a1+a13)2=13a7=0,B正确;S7=7(a1+a7)2=7a4,可能大于0,也可能小于

0,因此C不正确;S5-S8=5a1+5×4d2-8a1+8×72d=-3a1-18d=-3a7=0,D正确.故选ABD.答案:ABD8.解析:当n=1时,S1=a1=-1,所以1S1=-1.因为an+1=Sn+1

-Sn=SnSn+1,所以1Sn-1Sn+1=1,即1Sn+1-1Sn=-1,所以1Sn是以-1为首项,-1为公差的等差数列,所以1Sn=(-1)+(n-1)·(-1)=-n,所以Sn=-1n.答案:-1n9.解析:(1)证明:当

n=1时,a1=S1=14a21+12a1-34,解得a1=3或a1=-1(舍去).当n≥2时,an=Sn-Sn-1=14(a2n+2an-3)-14(a2n-1+2an-1-3).所以4an=a2n-a2n-1+2an-2an-1,即(an+an-1)(an-an-1-2)=0,因为

an+an-1>0,所以an-an-1=2(n≥2).所以数列{an}是以3为首项,2为公差的等差数列.(2)由(1)知an=3+2(n-1)=2n+1.10.解析:根据题中定义可得Δ2an-Δan+1+an=(Δan+1-Δan)-Δan+1+an=-2n(n∈N*)

,即an-Δan=an-(an+1-an)=2an-an+1=-2n,即an+1=2an+2n,等式两边同时除以2n+1,得an+12n+1=an2n+12,∴an+12n+1-an2n=12且a12=12,所以,数列an

2n是以12为首项,以12为公差的等差数列,所以an2n=12+12(n-1)=n2,因此,an=n·2n-1.故选B.答案:B课时作业(六)等差数列前n项和公式的应用1.解析:由d=2,S3=3a1+3d=-24,得a1=-10,令an=

-10+(n-1)×2≤0,得n≤6,所以S5=S6均为最小值,故选D.答案:D2.解析:由S13<0,S12>0,知13(a1+a13)2=13×2a72=13a7<0,12(a1+a12)2=12(a6+a7)2=6(a6+a7)

>0,所以a7<0,a6+a7>0.则a6>0.且a6>|a7|,故选C.答案:C3.解析:钢管排列方式是从上到下各层钢管数组成了一个等差数列,最上面一层钢管数为1,逐层增加1个.∴钢管总数为:1+2+3+…+n=n(n+1)2.当n=19时,S19=190.当n=20时

,S20=210>200.∴n=19时,剩余钢管根数最少,为10根.故选B.答案:B4.解析:∵S6>S7,∴a7<0,∵S7>S5,∴a6+a7>0,∴a6>0,∴d<0,A正确;又S11=112(a1+a11)=11a6>0,B正确;S12=122(a1+a12)=6(a6+a7)

>0,C不正确;{Sn}中最大项为S6,D不正确.故选AB.答案:AB5.解析:由|a5|=|a9|且d>0得a5<0,a9>0且a5+a9=0∴2a1+12d=0,即a1+6d=0,∴a7=0,故S6=S7且最小.答案:6或76.解析:(1)由等差数列{an}的前n项和S3=9,得a2=

3,又∵S2=8,即a1+a2=8,∴a1=5,∴d=a2-a1=-2.∴an=5-2(n-1)=7-2n.(2)由(1)知an=7-2n,a1=5,d=-2,故Sn=n(a1+an)2=n(5+7-2n

)2=n(6-n)=6n-n2.∴当n=3时,Sn取得最大值9.7.解析:因为Sn=na1+n(n-1)2d,所以Sn=d2n2+a1-d2n,则Sn是关于n(n∈N,n≠0)的一个二次函数,又a1

>0且S6=S9,对称轴n=6+92=152,开口向下,则d<0,故A错误,又n为整数,所以Sn在[1,7]上单调递增,在[8,+∞)上单调递减,所以S5<S6,故D错误,所以最靠近152的整数n=7或n=8时,Sn最大,故C正确,所以S7=

S8,∴a8=0,故B正确,故选BC.答案:BC8.解析:由当且仅当n=8时,Sn有最大值,可得d<0a8>0a9<0即d<07+7d>07+8d<0.解得-1<d<-78.答案:-1,-789.解析:(1)∵S1=14(a1+1)2=a1

,∴a1=1.∵S2=14(a2+1)2=a1+a2,∴a2=3(a2=-1舍去).(2)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=14[(an+1)2-(an-1+1)2]=14(a2n-a2n-1)+12(an-an-1),由此得(an+an-1)(an-an-1-2)=0.∵an+an-1≠0

,∴an-an-1=2.∴{an}是首项为1,公差为2的等差数列,∴an=1+(n-1)×2=2n-1.(3)∵bn=20-an=21-2n,∴bn-bn-1=-2,b1=19.∴{bn}是以19为首项,-2为公差的等差数列.∴Tn=19n

+n(n-1)2×(-2)=-n2+20n.故当n=10时,Tn取最大值,最大值为100.10.解析:当a+b=1时,f(a)+f(b)=12a+2+12b+2=2b+2+2a+2(2a+2)(2b+2)=2a+2b+222a+b+2·2a+2

·2b+2=22,∴f(-5)+f(-4)+f(-3)+f(-2)+f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=[f(6)+f(-5)]+[f(5)+f(-4)]+[f(4)+

f(-3)]+[f(3)+f(-2)]+[f(2)+f(-1)]+[f(1)+f(0)]=6×22=32.答案:32课时作业(七)等比数列的概念和通项公式1.解析:利用等比数列的定义验证即可,故选A.答案:A2.解析:由题意知q=a4a3=3,∴a

2=a33=2,a1=a23=23,∴a1+a2=2+23=83,故选D.答案:D3.解析:由题意得a4=a1q3=18×23=1,a8=a1q7=18×27=16.∴a4与a8的等比中项为a6=4.故选B.答案:B4.

解析:由a1+a3+a5=21得a1(1+q2+q4)=21,∴1+q2+q4=7,∴q2=2,∴a3+a5+a7=q2(a1+a3+a5)=2×21=42,选B.答案:B5.解析:2a2+a32a4+a5=2a2+a32a2q2+a3q2=2a2+a3q2(2a2+a3)=1q2=14

.答案:146.解析:(1)设公比为q,由题意得2a1q+a1q2=30,∴4q+2q2=30,即q2+2q-15=0,解得q=3或-5∵an>0,∴q=3,∴an=a1qn-1=2·3n-1.(2)∵b1=a2,∴b1=6又bn+1=bn+an∴bn+1=bn+2·3n-1∴b2=b1+

2×30=6+2=8,b3=b2+2×31=8+6=14,b4=b3+2×32=14+18=32,b5=b4+2×33=32+54=86.7.解析:由a2n=4n知|an|=2n,则数列{an}未必是等比数列;对于B,D选项,满足条件的数列中可以存在零项,同样,数列{an}不

一定是等比数列;对于C选项,由aman=2m+n知,aman+1=2m+n+1,两式相除得an+1an=2(n∈N+),故数列{an}是等比数列.故选ABD.答案:ABD8.解析:∵a,1,b成等差数列,∴a+b=2.又∵a2,1,b2成等比数列,∴a2b2

=1,∴ab=±1,∴a2+b2=(a+b)2-2ab=4±2,∴a+ba2+b2=1或a+ba2+b2=13.答案:1或139.解析:(1)∵a1=-1,an=3an-1-2n+3,∴a2=3a1-2×2+3=-4,a3=3a2-2×3+3=-15.下面证明{an-n}是等比数列:∵an+

1-(n+1)an-n=3an-2(n+1)+3-(n+1)an-n=3an-3nan-n=3(n=1,2,3,…).又a1-1=-2,∴{an-n}是以-2为首项,以3为公比的等比数列.(2)由(1)知an-n=-2×3n-1,∴an=n-2×3

n-1.10.解析:an=log2(1·x1·x2·…·xt·2),所以an+1=log2[1·(1·x1)·x1·(x1·x2)·…·xt·(xt·2)·2]=log2(12·x31·x32·x33·…·

x3t·22)=3an-1,所以an+1-12=3an-12,所以数列an-12是一个以32为首项,以3为公比的等比数列,所以an-12=32×3n-1,所以an=3n+12.答案:an=3n+12

课时作业(八)等比数列的性质及应用1.解析:根据等比数列的性质可知a1a5=a23⇒a5=a23a1=181.故选C.答案:C2.解析:由题意得,a1a99=16,∴a40a60=a250=a1a99=16,又∵a50>0,∴a

50=4,∴a40a50a60=16×4=64.故选B.答案:B3.解析:由题意可得2a=4+12=16⇒a=8,又122=8b⇒b=18.故选B.答案:B4.解析:由a2·a27·a2020=16可得(a7a1011)

2=16,所以a7a1011=4,a509=2,所以a1·a2·…·a1017=(a7a1011)508·a509=21017.故选B.答案:B5.解析:设插入的3个数依次为a,b,c,即12,a,b,c,8

成等比数列,由等比数列的性质可得b2=ac=12×8=4,因为a2=12b>0,∴b=2(舍负).所以这3个数的积为abc=4×2=8.答案:86.解析:设数列{an}的公差为d,则a3=a4-d=10-d,a6=a4+2d=10+2da10=a4+6d=10+6d由a3,a6,a10成等比数列得

a3a10=a26即(10-d)(10+6d)=(10+2d)2整理得10d2-10d=0解得d=0或d=1当d=0时,a1=a4=10,∴S20=20×10=200;当d=1时,a1=a4-3d=10-3=7∴S20=20×7+20×192×1=330.7.解析:根据题意,分析选项.对

于B,若K6=K7,则a7=K7K6=1,B正确;对于A,由K5<K6可得,a6=K6K5>1,则q=a7a6∈(0,1),故A正确;对于C,由{an}是各项为正数的等比数列且q∈(0,1)可得数列单调递减,则有K9<K5,故C错误;

对于D,结合K5<K6,K6=K7>K8,可得D正确.故选ABD.答案:ABD8.解析:∵T13=4T9,∴a1a2…a9a10a11a12a13=4a1a2…a9,∴a10a11a12a13=4.又∵a10·a13=a11·a12=a8·a1

5,∴(a8·a15)2=4,∴a8a15=±2.又∵{an}为递减数列,∴q>0,∴a8a15=2.答案:29.证明:由题设有an=2n,bn=3n+2,通过观察,容易发现c1=a3=b2=8,设cn=am=bk,则cn=2m=3k+2,又∵am+1=2m+

1=2·2m=2·(3k+2)=3·(2k+1)+1,∴am+1∉{bn},∵am+2=2m+2=4·2m=4·(3k+2)=3·(4k+2)+2,∴am+2∈{bn},∴cn+1=2m+2=4·2m=4·cn.

∴cn+1cn=4.由此可见,{cn}是以8为首项,公比为4的等比数列.10.解析:对应于等差数列和的性质,等比数列具有相应积的性质,分析已知条件,注意1+19=2×10,又1+17=2×9,猜想:b1b2…bn=b1b2

…b17-n(n<17,n∈N*).事实上,当n≤8时,17-n≥9,有b1b2…b17-nb1b2…bn=bn+1bn+2…b8b9b10…b17-n=(bn+1b17-n)(bn+2b16-n)…(b8b10)b9=b29b29…b29b9=1,∴b1b2…b17-n=b1b2…bn(n<17

,n∈N*).同理,当n>8时,17-n<9,有b1b2…bnb1b2…b17-n=b18-nb19-n…bn=(b18-nbn)(b19-nbn-1)…(b8b10)b9=b29b29…b29b9=1.∴也有b1b2…b17-n=b1b2…bn(n<17,n∈N*).

综上所述,猜想成立.答案:b1b2…bn=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)课时作业(九)等比数列的前n项和1.解析:等比数列中,序号成等差数列,项仍成等比数列,则a3,a6,…,a3n是等比数列,且首项为a3,公比为a6a3=q3,再用等比数列的前n项和公式求解,即Sn=a

3(1-q3n)1-q3,故答案为C项.答案:C2.解析:设正项等比数列{an}的公比为q,∵a3=2,a4·a6=64,∴a1q2=2,a21q8=64,解得q2=4,则a5+a6a1+a2=q4(a1+a2)a1+a2=q4=42=16.故选C.答案:C3.解析:因为

等比数列{an}中,a1=1,a10=3,则a2a3a4a5a6a7a8a9=(a1a10)4=34=81,故选A.答案:A4.解析:∵{an}是由正数组成的等比数列,且a1a5=1,∴a1·a1q4=1,又

a1,q>0,∴a1q2=1,即a3=1,S3=7=1q2+1q+1,∴6q2-q-1=0,解得q=12q=-13舍去,∴a1=1q2=4,S5=41-1321-12=314.故选B.答案:B5.解析:设等比数列的公比

为q,由已知S3=a1+a1q+a1q2=1+q+q2=34,即q2+q+14=0,解得q=-12,所以S4=a1(1-q4)1-q=1--1241--12=58.答案:586.解析:(1)证明:因为an+1+1an+1=3an+

3an+1=3,a1+1=3,所以{an+1}是首项为3,公比为3的等比数列.(2)由(1)可得an+1=3n,所以an=3n-1.Sn=3(1-3n)1-3-n=3n+1-32-n.7.解析:由8a2+a5=0得8a2+a2q3=0,∵a2≠0,∴q3=-8,∴q=-2.A中,an+1an-

1=q2=4;B中,S5S3=a1(1-q5)1-qa1(1-q3)1-q=1-q51-q3=113;C中,S5a3=a1(1-q5)1-qa1q2=1-q5q2(1-q)=114;D中,Sn+1Sn=1-qn+11-qn与n有关,不确

定.故选ABC.答案:ABC8.解析:当n=1,a1=S1=1,n≥2,an=Sn-Sn-1=2n-1,满足a1=1,故an=2n-1,若bn=2an,则bn=22n-1,故数列{bn}的前n项和Tn=2(1-4n)1-4=23

(4n-1).答案:2n-123(4n-1)9.解析:(1)∵S1=a1=1,且数列{Sn}是以2为公比的等比数列,∴Sn=2n-1,又当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-1-2n-2=2n-2.当n=1时,a1=1,不适合上式.∴an=1,n=12n-2,n≥

2.(2)由(1)知,a3,a5,…,a2n+1是以2为首项,以4为公比的等比数列,∴a3+a5+…+a2n+1=2(1-4n)1-4=2(4n-1)3.∴a1+a3+…+a2n+1=1+2(4n-1)3=22n+1+13.10

.解析:(1)由题知,{ai1}为等差数列,因为a11=14,a21=12,所以公差d=14,a81=14+(8-1)×14=2.又各行成等比数列,公比都相等,a31=34,a32=38,所以每行的公比是q=12,所以a83=2×12

2=12.(2)由(1)知,ai1=14+(i-1)·14=i4,所以aij=ai1·12j-1=i4·12j-1=i·12j+1.(3)An=an11+12+122+…+12n

-1=n42-12n-1=n2-n·12n+1.课时作业(十)等比数列前n项和公式1.解析:由题意可得a1=S1=3+t,a2=S2-S1=6,a3=S3-S2=1

8,由等比数列得36=(3+t)·18.解得t=-1.∴t+a3=-1+18=17.故选C.答案:C2.解析:设等差数列{an}的公差为d,则d≠0,因为a1,a2,a5成等比数列,所以a22=a1a5,又因为首项a1=1,所以(1+d)2=1×(1+4d),即

d(d-2)=0,因为d≠0,所以d=2,所以S10=10×1+10×92×2=100.故选B.答案:B3.解析:由题得每天取的木锤组成一个等比数列,所以an=1-121-12n1-12=12n.故选C.答案:C4.

解析:设等比数列{an}的公比为q,由题意得212a3=3a1+2a2,即a1q2=3a1+2a1q.因为数列{an}的各项均为正数,所以a1>0,且q>0,故A,B正确;由q2-2q-3=0,解得q=3或q=-

1(舍),所以a3a2=a1q2a1q=q=3,a6a4=a1q5a1q3=q2=9,故C错误,D正确,故选ABD.答案:ABD5.解析:设第一日读的字数为a,由“每日添增一倍多”得此数列是以a为首项,公比为2

的等比数列,可求得三日共读的字数为a(1-23)1-2=7a=34685,解得a=4955,则2a=9910,即该君第二日读的字数为9910.答案:99106.解析:(1)设等差数列{an}公差为d,因为a2+a4=2a

3=10,所以a3=5=1+2d,所以d=2.所以an=2n-1.(2)设{bn}的公比为q,b2·b4=a5⇒qq3=9,所以q2=3,所以{b2n-1}是以b1=1为首项,q′=q2=3为公比的等比数列,所以b1+b3+b5+…+b2n-1=1·(1-3n)1-3=3n-12.7

.解析:根据题意此人每天行走的路程成等比数列,设此人第n天走an里路,则{an}是首项为a1,公比为q=12的等比数列.所以S6=a1(1-q6)1-q=a11-1261-12=378,解得a1=192.a3=a1q2=192×

14=48,所以A正确.由a1=192,则S6-a1=378-192=186,又192-186=6,所以B正确.a2=a1q=192×12=96,而14S6=94.6<96,所以C不正确.a1+a2+a3=a

1(1+q+q2)=192×(1+12+14)=336,则后3天走的路程为378-336=42而且42×8=336,所以D正确.故选ABD.答案:ABD8.解析:由a2=2,a5=16易得公比q=3a5a2=

2.故a1=a2q=1.故Sn=1(1-2n)1-2=2n-1.S2n=22n-1.故S2n+Sn+662n=22n-1+2n-1+662n=2n+1+642n≥22n×642n+1=17.当且仅当2n=642n⇒2n=8,n=3时等号成立.故S2n+Sn

+662n的最小值是17.答案:179.解析:∵S5=25=5a3,∴a3=5,∴a2=a1+a32=1+52=3,∴b2=a2=3.∴d=a2-a1=3-1=2.若选①,∵q·d=1,∴q=1d=12,∴b1

=3×2=6,∴Tn=61-12n1-12=121-12n,由λ|Tn|<12得λ≤1,又λ>0,所以λ的取值范围为(0,1].若选②,∵a2+b3=0,∴b3=-a2=-3,∴q=-1,b1=-

3,∴当n为偶数时,Tn=0,则λ>0;当n为奇数时,Tn=-3,由λ|Tn|<12得λ<4.综上得λ的取值范围为(0,4).若选③,由S2=T2得b1=a1+a2-b2=1+3-3=1.∴q=b2b1=3.∴T

n=1-3n1-3=3n2-12,由指数函数的性质可知Tn无最大值,∴不存在正数λ,使得λ|Tn|<12.10.解析:设数列{an}的公比为q(q≠0).对于A,f(an+1)f(an)=a2n+1a2n=q2,是常数,故A符合“保等比数列函数”的定义;对于B,f(an+1)f(an)=

2an+12an=21nnaa+-,显然当公比q≠1时,上式不是常数,故B不符合“保等比数列函数”的定义;对于C,f(an+1)f(an)=|an+1||an|=an+1an=|q|,是常数,故C符合“保等比数列函

数”的定义;对于D,f(an+1)f(an)=ln|an+1|ln|an|,显然当公比q≠±1时,上式不是常数,故D不符合“保等比数列函数”的定义.故选AC.答案:AC课时作业(十一)数列求和1.解析:∵S15=(-4)×7+(-1)14(4×15-3)=29.S22=(-4

)×11=-44.S31=(-4)×15+(-1)30(4×31-3)=61.∴S15+S22-S31=29-44-61=-76.故选B.答案:B2.解析:由an=Sn-Sn-1(n≥2)可以求出an=2n-1.由等比数列的性质知数列{a2n}是等比数列,此数列的首项是1,公比是

22,则S′n=1×[1-(22)n]1-22=13(4n-1).答案:D3.解析:因为an=1+2+22+…+2n-1=1-2n1-2=2n-1,所以Sn=(2+22+23+…+2n)-n=2(1-2n)1-2-n=2n+1-n-2.故选D.答案:D4.解析:由题意得a1+

a2+…+a100=(12-22)+(-22+32)+(32-42)+(-42+52)+…+(992-1002)+(-1002+1012)=-(1+2)+(2+3)-…-(99+100)+(101+100)=100.故选B.答案:B5.解析:S2n=a1+a2+…

+a2n=[4(-1)0-1]+[4(-1)1-2]+[4(-1)2-3]+…+[4(-1)2n-1-2n]=4[(-1)0+(-1)1+(-1)2+…+(-1)2n-1]-(1+2+3+…+2n)=-2n(2n+1)2=-n(2n+1).答案

:-n(2n+1)6.解析:因为2Sn=(n+1)an,当n≥2时,2Sn-1=nan-1两式相减得:2an=(n+1)an-nan-1即(n-1)an=nan-1,所以当n≥2时,ann=an-1n-1.

所以ann=a11=2,即an=2n.(2)证明:因为an=2n,bn=4an(an+2),n∈N*,所以bn=42n(2n+2)=1n(n+1)=1n-1n+1.所以Tn=b1+b2+…+bn=1-12+1

2-13+…+1n-1n-1=1-1n+1=nn+1,因为1n+1>0,所以1-1n+1<1.又因为f(n)=1n+1在N*上是单调递减函数,所以1-1n+1在N*上是单调递增函数.所以当n=1时,Tn取最小值12

,所以12≤Tn<1.7.解析:根据题意,对于数列{an}点(n,Sn+3)(n∈N*)在函数y=3×2x的图象上,则有Sn+3=3×2n,即Sn=3×2n-3①当n≥2时,由①得Sn-1=3×2n-1-3②①-②得an=(3×2

n-3)-(3×2n-1-3)=3×2n-1③当n=1时,a1=S1=3×2-3=3,验证可得当n=1时,a1=3符合③式,则an=3×2n-1,设等比数列{bn}的公比为q,又等比数列{bn}满足bn+bn+1=an(n∈N*),故当n=1时

,有b1+b2=b1(1+q)=3④当n=2时,有b2+b3=b2(1+q)=b1q(1+q)=6⑤联立④⑤,解得b1=1,q=2,则bn=2n-1,则有Tn=1(1-2n)1-2=2n-1,据此分析选项:对于A,Sn=3×2n-3=3(2n-1),Tn=2n-

1,则有Sn=3Tn,故A错误;对于B,Tn=2n-1,bn=2n-1,Tn=2bn-1,故B错误;对于C,当n=1,T1=2-1=1,a1=3×20=3,Tn>an不成立,故C错误;对于D,Tn=2n-1

,bn+1=2n,则有Tn<bn+1,故D正确,综上,选项A,B,C错误,故选ABC.答案:ABC8.解析:设等差数列{an}的公差为d,由题意得a1+d=86a1+15d=66,解得a1=6d=2,则an=2n+4,因此bn=2(n+1)(2n+4)=1n

+1-1n+2,所以Tn=12-13+13-14+…+1n+1-1n+2=12-1n+2=n2n+4.答案:n2n+49.解析:方案一:选条件①(1)∵a3=5,a2+a5=6b2,a1=b1,d=q,d>1∴a1+2d=52a1+

5d=6a1d解得a1=1d=2或a1=256d=512(舍去)∴b1=1q=2∴an=a1+(n-1)d=2n-1bn=b1qn-1=2n-1(2)∵cn=anbn∴cn=2n-12n-1=(2n-1)×12n-1∴

Tn=1+3×12+5×122+…+(2n-3)×12n-2+(2n-1)×12n-1∴12Tn=12+3×122+5×123+…+(2n-3)×12

n-1+(2n-1)×12n∴12Tn=1+212+122+…+12n-1-(2n-1)×12n=1+2×121-12n-11-12-(2n-1)×12n=3-(2n+3)×

12n∴Tn=6-(2n+3)×12n-1方案二:选条件②(1)∵b2=2,a3+a4=3b3,a1=b1,d=q,d>1∴a1d=22a1+5d=3a1d2∴a1d=22a1+5d=6d解得a1=1d=2或

a1=-1d=-2(舍去)∴b1=1q=2∴an=a1+(n-1)d=2n-1bn=b1qn-1=2n-1(2)∵cn=anbn∴cn=2n-12n-1=(2n-1)×12n-1∴Tn=1+3×12+5×

122+…+(2n-3)×12n-2+(2n-1)×12n-1∴12Tn=12+3×122+5×123+…+(2n-3)×12n-1+(2n-1)×12n∴12Tn=1+212

+122+…+12n-1-(2n-1)×12n=1+2×121-12n-11-12-(2n-1)×12n=3-(2n+3)×12n∴Tn=6-(2n+3)×12n-1方案三:选条件

③∵S3=9,a4+a5=8b2,a1=b1,d=q,d>1∴a1+d=32a1+7d=8a1d解得a1=1d=2或a1=218d=38(舍去)即b1=1q=2∴an=a1+(n-1)d=2n-1bn=b1qn-1=2n-

1(2)∵cn=anbn∴cn=2n-12n-1=(2n-1)×12n-1∴Tn=1+3×12+5×122+…+(2n-3)×12n-2+(2n-1)×12n-1∴12Tn=12+3×122+5×12

3+…+(2n-3)×12n-1+(2n-1)×12n∴12Tn=1+212+122+…+12n-1-(2n-1)×12n=1+2×121-12n-11-12-(2n-1)×

12n=3-(2n+3)×12n∴Tn=6-(2n+3)×12n-110.解析:因为数列a1,a2,…,a5的“理想数”为2020,所以S1+S2+S3+S4+S55=2020

,即S1+S2+S3+S4+S5=5×2020,所以数列2,a1,a2,…,a5的“理想数”为2+(2+S1)+(2+S2)+…+(2+S5)6=6×2+5×20206=50563.故选D.答案:D章末质量检测(一)数列1.解析:设等差数列的首项为a1,公差为d,∵a5+a9=50,a4=1

3,∴2a1+12d=50a1+3d=13,解得a1=1d=4.∴S10=10×1+10×(10-1)2×4=190,故选B项.答案:B2.解析:在等比数列{an}中,S5,S10-S5,S15-S10,

…成等比数列,因为S10S5=12,所以S5=2S10,S15=34S5,得S15S5=34,故选A.答案:A3.解析:∵Sn=2an+1,∴n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1),化为:an=2an-1.n=1时,a1=2a1+1,解

得a1=-1.∴数列{an}为等比数列,公比为2∴an=-2n-1,故选A.答案:A4.解析:设等比数列{an}的公比为q>0,因为3a1,12a3,2a2成等差数列,故a3=3a1+2a2⇒a1q2=3a1

+2a1q⇒q2-2q-3=0⇒(q-3)(q+1)=0.因为q>0故q=3.故(a2016-a2017)q2a2016-a2017=q2=9.故选D.答案:D5.解析:一年有二十四个节气,每相邻两个节气之间的日影长度差为9916分,且“冬至”时

日影长度最大,为1350分;“夏至”时日影长度最小,为160分.∴1350+12d=160,解得d=-119012,∴“立春”时日影长度为:1350+-119012×3=105212(分).故选B.答案:B6.解析:观察图形可知第1个图形中包含点的个数为

:3=3×1=3×12,第2个图形中包含点的个数为:12=3×(1+3)=3×22,第3个图形中包含点的个数为:27=3×(1+3+5)=3×32,第4个图形中包含点的个数为:48=3×(1+3+5+7)=3×42,…第6个图形中包含点的个数为

:48=3×(1+3+5+7+9+11)=3×62=108.故选A.答案:A7.解析:由am+n=aman,令m=1可得an+1=a1an=2an,∴数列{an}是公比为2的等比数列,∴an=2×2n-1=2n

.则ak+1+ak+2+…+ak+10=2k+1+2k+2+…+2k+10=2k+1(1-210)1-2=2k+11-2k+1=215-25,∴k=4.故选C.答案:C8.解析:由题可知等积数列的各项以2为一个周期循环出

现,每相邻两项的和相等,前41项的和为103,则(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a39+a40)+a41=103,即20(a1+a2)+a1=103,解得a2=2所以公积是2×3=6故选C.答案:

C9.解析:由等差中项的性质可得a3+a8+a13=3a8为定值,则a8为定值,S15=15(a1+a15)2=15a8为定值,但S16=16(a1+a16)2=8(a8+a9)不是定值.故选BC.答案:BC10.解析:设等比数列{an}的公比为q,因为a1a4=32,a2+a3=12,所以

a2a3=32a2+a3=12,解得:a2=4a3=8或a2=8a3=4,因为{an}递增,所以a2=4a3=8,因此q=2,故A错;所以a1=a2q=2,因此an=2n,Sn=2×

(1-2n)1-2=2n+1-2,所以S8=29-2=510,Sn+2=2n+1,所以数列{Sn+2}是等比数列,故BC正确;又lgan=lg2n=n·lg2,因此数列{lgan}是公差为lg2的等差数列,故D错;故选BC.答案:BC11.解析:因为1an+1=2+3anan=2an+3,所

以1an+1+3=21an+3,又1a1+3=4≠0,所以1an+3是以4为首项,2为公比的等比数列,1an+3=4×2n-1即an=12n+1-3,{an}为递减数列,1an的前n项和Tn=(22-3)+(23-3)+…+(2n+1-3)=2(21+22+…+

2n)-3n=2×2×(1-2n)1-2-3n=2n+2-3n-4.故选ABD.答案:ABD12.解析:对A,写出数列的前6项为1,1,2,3,5,8,故A正确;对B,S7=1+1+2+3+5+8+13=33,故B正确;对C,由a1=a2,a3=a4-a2,a5=a6-a4,……,a2

019=a2020-a2018,可得:a1+a3+a5+…+a2019=a2020.故a1+a3+a5+…+a2019是斐波那契数列中的第2020项,故C项正确;对D,斐波那契数列总有an+2=an+1+an,则a21=a2a1,a22=a2(a3-a1)=a2a3-a2a1,

a23=a3(a4-a2)=a3a4-a2a3,……,a22018=a2018(a2019-a2017)=a2018a2019-a2017a2018,a22019=a2019a2020-a2019a20

18.a21+a22+a23+……+a22019=a2019a2020,故D正确;故选ABCD.答案:ABCD13.解析:由题意可知,这一年中的每一个月的产值成等比数列,求月平均增长率只需利用a12a1=m,所以月平均增长率为11m-1.答案:11m-114.解析:由题意,知

a2-a1=-1-(-7)3=2,b22=(-4)×(-1)=4.又因为b2是等比数列中的第三项,所以b2与第一项同号,即b2=-2,所以a2-a1b2=2-2=-1.答案:-115.解析:由已知可知Sn+1-Sn=Sn·Sn+1,两边同时除以Sn·Sn+

1,可得1Sn-1Sn+1=1⇒1Sn+1-1Sn=-1,所以1Sn是以1S1=12为首项,-1为公差的等差数列,所以1Sn=12+(n-1)×(-1)=32-n,整理为Sn=23-2n.答案:23-2n16.解析:设等差数列{an}的公差为d,因为S5=5(a

1+a5)2=5a3=-10,所以a3=-2,又因为a2=-3,所以d=a3-a2=1,所以a1=a2-d=-4,a5=a3+2d=0,Sn=-4n+12n(n-1)=12n2-92n=12n-922-818,又n∈N*,故当n=4或5时,Sn取得最小值-10

.答案:0-1017.解析:(1)依题意,设等差数列{an}的公差为d,因为S3=3a2=-15,所以a2=-5,又a1=-7,所以公差d=2,所以an=a1+(n-1)d=-7+2(n-1)=2n-9.(2)由(1)知a1=-7,d=2,所以Sn=na1+n(n-1)

2d=-7n+n(n-1)2×2=n(n-8).18.解析:(1)设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去),q=-2或q=2.故an=(-2)n-1或an=2n-1.(2)若an=(-2)n-1,则Sn=1-(-2)n3.由Sm=63得(-2)

m=-188,此方程没有正整数解.若an=2n-1,则Sn=2n-1.由Sm=63得2m=64,解得m=6.综上,m=6.19.解析:(1)设数列{an}的公差为d,,因为a7-a2=10,所以5d=10,解得d=2

.因为a1,a6,a21依次成等比数列,所以a26=a1a21,即(a1+5×2)2=a1(a1+20×2),解得a1=5.所以an=2n+3.(2)由(1)知bn=1anan+1=1(2n+3)(2n+5),所以b

n=1212n+3-12n+5,所以Sn=1215-17+17-19+…+12n+3-12n+5=n5(2n+5),由n5(2n+5)=225,得n=10.20.解析:(1)设等比数列{an}的公比为q.∵

a1,a2,a3-2成等差数列,a1=2,∴2a2=a1+(a3-2)=2+(a3-2)=a3,∴q=a3a2=2,∴an=a1qn-1=2n(n∈N*)(2)bn=1an+2log2an-1=

12n+2log22n-1=12n+2n-1则Sn=12+1+122+3+123+5+…+12n+(2n-1)=12+122+

123+…+12n+[1+3+5+…+(2n-1)]=121-12n1-12+n[1+(2n-1)]2=n2-12n+1(n∈N*)21.解析:方案一:选条件①.设{bn}的公比为q,则

q3=b5b2=-27,即q=-3.所以bn=-(-3)n-1.从而a5=b1=-1,a2=b1+b3=-10,由于{an}是等差数列,所以an=3n-16.因为Sk>Sk+1且Sk+1<Sk+2等价于ak+1<0且a

k+2>0,所以满足题意的k存在当且仅当3(k+1)-16<03(k+2)-16>0,即k=4.方案二:选条件②.设{bn}的公比为q,则q3=b5b2=-27,即q=-3,所以bn=-(-3)n-1.从而a5=b1

=-1,a4=b4=27,所以{an}的公差d=-28.因为Sk>Sk+1且Sk+1<Sk+2等价于ak+1<0且ak+2>0,此时d=ak+2-ak+1>0,与d=-28矛盾,所以满足题意的k不存在.方案三:选条件③.设{bn}的公比为q,则q3=

b5b2=-27,即q=-3,所以bn=-(-3)n-1从而a5=b1=-1,由{an}是等差数列得S5=5(a1+a5)2,由S5=-25得a1=-9.所以an=2n-11.因为Sk>Sk+1且Sk+1<Sk+2等价于ak+1<0且ak+2>0,所以满足题意的

k存在当且仅当2(k+1)-11<02(k+2)-11>0,即k=4.22.解析:(1)Sn=12an+1+nSn-1=12an+(n-1)(n≥2),an=12an+1-12an+1,即a

n+1=3an-2(n≥2),即(an+1-1)=3(an-1),当a1=2时,a2=2,a2-1a1-1=1≠3,{an-1}是以a2-1=1为首项,3为公比的等比数列,∴an-1=1·3n-2,即an=3n-2+1,∴an=2,n=13n-2+1,n≥2.(2)bn=(4n-2)an+

1=(4n-2)·(3n-1+1)=(4n-2)3n-1+(4n-2),记Sn=2·30+6·31+10·32+…+(4n-2)3n-1,①3Sn=2·31+6·32+…+(4n-6)3n-1+(4n-2)3n②①-②得-2Sn=2+4(31+32+33+…+3n-1)-(4n-2)3n∴

Sn=2+(2n-2)·3n∴Tn=2+(2n-2)·3n+n(2+4n-2)2=2+(2n-2)·3n+2n2.课时作业(十二)变化率问题1.解析:v-=ΔsΔt=[(3+Δt)2+3]-(32+3

)Δt=6Δt+(Δt)2Δt=6+Δt.答案:A2.解析:Δs=18(2+Δt)2-18×22=18[4+4Δt+(Δt)2-4]=18[(Δt)2+4Δt]∴ΔsΔt=18Δt+12∴limΔt→0ΔsΔt=limΔt

→018Δt+12=12.故此木块在水平方向的瞬时速度为12m/s.故选C.答案:C3.解析:由瞬时速度的求法可知limΔt→0ΔsΔt表示在t时刻时该物体的瞬时速度.答案:B4.解析:当Δ

x=1时,直线AB的斜率k1=ΔyΔx=(2+Δx)2-1-22+1Δx=(2+1)2-221=5.当Δx=0.1时,直线AB的斜率k2=ΔyΔx=(2+0.1)2-1-22+10.1=4.1答案:54.15.解析:设物体在t0时的瞬时速度为1,则ΔsΔt=7(t0+Δt)2-(7t20+8

)Δt=7Δt+14t0∴limΔt→0ΔsΔt=limΔt→0(7Δt+14t0)=14t0令14t0=1,得t0=114,即在t=114时的瞬时速度为1.答案:1146.解析:Δy=[(1+Δx)2+2(1+Δx)+3]-(12+1×2+3)=4Δx+(Δx)2,∴ΔyΔx=4Δx

+(Δx)2Δx=4+Δx,∴k=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0(4+Δx)=4∴在点(1,6)处的切线方程为:y-6=4(x-1)即4x-y+2=0.7.解析:前3s内,Δt=3s,Δh=h(3)-h(0)=24(m),此时平均速度为ΔhΔt=

243=8(m/s),故AC正确;在时间[2,3]内,Δt=3-2=1(s),Δh=h(3)-h(2)=12(m),故平均速度为ΔhΔt=12(m/s),所以BD正确.综上,ABCD都正确.答案:ABC

D8.解析:设t=t0时刻的瞬时速度为0m/s,则Δh=h(t0+Δt)-h(t0)=-9.8t0·Δt+6.5Δt-4.9(Δt)2,∴ΔhΔt=-9.8t0+6.5-4.9Δt,则h′(t0)=limΔt→0ΔhΔt=-9.8t

0+6.5,∴-9.8t0+6.5=0,解得t0=6598s.答案:65989.解析:(1)由y=x2+4y=x+10得x=-2y=8或x=3y=13所以抛物线与直线的交点坐标为(-2,8),(3,

13).(2)若交点坐标为(-2,8),则k=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0[(-2+Δx)2+4]-[(-2)2+4]Δx=limΔx→0(-4+Δx)=-4.∴在点(-2,8)处的切线方程为:y-8=-4(x+2),即4x+y=0.若交点坐标为(3,13),则k=lim

Δx→0ΔyΔx=limΔx→0[(3+Δx)2+4]-(32+4)Δx=limΔx→06Δx+(Δx)2Δx=limΔx→0(6+Δx)=6.∴在点(3,13)处的切线方程为:y-13=6(x-3)即6x-y-5=

0.10.解析:(1)∵物体在t∈[3,5]内的时间变化量为Δt=5-3=2,物体在t∈[3,5]内的位移变化量为Δs=3×52+2-(3×32+2)=3×(52-32)=48,∴物体在t∈[3,5]内的平均速度为ΔsΔt=482=24(m/s).(2)求物体的初速度v0,即求

物体在t=0时的瞬时速度.∵物体在t=0附近的平均变化率为ΔsΔt=s(0+Δt)-s(0)Δt=29+3[(0+Δt)-3]2-29-3×(0-3)2Δt=3Δt-18,∴物体在t=0时的瞬时变化率为lim

Δt→0ΔsΔt=limΔt→0(3Δt-18)=-18,即物体的初速度为-18m/s.(3)物体在t=1时的瞬时速度即为函数在t=1处的瞬时变化率.∵物体在t=1附近的平均变化率为ΔsΔt=29+3[(1+Δt)-3]2

-29-3×(1-3)2Δt=3Δt-12,∴物体在t=1处的瞬时变化率为limΔt→0ΔsΔt=limΔt→0(3Δt-12)=-12.即物体在t=1时的瞬时速度为-12m/s.课时作业(十三)导数的概念

及其几何意义1.解析:因为Δy=f(1+Δx)-f(1)=2(1+Δx)-11+Δx-2×1-11=2Δx+1-11+Δx=2Δx+Δx1+Δx,所以ΔyΔx=2Δx+Δx1+ΔxΔx=2+11+Δx,所以limΔx→0ΔyΔx=limΔx→

02+11+Δx=2+1=3,所以f′(1)=3,即所求切线的斜率为3.答案:D2.解析:过点P的切线的斜率为k=f′(1)=limΔx→012(1+Δx)2-2-12×12+2Δx=

1,设切线的倾斜角为α,则tanα=1,因为α∈[0°,180°),所以α=45°.答案:B3.解析:∵y′|x=2=limΔx→0(2+Δx)3-8Δx=limΔx→0[12+6Δx+(Δx)2]=12,∴12a=1

2,∴a=1.故选B.答案:B4.解析:根据题意可设切点为P(x0,y0),因为Δy=(x+Δx)2-3(x+Δx)-(x2-3x)=2xΔx+(Δx)2-3Δx,ΔyΔx=2x+Δx-3,所以f′(x)=limΔx→0ΔyΔx=lim

Δx→0(2x+Δx-3)=2x-3.由f′(x0)=0,即2x0-3=0,得x0=32,代入曲线方程得y0=-94,所以P32,-94.答案:32,-945.解析:因为f′(-1)=limΔx→0ΔyΔx=lim

Δx→0f(-1+Δx)-f(-1)Δx=limΔx→02Δx-1-aΔx+a-a+2Δx=limΔx→02Δx-1-aΔx+2Δx=limΔx→0-a(Δx)2+aΔx+2ΔxΔx(Δx-1)=limΔx→0-aΔx+a+2Δx-1=-(a+2)=1,得a=-3,所以f(x)=2x+3x,所以

f(-1)=-5,则所求切线的方程为y+5=x+1,即x-y-4=0.答案:x-y-4=06.解析:将x=2代入曲线C的方程得y=4,所以设切点为P,则P(2,4).y′|x=2=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→013(2+Δx)3+43-13×23-43Δx=limΔx→

04+2·Δx+13(Δx)2=4.所以k=y′|x=2=4.所以曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.7.解析:f(x)=x在点x=0处导数不存在,A不正确;y=x3在点(0,0

)处切线方程为y=0,B不正确;y=3x在点(0,0)处切线方程为x=0,C不正确;k=y′|x=1=limΔx→02(1+Δx)3-2×13Δx=6,D正确.故选ABC.答案:ABC8.解析:设P(x0,y0),因为f′(x)=limΔx→0(x

+Δx)3-3(x+Δx)+23-x3+3x-23Δx=3x2-3,所以切线的斜率k=3x20-3,所以tanα=3x20-3≥-3,所以α∈0,π2∪23π,π.答案:0,π2∪23π,

π9.解析:(1)将P(2,-1)代入y=1t-x中得t=1,所以y=11-x.所以ΔyΔx=11-(x+Δx)-11-xΔx=ΔxΔx(1-x-Δx)(1-x)=1(1-x-Δx)(1-x),所以y′=limΔx→0ΔyΔ

x=1(1-x)2,所以曲线在点P处切线的斜率为k=y′|x=2=1(1-2)2=1,所以曲线在点P处的切线方程为y+1=1×(x-2),即x-y-3=0.(2)点O(0,0)不在曲线C上,设过点O的曲线C的切线与曲线C相切于点

M(x0,y0),则切线斜率k=y0x0=1(1-x0)2,由于y0=11-x0,所以x0=12,所以切点为M12,2,切线斜率k=4,切线方程为y-2=4x-12,即y=4x.10.解析:因

为f′(x)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0a(x+Δx)2+1-(ax2+1)Δx=2ax,所以f′(1)=2a,即切线斜率k1=2a.因为g′(x)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0(x+Δx)3+b(x+Δx)-(x3+bx)Δx=3x2+b,所以g′(1)=3+b,即切线

的斜率k2=3+b.因为在交点(1,c)处有公切线,所以2a=3+b.①又因为c=a+1,c=1+b,所以a+1=1+b,即a=b,代入①式,得a=3b=3.课时作业(十四)基本初等函数的导数1.解析:因

为(sinx)′=cosx,A正确;sinπ3=32,而32′=0,B错误;(2ex)′=2ex,C正确;∵f′(x)=(x-2)′=-2x-3,则f′(3)=-227,D错误,故选AC.答案:AC2.解析:y′=3x2,因为k=3,所以3x2=3,

所以x=±1,则P点坐标为(-1,-1)或(1,1).答案:B3.解析:因为y=lnx的导数y′=1x,所以令1x=12,得x=2,所以切点为(2,ln2).代入直线y=12x+b,得b=ln2-1.答案:C4.解析:因为y′=

ex,所以y′|x=0=e0=1,所以切线方程为y-1=x即y=x+1,令x=0,则y=1.答案:B5.解析:y′=αxα-1,所以y′|x=1=α,所以切线方程为y-2=α(x-1),即y=αx-α+2,该直线过(0,0),所以α=2.答案:26.解析:(1)设切点为(x0,y0),由y=x

得y′|x=x0=12x0.因为切线与y=2x-4平行,所以12x0=2,所以x0=116,所以y0=14,所以切点为116,14.则所求切线方程为y-14=2x-116,即16x-8y+1=0.

(2)设切点P1(x1,x1),则切线斜率为y′|x=x1=12x1,所以切线方程为y-x1=12x1(x-x1),又切线过点P(0,1),所以1-x1=12x1(-x1),即x1=2,x1=4.所以切线方程为y-2=14(x-4),即x-4y+4=0

.7.解析:因为y′=cosx,而cosx∈[-1,1].所以直线l的斜率的范围是[-1,1],所以直线l倾斜角的范围是0,π4∪3π4,π.答案:A8.解析:导函数y′=(n+1)xn,切线斜率k=y′|x=1=n+1,所以切线方程为

y=(n+1)x-n,可求得切线与x轴的交点为nn+1,0,则an=lgnn+1=lgn-lg(n+1),所以有a1+a2+…+a99=(lg1-lg2)+(lg2-lg3)+…+(lg99-lg100)=

lg1-lg100=-2.答案:-29.解析:不存在,理由如下:由于y1=sinx,y2=cosx,所以y′1=cosx,y′2=-sinx.设两条曲线的一个公共点为点P(x0,y0),∴两条曲线在点P(x0,y0)处的切线斜率分别为k1=cosx0,

k2=-sinx0.若两条切线互相垂直,则cosx0·(-sinx0)=-1,即sinx0·cosx0=1,∴sin2x0=2,显然不成立,∴这两条曲线不存在这样的公共点,使得在这一点处的两条切线互相垂

直.10.解析:A中,f′(x)=ex,有无数个解,所以f(x)有无数个“巧值点”,A符合;B中,f′(x)=1x,则lnx=1x,令g(x)=lnx-1x(x>0),易知g(x)的图象为(0,+∞)上一条连续不断的曲线,且g(1)=-1<0,g(e)=1-1e>0

,由函数零点存在性定理可知g(x)在(1,e)上必有零点,所以f(x)有“巧值点”,B符合;C中,f′(x)=cosx,由sinx=cosx得x=π4+kπ,k∈Z,所以f(x)有“巧值点”,C符合;D中

,f′(x)=-12x,x=-12x无实数解,所以f(x)无“巧值点”,D不符合,故选ABC.答案:ABC课时作业(十五)导数的四则运算法则1.答案:ABD2.解析:因为f′(x)=1-cosx,所以f′(x)在π6,π2上单调递增,所以f′π6<f′π3<

f′π2,即a<b<c.故选C.答案:C3.解析:由题得f′(x)=-3x2+2,当x=-1时,y=-1,所以切点为(-1,-1),k=f′(-1)=-3+2=-1,所以切线l的方程为y+1=-(x+1),所以x+y+2=0,所以点(3,2)到直线l的距离为|3+2+2|

12+12=722.故选A.答案:A4.解析:y′=4x3+2ax,因为曲线在点(-1,a+2)处切线的斜率为8,所以y′|x=-1=-4-2a=8,解得a=-6.答案:-65.解析:由f(x)=lnx+2x可得f′(x)=1x·x-(lnx+2)x2=-lnx

-1x2,所以f′(1)=-1,又f(1)=2.所以曲线f(x)在x=1处的切线方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.答案:x+y-3=06.解析:(1)已知两点均在曲线C上,所以d=127a+9b+3c+d=4,因为y′=3ax2+2bx+c,f′(0)=c,f′(3)=27a

+6b+c,所以c=127a+6b+c=-2,可求出d=1,c=1,a=-13,b=1所以曲线C:y=-13x3+x2+x+1.(2)设切点为P(x0,2x0-x30),则斜率k=f′(x0)=2-3x20,过切点的切线方程为y-2x0+x30=(2-3x20)(x-x0),

因为过点A(1,1),所以1-2x0+x30=(2-3x20)(1-x0),解得x0=1或x0=-12,当x0=1时,切点为(1,1),切线方程为x+y-2=0,当x0=-12时,切点为-12,-78

,切线方程为5x-4y-1=0.7.解析:∵f(x)=14x2+cosx∴f′(x)=x2-sinx∴f′(-x)=-x2-sin(-x)=-x2-sinx=-f′(x)故f′(x)为奇函数,故函数图象关于原点对称,排除

B、D.f′π6=12×π6-sinπ6=π12-12<0故C不对,A正确.答案:A8.解析:由f′(x)=x-ax,得f′(1)=1-a.因为f(1)=12,所以函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为y-12=(1-a)(x-1),即y=(1-a)x+a-12.由题意

得1-a≥0a-12>0,解得12<a≤1,所以实数a的取值范围为(12,1].答案:(12,1]9.解析:(1)f′(x)=1+2x2,g′(x)=-ax,所以曲线y=f(x)在x=1处的切线的斜率为f′(1)=3,曲线

y=g(x)在x=1处的切线的斜率为g′(1)=-a,由已知,得f′(1)=g′(1),得a=-3.(2)由题意,得1+2x2=-ax(x>0),则a=-x-2x≤-22,当且仅当x=2时,等号成立,故实数a的取值范围为(-∞,-22].10.解析:依题意

得,g′(x)=6x2-6x,g″(x)=12x-6,令g″(x)=0,解得x=12,∵g12=12∴函数g(x)的对称中心为12,12,则g(1-x)+g(x)=1,∵1100+99100=2100+98100=…

=49100+51100=1,∴g1100+g99100=g2100+g98100=…=g49100+g51100=1.∴g1100+g2100+…+g99100=[

g1100+g99100]+[g2100+g98100]+…+[g49100+g51100]+g12=49+12=4912.答案:4912课时作业(十六)简单复合函数的导数1.解析:∵(

e-x+2)′=-e-x+2,∴f′(x)=-e-x+2·(2x+1)4+8e-x+2(2x+1)3∴f′(0)=-e2+8e2=7e2,故选C.答案:C2.解析:因为函数f(x)为偶函数所以f(-x)=f(x)即-x(e-x-aex)=x(ex-ae-x

)解得a=1.故f(x)=x(ex-e-x)∴f′(x)=ex-e-x+(ex+e-x)x∴f′(1)=e-e-1+(e+e-1)=2e,故选A.答案:A3.解析:由题可知x∈R,∵函数f(x)=ex+a·e-x,∴f′(x)=ex-aex,又∵f′(x)是奇函数,∴f′(0)=1-a=

0,∴a=1,∴f(x)=ex+1ex,f′(x)=ex-1ex.∵曲线y=f(x)的一条切线的斜率是32.∴32=ex-1ex,解方程可得x=ln2.故选D.答案:D4.解析:因为(x-2x-1)′=1-12x-1,(e-x)′=-e-x,所

以f′(x)=(1-12x-1)e-x-(x-2x-1)e-x=(1-x)(2x-1-2)e-x2x-1=(1-x)(1-22x-1)e-x(x>12).答案:(1-x)(1-22x-1)e-x(x>12).5.解析:方法一(先求函数解析式)当x>0时,-x<0,则f(-x)=lnx-3x

.又f(x)为偶函数,所以f(x)=f(-x)=lnx-3x,所以当x>0时,f′(x)=1x-3,则曲线y=f(x)在点(1,-3)处的切线的斜率为f′(1)=-2,所以切线方程为y+3=-2(x-1),即2x+y+1=0.方法二

(直接利用原函数与导函数的关系)当x<0时,f′(x)=1x+3,由f(x)为偶函数,知f′(x)为奇函数,所以f′(1)=-f′(-1)=-2,又切线过点(1,-3),所以所求切线方程为2x+y+1=0

.答案:2x+y+1=06.解析:(1)由f(x)=aexlnx+bex-1x,得f′(x)=(aexlnx)′+bex-1x′=aexlnx+aexx+bex-1x-bex-1x2.(2)由于切点既在曲线y=f(x)上,又在切线y=e(x-1)+

2上,将x=1代入切线方程得y=2,将x=1代入函数f(x)得f(1)=b,∴b=2.将x=1代入导函数f′(x)中,得f′(1)=ae=e,∴a=1.7.解析:∵f0(x)=sin2x+cos2x∴f1(x)=

f′0(x)=2(cos2x-sin2x)f2(x)=f′1(x)=22(-sin2x-cos2x)f3(x)=f′2(x)=23(-cos2x+sin2x)f4(x)=f′3(x)=24(sin2x+cos2x),通过以上可以看出fn(x)满足以下规律:对任意n∈N*,fn+4

(x)=24fn(x)故f2021(x)=f505×4+1(x)=22021(cos2x-sin2x),故选A.答案:A8.解析:由y=ex得y′=ex由y=e2x-2得y′=2e2x设公切线在y=ex上的切点坐标为(m,em)

,在y=e2x-2上的切点坐标为(a,e2a-2),由题可得em=2e2a,整理可得m=2a+ln2,①结合斜率公式有2e2a=em-e2a+2m-a,②将①代入②中整理可得e2a(2a+2ln2-1)-2=0,又a为函数f(x)的零点,所以f(x)的解析

式可能为f(x)=e2x(2x+2ln2-1)-2.答案:f(x)=e2x(2x+2ln2-1)-29.解析:由f(x)=3x+cos2x+sin2x,得f′(x)=3-2sin2x+2cos2x,则a=f′π4=3-2sinπ2

+2cosπ2=1.由y=x3得y′=3x2.当P点为切点时,切线的斜率k=3a2=3×12=3,又b=a3,∴b=1,∴切点P的坐标为(1,1),故过曲线y=x3上的点P的切线方程为y-1=3(x-1),即3x-y-2=0.当P点不是切点时,设切点为(x0,x30),此时切线的斜率k′=3x

20,∴切线方程为y-x30=3x20(x-x0),∵P(a,b)在曲线y=x3上,且a=1,∴b=1,将P(1,1)代入切线方程中得1-x30=3x20(1-x0),∴2x30-3x20+1=0,∴2x30-2x20-x20+1=0,∴(x0-1)2(2x0+

1)=0,解得x0=-12(x0=1舍去),∴切点坐标为-12,-18,又切线的斜率为3×-122=34,∴此时的切线方程为y+18=34x+12,即3x-4y+1=0.综上,满足题意的切线方程为3x-y-2=0或3x-4y+1=0

.10.解析:若f(x)=sinx+cosx,则f″(x)=-sinx-cosx,在(0,π2)上恒有f″(x)<0,A正确;若f(x)=lnx-2x,则f″(x)=-1x2,在(0,π2)上恒有f″(x)<0

,B正确,若f(x)=-x3+2x-1,则f″(x)=-6x,在(0,π2)上恒有f″(x)<0,C正确;若f(x)=-xe-x,则f″(x)=2e-x-xe-x=(2-x)e-x,在(0,π2)上恒有f″(x)>0,D不正确.答案:ABC课时作业(十七)函数的单调性与导数1.解析:由导函数

的图象可知,当x<0时,f′(x)>0,即函数f(x)为增函数;当0<x<x1时,f′(x)<0,即函数f(x)为减函数;当x>x1时,f′(x)>0,即函数f(x)为增函数,观察选项易知C正确,故选C.答案:C2.解析:

f′(x)=2x+b,因为函数f(x)=x2+bx+c的图象的顶点在第四象限,所以x=-b2×1>0,所以b<0,故选A.答案:A3.解析:方法一由函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象自左到右先增后减,可知函数y=f(x)图象的切线的斜率自左

到右先增大后减小.方法二由于f′(x)>0恒成立,则根据导数符号和函数单调性的关系可知,f(x)单调递增,即图象从左至右上升.四个图象都满足.由于当x>0时,f′(x)>0且越来越小,则函数值增加得越来越慢,图象呈现上凸状;当x<0时,f′

(x)>0且越来越大,故函数值增加得越来越快,图象呈现下凸状,可以判断B正确.答案:B4.解析:∵f(x)=2x+cosx∴f′(x)=2-sinx∵sinx∈[-1,1]∴f′(x)>0在(-∞,+∞)上恒成立.∴f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,故选A.答案:

A5.解析:由题意知f(0)=0,f(x)的定义域为R∵f(-x)=-x-sin(-x)=-(x-sinx)=-f(x)∴f(x)是奇函数又f′(x)=1-cosx≥0∴f(x)是增函数故选B.答案:B6.解析:(1)函数f(x)的定义

域为(0,+∞)f′(x)=6x-2x令f′(x)>0得x>33所以函数f(x)在33,+∞上是单调增函数令f′(x)<0得0<x<33所以函数f(x)在0,33上是单调减函数.(2)函数f(x)的定义域为(-∞,+

∞)f′(x)=2xe-x-x2e-x=e-x(2x-x2)令f′(x)>0得0<x<2所以函数f(x)在(0,2)上单调递增;令f′(x)<0得x<0或x>2所以函数f(x)在(-∞,0)和(2,+∞)上单调递减.7.解析:y′=-xex当x<0时,函数是增函数当x>0时,函数是减函数只有选项

C满足.答案:C8.解析:由题易知,f(x)=lnx+ln(2-x)的定义域为(0,2),f′(x)=1x+1x-2=2(x-1)x(x-2).由f′(x)>00<x<2,得0<x<1;由

f′(x)<00<x<2,得1<x<2.所以函数f(x)=lnx+ln(2-x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,2)上单调递减,所以A正确,B不正确.又f(12)=ln12+ln(2-12)=ln34,f32=ln32+ln(2-32)=ln34,所以f

12=f32=ln34,所以C正确,D不正确,故选AC.答案:AC9.解析:f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,解得x1=0,x2=-2a3.①当a=0时,因为f′(x)=3x2≥0,所以函数f(x)在

(-∞,+∞)上单调递增;②当a>0时,若x∈-∞,-2a3∪(0,+∞),则f′(x)>0,若x∈-2a3,0,则f′(x)<0,所以函数f(x)在-∞,-2a3,(0,+∞)上单调

递增,在-2a3,0上单调递减;③当a<0时,若x∈(-∞,0)∪-2a3,+∞,则f′(x)>0,若x∈0,-2a3,则f′(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,0),-2a3,+∞上单调递增,

在0,-2a3上单调递减.综上,当a=0时,函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当a>0时,函数f(x)在-∞,-2a3,(0,+∞)上单调递增,在(-2a3,0)上单调递减;当a<0时,函数f(x)在(-∞,0),(-2

a3,+∞)上单调递增,在0,-2a3上单调递减.10.解析:对于A,exf(x)=ex·2-x=e2x,在R上为增函数,故A符合要求;对于B,exf(x)=ex·3-x=e3x,在R上为减函数,故B不符合要求;对于C,exf

(x)=ex·x3,故[exf(x)]′=(ex·x3)′=ex·(x3+3x2),显然函数exf(x)=ex·x3在R上不单调,故C不符合要求;对于D,exf(x)=ex·(x2+2),故[exf(x)]′=[ex·(x2+2

)]′=ex·(x2+2x+2)=ex·[(x+1)]2+1]>0,故函数exf(x)=ex·(x2+2)在R上为增函数,故D符合要求,故选AD.答案:AD课时作业(十八)函数单调性的应用1.解析:求解函数的导数可得y′=2x-2x,令2x-2x≥0,结

合x>0,解得x≥1.所以单调增区间是[1,+∞).答案:B2.解析:因为f′(x)=1x·x-lnxx2=1-lnxx2.当x∈(e,+∞)时,1-lnx<0,所以f′(x)<0,所以f(x)在(e,+∞)内为单调递减函数.故

f(a)>f(b).答案:A3.解析:因为f(x)=x-sinx,所以f(-x)=-x+sinx=-f(x),即函数f(x)为奇函数,函数的导数f′(x)=1-cosx≥0,则函数f(x)是增函数,则不等式f(

x+1)+f(2-2x)>0等价为f(x+1)>-f(2-2x)=f(2x-2),即x+1>2x-2,解得x<3,故不等式的解集为(-∞,3).答案:C4.解析:f′(x)=-x+bx+2,∵f′(x)≤0在(-1,+∞)上恒成立,

∴b≤x(x+2)在x∈(-1,+∞)上恒成立,又x∈(-1,+∞)时,x(x+2)>-1,∴b≤-1.答案:(-∞,-1]5.解析:f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=3ax2+1.若a>0,则f′(x)>0,x∈(-∞,+∞),此时,f(x)只有一个单调区间,与已知矛盾

;若a=0,则f(x)=x,此时,f(x)也只有一个单调区间,亦与已知矛盾;若a<0,则f′(x)=3ax+1-3ax-1-3a,综上可知a<0时,f(x)恰有三个单调区间.答案:(-∞,0)6.解析:(1)由f(x)的图象经

过点P(0,2),知d=2,所以f(x)=x3+bx2+cx+2,f′(x)=3x2+2bx+c.由在点M(-1,f(-1))处的切线方程为6x-y+7=0,知-6-f(-1)+7=0,即f(-1)=1,f′(-1)=6.所以3-2b+c=6-1+b-c+

2=1,即2b-c=-3b-c=0,解得b=c=-3.故所求的解析式是f(x)=x3-3x2-3x+2.(2)f′(x)=3x2-6x-3.令f′(x)>0,得x<1-2或x>1+2;令f′(x)<0,得1-2<x<1+2.故f(x)=x3-3x2-3x+2的单调递增区间为(-∞,1-2)和

(1+2,+∞),单调递减区间为(1-2,1+2).7.解析:构造函数g(x)=f(x)cosx,x∈0,π2则g′(x)=f′(x)cosx+f(x)sinxcos2x∵f′(x)cosx+f(x)sinx<0∴g′(x)=f′(x)co

sx+f(x)sinxcos2x<0在0,π2上恒成立∴g(x)=f(x)cosx在0,π2上单调递减∴gπ6>gπ4,即fπ6cosπ6>fπ4cosπ4∴f

π6>62fπ4,故A错,B正确.又gπ6>gπ3∴fπ6cosπ6>fπ3cosπ3,即fπ6>3fπ3,故C正确,D

错.答案:BC8.解析:(1)f′(x)=3kx2+6(k-1)x,由题意知f′(4)=0,解得k=13.(2)由f′(x)=3kx2+6(k-1)x≤0并结合导函数的图象可知,必有-2(k-1)k≥4,解得k≤13.又k>0,故0<k≤13.答案:(1)13(2)0,139.解

析:(1)因为f′(x)=aex-1,当a≤0时,有f′(x)<0在R上恒成立;当a>0时,令f′(x)≥0,得ex≥1a,有x≥-lna.f′(x)<0,得x<-lna.综上,当a≤0时,f(x)的单调递增区间是(

-∞,+∞),当a>0时,f(x)的单调递增区间是[-lna,+∞),递减区间是(-∞,-lna).(2)f′(x)=aex-1.若f(x)在(-∞,0]上单调递减,则aex-1≤0在(-∞,0]上恒成立,即a≤1ex,而

当x∈(-∞,0]时,1ex≥1,所以a≤1;若f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以aex-1≥0在[0,+∞)上恒成立.即a≥1ex,而当x∈[0,+∞)时,1ex≤1.所以a≥1.综上可得a=1,故存在a=1满足条件.10.解析:∵

f(x)=cosx,∴f′(x)=-sinx,根据“新驻点”的定义得f(x)=f′(x),即cosx=-sinx,可得tanx=-1,∵x∈(0,π),解得x=3π4,所以,函数f(x)=cosx在(0,π)上的“新驻点”为3π4;(2)∵g(x)=x,,则g′(x)=1,根

据“新驻点”的定义得g(α)=g′(α),即α=1.∵h(x)=ln(x+1),则h′(x)=1x+1,由“新驻点”的定义得h(x)=h′(x),即ln(x+1)=1x+1构造函数F(x)=ln(x+1)-1x+1,则函数y=F(x)在定义域上为增函数.∵

F(0)=-1<0,F(1)=ln2-12>0∴F(β)=0由零点存在定理可知β∈(0,1)∴α>β.答案:(1)3π4(2)α>β课时作业(十九)函数的极值1.解析:f′(x)=ex+xex=ex(x+1)令f′(x)=0,得x=-1,易知x=-1是函数f(x)的极小值点,故

选D.答案:D2.解析:f′(x)=2x+a,由题意知f′(1)=2+a=0.解得a=-2故f(x)=2lnx-2x,f′(x)=2x-2,令f′(x)>0得0<x<1,令f′(x)<0,得x>1,故f′(x)在(0,1)上单调递增,

在(1,+∞)上单调递减,所以x=1是极大值点,符合题意,故选A.答案:A3.解析:f′(x)=3x2+2ax+(a+6)由题意知3x2+2ax+(a+6)=0有两个不相等的实数根所以Δ=4a2-4×3×(a+6)>0解得a<-3或a>6.故选C.答案:C4.解析:令y=f(x)

=xex则f′(x)=(1+x)ex令f′(x)=0得x=-1此时f(-1)=-1e故函数y=xex在其极值点处的切线方程为y=-1e.答案:y=-1e5.解析:∵y=ex+ax∴y′=ex+a由题意知方程ex+a=0有大于零的解.∵当x>0时,-ex<-1∴a=-ex<-1.答案:(

-∞,-1)6.解析:(1)因f(x)=alnx+12x+32x+1.故f′(x)=ax-12x2+32.由于曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于y轴,故该切线斜率为0,即f′(1)=0,从而a-

12+32=0,解得a=-1.(2)由(1)知f(x)=-lnx+12x+32x+1(x>0),f′(x)=-1x-12x2+32=3x2-2x-12x2=(3x+1)(x-1)2x2.令f′(x)=0,解得x1=1,x2=-13因x2=-13不在定义域内,舍去.当x

∈(0,1)时,f′(x)<0,故f(x)在(0,1)上为减函数;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(1,+∞)上为增函数.故f(x)在x=1处取得极小值f(1)=3.7.解析:由图可知,x=-2是

导函数f′(x)的一个变号零点,故当x=-2时,函数f(x)取得极值,选项A正确;x=1不是导函数f′(x)的一个变号零点,故当x=1时,函数f(x)不能取得极值,选项B错误;y=f(x)的图象在x=0处的切线斜率为f′(x)>0,选项C错误;当x∈(-2

,2)时,f′(x)>0,此时函数y=f(x)单调递增,选项D正确.答案:AD8.解析:f′(x)=1-2cos2x,令f′(x)=0,得cos2x=12,∵x>0,∴x=π6+kπ,k∈N或x=-π6+kπ,k∈N*,显然数列{an}中a1=π6,a2=5π6

.当n为偶数时,an=5π6+n2-1·π=3n-16π;当n为奇数时,an=π6+n+12-1·π=3n-26π.综上所述,an=3n-16π,n=2k3n-26π,n=

2k-1(k∈N*).答案:π6an=3n-16π,n=2k3n-26π,n=2k-1(k∈N*)9.解析:f′(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex.令f′(x)=0,解得x=-2a或x=a-2,由a≠23知-2a≠a-2.分两种情况讨论:①若a>2

3,则-2a<a-2.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如表:x(-∞,-2a)-2a(-2a,a-2)a-2(a-2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)Z极大值]极小值Z所以f(x)在(-∞,-2a),(a-2,+∞)上是增

函数,在(-2a,a-2)上是减函数,函数f(x)在x=-2a处取得极大值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a,函数f(x)在x=a-2处取得极小值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2.②若a<23,则-2a>a-2.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情

况如表:x(-∞,a-2)a-2(a-2,-2a)-2a(-2a,+∞)f′(x)+0-0+f(x)Z极大值]极小值Z所以f(x)在(-∞,a-2),(-2a,+∞)上是增函数,在(a-2,-2a)上是减函数,函数f(x)在x=a-2处取得极大值f(a-2),且f(a-2)

=(4-3a)ea-2,函数f(x)在x=-2a处取得极小值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a.综上,当a>23时,f(x)的单调递增区间是(-∞,-2a),(a-2,+∞),单调递减区间是(-2a,a-2),极大值为3ae-2a,极小值为(4-3a)ea-2;当a<23时,f(

x)的单调递增区间是(-∞,a-2),(-2a,+∞),单调递减区间是(a-2,-2a),极大值为(4-3a)ea-2,极小值为3ae-2a.10.解析:对A,f(x)=sinx+x3-ax的定义域为R,且

f(-x)=sin(-x)+(-x)3+ax=-sinx-x3+ax=-f(x).故A正确.对B,f′(x)=cosx+3x2-a,因为f(x)是增函数,故cosx+3x2-a≥0恒成立.即a≤cosx+3x2恒成立,令g(x)=cosx+3x2,则g′(x)=6x-sinx,因为

g″(x)=6-cosx>0,故g′(x)=6x-sinx单调递增,又g′(0)=0,故当x<0时,g′(x)<0,当x>0时g′(x)>0.故g(x)=cosx+3x2最小值为g(0)=1.故a≤1,故B正确.对C,当a=-3时由B选项知,

f(x)是增函数,故不可能有2个零点,故C错误.对D,当a=3时f(x)=sinx+x3-3x,f′(x)=cosx+3x2-3,令cosx+3x2-3=0则有cosx=3-3x2,作出y=cosx,y=3-3x2的图象如图所示,易得有两个交点,且交点左右的函数值

大小不同,故函数f(x)恰有两个极值点,故D正确.故选ABD.答案:ABD课时作业(二十)函数的最大(小)值1.解析:因为f′(x)=(x2+2x)·ex=x(x+2)·ex,令f′(x)=0,x=0或x=-2,所以f(x)在

(-2,0)单调递减,在(0,1)单调递增.又f(-2)=4e2<1,f(1)=e>1,所以f(x)max=e.答案:D2.解析:函数f(x)定义域为(0,+∞).因为函数f(x)=ax+lnx-1(a>0)在定义域内有零点,所以a=x-xlnx有解,令h(x)=x-xlnx,所以h′

(x)=-lnx,所以h(x)的增区间为(0,1),减区间为(1,+∞),所以h(x)max=h(1)=1.∴0<a≤1.答案:B3.解析:因为函数f(x)=ex-x+a的图象始终在x轴的上方,所以f(x)=

ex-x+a的最小值大于零,令f′(x)=ex-1=0,得x=0,当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,所以f(x)=ex-x+a的最小值为f(0)=1+a,因为1+a>0,所以a>-1.答

案:A4.解析:f′(x)=xex+12x2ex=ex2·x(x+2),由f′(x)=0得x=0或x=-2.当x∈[-2,2]时,f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:x-2(-2,0)0(0,2)2f′(x)0-0+f(x)]极小值Z∴当x=0时,f(x

)min=f(0)=0,要使f(x)>m对x∈[-2,2]恒成立,只需m<f(x)min,∴m<0.答案:m<05.解析:f′(x)=3x2-3a=3(x2-a).当a≤0时,f′(x)>0,所以f(x)在(0,1)内单调递增,无最小值.

当a>0时,f′(x)=3(x-a)(x+a).当x∈(-∞,-a)和(a,+∞)时,f(x)单调递增;当x∈(-a,a)时,f(x)单调递减,所以当a<1,即0<a<1时,f(x)在(0,1)内有最小值.答案:(0,1)6.解析:(1)因为f′(x)=3

ax2+2x+b,所以g(x)=f(x)+f′(x)=ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b.因为g(x)是奇函数,所以g(-x)=-g(x),从而3a+1=0,b=0,解得a=-13,b=0,∴f(x)的表达式为f(x)=-13x3+x2.(2)由(1)知g(x)=-13

x3+2x,所以g′(x)=-x2+2,令g′(x)=0.解得x1=-2(舍去),x2=2,而g(1)=53,g(2)=423,g(2)=43,因此g(x)在区间[1,2]上的最大值为g(2)=423,

最小值为g(2)=43.7.解析:∵f(x)=2x3-ax2,∴f′(x)=6x2-2ax=2x(3x-a)令f′(x)=0得x=0或x=a3(a<0)当a3<x<0时,f′(x)<0;当x<a3或x>0时,f′(x)>0,从而f(x)在x=a3处取得极大值fa

3=-a327.由f(x)=-a327得x-a322x+a3=0,解得x=a3或x=-a6,∵f(x)在a2,a+63上有最大值,∴a3<a+63≤-a6,∴a≤-4,故a的取值可能为-6,-5,-4.故选ABC.答案:ABC8

.解析:f′(x)=3x2+2ax+b(x>0).依题意,在f′(1)=0,f(1)=4,即3+2a+b=0,1+a+b=4,解得a=-6,b=9.所以f(x)=x3-6x2+9x.令f′(x)=3x2-12x+9=0,解得x=1或x=3.当x变化时,f′(x)

,f(x)在区间(0,4]上的变化情况如下表:x(0,1)1(1,3)3(3,4)4f′(x)+0-0++f(x)]4]0]4所以函数f(x)=x3-6x2+9x在区间(0,4]上的最大值是4,最小值是0.答案:409.解析:(1)

由于f′(x)=ex-a,函数f(x)在x=2处取得极值因此:f′(2)=e2-a=0∴a=e2经检验,a=e2时f(x)在x=2处取得极值,成立.f(x)的极值为f(2)=-e2.(2)当a≤0时,f(x)在R上单调递增,因此f(x)在[0,1]上单调递增,f(x)min=f(

0)=1当a>0时,f(x)在(-∞,lna)单调递减,(lna,+∞)单调递增.①1≤lna即a≥e时,∴f(x)在[0,1]单调递减,∴f(x)min=f(1)=e-a②0<lna<1即1<a<e时,∴f(x)在[0,lna)单调递减,(lna,1]单调递增,∴f

(x)min=f(lna)=a-alna③lna≤0即0<a≤1时,因此f(x)在[0,1]上单调递增,f(x)min=f(0)=1.10.解析:f′(x)=mx-2lnx=m-2xlnxx,(x>0),若函数f(x)具有“凹凸趋向性”时,则m=2xlnx在(0

,+∞)上有2个不同的实数根,令g(x)=2xlnx,g′(x)=2(1+lnx),令g′(x)>0,解得x>1e,令g′(x)<0,解得0<x<1e,∴g(x)在0,1e上单调递减,在1

e,+∞上单调递增,故g(x)的最小值是g1e=-2e,当x越趋近于0时,g(x)也越趋近于0,故-2e<m<0.故选B.答案:B课时作业(二十一)函数极值与最值的综合应用1.证明:令g(x)=f(x)-3(x-1)即g(x)=xlnx-2x+3(x

>0)则g′(x)=lnx-1由g′(x)>0得,x>e;由g′(x)<0得0<x<e.所以函数g(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,所以g(x)在(1,+∞)上的最小值为g(e)=3-e>0.于是在(1,+∞)上,都有g(x

)≥g(e)>0,所以f(x)>3(x-1).2.证明:(1)设g(x)=f′(x),则g(x)=cosx-11+x,g′(x)=-sinx+1(1+x)2.当x∈-1,π2时,g′(x)单调递减,而g′(0)>0,g′π2<0,可得g′(x)在

-1,π2有唯一零点,设为α.则当x∈(-1,α)时,g′(x)>0;当x∈α,π2时,g′(x)<0.所以g(x)在(-1,α)单调递增,在α,π2单调递减,故g(x)在-1,π2存在唯一极大值点,即f′(x)在-1,π2存在唯一极大

值点.(2)f(x)的定义域为(-1,+∞).①当x∈(-1,0]时,由(1)知f′(x)在(-1,0)上单调递增,而f′(0)=0,所以当x∈(-1,0)时,f′(x)<0,故f(x)在(-1,0)上单调递减.又f(0)=0,从而x=0是f(x)在(-1,0

]上的唯一零点.②当x∈(0,π2]时,由(1)知f′(x)在(0,α)上单调递增,在(α,π2)上单调递减,而f′(0)=0,f′(π2)<0,所以存在β∈(α,π2),使得f′(β)=0,且当x∈(0,β)时,f′(x)>0;当x∈(β,π2)时,f′(x)<0.故f(x)在(0,β)上单

调递增,在(β,π2)上单调递减.又f(0)=0,f(π2)=1-ln(1+π2)>0,所以当x∈(0,π2]时,f(x)>0.从而,f(x)在(0,π2]上没有零点.③当x∈(π2,π]时,f′(x)<0,所以f(x)在(π2

,π)上单调递减.而f(π2)>0,f(π)<0,所以f(x)在(π2,π]上有唯一零点.④当x∈(π,+∞)时,ln(x+1)>1,所以f(x)<0,从而f(x)在(π,+∞)上没有零点.综上,f(x)有且仅

有2个零点.3.解析:设轮船速度为x(x>0)千米/时的燃料费用为Q元,则Q=kx3,由6=k×103,可得k=3500.所以Q=3500x3.所以总费用y=3500x3+96·1x=350

0x2+96x.y′=6x500-96x2,令y′=0,得x=20.所以当x∈(0,20)时,y′<0,此时函数单调递减,当x∈(20,+∞)时,y′>0,此时函数单调递增.所以当x=20时,y取得最小值.所以此轮船

以20千米/时的速度行驶每千米的费用总和最小.4.解析:(1)当a=0时,f(x)=lnx+x,由f(1)=1,所以切点为(1,1),又因为f′(x)=1x+1,所以切线斜率k=f′(1)=2,故切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-

1=0.(2)证明:当a=-2时,f(x)=lnx+x2+x(x>0).由f(x1)+f(x2)+x1x2=0,得lnx1+x21+x1+lnx2+x22+x2+x1x2=0,从而(x1+x2)2+(x1+x2)=x1x2-ln(x1x2),令t=

x1x2(t>0),令φ(t)=t-lnt,得φ′(t)=1-1t=t-1t,易知φ(t)在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增,所以φ(t)≥φ(1)=1,所以(x1+x2)2+(x1+x2)≥

1,因为x1>0,x2>0,所以x1+x2≥5-12成立.5.解析:(1)因为f(x)=ex+3ex+2x-a,所以f′(x)=ex-3ex+2=e2x+2ex-3ex=(ex+3)(ex-1)ex,令f′(x)>0,得

x>0,令f′(x)<0,得x<0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减,所以f(x)min=f(0)=4-a.要使函数f(x)有两个不同的零点,必须满足f(x)min<0,

所以a>4.若a>4,注意到,f(a)=ea+3ea+a>0,所以函数f(x)在(0,+∞)上有且只有一个零点;f(-a)=1ea+3ea-3a>3(ea-a),令t(x)=ex-x,x>4,则t′(x)=ex-1>0,

所以t(x)在(4,+∞)上单调递增,所以t(x)>e4-4>0,从而f(-a)>0,所以函数f(x)在(-∞,0)上有且只有一个零点.综上所述,实数a的取值范围为(4,+∞).(2)由(1)知x1x2<0,不妨设x1<0<x2.令h(x)=f(x)-f(-x)=4x+2ex-2ex

,则h′(x)=4-2(1ex+ex)≤4-41ex·ex=0,所以h(x)在(-∞,+∞)上单调递减.由于x2>0,所以h(x2)<h(0)=0,即f(x2)-f(-x2)<0,所以f(x2)<f(-x2).注意到f(x1)=

f(x2),所以f(x1)<f(-x2),又x1<0,-x2<0,f(x)在(-∞,0)上单调递减,所以x1>-x2,所以x1+x2>0.章末质量检测(二)一元函数的导数及其应用1.解析:因为f(x)=x,所以l

imΔx→0f(1+Δx)-f(1)Δx=limΔx→01+Δx-1Δx=limΔx→0ΔxΔx=1.故选B.答案:B2.解析:∵f(x)=x=x12,∴f′(x)=12x1-12=12x,∴f′(4)=124=14,

故选B.答案:B3.解析:s′=-2t+5,当t=2时,s′=1.故选D.答案:D4.解析:令y′=3x2-3=0,解得x=±1,则y,y′随x的变化如下表.x(-∞,-1)-1(-1,1)1(1,+∞)y′+0-0+yZ6]2Z所以,当x=-1时,函数有极大值为6;当x=1时,函数有

极小值为2.故选A.答案:A5.解析:由导函数与原函数单调性关系知图中实线是f′(x)的图象,虚线是f(x)的图象,不等式组f(x)<f′(x)0<x<3解集是{x|1<x<3}.故选B.答案:B6.解析:因y′=3(1+x)(1-x),故函

数在x=-1处取极小值-2,在x=1取极大值2,故结合函数的图象可知当-2<m<2时,直线y=m与y=3x-x3的图象有三个交点,故选A.答案:A7.解析:因为f(x)=x36+sinx,所以f′(x

)=12x2+cosx,令g(x)=12x2+cosx,则g′(x)=x-sinx当x≥0时,由y=x与y=sinx的图象知,g′(x)=x-sinx≥0,(也可继续求导确定)所以g(x)=12x2+cosx在[

0,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(0)=1,即f′(x)=12x2+cosx≥1>0在[0,+∞)上恒成立,所以函数f(x)=x36+sinx在[0,+∞)上单调递增,故选A.答案:A8.解析

:因为函数f(x)=e2x+1-e-2x-mx在R上为增函数,所以f′(x)=2e2x+1+2e-2x-m≥0对x∈R恒成立,即m≤2e2x+1+2e-2x对x∈R恒成立,又因为2e2x+1+2e-2x≥22e2x+1×2e-2x=4e,所以m≤4e.故选A.答案:A9.解析:f(x)=

x3+ax2+bx+c,f′(x)=3x2+2ax+b,当x→-∞时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→+∞,所以函数无最值,故A不正确;又函数图象是连续不断的,所以函数图象与x轴有交点,所以∃x0∈R,使f(x0)=0,所以B正确;因为x0是f(x)的极值点,且函数f(x)是可导

函数,所以f′(x0)=0,故C正确;因为x0是f(x)的极小值点,则f(x)在区间(-∞,x0)上先递增,再递减,故D不正确.故选BC.答案:BC10.解析:设g(x)=f(x)ex,所以g′(x)=f′(x)-f(x)ex因为f′(x)<f(x),

所以g′(x)<0,所以g(x)在R上是减函数,所以g(1)<g(0),g(2020)<g(0),g(1)<g(-1),即f(1)<ef(0),f(2020)<e2020f(0),f(1)<e2f(-1),故选AC.答案:AC11.解析:由题意得f′(x)=3x2-a

,因为函数f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是单调增函数,所以在[1,+∞)上,f′(x)≥0恒成立,即a≤3x2在[1,+∞)上恒成立,因为当x∈[1,+∞)时,二次函数g(x)=3x2的最小值为g(1)=3所以a

≤3.故选ABC.答案:ABC12.解析:函数的导数f′(x)=1-lnxx2,(x>0),令f′(x)=0得x=e,则当0<x<e时,f′(x)>0,函数为增函数,当x>e时,f′(x)<0,函数f(x)为减函

数,则当x=e时,函数取得极大值,极大值为f(e)=1e,故A正确,当x→0,f(x)→-∞,x→+∞,f(x)→0,则f(x)的图象如图,由f(x)=0得lnx=0得x=1,即函数f(x)只有一个零点,故B错误,由图象

知f(2)=f(4),f(3)>f(π)>f(4),故f(2)<f(π)<f(3)成立,故C正确,若f(x)<k-1x在(0,+∞)上恒成立,则k>lnxx+1x,设h(x)=lnxx+1x,(x>0),则h′

(x)=-lnxx2当0<x<1时,h′(x)>0,当x>1时,h′(x)<0,即当x=1时,函数h(x)取得极大值同时也是最大值h(1)=1,∴k>1成立,故D正确.故选ACD.答案:ACD13.解析:y′=2x+1x,在点(1

,1)处的切线斜率为3,所以切线方程为3x-y-2=0.答案:3x-y-2=014.解析:设切点为(m,n),则n=bm-lnm,又f′(x)=b-1x,则k=b-1m,又切线方程为:y=kx,则n=km,则bm-lnm=(b-1m)m,得lnm

=1,得m=e,故k-b=-1m=-1e.答案:-1e15.解析:由x2f′(x)+1>0,设g(x)=f(x)-1x-4,则g′(x)=f′(x)+1x2=x2f′(x)+1x2>0.故函数g(x)在(0,+∞

)上单调递增,又g(1)=0,故g(x)≤0的解集为(0,1],即f(x)≤1x+4的解集为(0,1].答案:(0,1]16.解析:因为f(x)=ax3+bx2+cx,所以f′(x)=3ax2+2bx+c,因为不等式xf′(x)-af(x)≤2对一切x∈R恒成立,所以(3

a-a2)x3+(2b-ab)x2+(c-ac)x-2≤0对一切x∈R恒成立,所以3a-a2=0,解得a=3或a=0(舍去),所以bx2+2cx+2≥0对一切x∈R恒成立,当b=0,c=0时,2≥0,成立,当b=0,

c≠0时,x≥-1c或x≤-1c,不成立,当b≠0时,则b>0Δ=(2c)2-8b≤0,解得b≥c22,当b=0,c=0时,b+ca=b+c3=0,当b≠0时,b+ca=b+c3≥12c2+c3=12(c+1)2-123≥-16,综上:b+ca的取值范围为-

16,+∞.答案:3-16,+∞17.解析:(1)由y=x3+x-2,得y′=3x2+1,由已知得3x2+1=4,解得x=±1.当x=1时,y=0;当x=-1时,y=-4.又因为点P0在第三象限,所以切点P0的坐标为(-1,

-4).(2)因为直线l⊥l1,l1的斜率为4,所以直线l的斜率为-14.因为l过切点P0,点P0的坐标为(-1,-4),所以直线l的方程为y+4=-14(x+1),即x+4y+17=0.18.解析:(1)f′(x)=-3x2+6x=-3x(x-2

)f′(x)>0⇒0<x<2,f′(x)<0⇒x<0或x>2当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x(-∞,0)0(0,2)2(2,+∞)f′(x)-0+0-f(x)]极小值Z极大值]则极大值

为f(2)=4+a,极小值为f(0)=a.(2)由(1)知f(x)在[-2,0]上单调递减,在[0,2]上单调递增,在[2,3]上单调递减.又f(0)=a,f(3)=a所以最小值为a,且a=2最大值在x=-2或x=2处取,f(-2)=20+a=22,f(2)=4+a=

6所以f(x)在[-2,3]上的最大值为22.19.解析:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),当a=0时,f(x)=exx,f′(x)=ex(x-1)x2,令f(x)>0得x>1,令f′(x)<0得,所以

f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1).(2)f′(x)=(ex-a)(x-1)x2①当a≤e时,若x∈(1,+∞),则ex-a≥ex-e>0,此时f′(x)=(ex-a)(x-1)x2>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增所以函数f(x)在x=1处不可能取得极大值

,a≤e不合题意.②当a>e时,lna>1x(0,1)1(1,lna)f′(x)+0-f(x)Z极大值]函数f(x)在x=1处取得极大值.综上可知,a的取值范围是(e,+∞).20.解析:(1)对f(x)求导得f′(x)=(6x+a)ex-(3x2+ax)ex(ex)2=-

3x2+(6-a)x+aex因为f(x)在x=0处取得极值,所以f′(0)=0,即a=0.当a=0时,f(x)=3x2ex,f′(x)=-3x2+6xex,故f(1)=3e,f′(1)=3e,从而f(x)在点(1,f(1))

处的切线方程为y-3e=3e(x-1),化简得3x-ey=0.(2)由(1)得,f′(x)=-3x2+(6-a)x+aex,令g(x)=-3x2+(6-a)x+a由g(x)=0,解得x1=6-a-a2+366

,x2=6-a+a2+366.当x<x1时,g(x)<0,故f(x)为减函数;当x1<x<x2时,g(x)>0,故f(x)为增函数;当x>x2时,g(x)<0,故f(x)为减函数;由f(x)在[3,+∞)上为减函数,知x2=6-a+a2+366≤3,解得a≥

-92故a的取值范围为-92,+∞.21.解析:f(x)=lnx+ax2+(a+2)x,f′(x)=1x+2ax+a+2=2ax2+(a+2)x+1x(x>0).当a≥0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上是单调增函数;当a<0时,f′(x)=(ax+1)(2x+1

)x=2ax+1ax+12x.当x∈0,-1a时,f′(x)>0;当x∈-1a,+∞时,f′(x)<0,所以f(x)在0,-1a上单调递增,在-1a,+∞

上单调递减.综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上是单调增函数;当a<0时,f(x)在0,-1a上单调递增,在-1a,+∞上单调递减.(2)由(1)可得,当a<0时,f(x)max=f-1a=ln-1a+1a-a+2a=ln

-1a-1a-1.由不等式f(x)≤-2a+b-1恒成立,得ln-1a-1a-a≤-2a+b-1恒成立,即b≥ln-1a+1a在a<0时恒成立.令t=-1a,g(t)=lnt-t(t>0)

,则g′(t)=1t-1=1-tt.当t∈(0,1)时,g′(t)>0,g(t)单调递增;当t∈(1,+∞)时,g′(t)<0,g(t)单调递减.所以g(t)的最大值为g(1)=-1.得b≥-1,所以实数b的取值范围是[

-1,+∞).22.解析:(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx,定义域为(0,+∞),由f′(x)=1-2x,令f′(x)>0,得x>2,令f′(x)<0,得0<x<2,∴f(x)的单调递减区间为(0,2),单调

递增区间为(2,+∞).(2)∵函数f(x)在区间0,12上无零点,∴在区间0,12上,f(x)>0恒成立或f(x)<0恒成立,f(x)=(2-a)x-2(1+lnx)+a=(a-

2)(1-x)-2lnx,f12=(2-a)·12-21+ln12+a=12(a+4ln2-2),①当f12≥0时,a≥2-4ln2,在区间0,12上,f(x)=(a-2)(1-x)-2lnx≥(-4ln2)(1-x)-2lnx.

记g(x)=(-4ln2)(1-x)-2lnx,g12=(-4ln2)1-12-2ln12=0则g′(x)=4ln2-2x,在区间0,12上,g′(x)=4ln2-2x<4ln2-4<0,∴在区间0,12上,g(x)单调递减,∴g(x)>g

12=0,即(-4ln2)(1-x)-2lnx>0,∴f(x)≥(-4ln2)(1-x)-2lnx>0,即f(x)>0在区间0,12上恒成立,满足题意;②当f12<0时

,a<-4ln2+2,0<ea-2<e-4ln2=116<12,f(ea-2)=(2-a)ea-2-2(1+lnea-2)+a=(2-a)(ea-2+1),∵2-a>4ln2>0,ea-2+1>0,∴f(ea-2)=(2-a)(ea-2

+1)>0,∴f(x)在ea-2,12上有零点,即函数f(x)在区间0,12上有零点,不符合题意.综上所述,a≥2-4ln2.模块质量检测1.解析:由等差数列的性质可得2a5=a2+a8=16∴a5=8∴公差d=a5-a4=8-1=7.∴a6=a5

+d=8+7=15.故选A.答案:A2.解析:因为f(x)=x-cosx,所以f′(x)=1+sinx,所以f′π2=2,fπ2=π2,所以函数f(x)=x-cosx在x=π2处的切线方程为y-π2=2x-π2,即4x-2y-π=0.故选D

.答案:D3.解析:设等比数列{an}的公比为q,故a2+a3+a4=q(a1+a2+a3),又a2+a3+a4=2,a1+a2+a3=1,∴q=2,∴a6+a7+a8=q5(a1+a2+a3)=25=32,故选D.答案:D4.解析:将点(3,1)代入直线y=kx+2的方程得3k+2=1,

得k=-13,所以f′(3)=k=-13,由于点(3,1)在函数y=f(x)的图象上,则f(3)=1,对函数g(x)=xf(x)求导得g′(x)=f(x)+xf′(x),∴g′(3)=f(3)+3f′(3)=1+3×

-13=0,故选B.答案:B5.解析:设正项等比数列{an}的首项为a1,公比为q,由S3=13,a2a4=1,得a1+a1q+a1q2=13(a1q2)2=1,解得q=13,a1=9.∴an=a1qn-1=9·

13n-1=33-n,bn=log3an=log333-n=3-n,则数列{bn}是以2为首项,以-1为公差的等差数列,则S20=20×2+20×19×(-1)2=-150.故选C.答案:C6.解析:当n=1时,S1

=a1=-2a1+1⇒a1=13,当n≥2时,Sn-1=-2an-1+1,由Sn=-2an+1,∴an=-2an+2an-1⇒anan-1=23,∴数列{an}为等比数列,∴S6=131-2361-23=665729,故选A.答案:A7.解析:因为f′

(x)=(2x+1)ex+2,设g(x)=f′(x)g′(x)=(2x+3)ex,所以当x>-32时,g′(x)>0,f′(x)递增;x<-32时,g′(x)<0,f′(x)递减,所以f′(x)的最小值为f′-32=2-2e3-2=2(1-e3-2)=2

(e0-e3-2)>0,所以f′(x)>0,故f(x)递增,所以f(x)无极值点.故选A.答案:A8.解析:构造函数g(x)=f(x)+1ex,则g′(x)=f′(x)-f(x)-1ex>0,故g(x)在R上为增函数.又g(0)=f(0)+1e0=3,故f(x)+1>3ex即f(x)+1ex

>3,即g(x)>g(0).解得x>0.故选C.答案:C9.解析:在(-2,-1)上f′(x)<0,f(x)递减,A错;f′(-1)=0,且当-2<x<-1时,f′(x)<0,-1<x<2时,f′(x)>0,所以x=-1是f(x)的极小值点,B正确;在[-1,2]上f′(x)>0

,f(x)递增,在[2,4]上f′(x)<0,f(x)递减,C正确;f(x)在区间[-1,2]上是增函数,x=1不是f(x)的极大值点,D错.故选BC.答案:BC10.解析:因为{an}是等差数列,设其公差为d,所以a1+a10=a5+a6,Sm,S2m-Sm,S3m-S2m(m∈

N*)成等差数列,数列Snn是等差数列,故选项ACD正确.由∀n∈N*,an>0,得d≥0,而a5·a6=a21+9a1d+20d2,a1·a10=a21+9a1d≤a5·a6,所以B选项不正确,故选ACD.答案

:ACD11.解析:由Sn+1=Sn+2an+1即为an+1=Sn+1-Sn=2an+1,可化为an+1+1=2(an+1),由S1=a1=1,可得数列{an+1}是首项为2,公比为2的等比数列,则an+1=2n,即an=2n-1,又2nanan+1=2n(2n-1)(2n+1-1)=12n-

1-12n+1-1,可得Tn=1-122-1+122-1-123-1+…+12n-1-12n+1-1=1-12n+1-1<1,故A错误,B,C,D正确.故选BCD.答案:BCD12.解析:g(x)=f(x)ex,则g′(x)=f′(x

)-f(x)ex.当x>1时,由f′(x)-f(x)x-1>0,可得f′(x)-f(x)>0,则g′(x)>0,故y=g(x)在(1,+∞)上单调递增,故A正确;当x<1时,由f′(x)-f(x)x-1>0,可得f′(x)-f(x)<0,则g′(x)<0,故y=g(x)在(-∞,1

)上单调递减,故x=1是函数y=g(x)的极小值点,故B正确;若g(1)<0,则函数y=g(x)有2个零点,若g(1)=0,则函数y=g(x)有1个零点,若g(1)>0,则函数y=g(x)没有零点,故C

正确;因为y=g(x)在(-∞,1)上单调递减,所以y=g(x)在(-∞,0)上单调递减,由g(0)=f(0)e0=1,得当x≤0时,g(x)≥g(0),即f(x)ex≥1,故f(x)≥ex,故D错误,故选ABC.答案:ABC13.解析:由题意,知a4=8,a1=2,所以公差d=a4-a13=8

-23=2,所以a5=a4+d=10,所以S5-S3=a4+a5=8+10=18.答案:1814.解析:由题知:f′(x)=ex-a,x∈R.①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)单调递增,至多有一个零点,不合题意;②当a>0时,令f′(x)=0⇒x=lna,易知f(x)在(-∞,

lna)单调递减,在(lnα,+∞)单调递增,故f(x)的最小值为f(lna)=a-a(lna+1)=-alna.∵f(x)有两个零点,当x→±∞时,f(x)→+∞,∴f(lna)<0⇒lna>0,解得a>1故答案为(1,+∞

).答案:(1,+∞)15.解析:因为2an+1=3an-an-1(n∈N*,n>1),所以2an+1-2an=an-an-1,则数列{an+1-an}(n∈N*)是公比为12的等比数列.令bn=an+1-an,

则数列{bn}是公比为12的等比数列,所以a8-a1=b1+b2+b3+…+b7=b11-(12)71-12=12764b1.因为b1=a2-a1=12-a1,a8=1128,所以1128-a1=1276412-a1,解得a1=1.答案:12116.解

析:f′(x)=2ax-lnx-1,若函数f(x)=ax2-xlnx在1e,+∞上单调递增,则f′(x)≥0在1e,+∞上恒成立,则a≥lnx+12x在1e,+∞上恒成立,令g(x)=lnx+12x,x∈

1e,+∞,则g′(x)=2-2lnx-24x2=-lnx2x2,可以得出0<x<1时g′(x)>0,当x>1时g′(x)<0,所以函数g(x)在1e,1上单调递增,在[1,+∞)上单调递减,所以g(x)max=g(1)

=12,所以a≥12.答案:12,+∞17.解析:(1)由a1+a2=6,得2a1+d=6,又d=2,∴a1=2,∴an=2+2(n-1)=2n;(2)由题意b1=2,b2=2q=4,即q=2,∴bn=

2n,于是an+bn=2n+2n,故Sn=(2+4+…+2n)+(2+22+…+2n)=n2+n+2n+1-2.18.解析:(1)函数f(x)=xlnx-ax+1的导数为f′(x)=lnx+1-a,在点A(1,f(1))处的切线斜率为k=1-a,∴f′(1)=-2,即1-a

=-2,∴a=3;(2)由(1)得,f′(x)=lnx-2,x∈(0,+∞),令f′(x)>0,得x>e2,令f′(x)<0,得0<x<e2,即f(x)的增区间为(e2,+∞),减区间为(0,e2).在x=e2处取得极小值1-e2,无极大值.19.解析:方案一:选条件①:设等比数列{an}的

公比为q,∵a1=1,S3-S2=a2+2a1,∴q2-q-2=0,解得q=2或q=-1,∵q>0,∴q=2,∴an=2n-1.设等差数列{bn}的公差为d,∵a4=b3+b5,a5=b4+2b6,∴2b1+6d=83b1+13d=16,解得b1=1d=1,∴bn=n,∴an=2n-1

,bn=n.方案二:选条件②:设等比数列{an}的公比为q,∵a1=1,S3-S2=a2+2a1,∴q2-q-2=0,解得q=2或q=-1,∵q>0,∴q=2,∴an=2n-1.设等差数列{bn}的公差为d,∵a4=b3+b5,a3+a5=4(b1+b4),∴2b1+6d=82b1+3d=

5,解得b1=1d=1,∴bn=n,∴an=2n-1,bn=n.方案三:选条件③,设等比数列{an}的公比为q,∵a1=1,S3-S2=a2+2a1,∴q2-q-2=0,解得q=2或q=-1,∵q>0,∴q=2,∴an=2n-1.设{bn}公差为d,∵a4=b3+b5,b2

S4=5a2b3,∴b1+3d=4,15(b1+d)=10(b1+2d)解得b1=1,d=1,∴bn=1+(n-1)×1=n.∴an=2n-1,bn=n.20.解析:选①,由已知Sn+1=4Sn+2(ⅰ),当n≥2时,S

n=4Sn-1+2(ⅱ),(ⅰ)-(ⅱ)得:an+1=4(Sn-Sn-1)=4an,即an+1=4an,当n=1时,S2=4S1+2,由a1=2,所以2+a2=4×2+2,所以a2=8,满足a2=4a1,故{an}是以2为首项

,4为公比的等比数列,所以an=22n-1.bn=log2a1+log2a2+…+log2an=log2(a1a2…an)=1+3+…+(2n-1)=n2,cn=n2+nbnbn+1=n(n+1)n2(n+1)2=1n(n+1)=1n-1n+1,所以Tn=c1+c2+…+cn=1

-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.选②,由已知3Sn=22n+1+λ(ⅰ),当n≥2时,3Sn-1=22n-1+λ(ⅱ),(ⅰ)-(ⅱ)得,3an=22n+1-22n-1=3·22n-1,即an=22n-1,当n=1时,a1=2满足an=

22n-1,故{an}是以2为首项4为公比的等比数列,所以an=22n-1.bn=log2a1+log2a2+…+log2an=log2(a1a2…an)=1+3+…+(2n-1)=n2,cn=n2+nbnbn+1=n(n+1)n2(n+1)2=1n(n+1)=1n-1n+1,所以Tn=c1+c

2+…+cn=1-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1;选③,由已知3Sn=an+1-2(ⅰ),则n≥2时,3Sn-1=an-2(ⅱ),(ⅰ)-(ⅱ)得3an=an+1-an,即an+1=4an,当n=1时,3a1=a2-2

,而a1=2,得a2=8,满足a2=4a1,故{an}是以2为首项4为公比的等比数列,所以an=22n-1.bn=log2a1+log2a2+…+log2an=log2(a1a2…an)=1+3+…+(2n-1)=n2,cn=n2+nb

nbn+1=n(n+1)n2(n+1)2=1n(n+1)=1n-1n+1,所以Tn=c1+c2+…+cn=1-12+12-13+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.21

.解析:(1)∵f(x)=13x3+ax2+bx+c,∴f′(x)=x2+2ax+b.又函数f(x)在x=-1和x=2处取得极值,∴x=-1和x=2是方程x2+2ax+b=0的两根,∴-1+2=-2a(-1)×2=b,解得a=-12b=-2

.经检验得a=-12,b=-2符合题意,∴a=-12,b=-2.(2)由(1)得f′(x)=x2-x-2=(x+1)(x-2),∴当-2<x<-1或2<x<3时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当-1<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调递减.又f(-2)=c-23,f(2)=c-1

03,∴f(x)min=f(2)=c-103.∵当x∈[-2,3]时,f(x)>2c恒成立,∴c-103>2c,解得c<-103,∴实数c的取值范围为-∞,-103.22.解析:(1)依题意,f(x)=x22+(a-3)x+alnx,x>0,故f′(x

)=x+(a-3)+ax,所以f′(2)=3a2-1,据题意可知(3a2-1)·(-12)=-1,解得a=2,所以实数a的值为2.(2)①因为函数f(x)在定义域上有两个极值点x1,x2,且x1<x2,所以f′(x)=x+(a-3)+ax=0在(0,+∞)上有两个根x1,x2,且x1<x2,即x2

+(a-3)x+a=0在(0,+∞)上有两个不相等的根x1,x2所以-(a-3)2>0Δ=(a-3)2-4a>0a>0,解得0<a<1,当0<a<1时,若0<x<x1或x>x2,x2+(a-3)x+a>0,

f′(x)>0,函数f(x)在(0,x1)和(x1,+∞)上单调递增;若x1<x<x2,2x2+2(a-3)x+2a<0,f′(x)<0,函数f(x)在(x1,x2)上单调递减,故函数f(x)在(0,+∞)上有两个极值点x1,x2,且x1<x2,所以,实数a的

取值范围是0<a<1.②由①可知,x1,x2(0<x1<x2)是方程x2+(a-3)x+a=0的两个不等的实根,所以x1+x2=3-a,x1x2=a.其中0<a<1.故f(x1)+f(x2)=x212+(a-3)x1+alnx1+x222+(

a-3)x2+alnx2=(x1+x2)22-x1x2+(a-3)(x1+x2)+alnx1x2=(3-a)22-a+(a-3)(3-a)+alna=alna-a22+2a-92,令g(a)=alna-

a22+2a-92,其中0<a<1.故g′(a)=lna-a+3,令h(a)=g′(a)=lna-a+3,h′(a)=1a-1>0,h(a)在(0,1)上单调递增.由于h(e-3)=-2e-3<0,h(1)=2>0,所以存在常数t∈(e-3,1),使得h(t)=

0,即lnt-t+3=0,lnt=t-3.且当a∈(0,t)时,h(a)=g′(a)<0,g(a)在(0,t)上单调递减;当a∈(t,1)时,h(a)=g′(a)>0,g(a)在(t,1)上单调递增,所以当0<a<1时,g(a)≥g(t)=tlnt-t22+2t-92=t

(t-3)-t22+2t-92=t22-t-92又t∈(e-3,1),t22-t-92=12(t-1)2-5>-5,所以g(a)>-5,即g(a)+5>0.故f(x1)+f(x2)+5>0得证.

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