专题01 函数与导数(数学文化)(解析版).docx
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- 专题01 函数与导数数学文化解析版 专题 01 函数 导数 数学 文化 解析
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1、专题01 函数与导数(数学文化)一、单选题1(2022春辽宁沈阳高二校联考期末)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,并构成一般不动点定理的基石,布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹布劳威尔(L. E. J. Brouwer),简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点函数”,下列为“不动点函数”的是()ABCD【答案】C【分析】根据题意逐个解方程判断即可【详解】解:对于A,由,得,即,方程无解,所以A不符合题意,对于B,由,得,即,方程无解,所以B不符合题意,对于C,由,得当时,即,解得或,所以此函数
2、为“不动点函数”,所以C正确,对于D,由,得,即,方程无解,所以D不符合题意,故选:C2(2023高一单元测试)上高中的小黑为弟弟解答九章算术中的一个题目:今有田,广15步,纵16步,此田面积有多少亩?翻译为:一块田地,宽15步,长16步,则这块田有多少亩?小黑忘记了亩与平方步之间的换算关系,只记得一亩约在200250平方步之间,则这块田地的亩数是()AB1CD2【答案】B【分析】先求出总的面积为(平方步),再转化为亩数为之间,对照四个选项,即可得到正确答案.【详解】总的面积为(平方步).因为一亩约在200250平方步之间,所以转化为亩数为之间,即之间,对照四个选项,只有B正确.故选:B3(2
3、021秋高一课时练习)圆的内接正方形的边长与圆的半径的比例称为白银比例,它在东方文化中的重要程度不亚于西方文化中的“黄金比例”山西应县释迦塔(即著名的应县木塔),是中国现存较为古老的木构塔式建筑该木塔总高度与顶层檐柱柱头以下部分的高度之比与白银比例高度吻合已知木塔顶层檐柱柱头以下部分的高度为米,则应县木塔的总高度大约是()(参考数据:)A米B米C米D米【答案】C【分析】由题意,木塔总高度与顶层檐柱柱头以下部分的高度之比为,又,可估计【详解】设正方形的边长为,圆的半径为,则,易知白银比例为因为,所以,故排除A,B,D故选:C4(2022秋江苏扬州高一扬州中学校考阶段练习)国棋起源于中国,春秋战国
4、时期已有记载,隋唐时经朝鲜传入日本,后流传到欧美各国.围棋蕴含着中华文化的丰富内涵,它是中国文化与文明的体现.围棋使用方形格状棋盘及黑白二色圆形棋子进行对弈,棋盘上有纵横各19条线段形成361个交叉点,棋子走在交叉点上,双方交替行棋,落子后不能移动,以围地多者为胜.围棋状态空间的复杂度上限为,据资料显示宇宙中可观测物质原子总数约为,则下列数中最接近数值的是()(参考数据:)ABCD【答案】D【分析】利用对数的运算法则计算后可得【详解】,因此最接近于故选:D5(2021秋江苏高一专题练习)据中国地震台网测定,2021年9月16日4时33分,四川省泸州市泸县发生里氏级地震.已知地震时释放出的能量(
5、单位:焦耳)与地震里氏震级之间的关系为.据此测算,2021年3月20日17时09分在日本本州东岸近海发生的级地震所释放出的能量,约是该次泸县地震所释放出来的能量的多少倍?(精确到;参考数据:)()ABCD【答案】C【分析】利用指对数的互化可得分别求两次地震的能量,再应用指数的运算性质求地震能量的倍数.【详解】由题设,四川省泸州市泸县发生里氏级地震的能量为,日本本州东岸近海发生的级地震的能量为,.故选:C6(2022秋四川成都高三校考开学考试)美国生物学家和人口统计学家雷蒙德皮尔提出一种能较好地描述生物生长规律的生长曲线,称为“皮尔曲线”,常用的“皮尔曲线”的函数解析式可以简化为(,)的形式.已
6、知()描述的是一种果树的高度随着时间x(单位:年)变化的规律,若刚栽种时该果树的高为,经过一年,该果树的高为,则该果树的高度超过,至少需要()附:A3年B4年C5年D6年【答案】B【分析】首先根据已知条件求出,然后求不等式即可.【详解】由题意可知,故, 由,解得,故该果树的高度超过,至少需要4年.故选:B.7(2021秋江苏南通高三统考阶段练习)开普勒,德国天文学家、数学家,他发现了八大行星与海王星的运动规律:它们公转时间的平方与离太阳平均距离的立方成正比,已知天王星离太阳的平均距离是土星离太阳平均距离的2倍,土星的公转时间约为,则天王星的公转时间约为()ABCD【答案】B【分析】设天王星和土
7、星的公转时间为分别为和,距离太阳的平均距离为和,根据,结合已知条件即可求解.【详解】设天王星的公转时间为,距离太阳的平均距离为,土星的公转时间为,距离太阳的平均距离为,由题意知:,所以,所以,故选:B.8(2021秋广东东莞高一校考阶段练习)中国古代十进制的算筹计数法在世界数学史上是一个伟大的创造.据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年,算筹计数的方法是:个位百位万位的数按纵式的数码摆出:十位千位十万位的数按横式的数码摆出.如7738可用算筹表示.纵式横式1-9这9个数字的纵式与横式的表示数码如图所示,则图片表示的结果和下列相同的是()ABCD【答案】B【分析】根据题意,判断出表示的数字,
8、然后考察各选项计算后的值是否符合.【详解】根据题意,判断出表示的数字为729,不符合题意;,符合题意;个位数字为1,不符合题意;,不符合题意.故选:B9(2022秋辽宁朝阳高一建平县实验中学校考期中)中文“函数(function)”一词,最早是由近代数学家李善兰翻译出来的,之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,即函数指一个量随着另一个量的变化而变化,下列四组函数,表示同一函数的是()A,B与C与D,【答案】C【分析】根据给定条件结合同一函数的意义逐一分析各选项即可判断作答.【详解】对于A,函数定义域是R,定义域是,A不是;对于B,函数定义域是R,定义域是Z,B
9、不是;对于C,函数定义域R,定义域是R,与的对应法则相同,C是;对于D,函数定义域是,定义域是,D不是.故选:C10(2022秋山东烟台高三校考阶段练习)质数也叫素数,17世纪法国数学家马林-梅森曾对“”(p是素数)型素数进行过较系统而深入的研究,因此数学界将“”(p是素数)形式的素数称为梅森素数已知第12个梅森素数为,第14个梅森素数为,则下列各数中与最接近的数为()参考数据:ABCD【答案】C【分析】近似化简,结合对数运算求得正确答案.【详解】,令,两边同时取常用对数得,结合选项知与最接近的数为.故选:C11(2022贵州贵阳高三贵阳一中校考阶段练习)辛亥革命发生在辛亥年,戊戌变法发生在戊
10、戌年.辛亥年、戊戌年这些都是我国古代的一种纪年方法.甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十个符号叫天干;子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二个符号叫地支.按天干地支顺序相组配用来纪年叫干支纪年法.例如:天干中“甲”和地支中“子”相配即为“甲子年”,天干中“乙”和地支中“丑”相配即为“乙丑年”,以此纪年法恰好六十年一循环.那么下列干支纪年法纪年错误项是 ()A庚子年B丙卯年C癸亥年D戊申年【答案】B【分析】根据干支纪年法的规则判断【详解】干支纪年法中年份相当于第一排把10个天干按顺序排列6次(共60个),第二排把12个地支排列5次(共60个),然后上下组合成一个年份所有年份如下表
11、所示:1-10 甲子 乙丑 丙寅 丁卯 戊辰 己巳 庚午 辛未 壬申 癸酉11-20 甲戌 乙亥 丙子 丁丑 戊寅 己卯 庚辰辛巳 壬午 癸未21-30 甲申 乙酉 丙戌 丁亥 戊子 己丑 庚寅辛卯 壬辰 癸巳31-40甲午乙未 丙申 丁酉 戊戌 己亥 庚子 辛丑 壬寅 癸卯41-50甲辰 乙巳 丙午 丁未 戊申 己酉 庚戌 辛亥 壬子 癸丑51-60甲寅 乙卯 丙辰 丁巳 戊午 己未 庚申 辛酉 壬戌 癸亥故B错误,故选:B12(2022秋湖南怀化高一统考期末)缪天荣,浙江人,著名眼科专家、我国眼视光学的开拓者.上世纪年代,我国使用“国际标准视力表”检测视力,采用“小数记录法”记录视力数据,
12、缪天荣发现其中存在不少缺陷.经过年苦心研究,年,他成功研制出“对数视力表”及“分记录法”.这是一种既符合视力生理又便于统计和计算的视力检测系统,使中国的眼视光学研究站在了世界的巅峰.“分记录法”将视力和视角(单位:)设定为对数关系:.如图,标准对数视力表中最大视标的视角为,则对应的视力为.若小明能看清的某行视标的大小是最大视标的(相应的视角为),取,则其视力用“分记录法”记录()ABCD【答案】C【分析】将代入,求出的值,即可得解.【详解】将代入函数解析式可得.故选:C.13(2022全国高三专题练习)瑞典著名物理化学家阿伦尼乌斯通过大量实验获得了化学反应速率常数随温度变化的实测数据,利用回归
13、分析的方法得出著名的阿伦尼乌斯方程:,其中为反应速率常数,为摩尔气体常量,为热力学温度,为反应活化能,为阿伦尼乌斯常数对于某一化学反应,若热力学温度分别为和时,反应速率常数分别为和(此过程中与的值保持不变),经计算,若,则()ABCD【答案】A【分析】先由题意表示出和,再由指数运算求出,最后由对数运算求解即可.【详解】由题意知:,则.故选:A.14(2023全国高三专题练习)随着社会的发展,人与人的交流变得广泛,信息的拾取、传输和处理变得频繁,这对信息技术的要求越来越高,无线电波的技术也越来越成熟其中电磁波在空间中自由传播时能量损耗满足传输公式:,其中D为传输距离,单位是km,F为载波频率,单
14、位是MHz,L为传输损耗(亦称衰减),单位为dB若载波频率增加了1倍,传输损耗增加了18dB,则传输距离增加了约(参考数据:,)()A1倍B2倍C3倍D4倍【答案】C【分析】由题,由前后两传输公式做差,结合题设数量关系及对数运算,即可得出结果【详解】设是变化后的传输损耗,是变化后的载波频率,是变化后的传输距离,则,则,即,从而,即传输距离增加了约3倍,故选:C15(2022辽宁抚顺市第二中学校联考三模)一热水放在常温环境下经过t分钟后的温度T将合公式:,其中是环境温度,为热水的初始温度,h称为半衰期一杯85的热水,放置在25的房间中,如果热水降温到55,需要10分钟,则一杯100的热水放置在2
15、5的房间中,欲降温到55,大约需要多少分钟?()()A11.3B13.2C15.6D17.1【答案】B【分析】依题意求出半衰期,再把的值代入利用换底公式计算,即可求出结果【详解】解:根据题意,即,解得,即,所以,所以;故选:B16(2022春安徽宣城高二安徽省宣城中学统考期末)我国古代数学典籍九章算术第七章“盈不足”中有一道两鼠穿墙问题:“今有垣厚五尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠亦日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何日相逢?”,意思是:有五尺厚的墙,两只老鼠从墙的两边相对分别打洞穿墙,大小鼠第一天都进一尺,以后每天大鼠加倍,小鼠减半,则在第几天两鼠相遇?这个问题体现了古代对数列问题的研究,现将
16、墙的厚度改为10尺,则在第()天墙才能被打穿?A3B4C5D6【答案】B【分析】设需要n天时间才能打穿,结合题设列不等式并整理得,令,利用函数零点存在性定理及函数单调性即可求出结果【详解】解:设需要n天时间才能打穿,则,化简并整理得,令,则;,又在单调递增,在内存在一个零点, 至少需要4天时间才能打通故选:B17(2022陕西渭南统考一模)中国的技术领先世界,技术的数学原理之一便是著名的香农公式:.它表示:在受噪声干扰的信道中,最大信息传递速度取决于信道带宽信道内信号的平均功率信道内部的高斯噪声功率的大小.其中叫做信噪比,当信噪比较大时,公式中真数中的可以忽略不计.按照香农公式,若不改变带宽,
17、而将信噪比从提升至,则的增长率为()(,)ABCD【答案】C【分析】根据所给公式、及对数的运算法则代入计算可得;【详解】解:当时,当时, 的增长率约为.故选:C18(2022高一课时练习)数学家欧拉曾得到这样的结论:小于数字的素数个数可以表示为根据欧拉得出的结论,可估计以内的素数的个数为()(注:素数即质数,)A2172B4343C869D8686【答案】D【分析】根据所给函数代入,化简求值即可.【详解】故选:D19(2022全国高三专题练习)中国古代十进位制的算筹记数法在世界数学史上是一个伟大的创造据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年,算筹记数的方法是:个位、百位、万位的数按纵式的数码
18、摆出;十位、千位、十万位的数按横式的数码摆出如7738可用算筹表示为1-9这9个数字的纵式与横式的表示数码如上图所示,则的运算结果可用算筹表示为()ABCD【答案】D【分析】利用对指数运算算出的结果,再对照题中数码即可得到结果.【详解】因为,对照题中数码,注意纵式与横式,即可得到答案D.故选:D.20(2022秋河北邢台高一邢台一中校考阶段练习)17世纪,苏格兰数学加皮纳尔在研究天文学过程中,为了简化大数运算,发明了对数,对数的思想方法即把乘方、乘法运算转化为乘法、加法运算,从而简化运算过程.数学家拉普朗斯称赞“对数的发明在实效上等于把天文学家的寿命延长了许多倍”,现代物理学之父伽利略评价“给
19、我空间、时间及对数,我可以创造一个宇宙”.已知,则所在的区间为()ABCD【答案】C【分析】根据指数式与对数式的互化公式,结合已知数据、对数的运算公式进行求解即可.【详解】设,故选:C21(2022秋北京海淀高三北大附中校考阶段练习)成书于约两千多年前的我国古代数学典籍九章算术中记载了通过加减消元求解元一次方程组的算法,直到拥有超强算力计算机的今天,这仍然是一种效率极高的算法.按照这种算法,求解元一次方程组大约需要对实系数进行(为给定常数)次计算.1949年,经济学家莱昂提夫为研究“投入产出模型”(该工作后来获得1973年诺贝尔经济学奖),利用当时的计算机求解一个42元一次方程组,花了约56机
20、时.事实上,他的原始模型包含500个未知数,受限于机器算力而不得不进行化简以减少未知数.如果不进行化简,根据未知数个数估计所需机时,结果最接近于()A机时B机时C机时D机时【答案】C【分析】设1机时能进行a次计算,由题意得,设所需机时为t,得出,两式相比,可得,化间计算可得答案.【详解】设1机时能进行a次计算,则由题意得,原始模型包含500个未知数,如果不进行化简,设所需机时为t,则,故 ,故结果最接近于机时,故选:C22(2021秋陕西渭南高一统考期中)把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是(),空气的温度是(),经过t分钟后物体的温度T()可由公式求得.把温度是的物体,放在的空气中冷
21、却t分钟后,物体的温度是,那么t的值约等于(参考数据:,)()A1.76B2.76C2.98D4.40【答案】B【分析】根据所给数据代入方程即可求得结果.【详解】由题可知:,代入方程得:,即,两边取对数得:,而,故,解得:.故选:B23(2021秋陕西榆林高一陕西省神木中学校考阶段练习)中国清朝数学家李善兰在1859年翻译代数学中首次将“function”译做:“函数”,沿用至今,为什么这么翻译,书中解释说“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”.已知集合,给出下列四个对应法则,请由函数定义判断,其中能构成从到的函数的是()ABCD【答案】C【分析】对ABD利用特殊值即可判断;对C利用函数的定
22、义逐一验证即可.【详解】对于A,当时,故A错误;对于B,当时,故B错误;对于C,当时,当时,当时,当时,即任取,总有,故C正确;对于D中,当时,故D错误故选:C24(2021秋江苏扬州高三校考期中)我国著名数学家华罗庚先生曾说:数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休在数学的学习和研究中我们常用函数的图象来研究函数的性质,也常用函数的解析式来琢磨函数的图象的特征函数的部分图象大致为()ABCD【答案】B【分析】求出函数的定义域,由此排除部分选项,再探讨上的函数值符号即可判断作答.【详解】由得:且,当时,当时,于是得函数的定义域为,结合定义域及图象,选项A,D不正确;当时,
23、单调递增,则,即,而,因此有,显然选项C不正确,选项B满足.故选:B25(2023全国高三专题练习)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,也称取整函数,例如:,.已知,则函数的值域为()AB,C,D,0,【答案】B【分析】利用常数分离法将原函数解析式化为,然后分析函数的值域,再根据高斯函数的含义确定的值域.【详解】,或0,的值域为,.故选:B.26(2021江苏高二专题练习)我们把分子、分母同时趋近于0的分式结构称为型,比如:当时,的极限即为型.两个无穷小之比的极限可能存在,也可能不存在,为此
24、,洛必达在1696年提出洛必达法则:在一定条件下通过对分子、分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.如:,则()A0BC1D2【答案】B【分析】判定当时,的极限即为型,再利用给定法则计算即可得解.【详解】显然,当时,的极限即为型,所以:.故选:B27(2022秋河南驻马店高一校考期中)意大利画家达芬奇提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题”,其中双曲余弦函数.就是一种特殊的悬链线函数.其函数表达式为,相应的双曲正弦函数的表达式为.设函数,若实数满足不等式,则的取值范围为()ABCD【答案】A【分析】由题可判断为奇函数,且在上为增
25、函数,所以不等式化为,利用单调性即可求解.【详解】由题意可知,的定义域为,为奇函数,且在上为减函数,由复合函数的单调性可知在上为增函数.,.故选:.28(2022全国高三专题练习)高斯是世界著名的数学家之一,他一生成就极为丰硕仅以他的名字“高斯”命名的成果就多达110个,为数学家中之最对于高斯函数,其中表示不超过的最大整数,如,表示实数的非负纯小数,即,如,若函数(,且)有且仅有 个不同的零点,则实数的取值范围是()ABCD【答案】D【分析】将函数的零点问题转化为的图象与函数的图象有且仅有个交点的问题,根据高斯函数的定义,求出的解析式,作出其图象,数形结合即可得参数的取值范围【详解】函数有且仅
26、有3个零点,即的图象与函数的图象有且仅有个交点而,画出函数的图象,易知当时,与的图象最多有1个交点,故,作出函数的大致图象,结合题意可得,解得:,所以实数的取值范围是,故选:D29(2022全国高三专题练习)十八世纪,数学家泰勒发现了公式,其中,若,下列选项中与的值最接近的是()ABCD【答案】A【分析】已知式两边同时求导,然后令代入,并结合角的变换,诱导公式变形可得【详解】因为,所以,令得,即故选:A30(2022秋江苏镇江高三江苏省丹阳高级中学校联考阶段练习)意大利著名天文学家伽利略曾错误地猜测链条自然下垂时的形状是抛物线直到1690年,雅各布伯努利正式提出该问题为“悬链线”问题并向数学界
27、征求答案1691年他的弟弟约翰伯努利和菜布尼兹、惠更斯三人各自都得到了正确答案,给出悬链线的数学表达式为双曲余弦型函数:(e为自然对数的底数)当a=2时,记,则p,m,n的大小关系为()ABCD【答案】B【分析】利用定义判断函数的奇偶性,再利用导数得到函数在区间上单调递增,分析即得解【详解】由题意知,当a=2时,定义域为,且故为偶函数又,当时,即函数在区间上单调递增因为,又,所以,即故选:B31(2022天津滨海新天津市滨海新区塘沽第一中学校考模拟预测)我国著名数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休”在数学的学习和研究中,常用函数的图象来研究函数的性
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