课时跟踪检测(四) 排列的综合应用答案
高中数学 课时跟踪训练(三)排列的应用 北师大版选修23

课时跟踪训练(三) 排列的应用1.6个人站成一排,甲、乙、丙3人必须站在一起的所有排列的总数为( )A.A66B.3A33C.A33·A33D.A44·A332.(北京高考)从0,2中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为( )A.24 B.18C.12 D.63.由数字1,2,3,4,5组成的所有没有重复数字的5位数中,大于23 145且小于43 521的数共有( )A.56个B.57个C.58个D.60个4.(辽宁高考)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( ) A.144 B.120C.72 D.245.(大纲全国卷)6个人排成一行,其中甲、乙两人不相邻的不同排法共有________种.(用数字作答)6.有A,B,C,D,E五位学生参加网页设计比赛,决出了第一到第五的名次,A,B两位学生去问成绩,老师对A说:“你的名次不知道,但肯定没得第一名”;又对B说:“你是第三名”.请你分析一下,这五位学生的名次排列共有________种不同的可能.7.由A,B,C等7人担任班级的7个班委.(1)若正、副班长两职只能由这三人中选两人担任,有多少种分工方案?(2)若正、副班长两职至少要选三人中的1人担任,有多少种分工方案?8.如图,某伞厂生产的“太阳”牌太阳伞蓬是由太阳光的七种颜色组成的,七种颜色分别涂在伞蓬的八个区域内,且恰有一种颜色涂在相对区域内,则不同的颜色图案的此类太阳伞至多有多少种?答案1.选D 甲、乙、丙3人站在一起有A33种站法,把3人作为一个元素与其他3人排列有A44种,共有A33·A44种.2.选B 若选0,则0只能在十位,此时组成的奇数的个数是A23;若选2,则2只能在十位或百位,此时组成的奇数的个数是2×A23=12,根据分类加法计数原理得总个数为6+12=18.3.选C 首位为3时,有A44=24个;首位为2时,千位为3,则有A12A22+1=5个,千位为4或5时有A12A33=12个;首位为4时,千位为1或2有A12A33=12个,千位为3时,有A12A22+1=5个.由分类加法计数原理知,共有符合条件的数字24+5+12+12+5=58(个).4.选D 剩余的3个座位共有4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A34=4×3×2=24.5.解析:法一:先把除甲、乙外的4个人全排列,共有A44种方法.再把甲、乙两人插入这4人形成的五个空位中的两个,共有A25种不同的方法.故所有不同的排法共有A44·A25=24×20=480(种).法二:6人排成一行,所有不同的排法有A66=720(种),其中甲、乙相邻的所有不同的排法有A55A22=240(种),所以甲、乙不相邻的不同排法共有720-240=480(种).答案:4806.解析:先安排B有1种方法,再安排A有3种方法,最后安排C,D,E共A33种方法.由分步乘法计数原理知共有3A33=18种方法.答案:187.解:(1)先安排正、副班长有A23种方法,再安排其余职务有A55种方法,依分步乘法计数原理,共有A23A55=720种分工方案.(2)7人的任意分工方案有A 77种,A ,B ,C 三人中无一人任正、副班长的分工方案有A 24A 55种,因此A ,B ,C 三人中至少有1人任正、副班长的方案有A 77-A 24A 55=3 600种.8.解:如图,对8个区域进行编号,任选一组对称区域(如1与5)同色,用7种颜色涂8个区域的不同涂法有7!种,又由于1与5,2与6,3与7,4与8是对称的,通过旋转后5,6,7,8,1,2,3,4与1,2,3,4,5,6,7,8是同一种涂色,即重复染色2次,故此种图案至多有7!2=2 520种.。
2020高中数学 检测(四)复合函数求导及应用(含解析)2-2

课时跟踪检测(四)复合函数求导及应用一、题组对点训练对点练一简单复合函数求导问题1.y=cos3x的导数是()A.y′=-3cos2x sin x B.y′=-3cos2xC.y′=-3sin2x D.y′=-3cos x sin2x解析:选A 令t=cos x,则y=t3,y′=y t′·t x′=3t2·(-sin x)=-3cos2x sin x。
2.求下列函数的导数.(1)y=ln(e x+x2);(2)y=102x+3;(3)y=sin4x+cos4x。
解:(1)令u=e x+x2,则y=ln u.∴y′x=y′u·u′x=错误!·(e x+x2)′=错误!·(e x+2x)=错误!。
(2)令u=2x+3,则y=10u,∴y′x=y′u·u′x=10u·ln 10·(2x+3)′=2×102x+3ln 10。
(3)y=sin4x+cos4x=(sin2x+cos2x)2-2sin2x·cos2x=1-12sin22x=1-错误!(1-cos 4x)=错误!+错误!cos 4x.所以y′=错误!′=-sin 4x。
对点练二复合函数与导数运算法则的综合应用3.函数y=x2cos 2x的导数为( )A.y′=2x cos 2x-x2sin 2x B.y′=2x cos 2x-2x2sin 2xC.y′=x2cos 2x-2x sin 2x D.y′=2x cos 2x+2x2sin 2x解析:选B y′=(x2)′cos 2x+x2(cos 2x)′=2x cos 2x+x2(-sin 2x)·(2x)′=2x cos 2x-2x2sin 2x。
4.函数y=x ln(2x+5)的导数为()A.ln(2x+5)-错误!B.ln(2x+5)+错误!C.2x ln(2x+5) D.错误!解析:选B y′=[x ln(2x+5)]′=x′ln(2x+5)+x[ln(2x+5)]′=ln(2x+5)+x·12x+5·(2x+5)′=ln(2x+5)+错误!。
排列数_精品文档

[微提醒] 在连乘形式的排列数公式中,当 m,n 是较复杂的含有字母的式子 时,容易把最后一个因式写错,这时要先确定首尾两个数.如 Akk-+24,第一个数是 k+4,最后一个数是(k+4)-(k-2)+1=7,即 Akk-+24=(k+4)×(k+3)×…×7.
2.全排列 把 n 个不同的元素全部取出的一个排列,叫做 n 个元素的一个全排列,此时 m=n,即有 Ann =n×(n-1)×… ×3×2×1,叫做 n 的阶乘,用 n!表示.
3.排列数公式 (1)乘积形式:Amn = n(n-1)(n-2)…(n-m+1) .(这里 n,m∈N *且 m≤n)
[对点练清]
1.3名男生和3名女生排成一排,男生不相邻的排法有
()
A.144 种 B.90 种
C.260种
D.120 种
解析:可将 3 名女生优先排好,有 A33种排法,让 3 个男生去插空,有 A34种方 法,故共有 A33·A34=144 种. 答案:A
2.从6名短跑运动员中选出4人参加4×100 m接力赛,甲不能跑第一棒和第四棒, 问共有多少种参赛方案?
N *且 m≤n 这些限制条件.在解出方程或不等式后,要进行检验,把不合题意
的解舍掉.
[对点练清] 1.满足方程 A42x+1=140A3x的 x 的集合为________.
解析:由题意可知x2≥x+31≥4, 得 x≥3 且 x∈N *,
所以 A42x+1=140 A3x可化为(2x+1)(2x)(2x-1)(2x-2)=140x(x-1)(x-2),化简得 4x2-35x+69=0,解得 x=3 或 x=243(舍去),所以原方程的解集为{3}. 答案:{3}
2020年高中数学课时跟踪检测含解析(全一册)新人教A版

2020年高中数学课时跟踪检测含解析新人教A版课时跟踪检测一变化率问题导数的概念课时跟踪检测二导数的几何意义课时跟踪检测三几个常用函数的导数基本初等函数的导数公式及导数的运算法则课时跟踪检测四复合函数求导及应用课时跟踪检测五函数的单调性与导数课时跟踪检测六函数的极值与导数课时跟踪检测七函数的最大小值与导数课时跟踪检测八生活中的优化问题举例课时跟踪检测九定积分的概念课时跟踪检测十微积分基本定理课时跟踪检测十一定积分的简单应用课时跟踪检测十二合情推理课时跟踪检测十三演绎推理课时跟踪检测十四综合法和分析法课时跟踪检测十五反证法课时跟踪检测十六数学归纳法课时跟踪检测十七数系的扩充和复数的概念课时跟踪检测十八 复数的几何意义课时跟踪检测十九 复数代数形式的加减运算及其几何意义 课时跟踪检测二十 复数代数形式的乘除运算课时跟踪检测(一) 变化率问题、导数的概念一、题组对点训练对点练一 函数的平均变化率1.如果函数y =ax +b 在区间[1,2]上的平均变化率为3,则a =( ) A .-3 B .2 C .3 D .-2解析:选C 根据平均变化率的定义,可知Δy Δx =(2a +b )-(a +b )2-1=a =3.2.若函数f (x )=-x 2+10的图象上一点⎝ ⎛⎭⎪⎫32,314及邻近一点⎝ ⎛⎭⎪⎫32+Δx ,314+Δy ,则Δy Δx =( )A .3B .-3C .-3-(Δx )2D .-Δx -3解析:选D ∵Δy =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+Δx -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=-3Δx -(Δx )2,∴Δy Δx =-3Δx -(Δx )2Δx =-3-Δx . 3.求函数y =f (x )=1x在区间[1,1+Δx ]内的平均变化率.解:∵Δy =f (1+Δx )-f (1)=11+Δx-1=1-1+Δx 1+Δx =1-(1+Δx )(1+1+Δx )1+Δx=-Δx(1+1+Δx )1+Δx, ∴Δy Δx =-1(1+1+Δx )1+Δx. 对点练二 求瞬时速度4.某物体的运动路程s (单位:m)与时间t (单位:s)的关系可用函数s (t )=t 3-2表示,则此物体在t =1 s 时的瞬时速度(单位:m/s)为( )A .1B .3C .-1D .0 答案:B5.求第4题中的物体在t 0时的瞬时速度. 解:物体在t 0时的平均速度为v =s (t 0+Δt )-s (t 0)Δt=(t 0+Δt )3-2-(t 30-2)Δt =3t 20Δt +3t 0(Δt )2+(Δt )3Δt=3t 20+3t 0Δt +(Δt )2.因为lim Δt →0 [3t 20+3t 0Δt +(Δt )2]=3t 20,故此物体在t =t 0时的瞬时速度为3t 20 m/s. 6.若第4题中的物体在t 0时刻的瞬时速度为27 m/s,求t 0的值.解:由v =s (t 0+Δt )-s (t 0)Δt =(t 0+Δt )3-2-(t 30-2)Δt=3t 20Δt +3t 0(Δt )2+(Δt )3Δt =3t 20+3t 0Δt +(Δt )2,因为lim Δt →0 [3t 20+3t 0Δt +(Δt )2]=3t 20. 所以由3t 20=27,解得t 0=±3, 因为t 0>0,故t 0=3,所以物体在3 s 时的瞬时速度为27 m/s. 对点练三 利用定义求函数在某一点处的导数 7.设函数f (x )可导,则lim Δx →0 f (1+3Δx )-f (1)3Δx等于( )A .f ′(1)B .3f ′(1)C .13f ′(1) D .f ′(3)解析:选A lim Δx →0f (1+3Δx )-f (1)3Δx=f ′(1).8.设函数f (x )=ax +3,若f ′(1)=3,则a 等于( ) A .2 B .-2 C .3 D .-3 解析:选C ∵f ′(1)=lim Δx →0 f (1+Δx )-f (1)Δx=lim Δx →0a (1+Δx )+3-(a +3)Δx=a ,∴a =3.9.求函数f (x )=x 在x =1处的导数f ′(1).解:由导数的定义知,函数在x =1处的导数f ′(1)=lim Δx →0f (1+Δx )-f (1)Δx,而f (1+Δx )-f (1)Δx =1+Δx -1Δx =11+Δx +1,又lim Δx →0 11+Δx +1=12,所以f ′(1)=12.二、综合过关训练1.若f (x )在x =x 0处存在导数,则lim h →0 f (x 0+h )-f (x 0)h( )A .与x 0,h 都有关B .仅与x 0有关,而与h 无关C .仅与h 有关,而与x 0无关D .以上答案都不对解析:选B 由导数的定义知,函数在x =x 0处的导数只与x 0有关.2.函数y =x 2在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率为k 1,在x 0-Δx 到x 0之间的平均变化率为k 2,则k 1与k 2的大小关系为( )A .k 1>k 2B .k 2<k 2C .k 1=k 2D .不确定解析:选D k 1=f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =(x 0+Δx )2-x 20Δx=2x 0+Δx ;k 2=f (x 0)-f (x 0-Δx )Δx =x 20-(x 0-Δx )2Δx=2x 0-Δx .因为Δx 可正也可负,所以k 1与k 2的大小关系不确定. 3.A ,B 两机关开展节能活动,活动开始后两机关的用电量W 1(t ),W 2(t )与时间t (天)的关系如图所示,则一定有( )A .两机关节能效果一样好B .A 机关比B 机关节能效果好C .A 机关的用电量在[0,t 0]上的平均变化率比B 机关的用电量在[0,t 0]上的平均变化率大D .A 机关与B 机关自节能以来用电量总是一样大解析:选B 由题图可知,A 机关所对应的图象比较陡峭,B 机关所对应的图象比较平缓,且用电量在[0,t 0]上的平均变化率都小于0,故一定有A 机关比B 机关节能效果好.4.一个物体的运动方程为s =1-t +t 2,其中s 的单位是:m,t 的单位是:s,那么物体在3 s 末的瞬时速度是( )A .7 m/sB .6 m/sC .5 m/sD .8 m/s解析:选C ∵Δs Δt =1-(3+Δt )+(3+Δt )2-(1-3+32)Δt=5+Δt ,∴lim Δt →0 Δs Δt =lim Δt →0 (5+Δt )=5 (m/s). 5.如图是函数y =f (x )的图象,则(1)函数f (x )在区间[-1,1]上的平均变化率为________; (2)函数f (x )在区间[0,2]上的平均变化率为________. 解析:(1)函数f (x )在区间[-1,1]上的平均变化率为f (1)-f (-1)1-(-1)=2-12=12.(2)由函数f (x )的图象知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +32,-1≤x ≤1,x +1,1<x ≤3.所以,函数f (x )在区间[0,2]上的平均变化率为f (2)-f (0)2-0=3-322=34.答案:(1)12 (2)346.函数y =-1x在点x =4处的导数是________.解析:∵Δy =-14+Δx+14=12-14+Δx =4+Δx -224+Δx =Δx24+Δx (4+Δx +2). ∴Δy Δx =124+Δx (4+Δx +2). ∴lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0124+Δx (4+Δx +2) =12×4×(4+2)=116.∴y ′|x =4=116.答案:1167.一做直线运动的物体,其位移s 与时间t 的关系是s =3t -t 2(位移:m ;时间:s). (1)求此物体的初速度;(2)求此物体在t =2时的瞬时速度; (3)求t =0到t =2时平均速度.解:(1)初速度v 0=lim Δt →0 s (Δt )-s (0)Δt =lim Δt →0 3Δt -(Δt 2)Δt=lim Δt →0 (3-Δt )=3(m/s). 即物体的初速度为3 m/s. (2)v =lim Δt →0s (2+Δt )-s (2)Δt=lim Δt →0 3(2+Δt )-(2+Δt )2-(3×2-4)Δt=lim Δt →0 -(Δt )2-Δt Δt =lim Δt →0 (-Δt -1)=-1(m/s). 即此物体在t =2时的瞬时速度为1 m/s,方向与初速度相反. (3)v =s (2)-s (0)2-0=6-4-02=1(m/s).即t =0到t =2时的平均速度为1 m/s.8.若函数f (x )=-x 2+x 在[2,2+Δx ](Δx >0)上的平均变化率不大于-1,求Δx 的范围.解:因为函数f (x )在[2,2+Δx ]上的平均变化率为: Δy Δx =f (2+Δx )-f (2)Δx=-(2+Δx )2+(2+Δx )-(-4+2)Δx=-4Δx +Δx -(Δx )2Δx =-3-Δx ,所以由-3-Δx ≤-1, 得Δx ≥-2. 又因为Δx >0,即Δx 的取值范围是(0,+∞).课时跟踪检测(二) 导数的几何意义一、题组对点训练对点练一 求曲线的切线方程1.曲线y =x 3+11在点(1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标是( ) A .-9 B .-3 C .9 D .15解析:选C ∵切线的斜率k =lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 (1+Δx )3+11-12Δx =lim Δx →0 1+3·Δx +3·(Δx )2+(Δx )3-1Δx =lim Δx →0[3+3(Δx )+(Δx )2]=3, ∴切线的方程为y -12=3(x -1). 令x =0得y =12-3=9.2.求曲线y =1x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2的切线方程.解:因为y ′=lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 1x +Δx -1x Δx =lim Δx →0 -1x 2+x ·Δx =-1x 2, 所以曲线在点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2的切线斜率为k =y ′|x =12=-4.故所求切线方程为y -2=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,即4x +y -4=0.对点练二 求切点坐标3.若曲线y =x 2+ax +b 在点(0,b )处的切线方程是x -y +1=0,则( ) A .a =1,b =1 B .a =-1,b =1 C .a =1,b =-1D .a =-1,b =-1解析:选A ∵点(0,b )在直线x -y +1=0上,∴b =1. 又y ′=lim Δx →0 (x +Δx )2+a (x +Δx )+1-x 2-ax -1Δx =2x +a , ∴过点(0,b )的切线的斜率为y ′|x =0=a =1.4.已知曲线y =2x 2+4x 在点P 处的切线斜率为16,则点P 坐标为________. 解析:设P (x 0,2x 20+4x 0),则f ′(x 0)=lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =lim Δx →0 2(Δx )2+4x 0Δx +4ΔxΔx=4x 0+4, 又∵f ′(x 0)=16,∴4x 0+4=16,∴x 0=3,∴P (3,30). 答案:(3,30)5.曲线y =f (x )=x 2的切线分别满足下列条件,求出切点的坐标. (1)平行于直线y =4x -5; (2)垂直于直线2x -6y +5=0; (3)切线的倾斜角为135°.解:f ′(x )=lim Δx →0 f (x +Δx )-f (x )Δx =lim Δx →0(x +Δx )2-x2Δx=2x , 设P (x 0,y 0)是满足条件的点.(1)∵切线与直线y =4x -5平行,∴2x 0=4,∴x 0=2,y 0=4,即P (2,4),显然P (2,4)不在直线y =4x -5上,∴符合题意.(2)∵切线与直线2x -6y +5=0垂直,∴2x 0·13=-1,∴x 0=-32,y 0=94,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,94.(3)∵切线的倾斜角为135°,∴其斜率为-1,即2x 0=-1,∴x 0=-12,y 0=14,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,14. 对点练三 导数几何意义的应用 6.下面说法正确的是( )A .若f ′(x 0)不存在,则曲线y =f (x )点(x 0,f (x 0))处没有切线B .若曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处有切线,则f ′(x 0)必存在C .若f ′(x 0)不存在,则曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线斜率不存在D .若曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处没有切线,则f ′(x 0)有可能存在解析:选C 根据导数的几何意义及切线的定义知曲线在(x 0,y 0)处有导数,则切线一定存在,但反之不一定成立,故A,B,D 错误.7.设曲线y =f (x )在某点处的导数值为0,则过曲线上该点的切线( ) A .垂直于x 轴B .垂直于y 轴C .既不垂直于x 轴也不垂直于y 轴D .方向不能确定解析:选B 由导数的几何意义知曲线f (x )在此点处的切线的斜率为0,故切线与y 轴垂直.8.如图所示,单位圆中弧AB 的长为x ,f (x )表示弧AB 与弦AB 所围成的弓形面积的2倍,则函数y =f (x )的图象是( )解析:选D 不妨设A 固定,B 从A 点出发绕圆周旋转一周,刚开始时x 很小,即弧AB 长度很小,这时给x 一个改变量Δx ,那么弦AB 与弧AB 所围成的弓形面积的改变量非常小,即弓形面积的变化较慢;当弦AB 接近于圆的直径时,同样给x 一个改变量Δx ,那么弧AB 与弦AB 所围成的弓形面积的改变量将较大,即弓形面积的变化较快;从直径的位置开始,随着B点的继续旋转,弓形面积的变化又由变化较快变为越来越慢.由上可知函数y =f (x )图象的上升趋势应该是首先比较平缓,然后变得比较陡峭,最后又变得比较平缓,对比各选项知D 正确.9.已知函数y =f (x )的图象如图所示, 则函数y =f ′(x )的图象可能是________(填序号).解析:由y =f (x )的图象及导数的几何意义可知,当x <0时f ′(x )>0,当x =0时,f ′(x )=0,当x >0时,f ′(x )<0,故②符合.答案:②二、综合过关训练1.函数f (x )的图象如图所示,则下列结论正确的是( ) A .0<f ′(a )<f ′(a +1)<f (a +1)-f (a ) B .0<f ′(a +1)<f (a +1)-f (a )<f ′(a ) C .0<f ′(a +1)<f ′(a )<f (a +1)-f (a ) D .0<f (a +1)-f (a )<f ′(a )<f ′(a +1)解析:选B f ′(a ),f ′(a +1)分别为曲线f (x )在x =a ,x =a +1处的切线的斜率,由题图可知f ′(a )>f ′(a +1)>0,而f (a +1)-f (a )=f (a +1)-f (a )(a +1)-a表示(a ,f (a ))与(a +1,f (a+1))两点连线的斜率,且在f ′(a )与f ′(a +1)之间.∴0<f ′(a +1)<f (a +1)-f (a )<f ′(a ).2.曲线y =1x -1在点P (2,1)处的切线的倾斜角为( ) A .π6 B .π4 C .π3 D .3π4解析:选D Δy =12+Δx -1-12-1=11+Δx -1=-Δx 1+Δx ,lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 -11+Δx =-1,斜率为-1,倾斜角为3π4.3.曲线y =x 3-2x +1在点(1,0)处的切线方程为( ) A .y =x -1 B .y =-x +1 C .y =2x -2D .y =-2x +2解析:选 A 由Δy =(1+Δx )3-2(1+Δx )+1-(1-2+1)=(Δx )3+3(Δx )2+Δx 得lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 (Δx )2+3Δx +1=1,所以在点(1,0)处的切线的斜率k =1,切线过点(1,0),根据直线的点斜式可得切线方程为y =x -1.4.设P 0为曲线f (x )=x 3+x -2上的点,且曲线在P 0处的切线平行于直线y =4x -1,则P 0点的坐标为( )A .(1,0)B .(2,8)C .(1,0)或(-1,-4)D .(2,8)或(-1,-4)解析:选C f ′(x )=lim Δx →0 (x +Δx )3+(x +Δx )-2-(x 3+x -2)Δx=lim Δx →0 (3x 2+1)Δx +3x (Δx )2+(Δx )3Δx =3x 2+1.由于曲线f (x )=x 3+x -2在P 0处的切线平行于直线y =4x -1,所以f (x )在P 0处的导数值等于4.设P 0(x 0,y 0),则有f ′(x 0)=3x 20+1=4,解得x 0=±1,P 0的坐标为(1,0)或(-1,-4).5.已知二次函数y =f (x )的图象如图所示,则y =f (x )在A 、B 两点处的导数f ′(a )与f ′(b )的大小关系为:f ′(a )________f ′(b )(填“<”或“>”).解析:f ′(a )与f ′(b )分别表示函数图象在点A 、B 处的切线斜率,故f ′(a )>f ′(b ).答案:>6.过点P (-1,2)且与曲线y =3x 2-4x +2在点M (1,1)处的切线平行的直线方程为____________.解析:曲线y =3x 2-4x +2在点M (1,1)处的切线斜率k =y ′|x =1=lim Δx →03(1+Δx )2-4(1+Δx )+2-3+4-2Δx=lim Δx →0 (3Δx +2)=2.所以过点 P (-1,2)的直线的斜率为2.由点斜式得y-2=2(x+1),即2x-y+4=0.所以所求直线方程为2x-y+4=0.答案:2x-y+4=07.甲、乙二人跑步的路程与时间关系以及百米赛跑路程和时间关系分别如图①②,试问:(1)甲、乙二人哪一个跑得快?(2)甲、乙二人百米赛跑,问快到终点时,谁跑得较快?解:(1)图①中乙的切线斜率比甲的切线斜率大,故乙跑得快;(2)图②中在快到终点时乙的瞬时速度大,故快到终点时,乙跑得快.8.“菊花”烟花是最壮观的烟花之一,制造时通常期望它在达到最高时爆裂.如果烟花距地面的高度h(m)与时间t(s)之间的关系式为h(t)=-4.9t2+14.7t.其示意图如图所示.根据图象,结合导数的几何意义解释烟花升空后的运动状况.解:如图,结合导数的几何意义,我们可以看出:在t=1.5 s附近曲线比较平坦,也就是说此时烟花的瞬时速度几乎为0,达到最高点并爆裂;在0~1.5 s之间,曲线在任何点的切线斜率大于0且切线的倾斜程度越来越小,也就是说烟花在达到最高点前,以越来越小的速度升空;在1.5 s后,曲线在任何点的切线斜率小于0且切线的倾斜程度越来越大,即烟花达到最高点后,以越来越大的速度下降,直到落地.课时跟踪检测(三) 几个常用函数的导数、基本初等函数的导数公式及导数的运算法则一、题组对点训练对点练一 利用导数公式求函数的导数 1.给出下列结论:①(cos x )′=sin x ;②⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π3′=cos π3;③若y =1x 2,则y ′=-1x ;④⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x ′=12x x.其中正确的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选B 因为(cos x )′=-sin x ,所以①错误.sin π3=32,而⎝ ⎛⎭⎪⎫32′=0,所以②错误.⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2′=0-(x 2)′x 4=-2x x 4=-2x 3,所以③错误.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x ′=-0-(x 12)′x =12x -12x =12x -32=12x x,所以④正确. 2.已知f (x )=x α(α∈Q *),若f ′(1)=14,则α等于( )A .13B .12C .18D .14 解析:选D ∵f (x )=x α,∴f ′(x )=αx α-1.∴f ′(1)=α=14.对点练二 利用导数的运算法则求导数 3.函数y =sin x ·cos x 的导数是( ) A .y ′=cos 2x +sin 2x B .y ′=cos 2x -sin 2x C .y ′=2cos x ·sin xD .y ′=cos x ·sin x解析:选B y ′=(sin x ·cos x )′=cos x ·cos x +sin x ·(-sin x )=cos 2x -sin 2x . 4.函数y =x 2x +3的导数为________.解析:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x +3′=(x 2)′(x +3)-x 2(x +3)′(x +3)2=2x (x +3)-x 2(x +3)2=x 2+6x (x +3)2.答案:x 2+6x (x +3)25.已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′(x )为f (x )的导函数.若f ′(1)=3,则a 的值为________.解析:f ′(x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +x ·1x =a (1+ln x ).由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3, 所以a =3.答案:36.求下列函数的导数.(1)y =sin x -2x 2;(2)y =cos x ·ln x ;(3)y =exsin x.解:(1)y ′=(sin x -2x 2)′=(sin x )′-(2x 2)′=cos x -4x .(2)y ′=(cos x ·ln x )′=(cos x )′·ln x +cos x ·(ln x )′=-sin x ·ln x +cos xx.(3)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫e x sin x ′=(e x )′·sin x -e x ·(sin x )′sin 2x =e x ·sin x -e x ·cos x sin 2x =e x(sin x -cos x )sin 2x. 对点练三 利用导数公式研究曲线的切线问题7.(2019·全国卷Ⅰ)曲线y =3(x 2+x )e x在点(0,0)处的切线方程为________. 解析:∵y ′=3(2x +1)e x +3(x 2+x )e x =e x (3x 2+9x +3), ∴切线斜率k =e 0×3=3,∴切线方程为y =3x . 答案:y =3x8.若曲线f (x )=x ·sin x +1在x =π2处的切线与直线ax +2y +1=0互相垂直,则实数a =________.解析:因为f ′(x )=sin x +x cos x ,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=sin π2+π2cos π2=1.又直线ax +2y +1=0的斜率为-a2,所以根据题意得1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=-1,解得a =2.答案:29.已知a ∈R,设函数f (x )=ax -ln x 的图象在点(1,f (1))处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为________.解析:因为f ′(x )=a -1x,所以f ′(1)=a -1,又f (1)=a ,所以切线l 的方程为y -a=(a -1)(x -1),令x =0,得y =1.答案:110.在平面直角坐标系xOy 中,点P 在曲线C :y =x 3-10x +13上,且在第一象限内,已知曲线C 在点P 处的切线的斜率为2,求点P 的坐标.解:设点P 的坐标为(x 0,y 0),因为y ′=3x 2-10,所以3x 20-10=2,解得x 0=±2.又点P 在第一象限内,所以x 0=2,又点P 在曲线C 上,所以y 0=23-10×2+13=1,所以点P 的坐标为(2,1).二、综合过关训练1.f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f ′0(x ),f 2(x )=f ′1(x ),…,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N,则f 2 019(x )=( )A .sin xB .-sin xC .cos xD .-cos x解析:选D 因为f 1(x )=(sin x )′=cos x ,f 2(x )=(cos x )′=-sin x ,f 3(x )=(-sin x )′=-cos x ,f 4(x )=(-cos x )′=sin x ,f 5(x )=(sin x )′=cos x ,所以循环周期为4,因此f 2 019(x )=f 3(x )=-cos x .2.已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( )A .3B .2C .1D .12解析:选A 因为y ′=x 2-3x ,所以根据导数的几何意义可知,x 2-3x =12,解得x =3(x =-2不合题意,舍去).3.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为( )A .-12B .12C .-22D .22解析:选B y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=11+sin 2x ,把x =π4代入得导数值为12,即为所求切线的斜率.4.已知直线y =3x +1与曲线y =ax 3+3相切,则a 的值为( ) A .1 B .±1 C .-1D .-2解析:选A 设切点为(x 0,y 0),则y 0=3x 0+1,且y 0=ax 30+3,所以3x 0+1=ax 30+3…①.对y =ax 3+3求导得y ′=3ax 2,则3ax 20=3,ax 20=1…②,由①②可得x 0=1,所以a =1.5.设a 为实数,函数f (x )=x 3+ax 2+(a -3)x 的导函数为f ′(x ),且f ′(x )是偶函数,则曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为____________.解析:f ′(x )=3x 2+2ax +a -3, ∵f ′(x )是偶函数,∴a =0, ∴f (x )=x 3-3x ,f ′(x )=3x 2-3, ∴f (2)=8-6=2,f ′(2)=9,∴曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -2=9(x -2), 即9x -y -16=0. 答案:9x -y -16=06.设f (x )=x (x +1)(x +2)…(x +n ),则f ′(0)=________. 解析:令g (x )=(x +1)(x +2)…(x +n ),则f (x )=xg (x ), 求导得f ′(x )=x ′g (x )+xg ′(x )=g (x )+xg ′(x ), 所以f ′(0)=g (0)+0×g ′(0)=g (0)=1×2×3×…×n . 答案:1×2×3×…×n7.已知曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,则a =________.解析:法一:∵y =x +ln x , ∴y ′=1+1x,y ′|x =1=2.∴曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1. ∵y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,∴a ≠0(当a =0时曲线变为y =2x +1与已知直线平行).由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -1,y =ax 2+(a +2)x +1,消去y ,得ax 2+ax +2=0.由Δ=a 2-8a =0,解得a =8. 法二:同法一得切线方程为y =2x -1.设y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切于点(x 0,ax 20+(a +2)x 0+1). ∵y ′=2ax +(a +2), ∴y ′|x =x 0=2ax 0+(a +2).由⎩⎪⎨⎪⎧2ax 0+(a +2)=2,ax 20+(a +2)x 0+1=2x 0-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-12,a =8.答案:88.设f (x )=x 3+ax 2+bx +1的导数f ′(x )满足f ′(1)=2a ,f ′(2)=-b ,其中常数a ,b ∈R.求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程.解:因为f (x )=x 3+ax 2+bx +1,所以f ′(x )=3x 2+2ax +b . 令x =1,得f ′(1)=3+2a +b , 又f ′(1)=2a,3+2a +b =2a , 解得b =-3,令x =2得f ′(2)=12+4a +b , 又f ′(2)=-b , 所以12+4a +b =-b , 解得a =-32.则f (x )=x 3-32x 2-3x +1,从而f (1)=-52.又f ′(1)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=-3, 所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=-3(x -1), 即6x +2y -1=0.9.已知两条直线y =sin x ,y =cos x ,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.解:不存在.由于y =sin x ,y =cos x ,设两条曲线的一个公共点为P (x 0,y 0),所以两条曲线在P (x 0,y 0)处的斜率分别为k 1=y ′|x =x 0=cos x 0,k 2=y ′|x =x 0=-sinx 0.若使两条切线互相垂直,必须使cos x 0·(-sin x 0)=-1,即sin x 0·cos x 0=1,也就是sin 2x 0=2,这是不可能的,所以两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.课时跟踪检测(四) 复合函数求导及应用一、题组对点训练对点练一 简单复合函数求导问题 1.y =cos 3x 的导数是( ) A .y ′=-3cos 2x sin x B .y ′=-3cos 2x C .y ′=-3sin 2xD .y ′=-3cos x sin 2x解析:选A 令t =cos x ,则y =t 3,y ′=y t ′·t x ′=3t 2·(-sin x )=-3cos 2x sin x . 2.求下列函数的导数. (1)y =ln(e x +x 2); (2)y =102x +3;(3)y =sin 4x +cos 4x .解:(1)令u =e x +x 2,则y =ln u .∴y ′x =y ′u ·u ′x =1u ·(e x +x 2)′=1e x +x 2·(e x+2x )=e x+2x e x +x2.(2)令u =2x +3,则y =10u,∴y ′x =y ′u ·u ′x =10u·ln 10·(2x +3)′=2×102x +3ln10.(3)y =sin 4x +cos 4x =(sin 2x +cos 2x )2-2sin 2x ·cos 2x =1-12sin 22x =1-14(1-cos 4x )=34+14cos 4x . 所以y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫34+14cos 4x ′=-sin 4x . 对点练二 复合函数与导数运算法则的综合应用 3.函数y =x 2cos 2x 的导数为( ) A .y ′=2x cos 2x -x 2sin 2x B .y ′=2x cos 2x -2x 2sin 2x C .y ′=x 2cos 2x -2x sin 2xD .y ′=2x cos 2x +2x 2sin 2x解析:选B y ′=(x 2)′cos 2x +x 2(cos 2x )′=2x cos 2x +x 2(-sin 2x )·(2x )′=2x cos 2x -2x 2sin 2x .4.函数y =x ln(2x +5)的导数为( ) A .ln(2x +5)-x2x +5B .ln(2x +5)+2x2x +5C .2x ln(2x +5)D .x2x +5解析:选 B y ′=[x ln(2x +5)]′=x ′ln(2x +5)+x [ln(2x +5)]′=ln(2x +5)+x ·12x +5·(2x +5)′=ln(2x +5)+2x 2x +5. 5.函数y =sin 2x cos 3x 的导数是________. 解析:∵y =sin 2x cos 3x ,∴y ′=(sin 2x )′cos 3x +sin 2x (cos 3x )′=2cos 2x cos 3x -3sin 2x sin 3x . 答案:2cos 2x cos 3x -3sin 2x sin 3x6.已知f (x )=e πxsin πx ,求f ′(x )及f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12.解:∵f (x )=e πxsin πx ,∴f ′(x )=πe πxsin πx +πe πxcos πx =πe πx(sin πx +cos πx ). f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12=πe π2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π2+cos π2=πe 2π. 对点练三 复合函数导数的综合问题7.设曲线y =ax -ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y =2x ,则a =( ) A .0 B .1 C .2D .3解析:选D 令y =ax -ln(x +1),则f ′(x )=a -1x +1.所以f (0)=0,且f ′(0)=2.联立解得a =3.8.曲线y =ln(2x -1)上的点到直线2x -y +3=0的最短距离是( ) A. 5 B .2 5 C .3 5D .0解析:选A 设曲线y =ln(2x -1)在点(x 0,y 0)处的切线与直线2x -y +3=0平行. ∵y ′=22x -1,∴y ′|x =x 0=22x 0-1=2,解得x 0=1,∴y 0=ln(2-1)=0,即切点坐标为(1,0).∴切点(1,0)到直线2x -y +3=0的距离为d =|2-0+3|4+1=5,即曲线y =ln(2x -1)上的点到直线2x -y +3=0的最短距离是 5.9.放射性元素由于不断有原子放射出微粒子而变成其他元素,其含量不断减少,这种现象称为衰变.假设在放射性同位素铯137的衰变过程中,其含量M (单位:太贝克)与时间t (单位:年)满足函数关系:M (t )=M 02-t30,其中M 0为t =0时铯137的含量.已知t =30时,铯137含量的变化率是-10ln 2(太贝克/年),则M (60)=( )A .5太贝克B .75ln 2太贝克C .150ln 2 太贝克D .150太贝克解析:选D M ′(t )=-130ln 2×M 02-t30,由M ′(30)=-130ln 2×M 02-3030=-10 ln 2,解得M 0=600, 所以M (t )=600×2-t 30,所以t =60时,铯137的含量为M (60)=600×2-6030=600×14=150(太贝克).二、综合过关训练1.函数y =(2 019-8x )3的导数y ′=( ) A .3(2 019-8x )2B .-24xC .-24(2 019-8x )2D .24(2 019-8x 2)解析:选C y ′=3(2 019-8x )2×(2 019-8x )′=3(2 019-8x )2×(-8)=-24(2 019-8x )2.2.函数y =12(e x +e -x)的导数是( )A .12(e x -e -x) B .12(e x +e -x) C .e x-e -xD .e x+e -x解析:选A y ′=12(e x +e -x )′=12(e x -e -x).3.已知直线y =x +1与曲线y =ln(x +a )相切,则a 的值为( ) A .1 B .2 C .-1D .-2解析:选B 设切点坐标是(x 0,x 0+1),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧1x 0+a=1,x 0+1=ln (x 0+a ),由此得x 0+1=0,x 0=-1,a =2.4.函数y =ln ex1+ex 在x =0处的导数为________.解析:y =ln e x1+e x =ln e x -ln(1+e x )=x -ln(1+e x),则y ′=1-e x1+e x .当x =0时,y ′=1-11+1=12. 答案:125.设曲线y =e ax在点(0,1)处的切线与直线x +2y +1=0垂直,则a =________. 解析:令y =f (x ),则曲线y =e ax在点(0,1)处的切线的斜率为f ′(0),又切线与直线x +2y +1=0垂直,所以f ′(0)=2.因为f (x )=e ax ,所以f ′(x )=(e ax )′=e ax ·(ax )′=a e ax,所以f ′(0)=a e 0=a ,故a =2.答案:26.f (x )=ax 2-1且f ′(1)=2,则a 的值为________.解析:∵f (x )=(ax 2-1)12,∴f ′(x )=12(ax 2-1)-12·(ax 2-1)′=ax ax 2-1 .又f ′(1)=2,∴aa -1=2,∴a =2. 答案:27.求函数y =a sin x3+b cos 22x (a ,b 是实常数)的导数.解:∵⎝⎛⎭⎪⎫a sin x 3′=a cos x 3·⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3′=a 3cos x3,又(cos 22x )′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12+12cos 4x ′=12(-sin 4x )×4=-2sin 4x , ∴y =a sin x3+b cos 22x 的导数为y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫a sin x 3′+b (cos 22x )′=a 3cos x 3-2b sin 4x .8.曲线y =e 2xcos 3x 在(0,1)处的切线与l 的距离为5,求l 的方程. 解:由题意知y ′=(e 2x)′cos 3x +e 2x(cos 3x )′ =2e 2x cos 3x +3(-sin 3x )·e 2x=2e 2x cos 3x -3e 2xsin 3x ,所以曲线在(0,1)处的切线的斜率为k =y ′|x =0=2. 所以该切线方程为y -1=2x ,即y =2x +1. 设l 的方程为y =2x +m ,则d =|m -1|5= 5.解得m =-4或m =6.当m =-4时,l 的方程为y =2x -4;当m=6时,l的方程为y=2x+6.综上,可知l的方程为y=2x-4或y=2x+6.课时跟踪检测(五)函数的单调性与导数一、题组对点训练对点练一函数与导函数图象间的关系1.f′(x)是函数f(x)的导函数,y=f′(x)的图象如图所示,则y=f(x)的图象最有可能是下列选项中的( )解析:选C 题目所给出的是导函数的图象,导函数的图象在x轴的上方,表示导函数大于零,原函数的图象呈上升趋势;导函数的图象在x轴的下方,表示导函数小于零,原函数的图象呈下降趋势.由x∈(-∞,0)时导函数图象在x轴的上方,表示在此区间上,原函数的图象呈上升趋势,可排除B、D两选项.由x∈(0,2)时导函数图象在x轴的下方,表示在此区间上,原函数的图象呈下降趋势,可排除A选项.故选C.2.若函数y=f′(x)在区间(x1,x2)内是单调递减函数,则函数y=f(x)在区间(x1,x2)内的图象可以是( )解析:选B 选项A中,f′(x)>0且为常数函数;选项C中,f′(x)>0且f′(x)在(x1,x2)内单调递增;选项D中,f′(x)>0且f′(x)在(x1,x2)内先增后减.故选B.3.如图所示的是函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象,则在[-2,5]上函数f(x)的递增区间为________.解析:因为在(-1,2)和(4,5]上f′(x)>0,所以f(x)在[-2,5]上的单调递增区间为(-1,2)和(4,5].答案:(-1,2)和(4,5]对点练二判断(证明)函数的单调性、求函数的单调区间4.函数f(x)=(x-3)e x的单调递增区间是( )A.(-∞,2)B.(0,3)C.(1,4) D.(2,+∞)解析:选D f′(x)=(x-3)′e x+(x-3)(e x)′=e x(x-2).由f′(x)>0得x>2,∴f(x)的单调递增区间是(2,+∞).5.函数f (x )=2x 2-ln x 的递增区间是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0和⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12和⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12解析:选C 由题意得,函数的定义域为(0,+∞),f ′(x )=4x -1x =4x 2-1x=(2x +1)(2x -1)x ,令f ′(x )=(2x +1)(2x -1)x >0,解得x >12,故函数f (x )=2x 2-ln x 的递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.故选C. 6.已知f (x )=ax 3+bx 2+c 的图象经过点(0,1),且在x =1处的切线方程是y =x . (1)求y =f (x )的解析式; (2)求y =f (x )的单调递增区间.解:(1)∵f (x )=ax 3+bx 2+c 的图象经过点(0,1),∴c =1,f ′(x )=3ax 2+2bx ,f ′(1)=3a +2b =1,切点为(1,1),则f (x )=ax 3+bx 2+c 的图象经过点(1,1),得a +b +c =1,解得a =1,b =-1,即f (x )=x 3-x 2+1.(2)由f ′(x )=3x 2-2x >0得x <0或x >23,所以单调递增区间为(-∞,0)和⎝ ⎛⎭⎪⎫23,+∞.对点练三 与参数有关的函数单调性问题7.若函数f (x )=x -a x 在[1,4]上单调递减,则实数a 的最小值为( ) A .1 B .2 C .4D .5解析:选C 函数f (x )=x -a x 在[1,4]上单调递减,只需f ′(x )≤0在[1,4]上恒成立即可,令f ′(x )=1-12ax -12≤0,解得a ≥2x ,则a ≥4.∴a min =4.8.若函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的单调递减区间为(-1,2),则b =________,c =________.解析:f ′(x )=3x 2+2bx +c ,由题意知-1<x <2是不等式f ′(x )<0的解,即-1,2是方程3x 2+2bx +c =0的两个根,把-1,2分别代入方程,解得b =-32,c =-6.答案:-32-69.已知函数f (x )=(x -2)e x+a (x -1)2.讨论f (x )的单调性. 解:f ′(x )=(x -1)e x+2a (x -1)=(x -1)·(e x+2a ).(1)设a ≥0,则当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )<0;当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.(2)设a <0,由f ′(x )=0得x =1或x =ln(-2a ).①若a =-e 2,则f ′(x )=(x -1)(e x-e),所以f (x )在(-∞,+∞)上单调递增;②若-e2<a <0,则ln(-2a )<1,故当x ∈(-∞,ln(-2a ))∪(1,+∞)时,f ′(x )>0;当x∈(ln(-2a ),1)时,f ′(x )<0.所以f (x )在(-∞,ln(-2a ))∪(1,+∞)上单调递增,在(ln(-2a ),1)上单调递减;③若a <-e2,则ln(-2a )>1,故当x ∈(-∞,1)∪(ln(-2a ),+∞)时,f ′(x )>0;当x ∈(1,ln(-2a ))时,f ′(x )<0.所以f (x )在(-∞,1)∪(ln(-2a ),+∞)上单调递增,在(1,ln(-2a ))上单调递减.二、综合过关训练1.若函数e xf (x )(e =2.718 28…是自然对数的底数)在f (x )的定义域上单调递增,则称函数f (x )具有M 性质.下列函数中具有M 性质的是( )A .f (x )=2-xB .f (x )=x 2C .f (x )=3-xD .f (x )=cos x解析:选A 对于选项A,f (x )=2-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,则e x f (x )=e x·⎝ ⎛⎭⎪⎫12x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x ,∵e 2>1,∴e x f (x )在R 上单调递增,∴f (x )=2-x具有M 性质.对于选项B,f (x )=x 2,e xf (x )=e x x 2,[e xf (x )]′=e x(x 2+2x ),令e x (x 2+2x )>0,得x >0或x <-2;令e x (x 2+2x )<0,得-2<x <0,∴函数e xf (x )在(-∞,-2)和(0,+∞)上单调递增,在(-2,0)上单调递减,∴f (x )=x 2不具有M 性质.对于选项C,f (x )=3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,则e x f (x )=e x·⎝ ⎛⎭⎪⎫13x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 3x ,∵e3<1, ∴y =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 3x在R 上单调递减,∴f (x )=3-x不具有M 性质.对于选项D,f (x )=cos x ,e xf (x )=e xcos x ,则[e x f (x )]′=e x (cos x -sin x )≥0在R 上不恒成立,故e x f (x )=e xcos x 在R 上不是单调递增的,∴f (x )=cos x 不具有M 性质.故选A.2.若函数f (x )=x -eln x,0<a <e<b ,则下列说法一定正确的是( ) A .f (a )<f (b ) B .f (a )>f (b ) C .f (a )>f (e)D .f (e)>f (b )解析:选C f ′(x )=1-e x =x -ex,x >0,令f ′(x )=0,得x =e,f (x )在(0,e)上为减函数,在(e,+∞)上为增函数,所以f (a )>f (e),f (b )>f (e),f (a )与f (b )的大小不确定.3.设f ′(x )是函数f (x )的导函数,将y =f (x )和y =f ′(x )的图象画在同一直角坐标系中,不可能正确的是( )解析:选D 对于选项A,若曲线C 1为y =f (x )的图象,曲线C 2为y =f ′(x )的图象,则函数y =f (x )在(-∞,0)内是减函数,从而在(-∞,0)内有f ′(x )<0;y =f (x )在(0,+∞)内是增函数,从而在(0,+∞)内有f ′(x )>0.因此,选项A 可能正确.同理,选项B 、C 也可能正确.对于选项D,若曲线C 1为y =f ′(x )的图象,则y =f (x )在(-∞,+∞)内应为增函数,与C 2不相符;若曲线C 2为y =f ′(x )的图象,则y =f (x )在(-∞,+∞)内应为减函数,与C 1不相符.因此,选项D 不可能正确.4.设f (x ),g (x )是定义在R 上的恒大于0的可导函数,且f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )<0,则当a <x <b 时有( )A .f (x )g (x )>f (b )g (b )B .f (x )g (a )>f (a )g (x )C .f (x )g (b )>f (b )g (x )D .f (x )g (x )>f (a )g (a )解析:选C 因为⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2,又因为f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )<0,所以f (x )g (x )在R 上为减函数.又因为a <x <b ,所以f (a )g (a )>f (x )g (x )>f (b )g (b ),又因为f (x )>0,g (x )>0,所以f (x )g (b )>f (b )g (x ).5.(2019·北京高考)设函数f (x )=e x +a e -x(a 为常数).若f (x )为奇函数,则a =________;若f (x )是R 上的增函数,则a 的取值范围是________.解析:∵f (x )=e x +a e -x(a 为常数)的定义域为R, ∴f (0)=e 0+a e -0=1+a =0,∴a =-1.∵f (x )=e x +a e -x ,∴f ′(x )=e x -a e -x =e x-ae x .∵f (x )是R 上的增函数,∴f ′(x )≥0在R 上恒成立, 即e x≥ae x 在R 上恒成立,∴a ≤e 2x在R 上恒成立.又e 2x>0,∴a ≤0,即a 的取值范围是(-∞,0]. 答案:-1 (-∞,0]6.如果函数f (x )=2x 2-ln x 在定义域内的一个子区间(k -1,k +1)上不是单调函数,则实数k 的取值范围是________.解析:函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=4x -1x =4x 2-1x.由f ′(x )>0,得函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞;由f ′(x )<0,得函数f (x )的单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.由于函数在区间(k -1,k +1)上不是单调函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧k -1<12<k +1,k -1≥0.解得:1≤k <32.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32 7.已知函数f (x )=x ln x .(1)求曲线f (x )在x =1处的切线方程;(2)讨论函数f (x )在区间(0,t ](t >0)上的单调性. 解:(1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1. 曲线f (x )在x =1处的切线的斜率为k =f ′(1)=1.把x =1代入f (x )=x ln x 中得f (1)=0,即切点坐标为(1,0).所以曲线f (x )在x =1处的切线方程为y =x -1.(2)令f ′(x )=1+ln x =0,得x =1e.①当0<t <1e时,在区间(0,t ]上,f ′(x )<0,函数f (x )为减函数.②当t >1e 时,在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上,f ′(x )<0,f (x )为减函数;在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,t 上,f ′(x )>0,f (x )为增函数.8.已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax 2+2x ,a ≠0.若函数h (x )=f (x )-g (x )在[1,4]上单调递减,求a 的取值范围.解:h (x )=ln x -12ax 2-2x ,x ∈(0,+∞),所以h ′(x )=1x -ax -2.因为h (x )在[1,4]上单调递减,所以x ∈[1,4]时,h ′(x )=1x-ax -2≤0恒成立,即a ≥1x 2-2x恒成立,令G (x )=1x 2-2x,则a ≥G (x )max .而G (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x-12-1.因为x ∈[1,4],所以1x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,1,所以G (x )max =-716(此时x =4),所以a ≥-716.当a =-716时,h ′(x )=1x +716x -2=16+7x 2-32x 16x =(7x -4)(x -4)16x .因为x ∈[1,4],所以h ′(x )=(7x -4)(x -4)16x ≤0,即h (x )在[1,4]上为减函数. 故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-716,+∞.课时跟踪检测(六) 函数的极值与导数一、题组对点训练对点练一 求函数的极值1.函数y =x 3-3x 2-9x (-2<x <2)有( ) A .极大值5,极小值-27 B .极大值5,极小值-11 C .极大值5,无极小值D .极小值-27,无极大值解析:选C 由y ′=3x 2-6x -9=0, 得x =-1或x =3.当x <-1或x >3时,y ′>0; 当-1<x <3时,y ′<0.∴当x =-1时,函数有极大值5; 3∉(-2,2),故无极小值.2.已知函数f (x )=x 3-px 2-qx 的图象与x 轴切于(1,0)点,则f (x )的极大值、极小值分别为( )A .427,0 B .0,427C .-427,0D .0,-427解析:选A f ′(x )=3x 2-2px -q , 由f ′(1)=0,f (1)=0,得⎩⎪⎨⎪⎧3-2p -q =0,1-p -q =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =2,q =-1,∴f (x )=x 3-2x 2+x .由f ′(x )=3x 2-4x +1=0得x =13或x =1,易得当x =13时f (x )取极大值427,当x =1时f (x )取极小值0.3.已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx ,其导函数y =f ′(x )的图象经过点(1,0),(2,0),如图所示,则下列说法中不正确的序号是________. ①当x =32时,函数取得极小值;②f (x )有两个极值点; ③当x =2时,函数取得极小值; ④当x =1时,函数取得极大值.解析:由题图知,当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )>0;当x ∈(1,2)时,f ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )有两个极值点,分别为1和2,且当x =2时函数取得极小值,当x =1时函数取得极大值.只有①不正确.答案:①对点练二 已知函数的极值求参数4.函数f (x )=ax 3+bx 在x =1处有极值-2,则a ,b 的值分别为( )A .1,-3B .1,3C .-1,3D .-1,-3解析:选A f ′(x )=3ax 2+b , 由题意知f ′(1)=0,f (1)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a +b =0,a +b =-2,∴a =1,b =-3.5.若函数f (x )=x 2-2bx +3a 在区间(0,1)内有极小值,则实数b 的取值范围是( ) A .b <1 B .b >1 C .0<b <1 D .b <12解析:选C f ′(x )=2x -2b =2(x -b ),令f ′(x )=0,解得x =b ,由于函数f (x )在区间(0,1)内有极小值,则有0<b <1.当0<x <b 时,f ′(x )<0;当b <x <1时,f ′(x )>0,符合题意.所以实数b 的取值范围是0<b <1.6.已知函数f (x )=x 3+3ax 2+3(a +2)x +1既有极大值又有极小值,则实数a 的取值范围是________.解析:f ′(x )=3x 2+6ax +3(a +2),∵函数f (x )既有极大值又有极小值,∴方程f ′(x )=0有两个不相等的实根,∴Δ=36a 2-36(a +2)>0.即a 2-a -2>0,解之得a >2或a <-1.答案:(-∞,-1)∪(2,+∞) 对点练三 函数极值的综合问题7.设f (x )=x ln x -ax 2+(2a -1)x ,a ∈R. (1)令g (x )=f ′(x ),求g (x )的单调区间;(2)已知f (x )在x =1处取得极大值,求实数a 的取值范围. 解:(1)由f ′(x )=ln x -2ax +2a , 可得g (x )=ln x -2ax +2a ,x ∈(0,+∞). 则g ′(x )=1x -2a =1-2ax x.当a ≤0时,x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增;当a >0时,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12a 时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ,+∞时,函数g (x )单调递减.所以当a ≤0时,g (x )的单调增区间为(0,+∞); 当a >0时,g (x )的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12a ,单调减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ,+∞. (2)由(1)知,f ′(1)=0.。
第一章 1.1 1.1.3 第一课时 集合的并集、交集

10,3},M∩N={2,3},则 a 的值是( A.1 或 2 C.2 D.1
B.2 或 4
(2)集合 A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-2x+a-1=0}, A∩B=B,则 a 的取值范围为________.
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[解析]
(1)∵M∩N={2,3},∴a2-3a+5=3,∴a=1 或 2.当
[答案] (1)C (2)a≥2
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[易错防范] 1. 本例(1)中的 M∩N={2,3}有两层含义: ①2,3 是集合 M, N 的元素;②集合 M,N 只有这两个公共元素.因此解出字母 后,要代入原集合进行检验,这一点极易被忽视. 2.在本例(2)中,A∩B=B⇔B⊆A,B 可能为空集,极易 被忽视.
1 解得 <t≤2. 3
综上可知,所求实数 t 的取值范围为{t|t≤2}.
答案:{t|t≤2}
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[随堂即时演练] 1.设集合M={m∈Z|-3<m<2},N={n∈Z|-1≤n≤3},则
M∩N=
A.{0,1} C.{0,1,2} B.{-1,0,1} D.{-1,0,1,2}
(
)
解析:由题意,得M={-2,-1,0,1},N={-1,0,1,2,3}, ∴M∩N={-1,0,1}.
第一课时
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并集
[提出问题]
已知下列集合:
A={x|x2-1=0},B={x∈N|1≤x≤4},C={-1,1,2,3,4}. 问题1:集合A与集合B各有几个元素?
提示:A={-1,1},B={1,2,3,4},即集合A有2个元素,集合B
有4个元素. 问题2:若将集合A与集合B的元素放在一起,构成一个新的
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[化解疑难] 理解并集应关注三点 (1)A∪B 仍是一个集合,由所有属于 A 或属于 B 的元素组成. (2)“或”的数学内涵的形象图示如下:
2024秋新教材高中数学课时跟踪检测四排列数新人教A版选择性必修第三册

课时跟踪检测(四) 排列数1.4×5×6×…×(n -1)×n 等于( ) A.A 4n B .A n -4n C.(n -4)!D .A n -3n解析:选D 4×5×6×…×(n -1)×n 中共有n -4+1=n -3个因式,最大数为n ,最小数为4,故4×5×6×…×(n -1)×n =A n -3n . 2.下列各式中与排列数A mn 相等的是( ) A.n !m -n !B .n (n -1)(n -2)…(n -m ) C.n n -m +1A n -1nD .A 1n ·A m -1n -1解析:选D ∵A mn =n !n -m !,∴A 1n ·A m -1n -1=n n -1![n -1-m -1]!=n n -1!n -m !=n !n -m !,∴A mn =A 1n ·A m -1n -1.3.某段铁路全部车站共发行132种一般车票,那么这段铁路共有的车站数是( ) A.8 B .12 C.16D .24解析:选B 设车站数为n ,则A 2n =132,n (n -1)=132,解得n =12. 4.若A 5m =2A 3m ,则m 的值为( ) A.5 B .3 C.6D .7解析:选A 由A 5m =2A 3m 得m (m -1)(m -2)(m -3)(m -4)=2×m ×(m -1)(m -2),故(m -3)(m -4)=2,即m 2-7m +10=0,解得m =5或m =2(舍去).5.5名同学排成一排,其中甲、乙、丙三人必需排在一起的不同排法有( ) A.70种 B .72种 C.36种D .12种解析:选C 甲、乙、丙先排好后视为一个整体与其他2个同学进行排列,共有A 33A 33=36种排法.6.假如A mn =15×14×13×12×11×10,那么n =________,m =________. 解析:15×14×13×12×11×10=A 615,故n =15,m =6. 答案:15 67.不等式A 2n -1-n <7的解集为________.解析:由A 2n -1-n <7,得(n -1)(n -2)-n <7,整理,得n 2-4n -5<0,解得-1<n <5.又n -1≥2且n ∈N *,即3≤n <5且n ∈N *,所以n =3或n =4. 答案:{3,4}8.由数字1,2,3与符号“+”和“-”五个元素的全部全排列中,随意两个数字都不相邻的全排列的个数是________.解析:符号“+”和“-”只能在两个数之间,这是间隔排列,排法共有A 33A 22=12种. 答案:129.(1)计算:A 59+A 49A 610-A 510;(2)求证:7A 66+A 88=9A 77.解:(1)法一:A 59+A 49A 610-A 510=5A 49+A 4950A 49-10A 49=5+150-10=320. 法二:A 59+A 49A 610-A 510=9!4!+9!5!10!4!-10!5!=5×9!+9!5×10!-10!=6×9!4×10!=320.(2)证明:因为7A 66+A 88=7×6!+8×7!=7!+8×7!=9×7!=9A 77=右边,所以原式成立.10.8 个人排成一排.(1)共有多少种不同的排法?(2)其中甲、乙两人不能相邻, 共有多少种不同的排法? (3)8 个人排成两排,前后两排各 4 人共有多少种不同的排法? (4)8 个人排成两排,前排 3 人,后排 5 人,共有多少种不同的排法? 解:(1)由排列的定义知共有A 88种不同的排法.(2)共8名同学,要使甲、乙不相邻,可分为两步: 第一步,可先排其余6名同学,有A 66种不同的排法, 其次步,然后甲、乙同学插空,有A 27种排法, 故共有A 66A 27种不同的站法.(3)法一:8 人排成前后两排,相当于排成一排,从中间分成两部分,其排列数等于8人排成一排的排列数A88.法二:也可以分步进行,第一步:从8人中任选4人放在前排共有A48种排法,其次步:剩下的4人放在后排共有A44种排法,由分步乘法计数原理知共有A48×A44=A88种排法.(4)同(3)的分析可知,共有A38×A55=A88(种).S的个位数字为( )1.若S=A11+A22+A33+…+A2 0212 021,则A.0 B.3C.5 D.8解析:选B ∵A55=120,∴n≥5时A n n的个位数都为零,∴1!+2!+3!+4!=1+2+6+24=33.故S的个位数字为3.2.集合P={x|x=A m4,m∈N*},则集合P中共有______个元素.解析:因为m∈N*,且m≤4,所以P中的元素为A14=4,A24=12,A34=A44=24,即集合P中有3个元素.答案:33.从4名男生和3名女生中选出3人,分别从事三项不同的工作,若这3人中至少有1名女生,则不同的选派方案的种数为________.解析:可用间接法:从全部方案中减去只选派男生的方案数,则全部不同的选派方案共有A37-A34=186(种).答案:1864.从1到9这9个数字中取出不同的5个数进行排列.问:(1)奇数的位置上是奇数的有多少种排法?(2)取出的奇数必需排在奇数位置上有多少种排法?解:(1)奇数共5个,奇数位置共有3个;偶数共有4个,偶数位置有2个.第一步先在奇数位置上排上奇数共有A35种排法;其次步再排偶数位置,有4个偶数和余下的2个奇数可以排,排法为A26种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A35·A26=1 800.(2)因为偶数位置上不能排奇数,故先排偶数位,排法为A24种,余下的2个偶数与5个奇数全可排在奇数位置上,排法为A 37种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A 24·A 37=2 520. 5.规定A m x =x (x -1)…(x -m +1),其中x ∈R ,m 为正整数,且A 0x =1,这是排列数A mn (n ,m 是正整数,且m ≤n )的一种推广.(1)求A 3-15的值;(2)确定函数f (x )=A 3x 的单调区间.解:(1)由已知得A 3-15=(-15)×(-16)×(-17)=-4 080. (2)函数f (x )=A 3x =x (x -1)(x -2)=x 3-3x 2+2x , 则f ′(x )=3x 2-6x +2.令f ′(x )>0,得x >3+33或x <3-33,所以函数f (x )的单调递增区间为 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,3-33,⎝ ⎛⎭⎪⎫3+33,+∞;令f ′(x )<0,得3-33<x <3+33,所以函数f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫3-33,3+33.。
高中数学人教A版选修部分 课时跟踪检测 排列与排列数公式(含答案解析)

(2)确定函数 f(x)=A 3x的单调区间.
答案解析
1.答案为:A; 解析:选项 A 中组成的三位数与数字的排列顺序有关,选项 B、C、D 只需取出元素即可, 与元素的排列顺序无关.
2.答案为:B; 解析:列树形图如下:丙甲乙乙甲乙甲丙丙甲共 4 种.
3.答案为:D; 解析:因为 m,m+1,m+2,…,m+20 中最大的数为 m+20,且共有 m+20-m+1=21 个 因式.所以 m(m+1)(m+2)…(m+20)=Am+2120.
9.答案为:348; 解析:原式=5×5×4×3+4×4×3=348.
10.答案为:12;
解析:画出树形图如下:
可知共 12 个.
11.答案为:2; 解析:当 x≠0 时,有 A4=24 个四位数, 每个四位数的数字之和为 1+4+5+x,即 24(1+4+5+x)=288.解得 x=2, 当 x=0 时,每位四位数的数字之和为 1+4+5=10,而 288 不能被 10 整除, 即 x=0 不合题意,∴x=2.
二、填空题
. D.4
9.计算:5A35+4A24=________. 10.从 a,b,c,d,e 五个元素中每次取出三个元素,可组成________个以 b 为首的不同的排
列. 11.由 1,4,5,x 四个数字组成没有重复数字的四位数,所有这些四位数的各数位上的数字之和
为 288,则 x=________.
A.6
B.4
C.8
D.10
3.乘积 m(m+1)(m+2)…(m+20)可表示为( )
A.A2m
B.A2m1
C.Am+2020
D.Am+2120
4.计算: A.12
=( ) B.24
最新江苏专版高中化学必修二课时跟踪检测题(全册 共156页 附解析)

最新江苏专版高中化学必修二课时跟踪检测题(全册共156页附解析)目录课时跟踪检测(一)原子核外电子的排布、元素周期律课时跟踪检测(二)元素周期表及其应用课时跟踪检测(三)离子键课时跟踪检测(四)共价键分子间作用力课时跟踪检测(五)同素异形现象同分异构现象课时跟踪检测(六)不同类型的晶体课时跟踪检测(七)化学反应速率课时跟踪检测(八)化学反应的限度课时跟踪检测(九)化学反应中的热量课时跟踪检测(十)化学能转化为电能化学电源课时跟踪检测(十一)电能转化为化学能课时跟踪检测(十二)太阳能、生物质能和氢能的利用课时跟踪检测(十三)天然气的利用甲烷课时跟踪检测(十四)石油炼制乙烯课时跟踪检测(十五)煤的综合利用苯课时跟踪检测(十六)乙醇课时跟踪检测(十七)乙酸课时跟踪检测(十八)酯油脂课时跟踪检测(十九)糖类课时跟踪检测(二十)蛋白质和氨基酸课时跟踪检测(二十一)人工合成有机化合物课时跟踪检测(二十二)化学是认识和创造物质的科学课时跟踪检测(二十三)化学是社会可持续发展的基础课时跟踪检测(一)原子核外电子的排布、元素周期律一、单项选择题1.不符合原子核外电子排布基本规律的是()A.核外电子总是优先排在能量低的电子层上B.K层是能量最低的电子层C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18D.各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2解析:选D根据核外电子排布规律知,核外电子总是优先排布在能量最低的电子层上,次外层电子数不超过18个,第n电子层最多可容纳的电子数为2n2个,A、B、C正确,D错误。
2.下列说法中正确的是()A.元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化B.元素性质的周期性变化决定于元素原子核外电子排布的周期性变化C.从Li―→F,Na―→Cl,元素的最高化合价均呈现从+1价―→+7价的变化D.电子层数相同的原子核外电子排布,其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化解析:选B元素性质不包括核外电子排布,A错误;O无最高正价,F无正价,C错误;由H到He最外层电子数从1到2,D错误。
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课时跟踪检测(四)排列的综合应用
A级——基本能力达标
1.A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果A,B必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法有()
A.60种B.48种
C.36种D.24种
解析:选D把A,B视为一人,且B排在A的右边,则本题相当于4人的全排列,故有A44=24种排法.
2.某班级从A,B,C,D,E,F六名学生中选四人参加4×100 m接力比赛,其中第一棒只能在A,B中选一人,第四棒只能在A,C中选一人,则不同的选派方法共有() A.24种B.36种
C.48种D.72种
解析:选B若第一棒选A,则有A24种选派方法;若第一棒选B,则有2A24种选派方法.由分类计数原理知,共有3A24=36种选派方法.
3.数列{a n}共有6项,其中4项为1,其余两项各不相同,则满足上述条件的数列{a n}共有()
A.30个B.31个
C.60个D.61个
解析:选A在数列的6项中,只要考虑两个非1的项的位置,即可得不同数列共有A26=30个.
4.我国第一艘航母“辽宁舰”在某次舰载机起降飞行训练中,有5架歼-15飞机准备着舰.如果甲、乙两机必须相邻着舰,而丙、丁两机不能相邻着舰,那么不同的着舰方法有()
A.12种B.18种
C.24种D.48种
解析:选C把甲、乙看作1个元素和另一飞机全排列,调整甲、乙,共有A22·A22种方法,
再把丙、丁插入到刚才“两个”元素排列产生的3个空位中,有A23种方法,
由分步乘法计数原理可得总的方法种数为
A22·A22·A23=24.
5.6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为()
A.144 B.120
C.72 D.24
解析:选D剩余的3个座位共有4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A34=4×3×2=24.
6.从班委会的5名成员中选出3名分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员,其中甲、乙二人不能担任文娱委员,则不同的选法共有________种.(用数字作答) 解析:文娱委员有3种选法,则安排学习委员、体育委员有A24=12种方法.由分步乘法计数原理知,共有3×12=36种选法.
答案:36
7.用1,2,3,4,5,6,7组成没有重复数字的七位数,若1,3,5,7的顺序一定,则有________个七位数符合条件.
解析:满足条件的七位数有A77
A44=210(个).
答案:210
8.用0,1,2,3,4这5个数字组成无重复数字的五位数,其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的五位数有______种.
解析:0夹在1,3之间有A22A33种排法,0不夹在1,3之间又不在首位有A12A22A12A22种排法.所以一共有A22A33+A12A22A12A22=28种排法.
答案:28
9.一场晚会有5个演唱节目和3个舞蹈节目,要求排出一个节目单.
(1)3个舞蹈节目不排在开始和结尾,有多少种排法?
(2)前四个节目要有舞蹈节目,有多少种排法?
解:(1)先从5个演唱节目中选两个排在首尾两个位置有A25种排法,再将剩余的3个演唱节目,3个舞蹈节目排在中间6个位置上有A66种排法,故共有不同排法A25A66=14 400种.
(2)先不考虑排列要求,有A88种排列,其中前四个节目没有舞蹈节目的情况,可先从5个演唱节目中选4个节目排在前四个位置,然后将剩余四个节目排列在后四个位置,有A45A44种排法,所以前四个节目要有舞蹈节目的排法有A88-A45A44=37 440种.
10.4个男同学,3个女同学站成一排.
(1)3个女同学必须排在一起,有多少种不同的排法?
(2)任何两个女同学彼此不相邻,有多少种不同的排法?
(3)甲、乙两人相邻,但都不与丙相邻,有多少种不同的排法?
解:(1)3个女同学是特殊元素,共有A33种排法;
由于3个女同学必须排在一起,则可视排好的女同学为一个整体,再与4个男同学排队,应有A55种排法.
由分步乘法计数原理得,有A33A55=720种不同的排法.
(2)先将男同学排好,共有A44种排法,再在这4个男同学的中间及两头的5个空当中插入3个女同学,则有A35种方法.
故符合条件的排法共有A44A35=1 440(种).
(3)先排甲、乙、丙3人以外的其他4人,有A44种排法;
由于甲、乙要相邻,故先把甲、乙排好,有A22种排法;
最后把甲、乙排好的这个整体与丙分别插入原先排好的4人的中间及两头的5个空当中,则有A25种排法.
所以共有A44A22A25=960种不同的排法.
B级——综合能力提升
1.用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为()
A.24B.48
C.60 D.72
解析:选D第一步,先排个位,有A13种选择;
第二步,排前4位,有A44种选择.
由分步乘法计数原理,
知有A13·A44=72(个).
2.世界华商大会的某分会场有A,B,C三个展台,将甲、乙、丙、丁共四名“双语”志愿者分配到这三个展台,每个展台至少一人,其中甲、乙两人被分配到同一展台的分配方法有()
A.12种B.10种
C.8种D.6种
解析:选D将甲、乙看作一个“元素”与另外两个组成三个“元素”,分配到三个展台,共有A33=6种不同的分配方法.
3.航天员在进行一项太空实验时,先后要实施6个程序,其中程序B和C都与程序D 不相邻,则实验顺序的编排方法共有()
A.216种B.288种
C.180种D.144种
解析:选B当B,C相邻,且与D不相邻时,有A33A24A22=144种方法;当B,C不相邻,且都与D不相邻时,有A33A34=144种方法,故共有288种编排方法.4.六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有()
A.192种B.216种
C.240种D.288种
解析:选B当最左端排甲时,不同的排法共有A55种;当最左端排乙时,甲只能排在中间四个位置之一,则不同的排法共有4A44种.故不同的排法共有A55+4A44=120+4×24=216种.
5.8名学生和2位老师站成一排合影,2位老师不相邻的排法种数为________.
解析:(插空法)8名学生的排列方法有A88种,隔开了9个空位,在9个空位中排列2位老师,方法数为A29,由分步乘法计数原理,总的排法总数为A88A29=2 903 040.
答案:2 903 040
6.在某艺术馆中展出5件艺术作品,其中不同的书法作品2件,不同的绘画作品2件,标志性建筑设计1件,在展台上将这5件作品排成一排,要求2件书法作品必须相邻,2件绘画作品不能相邻,则展出这5件作品的不同方案有________种.
解析:把2件书法作品当作一个元素,与其他3件艺术品进行全排列,有2A44=48种方案.其中,2件绘画作品相邻,有2×2A33=24种方案,则该艺术馆展出这5件作品的不同方案有48-24=24种.
答案:24
7.某次文艺晚会上共演出8个节目,其中2个唱歌、3个舞蹈、3个曲艺节目,求分别满足下列条件的节目编排方法有多少种?
(1)一个唱歌节目开头,另一个放在最后压台;
(2)2个唱歌节目互不相邻;
(3)2个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻.
解:(1)先排唱歌节目有A22种排法,再排其他节目有A66种排法,所以共有A22·A66=1 440种排法.
(2)先排3个舞蹈节目,3个曲艺节目有A66种排法,再从其中7个空(包括两端)中选2个排唱歌节目,有A27种插入方法,所以共有A66·A27=30 240种排法.
(3)把2个相邻的唱歌节目看作一个元素,与3个曲艺节目排列共A44种排法,再将3个舞蹈节目插入,共有A35种插入方法,最后将2个唱歌节目互换位置,有A22种排法,故所求排法共有A44·A35·A22=2 880种排法.
8.从1到9这9个数字中取出不同的5个数进行排列.问:
(1)奇数的位置上是奇数的有多少种排法?
(2)取出的奇数必须排在奇数位置上有多少种排法?
解:(1)奇数共5个,奇数位置共有3个;偶数共有4个,偶数位置有2个.第一步先在奇数位置上排上奇数共有A35种排法;第二步再排偶数位置,有4个偶数和余下的2个奇数可以排,排法为A26种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A35·A26=1 800.
(2)因为偶数位置上不能排奇数,故先排偶数位,排法为A24种,余下的2个偶数与5个
奇数全可排在奇数位置上,排法为A37种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A24·A37=2 520种.。