2020-2021学年北京市西城区高一(上)期末数学试卷

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2020-2021学年北京市西城区高一(上)期末数学试卷
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分。

在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

1.(4分)已知集合A ={﹣1,0,2,3},B ={x |x =2k ﹣1,k ∈N },那么A ∩B =( ) A .{﹣1,0}
B .{﹣1,2}
C .{0,3}
D .{﹣1,3}
2.(4分)方程组{x +y =0x 2+x =2的解集是( )
A .{(1,﹣1),(﹣1,1)}
B .{(1,1),(﹣2,2)}
C .{(1,﹣1),(﹣2,2)}
D .{(2,﹣2),(﹣2,2)}
3.(4分)函数y =lgx +1
x−1
的定义域是( ) A .(0,+∞)
B .(1,+∞)
C .(0,1)∪(1,+∞)
D .[0,1)∪(1,+∞)
4.(4分)为了解学生在“弘扬传统文化,品读经典文学”月的阅读情况,现从全校学生中随机抽取了部分学生,并统计了他们的阅读时间(阅读时间t ∈[0,50]),分组整理数据得到如图所示的频率分布直方图.则图中a 的值为( )
A .0.028
B .0.030
C .0.280
D .0.300
5.(4分)若a >b ,则一定有( ) A .1
a
<1
b
B .|a |>|b |
C .√a 2>√b 2
D .a 3>b 3
6.(4分)在平行四边形ABCD 中,设对角线AC 与BD 相交于点O ,则AB →
+CB →
=( ) A .2BO →
B .2DO →
C .B
D →
D .AC →
7.(4分)设2m =3n ,则m ,n 的大小关系一定是( ) A .m >n B .m <n C .m ≥n
D .以上答案都不对
8.(4分)从2015年到2020年,某企业通过持续的技术革新来降低其能源消耗,到了2020年该企业单位生产总值能耗降低了20%.如果这五年平均每年降低的百分率为x ,那么x 满足的方程是( ) A .5x =0.2
B .5(1﹣x )=0.8
C .x 5=0.2
D .(1﹣x )5=0.8
9.(4分)设a →
,b →
是非零向量,则“存在实数λ,使得a →
=λb →
”是“|a →
+b →
|=|a →
|+|b →
|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件
10.(4分)设f (x )为定义在R 上的函数,函数f (x +1)是奇函数.对于下列四个结论: ①f (1)=0;
②f (1﹣x )=﹣f (1+x );
③函数f (x )的图象关于原点对称; ④函数f (x )的图象关于点(1,0)对称. 其中,正确结论的个数为( ) A .1
B .2
C .3
D .4
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。

11.(5分)已知向量a →
=(1,−2),b →
=(−3,1),那么|a →
−b →
|= .
12.(5分)若方程x 2﹣2x +a =0有两个不相等的正实数根,则实数a 的取值范围是 . 13.(5分)设f (x )为R 上的奇函数,且f (x )在(0,+∞)上单调递增,f (2)=0,则不等式f (x )<0的解集是 . 14.(5分)已知函数f (x )={
log 0.5x ,x >0
x 2
+2x ,x ≤0
,那么f (2)= ;当函数y =f (x )
﹣a 有且仅有三个零点时,实数a 的取值范围是 .
15.(5分)某厂商为推销自己品牌的可乐,承诺在促销期内,可以用3个该品牌的可乐空罐换1罐可乐.对于此促销活动,有以下三个说法: ①如果购买10罐可乐,那么实际最多可以饮13罐可乐; ②欲饮用100罐可乐,至少需要购买67罐可乐;
③如果购买n (n ∈N *)罐可乐,那么实际最多可饮用可乐的罐数f(n)=n +[n−1
2].(其中[x ]表示不大于x 的最大整数) 则所有正确说法的序号是 .
三、解答题共6小题,共85分。

解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。

16.(13分)某校高一年级1000名学生全部参加了体育达标测试,现从中随机抽取40名学生的测试成绩,整理并按分数段[40,50),[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]进行分组,假设同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替,则得到体育成绩的折线图如图.
(Ⅰ)估计该校高一年级中体育成绩大于或等于70分的学生人数;
(Ⅱ)现从体育成绩在[60,70)和[80,90)的样本学生中随机抽取2人,求其中恰有1人体育成绩在[60,70)的概率.
17.(15分)设函数f(x)=x+4
x
+3.
(Ⅰ)求函数f(x)的图象与直线y=2x交点的坐标;
(Ⅱ)当x∈(0,+∞)时,求函数f(x)的最小值;
(Ⅲ)用单调性定义证明:函数f(x)在(2,+∞)上单调递增.
18.(14分)如图茎叶图记录了甲、乙两组各三名同学在期末考试中的数学成绩.乙组记录中有一个数字模糊,无法确认,假设这个数字具有随机性,并在图中以a表示.
(Ⅰ)若甲、乙两组的数学平均成绩相同,求a的值;
(Ⅱ)求乙组平均成绩超过甲组平均成绩的概率;
(Ⅲ)当a=3时,试比较甲、乙两组同学数学成绩的方差的大小.(结论不要求证明)
19.(15分)设函数f(x)=2x+1 2x−1

(Ⅰ)若f(a)=2,求实数a的值;
(Ⅱ)判断函数f(x)的奇偶性,并证明你的结论;
(Ⅲ)若f(x)≤m对于x∈[1,+∞)恒成立,求实数m的最小值.
20.(13分)经销商经销某种农产品,在一个销售季度内,每售出1吨该产品获利润500元,未售出的产品,每1吨亏损300元.经销商为下一个销售季度购进了130吨该农产品.以x(单位:吨,100≤x≤150)表示下一个销售季度内的市场需求量,y(单位:元)表示下一个销售季度内销售该农产品的利润.
(Ⅰ)将y表示为x的函数;
(Ⅱ)求出下一个销售季度利润y不少于57000元时,市场需求量x的范围.21.(15分)设函数f(x)的定义域为R.若存在常数m(m≠0),对于任意x∈R,f(x+m)=mf(x)成立,则称函数f(x)具有性质Γ.记P为满足性质厂的所有函数的集合.(Ⅰ)判断函数y=x和y=2是否属于集合P?(结论不要求证明)
(Ⅱ)若函数g(x)=(√2)x,证明:g(x)∈P;
(Ⅲ)记二次函数的全体为集合Q,证明:P∩Q=∅.
2020-2021学年北京市西城区高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分。

在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

1.(4分)已知集合A ={﹣1,0,2,3},B ={x |x =2k ﹣1,k ∈N },那么A ∩B =( ) A .{﹣1,0}
B .{﹣1,2}
C .{0,3}
D .{﹣1,3}
【解答】解:∵A ={﹣1,0,2,3},B ={x |x =2k ﹣1,k ∈N }, ∴A ∩B ={﹣1,3}. 故选:D .
2.(4分)方程组{x +y =0x 2+x =2的解集是( )
A .{(1,﹣1),(﹣1,1)}
B .{(1,1),(﹣2,2)}
C .{(1,﹣1),(﹣2,2)}
D .{(2,﹣2),(﹣2,2)}
【解答】解:解{x +y =0x 2+x =2得,{x =−2y =2或{x =1y =−1,
∴原方程组的解集为:{(1,﹣1),(﹣2,2)}. 故选:C .
3.(4分)函数y =lgx +1
x−1的定义域是( ) A .(0,+∞)
B .(1,+∞)
C .(0,1)∪(1,+∞)
D .[0,1)∪(1,+∞)
【解答】解:要使函数有意义,则{x >0x −1≠0, 即{x >0x ≠1,即函数的定义域为(0,1)∪(1,+∞), 故选:C .
4.(4分)为了解学生在“弘扬传统文化,品读经典文学”月的阅读情况,现从全校学生中随机抽取了部分学生,并统计了他们的阅读时间(阅读时间t ∈[0,50]),分组整理数据得到如图所示的频率分布直方图.则图中a 的值为( )
A .0.028
B .0.030
C .0.280
D .0.300
【解答】解:由频率分布直方图得: (0.006+a +0.040+0.020+0.006)×10=1, 解得a =0.028. 故选:A .
5.(4分)若a >b ,则一定有( ) A .1
a
<1
b
B .|a |>|b |
C .√a 2>√b 2
D .a 3>b 3
【解答】解:对于A ,若a >0>b ,则1
a
>1b
,故A 错误; 对于B ,若0>a >b ,则|a |<|b |,故B 错误;
对于C ,若0>a >b ,则a 2<b 2,则√a 2<√b 2,故C 错误; 对于D ,若a >b ,则a 3>b 3显然成立,故D 正确. 故选:D .
6.(4分)在平行四边形ABCD 中,设对角线AC 与BD 相交于点O ,则AB →
+CB →
=( ) A .2BO →
B .2DO →
C .B
D →
D .AC →
【解答】解:在平行四边形ABCD 中,设对角线AC 与BD 相交于点O , 则AB →
+CB →
=AB →
+DA →
=DB →
=2DO →
. 故选:B .
7.(4分)设2m =3n ,则m ,n 的大小关系一定是( )
A .m >n
B .m <n
C .m ≥n
D .以上答案都不对
【解答】解:当m >n 时,因为函数y =2x 在R 上单调递增,所以2m =3n >2n , 所以(3
2)n >1,所以m >n >0,
当m =n 时,(3
2
)n =1,所以m =n =0,
当m <n 时,因为函数y =2x 在R 上单调递增,所以2m =3n <2n , 所以(3
2)n <1,所以n <0,则m <n <0,
故选:D .
8.(4分)从2015年到2020年,某企业通过持续的技术革新来降低其能源消耗,到了2020年该企业单位生产总值能耗降低了20%.如果这五年平均每年降低的百分率为x ,那么x 满足的方程是( ) A .5x =0.2
B .5(1﹣x )=0.8
C .x 5=0.2
D .(1﹣x )5=0.8
【解答】解:设2015年该企业单位生产总值能耗为a , 则2016年该企业单位生产总值能耗为a (1﹣x ), 2017年该企业单位生产总值能耗为a (1﹣x )2, 该企业单位生产总值能耗为a (1﹣x )3, 该企业单位生产总值能耗为a (1﹣x )4, 该企业单位生产总值能耗为a (1﹣x )5, 由题设可得a (1﹣x )5=0.8a , 故(1﹣x )5=0.8. 故选:D .
9.(4分)设a →
,b →
是非零向量,则“存在实数λ,使得a →
=λb →
”是“|a →
+b →
|=|a →
|+|b →
|”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件
【解答】解:若“|a →
+b →
|=|a →
|+|b →
|”, 则平方得|a →|2
+2a →•b →
+|b →|2
=|a →|2
+|b →
|2
+2|a →
|•|b →
|, 即a →•b →
=|a →
|•|b →|,
即a →•b →=|a →||b →
|cos <a →
,b →
>=|a →
|•|b →
|, 则cos <a →
,b →
>=1,
即<a →
,b →
>=0,即a →
,b →
同向共线,则存在实数λ,使得a →
=λb →
, 反之当<a →
,b →
>=π时,满足a →
=λb →
,但<a →
,b →
>=0不成立, 即“存在实数λ,使得a →
=λb →
”是“|a →
+b →
|=|a →
|+|b →
|”的必要不充分条件, 故选:B .
10.(4分)设f (x )为定义在R 上的函数,函数f (x +1)是奇函数.对于下列四个结论: ①f (1)=0;
②f (1﹣x )=﹣f (1+x );
③函数f (x )的图象关于原点对称; ④函数f (x )的图象关于点(1,0)对称. 其中,正确结论的个数为( ) A .1
B .2
C .3
D .4
【解答】解:对于①,函数f (x +1)是奇函数⇒f (0+1)=0⇒f (1)=0,所以①对; 对于②,函数f (x +1)是奇函数⇒f (﹣x +1)=﹣f (x +1)⇒f (1﹣x )=﹣f (x +1),所以②对;
对于③,函数f (x )的图象未必关于原点对称,如f (x )=x ﹣1,满足条件,但不关于原点对称,所以③错;
对于④,函数f (x +1)是奇函数,f (x +1)的图象关于点(0,0)对称,
将f (x +1)的图象向右平移1个单位得到f (x )的图象,所以f (x )的图象关于点(1,0)对称,所以④对; 故选:C .
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。

11.(5分)已知向量a →
=(1,−2),b →
=(−3,1),那么|a →
−b →
|= 5 . 【解答】解:∵a →
−b →=(1,−2)−(−3,1)=(4,−3), ∴|a →
−b →
|=5. 故答案为:5.
12.(5分)若方程x 2﹣2x +a =0有两个不相等的正实数根,则实数a 的取值范围是 (0,1) .
【解答】解:设方程x 2﹣2x +a =0有两个不相等的正实数根为x 1,x 2, 则x 1>0,x 2>0,
所以{
Δ=(−2)2
−4×1⋅a >0x 1+x 2=−−2
1>0x 1x 2=a >0
, 解得0<a <1,
故实数a 的取值范围是(0,1). 故答案为:(0,1).
13.(5分)设f (x )为R 上的奇函数,且f (x )在(0,+∞)上单调递增,f (2)=0,则不等式f (x )<0的解集是 (﹣∞,﹣2)∪(0,2) .
【解答】解:∵f (x )为R 上的奇函数,且f (x )在(0,+∞)上单调递增,f (2)=0, ∴(x )在(﹣∞,0)上单调递增,f (﹣2)=0, 则f (x )对应图象如图:
则f (x )<0的解集(﹣∞,﹣2)∪(0,2), 故答案为:(﹣∞,﹣2)∪(0,2).
14.(5分)已知函数f (x )={
log 0.5x ,x >0
x 2
+2x ,x ≤0
,那么f (2)= ﹣1 ;当函数y =f (x )
﹣a 有且仅有三个零点时,实数a 的取值范围是 (﹣1,0] . 【解答】解:函数f (x )={
log 0.5x ,x >0x 2+2x ,x ≤0

f (2)=lo
g 0.52=﹣log 22=﹣1;
函数f(x)={log0.5x,x>0
x2+2x,x≤0
的图象如图:
函数y=f(x)﹣a有且仅有三个零点时,a∈(﹣1,0].
故答案为:﹣1;(﹣1,0].
15.(5分)某厂商为推销自己品牌的可乐,承诺在促销期内,可以用3个该品牌的可乐空罐换1罐可乐.对于此促销活动,有以下三个说法:
①如果购买10罐可乐,那么实际最多可以饮13罐可乐;
②欲饮用100罐可乐,至少需要购买67罐可乐;
③如果购买n(n∈N*)罐可乐,那么实际最多可饮用可乐的罐数f(n)=n+[n−1
2
].(其
中[x]表示不大于x的最大整数)
则所有正确说法的序号是②③.
【解答】解:对于①,购买10罐可乐,实际最多可以饮用可乐罐数为10+3+1=14,所以①错误;
对于②,因为67÷3=22余1,
(22+1)÷3=7余2,
(7+2)÷3=3,
3÷3=1;
所以67+22+7+3+1=100,
即欲饮用100罐可乐,至少需要购买67罐可乐,②正确;
对于③,由①②,验证购买n(n∈N*)罐可乐,实际最多可饮用可乐的罐数f(n)=n+[n−1
2
],
(其中[x]表示不大于x的最大整数)正确.
总结规律可知:剩余的空罐数为1或2;购买奇数罐可乐剩余1个空罐,购买偶数罐可乐剩余2个空罐;
每多购买2罐可乐,实际可多饮用1罐可乐;实际饮用可乐罐数比购买可乐罐数的1.5倍少0.5或1;
所以购买n(n∈N*)罐可乐,实际最多可饮用可乐的罐数f(n)=n+[n−1
2
],(其中[x]表
示不大于x的最大整数).
综上知,以上正确说法的序号是②③.
故答案为:②③.
三、解答题共6小题,共85分。

解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。

16.(13分)某校高一年级1000名学生全部参加了体育达标测试,现从中随机抽取40名学生的测试成绩,整理并按分数段[40,50),[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]进行分组,假设同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替,则得到体育成绩的折线图如图.
(Ⅰ)估计该校高一年级中体育成绩大于或等于70分的学生人数;
(Ⅱ)现从体育成绩在[60,70)和[80,90)的样本学生中随机抽取2人,求其中恰有1人体育成绩在[60,70)的概率.
【解答】解:(Ⅰ)由折线图得:
样本中该校高一年级中体育成绩大于或等于70分的学生人数为:
14+3+13=30(人).
∴估计该校高一年级中体育成绩大于或等于70分的学生人数为1000×30
40
=750人.
(Ⅱ)体育成绩在[60,70)和[80,90)的学生人数分别为2人和3人,现从体育成绩在[60,70)和[80,90)的样本学生中随机抽取2人,
基本事件总数n=C52=10,
其中恰有1人体育成绩在[60,70)中包含的基本事件个数m=C21C31=6.
∴其中恰有1人体育成绩在[60,70)的概率p=m
n
=610=35.
17.(15分)设函数f(x)=x +4x +3.
(Ⅰ)求函数f (x )的图象与直线y =2x 交点的坐标;
(Ⅱ)当x ∈(0,+∞)时,求函数f (x )的最小值;
(Ⅲ)用单调性定义证明:函数f (x )在(2,+∞)上单调递增.
【解答】(Ⅰ)解:令y =f (x ),则由题意得:{y =x +4x +3y =2x
, 解得:{x =−1y =−2或{x =4y =8
, 故函数f (x )的图象与直线y =2x 交点的坐标是(﹣1,﹣2),(4,8);
(Ⅱ)解:f (x )=x +4x +3≥2√x ⋅4x +3=2√4+3=7,当且仅当x =4x 即x =2时“=”成立,
故f (x )在(0,+∞)上的最小值是7;
(Ⅲ)证明:不妨设x 2>x 1>2,
则f (x 2)﹣f (x 1)=x 2+4x 2+3﹣x 1−4x 1−3=(x 2﹣x 1)+4(x 1−x 2)x 1x 2=(x 2﹣x 1)•x 1x 2−4x 1x 2
, ∵x 2>x 1>2,∴x 2﹣x 1>0,x 1x 2−4
x 1x 2>0,
故f (x 2)﹣f (x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1),
故函数f (x )在(2,+∞)上单调递增.
18.(14分)如图茎叶图记录了甲、乙两组各三名同学在期末考试中的数学成绩.乙组记录
中有一个数字模糊,无法确认,假设这个数字具有随机性,并在图中以a 表示.
(Ⅰ)若甲、乙两组的数学平均成绩相同,求a 的值;
(Ⅱ)求乙组平均成绩超过甲组平均成绩的概率;
(Ⅲ)当a =3时,试比较甲、乙两组同学数学成绩的方差的大小.(结论不要求证明)
【解答】解:(Ⅰ)由甲、乙两个小组的数学平均成绩相等,得13(88+92+92)=13[90+91+(90+a )],
解得a =1;
(Ⅱ)设“乙组平均成绩超过甲组平均成绩”为事件A ,
a 的取值有:0,1,2,…,9共有10种可能.
由(Ⅰ)可知,当a =1时甲、乙两个小组的数学平均成绩相同,
∴当a =2,…,9时,乙组平均成绩超过甲组平均成绩,共有8种可能.
∴乙组平均成绩超过甲组平均成绩的概率P (A )=810=45;
(Ⅲ)当a =3时,x 甲=13(88+92+92)=
2723,x 乙=13(90+91+93)=2743, 所以s 甲2=(88−2723)2+(92−2723)2+(92−2723)23=329
, s 乙2=(90−2743)2+(91−2743)2+(93−2743)23=149, 因为329>149,所以甲组同学数学成绩的方差比乙组同学数学成绩的方差大.
19.(15分)设函数f(x)=2x +12x −1
. (Ⅰ)若f (a )=2,求实数a 的值;
(Ⅱ)判断函数f (x )的奇偶性,并证明你的结论;
(Ⅲ)若f (x )≤m 对于x ∈[1,+∞)恒成立,求实数m 的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)因为f (a )=2,所以
2a +12a −1=2,所以2a +1=2•2a ﹣2且2a ≠1,
所以2a =3,所以a =log 23;
(Ⅱ)f (x )为奇函数,证明如下:
因为2x ﹣1≠0,所以定义域为{x |x ≠0}关于原点对称,
又因为f(−x)=2−x +12−x −1=1+2x 1−2x =−2x +12x −1
=−f(x),所以f (x )为奇函数; (Ⅲ)因为f(x)=2x +12x −1=2x −1+22x −1=1+22x −1, 又因为y =2x ﹣1在[1,+∞)上单调递增,所以y =
22x −1在[1,+∞)上单调递减, 所以f (x )max =f (1)=3,
又因为f (x )≤m 对于x ∈[1,+∞)恒成立,
所以m ≥f (x )max =3,即m ≥3.
所以m 得最小值为3. 20.(13分)经销商经销某种农产品,在一个销售季度内,每售出1吨该产品获利润500元,
未售出的产品,每1吨亏损300元.经销商为下一个销售季度购进了130吨该农产品.以x (单位:吨,100≤x ≤150)表示下一个销售季度内的市场需求量,y (单位:元)表示
下一个销售季度内销售该农产品的利润.
(Ⅰ)将y 表示为x 的函数;
(Ⅱ)求出下一个销售季度利润y 不少于57000元时,市场需求量x 的范围.
【解答】解:(Ⅰ)由题意得,当x ∈[100,130]时,
y =500x ﹣300(130﹣x )=800x ﹣39000,
当x ∈(130,150]时,y =500×130=65000.
∴y ={800x −39000,x ∈[100,130]65000,x ∈(130,150)
; (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x ∈(130,150)时,利润y 为65000元,不少于57000元, 当x ∈[100,130]时,由800x ﹣39000≥57000,解得x ≥120.
故下一个销售季度利润y 不少于57000元时,市场需求量x 的范围为[120,150].
21.(15分)设函数f (x )的定义域为R .若存在常数m (m ≠0),对于任意x ∈R ,f (x +m )
=mf (x )成立,则称函数f (x )具有性质Γ.记P 为满足性质厂的所有函数的集合. (Ⅰ)判断函数y =x 和y =2是否属于集合P ?(结论不要求证明)
(Ⅱ)若函数g(x)=(√2)x ,证明:g (x )∈P ;
(Ⅲ)记二次函数的全体为集合Q ,证明:P ∩Q =∅.
【解答】(Ⅰ)解:函数y =x 不属于集合P ,y =2属于集合P ;
(Ⅱ)证明:因为g(x)=(√2)x ,不妨令g (x +m )=mg (x ),所以(√2)x+m =m(√2)x , 所以(√2)m =m ,关于m 的方程有解,m =2,所以函数g(x)=(√2)x 具有性质Γ, 则g (x )∈P ;
(Ⅲ)证明:根据题意可知,P ∩Q =∅等价于二次函数不具备性质Γ,
假设存在二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0)具备性质Γ,
所以存在常数m (m ≠0)对于任意x ∈R 都有f (x +m )=mf (x )成立,
即a (x +m )2+b (x +m )+c =amx 2+bmx +cm 成立,
即ax 2+(2am +b )x +am 2+bm +c =amx 2+bmx +cm 成立,
所以{a =am
2am +b =bm am 2+bm +c =cm
,解得a =0,b =0,m =1, 这与假设中的a ≠0矛盾,
所以假设不成立,
故二次函数不具备性质Γ,
所以P∩Q=∅.。

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