上海市高一第一学期数学期末试卷
2019-2020学年上海市中学高一上学期期末数学试题及答案解析
2019-2020学年上海市中学高一上学期期末数学试题及答案解析一、单选题1.已知复数113z i =+,23z i =+(i 为虚数单位),在复平面内,12z z -对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 【答案】B【解析】利用复数的减法求出复数12z z -,即可得出复数12z z -对应的点所在的象限.【详解】复数113z i =+,23z i =+,()()1213322z z i i i ∴-=+-+=-+, 因此,复数12z z -在复平面内对应的点在第二象限. 故选B. 【点睛】本题考查复数的几何意义,同时也考查了复数的减法运算,利用复数的四则运算法则将复数表示为一般形式是解题的关键,考查计算能力,属于基础题.2.设点M 、N 均在双曲线22:143x y C -=上运动,1F 、2F 是双曲线C 的左、右焦点,则122MF MF MN +-的最小值为( ) A .B .4C .D .以上都不对【解析】根据向量的运算,化简得1212222MF MF MN MO MN NO+-=-=,结合双曲线的性质,即可求解. 【详解】由题意,设O 为12,F F 的中点, 根据向量的运算,可得122222MF MFMN MO MN NO+-=-=,又由N 为双曲线22:143x y C -=上的动点,可得NO a ≥,所以122224MF MFMN NO a +-=≥=,即122MF MFMN+-的最小值为4.故选:B. 【点睛】本题主要考查了向量的运算,以及双曲线的标准方程及简单的几何性质的应用,其中解答中利用向量的运算,合理化简,结合双曲线的几何性质求解是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,属于中档试题. 3.已知椭圆C 的焦点为121,01,0F F -(),(),过F 2的直线与C交于A ,B 两点.若222AF F B =││││,1AB BF =││││,则C 的方程为A .2212x y += B .22132x y += C .22143x y += D .22154x y +=【答案】B【解析】由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,得12AF n =,在1AF B △中求得11cos 3F AB ∠=,再在12AF F △中,由余弦定理得n =,从而可求解.法一:如图,由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22aBF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在1AF B △中,由余弦定理推论得22214991cos 2233n n n F AB n n +-∠==⋅⋅.在12AF F △中,由余弦定理得2214422243n n n n +-⋅⋅⋅=,解得32n =. 2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .法二:由已知可设2F B n =,则212,3AF n BF AB n ===,由椭圆的定义有121224,22a BF BF n AF a AF n =+=∴=-=.在12AF F △和12BF F △中,由余弦定理得2221222144222cos 4,422cos 9n n AF F n n n BF F n⎧+-⋅⋅⋅∠=⎨+-⋅⋅⋅∠=⎩,又2121,AF F BF F ∠∠互补,2121cos cos 0AF F BF F ∴∠+∠=,两式消去2121cos cos AF F BF F ∠∠,,得223611n n +=,解得3n =.2222423,3,312,a n a b a c ∴==∴=∴=-=-=∴所求椭圆方程为22132x y +=,故选B .【点睛】本题考查椭圆标准方程及其简单性质,考查数形结合思想、转化与化归的能力,很好的落实了直观想象、逻辑二、填空题4.椭圆22154x y +=的焦距等于________【答案】2【解析】根据椭圆方程,求出,a b ,即可求解. 【详解】设椭圆的焦距为2c ,椭圆方程为22154x y +=, 225,4,1a b c ∴==∴=.故答案为:2. 【点睛】本题考查椭圆标准方程及参数的几何意义,属于基础题.5.双曲线221169x y -=的两条渐近线的方程为________.【答案】34yx 【解析】令220169x y -=解得结果【详解】令220169x y -=解得两条渐近线的方程为34yx 【点睛】本题考查双曲线渐近线的方程,考查基本分析求解能力,属基础题.6.若线性方程组的增广矩阵是123c ⎛⎫⎪,其解为1x =⎧⎨,则12c c +=________【答案】6【解析】本题可先根据增广矩阵还原出相应的线性方程组,然后将解11x y =⎧⎨=⎩代入线性方程组即可得到1c 、2c 的值,最终可得出结果. 【详解】解:由题意,可知:此增广矩阵对应的线性方程组为:1223x y c y c +=⎧⎨=⎩, 将解11x y =⎧⎨=⎩代入上面方程组,可得:1251c c =⎧⎨=⎩. 126c c ∴+=.故答案为:6. 【点睛】本题主要考查线性方程组与增广矩阵的对应关系,以及根据线性方程组的解求参数.本题属基础题. 7.已知复数22iz i+=,则z 的虚部为________.【答案】-1【解析】先根据复数的除法中的分母实数化计算出z 的结果,然后根据z 的结果直接确定虚部. 【详解】 因为()22242122242i i i i z i i i i +⋅+-====-⋅-,所以z 虚部为1-.【点睛】(1)复数的除法运算,采用分母实数化的方法,根据“平方差公式”的形式完成分母实数化;(2)复数z a bi =+,则z 的实部为a ,虚部为b ,注意实、虚部都是数值.8.圆22240x y x y +-+=的圆心到直线3450x y +-=的距离等于________。
上海市高一第一学期数学期末试卷
上海市高一第一学期数学期末试卷复兴高级中学 朱良一、填空题1、已知a 、b R ∈,且{}2,,1,,0b a a a b a ⎧⎫=+⎨⎬⎩⎭,则a b +=______________ 2、已知集合{}24120A x x x =--≤,401x B xx ⎧-⎫=≤⎨⎬-⎩⎭,则A B ⋂=______________ 3、设全集U R=,已知集合{}3(1)x A y y x ==<,{}12B x x =<<,()U A B ⋂=ð______________4、函数213()22f x x x =-+的定义域和值域都是[1,]a ,则a 的取值为______________ 5、函数2()22f x x ax =++在[3,3]x ∈-上是单调函数,则实数a 的取值范围是_________ 6、函数91y x x =++,当[8,10]x ∈时的最小值是______________ 7、已知0x >,0y >,228x y xy ++=,则2x y +的最小值是______________8、已知函数21()1x f x ⎧+=⎨⎩ 00x x ≥<,则满足不等式2(1)(2)f x f x ->的x 取值范围是______________9、已知函数53()231f x x x =++,则不等式()(3)2f x f x +->的解集为______________ 10、对于实数x 、y ,则“8x y +≠”是“2x ≠或6y ≠”的______________条件 11、对于函数()f x ,()g x ,记{}()()()max (),()()()()f x f xg x f x g x g x f x g x ≥⎧=⎨<⎩,则函数{}()max 1,2F x x x =+-(x R ∈)的最小值是______________12、设两个命题(1)不等式21()423x m x x +>>-对一切实数x 恒成立; (2)函数()(72)xf x m =--是R 上的减函数如果这两个命题仅有一个是真命题,则实数a 的取值范围是______________ 13、()f x 是定义在R 上的函数(1)若存在1x 、2x R ∈,12x x <,使12()()f x f x <成立,则函数()f x 在R 上单调递增;(2)若存在1x 、2x R ∈,12x x <,使12()()f x f x ≤成立,则函数()f x 在R 上不可能单调递减;(3)若存在20x >,对于任意1x R ∈都有112()()f x f x x <+成立,则函数()f x 在R 上单调递增;(4)对任意1x 、2x R ∈,12x x <,都有12()()f x f x ≥成立,则函数()f x 在R 上单调递减; (5)函数()f x 对任意实数x 都有()(1)f x f x <+,那么()f x 在实数集R 上是增函数 以上命题正确的序号是_______________14、若关于x 的不等式kx x x x ≥-++|3|922在[1,5]x ∈上恒成立,则实数k 的取值范围是_______________ 二、选择题15、如图,已知正ABC ∆的边长为1,E 、F 、G 分别是AB 、BC 、CA 上的点,且AE BF CG ==,设EFG ∆的面积为y , AE 的长为x ,则y 关于x 的函数的图象大致是()16、已知()y f x =与()y g x =的图象如图所示,则函数()()()F x f x g x =⋅的图象可以是()()y g x =()y f x =B ()A ()O xyy x O GEFCBA A ()B ()C ()D ()17、已知0x 是函数1()21xf x x=+-的一个零点,若10(1,)x x ∈,20(,)x x ∈+∞, 则()(A )1()0f x <,2()0f x < (B )1()0f x <,2()0f x > (C )1()0f x >,2()0f x <(D )1()0f x >,2()0f x >18、设函数()f x 的定义域为R ,有下列三个命题(1)若存在常数M ,使得对任意x R ∈,有()f x M ≤,则M 是函数()f x 的最大值; (2)若存在0x R ∈,使得对任意x R ∈且0x x ≠,有0()()f x f x <,则0()f x 是函数()f x 的最大值;(3)若存在0x R ∈,使得对任意x R ∈,有0()()f x f x ≤,则0()f x 是函数()f x 的最大值 这些命题中,真命题的个数是( ) (A )0个 (B )1个 (C )2个 (D )3个 三、解答题19、用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为x 、y (单位:m )的矩形,上部是等腰直角三角形,若要求框架围成的总面积为8(2m ),则x 、y 分别为多少时用料最省?(精确到0.001(m ))20、已知函数1()22xx f x =-(1)设集合15()4A x f x ⎧⎫=≤⎨⎬⎩⎭,{}260B x x x p =-+<,若A B ⋂≠∅,求实数p 的取值范围;(2)若2(2)()0tf t mf t +≥对于[1,2]t ∈恒成立,求实数m 的取值范围21、已知()f x 是定义在[1,1]-上的奇函数,且(1)1f =-,若x 、[1,1]y ∈-,0x y +≠,则xy()()0f x f x x y+<+(1)用定义证明,()f x 在[1,1]-上是减函数; (2)解不等式:11()()12f f x x <+-; (3)若2()21f x t at ≥--对所有[1,1]x ∈-,[1,1]a ∈-均成立,求实数t 的取值范围22、设函数()a f x x x=+,2()22g x x x a =-+-,其中0a > (1)若1x =是关于x 的不等式()()f x g x >的解,求a 的取值范围; (2)求函数()af x x x=+在(0,2]x ∈上的最小值; (3)若对任意的1x ,2(0,2]x ∈,不等式12()()f x g x >恒成立,求a 的取值范围;(4)当32a =时,令()()()h x f x g x =+,试研究函数()h x 在(0,)x ∈+∞上的单调性,并求()h x 在该区间上的最小值答案一、填空题 1、1-;2、[2,1)[4,6]-⋃;3、[2,3)(,1]⋃-∞;4、3;5、(,3][3,)-∞-⋃+∞;6、9;7、4;8、(1)-;9、3(,)2+∞; 10、充分不必要;11、32;12、(,1][3,4]-∞⋃;13、(2);14、(,6]-∞二、选择题 15、C ; 16、A ; 17、B ; 18、C三、解答题19、解:2184xy x +=得84xy x =-(0x <<)31622(1)2l x y x x=++=+≥此时8 2.343x =-≈, 2.828y =≈用料最省 20、(1)解:(,2]A =-∞,令2()6g x x x p =-+,则由题意()0g x <得12(,)B x x =,且12x < 即(2)0g <,得(,8)p ∈-∞ (2)22112(2)(2)022t tt t t m -+-≥对[1,2]t ∈恒成立 即22(21)(21)0tt m -++≥,又[1,2]t ∈时2213t-≥则2210tm ++≥即2(21)tm ≥-+恒成立则5m ≥- 21、(1)略 (2)111121x x -≤+<≤-得3[,1)2x ∈-- (3)2min ()(1)121f x f t at ==-≥--即220t at -≤对所有[1,1]a ∈-均成立设2()2h a at t =-+ [1,1]a ∈- 则由题意得(1)0(1)0h h ≤⎧⎨-≤⎩得0t =22、(1)1x =代入得1a >;(2)min04()242a f x aa ⎧<≤⎪=⎨+>⎪⎩ (3)min max ()()(2)8f x g x g a >==-得4a > (4)232()230h x x x=+- (0,)x ∈+∞ 用定义易证()h x 在(0,2]x ∈上单调递减,在[2,)x ∈+∞上单调递增 则min ()(2)6h x h ==-。
上海市高一上学期期末考试数学试卷含答案
上海市高一年级第一学期数学学科期末考试卷(考试时间:90分钟 满分:150分 )一、填空题(每题4分,共56分)1.若全集R U =,{}{}5|,2|>=>=x x B x x A ,则=B C A U _____________. 2.已知1>a ,则12-+a a 的最小值为__________. 3.幂函数y =f (x )的图像经过点⎪⎭⎫ ⎝⎛2,81,则=)(x f ____________. 4. 函数()xx x f 4-=的零点个数为_________. 5.已知532sin =⎪⎭⎫⎝⎛-απ,则()απ-cos =______________. 6.函数()log (3)1a f x x =+-(0 1)a a >≠且,的图像恒过定点A ,则A 点坐标是 . 7.已知31cos =α,且παπ32<<,则2sin α= _____.8.若函数)(x f 是定义在R 上的偶函数,在]0,(-∞上是减函数,且0)2(=f ,则使得0)(<x f的x 的取值范围是__________. 9.若关于x 的不等式0342≤++ax ax 的解集为空集,则实数a 的取值范围是______.10.已知(21)41()log 1a a x a x f x xx -+<⎧=⎨≥⎩ 是(,)-∞+∞上的减函数,那 么a 的取值范围 . 11. 若不等式012>-+-k kx x 对()2,1∈x 恒成立,则实数k 的取值范围是_______.12.设非空集合{|}S x m x l =≤≤满足:当x S ∈时,有2x S ∈. 给出如下三个命题:①若1m =,则{1}S =;②若12m =-,则114l ≤≤;③若12l =,则0m ≤;④若1l =题的是__________.13.如图所示,已知函数()2log 4y x =图像上的两点 ,A B 和函数2log y x =上的点C ,线段AC 平行于y 轴,三角形ABC 为正三角形时点B 的坐标为(),p q ,则22qp +的值为14.若点A 、B 同时满足以下两个条件:(1)点A 、B 都在函数()y f x =上;(2)点A 、B 关于原点对称; 则称点对(),A B 是函数()f x 的一个“姐妹点对”.已知函数()()()24020x x f x x xx -≥⎧⎪=⎨-<⎪⎩,则函数()f x 的“姐妹点对”是 . 二、选择题(每题5分,共20分)15.“3log 2<x ”是“1218>⎪⎭⎫⎝⎛-x ”的……………………………………( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既非充分也非必要条件16.若2{|21},{|}M x y x N y y x ==+==-,则集合N M ,两的关系是( ) A .{(1,1)}MN =-B .M N =∅C .M N ⊆D .N M ⊆17.已知()f x 是R 上的偶函数, 当0x >时()f x 为增函数, 若120,0x x <> 且12||||x x <, 则下列不等式成立的是…………………………………( ) A .12()()f x f x ->- B .12()()f x f x -<- C .12()()f x f x ->- D .12()()f x f x -<-18.函数()2()0f x ax bx c a =++≠的图像关于直线2bx a=-对称.据此可以推测,对 任意的非零实数,,,,,a b c m n p ,关于x 的方程[]2()()0m f x nf x p ++=的解集都不可能是………………………………………………………………( ) A .{}1,2 B .{}1,4 C .{}1,2,3,4 D .{}1,4,16,64三、解答题(本大题满分74分,共有5题,解答下列各题必须在答题卷的相应编号规定区域 内写出必要的步骤)19.(本题满分12分,第1小题6分,第2小题6分 ) 记关于x 的不等式01x ax -≤+的解集为P ,不等式11x -≤的解集为Q .(1)若3a =,求出集合P ; (2)若Q P ,求实数a 的取值范围.20.(本题满分14分,共有2个小题,第1小题7分,第2小题7分 )某种产品,当年产量在150吨至250吨之间时,其生产的总成本y (万元)与年产量x (吨)之间的函数关系可以近似地表示为230400010x y x =-+. (1)当该产品的年产量为多少时,每吨的平均成本P 最低,并求每吨最低成本;(2)若每吨平均出厂价为16万元,求年生产多少吨时可获得最大利润,并求出最大年利润Q .21.(本题满分14分,第1小题5分,第2小题9分 )关于x 的方程)lg()3lg()1lg(x a x x -=-+-,其中a 是实数. (1)当2a =时,解上述方程;(2)根据a 的不同取值,讨论上述方程的实数解的个数.22.(本题满分16分,第1小题4分,第2小题5分,第3小题7分) 设函数)10()1()(≠>--=-a a a k a x f xx且是定义域为R 的奇函数.(1)求k 值;(2)若()10f <,试判断函数单调性并求使不等式0)4()(2<-++x f tx x f 恒成立的t 的取值范围; (3)若()312f =,且()x mf aa x g xx 2)(22-+=-在[)1,+∞上的最小值为2-,求m 的值.23.(本题满分18分,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分)已知集合M 是满足下列性质的函数()x f 的全体:在定义域内存在0x ,使得()()()1100f x f x f +=+成立.(1)函数()xx f 1=是否属于集合M ?说明理由; (2)设函数()M x ax f ∈+=1lg 2,求a 的取值范围;(3)设函数xy 2=图像与函数x y -=的图像有交点,证明:函数()M x x f x∈+=22.高一年级数学试卷答案一、填空题(每题4分,共56分)1.若全集R U =,{}{}5|,2|>=>=x x B x x A ,则=B C A U _____________.]5,2( 2.已知1>a ,则12-+a a 的最小值为__________.3.幂函数y =f (x )的图像经过点⎪⎭⎫⎝⎛2,81,则=)(x f ____________.31-x4. 函数()xx x f 4-=的零点个数为_________.2 5.已知532sin =⎪⎭⎫⎝⎛-απ,则()απ-cos =______________.35-6.函数()log (3)1a f x x =+-(0 1)a a >≠且,的图像恒过定点A ,则A 点坐标是_(2 1)--,_.7.已知31cos =α,且παπ32<<,则2sin α= _____.33-8.若函数)(x f 是定义在R 上的偶函数,在]0,(-∞上是减函数,且0)2(=f ,则使得0)(<x f的x 的取值范围是__________.)2,2(-9.若关于x 的不等式0342≤++ax ax 的解集为空集,则实数a 的取值范围是______. ⎪⎭⎫⎢⎣⎡43,010.已知(21)41()log 1a a x a x f x xx -+<⎧=⎨≥⎩ 是(,)-∞+∞上的减函数,那 么a 的取值范围__11[,)62__. 11. 若不等式012>-+-k kx x 对()2,1∈x 恒成立,则实数k 的取值范围是_______.(2]-∞,12.设非空集合{|}S x m x l =≤≤满足:当x S ∈时,有2x S ∈. 给出如下三个命题:①若1m =,则{1}S =;②若12m =-,则114l ≤≤;③若12l =,则02m ≤≤;④若1l =,则10m -≤≤或1m =.其中正确命题的是__________. ①②③④13..()()()1,3,1,3-- 二、选择题(每题5分,共20分)15.A 16.D 17.B 18.D三、解答题:(本大题满分74分,共有5题,解答下列各题必须在答题卷的相应编号规定区域内写出必要的步骤)19.(本题满分12分,第1小题6分,第2小题6分 ) 解(1)若3a =,由不等式301x x -≤+,即(3)(1)0x x -+≤且1x ≠-,……… 4分 解得集合{|13,}.P x x x R =-<≤∈ ……………………………… 6分 (2)由不等式|1|1x -≤,解得{|02,}.Q x x x R =≤≤∈ …………………8分由不等式01x ax -≤+,得()(1)0x a x -+≤且1x ≠-,…………………9分 当1a >-时,{|1,}P x x a x R =-<≤∈, 又因为Q P ⊆,所以2a ≥;当1a <-时,{|1,}P x a x x R =≤<-∈,Q P 不成立;当1a =-时,P =∅,QP 也不成立.因此,求实数a 的取值范围是[)2,.+∞(可以不讨论直接判断得出)… 12分20.(本题满分14分,共有2个小题,第1小题7分,第2小题7分 ) 解(1)()400030,150,25010x P x x=+-∈………………………………3分3010≥=……………………………………………5分()4000200150,25010x x x=⇒=∈ ……………………………6分 当年产量为200吨时,每吨的平均成本最低为10万元.………7分(2)()216304000,150,25010x Q x x x =-+-∈………………………10分 ()212301290129010x =--+≤ ……………………………12分 ()230150,250x =∈……………………………………………13分 生产230吨时,最大年利润1290Q =万元.…………………14分 21.(本题满分14分,第1小题5分,第2小题9分 )解(1)1030(1)(3)2x x x x x ->⎧⎪->⎨⎪--=-⎩…………………………………………3分x ⇒=2分 (2)原方程可化为1030(1)(3)x x x x a x ->⎧⎪->⎨⎪--=-⎩,……………………………6分即21353x x x a<<⎧⎨-+-=⎩,………………………………………………8分 作出253(13)y x x x =-+-<<及y a =的图像. 当1x =时1y =,当3x =时3y =,当52x =时134y =.由图像知: ① 413>a 或1≤a 时,两曲线无公共点,故原方程无解;………………10分 ② 当131≤<a 或413=a 时,两曲线有一个公共点,故原方程有一个实数解;…12分③ 当4133<<a 时,两曲线有两个公共点,故原方程有两个实数解.…………14分22.(本题满分16分,第1小题4分,第2小题5分,第3小题7分) 解(1)∵()f x 是定义域为R 的奇函数,∴()()001102f k k =⇒--=⇒= ……………………………… 4分 (2)),10()(≠>-=-a a a a x f xx且1(1)0,0,0,1,01f a a a a a<∴-<>≠∴<<又且……………………………5分x y a =在R 上递减,x y a -=在R 上递增,故()f x 在R 上单调递减. …6分不等式化为)4()(2-<+x f tx x f 04)1(,422>+-+->+∴x t x x tx x即恒成立,………………………… 8分016)1(2<--=∆∴t ,解得53<<-t .………………………………… 9分(3)∵()312f =,231=-∴a a ,即,02322=--a a122a a ∴==-或(舍去)………………………………………………………10分 ∴()()22222)(2222+--+=-+=---x x x x x xm a a x mf a ax g .令xxaa x f t --==)(由(1)可知xxaa x f --=)(为增函数∵1x ≥,∴()312t f ≥=……………12分 令h (t )=t 2-2mt +2=(t -m )2+2-m 2 (32t ≥)……………………………13分 若32m ≥,当t =m 时,h (t )min =2-m 2=-2,∴m =2……………… 14分 若32m <,当t =32时,h (t )min =174-3m =-2,解得m =2512>32,舍去…15分 综上可知m =2. ……………………………………………16分23.(本题满分18分,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分) 解(1)若()xx f 1=M ∈,则在定义域内存在0x , 使得01111102000=++⇒+=+x x x x , ∵方程01020=++x x 无解,∴()xx f 1=M ∉.……………………… 4分 ()()()()2222(2)lglg lg lg 2221011211a a a a f x M a x ax a x x x =∈⇒=+⇒-++-=++++………………………………………………………………………………6分 当2=a 时,21-=x ;……………………………………………………7分 当2≠a 时,由0≥∆,得[)(]53,22,530462+⋃-∈⇒≤+-a a a ,……9分∴[]53,53+-∈a . ………………………………………………10分()()()()()00002112000000311212322(1)221x x x x f x f x f x x x x +-⎡⎤+--=++---=+-=+-⎣⎦(),……………………………………………………………………………………13分又∵函数xy 2=图像与函数x y -=的图像有交点,设交点的横坐标为a ,则()01202010=-+⇒=+-x a x a,其中10+=a x ,…………………16分∴()()()1100f x f x f +=+,即()M x x f x∈+=22 .…………………18分。
闵行区高一期末数学试卷
考试时间:120分钟满分:100分一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1. 已知函数f(x) = x^2 - 4x + 3,则函数f(x)的对称轴是:A. x = 2B. x = -2C. y = 2D. y = -22. 在等差数列{an}中,若a1 = 3,公差d = 2,则第10项a10的值为:A. 19B. 20C. 21D. 223. 若复数z满足|z - 1| = |z + 1|,则复数z在复平面内的几何意义是:A. z在实轴上B. z在虚轴上C. z在直线y = x上D. z在直线y = -x上4. 下列各式中,能表示圆的方程是:A. x^2 + y^2 = 4B. x^2 + y^2 - 4x + 6y + 9 = 0C. x^2 + y^2 - 2x + 2y + 1 = 0D. x^2 + y^2 + 2x + 2y + 1 = 05. 已知函数f(x) = |x - 1| + |x + 1|,则函数f(x)的最小值为:A. 0B. 1C. 2D. 36. 在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若a = 5,b = 7,c = 8,则角A的余弦值为:A. 1/2B. 1/3C. 2/3D. 3/47. 若log2x + log4x = 3,则x的值为:A. 2B. 4C. 8D. 168. 已知函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 4x - 2,则函数f(x)的零点个数为:A. 1B. 2C. 3D. 49. 若直线y = kx + b与圆x^2 + y^2 = 1相切,则k的取值范围是:A. (-1, 1)B. (-∞, -1) ∪ (1, +∞)C. (-∞, 1) ∪ (1, +∞)D. (-1, 0) ∪ (0, 1)10. 在直角坐标系中,若点P(2, 3)关于直线y = x + 1的对称点为Q,则点Q的坐标是:A. (3, 2)B. (2, 3)C. (1, 4)D. (4, 1)二、填空题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)11. 已知等差数列{an}中,a1 = 1,公差d = 2,则第n项an = ________。
上海高一上学期期末数学试题(解析版)
高一上学期期末数学试题一、填空题1化成有理数指数幂的形式为__________. 0)a >【答案】13a 【分析】根据给定条件,利用分数指数幂的意义求解作答. 【详解】. 0a >114111113333444()()()a a a a a +=⋅===故答案为:13a 2.不等式的解集是___________. |1|2x -<【答案】(1,3)-【分析】根据绝对值的意义直接求解即可. 【详解】, |1|2x -< ,212x ∴-<-<解得,13x -<<所以不等式的解集为. (1,3)-故答案为:(1,3)-3.已知a 、b 是方程的两个根,则______. 23410x x -+=11a b+=【答案】4【分析】直接利用韦达定理代入计算即可.【详解】由韦达定理可得,41,33a b ab +==4113413a b a b ab++===故答案为:4.4.已知扇形的弧所对的圆心角为,且半径为,则该扇形的面积为________. 54︒10cm 2cm 【答案】15π【分析】根据角度制与弧度制的互化,可得圆心角,再由扇形面积公式求解即可. 3π10α=【详解】由题意,根据角度制与弧度制的互化,可得圆心角.则该扇形的面积为3π5410α=︒=. 213π1015π210⨯⨯=2cm 故答案为: 15π5.已知,则角属于第____________象限. sin 0tan θθ<θ【答案】二或三【分析】根据题意,结合三角函数在各个象限的符号,即可得到结果. 【详解】因为,即与的符号相反, sin 0tan θθ<sin θtan θ所以为第二或第三象限, θ故答案为: 二或三6.已知是定义在上的奇函数,当时,,则____. ()y f x =R 0x >()21x f x =-(2)f -=【答案】3-【详解】 由题意得,函数为奇函数,所以.()y f x =()2(2)2(21)3f f -=-=--=-7.已知函数的反函数为,若函数的图像过点,则实数a 的()3x f x a =+1()y f x -=1()y f x -=(3,2)值为__________. 【答案】-6【分析】由的图象过点得函数的图象过点,把点代入1()y f x -=(3,2)()y f x =(2,3)(2,3)()y f x =的解析式求得的值.a 【详解】解:的图象过点,1()y f x -= (3,2)函数的图象过点,∴()y f x =(2,3)又,()3x f x a =+,即.233a ∴+=6a =-故答案为:. 6-8.已知,则____________. cos )ααβ=-=π,0,2αβ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭cos(2)αβ-=【分析】根据,得到,求出π,0,2αβ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ππ,22αβ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭sin )ααβ=-=法,结合余弦的和角公式求出答案.【详解】,故,π,0,2αβ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ππ,22αβ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭因为,所以,sin()0αβ-=>π0,2αβ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭所以,sin )ααβ==-==故()()()()2cos cos cos sin sin cos αβααβααβααβ⎡⎤-=+--⎦=--⎣. ==9.在数学解题中,时常会碰到形如“”的式子,它与“两角和的正切公式”的结构类似.若1x yxy+-,则________.sincos855tan 15cos sin 55a b a b πππππ+=-b a =【分析】将已知条件左边分式分子分母同时除以,结合两角和的正切公式,求得的值. cos5a πba【详解】由已知分子分母同时除以得,sincos855tan 15cos sin 55a b a b πππππ+=-cos 5a π. tan85tan 151tan 5ba b a πππ+=-又,所以. tantan853tantan()15531tan tan 35πππππππ+=+=-tan 3b a π=【点睛】本小题主要考查两角和的正切公式,考查齐次方程的计算,属于中档题.10.若函数有2个零点,则实数a 的取值范围是______.()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩【答案】(](]2,01,2- 【分析】画出的图像,分,,,,讨()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩2a ≤-20a -<≤01a <≤12a <≤2a >论观察图像可得答案.【详解】当时,函数零点为1,只有1个零点2a ≤-()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩当时,函数零点为-2,1,有2个零点,符合;20a -<≤()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩当时,函数零点为-2,0,1,有3个零点;01a <≤()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩当时,函数零点为-2,0,有2个零点;12a <≤()2,1,x x x x af x x x a⎧-<=⎨-≥⎩当时,函数零点为-2,0,2,有3个零点;2a >()2,1,x x x x af x x x a ⎧-<=⎨-≥⎩综上:实数a 的取值范围是 (](]2,01,2- 故答案为:.(](]2,01,2- 【点睛】思路点睛:对于分段函数的零点问题,注意根据两段函数的零点合理分类,分类时注意按一定的次序进行.二、单选题11.以下命题正确的是( ) A .终边重合的两个角相等 B .小于 的角都是锐角 90 C .第二象限的角是钝角 D .锐角是第一象限的角【答案】D【分析】根据象限角的定义判断求解即可.【详解】对于A,例如和中边相同,但两个角不相等,故A 错误;30 390对于B,例如,但不是锐角,故B 错误;090< 0 对于C,例如是第二象限角,但不是钝角,故C 错误; 210- 210- 因为锐角为大于小于,所以锐角在第一象限,故D 正确. 0 90 故选:D.12.若函数的一个正零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:32()22f x x x x =+-- (1)2f =- (1.5)0.625f = (1.25)0.984f =-(1.375)0.260f =-(1.4375)0.162f =(1.40625)0.054f =-那么方程的一个近似根(精确度0.1)为( ).A .1.2 B .1.4 C .1.3 D .1.5 32220x x x +--=【答案】B【分析】根据二分法求零点的步骤以及精确度可求得结果.【详解】解:因为,所以,所以函数在内有零点,因为(1)0,(1.5)0f f <>(1)(1.5)0f f <(1,1.5),所以不满足精确度;1.510.50.1-=>0.1因为,所以,所以函数在内有零点,因为(1.25)0f <(1.25)(1.5)0f f <(1.25,1.5),所以不满足精确度;1.5 1.250.250.1-=>0.1因为,所以,所以函数在内有零点,因为(1.375)0f <(1.375)(1.5)0f f <(1.375,1.5),所以不满足精确度;1.5 1.3750.1250.1-=>0.1因为,所以,所以函数在内有零点,因为(1.4375)0f >(1.4375)(1.375)0f f <(1.375,1.4375),所以满足精确度;1.4375 1.3750.06250.1-=<0.1所以方程的一个近似根(精确度)是区间内的任意一个值(包32220x x x +--=0.05(1.375,1.4375)括端点值),根据四个选项可知选B . 故选:B13.已知全集及集合,,则的U =R 2128,4aA a a -⎧⎫=≤<∈⎨⎬⎩⎭Z {}23100B b b b b =+->∈R ,A B 元素个数为( ) A .4 B .3C .2D .1【答案】B【分析】可求出集合,,然后进行交集和补集的运算求出,然后即可得出的元素个A B A B A B 数.【详解】解:,2128,4a A a a -⎧⎫=≤<∈⎨⎬⎩⎭Z {}23100B b b b b =+->∈R ,,,,1,2,3,,或,且{|223A a a ∴=--<…}{|14a Z a a ∈=-<…}{0a Z ∈=4}{|5B b b =<-2}b >,U =R ,, ∴{|52}B b b =-……{0,1,2}A B = 的元素个数为:3.∴A B 故选:. B 14.函数,因其图像类似于汉字“囧”,故被称为“囧函数”,下列说法中正确的个数为1()||1f x x =-( )①函数的定义域为; ②; ()f x {}1x x ≠2022((2023))2021f f =-③函数的图像关于直线对称; ④当时,函数的最大值为; ()f x 1x =(1,1)x ∈-()f x 1-⑤方程有四个不同的实根. 2()40f x x -+=A .2 B .3C .4D .5【答案】B【分析】根据分式分母不为零可求得定义域判断①;利用解析式可求得判断()f x ()()2023f f ②;通过判断③;分别在和的情况下得到,判断④;利用()()20f f ≠(]1,0x ∈-[)0,1x ∈()max f x 数形结合判断⑤.【详解】对于①,由得:,的定义域为,①错误;10x -≠1x ≠±()f x \{}1x x ≠±对于②,,,②正确;()120232022f = ()()112022202312022202112022f f f ⎛⎫∴===-⎪⎝⎭-对于③,,,, ()12121f ==- ()10101f ==--()()20f f ∴≠不关于直线对称,③错误;()f x \1x =对于④,当时,,此时; (]1,0x ∈-()1111f x x x ==---+()()01f x f ≤=-当时,,此时; [)0,1x ∈()11f x x =-()()01f x f ≤=-综上所述:当时,,④正确;()1,1x ∈-()max 1f x =-对于⑤,在平面直角坐标系中,作出与的大致图象,()f x 24y x =-由图象可知与有四个不同交点,()f x 24y x =-方程有四个不同的根,⑤正确.∴()240f x x -+=所以正确的个数为3. 故选:B.三、解答题15.已知,求下列各式的值:1tan 2,tan 42παβ⎛⎫+==- ⎪⎝⎭(1);tan α(2). sin()2sin cos 2sin sin cos()αβαβαβαβ+-++【答案】(1)13(2) 1-【分析】(1)两角和的正切展开求解.(2)两角和的正余弦展开合并同类项,再运用两角和的正余的逆运用转化为正切求解.【详解】(1) πtantan π1tan 4tan 2π41tan 1tan tan 4ααααα++⎛⎫+=== ⎪-⎝⎭-⋅1tan 3α∴=(2)()()sin sin cos cos sin ,cos cos cos sin sin αβαβαβαβαβαβ+=⋅+⋅+=⋅-⋅sin()2sin cos 2sin sin cos()2sin sin cos cos sin 2sin cos cos s c s in o sin sin αβαβαβαβαβαβαβαβαβαβ+-∴=++⋅+⋅-⋅⋅-+⋅ ()()()sin cos sin sin cos tan sin sin cos cos cos βααβαββααβαββα-⋅-⋅===-⋅+⋅-又 ()11tan tan 523tan 1111tan tan 61132βαβααβ-----====-+⋅-⎛⎫+⨯- ⎪⎝⎭sin()2sin cos 12sin sin cos()αβαβαβαβ+-∴=-++16.某小微公司每年燃料费约20万元.为了“环评”达标,需要安装一块面积为(单位:平()0x x ≥方米)可用10年的太阳能板,其工本费为(单位:万元),并与燃料供热互补工作,从此,公司2x每年的燃料费为(,k 为常数)万元.记y 为该公司10年的燃料费与安装太阳能板1040kx +0x ≥的费用之和.(1)求k 的值,并写出函数的表达式;()y f x =(2)求y 的最小值,并指出此时所安装的太阳能板的面积x . 【答案】(1),(); 800k =80042xy x =++0x ≥(2)38万元,安装的太阳能板的面积为36平方米.【分析】(1)根据每年的燃料费计算可得k 值,进而写出函数的表达式. ()y f x =(2)利用(1)中函数表达式结合均值不等式即可计算最小值及所对x 值. 【详解】(1)依题意,当时,,解得, 0x =2040k=800k =于是得该公司10年的燃料费与安装太阳能板的费用之和,,800800101040242x xy x x =⋅+=+++0x ≥所以,函数的表达式为,. 800k =()y f x =80042xy x =++0x ≥(2)由(1)知,,, 0x ≥8004223842x y x +=+-≥=+当且仅当,即时取“=”, 800442x x +=+36x =所以y 的最小值是38万元,此时所安装的太阳能板的面积为36平方米. 17.已知函数的表达式为.()y f x =()9233x x f x a =-⋅+(1)若,求函数的值域; 1,[0,1]a x =∈()y f x =(2)当时,求函数的最小值;[1,1]x ∈-()y f x =()h a (3)对于(2)中的函数,是否存在实数,同时满足下列两个条件:(i );(ii )()h a ,m n 3n m >>当的定义域为,其值域为;若存在,求出的值;若不存在,请说明理由. ()h a [,]m n 22,m n ⎡⎤⎣⎦,m n 【答案】(1)[]2,6(2)22821,9331()3,33126,3aa h a a a a a ⎧-<⎪⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎪⎩(3)不存在,理由见解析【分析】(1)由,利用的范围可得的范围,进而可得答案;()2312x y =-+x 3x (2)令,函数可转化为,分、、讨论可得答3x t =()f x ()()223g t t a a =-+-13a <133a ≤≤3a >案;(3)假设满足题意的,存在,函数在上是减函数,求出的定义域、值域,列m n ()h a ()3,+∞()h a 出方程组,求解与已知矛盾,即可得到结论.【详解】(1)当时,由,得,1a =9233x x y =-⨯+()2312x y =-+因为,所以,,[]0,1x ∈[]31,3x∈[]2,6y ∈所以函数的值域为.()y f x =[]2,6(2)令,因为,故,函数可转化为3x t =[]1,1x ∈-1,33t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦()f x , ()()222233g t t at t a a =-+=-+-①当时,;13a <()1282393ah a g ⎛⎫==- ⎪⎝⎭②当时,;133a ≤≤()()23h a g a a ==-③当时,.3a >()()3126h a g a ==-综上所述,. ()22821,93313,33126,3a a h a a a a a ⎧-<⎪⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎪⎩(3)假设满足题意的,存在,m n 因为,,3n m >>()126h a a =-所以在上是严格减函数,()y h a =()3,+∞所以在上的值域为,()y h a =[],m n ()(),⎡⎤⎣⎦h n h m 又在上的值域为,所以,即, ()y h a =[],m n 22,m n ⎡⎤⎣⎦()()22h n m h m n ⎧=⎪⎨=⎪⎩22126126n m m n ⎧-=⎨-=⎩两式相减,得,()()()226m n m n m n m n -=-=+-因为,所以,3n m >>6m n +=而由,可得,与矛盾.3n m >>6m n +>6m n +=所以,不存在满足条件的实数,.m n 18.已知函数的定义域是使得解析式有意义的x 集合,如果对于定义域内的任意实数x ,函数()f x 值均为正,则称此函数为“正函数”.(1)证明函数是“正函数”; ()()2lg 11f x x =++(2)如果函数不是“正函数”,求正数a 的取值范围. ()11a f x x x =+-+(3)如果函数是“正函数”,求正数a 的取值范围. ()()()222242122x a x a f x x a x a +--+=+--+【答案】(1)证明见解析,(2)(3)(,1]-∞(){}6,13- 【解析】(1)有题知:,即证.()1f x ≥(2)首先讨论当时,显然不是“正函数”. 当时,从反面入手,假设0a ≤()11a f x x x =+-+0a >是“正函数”,求出的范围,再取其补集即可.()f x a (3)根据题意得到:或,解方程和不等式组即可. 22(2)4(42)0(1)8(22)0a a a a ⎧---<⎨---<⎩12242122a a a a --+==--+【详解】(1).2()lg(1)1lg111f x x =++≥+=函数值恒为正数,故函数是“正函数”.2()lg(1)1f x x =++(2)当时,,0a ≤(0)10f a =-<显然不是“正函数”. ()11a f x x x =+-+当时0a >假设为“正函数”.则恒大于零. ()11a f x x x =+-+()f x. ()1221a f x x x =++-≥+所以,即20->1a >所以不是“正函数”时, ()11a f x x x =+-+.01a <≤综上:.1a ≤(3)有题知:若函数是“正函数”, ()22(2)242(1)22x a x a f x x a x a +--+=+--+则或. 22(2)4(42)0(1)8(22)0a a a a ⎧---<⎨---<⎩12242122a a a a --+==--+解得:或.61a -<<3a =【点睛】本题主要考查函数的新定义,同时考查了对所学知识的综合应用,属于难题.。
上海高一上学期期末数学试题(解析版)
一、填空题1.已知集合,,则__________. {1,1,2}A =-{}20B x x x =+=A B = 【答案】{}1-【分析】可求出集合,然后进行交集的运算即可.B 【详解】解:,1,,,,{1A =- 2}{1B =-0}.{1}A B ∴=- 故答案为:.{}1-2.设a 、b 都为正数,且,则的最小值为________. 4a b +=11a b +【答案】1【分析】把变形为:利用已知,结合基本不等式进行求解即可. 11a b +1114()4a b ⨯⋅+【详解】因为a 、b 都为正数,所以有:, 111111114(()((2)(214444b a a b a b a b a b ⨯⋅+=+⋅+=⋅++≥⋅+=当且仅当时取等号,即时取等号,b a a b=2a b ==故答案为:13.函数,则______________. 2()1y f x x ==-1(3)f -=【答案】 53【解析】3在反函数的定义域中,它必在原函数的值域中,因为反函数与原函数的对应关系相反,故由解得值为所求. 231x =-x 【详解】由解得,所以. 231x =-53x =15(3)3f -=故答案为: 534.已知且,若,,则_______________.0a >1a ≠log 2a m =log 3a n =m n a +=【答案】6【解析】利用指数式与对数式的互化,再利用同底数幂相乘即可.【详解】,同理:log 2,2m a m a =∴= 3n a =∴236m n m n a a a +==⨯=故答案为:6【点睛】对数运算技巧:(1)指数式与对数式互化;(2)灵活应用对数的运算性质;(3) 逆用法则、公式;(4) 应用换底公式,化为同底结构.5.已知函数,是偶函数,则的值为______.()()221f x ax b x =+++22,x a a ⎡⎤∈-⎣⎦a b +【答案】1-【分析】根据奇偶定义可建立方程求解即可.【详解】由题意得,所以,所以.2220202b a a a a +=⎧⎪-+=⎨⎪-<⎩1,2a b ==-1a b +=-故答案为:1-6.若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为______.22mm y x -++=m R m 【答案】或01【分析】依题意可得,解得的取值范围,再由为整数,求出参数的值.220m m -++>m m 【详解】由题意得,解得,又为整数,所以或.220m m -++>12m -<<m 0m =1故答案为:或017.用“二分法”求方程在区间内的实根,首先取区间中点进行判断,那么下一340x x +-=()1,32x =个取的点是______.x =【答案】1.5## 32【分析】先确定函数单调性,根据二分法求解即可得解.【详解】设函数,易得函数为严格增函数,3()4f x x x =+-因为,,(1)20f =-<(2)60f =>所以下一个有根区间是,(1,2)那么下一个取的点是.1.5x =故答案为:1.58.已知函数的最小值为-2,则实数a =________.22([0,1])y x ax x =+∈【答案】 32-【分析】根据二次函数的对称轴与所给区间的相对位置进行分类讨论求解即可.【详解】,所以该二次函数的对称轴为:,222()2()y f x x ax x a a ==+=+-x a =-当时,即,函数在时单调递减,1a ≤-1a ≤-2()2f x x ax =+[0,1]x ∈因此,显然符合; min 3()(1)1222f x f a a ==+=-⇒=-1a ≤-当时,即时,; 01a <-<10a -<<2min ()2f x a a =-=-⇒=10a -<<当时,即时,函数在时单调递增,0a -≤0a ≥2()2f x x ax =+[0,1]x ∈因此,不符合题意,综上所述:, min ()(0)02f x f ==≠-32a =-故答案为: 32-9.设方程的实根,其中k 为正整数,则所有实根的和为22log 1122x a a --=-+12,,,k x x x ______.【答案】4【分析】画出的图象,由图象的特征可求.2()log 11g x x =--【详解】令,,2()|log ||1|f x x =-22()|log ||1||log ||1|()f x x x f x -=--=-=所以函数图象关于轴对称,2()|log ||1|f x x =-y 令,则的图象关于直线对称,2()log 11g x x =--()(1)g x f x =-1x =因为方程的实根,可以看作函数的图象与直线22log 1122x a a --=-+2()log 11g x x =--的交点横坐标.222y a a =-+由图可知方程有4个实根,且关于直线对称.22log 1122x a a --=-+1x =所以.12344x x x x +++=故答案为:4.10.设函数,,如果对任意的实数,任意的实数,不等()2x f x =2()2g x x x a =-+1[1,2]x ∈2[1,2]x ∈式恒成立,则实数a 的取值范围为________.()()121f x g x -≥【答案】(,1][6,)-∞+∞U【分析】分别求出函数,在上的值域,把问题转化为关于的不等式()2x f x =2()2g x x x a =-+[1,2]a 组,求出解集即可【详解】解:因为在上为增函数,()2x f x =[1,2]所以,min max ()(1)2,()(2)4f x f f x f ====所以在上的值域为,()2x f x =[1,2][2,4]因为的对称轴为直线,2()2g x x x a =-+1x =所以在上为增函数,2()2g x x x a =-+[1,2]所以,min max ()(1)1,()(2)g x g a g x g a ==-==所以在上的值域为,2()2g x x x a =-+[1,2][1]a a -,因为对任意的实数,任意的实数,不等式恒成立,1[1,2]x ∈2[1,2]x ∈()()121f x g x -≥所以,解得, (1)4121a a ⎧--≥⎪⎨-≥⎪⎩4613a a a a ≤≥⎧⎨≤≥⎩或或所以或,1a ≤6a ≥所以实数a 的取值范围为,(,1][6,)-∞+∞U 故答案为:(,1][6,)-∞+∞U 【点睛】此题考查函数在闭区间上的最值问题和不等式恒成立问题,考查了数学转化思想,解题的关键是求出函数,在上的值域,把问题转化为,从而()2x f x =2()2g x x x a =-+[1,2](1)4121a a ⎧--≥⎪⎨-≥⎪⎩可求出实数a 的取值范围,属于中档题二、单选题11.已知x ,y 是实数,则“”是“”的( )x y >33x y >A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C【分析】由充要条件的定义求解即可【详解】因为 , 2233223()()()24y y x y x y x xy y x y x ⎡⎤⎛⎫-=-++=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦若,则, x y >223()024y y x y x ⎡⎤⎛⎫-++>⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦若,则,即, 223()024y y x y x ⎡⎤⎛⎫-++>⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦0x y ->x y >所以 ,即“”是“”的充要条件,33x y x y >⇔>x y >33x y >故选:C.12.如果,那么( )12log 0.8log 0.80x x <<A .B . 2101x x <<<1201x x <<<C .D .121x x <<211x x <<【答案】C【分析】根据换底公式可得,再利用单调性可以判断C 正0.820.810.8log log 0log 1x x <<=0.8log y x =确.【详解】因为,则,12log 0.8log 0.80x x <<0.820.810.8log log 0log 1x x <<=又因为在上单调递减,0.8log y x =()0,∞+那么,121x x <<故选:C .13.在同一直角坐标系中,二次函数与幂函数图像的关系可能为( ) 2y ax bx =+(0)b a y x x =>A . B . C .D .【答案】A【分析】根据题意,结合二次函数和幂函数的性质依次分析选项,即可得到答案.【详解】对于A ,二次函数开口向上,则,其对称轴,则,即2y ax bx =+0a >b x 02a =->0b a<幂函数为减函数,符合题意;(0)b a y x x =>对于B , 二次函数开口向下,则,其对称轴,则,即幂函数2y ax bx =+a<0b x 02a =->0b a <为减函数,不符合题意;(0)b a y x x =>对于C ,二次函数开口向上,则,其对称轴,则,即幂函数2y ax bx =+0a >12b x a=-=-2b a =为增函数,且其增加的越来越快,不符合题意;(0)b a y x x =>对于D , 二次函数开口向下,则,其对称轴,则,即幂函2y ax bx =+a<0122b x a =->-01b a <<数为增函数,且其增加的越来越慢快,不符合题意;(0)b a y x x =>故选:A 【点睛】关键点点睛:本题考查函数图像的分析,在同一个坐标系中同时考查二次函数和幂函数性质即可得解,考查学生的分析试题能力,数形结合思想,属于基础题.14.若函数与在区间上都是严格减函数,则实数的取值范围为( ) ||y x a =--1a y x =+[1,2]a A .B .C .D . (,0)-∞(1,0)(0,1]-⋃(0,1)(0,1]【答案】D【分析】由一次函数及反比例函数的单调性,结合图像变换即可得到实数的取值范围.a 【详解】函数的图像关于对称,||y x a =--x a =所以当,y 随x 的增大而减小,当,y 随x 的增大而增大.x a >x a <要使函数在区间上都是严格减函数,||y x a =--[1,2]只需; 1a ≤要使在区间上都是严格减函数,只需; 1a y x =+[1,2]0a >故a 的范围为.01a <≤故选:D三、解答题15.求下列不等式的解集:(1) 4351x x +>-(2)2332x x -<-【答案】(1)(1,8)(2)(1,)+∞【分析】(1)根据分式不等式及一元二次不等式的解法求解集.(2)应用公式法求绝对值不等式的解集.【详解】(1),故解集为; ()()4385018011x x x x x x +->⇔<⇔--<--(1,8)(2),|23|32322332x x x x x -<-⇔-+<-<-故解集为.(1,)+∞16.已知函数. ()22(11)1x f x x x =-<<-(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;()f x (2)判断函数的单调性并证明.()f x 【答案】(1)是奇函数,理由见解析()f x (2)在上单调递减,证明见解析()f x (1,1)-【分析】(1)根据函数奇偶性定义进行判断证明;(2)根据函数单调性定义进行证明.【详解】(1)是奇函数,理由如下:()f x 函数,则定义域关于原点对称, ()22(11)1x f x x x =-<<-因为,所以是奇函数; ()()221x f x f x x --==--()f x (2)任取,1211x x -<<<则 22121211221222221212222222()()11(1)(1)x x x x x x x x f x f x x x x x --+-=-=---- , 1221211221222212122()2()2(1)()(1)(1)(1)(1)x x x x x x x x x x x x x x -+-+-==----因为,所以, 1211x x -<<<2212211210,0,10,10x x x x x x +>->-<-<所以,所以在上单调递减.12())0(f x f x ->()f x (1,1)-17.将函数(且)的图像向左平移1个单位,再向上平移2个单位,得到log 2a y x =-0a >1a ≠函数的图像.()y f x =(1)求函数的解析式()f x (2)设函数,若对一切恒成立,求实数m 的取值范围;()()()1f x f x F x a ++=()m F x <()1,x ∈-+∞(3)讨论关于x 的方程,在区间上解的个数. ()log ap f x x=()1,-+∞【答案】(1)()log (1)a f x x =+(2)(,0]-∞(3)答案见解析【分析】(1)由图象的平移特点可得所求函数的解析式;(2)求得的解析式,可得对一切恒成立,再由二次函数的性质可得所()F x (1)(2)m x x <++(1,)∈-+∞x 求范围;(3)将方程等价转化为且,根据题意只需讨论在区间()log a p f x x =1(1p x x x +=>-0)x ≠(1)p x x =+上的解的个数,利用图象,数形结合即可求得答案.(1,)-+∞【详解】(1)将函数且的图象向左平移1个单位,log 2(0a y x a =->1)a ≠得到的图象,再向上平移2个单位,得函数的图象; log (1)2a y x =+-()log (1)a f x x =+(2)函数,,()()()()()()()1log 1log 212a a f x f x x x F x a a x x +++++===++1x >-若对一切恒成立,()m F x <(1,)∈-+∞x 则对一切恒成立,(1)(2)m x x <++(1,)∈-+∞x 由在严格单调递增,得,(1)(2)y x x =++(1,)-+∞(1)(2)0y x x =++>所以,即的取值范围是;0m ≤m (,0]-∞(3)关于的方程 x ()log log (1)log aa a p p f x x x x=⇔+=且, 1(1p x x x ⇔+=>-0)x ≠所以只需讨论在区间且x ≠0上的解的个数.(1)p x x =+(1,)-+∞由二次函数且的图象得,(1)(1y x x x =+>-0)x ≠当时,原方程的解有0个; 1(,)4p ∈-∞-当时,原方程的解有1个; 1(0,)4p ⎧⎫∈-+∞⎨⎬⎩⎭当时,原方程的解有2个. 1(,0)4p ∈-18.其公司研发新产品,预估获得25万元到2000万元的投资收益,现在准备拟定一个奖励方案:奖金y (万元)随投资收益x (万元)的增加而增加,奖金不超过75万元,同时奖金不超过投资收益的20%.(1)用数学语言列出公司对函数模型的基本要求;(2)判断函数是否符合公司奖励方案函数模型的要求,并说明理由; ()1050x f x =+(3)已知函数符合公司奖励方案函数模型要求,求实数a 取值范围. ()1252g x a ⎛⎫=≥ ⎪⎝⎭【答案】(1)答案见解析(2)不符合,理由见解析(3) 1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦【分析】(1)根据函数单调性的定义以及最值的定义,结合题意中的不等关系,可得答案; (2)由(1)所得的三个条件,进行检验,可得答案;(3)利用幂函数的单调性,结合题意中的最值以及不等关系,可得不等式组,利用基本不等式,可得答案.【详解】(1)满足的基本要求是:①是定义域上的严格增函数,()f x ()f x [25,2000]②的最大值不超过75,③在上恒成立; ()f x ()5x f x ≤[25,2000](2),不满足要求③,故不符合; ()1050x f x =+()5050115f =>(3)因为,所以函数满足条件①, 12a ≥()gx 由函数满足条件②得,解得()g x 2575≤a ≤由函数满足条件③得,对恒成立, ()gx 255x ≤[25,2000]x ∈即恒成立,2a ≤[25,2000]x ∈时取等号,所以. 2≥=25x =1a ≤综上所述,实数的取值范围是. a 1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦19.已知函数 ()22,0log ,0x x f x x x ⎧≤=⎨>⎩(1)设k 、m 均为实数,当时,的最大值为1,且满足此条件的任意实数x 及m 的(],x m ∈-∞()f x 值,使得关于x 的不等式恒成立,求k 的取值范围;()()22310f x m k m k ≤--+-(2)设t 为实数,若关于x 的方程恰有两个不相等的实数根且,()()2log 0f f x t x --=⎡⎤⎣⎦12,x x 12x x <试将表示为关于t 的函数,并写出此函数的定义域. 1221212log 211++--+-x x x x 【答案】(1)4k ≥(2), 1221212log 2|1||1|x x x x ++--+-1t t=+(]1,3【分析】(1)分离参数,得,再借助基本不等式求解即可; 4(3)83k m m ≥-++-(2)先得出,再对,进行分类讨论. ()()22,1()log log ,1x x f f x x x ≤⎧=⎨>⎩1x >1x ≤【详解】(1)当时,,故.(,]x m ∈-∞max ()f x =102m ≤≤要使得不等式恒成立,2()(2)310f x m k m k ≤--+-需使,2(2)310m k m k --+-1≥即对于任意的都成立. 2(2)3110m k m k --+-≥[0,2]m ∈因为,所以. 133m ≤-≤4(3)83k m m ≥-++-由,得 30m ->403m <-4(3)84843m m -++≤-+=- (当且仅当时取等号)1m =所以;4k ≥(2)由函数,得, ()f x 22,0log ,0x x x x ⎧≤=⎨>⎩()()22,1()log log ,1x x f f x x x ≤⎧=⎨>⎩①若,则方程变为,1x ≤[]2()log ()0f f x t x --=x =2log ()t x -即,则,2x t x =-2x t x =+为递增函数,,则有;2x y x =+1x ≤3t ≤②若,则方程变为1x >[]2()log ()0f f x t x --=,即,且,故,()222log log log ()x t x =-2log x t x =-0t x ->1t >于是分别是方程、的两个根,则,,12,x x 2x t x =-2log x t x =-11x ≤21x <即,121x x ≤<由于函数与的图像关于直线对称,2log y x =2x y =y x =故,12x x t +=, 122122log 2()x x t x x t +=-+=()()1212112|1||1|211x x x x =--+-+-+-1t=故,且, 1221212log 2|1||1|x x x x ++--+-1t t =+13t <≤故此函数的定义域为.(]1,3【点睛】方法点睛:对于非二次不等式恒成立求参问题,一般先分离参数,转化为最值问题,进而可借助函数或基本不等式进行求解;方程解的个数可等价于两个不同函数交点个数,分段函数则需要考虑每一段解析式是否成立.20.对于定义在D 上的函数,设区间是D 的一个子集,若存在,使得函()y f x =[,]m n 0(,)x m n ∈数在区间上是严格减函数,在区间上是严格增函数,则称函数在区()y f x =[]0,m x []0,x n ()y f x =间上具有性质P .[,]m n (1)若函数在区间上具有性质P ,写出实数a 、b 所满足的条件;2y ax bx =+[0,1](2)设c 是常数,若函数在区间上具有性质P ,求实数c 的取值范围.3y x cx =-[1,2]【答案】(1);(2).20a b -<<()3,12c ∈【分析】(1)根据定义判断出为二次函数,然后根据的单调性和单调区间判断出2y ax bx =+()f x 的开口以及对称轴,由此得到满足的条件;2y ax bx =+,a b (2)先分析函数在区间上为严格增函数和严格减函数时的取值,据此分析出3y x cx =-[1,2]c 在区间上先递减再递增时的取值范围,由此求解出的取值范围.3y x cx =-[1,2]c c 【详解】(1)当函数在区间上具有性质P 时,由其图象在R 上是抛物线, 2y ax bx =+[0,1]故此抛物线的开口向上(即),且对称轴是; 0a >(0,1)2b x a=-∈于是,实数a ,b 所满足的条件为:.20a b -<<(2)记.设,是区间上任意给定的两个实数,3()f x x cx =-1x 2x [1,2]总有. ()()()()2212121122f x f x x x x x x x c -=-++-若,当时,总有且,3c ≤12x x <120x x -<22112211130x x x x c ++->++-=故,因此在区间上是严格增函数,不符合题目要求.()()120f x f x -<3y x cx =-[1,2]若,当时,总有且,12c ≥12x x <120x x -<222211222222120x x x x c ++-<+⨯+-=故,因此在区间上是严格减函数,不符合题目要求.()()120f x f x ->3y x cx =-[1,2]若,当且时,总有且, 312c <<12x x <12,x x ⎡∈⎢⎣120x x -<2211220333c c c x x x x c c ++-<++-=故,因此在区间上是严格减函数; ()()120f x f x ->3y x cx =-⎡⎢⎣当且时,总有且, 12x x <12,2x x ⎤∈⎥⎦120x x -<2211220333c c c x x x x c c ++->=++-=故,因此在区间上是严格增函数.()()120f x f x -<3y x cx =-2⎤⎥⎦因此,当时,函数在区间上具有性质P .()3,12c ∈3y x cx =-[1,2]【点睛】关键点点睛:本题属于函数的新定义问题,求解本题第二问的关键在于对于性质的理P 解,通过分析函数不具备性质的情况:严格单调递增、严格单调递减,借此分析出可能具备性质P的情况,然后再进行验证即可. P。
2022-2023学年上海市浦东新区高一(上)期末数学试卷(含答案解析)
2022-2023学年上海市浦东新区高一(上)期末数学试卷1. −√π______R.(用符号“∈”或“∉”填空).2. 已知集合A={2,a2+3a+3},且1∈A,则实数a的值为______.3. 函数y=log2x+2x−1的定义域是______.4. α:x是2的倍数,β:x是6的倍数;则α是β的______条件(填“充分非必要”“必要非充分”“充要”“既非充分又非必要”).5. 用有理数指数幂的形式表示a3⋅√a34(其中a>0)______.6. 设0<a<1,则关于x的不等式a x2−2x+3>a6的解集是______.7. 已知一元二次方程x2+1ax−3a=0(a>0)的两个实根为x1、x2,则x12x2+x22x1=______.8. 请将下列各组对象能组成集合的序号填在后面的横线上______.①上海市2022年入学的全体高一年级新生;②在平面直角坐标系中,到定点(0,0)的距离等于1的所有点;③影响力比较大的中国数学家;④不等式3x−10<0的所有正整数解.9. 设a、b、c、d是实数,则下列命题为真命题的是______.①如果a>b,且c>d,那么a+c>b+d;②如果a≠b,且c≠d,那么ac≠bd;③如果a>b>0,那么0<1a <1b;④如果(a−b)2+(b−c)2≤0,那么a=b=c.10. 已知对数函数y=log a x(a>0且a≠1)的图像经过点(3,2),且该函数图像经过点(x0,4),则实数x0的值是______.11. 已知正数a和b满足2a=3b,1a +2b=1,用a及b表示log1812=______.12. 某同学在学习了基本不等式和幂指对运算后,通过查阅资料发现了一个不等式“e x−x≥1,当且仅当x=0时等号成立”,请借助这个不等式,解答下题:对任意x>0,x≥lnbx 恒成立,则b的取值范围______.13. 下列函数与函数y=x相同的是( )A. y=(√x)2B. y=lne xC. y=√x44 D. y=e lnx14. 下列函数中,值域是(0,+∞)的是( )A. y=x2B. y=1xC. y=−2xD. y=lg(x+1)(x>0)15. 关于幂函数的图像,下列选项描述正确的是( )A. 幂函数的图像一定经过(0,0)和(1,1)B. 幂函数的图像一定关于y 轴或原点对称C. 幂函数的图像一定不经过第四象限D. 两个不同的幂函数的图像最多有两个公共点16. 已知定义域为R 的函数y =f(x)满足:①对任意x ,y ∈R ,f(x +y)=f(x)⋅f(y)恒成立;②若x ≠y 则f(x)≠f(y).以下选项表述不正确的是( )A. y =f(x)在R 上是严格增函数B. 若f(3)=10,则f(6)=100C. 若f(6)=100,则f(−3)=110D. 函数F(x)=f(x)+f(−x)的最小值为2 17. 解不等式|2x −1|>1.18. 已知集合A ={(x,y)|y =4x −1},集合B ={(x,y)|y =x 2+2},用列举法表示集合A ∩B.19. 要建造一面靠墙、且面积相同的两间相邻的长方形居室(靠墙一侧利用原有墙体),如图所示.如果已有材料可建成的围墙总长度为30m ,那么当宽x(单位:m)为多少时,才能使所建造的居室总面积最大?居室的最大总面积是多少?(不考虑墙体厚度)20. 小明在学习“用函数的观点求解方程与不等式”时,灵光一动,为课本上一道习题“已知a 、b 为正数,求证:(a +b)(1a +1b )≥4.”得到以下解法:构造函数f(x)=(a +b)x 2+4x +(1a+1b),因为f(x)=(a +b)x 2+4x +(1a+1b)=(√ax +1√a)2+(√bx +1√b)2≥0,当且仅当x =−1a=−1b时取等号;所以对于函数f(x)=(a +b)x 2+4x +(1a+1b)可得Δ=42−4(a +b)(1a+1b)≤0,当且仅当−1a =−1b时Δ=0.即(a +b)(1a+1b)≥4,当且仅当a =b 时可取等号. 阅读上述材料,解决下列两个问题:(1)若实数a 、b 、c 、d 、x 不全相等,请判断代数式 “4x 2+(a +b +c+d)x +a 2+b 2+c 2+d24”的取值是正还是负;(直接写出答案,无需理由)(2)求证:4(a 2+b 2+c 2+d 2)≥(a +b +c +d)2,并指出等号成立的条件.21. 已知y=f(x)是定义在D上的函数,对于D上任意给定的两个自变量的值x1、x2,当x1≠x2时,如果总有f(x1)≠f(x2),就称函数y=f(x)为“可逆函数”.(1)判断函数f1(x)=x+1x是否为“可逆函数”,并说明理由;(2)已知函数y=f2(x)在区间(0,+∞)上是增函数,证明:F(x)=f2(x)−1x,x∈(0,+∞)是“可逆函数”;(3)证明:函数f3(x)=xx−a +1x(a∈R)是“可逆函数”的充要条件为“a=0”.答案和解析1.【答案】∈【解析】解:−√π∈R.故答案为:∈.根据已知条件,结合元素与集合关系,即可求解.本题主要考查元素与集合关系的判断,属于基础题.2.【答案】−1或−2【解析】解:集合A={2,a2+3a+3},且1∈A,则a2+3a+3=1,解得a=−1或−2.故答案为:−1或−2.根据已知条件,结合元素与集合关系,即可求解.本题主要考查元素与集合的关系,属于基础题.3.【答案】(−∞,−2)∪(1,+∞)>0,即(x+2)(x−1)>0,【解析】解:要使原函数有意义,则x+2x−1解得x<−2或x>1.∴函数y=log2x+2的定义域是(−∞,−2)∪(1,+∞).x−1故答案为:(−∞,−2)∪(1,+∞).由对数函数的真数大于0,然后求解分式不等式得答案.本题考查函数的定义域及其求法,考查分式不等式的解法,是基础题.4.【答案】必要非充分【解析】解:①当x=4时,满足x是2的倍数,但不满足x是6的倍数,∴充分性不成立,②若x是6的倍数,则x一定是2的倍数,∴必要性成立,则α是β的必要非充分条件,故答案为:必要非充分.利用充要条件的定义判定即可.本题考查了充要条件的判定,属于基础题.5.【答案】a154【解析】解:a3⋅√a34=a3⋅a34=a154.故答案为:a 15 4.利用有理数指数幂的运算性质求解.本题主要考查了有理数指数幂的运算性质,属于基础题.6.【答案】(−1,3)【解析】解:因为0<a<1,所以不等式a x2−2x+3>a6等价于x2−2x+3<6,解得−1<x<3,即不等式的解集为(−1,3).故答案为:(−1,3).由指数不等式的解法求解即可.本题主要考查指数不等式的解法,一元二次不等式的解法,考查运算求解能力,属于基础题.7.【答案】3【解析】解:∵一元二次方程x2+1ax−3a=0(a>0)的两个实根为x1、x2,∴x1+x2=−1a,x1⋅x2=−3a,则x12x2+x22x1=x1⋅x2(x1+x2)=3,故答案为:3.由题意,利用韦达定理,求得所给式子的值.本题主要考查韦达定理的应用,属于基础题.8.【答案】①②④【解析】解:①上海市2022年入学的全体高一年级新生,符合集合的定义,故①正确,②在平面直角坐标系中,到定点(0,0)的距离等于1的所有点,符合集合的定义,故②正确,③影响力比较大的中国数学家,不符合集合的确定性,故③错误,④不等式3x−10<0的所有正整数解,即原不等式的集合为{1,2,3},符合集合的定义,故④正确.故答案为:①②④.根据已知条件,结合集合的含义,即可求解.本题主要考查集合的含义,属于基础题.9.【答案】①③④【解析】解:对于①,根据不等式的基本性质得,如果a >b ,且c >d ,那么a +c >b +d ,命题①正确;对于②,如果a ≠b ,且c ≠d ,那么ac ≠bd 错误,如a =12,b =2,c =−2,d =−12时,ac =bd =−1,命题②错误;对于③,如果a >b >0,那么1ab>0,所以1b >1a >0,即0<1a<1b,命题③正确;对于④,如果(a −b)2+(b −c)2≤0,那么a −b =b −c =0,所以a =b =c ,命题④正确. 所以真命题的序号是①③④. 故答案为:①③④.根据同向不等式可加性,即可判断命题①正确; 举例说明命题②错误;根据不等式的基本性质判断命题③正确;根据平方数的非负性,即可得出a =b =c ,判断命题④正确. 本题考查了不等式的基本性质应用问题,是基础题.10.【答案】9【解析】解:因为对数函数y =log a x(a >0且a ≠1)的图像经过点(3,2), 所以log a 3=2,所以a =√3,y =log √3x , 因为函数图像经过点(x 0,4), 则log √3x 0=4,即x 0=9. 故答案为:9.由已知结合对数的运算可先求出函数解析式,然后代入点的坐标可求. 本题主要考查了对数函数的性质,属于基础题.11.【答案】2a +1b【解析】解:因为a ,b 均为正数, 令2a =3b =m ,则有a =log 2m ,1a =log m 2,b =log 3m ,1b =log m 3, 又因为2a =3b ,所以log m 2+2log m 3=log m 18=1, 所以m =18,所以a =log 218,b =log 318, 所以1a =log 182,1b =log 183,所以log 1812=log 18(4×3)=log 1822+log 183=2log 182+log 183=2a +1b. 故答案为:2a +1b .利用对数的性质和运算法则及换底公式求解.本题考查对数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对数的性质、运算法则及换底公式的合理运用.12.【答案】(0,1]【解析】解:根据题意,bx ≤e x恒成立,即b ≤e xx恒成立, 又e x −x ≥1,所以e xx ≥x+1x =1+1x >1(x >0),则b ≤1, 又b >0,所以b 的取值范围为(0,1]. 故答案为:(0,1]. 问题可转化为b ≤e x x恒成立,结合题意可知e x x ≥x+1x =1+1x >1(x >0),进而得解.本题考查不等式的恒成立问题,考查转化思想以及运算求解能力,属于中档题.13.【答案】B【解析】解:y =x ,x ∈R A 项:y =x ,x ≥0,定义域不同;B 项:y =lne x =x ,即y =x ,x ∈R ,是同一函数;C 项:y =|x|,解析式不同,不是同一函数;D 项:y =e lnx =x ,x >0,定义域不同,不是同一函数; 故选:B.判断函数的定义域,将解析式变形,即可判断是否同一函数. 本题考查同一函数的判断,属于基础题.14.【答案】D【解析】解:选项A ,y =x 2的值域是[0,+∞),即A 不符合题意; 选项B ,y =1x的值域是(−∞,0)∪(0,+∞),即B 不符合题意; 选项C ,y =−2x 的值域是(−∞,0),即C 不符合题意;选项D ,因为x >0,所以x +1>1,所以y =lg(x +1)>lg1=0,所以其值域为(0,+∞),即D 符合题意. 故选:D.根据基本初等函数的图象与性质,即可得解.本题考查函数的值域,熟练掌握基本初等函数的图象与性质是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题.15.【答案】C【解析】解:对于A ,由幂函数的性质可知,幂函数的图像一定经过(1,1),不一定过点(0,0),例如y =x 0,故A 错误,对于B ,幂函数y =x 12的图像既不关于y 轴对称,也不关于原点对称,故B 错误, 对于C ,由幂函数的性质可知,幂函数的图像一定不经过第四象限,故C 正确, 对于D ,幂函数y =x 与y =x 3的交点为(−1,−1),(0,0),(1,1),共3个,故D 错误, 故选:C.根据幂函数的图像和性质逐个判断各个选项即可. 本题主要考查了幂函数的图象和性质,属于基础题.16.【答案】A【解析】解:由已知:令x =y =0得f(0)=0或1,若x =0,则f(x +0)=f(x)f(0)=0,与条件②矛盾,故f(0)=1,再令f(0)=f(−x +x)=f(−x)f(x)=1,故f(−x)=1f(x), 对于A ,显然f(x)=(12)x 满足f(x)的条件,但该函数为减函数,故A 错; 对于B ,令x =y =3,则f(6)=f 2(3)=100,故B 对;对于C ,假设f(x)=0,且y ≠0,则f(x +y)=0,与题设矛盾,故f(x)≠0, 再令x =y =m2,m ∈R ,则f(m)=f 2(m2)>0,所以f(6)=f(3+3)=f 2(3)=100,故f(3)=10,故f(−3)=1f(3)=110,故C 对;对于D ,令y =−x ,则f(0)=f(x −x)=f(x)f(−x)=1,且f(x)>0,f(−x)>0,所以F(x)=f(x)+f(−x)≥2√f(−x)f(x)=2,故D 对. 故选:A.先利用赋值法求出f(0)=1,再逐项判断: 对于A ,举个反例y =(12)x 即可; 对于B ,C ,利用赋值法说明即可;对于D ,令x =y ,容易说明f(x)≥0,再结合基本不等式、f(0)=1判断即可.本题考查赋值法在研究抽象函数性质时的应用,同时考查了学生的逻辑推理能力,属于中档题.17.【答案】解:|2x −1|>1,可得2x −1>1或2x −1<−1,即x >1或x <0,则解集为(−∞,0)∪(1,+∞).【解析】把2x −1看成一个整体,去掉绝对值符号即可. 本题考查绝对值不等式的解法,属于基础题.18.【答案】解:由题意可知,集合A ∩B 的元素为表示直线y =4x −1与抛物线y =x 2+2的交点坐标,联立方程{y =4x −1y =x 2+2,解得{x =1y =3或{x =3y =11,∴A ∩B ={(1,3),(3,11)}.【解析】求出直线y =4x −1与抛物线y =x 2+2的交点坐标,即可得到集合A ∩B. 本题主要考查了集合的表示方法,属于基础题.19.【答案】解:由题意,若把材料全部用完,则两间居室的总长为(30−3x)m ,0<x <10,设所建造的居室总面积ym 2,则y =(30−3x)x =−3(x −5)2+75,当居室的宽为5m 时,居室的面积最大,居室的最大总面积是75m 2.【解析】由题意,若把材料全部用完,得到两间居室的总长为(30−3x)m ,0<x <10,再由长方形的面积公式建立模型求解即可. 本题考查函数模型的应用,属于中档题.20.【答案】解:(1)取值为正;证明:(2)构造函数f(x)=4x 2+(a +b +c +d)x +a 2+b 2+c 2+d24,因为f(x)=4x 2+(a +b +c+d)x +a 2+b 2+c 2+d24=(x −a2)2+(x −b2)2+(x −c2)2+(x −d2)2≥0, 当且仅当x =a 2=b 2=c 2=d2时取等号; 所以对于函数f(x)=4x 2+(a +b +c+d)x +a 2+b 2+c 2+d24,得Δ=(a +b +c +d)2−4(a 2+b 2+c 2+d 2)≤0, 当且仅当a2=b2=c2=d2时,Δ=0,即4(a 2+b 2+c 2+d 2)≥(a +b +c +d)2,当且仅当a =b =c =d 时取等号.【解析】(1)根据题意即可得出结论; (2)构造函数f(x)=4x 2+(a +b +c+d)x +a 2+b 2+c 2+d24,配方整理利用Δ=(a +b +c +d)2−4(a 2+b 2+c 2+d 2)≤0,即可得证. 本题考查了不等式的证明,属于中档题.21.【答案】解:(1)函数f 1(x)=x +1x 不是“可逆函数”,理由:∵f 1(x)=x +1x在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,∴f 1(x)min =f 1(1)=2, 则f 1(x)与y =a(a >2)恒有两个不同的交点,记为x 1,x 2, 则x 1≠x 2,f 1(x 1)=f 1(x 2)=a ,不符合“可逆函数”定义, ∴f 1(x)=x +1x 不是“可逆函数”.(2)证明:任取x 2>x 1>0,则F(x 2)−F(x 1)=f 2(x 2)−1x 2−f 2(x 1)+1x 1=f 2(x 2)−f 2(x 1)+x 2−x 1x 1x 2, ∵f 2(x)在区间(0,+∞)上是增函数,∴f 2(x 2)−f 2(x 1)>0, 又x 2−x 1>0,x 2x 1>0,∴F(x 2)−F(x 1)>0,∴F(x)在区间(0,+∞)上是增函数,则当x 1≠x 2时,F(x 1)≠F(x 2)恒成立, ∴F(x)=f 2(x)−1x,x ∈(0,+∞)是“可逆函数”.(3)证明:先证明充分性:当a =0时,f 3(x)=1+1x,则f 3(x)的定义域为(−∞,0)∪(0,+∞); 任取x 1,x 2∈(−∞,0)∪(0,+∞)且x 1≠x 2, 则f 3(x 2)−f 3(x 1)=1+1x 2−1−1x 1=−x 2−x 1x 1x 2≠0,即f 3(x 1)≠f 3(x 2),∴f 3(x)为“可逆函数”,充分性成立; 再证明必要性:假设当f 3(x)=x x−a +1x是“可逆函数”时,a ≠0,构造关于x 的方程:x x−a +1x=2,化简可得:x 2−(2a +1)x +a =0,显然x =0与x =a 均不是方程的根,又Δ=(2a +1)2−4a =4a 2+1>0, 解方程可得:x 1=2a+1−√4a 2+12,x 2=2a+1−√4a 2+12,且x 1≠x 2,则x 1x 1−a +1x 1=x 2x 2−a +1x 1=2,即f 3(x 1)=f 3(x 2)=2,与f 3(x)是“可逆函数”矛盾,∴假设不成立,即a =0,必要性成立; 综上所述:函数f 3(x)=x x−a +1x(a ∈R)是“可逆函数”的充要条件为“a =0”.【解析】(1)根据对勾函数单调性可确定f 1(x)与y =a(a >2)恒有两个不同的交点,知f 1(x)不是“可逆函数”;(2)任取x 2>x 1>0,可得F(x 2)−F(x 1)=f 2(x 2)−f 2(x 1)+>0,知F(x)在(0,+∞)上为增函数,符合“可逆函数”定义;(3)当a=0时,任取x1,x2∈(−∞,0)∪(0,+∞)且x1≠x2,由f3(x2)−f3(x1)=−≠0,可知充分性成立;假设当f3(x)=是“可逆函数”时,a≠0,构造方程=2,化简整理为一元二次方程,由方程有两个不等实根可知+=+=2,与“可逆函数”定义矛盾,知假设错误,必要性得证.本题考查函数中的新定义问题的求解和证明;解题关键是充分理解“可逆函数”的定义,将问题转化为函数单调性的证明或一元二次方程根的个数的讨论,属中档题.第11页,共11页。
2021-2022学年上海市上海中学高一上学期期末考数学试卷(含详解)
2021-2022年上海中学高一上期末一、填空题1.若函数()f x 满足()112x f x -+=,则()4f =______.2.函数()()2ln 4f x x=-的单调增区间是______.3.已知θ是第四象限角,5cos 13θ=,则2021cos 2πθ⎛⎫-=⎪⎝⎭______.4.函数()()()42log 4log 2f x x x =⋅的最小值为______.5.已知函数()()12f x xx α=≤≤的最大值与最小值之差为12,则α=______.6.已知()f x 是偶函数,且方程()30f x -=有五个解,则这五个解之和为______.7.不等式()()2021202142x x --->-的解为______.8.设()f x 是定义在区间[]22-,上的严格增函数.若()()2212f a f a ->+,则a 的取值范围是______.9.若π0,4θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,记22cos sin P θθ=-,33cos sin Q θθ=-,44cos sin R θθ=-,则P 、Q 、R 的大小关系为______.10.在函数()125236x x xf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭的图像上,有______个横、纵坐标均为整数的点.11.设()111f x x x x=++-,若存在a ∈R 使得关于x 的方程()()()20f x af x b ++=恰有六个解,则b 的取值范围是______.12.若定义域为(]0,I m =的函数()e xf x =满足:对任意能构成三角形三边长的实数,,a b c I ∈,均有()f a ,()f b ,()f c 也能构成三角形三边长,则m 的最大值为______.(e 2.718281828≈是自然对数的底)二、选择题13.2021- 的始边是x 轴正半轴,则其终边位于第()象限.A.一B.二C.三D.四14.设函数()f x 的定义域为R .则“()f x 在R 上严格递增”是“()()g x f x x =+在R 上严格递增”的()条件A.充分不必要B.必要不充分C .充分必要D.既不充分也不必要15.将函数()()lg 2f x x =的图像向左、向下各平移1个单位长度,得到()g x 的函数图像,则()g x =()A.()lg 211x +- B.1lg 5x +⎛⎫⎪⎝⎭C.()lg 211x -- D.1lg 5x -⎛⎫⎪⎝⎭16.设函数()2xf x x =+,点()11,A x y ,()22,B x y ,()33,C x y 在()f x 的图像上,且32210x x x x -=-≠.对于ABC ,下列说法正确的是()①一定是钝角三角形②可能是直角三角形③不可能是等腰三角形③可能是等腰三角形A.①③B.①④C.②③D.②④三、解答题17.求函数()f x =18.已知0a >,b R ∈,且函数()12xf x b a=+-有奇偶性,求a ,b 的值.19.某厂商计划投资生产甲、乙两种商品,经市场调研发现,如图所示,甲、乙商品的投资x 与利润y (单位:万元)分别满足函数关系11ay k x =与22ay k x =.(1)求1k ,1a 与2k ,2a 的值;(2)该厂商现筹集到资金20万元,如何分配生产甲、乙商品的投资,可使总利润最大?并求出总利润的最大值.21.设函数()1122f x x ax x x ⎛⎫=+-≤≤ ⎪⎝⎭,其中a R ∈.(1)若当1,22x ⎛⎫∈⎪⎝⎭时()f x 取到最小值,求a 的取值范围.(2)设()f x 的最大值为()M a ,最小值为()L a ,求()()()g a M a L a =-的函数解析式,并求()g a 的最小值.23.对于函数()f x ,若实数0x 满足()00f x x =,则称0x 是()f x 的不动点.现设()2f x x a =+.(1)当2a =-时,分别求()f x 与()()f f x 的所有不动点;(2)若()f x 与()()ff x 均恰有两个不动点,求a 的取值范围;(3)若()f x 有两个不动点,()()ff x 有四个不动点,证明:不存在函数()g x 满足()()()f x g g x =.2021-2022年上海中学高一上期末一、填空题1.若函数()f x 满足()112x f x -+=,则()4f =______.【1题答案】【答案】4【解析】【分析】根据题意,令3x =,结合指数幂的运算,即可求解.【详解】由题意,函数()f x 满足()112x f x -+=,令3x =,可得()()3131424f f -+===.故答案为:4.2.函数()()2ln 4f x x =-的单调增区间是______.【2题答案】【答案】(2,0]-【解析】【分析】先求出函数的定义域,再换元,利用复合函数单调性的求法求解【详解】由240x ->,得22x -<<,所以函数的定义域为(2,2)-,令24t x =-,则ln y t =,因为24t x =-在(2,0]-上递增,在[0,2)上递减,而ln y t =在(0,)+∞上为增函数,所以()f x 在(2,0]-上递增,在[0,2)上递减,故答案为:(2,0]-3.已知θ是第四象限角,5cos 13θ=,则2021cos 2πθ⎛⎫-=⎪⎝⎭______.【3题答案】【答案】1213-【解析】【分析】利用同角三角函数的基本关系求出sin θ的值,在利用诱导公式可求得结果.【详解】因为θ是第四象限角,5cos 13θ=,则12sin 13θ==-,所以,202112cos cos sin 2213ππθθθ⎛⎫⎛⎫-=-==-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为:1213-.4.函数()()()42log 4log 2f x x x =⋅的最小值为______.【4题答案】【答案】18-##-0.125【解析】【分析】化简函数为()2442(log )3log 1f x x x =++,4log t x R =∈,得到()2231f t t t =++,结合二次函数的性质,即可求解.【详解】由题意,函数()()()4242log 4log 2(log 1)(log 1)f x x x x x =⋅=++24444(log 1)(2log 1)2(log )3log 1x x x x =++=++,令4log t x R =∈,可得()22312312()48f t t t t =++=+-,当34t =-时,()min 31()48f t f =-=-,即函数()f x 的最小值为18-.故答案为:18-.5.已知函数()()12f x x x α=≤≤的最大值与最小值之差为12,则α=______.【5题答案】【答案】23log 2或1-.【解析】【分析】根据幂函数的性质,结合题意,分类讨论,利用单调性列出方程,即可求解.【详解】由题意,函数()()12f x xx α=≤≤,当0α>时,函数()f x 在[]1,2上为单调递增函数,可得1212α-=,解得23log 2α=;当0α=时,显然不成立;当0α<时,函数()f x 在[]1,2上为单调递减函数,可得1122α-=,解得1α=-,综上可得,23log 2α=或1α=-.故答案为:23log 2或1-.6.已知()f x 是偶函数,且方程()30f x -=有五个解,则这五个解之和为______.【6题答案】【答案】15【解析】【分析】根据函数的奇偶性和图象变换,得到函数()3=-y f x 的图象关于3x =对称,进而得出方程其中其中一个解为3x =,另外四个解满足14236x x x x +=+=,即可求解.【详解】由题意,函数()f x 是偶函数,可函数()f x 的图象关于0x =对称,根据函数图象的变换,可得函数()3=-y f x 的图象关于3x =对称,又由方程()30f x -=有五个解,则其中一个解为3x =,不妨设另外四个解分别为1234,,,x x x x 且1234x x x x <<<,则满足2314322x x x x ++==,即14236x x x x +=+=,所以这五个解之和为66315++=.故答案为:15.7.不等式()()2021202142x x --->-的解为______.【7题答案】【答案】()(),23,4∞-⋃【解析】【分析】根据幂函数的性质,分类讨论即可【详解】将不等式()()2021202142x x --->-转化成2021202111(()42x x >--(Ⅰ)1041021142x x x x ⎧>⎪-⎪⎪>⎨-⎪⎪>⎪--⎩,解得34x <<;(Ⅱ)104102xx ⎧>⎪⎪-⎨⎪<⎪-⎩,解得2x <;(Ⅲ)1041021142x x x x ⎧<⎪-⎪⎪<⎨-⎪⎪>⎪--⎩,此时无解;综上,不等式的解集为:(,2)(3,4)-∞故答案为:(,2)(3,4)-∞ 8.设()f x 是定义在区间[]22-,上的严格增函数.若()()2212f a f a ->+,则a 的取值范围是______.【8题答案】【答案】6[,1)2--.【解析】【分析】根据题意,列出不等式组222122212222a a a a ⎧->+⎪-≤-≤⎨⎪-≤+≤⎩,即可求解.【详解】由题意,函数()f x 是定义在区间[]22-,上的严格增函数,因为()()2212f a f a ->+,可得222122212222a a a a ⎧->+⎪-≤-≤⎨⎪-≤+≤⎩,解得12a -≤<-,所以实数a 的取值范围是6[,1)2--.故答案为:[,1)2--.9.若π0,4θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,记22cos sin P θθ=-,33cos sin Q θθ=-,44cos sin R θθ=-,则P 、Q 、R 的大小关系为______.【9题答案】【答案】P R Q =<【解析】【分析】利用平方差公式和同角三角函数的平方关系可得P 、R 的关系,然后作差,因式分解,结合已知可判断P 、Q 的大小关系.【详解】44222222cos sin (cos sin )(cos sin )cos sin R P θθθθθθθθ=-=+-=-=又2233cos sin (cos sin )P Q θθθθ-=---(cos sin )(cos sin )(cos sin )(1cos sin )θθθθθθθθ=-+--+(cos sin )(cos sin 1cos sin )θθθθθθ=-+--(cos sin )(cos 1)(1sin )θθθθ=---因为π0,4θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以cos sin 0,cos 10,1sin 0θθθθ->-<->所以0P Q -<,即P Q<所以P 、Q 、R 的大小关系为P R Q =<.故答案为:P R Q=<10.在函数()125236x x xf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭的图像上,有______个横、纵坐标均为整数的点.【10题答案】【答案】3【解析】【分析】由题可得函数为减函数,利用赋值法结合条件及函数的性质即得.【详解】因为()125236x x xf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以函数在R 上单调递减,又()0001250=3236f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()11112512236f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()222125252=23618f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()3331253=1236f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,且当3x >时,()()0,1f x ∈,当0x <时,令,N *x n n =-∈,则()12536151222Z 236251010n n nn n n nn n f n ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=++=++=++∉ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,综上,函数()125236xxxf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的图像上,有3个横、纵坐标均为整数的点.故答案为:3.11.设()111f x x x x=++-,若存在a ∈R 使得关于x 的方程()()()20f x af x b ++=恰有六个解,则b 的取值范围是______.【11题答案】【答案】2,)++∞【解析】【分析】作出f (x )的图像,当0x <时,min ()1f x =+,当0x >时,min ()2f x =.令()t f x =,则20t at b ++=,则该关于t的方程有两个解1t、2t,设1t<2t,则11)t∈+,21,)t∈+∞.令2()g t t at b=++,则(2)01)0gg>⎧⎪⎨+<⎪⎩,据此求出a的范围,从而求出b的范围.【详解】当1≥x时,11()11f x x xx x=++-=+,当01x<<时,112()11f x x xx x x=++-=+-,当0x<时,112()11f x x xx x x=--+-=--+,则f(x)图像如图所示:当0x<时,2()11f x xx=--+≥+,当0x>时,min()2f x=.令()t f x=,则20t at b++=,∵关于x的方程()()()20f x af x b++=恰有六个解,∴关于t的方程20t at b++=有两个解1t、2t,设1t<2t,则11)t∈+,21,)t∈+∞,令2()g t t at b=++,则(2)4201)91)0g a bg a b=++>⎧⎪⎨+=++++<⎪⎩,∴42ba-->且a<,要存在a满足条件,则42b--<,解得2b>+.故答案为:2,)++∞.12.若定义域为(]0,I m =的函数()e xf x =满足:对任意能构成三角形三边长的实数,,a b c I ∈,均有()f a ,()f b ,()f c 也能构成三角形三边长,则m 的最大值为______.(e 2.718281828≈是自然对数的底)【12题答案】【答案】ln 4##2ln 2【解析】【分析】不妨设三边的大小关系为:0a b c <≤≤,利用函数的单调性,得出()f a ,()f b ,()f c 的大小关系,作为三角形三边则有任意两边之和大于第三边,再利用基本不等式求出边的范围得出m 的最大值即可.【详解】()e xf x =在(]0,I m =上严格增,所以(()1,e m f x ⎤∈⎦,不妨设0a b c <≤≤,因为对任意能构成三角形三边长的实数,,a b c I ∈,均有()f a ,()f b ,()f c 也能构成三角形三边长,所以e e e ,a b c a b c +>+>,因为e e e a b c +≥=>,所以24e e a b c +>,因为对任意,,a b c I ∈都成立,所以24e e c c ≥,所以e 4c ≤,所以ln 4c ≤,所以ln 4m ≤,所以m 的最大值为ln 4.故答案为:ln 4.二、选择题13.2021- 的始边是x 轴正半轴,则其终边位于第()象限.A.一 B.二C.三D.四【13题答案】【答案】B 【解析】【分析】将2021- 转化为()0,360内的角,即可判断.【详解】20213606139-=-⨯+ ,所以2021- 的终边和139 的终边相同,即落在第二象限.故选:B14.设函数()f x 的定义域为R .则“()f x 在R 上严格递增”是“()()g x f x x =+在R 上严格递增”的()条件A.充分不必要B.必要不充分C.充分必要D.既不充分也不必要【解析】【分析】利用特例法、函数单调性的定义结合充分条件、必要条件的定义判断可得出合适的选项.【详解】若函数()f x 在R 上严格递增,对任意的1x 、2R x ∈且12x x <,()()12f x f x <,由不等式的性质可得()()1122f x x f x x +<+,即()()12g x g x <,所以,()()g x f x x =+在R 上严格递增,所以,“()f x 在R 上严格递增”⇒“()()g x f x x =+在R 上严格递增”;若()()g x f x x =+在R 上严格递增,不妨取()12f x x =-,则函数()()12g x f x x x =+=在R 上严格递增,但函数()12f x x =-在R 上严格递减,所以,“()f x 在R 上严格递增”⇐/“()()g x f x x =+在R 上严格递增”.因此,“()f x 在R 上严格递增”是“()()g x f x x =+在R 上严格递增”的充分不必要条件.故选:A.15.将函数()()lg 2f x x =的图像向左、向下各平移1个单位长度,得到()g x 的函数图像,则()g x =()A.()lg 211x +-B.1lg 5x +⎛⎫⎪⎝⎭C.()lg 211x -- D.1lg 5x -⎛⎫⎪⎝⎭【15题答案】【答案】B 【解析】【分析】根据函数的图象变换的原则,结合对数的运算性质,准确运算,即可求解.【详解】由题意,将函数()()lg 2f x x =的图像向左、向下各平移1个单位长度,可得()221lg[2(1)]1lg(22)1lg lg 105x x g x x x ++=+-=+-==.故选:B.16.设函数()2xf x x =+,点()11,A x y ,()22,B x y ,()33,C x y 在()f x 的图像上,且32210x x x x -=-≠.对于ABC ,下列说法正确的是()①一定是钝角三角形②可能是直角三角形③不可能是等腰三角形③可能是等腰三角形A.①③B.①④C.②③D.②④【解析】【分析】结合0BA BC ⋅<uu r uu u r,得到90ABC ∠> ,所以ABC 一定为钝角三角形,可判定①正确,②错误;根据两点间的距离公式和函数的变化率的不同,得到AB BC <,可判定③正确,④不正确.【详解】由题意,函数()2xf x x =+为单调递增函数,因为点()11,A x y ,()22,B x y ,()33,C x y 在()f x 的图像上,且32210x x x x -=-≠,不妨设123x x x <<,可得12123232(,),(,)BA x x y y BC x x y y =--=--,则12321232()()()()BA BC x x x x y y y y ⋅=--+--,因为123x x x <<,可得1232()()0x x x x --<,31221222313222(()()[())][2()]()2x x x x x x x x y y y y -+----+-=又由因为12220x x -<,120x x -<,32220x x ->,320x x ->,所以31221232[())][())22(22(]0xxxxx x x x -+-+-<-,所以12321232()()()()0BA BC x x x x y y y y ⋅=--+--<所以90ABC ∠> ,所以ABC 一定为钝角三角形,所以①正确,②错误;由两点间的距离公式,可得AB BC ==根据指数函数和一次函数的变化率,可得点A 到B 的变化率小于点B 到C 点的变化率不相同,所以AB BC <,所以ABC 不可能为等腰三角形,所以③正确,④不正确.故选:A.三、解答题17.求函数()f x =【17题答案】【答案】定义域为(1,)+∞,值域为[1,)+∞,递减区间为(1,2],递增区间为[2,)+∞.【解析】【分析】由函数的解析式有意义列出不等式,可求得其定义域,由2331(1)111x x x x x -+=-+---,结合基本不等式,可求得函数的值域,令()1(1)11g x x x =-+--,根据对勾函数的性质和复合函数的单调性的判定方法,可求得函数的单调区间.【详解】由题意,函数()f x =23301x x x -+≥-且10x -≠,因为方程223333(024x x x -+=-+>,所以10x ->,解得1x >,所以函数()f x 的定义域为(1,)+∞又由2233(1)(1)11(1)1111x x x x x x x x -+---+==-+----,因为10x ->,所以1(1)1111x x -+-≥=-,当且仅当111x x -=-时,即2x =时,等号成立,所以23311x x x -+≥-,所以函数()f x 的值域为[1,)+∞,令()1(1)11g x x x =-+--,根据对勾函数的性质,可得函数()g x 在区间(1,2]上单调递减,在[2,)+∞上单调递增,结合复合函数的单调性的判定方法,可得()f x 在(1,2]上单调递减,在[2,)+∞上单调递增.18.已知0a >,b R ∈,且函数()12x f x b a=+-有奇偶性,求a ,b 的值.【18题答案】【答案】()f x 为奇函数,11,2a b ==,【解析】【分析】由函数奇偶性的定义列方程求解即可【详解】若()f x 为奇函数,则()()0(R)f x f x x -+=∈,所以11022x x b b a a-+++=--恒成立,即212122x x x b a a+=--⋅-,所以22222212[2(1)2]x x x x a b a a a -⋅+=--⋅++⋅-恒成立,所以21222(1)ab a b a =⎧⎨-=-+⎩,解得112a b =⎧⎪⎨=⎪⎩,所以当()f x 为奇函数时,11,2a b ==,若()f x 为偶函数,则()()(R)f x f x x -=∈,所以1122x x b b a a-+=+--恒成立,得22x x -=,得0x =,不合题意,所以()f x 不可能是偶函数,综上,()f x 为奇函数,11,2a b ==,19.某厂商计划投资生产甲、乙两种商品,经市场调研发现,如图所示,甲、乙商品的投资x 与利润y (单位:万元)分别满足函数关系11ay k x =与22ay k x =.(1)求1k ,1a 与2k ,2a 的值;(2)该厂商现筹集到资金20万元,如何分配生产甲、乙商品的投资,可使总利润最大?并求出总利润的最大值.【19题答案】【答案】(1)1 1.5k =,11a =,23k =,212a =(2)分配生产乙商品的投资为1万元,甲商品的投资为19万元,此时总利润的最大值为31.5万元.【解析】【分析】(1)代入点的坐标,求出1k ,1a 与2k ,2a 的值;(2)在第一问的基础上,表达出总利润的关系式,利用配方求出最大值.【小问1详解】将()()1,1.5,3,4.5代入11ay k x =中,111 1.53 4.5a k k =⎧⎨⋅=⎩,解得:111.51k a =⎧⎨=⎩,将()()4,6,9,9代入22ay k x =中,22224699a a k k ⎧⋅=⎨⋅=⎩,解得:22312k a =⎧⎪⎨=⎪⎩,所以1 1.5k =,11a =,23k =,212a =.【小问2详解】设分配生产乙商品的投资为m (0≤m ≤20)万元、甲商品的投资为()20m -万元,此时的总利润为w ,则())12231.5203131.52w m m =-+⋅=-+,因为0≤m ≤20,1=,即1m =时,w 取得最大值,即分配生产乙商品的投资为1万元,甲商品的投资为19万元,此时总利润的最大值为31.5万元.21.设函数()1122f x x ax x x ⎛⎫=+-≤≤ ⎪⎝⎭,其中a R ∈.(1)若当1,22x ⎛⎫∈⎪⎝⎭时()f x 取到最小值,求a 的取值范围.(2)设()f x 的最大值为()M a ,最小值为()L a ,求()()()g a M a L a =-的函数解析式,并求()g a 的最小值.【21题答案】【答案】(1)3(3,)4-(2)()()()33,[,)2452(3,0]2513(3,)2243,(,3]2a a g a a x g a g a a x a a ∞∞⎧∈+⎪⎪⎪=--∈-⎪=⎨⎪=--∈-⎪⎪⎪-∈--⎩,最小值为12.【解析】【分析】(1)求得函数的导数()22(1)1a x f x x--'=,令()2(1)1h x a x =--,要使得函数()f x 在1(,2)2x ∈取到最小值,则函数()f x 必须先减后增,列出方程组,即可求解;(2)由(1)知()2(1)1h x a x =--,若10a -≤时,得到函数()f x 在1[,2]2上单调递减,得到()32g a a =;若10a ->时,令()0h x =,求得x =12≤2≥,122<<三种情况讨论,求得函数的解析式,利用一次函数、换元法和二次函数的性质,即可求解.【小问1详解】解:由函数()11(1)f x x ax a x x x =+-=-+,可得()2221(1)1(1)a x f x a x x--'=--=,令()2(1)1h x a x =--,要使得函数()f x 在1(,2)2x ∈取到最小值,则函数()f x 必须先减后增,则满足()()11()11024(2)4110h a h a ⎧=--<⎪⎨⎪=-->⎩,解得334a -<<,即实数a 的取值范围为3(3,)4-.【小问2详解】解:由(1)知()22(1)1a x f x x--'=,设()2(1)1h x a x =--,若10a -≤时,即1a ≥时,()0h x <,即()0f x '<,函数()f x 在1[,2]2上单调递减,所以1515()(),(2)2222()2M a f a f a L a ==-==-,可得()()()32g a M a L a a =-=;若10a ->时,即1a <时,令()0h x =,即2(1)10a x --=,解得x =x =12≤时,即3a ≤-时,()0h x >在1[,2]2x ∈恒成立,即()0f x '>,可得函数()f x 在1[,2]2上单调递增,所以5151(2)2,()()22(2)2f a L a f a M a ==-==-,可得()()()32g a M a L a a =-=-;2≥时,即314a ≤<时,()0h x <在1[,2]2x ∈恒成立,即()0f x '<,可得函数()f x 在1[,2]2上单调递减,所以1515()(,(2)2222()2M a f a f a L a ==-==-,可得()()()32g a M a L a a =-=;③当122<<时,即334a -<<时,当1[2x ∈时,()0h x <,即()0f x '<,()f x 单调递减;当2]x ∈时,()0h x >,即()0f x '>,()f x 单调递增,所以当x =()f x取得最小值,即()L a =,又由1515(),(2)22222f a f a =-=-,可得13((2)22f f a -=,(i )当30a -<≤时,1()(2)02f f -<,即1((2)2f f <,所以5()(2)22M a f a ==-,此时()()()522g a M a L a a --==-;(ii )当304a <<时,1()(2)02f f ->,即1((2)2f f >,所以151()()222M a f a ==-,此时()()()5122g a M a a L a --==-,综上可得,函数()g a 的解析式为()()()33,[,)2452(3,0]2513(3,)2243,(,3]2a a g a a x g a g a a x a a ∞∞⎧∈+⎪⎪⎪=--∈-⎪=⎨⎪=--∈-⎪⎪⎪-∈--⎩,当3a ≤-时,()9(3)2g a g ≥-=;当34a ≥时,()39(48g a g ≥=;当30a -<≤时,令[1,2)t =,则21a t =-,可得()21222t t t ϕ-+=,根据二次函数的性质,可得当1t =时,函数()t ϕ取得最小值,最小值为()112ϕ=;当304a <<时,令1(,1)2t =,则21a t =-,可得()21222t t t ϕ-+=,则()()112t ϕϕ>=,综上可得,函数()g a 的最小值为12.23.对于函数()f x ,若实数0x 满足()00f x x =,则称0x 是()f x 的不动点.现设()2f x x a =+.(1)当2a =-时,分别求()f x 与()()f f x 的所有不动点;(2)若()f x 与()()ff x 均恰有两个不动点,求a 的取值范围;(3)若()f x 有两个不动点,()()f f x 有四个不动点,证明:不存在函数()g x 满足()()()f x g g x =.【23题答案】【答案】(1)123415152,1,22x x x x --+==-==(2)31,44⎡⎫-⎪⎢⎣⎭(3)见详解.【解析】【小问1详解】因为2a =-,所以()f x x =即220x x --=,所以122,1x x ==-,所以()f x 的不动点为122,1x x ==-;解(())f f x x =,22242(())(2)(2)242f f x f x x x x x =-=--=-+=,所以42420x x x --+=,因为()f x x =是(())f f x x =的解,所以上述四次方程必有因式22x x --,利用长除法或者双十字相乘法因式分解得22(2)(1)0x x x x --+-=,所以123,4152,1,2x x x -±==-=,所以(())f f x 的不动点为123,4152,1,2x x x -±==-=;【小问2详解】由2()f x x a x =+=得20x x a -+=,由222422(())()()2f f x f x a x a a x ax a a x =+=++=+++=、得42220x ax x a a +-++=,因为()f x x =是(())f f x x =的解,所以上述四次方程必有因式2x x a -+,利用长除法或者双十字相乘法因式分解得22()(1)0x x a x x a -++++=,因为()f x 与(())f f x 均恰有两个不动点,所以①12140,144340a a a ∆=->∆=--=--<或②1140a ∆=->且20x x a -+=和210x x a +++=有同根,由①得3144a -<<,②中两方程相减得210x +=,所以12x =-,故34a =-,综上,a 的取值范围是31,44⎡⎫-⎪⎢⎣⎭;【小问3详解】(3)设()f x 的不动点为,a b ,(())f f x 的不动点为a b c d ,,,,所以(),(),(),()f a a f b b f c c f d d ==≠≠,设()(())h x f f x =,则()(())h c f f c c ==,所以(())((())()h f c f f f c f c ==,所以()f c 是()(())h x f f x =的不动点,同理,()f d 也是()(())h x f f x =的不动点,只能(),()f c d f d c ==,假设存在()(())f x g g x =,则()()g a a g b b =⎧⎨=⎩或()()g a bg b a =⎧⎨=⎩,因为()y f x =过点(,),(,)c d d c ,所以(),()g c c g d d ≠≠,否则()(())()f c g g c g c c ===矛盾,且(),()g c d g d c ≠≠,否则()(())()f c g g c g d d ===,所以一定存在(),(),(),()g c t g t d g d s g s c ====,,S t 与cd 均不同,所以((())g g g t t =,所以(())f f t t =,所以(())f f x 有另外不动点,矛盾,故不存在函数()g x 满足()(())f x g g x =.。
2020-2021上海市高一数学上期末试卷(及答案)
2020-2021上海市高一数学上期末试卷(及答案)一、选择题1.设a b c ,,均为正数,且122log aa =,121log 2b b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,21log 2cc ⎛⎫= ⎪⎝⎭.则( ) A .a b c << B .c b a << C .c a b << D .b a c <<2.已知集合21,01,2A =--{,,},{}|(1)(2)0B x x x =-+<,则AB =( )A .{}1,0-B .{}0,1C .{}1,0,1-D .{}0,1,23.若函数,1()42,12x a x f x a x x ⎧>⎪=⎨⎛⎫-+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩是R 上的单调递增函数,则实数a 的取值范围是( ) A .()1,+∞B .(1,8)C .(4,8)D .[4,8)4.下列函数中,值域是()0,+∞的是( ) A .2y x = B .211y x =+ C .2x y =-D .()lg 1(0)y x x =+>5.已知函数()2x xe ef x --=,x ∈R ,若对任意0,2πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,都有()()sin 10f f m θ+->成立,则实数m 的取值范围是( )A .()0,1B .()0,2C .(),1-∞D .(]1-∞,6.若函数ya >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,1],则log a 56+log a 485=( ) A .1B .2C .3D .47.下列函数中,既是偶函数,又是在区间(0,)+∞上单调递减的函数为( ) A .1ln||y x = B .3y x = C .||2x y =D .cos y x =8.将甲桶中的a 升水缓慢注入空桶乙中,min t 后甲桶剩余的水量符合指数衰减曲线nt y ae =,假设过5min 后甲桶和乙桶的水量相等,若再过min m 甲桶中的水只有4a升,则m 的值为( ) A .10B .9C .8D .59.若0.33a =,log 3b π=,0.3log c e =,则( )A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .b c a >>10.若函数()[)[]1,1,0{44,0,1xx x f x x ⎛⎫∈- ⎪=⎝⎭∈,则f (log 43)=( ) A .13B .14C .3D .411.下列函数中,在区间(1,1)-上为减函数的是A .11y x=- B .cos y x =C .ln(1)y x =+D .2x y -=12.已知函数()()f x g x x =+,对任意的x ∈R 总有()()f x f x -=-,且(1)1g -=,则(1)g =( )A .1-B .3-C .3D .1二、填空题13.已知函数()22f x mx x m =-+的值域为[0,)+∞,则实数m 的值为__________ 14.()f x 是R 上的奇函数且满足(3)(3)f x f x -=+,若(0,3)x ∈时,()lg f x x x =+,则()f x 在(6,3)--上的解析式是______________.15.已知函数2()log f x x =,定义()(1)()f x f x f x ∆=+-,则函数()()(1)F x f x f x =∆++的值域为___________.16.已知函数()()1123121x a x a x f x x -⎧-+<=⎨≥⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围是_____.17.已知11,,1,2,32a ⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,若幂函数()af x x =为奇函数,且在()0,∞+上递减,则a的取值集合为______. 18.若函数()242xx f x aa =+-(0a >,1a ≠)在区间[]1,1-的最大值为10,则a =______.19.已知函数1,0()ln 1,0x x f x x x ⎧+≤=⎨->⎩,若方程()()f x m m R =∈恰有三个不同的实数解()a b c a b c <<、、,则()a b c +的取值范围为______;20.已知函数()5,222,2x x x f x a a x -+≤⎧=++>⎨⎩,其中0a >且1a ≠,若()f x 的值域为[)3,+∞,则实数a 的取值范围是______.三、解答题21.已知函数()log (12)a f x x =+,()log (2)a g x x =-,其中0a >且1a ≠,设()()()h x f x g x =-.(1)求函数()h x 的定义域;(2)若312f ⎛⎫=-⎪⎝⎭,求使()0h x <成立的x 的集合. 22.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当()0,x ∈+∞时,()232f x x ax a =++-. (1)求()f x 的解析式;(2)若()f x 是R 上的单调函数,求实数a 的取值范围. 23.已知函数sin ωφf x A x B (0A >,0>ω,2πϕ<),在同一个周期内,当6x π=时,()f x 取得最大值2,当23x π=时,()f x 取得最小值2-. (1)求函数()f x 的解析式,并求()f x 在[0,π]上的单调递增区间.(2)将函数()f x 的图象向左平移12π个单位长度,再向下平移2个单位长度,得到函数()g x 的图象,方程()g x a =在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦有2个不同的实数解,求实数a 的取值范围.24.随着我国经济的飞速发展,人们的生活水平也同步上升,许许多多的家庭对于资金的管理都有不同的方式.最新调查表明,人们对于投资理财的兴趣逐步提高.某投资理财公司做了大量的数据调查,调查显示两种产品投资收益如下: ①投资A 产品的收益与投资额的算术平方根成正比; ②投资B 产品的收益与投资额成正比.公司提供了投资1万元时两种产品的收益,分别是0.2万元和0.4万元.(1)分别求出A 产品的收益()f x 、B 产品的收益()g x 与投资额x 的函数关系式; (2)假如现在你有10万元的资金全部用于投资理财,你该如何分配资金,才能让你的收益最大?最大收益是多少? 25.计算或化简:(1)112320412730.1log 321664π-⎛⎫⎛⎫++-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(2)6log 332log log 2log 36⋅-- 26.已知函数()xf x a =(0a >,且1a ≠),且(5)8(2)f f =. (1)若(23)(2)f m f m -<+,求实数m 的取值范围; (2)若方程|()1|f x t -=有两个解,求实数t 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【解析】试题分析:在同一坐标系中分别画出2,xy =12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭,2log y x =,12log y x =的图象,2xy =与12log y x =的交点的横坐标为a ,12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭与12log y x =的图象的交点的横坐标为b ,12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭与2log y x =的图象的交点的横坐标为c ,从图象可以看出.考点:指数函数、对数函数图象和性质的应用.【方法点睛】一般一个方程中含有两个以上的函数类型,就要考虑用数形结合求解,在同一坐标系中画出两函数图象的交点,函数图象的交点的横坐标即为方程的解.2.A解析:A 【解析】 【分析】 【详解】由已知得{}|21B x x =-<<,因为21,01,2A =--{,,},所以{}1,0A B ⋂=-,故选A .解析:D 【解析】 【分析】根据分段函数单调性列不等式,解得结果. 【详解】因为函数,1()42,12x a x f x a x x ⎧>⎪=⎨⎛⎫-+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩是R 上的单调递增函数, 所以140482422a a a aa ⎧⎪>⎪⎪->∴≤<⎨⎪⎪-+≤⎪⎩故选:D 【点睛】本题考查根据分段函数单调性求参数,考查基本分析判断能力,属中档题.4.D解析:D 【解析】 【分析】利用不等式性质及函数单调性对选项依次求值域即可. 【详解】对于A :2y x =的值域为[)0,+∞;对于B :20x ≥,211x ∴+≥,21011x ∴<≤+, 211y x ∴=+的值域为(]0,1; 对于C :2xy =-的值域为(),0-∞; 对于D :0x >,11x ∴+>,()lg 10x ∴+>,()lg 1y x ∴=+的值域为()0,+∞;故选:D . 【点睛】此题主要考查函数值域的求法,考查不等式性质及函数单调性,是一道基础题.5.D解析:D试题分析:求函数f (x )定义域,及f (﹣x )便得到f (x )为奇函数,并能够通过求f′(x )判断f (x )在R 上单调递增,从而得到sinθ>m ﹣1,也就是对任意的0,2πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦都有sinθ>m ﹣1成立,根据0<sinθ≤1,即可得出m 的取值范围. 详解:f (x )的定义域为R ,f (﹣x )=﹣f (x ); f′(x )=e x +e ﹣x >0; ∴f (x )在R 上单调递增;由f (sinθ)+f (1﹣m )>0得,f (sinθ)>f (m ﹣1); ∴sin θ>m ﹣1; 即对任意θ∈0,2π⎛⎤⎥⎝⎦都有m ﹣1<sinθ成立;∵0<sinθ≤1; ∴m ﹣1≤0;∴实数m 的取值范围是(﹣∞,1]. 故选:D .点睛:本题考查函数的单调性与奇偶性的综合应用,注意奇函数的在对称区间上的单调性的性质;对于解抽象函数的不等式问题或者有解析式,但是直接解不等式非常麻烦的问题,可以考虑研究函数的单调性和奇偶性等,以及函数零点等,直接根据这些性质得到不等式的解集.6.C解析:C 【解析】 【分析】先分析得到a >1,再求出a =2,再利用对数的运算求值得解. 【详解】由题意可得a -a x ≥0,a x ≤a ,定义域为[0,1], 所以a >1,y [0,1]上单调递减,值域是[0,1],所以f (0)1,f (1)=0, 所以a =2,所log a56+log a 485=log 256+log 2485=log 28=3. 故选C 【点睛】本题主要考查指数和对数的运算,考查函数的单调性的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于基础题.解析:A 【解析】本题考察函数的单调性与奇偶性 由函数的奇偶性定义易得1ln||y x =,||2x y =,cos y x =是偶函数,3y x =是奇函数 cos y x =是周期为2π的周期函数,单调区间为[2,(21)]()k k k z ππ+∈0x >时,||2x y =变形为2x y =,由于2>1,所以在区间(0,)+∞上单调递增 0x >时,1ln||y x =变形为1ln y x =,可看成1ln ,y t t x==的复合,易知ln (0)y t t =>为增函数,1(0)t x x=>为减函数,所以1ln ||y x =在区间(0,)+∞上单调递减的函数故选择A8.D解析:D 【解析】由题设可得方程组()552{4n m n ae aa ae +==,由55122n nae a e =⇒=,代入(5)1142m n mn ae a e +=⇒=,联立两个等式可得512{12mn n e e ==,由此解得5m =,应选答案D 。
2022-2023学年上海交大附中高一上学期期末数学试卷及答案
第1页共7页交大附中2022学年第一学期高一年级数学期期末2023.1一、填空题(共75分,其中1-5每题4分,6-10每题5分,11-15每题6分)1、已知集合{}{}1,3,5,6,7,2,4,5,6,8A B ==,则A B ⋂=____________2、函数223y x x =--的零点是___________3、已知则函数y kxa =的图像过点12,4⎛⎫⎪⎝⎭,则k a +=___________4、某公司一年购买某种货物600吨,分若干次购买,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是___________5、已知3sin 45x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则sin2x =___________6、已知()()4tan 114tan 17A B +-=,则()tan A B -=___________7、已知()()1e ,0,{4,0x x f x f x x +≤=->,则()2023f =___________8、命题“存在()()22,4210x R a x a x ∈-++-≥”为假命题,则实数a 的取值范围为___________9、如图,以0x 为始边作钝角a ,角a 的终边与单位圆交于点(1P x ,1y ),将角α的终边顺时针旋转3π得到角β.角β的终边与单位圆相交于点()22,Q x y ,则21x x -的取值范围为___________10、设()()21lg 11f x x x=+-+,则使()()232f x f x <-成立的x 取值范围是___________.(结果用不等式表示)11、已知12a b ≤≤≤,记3b a+的最大值为M ,最小值为m ,则22M m -=___________12、已知()[]11,y x x x a b =-+∈的值域为[]0,8,则a b +的取值范围是___________第2页共7页13、已知函数()y f x =是定义在R 上的周期为2的偶函数,[]()20,1,122x xx f x ∈=++,则函数()y f x =的图象与函数133x y =+的图象交点个数为____________14、已知()y f x =为定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,有()()1f x f x +=-,且当[)0,1x ∈时,()()2log 1f x x =+.给出下列命题,其中正确的命题的个数为____________(1)()()202220230f f -+=;(2)函数()f x 在定义域上是周期为2的周期函数(3)直线y x =与函数()f x 的图像有1个交点;(4)函数()f x 的值域为()1,1-15、德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,他是数学史上第一位重视概念的人,并且有意识地“以概念代替直觉”,以其名命名的函数()1,0,x D x x ⎧=⎨⎩是有理数是无理数为狄利克雷函数,现定义一个与狄利克雷函数类似的函数(),0,x x L x x ⎧=⎨⎩是有理数是无理数“L 函数”,则关于狄利克雷函数和L 函数有以下四个结论:(1)()()0D D x =;(2)函数()D x 是偶函数;(3)L 函数图象上存在四个点A B C D 、、、,使得四边形ABCD 为矩形;(4)L 函数图象上存在三个点A B C 、、,使得ABC ∆为等边三角形.其中所有正确结论的序号是____________二、选择题(共75分,其中16-20每题4分,21-25每题5分,26-30每题6分)16、设全集U 与集合,M N 的关系如图所示,则图中阴影部分所表示的集合是()A.M N ⋂B.M N ⋃C.M N⋃ D.M N⋂第3页共7页17、函数23y x =+-的定义域是()A.()2,4 B.()3,4 C.()(]2,33,4⋃ D.[)()2,33,4⋃18、若0,0,x y n >>为正整数,则下列各式中,恒等的是()A.lg lg lg lg x y x y ⋅=+B.()22lg lg x x =C.1ln ln nx x n=D.ln ln x xn n=19、已知,R αβ∈.则“,k k Z αβπ=+∈”是“sin2sin2αβ=”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20、函数231x y x-=的图象可能是()21、函数()y f x =在(),-∞+∞为严格减函数,且为奇函数.若()11f =-,则满足()121f x -≤-≤的x 的取值范围是()A.[]2,2- B.[]1,1- C.[]0,4 D.[]1,322、已知()22log f x x x=-,则不等式()0f x >的解集是()A.()0,1 B.(),2-∞ C.()2,+∞ D.()0,223、若对任意x A ∈,均有1A x∈,就称集合A 是伙伴关系集合.设集合第4页共7页111,0,,,1,2,3,432M ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭,则M 的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合的个数为()A.15B.16C.32D.12824、小张、小李、小王、小赵四名同学,仅有一人做了数学老师布置的一道题目.当他们被问到谁做了该题目时,小张说:“小王或小赵做了”;小李说:“小王做了”;小王说:“小张和小赵都没做”;小赵说:“小李做了”。
上海高一上学期期末数学试题(解析版)
高一数学一、填空题(本题满分40分,每题4分,共10题)1. 函数的定义域是_________ .y =【答案】()1,-+∞【解析】【详解】试题分析:函数满足,即函数定义域为10x +>()1,-+∞考点:求函数定义域2. 已知幂函数的图象过点,则______.()y f x=(()3f =【解析】【分析】先根据待定系数法求得函数的解析式,然后可得的值.()y f x =()3f 【详解】由题意设, ()y f x x α==∵函数的图象过点,()y fx =(∴, 1222α==∴, 12α=∴,()12f x x =∴.()1233f ==【点睛】本题考查幂函数的定义及解析式,解题时注意用待定系数法求解函数的解析式,属于基础题.3. 已知函数的两个零点分别为,则___________. ()21f x x x =+-12,x x 221212x x x x +=【答案】1【解析】【分析】依题意方程有两个不相等实数根、,利用韦达定理计算可得;210x x +-=1x 2x 【详解】解:依题意令,即,()0f x =210x x +-=所以方程有两个不相等实数根、,210x x +-=1x 2x 所以,,121x x +=-121x x ⋅=-所以; ()()2212121212111x x x x x x x x +=+--=⨯=故答案为:14. 已知函数是奇函数,则实数______. ()22f x ax x =+a =【答案】0【解析】【分析】由奇函数定义入手得到关于变量的恒等式后,比较系数可得所求结果.【详解】∵函数为奇函数,()f x ∴,()()f x f x -=-即,2222ax x ax x -=--整理得在R 上恒成立,20ax =∴.0a =故答案为.0也是解决此类问题的良好方法,属于基础题.5. 若二次函数在区间上为严格减函数,则实数的取值范围是________.()()2212f x ax a x =+-+(],4∞-a 【答案】 10,5⎛⎤ ⎥⎝⎦【解析】【分析】由题知,再解不等式组即可得答案. 02(1)42a a a >⎧⎪-⎨-≥⎪⎩【详解】解:因为二次函数在区间上为严格减函数,()()2212f x ax a x =+-+(],4∞-所以,即,解得, 02(1)42a a a >⎧⎪-⎨-≥⎪⎩0105a a >⎧⎪⎨<≤⎪⎩105a <≤所以,实数的取值范围是 a 10,5⎛⎤ ⎥⎝⎦故答案为: 10,5⎛⎤ ⎥⎝⎦6. 古代文人墨客与丹青手都善于在纸扇上题字题画,题字题画的部分多为扇环.已知某扇形的扇环如图所示,其中外弧线的长为,内弧线的长为,连接外弧与内弧的两端的线段均为,则该扇形60cm 20cm 18cm 的中心角的弧度数为____________.【答案】209【解析】 【分析】根据扇形弧长与扇形的中心角的弧度数为的关系,可求得,进而可得该扇形的中心α9cm OC =角的弧度数.【详解】解:如图,依题意可得弧的长为,弧的长为,设扇形的中心角的弧度数为AB 60cm CD 20cm α则,则,即. A A ,AB OA CD OC αα=⋅=⋅60320OA OC ==3OA OC =因为,所以,所以该扇形的中心角的弧度数. 18cm AC =9cm OC =A 209CD OC α==故答案为:. 2097. 已知函数,且,那么=_________. 331()5f x ax bx x =+--(2)2f -=(2)f 【答案】-12【解析】【分析】代入,整体代换求值即可.2,2x x =-=【详解】由题意,,即, 33)(21(2)(2(2)52)f a b -=+--⨯--=-3317222a b +⨯-⨯=-故, 331(2)22575122f a b =+⨯--=--=-故答案为:-128. 已知函数,关于的不等式在区间上总有解,则实数的()14f x x x =+-x ()22x m m f ≥-+1,36⎡⎤⎢⎥⎣⎦m 取值范围为________.【答案】 【解析】 【分析】由题知,进而根据对勾函数性质求解最值,解不等式即可. ()2max 2m f x m ≥-+【详解】解:当时,,当且仅当时取得等号, 1,36x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦12y x x =+≥1x =因为当时,; 16x =1137666y x x =+=+=当时, 3x =1133y x x =+=+=所以,根据对勾函数性质,当时,, 1,36x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦11342,6y x x ⎡⎤=+-∈-⎢⎥⎣⎦所以,当时,, 1,36x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦()11340,6f x x x ⎡⎤=+-∈⎢⎥⎣⎦因为关于的不等式在区间上总有解, x ()22x m m f ≥-+1,36⎡⎤⎢⎥⎣⎦所以,, 21326m m -+≤m ≤≤所以,实数的取值范围为 m故答案为:9. 已知函数,函数,如果恰好有两个零点,()22,2()2,2x x f x x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩()(2)g x b f x =--()()y f x g x =-则实数的取值范围是________.b 【答案】7(2,)4⎧⎫+∞⎨⎬⎩⎭【解析】 【分析】求出函数的表达式,构造函数,作出函数的图象,利用数形()()y f x g x =-()()(2)h x f x f x =+-()h x 结合进行求解即可.【详解】,()(2)g x b f x =-- ,()()()(2)y f x g x f x b f x ∴=-=-+-由,()(2)0f x b f x -+-=得,()(2)b f x f x =+-设,()()(2)h x f x f x =+-若,则,,0x ≤0x -≥22x -≥则,2()()(2)2h x f x f x x =+-=++若,则,,02x <≤20x -≤-<022x ≤-<则,()()(2)2222222h x f x f x x x x x =+-=-+--=-+-+=若,则,,2x >2x -<-20x -<则, 22()()(2)(2)2258h x f x f x x x x x =+-=-+--=-+即,222,0()2,0258,2x x x h x x x x x ⎧++≤⎪=<≤⎨⎪-+>⎩作出的图象如图,()h x当时,, 0x ≤22177()2()244h x x x x =++=++≥当时,, 2x >22577()58()244h x x x x =-+=-+≥由图象知要使有两个零点,即有四个根,()()y f x g x =-()h x b =则满足或, 74b =2b >故答案为: 7(2,)4⎧⎫+∞⎨⎬⎩⎭【点睛】函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.10. 设,,若存在,使得()1f x x =-4()g x x =-121,,,[,4]4n x x x ⋅⋅⋅∈12()()f x f x ++⋅⋅⋅+成立,则正整数的最大值为________1121()()()()()()n n n n f x g x g x g x g x f x --+=++⋅⋅⋅++n 【答案】6【解析】【分析】由题设且上有,所以,使得()()3n n f x g x -≥1[,4]4n x ∈65()()[3,4n n f x g x -∈121,,,[,4]4n x x x ∃⋅⋅⋅∈成立,只需即可,进1111()()...()()()()n n n n f x g x f x g x f x g x ---++-=-max [()()]3(1)n n f x g x n -≥-而求得正整数的最大值.n 【详解】由题意知:,使成121,,,[,4]4n x x x ∃⋅⋅⋅∈1111()()...()()()()n n n n f x g x f x g x f x g x ---++-=-立,而当且仅当时等号成立, 4()()113n n n n f x g x x x -=-+≥-=12[,4]4n x =∈∴,而,即, ()()3(1)n n f x g x n -≥-1[,4]4n x ∈65()()[3,4n n f x g x -∈∴仅需成立即可,有,故正整数的最大值为. 653(1)4n -≤7712n ≤n 6故答案为:. 6【点睛】关键点点睛:结合基本不等式有,即1111()()...()()3(1)n n f x g x f x g x n ---++-≥-,应用对勾函数的性质求值域,并将存在性问题转化为函数闭区间内有解,只要()()3(1)n n f x g x n -≥-即可求最值.max [()()]3(1)n n f x g x n -≥-二、选择题(本题满分16分,每题4分,共4题)11. 已知为实数,若,则是的( )a b 、2:0,:0ab a αβ=+=αβA. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件 【答案】B【解析】【分析】根据充分性和必要性的判断方法来判断即可.【详解】当时,若,不能推出,不满足充分性;0ab =1,0a b ==20a +=当,则,有,满足必要性;20a =0a b ==0ab =所以是的必要不充分条件.αβ故选:B .12. 已知实数,,则的最小值为( ) ,0,191a b a b >+=119a b +A. 100B. 300C. 800D. 400【答案】D【分析】应用“1”的代换,将目标式转化为,再利用基本不等式求最小值即可,注意等1919362b a a b++号成立的条件.【详解】由, ,0,191a b a b >+=∴,当且仅当时等号成1191191919()(19)362362400b a a b a b a b a b +=++=++≥+=a b =立. ∴的最小值为400. 119a b+故选:D13. 设函数的定义域为,对于下列命题:()f x R ①若存在常数,使得对任意,有,则是函数的最小值;M x ∈R ()f x M ≥M ()f x ②若函数有最小值,则存在唯一的,使得对任意,有;()f x 0R x ∈x ∈R ()()0f x f x ≥③若函数有最小值,则至少存在一个,使得对任意,有; ()f x 0R x ∈x ∈R ()()0f x f x ≥④若是函数的最小值,则存在,使得.()0f x ()f x x ∈R ()()0f x f x ≥则下列为真命题的选项是( )A. ①②都正确B. ①③都错误C. ③正确④错误D. ②错误④正确 【答案】D【解析】【分析】根据函数最小值的定义依次判断各选项即可得答案.【详解】解:对于①,不一定是函数的函数值,所以可能的最小值大于,故错误; M ()f x ()f x M 对于②,函数有最小值,则可能存在若干个,使得对任意,有,故错()f x 0R x ∈x ∈R ()()0f x f x ≥误;对于③,函数有最小值,则由最小值的定义,至少存在一个,使得对任意,有()f x 0R x ∈x ∈R ,故正确;()()0f x f x ≥对于④,若是函数的最小值,则存在,使得,故错误;.()0f x ()f x x ∈R ()()0f x f x ≥故真命题的选项是②错误④正确.14. 设,分别是函数和的零点(其中),则的取值1x 2x ()x f x x a-=-()log 1a g x x x =-1a >129x x +范围是() A.B. C. D. [)6,+∞()6,+∞[)10,+∞()10,+∞【答案】D【解析】【分析】根据零点定义,可得,分别是和的解.结合函数与方程的关系可知,分别是函数1x 2x 1x a x =1log a x x =1x 2x 与函数和函数交点的横坐标,所以可得,.而与互为1y x =x y a =log a y x =101x <<21x >x y a =log a y x =反函数,则由反函数定义可得.再根据基本不等式,即可求得的最小值,将化为121x x ⋅=12x x +129x x +,即可得解.1228x x x ++【详解】因为,分别是函数和的零点 1x 2x ()x f x x a-=-()log 1a g x x x =-则,分别是和的解 1x 2x 1x a x =1log a x x=所以,分别是函数与函数和函数交点的横坐标1x 2x 1y x =x y a =log a y x =所以交点分别为 121211,,,x x x x A B ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭因为1a >所以,101x <<21x >由于函数与函数和函数都关于对称1y x =x y a =log a y x =y x =所以点与点关于对称A B y x =因为关于对称的点坐标为 111,A x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭y x =111,x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭所以 121x x =即,且121x x ⋅=12x x ≠所以129x x +1228x x x =++28x ≥+,由于,所以不能取等号228x >+12x x ≠因为21x >所以2282810x +>+=即()12910,x x +∈+∞故选:D【点睛】本题考查了反函数的定义及性质综合应用,函数与方程的关系应用,基本不等式求最值,综合性强,属于难题.三、解答题(本题满分44分,共4题)15. 已知.sin 2cos αα=(1)求的值; πtan 4α⎛⎫+ ⎪⎝⎭(2)求的值. ()2i 2n sin 1s πcos ααα+-【答案】(1)3-(2) 132【解析】【分析】(1)由题知,再根据正切的和角公式求解即可;tan 2α=(2)根据诱导公式,结合齐次式求解即可.【小问1详解】解:由知,sin 2cos αα=tan 2α=所以, πtan 121tan 341tan 12ααα++⎛⎫+===- ⎪--⎝⎭【小问2详解】解:由知;sin 2cos αα=tan 2α=所以. ()22222213sin πcos s s sin 13sin co 3t in cos t 1an an ααααααααα+++===-16. 2020年初,新冠肺炎疫情袭击全国,对人民生命安全和生产生活造成严重影响.在党和政府强有力的抗疫领导下,我国控制住疫情后,一方面防止境外疫情输入,另一方面逐步复工复产,减轻经济下降对企业和民众带来的损失.为降低疫情影响,某厂家拟在2020年举行某产品的促销活动,经调查测算,该产品的年销售量(即该厂的年产量)x 万件与年促销费用m 万元满足(k 为常数),如果(0)m ≥41k x m =-+不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是2万件.已知生产该产品的固定投入为8万元,每生产一万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(此处每件产品年平均成本按元来计算) 816x x+(1)将2020年该产品的利润y 万元表示为年促销费用m 万元的函数;(2)该厂家2020年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?最大利润是多少?【答案】(1) 1636(0)1y m m m =--≥+(2)该厂家2020年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大为29万元【解析】【分析】(1)根据题意列方程即可.(2)根据基本不等式,可求出的最小值,从而可求出的最大值. 16(1)1m m +++16361m m --+【小问1详解】由题意知,当时,(万件),0m =2x =则,解得,∴. 24k =-2k =241x m =-+所以每件产品的销售价格为(元), 8161.5x x +⨯∴2020年的利润. 816161.581636(0)1x y x x m m m x m +=⨯---=--≥+【小问2详解】∵当时,, 0m ≥10m +>∴, 16(1)81m m ++≥=+当且仅当即时等号成立. 16(1)1m m =++3m =∴,83729y ≤-+=即万元时,(万元).3m =max 29=y 故该厂家2020年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大为29万元.17. 已知函数.()log (23)1(0,1)a f x x a a =-+>≠(1)当时,求不等式的解集;2a =()3f x <(2)当时,设,且,求(用表示);10a =()()1g x f x =-(3),(4)==g m g n 6log 45,m n (3)在(2)的条件下,是否存在正整数,使得不等式在区间上有解,若存k 22(1)lg()+>g x kx []3,5在,求出的最大值,若不存在,请说明理由.k 【答案】(1);(2);(3)存在,3. 37,22⎛⎫⎪⎝⎭21m n m n +-+【解析】【分析】(1)时,不等式即,解不等式可得结果;2a =2log (23)2x -<(2)依题意得,进而由换底公式和对数的运算性质可得结果; lg3,lg5m n ==(3)依题意得在区间上有解; 令,则,因此()2221x k x -<[]3,5()()[]2221,3,5x h x x x -=∈()max k h x <求得的最大值即可求得结果.()h x 【详解】(1)当时,2a =()()2log 2313f x x =-+<故 ,所以不等式的解集为; 0234x <-<()3f x <37,22⎛⎫ ⎪⎝⎭(2)当时,,10a =()()()1lg 23g x f x x =-=-, ()()3lg3,4lg5m g n g ∴====. 6lg45lg9lg52log 45lg6lg3lg21m n m n ++∴===+-+(3)在(2)的条件下,不等式化为, ()()221lg g x kx +>()()22lg 21lg x kx ->即在区间上有解. 令,则,()2221x k x -<[]3,5()()[]2221,3,5x h x x x -=∈()max k h x <,, ()()2222112x h x x x -⎛⎫==- ⎪⎝⎭111,53⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦x ,又是正整数,故的最大值为3. ()()max 81525k h x h ∴<==k k18. 若函数对定义域内的任意x 都满足,则称具有性质. ()f x ()1f x f x ⎛⎫=⎪⎝⎭()f x M (1)判断是否具有性质M ,并证明在上是严格减函数; ()1f x x x=+()f x ()0,1(2)已知函数,点,直线与的图象相交于两点(在左()ln g x x =()1,0A ()0y t t =>()g x B C 、B 边),验证函数具有性质并证明;()g x M AB AC <(3)已知函数,是否存在正数,当的定义域为时,其值域为()1h x x x=-m n k ,,()h x [],m n ,若存在,求的范围,若不存在,请说明理由.[],km kn k 【答案】(1)具有,证明见解析;(2)证明见解析;(3)不存在,理由见解析.【解析】【分析】(1)根据具有性质的定义判断即可,结合单调性的定义证明即可;M (2)根据具有性质的定义判断即可,再根据得,进而根据两点间的距离公式M |ln |x t =,e e t t C B x x -==作差法比较即可;(3)根据题意,分或,结合函数单调性讨论求解即可.01m n <<<1m n <<【小问1详解】 解:因为,所以函数具有性质, ()11111f x f x xx x x⎛⎫=+=+= ⎪⎝⎭()f x M 任取,1201x x <<<则, 121212121212121211111()()()()x x f x f x x x x x x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=+-+=-+-=-⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭因为,所以,1201x x <<<121210,0x x x x >>-<所以,即,12())0(f x f x ->12()()f x f x >所以,在区间上单调递减.()f x ()0,1【小问2详解】 解:因为,所以具有性质, 11ln ln ln ()g x x g x x x ⎛⎫==-== ⎪⎝⎭()g x M由性质得或,解得或,|ln |x t =ln x t =-ln x t =e t x -=e =t x 因为,,所以,0t >e e t t -<,e e t t C B x x -==所以,||AB ==||AC ==所以,2222||||(1e )(1e )2(e e )(e e )t t t t t t AB AC ---⎡⎤-=---=-+-⎣⎦当,,当且仅当时取等号,且, ()0,x ∈+∞1()2f x x x =+≥1x =10e 1e et t t -<=<<所以,2(e e )0,e e 0t t t t ---+<->所以,即.22||||2(e e )(e e )0t t t t AB AC --⎡⎤-=-+-<⎣⎦AB AC <【小问3详解】解:注意到,由于均为正整数,(1)0h =,,m n k 所以,要使存在正数,当的定义域为时,其值域为,则或m n k ,,()h x [],m n [],km kn 01m n <<<,1m n <<当,01m n <<<因为为单调递减函数, 1101,()||x h x x x x x<<=-=-所以,其值域为,((),())h n h m 所以,(),()h n km h m kn ==所以,即,整理得,即,与定义域为矛盾; ()()h n m h m n =11n m nn mm -=-2211n m -=-m n =[],m n 当时,1m n <<因为为增函数, 111,()||x h x x x x x>=-=-所以,其值域为, ((),())h m h n 所以,即 (),()h m km h n kn ==11,m km n kn m n-=-=所以,即,与定义域为矛盾; 22221(1)1,(1)1,1k m k n m n k -=-===-m n =[],m n 综上,不存在正数满足条件.m n k ,,【点睛】关键点点睛:本题第三问解题的关键在于结合函数,均为正整数得到(1)0h =,,m n k或,进而分类讨论求解即可. 01m n <<<1m n <<。
上海市高一上学期期末数学试题(解析版)
一、填空题1.若扇形的弧长为,半径为2,则该扇形的面积是__________ 2π【答案】2π【分析】根据扇形面积公式求得正确答案. 【详解】依题意,扇形的面积为.12π22π2⨯⨯=故答案为:2π2.已知一元二次方程的两个实根为,则____ 20(0)x ax a a --=>12x x 、1211x x +=【答案】1-【分析】先利用韦达定理得到,再由代入即可求解.1212,x x x x +12121211x xx x x x ++=【详解】因为一元二次方程的两个实根为, 20(0)x ax a a --=>12x x 、所以. 1212,x x a x x a +==-故121212111x x a x x x x a++===--故答案为: 1-3.函数的定义域是__________. 22log 1x y x +=-【答案】(,2)(1,)-∞-+∞ 【分析】先利用对数式中真数为正得到,再将分式不等式化为一元二次不等式进行求解. 201x x +>-【详解】要使有意义,须, 22log 1x y x +=-201x x +>-即,解得或, (2)(1)0x x +->1x ><2x -即函数的定义域是. 22log 1x y x +=-(,2)(1,)-∞-+∞ 故答案为:.(,2)(1,)-∞-+∞4.已知,则__________cos160m = tan20= 【答案】【分析】根据诱导公式及同角三角函数的基本关系求得的值,进而求得的值. sin20 cos20 【详解】因为,所以, cos160m = cos20cos160m=-=-所以,sin 20=== 所以sin 20tan 20cos 20===故答案为:5.定义且,若,则______{A B xx A -=∈∣}x B ∉{}{}1,3,5,7,9,2,3,5A B ==()()A B B A -⋃-=【答案】{}1,2,7,9【分析】根据题目定义,分别求得和,再利用并集运算即可得出结果.{}1,7,9A B -={}2B A -=【详解】根据集合且的定义可知, {A B xx A -=∈∣}x B ∉当时,可得,; {}{}1,3,5,7,9,2,3,5A B =={}1,7,9A B -={}2B A -=所以 ()(){}1,2,7,9A B B A -⋃-=故答案为:{}1,2,7,96.将函数的图象向左平移__________个单位可得到函数的图象. 2x y =32x y =⋅【答案】2log 3【分析】根据指数对数的运算知,即可求解. 22log 3log 322232x x x y +=⋅==⋅【详解】因为,22log 3log 322232x x x y +=⋅==⋅所以将函数的图象向左平移个单位可得函数的图象. 2x y =2log 332x y =⋅故答案为:2log 37.当,时,则的最小值是__________. lg lg a b =()a b ≠13a b+【答案】【分析】由且,得出,用均值不等式即可得出答案. lg lg a b =a b ¹1ab =【详解】,且,而函数在上单调递增,lg lg a b = a b ¹lg y x =()0,+∞,即,且,,lg lg lg 0ab a b ∴=+=1ab =0a >0b >, 13a b ∴+≥=当且仅当,即13a b =b =a =故答案为:8.已知关于的方程有四个不相等的实数根,则的取值范围___________.x 265x x a -+=a 【答案】.(0,4)【分析】由题知转化为函数与有个不同的交点,画出函数的图265y x x =-+y a =4265y x x =-+像即可求出的取值范围.a 【详解】方程有四个不相等的实数根,265x x a -+=等价于函数与有个不同的交点.265y x x =-+y a =4由函数的图像知:265y x x =-+的取值范围为:.a 04a <<故答案为:(0,4)【点睛】本题主要考查方程的根的问题,转化为函数的交点问题为解题的关键,属于中档题.9.德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其命名函数,该函数被1,()0,x y D x x ⎧==⎨⎩为有理数为无理数称为狄利克雷函数.若存在三个点、、,使得为等边三角11(,())A x D x 22(,())B x D x 33(,())C x D x ABC A 形,则________. 123()()()D x D x D x ++=【答案】1【分析】由狄利克雷函数分析得出的位置有两种情况,逐一分析即可得出答案.ABC A 【详解】,1,()0,x y D x x ⎧==⎨⎩为有理数为无理数或1,∴()0D x =存在三个点、、,使得为等边三角形,11(,())A x D x 22(,())B x D x 33(,())C x D x ABC A 不同时为0或1,∴123(),(),()D x D x D x 不妨设,123x x x <<分析得的位置有两种情况,ABC A第一种情况:当为有理数时,即,如图,1x 1()1D x =过点作,垂足为,得,,B BD AC ⊥D 1BD =AD =AB AC BC ===可知,为无理数, 211x x AD x =+=31x x =即,,与图形不一致,舍去; 2()0D x =3()0D x =第二种情况:当为无理数时,即,如图,1x 1()0D x =过点作,垂足为,得,,B BD AC ⊥D 1BD =AD =AB AC BC ===可知,, 211x x AD x =+=31x x =存在,且 1x =210Q x x ==∈31x x ==即,与图形一致,符合题意, 2()1D x =3()0D x =此时,,123()()()0101D x D x D x ++=++=故答案为:1. 10.已知函数在是严格增函数,在上为严格减函数,若对任意()1ln xf x x+=(]0,1[)1,+∞,都有,则k 的取值范围是_________()0,x ∞∈+e x x k ≤【答案】1,e ∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭【分析】根据函数的单调性求出函数最大值可求出的最大值,对两边取自然对数,ln x x -e x x k ≤分离,利用不等式恒成立求解即可. ln k 【详解】因为在是严格增函数,在上为严格减函数, ()1ln xf x x+=(]0,1[)1,+∞所以. 1ln ()(1)1xf x f x+=≤=由,可得,0x >ln 1x x -≤- 又时,由可得, ()0,x ∞∈+e x x k ≤ln ln(e )ln x x k k x ≤=+即恒成立, ln ln x x k -≤所以,即.ln 1k ≥-1ek ≥故答案为:1,e ∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭二、单选题11.若为第三象限角,则( ) αA . B . C . D .cos 20α>cos20α<sin 20α>sin 20α<【答案】C【解析】利用为第三象限角,求所在象限,再判断每个选项的正误. α2α【详解】因为为第三象限角,所以, α3222k k πππαπ+<<+()k Z ∈可得 , 24234k k ππαππ+<<+()k Z ∈所以是第第一,二象限角, 2α所以,不确定, sin 20α>cos 2α故选:C【点睛】本题主要考查了求角所在的象限以及三角函数在各个象限的符号,属于基础题.12.已知定义域为的函数满足:①对任意,恒成立;②若R ()y f x =,R x y ∈()()()f x y f x f y +=⋅则.以下选项表述不正确的是( )x y ≠()()f x f y ≠A .在上是严格增函数 B .若,则()y f x =R (3)10f =(6)100f =C .若,则 D .函数的最小值为2(6)100f =1(3)10f -=()()()F x f x f x =+-【答案】A【分析】根据给定条件,探讨函数的性质,再举例判断A ;取值计算判断B ,C ;借助均值不()f x 等式求解判断D 作答.【详解】任意,恒成立,,R x y ∈()()()f x y f x f y +=⋅且,假设,则有,R a ∈0a ≠()0f a =(2)()()()0()f a f a a f a f a f a =+=⋅==显然,与“若则”矛盾,假设是错的,因此当且时,,2a a ≠x y ≠()()f x f y ≠R a ∈0a ≠()0f a ≠取,有,则,于是得,,0,0x a y =≠=()()(0)f a f a f =⋅(0)1f =R x ∀∈()0f x ≠,,,R x ∀∈2()([()]0222x x x f x f f =+=>()()(0)1f x f x f ⋅-==对于A ,函数,,,1()()2xf x =,x y ∀∈R 111()()()()()()222x y x y f x y f x f y ++==⋅=⋅并且当时,,即函数满足给定条件,而此函数在上是严格减函数,x y ≠()()f x f y ≠1()()2xf x =R A 不正确;对于B ,,则,B 正确;(3)10f =(6)(3)(3)100f f f =⋅=对于C ,,则,而,有,又,因此(6)100f =(3)(3)100f f ⋅=(3)0f >(3)10f =(3)(3)1f f ×-=,C 正确; 1(3)10f -=对于D ,,,则有,()()1f x f x ⋅-=()0f x >()()()1F x f x f x =+-³=当且仅当,即时取等号,所以函数的最小值为2,D 正确. ()()1f x f x =-=0x =()()()F x f x f x =+-故选:A【点睛】关键点睛:涉及由抽象的函数关系求函数值,根据给定的函数关系,在对应的区间上赋值即可.13.Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠病毒感染累计人数(的单位:天)的Logistic 模型:其中为最大病毒感()I t t ()()0.23531e t K I t --=+K 染数.当时,标志着该地区居民工作生活进入稳定窗口期.在某地区若以2022年12月()0.95I t K ≥15日为天,以Logistic 模型为判断依据,以下表述符合预期的选项是( ) 1t =A .该地区预计2023年元旦期间进入稳定窗口期; B .该地区预计2023年1月底进入稳定窗口期; C .该地区预计2023年2月中下旬进入稳定窗口期; D .该地区预计2023年某时刻不起再有新冠病毒感染者. 【答案】C【分析】根据条件列不等式,解指数型不等式即可. 【详解】由题意知,,0.23(53)0.951et K K --≥+即:, 0.23(53)201e19t --+≤所以, ln19353535313660.230.23t ≥+≈+≈+=因为以2022年12月15日为天,所以天,即预计2023年2月18日后该地区进入稳定窗1t =66t ≥口期,即该地区预计2023年2月中下旬进入稳定窗口期.故选:C.14.已知函数,定义域为,值域为.则以下选项正确的是( )()()23log 2f x mx x m =-+A B A .存在实数使得 m R A B ==B .存在实数使得 m R A B =⊆C .对任意实数 10,m A B -<<⋂≠∅D .对任意实数 0,m A B >⋂≠∅【答案】D【分析】设,考虑,,,,,几种情22y mx x m =-+1m >1m =01m <<0m =10m -<<1m ≤-况,分别计算集合和,再对比选项得到答案..A B 【详解】设,当,即时, 22y mx x m =-+2440m ∆=->11m -<<设对应方程的两根为,,不妨取,1x 2x 12x x <当时,,,且; 1m >2440m ∆=-<R A =R B ≠B ≠∅当时,,;1m =()(),11,A =-∞+∞ R B =当时,,,; 01m <<2440m ∆=->()()12,,A x x =-∞+∞ R B =当时,,;0m =(),0A =-∞R B =当时,,,,故;10m -<<2440m ∆=->()12,A x x =max 1y m m =-31,log B m m ⎛⎤⎛⎫=-∞- ⎪ ⎥⎝⎭⎝⎦当时,函数无意义.1m ≤-对选项A :根据以上情况知不存在的情况,错误; R A B ==对选项B :根据以上情况知不存在的情况,错误; R A B =⊆对选项C :假设任意实数,, 10m -<<A B ⋂≠∅取,解得,则, 119m m -=m =(],2B =-∞-对于,有220mx x m -+=1x =此时应满足,解得, 12x =<-405m -<<易得,错误; m =A B ⋂=∅对选项D :根据以上情况知对任意实数,正确; 0,m A B >⋂≠∅故选:D【点睛】关键点睛:本题考查了对数型复合函数的定义域和值域,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中,根据二次函数的开口方向和的正负讨论的范围,进而计算集合∆a A 和是解题的关键,分类讨论的方法是常考方法,需要熟练掌握.B三、解答题15.如图所示:角为锐角,设角的始边与轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点ααx ,将射线绕坐标原点按逆时针方向旋转后与单位圆交于点. 2,cos 3P α=OP O π2()11,Q x y(1)求的值; tan α(2)求的值. 1y【答案】 (2) 23【分析】(1)确定,计算得到答案.sin 0α>sin α=sin tan cos ααα=(2)设终边对应的角度为,则,,计算得到答案. OQ βπ2βα=+1cos y α=【详解】(1)角为锐角,,,则, αsin 0α>2cos 3α=sin α===sin tan cos ααα==(2)设终边对应的角度为,,OQ βπ,π2β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭则,π2βα=+1π2sin sin cos 23y βαα⎛⎫==+== ⎪⎝⎭16.集合{为严格增函数}.S =()()(),0,f x f x x y x∈+∞=∣()()2121(0),(0)f x x x f x x x =+>=>(1)直接写出是否属于集合 ()()12,f x f x ;S (2)若.解不等式:()m x S ∈()()223223ee e e xxxx m m -+⋅<⋅(3)证明:“”的充要条件是“” ()()()()120H x af x bf x ab =+≠()H x S ∈0,0b a ><【答案】(1)不属于集合,属于集合 ()1f x S ()2f x S (2) ()3,1-(3)证明见解析【分析】(1)根据定义直接判断即可; (2)由,可得函数为增函数,不等式,即为不等式()m x S ∈()m x y x=()()223223e ee e x x xx m m -+⋅<⋅,再根据函数的单调性解不等式即可;()()222332e e e e x xxxm m ++<(3),即函数在定义域内为增函数,根据函数的单调性结合充分条件和必要条()H x S ∈()H x y x=件的定义证明即可. 【详解】(1)因为在定义域内为减函数, ()()1110f x y x x x==+>所以不属于集合, ()1f x S 因为在定义域内为增函数, ()()20f x y x x x==>所以属于集合; ()2f x S (2)不等式,()()223223ee ee xxxx m m -+⋅<⋅即为不等式,()()222332e e e e x xxxm m ++<因为, ()m x S ∈所以函数为增函数, ()m x y x=所以,223e e xx+<所以,解得, 223x x +<31x -<<所以不等式的解集为;()()223223ee ee xxxx m m -+⋅<⋅()3,1-(3),()()()()2120H x af x bf x bx ax a ab =+=++≠则, ()()0H x abx a x x x=++>令, ()()0ag x bx a x x=++>当,则在上递增, ()H x S ∈()()0ag x bx a x x=++>()0,∞+令,120x x <<则对任意的恒成立,()()210g x g x -≥12,x x ()()2121212112a x x a abx a bx a b x x x x x x -⎛⎫++-++=-- ⎪⎝⎭恒成立,()()211212x x bx x a x x --=≥即恒成立, 120bx x a -≥因为,所以, 0ab ≠0,0a b ≠≠当时,恒成立, 0b >12ax x b ≥因为,所以, 120x x >0ab≤又,所以, 0,0b a >≠a<0当时,恒成立, 0b <12ax x b≤因为没有最大值,所以不恒成立,与题意矛盾, 120x x >12ax x b≤综上所述,当在上递增时,, ()()0ag x bx a x x=++>()0,∞+0,0b a ><当时, 0,0b a ><则函数在上都是增函数, ,ay bx y a x==+()0,∞+所以函数在上是增函数, ()()0ag x bx a x x=++>()0,∞+综上所述,“”的充要条件是“”.()H x S ∈0,0b a ><【点睛】关键点点睛:解决本题的关键在于把握新定义的含义,以及函数单调性的判定及利用函数的单调性解不等式.。
上海高一上学期期末数学试题(解析版)
一、填空题1.函数的定义域是________.2()log (3)f x x =-【答案】(3,)+∞【分析】根据函数成立的条件,即可求函数的定义域.【详解】解:要使函数有意义,则x ﹣3>0,即x >3,故函数的定义域为(3,+∞),故答案为:(3,+∞).【点睛】本题主要考查函数定义域的求法,正确判断函数成立的条件是解决此类问题的关键. 2.不等式的解集为__________. 21x x ≥-【答案】{}12x x <≤【分析】利用分式不等式的解法求解即可.【详解】因为, 21x x ≥-所以,则,即,故, 201x x -≥-()2101x x x --≥-201x x -+≥-201x x -≤-所以,解得,故,()()21010x x x ⎧--≤⎨-≠⎩121x x ≤≤⎧⎨≠⎩12x <≤所以的解集为. 21x x ≥-{}12x x <≤故答案为:.{}12x x <≤3.已知,若幂函数奇函数,且在上为严格减函数,则112,1,,,1,2,322α⎧⎫∈---⎨⎬⎩⎭()f x x α=()0,∞+__________.α=【答案】-1【分析】根据幂函数在上为严格减函数,可得,再由幂函数奇函()f x x α=()0,∞+0α<()f x x α=数即可得答案.【详解】解:因为幂函数在上为严格减函数,()f x x α=()0,∞+所以,0α<所以, 12,1,2α⎧⎫∈---⎨⎬⎩⎭又因为幂函数奇函数,且, ()f x x α=12,1,2α⎧⎫∈---⎨⎬⎩⎭所以,1α=-故答案为:-14.已知角的终边经过点,则___________.α(1,3)P -tan α=【答案】3-【分析】根据正切函数定义计算【详解】由题意. 3tan 31α==--故答案为:.3-5.已知扇形的弧长为,且半径为,则扇形的面积是__________. cm 2π10cm 2cm 【答案】## 52π5π2【分析】由扇形面积公式可直接求得结果. 【详解】扇形面积. 115102222S lr ππ==⨯⨯=故答案为:. 52π6.若,则________. 1sin cos 5αα+=sin 2α=【答案】 2425-【分析】直接将两边平方,结合二倍角公式计算可得; 1sin cos 5αα+=【详解】解:因为,所以,即1sin cos 5αα+=()21sin cos 25αα+=221sin +2sin cos cos 25αααα+=,即,所以 11+sin 225α=24sin 225α=-故答案为: 2425-7.方程的两个实根分别为,则__________.(结果表示成含20(0)x x m m +-=>12,x x 221212x x x x +=m的表达式)【答案】m 【分析】根据韦达定理运算求解.【详解】∵方程的两个实根分别为,则当时恒成立,可20(0)x x m m +-=>12,x x 140m ∆=+>0m >得, 12121x x x x m +=-⎧⎨=-⎩∴.()()22121212121x x x x x x x x m m +=+=-⨯-=故答案为:.m8.方程的解为______.()lg 21lg 1x x ++=【答案】2.【解析】由对数的运算性质可转化条件为,即可得解.()21100210x x x x ⎧+=⎪>⎨⎪+>⎩【详解】方程等价于,()lg 21lg 1x x ++=()lg 2110210x x x x ⎧+=⎪>⎨⎪+>⎩所以,解得.()21100210x x x x ⎧+=⎪>⎨⎪+>⎩2x =故答案为:2.【点睛】本题考查了对数方程的求解,考查了运算求解能力,属于基础题.9.函数的值域是_______. 121xy =+【答案】(0,1)【分析】由函数解析式导出,利用指数式的有界性,,即可求解y 的取值范围,即为值域. 12x y y-=【详解】由函数解析式,, 121,2x x y y y y-+=∴=,解得 120,0x y y->∴> 01y <<则值域为,(0,1)故答案为:(0,1)【点睛】指数函数,值域为,即恒成立.2x y =(0,)+∞20x >10.如果对任意实数x 总成立,那么a 的取值范围是____________.19x x a +++>【答案】(),8∞-【分析】先利用绝对值三角不等式求出的最小值,进而求出a 的取值范围.19x x +++【详解】,当且仅当时等号成立,故,所以a 的取值()19198x x x x +++≥+-+=91x -≤≤-8a <范围是.(),8∞-故答案为:(),8∞-11.已知函数,若,且,则的取值范围是______.()ln f x x =0a b <<()()f a f b =2+a b【答案】()3,+∞【分析】由,可得,,得,所以()()f a f b =0a b <<01,1a b <<>ln ln a b -=1b a =22a b a a+=+,然后构造函数,利用可求出其单调区间,从而可求出其范围 2()(01)g x x x x=+<<【详解】的图象如图,()ln f x x =因为,()()f a f b =所以,ln ln a b =因为,0a b <<所以,,ln 0a <ln 0b >所以,01,1a b <<>所以,ln ln ,ln ln a a b b =-=所以,所以,ln ln a b -=ln ln ln()0a b ab +==所以,则, 1ab =1b a =所以, 22a b a a+=+令,则, 2()(01)g x x x x =+<<22()1x g x x x'-=-=当时,,01x <<()0g x '<所以在上递减,()g x (0,1)所以,()(1)123g x g >=+=所以,23+>a b 所以的取值范围为,2+a b ()3,+∞故答案为:()3,+∞12.设函数在区间上的最大值和最小值分别为M 、m ,()()221202120211-++-=+x xx f x x []2022,2022-则___________.M m +=【答案】2【分析】,令()()221202120211-++-=+x xx f x x 220212021112x x x x -+-=++,易得函数为奇函数,则,从()[]220212021,202222,2021x xg x x x x -+-=∈-+()g x ()()max min g x g x =-而可得出答案.【详解】解:()()221202120211-++-=+x x x f x x 2220212021121x xx x x -+=++-+, 220212021112x xx x -+-=++令, ()[]220212021,202222,2021x xg x x x x -+-=∈-+因为, ()()22021202121x xg x g x x x -+---==-+所以函数为奇函数,()g x 所以,即,()()max min g x g x =-()()max min 0g x g x +=所以,()()()()max min max min 112f x f x g x g x +=+++=即.2M m +=故答案为:2.二、单选题13.已知,,都是实数,则“”是“”的( )a b c a b <22ac bc <A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】B【分析】利用充分、必要条件的定义,结合不等式的性质判断题设条件间的推出关系,即可知条件间的充分、必要关系.【详解】当时,若时不成立;a b <0c =22ac bc <当时,则必有成立,22ac bc <a b <∴“”是“”的必要不充分条件.a b <22ac bc <故选:B14.下列四组函数中,两个函数相同的是( )A .和y =2y =B .和1y =0y x =C .和y x =y =D .和2log a y x =2log a y x =【答案】C【分析】如果函数的三要素中有一个不同,则两个函数不同;判断两个函数相同,需要判断定义域、对应关系相同.【详解】选项A ,函数的定义域为R ,定义域为,所以两个函数不同; y 2y =[)0+∞,选项A ,函数的定义域为R ,定义域为,所以两个函数不同;1y =0y x ={}|0x x ≠选项C ,因为,定义域都为R ,所以函数和y x ==y x =y =选项D ,函数的定义域为,定义域为,所以两个函数不同. 2log a y x ={}|0x x ≠2log a y x ={}|0x x >故选:C.15.函数的图像的对称性为( ) 412x x y +=A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于原点对称D .关于直线对称y x =【答案】B 【分析】将函数进行化简,利用函数的奇偶性的定义进行判断.【详解】解:因为,所以, 4141()22222x x x x x x x f x -+==+=+()222(2)x x x x f x f x ---=+=+=所以函数是偶函数,即函数图象关于轴对称.()f x y 故选:.B 16.若,则函数的两个零点分别位于区间 a b c <<()()()()()()()f x x a x b x b x c x c x a =--+--+--A .和内B .和内 (,)a b (,)b c (,)a -∞(,)a bC .和内D .和内(,)b c (,)c +∞(,)a -∞(,)c +∞【答案】A【详解】试题分析:,所以有零点,排除B ,D()()()()()()0,0f b b c b a f c c a c b =--=--(,)b c选项.当时,恒成立,没有零点,排除C ,故选A.另外,也可x c >()0f x >()()()0f a a b a c =-->知内有零点.(,)a b 【解析】零点与二分法. 【思路点晴】如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,且有·,那么,函数在区间内有零点,即存在使得,这个也就是(,)a b (,)c a b ∈方程的根.注意以下几点:①满足条件的零点可能不唯一;②不满足条件时,也可能有零点.③由函数在闭区间上有零点不一定能推出·,如图所示.所以[],ab·是在闭区间上有零点的充分不必要条件.[],a b三、解答题17.已知集合. {}{}24(0),230A xx a a B x x x =-≥>=--<∣∣(1)若,求;3a =A B ⋂(2)若,求实数的取值范围. B A ⊆a 【答案】(1) {}13xx <<∣(2)01a <≤【分析】(1)由不等式的解法,结合集合的运算求解即可;(2)由集合的包含关系得出实数的取值范围.a 【详解】(1)或,. {}{437A xx x x =-≥=≥∣∣}1x ≤{}{}223013B x x x x x =--<=-<<∣∣因为,所以. {}17A xx =<<∣{}13A B x x ⋂=<<∣(2)或,因为,, {}{4|4A x x a x x a =-≥=≥+∣}4x a ≤-B A ⊆443a +>>所以,即. 430a a -≥⎧⎨>⎩01a <≤18.(1)化简:.()()()()π3πcos πcos cos 2πsin 22sin πcos παααααα⎛⎫⎛⎫++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭++-(2)已知,且在同一象限,求的值. 31sin ,cos 52αβ==-,αβ()cos αβ+【答案】(1)0;(2【分析】(1)根据诱导公式化简整理;(2)先根据三角函数值判断所在象限,进而利用平方,αβ关系可求,代入两角和的余弦公式运算求值.cos ,sin αβ【详解】(1)()()()()()()()π3πcos πcos cos 2πsin cos sin cos cos 22cos cos 0sin πcos πsin cos αααααααααααααα⎛⎫⎛⎫++-+ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭+=+=-+=+---.(2)∵,且在同一象限,则为第二象限角, 31sin 0,cos 052αβ=>=-<,αβ,αβ∴,4cos =,sin 5αβ=-==故. ()413cos cos cos sin sin 525αβαβαβ⎛⎫⎛⎫+=-=-⨯--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭19.科学家以里氏震级来度量地震的强度,若设为地震时所散发出来的相对能量程度,则里氏震I 级度量可定义为; r 2lg 23r I =+(1)若,求相应的震级;(结果精确到0.1级)61.210I =⨯(2)中国地震台网测定:2021年11月17日13时54分在江苏省盐城市大丰区海域发生5.0地震,地震造成江苏盐城、南通等地震感强烈,上海亦有震感;请问汶川8.0级地震的相对能量是大丰区8.0I 海域5.0级地震相对能量的多少倍?(结果精确到个位)5.0I 【答案】(1)6.1(2)31623【分析】(1)由里氏震级度量公式计算即可;(2)由公式解出,再代入数值计算即可. 2lg 23r I =+I 【详解】(1)当时,61.210I =⨯则有. 6222lg()2(lg125)2(1.085)2 6.11.213330r =+=++≈++=⨯所以相应的震级为级. 6.1(2)由,可得, 2lg 23r I =+36210r I -=所以. 3869928.0235695.022101010316231010I I ⨯-⨯-===≈所以汶川8.0级地震的相对能量是大丰区海域5.0级地震相对能量的倍.8.0I 5.0I 3162320.已知二次函数,.2()1=++f x x ax [1,2]x ∈-(1)如果函数单调递减,求实数的取值范围;()f x a (2)当时,求的最大值和最小值,并指出此时x 的取值;1a =()f x (3)求的最小值,并表示为关于a 的函数.()f x ()H a 【答案】(1);(2)当时,,当时,;(3)(]4--∞,12x =-min 3()4f x =2x =max ()7f x =()H a =. 22,21,42452,4a a a a a a -≥⎧⎪⎪--<<⎨⎪⎪+≤-⎩【分析】(1)根据函数开口向上,对称轴为,进而结合题意得:,解不等式即可得2a x =-22a -≥答案;(2)由题知,进而根据二次函数性质即可得答案; 2213()124f x x x x ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭(2)根据题意,分,,三种情况讨论函数单调性求解最小值即可.4a ≤-42a -<<2a ≥【详解】解:(1)因为函数开口向上,对称轴为, 2()1=++f x x ax 2a x =-若函数在上单调递减,则,解得:. ()f x [1,2]x ∈-22a -≥4a ≤-故当函数单调递减,实数的取值范围是:. ()f x a (]4--∞,(2)当时,, 1a =2213()124f x x x x ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭所以当时,函数取得最小值. 12x =-()f x min 3()4f x =当时,函数取得最大值.2x =()f x max ()7f x =(3)因为函数开口向上,对称轴为, 2()1=++f x x ax 2a x =-所以当,即:时,函数在上为单调递减函数,故22a -≥4a ≤-()f x [1,2]-;()()()min 225H a f x f a ===+当,即:时,函数在上为单调递增函数,故12a -≤-2a ≥()f x [1,2]-()()()min 12H a f x f a ==-=-;当,即时,函数在上为单调递减函数,在上为单调递增122a -<-<42a -<<()f x 1,2a ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,22a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦函数,故; ()()2min 124a a H a f x f ⎛⎫==-=- ⎪⎝⎭综上,. ()H a =22,21,42452,4a a a a a a -≥⎧⎪⎪--<<⎨⎪⎪+≤-⎩【点睛】本题考查二次函数在闭区间上的最值和单调性问题,考查运算求解能力,分类讨论思想,是中档题.本题第三问解题的关键在于由二次函数的单调性分,,三种情况讨4a ≤-42a -<<2a ≥论求解.21.设. 21()21x x f x -=+(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;()y f x =(2)求证:函数在R 上是严格增函数;()y f x =(3)若,求t 的取值范围.()2(1)10f t f t -+-<【答案】(1)奇函数,证明见解析;(2)证明见解析;(3)或.1t >2t <-【分析】(1)根据奇偶函数的定义进行判断即可;(2)利用单调性的定义,结合指数函数的单调性进行证明即可;(3)利用(1)(2)的结论,结合一元二次不等式的解法进行求解即可.【详解】(1)函数为奇函数,证明如下:()y f x =的定义域为,关于原点对称, 21()21x x f x -=+(,)∞∞-+ ()()2212112()()2112221x x x xx xx x f x f x --------====-+++∴为奇函数;()y f x =(2)证明:任取,且12,x x R ∈12x x < 212122()1212121x x x x x f x +--===-+++ ()()()()()1212212212222222211212121212121x x x x x x x x f x f x -⎛⎫-=---=-= ⎪++++++⎝⎭∵,12x x <∴,,, 21220x x >>12220x x -<2210x +>1210x +>第 11 页 共 11 页∴,即 ()()120f x f x -<()()12f x f x <∴函数在R 上是严格增函数()y f x =(2)∵在R 上是奇函数且严格增函数,()y f x =所以()()()2222(1)10(1)1111f t f t f t f t f t t t -+-<⇔-<--=-⇔-<-220t t ⇔+->,解得或 (2)(1)0t t ⇔+->1t >2t <-所以t 的取值范围是或.1t >2t <-。
2022-2023学年上海市上海中学高一上学期期末考试数学试卷带讲解
【分析】根据幂函数的定义及性质列方程与不等式求解即可得实数 的取值集合.
【详解】解:因为幂函数 ,所以 ,
解得 或 ,
幂函数 的图像与两条坐标轴均没有公共点,所以 ,即 ,
所以 或 均符合题意,则实数 的取值集合是 .
故答案为: .
7.不等式 的解为______.
【答案】
【分析】根据幂函数的性质确定幂函数 的奇偶性与单调性即可解不等式.
A.若 ,则函数 的图象关于原点对称
B.若 , ,则方程 有大于2的实根
C.若 , ,则方程 有两个实根
D.若 , ,则方程 有三个实根
【答案】B
【分析】A.取 , 判断;B.由 , 仍是奇函数,2仍是它的一个零点,再由上下平移判断;C.取 , 判断;D.取 , 判断.
【详解】A.若 , ,则函数 不是奇函数,其图象不可能关于原点对称,故错误;
(3)根据保序同构函数的定义可知 为单调递增的函数,结合对勾函数的单调性即可求解.
【小问1详解】
【小问2详解】
假设存在一个从集合 到集合 的“保序同构函数”,
由“保序同构函数”的定义可知,集合 和集合 中的元素必须是一一对应的,
不妨设整数0和1在 中的像分别为 和 ,
根据保序性,因为 ,
所以 ,
又 也是有理数,但是 没有确定的原像,
因为0和1之间没有另外的整数了,
故假设不成立,故不存在从集合 到集合 的“保序同构函数”;
(1)写出服药后 与 之间的函数关系式 ;
(2)进一步测定:每毫升血液中的含药量不少于 毫克时,药物对治疗疾病有效,求服药一次治疗疾病的有效时间.
【答案】代入函数 的解析式,求出 的值,将点 的坐标代入函数 的解析式,由此可得出函数 的解析式;
上海市高一上学期期末数学试题
2021-2022学年上海市浦东新区进才中学高一(上)期末数学试卷一、填空题(本大题共有3小题,满分36分)1.(3分)若集合{}2,A x x =,则实数x 可取的值的全体所构成的集合为______. 2.(3分)已知1x >,则41x x +-的取值范围是______. 3.(3分)已知函数()y f x =为定义在R 上的奇函数,写出函数()12y f x =--的图像的一个对称中心______.4.(3分)已知函数1y kx =+的零点在区间()1,1-内,常数k 的取值范围为______.5.(3分)已知2log 90a <,实数a 的取值范围为______.6.(3分)已知集合11,,0,2,32A ⎧⎫=--⎨⎬⎩⎭,()()(){},k B y f x f x x k A y f x ===∈=且为奇函数,则集合B 的子集个数为______.7.(3分)函数22y x x =-,[]2,1x ∈-的反函数为______.8.(3分)函数()2lg 82y x x =+-的单调递增区间是______.9.(3分)要建造一个高为3米,容积为48立方米的无盖长方体蓄水池.已知池底的造价为每平方米1500米,池壁的造价为每平方米1000元.该蓄水池的总造价y (元)关于池底一边的长度x (米)的函数关系为:______.10.(3分)若函数()()()3141112x a x a x y a x ⎧-+<⎪=⎨-≥⎪⎩是R 上的严格减函数,则实数a 的取值范围为______.11.(3分)商品批发市场中,某商品的定价每天随市场波动,甲乙两名采购员在每月的同一天去该市场购买同一种商品,甲每次购买a 公斤,乙每次购买b 元(a ,b 互不相等),该方案实施2次后______的购买方案平均价格更低(填“甲”或“乙”)12.(3分)已知函数()y f x =为()22f x ax x b =++,其中a b >,若()0f x ≥对任意x ∈R 的恒成立,且函数存在零点,则22a b a b+-的最小值为______. 二、选择题(本大题共有4小题,满分16分)13.(4分)已知函数()y f x =的定义域为R ,则命题“()y f x =是偶函数”是命题“()()fx f x =对一切实数x 都成立”的( )条件A.充分非必要B.必要非充分C.充分必要D.既不充分也不必要14.(4分)“对于任意x ∈R 的实数,不等式23x x a +--≥恒成立”的一个充分必要条件是( )A.(][),23,a ∈-∞-+∞B.[]2,3a ∈-C.(],5a ∈-∞D.(],5a ∈-∞-15.(4分)已知lg a ,lg b 是方程22410x x -+=的两个根,则2lg a b ⎛⎫⎪⎝⎭的值是( )A.4B.3C.2D.116.(4分)已知函数()y f x =,x D ∈,若存在实数m ,使得对于任意的x D ∈,都有()f x m ≥,则称函数()y f x =,x D ∈有下界,m 为其一个下界.类似的M ,若存在实数,使得对于任意的x D ∈,都有()f x M ≤,则称函数()y f x =,x D ∈有上界,M 为其一个上界.若函数()y f x =,x D ∈既有上界,又有下界,则称该函数为有界函数.对于下列4个命题①若函数()y f x =有下界,则函数()y f x =有最小值;②若定义在R 上的奇函数()y f x =有上界,则该函数是有界函数; ③对于函数()y f x =,若函数()y f x =有最大值,则该函数是有界函数; ④若函数()y f x =的定义域为闭区间[],a b ,则该函数是有界函数. 其中真命题的序号为( ) A.①③B.②③C.②④D.②③④三、解答题(本大题满分48分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤17.(8分)设全集U R =,设函数()2lg 1y ax =-的定义域为集合A ,函数1y x x=+的值域为集合B .(1)当1a =时,求A ; (2)若AB R =,求实数a 的取值范围.18.(10分)已知关于x 的不等式()lg 37x x a ++-≤. (1)当1a =时,解该不等式;(2)若该不等式的解集为∅,求常数a 的取值范围.19.(10分)某条货运线路总长2000千米,交通法规定,在该线路上货车最低限速50千米/时(含),最高限速100千米/时(含).汽油的价格是每升8元,汽车在该路段行驶时,速度为x 千米/时,每小时油耗为24240x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭升(假设汽车保持匀速行驶)(1)求该线路行车油费y (元)关于行车速度x (千米/时)的函数关系;(2)车速为何值时,行车油费达到最低?并求出最低的行车油费;(3)运营该条线路的刘师傅接到某公司的货运派单,要求在24小时内送达,否则将少支付50元费用作为超时补偿.请写出此时刘师傅驾驶的最优车速. 20.(10分)已知函数()y f x =满足()()1log 0,11amxf x a a x -=>≠-且()y f x =为奇函数.(1)求m 的值;(2)判断()y f x =在区间()1,+∞上的单调性;(3)当12a =时,若对于任意的[]3,4x ∈,总有()12xf x b ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭成立,求实数b 的取值范围.21.(10分)对于函数()y f x =,x D ∈,设区间I 是D 上的一个子集,对于区间I 上任意的1x ,2x ,3x ,当123x x x <<时,如果总有()()()()21322132f x f x f x f x x x x x --<--,则称函数()y f x =是区间I 上的T 函数.(1)判断下列函数是否是定义域上的T 函数:①2y x =,②21y x =+; (2)已知定义域上的严格增函数()y f x =也是定义域上的T 函数,试问:()1y f x -=是否是定义域上的T 函数?若是,请给出证明;若不是,请说明理由;(3)若函数()y f x =为区间I 上的T 函数,证明:对于任意的1x ,2x I ∈和任意的()0,1λ∈,总有()()()()121211f x x f x f x λλλλ+-<+-⎡⎤⎣⎦.2021-2022学年上海市浦东新区进才中学高一(上)期末数学试卷参考答案与试题解析1.()()(),00,11,-∞+∞【分析】由题意得不等式2x x ≠,从而求解. 【解答】解:∵2x x ≠,∴0x ≠且1x ≠;故实数x 可取的值的全体所构成的集合为()()(),00,11,-∞+∞;故答案为:()()(),00,11,-∞+∞.【点评】本题考查了集合中元素的互异性应用,属于基础题. 2.[)5,+∞ 【分析】由于441111x x x x +=-++--,然后利用基本不等式即可求解. 【解答】解:因为1x >,则()44411115111x x x x x x +=-++≥-⋅=---, 当且仅当411x x -=-,即3x =时取等号,此时41x x +-的取值范围是[)5,+∞.故答案为:[)5,+∞.【点评】本题主要考查利用基本不等式在最值求解中的应用,解题的关键是应用条件的配凑. 3.()1,2-【分析】根据题意,由奇函数的定义可得()f x 的1个对称中心为()0,0,由函数图象的变换规律分析可得答案.【解答】解:根据题意,函数()y f x =为定义在R 上的奇函数,其对称中心为()0,0,将()y f x =的图象向右平移1个单位,向下平移2个单位可得()12y f x =--的图像,则函数()12y f x =--的图像的一个对称中心为()1,2-;故答案为:()1,2-. 【点评】本题考查函数的图象变换,涉及函数的对称性,属于基础题. 4.()(),11,-∞-+∞【分析】令()()110f f -<且函数()f x 在区间()1,1-内单调即可. 【解答】解:∵函数1y kx =+恰有一个零点在区间()1,1-内,∴()()110k k -+<,∴()(),11,k ∈-∞-+∞.故答案为:()(),11,-∞-+∞.【点评】本题主要考查函数零点的判定定理.属基础题. 5.10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭【分析】由题意,利用对数的性质,解对数不等式,求得a 的范围. 【解答】解:∵2log 90a <,∴021a <<,∴102a <<,故答案为:10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点评】本题主要考查对数的性质,解对数不等式,属于基础题.6.4【分析】根据题意,由幂函数的性质可得集合B ,进而分析可得答案. 【解答】解:根据题意,集合11,,0,2,32A ⎧⎫=--⎨⎬⎩⎭,()()(){},k B y f x f x x k A y f x ===∈=且为奇函数,则{}1,3B =-,集合B 的子集有224=个,故答案为:4.【点评】本题考查幂函数的图象,涉及子集的定义,属于基础题. 7.()111fx x -=+[]1,8x ∈-【分析】先由二次函数的性质求得[]1,8y ∈-,即为反函数的定义域,再由220x x y --=,解得11x y =+()1fx -.【解答】解:函数22y x x =-的对称轴为1x =,∴当[]2,1x ∈-时,22y x x =-单调递减,∴[]1,8y ∈-,由22y x x =-可得220x x y --=,解得11x y =+又∵[]2,1x ∈-,∴11x y =+∴函数22y x x =-,[]2,1x ∈-的反函数为()111f x x -=+[]1,8x ∈-.【点评】本题主要考查了二次函数的性质,考查了反函数的定义,属于基础题. 8.()2,1-【分析】先求出函数定义域,然后对复合函数进行分解,再判定两简单函数的单调性,利用复合函数单调性的判定方法可得所求增区间. 【解答】解:由2820x x +->,得()2,4x ∈-,()2lg 82y x x =+-由lg y u =,282u x x =+-复合而成,且lg y u =递增,282u x x =+-在()2,1-上递增,在()1,4上递减, ∴()2lg 82y x x =+-单调递增区间是()2,1-.故答案为:()2,1-.【点评】本题考查复合函数的单调性、对数函数、二次函数的单调性,属中档题. 9.166000150016y x x ⎛⎫=++⨯ ⎪⎝⎭,0x > 【分析】根据条件便可得到池底面积为4平方米,底面的另一边长16x,从而便可得到总造价y 与x 的解析式;【解答】解:根据条件,该蓄水池的总造价y 元,池底一边的长度x 米,底面另一边长为16x米;∴长方体的底面积为16,侧面积为1632x x ⎛⎫⨯+⎪⎝⎭,由题意得: 166000150016y x x ⎛⎫=++⨯ ⎪⎝⎭,0x >;故答案为:166000150016y x x ⎛⎫=++⨯ ⎪⎝⎭,0x >; 【点评】考查长方体的体积公式,根据实际问题建立函数关系式的方法,是基础题. 10.11,123⎡⎫⎪⎢⎣⎭ 【分析】根据分段函数单调性的性质建立不等式关系进行求解即可.【解答】解:∵函数()()()3141112x a x a x y a x ⎧-+<⎪=⎨-≥⎪⎩是R 上的严格减函数,∴310011712a a a a ⎧⎪-<⎪<<⎨⎪⎪-≥-⎩,∴11123a ≤<,∴实数a 的取值范围是11,123⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故答案为:11,123⎡⎫⎪⎢⎣⎭.【点评】本题主要考查函数单调性的应用,根据分段函数单调性的性质建立不等式关系是解决本题的关键. 11.乙【分析】设每次购买时商品的价格分别为x 元/公斤、y 元/公斤(),0x y >,可将甲乙2次购买的平均价格用x ,y 表示出来,再用基本不等式比较即可.【解答】解:设每次购买时商品的价格分别为x 元/公斤、y 元/公斤(),0x y >, 则甲的平均价格为:22ax ay x ya ++=;乙的平均价格为:22b xy b b x y x y=++, 因为x ,0y >,所以22xyx y xy +≥=;22xy xy x y xy ≤=+(当x y =时取“=”号), 所以22x y xyx y+≥+(当x y =时取“=”号),故乙的平均价格更低.故答案为:乙. 【点评】本题考查了基本不等式在生活中的应用,考查了转化思想,属于基础题. 12.22【分析】根据题意,由二次函数的性质分析可得1ab =,由此可得()()22222a b ab a b a b a b a b a b-++==-+---,结合基本不等式的性质分析可得答案. 【解答】解:根据题意,函数()22f x ax x b =++满足()0f x ≥对任意x ∈R 的恒成立,且函数存在零点,必有440ab ∆=-=,则有1ab =,则()()22222a b ab a b a b a b a b a b-++==-+---, 又由a b >,则()()222a b a b a b a b-+≥⨯-=--2a b -=立,即22a b a b+-的最小值为2;故答案为:22【点评】本题考查基本不等式的性质,涉及二次函数的性质,属于基础题. 13.C【分析】根据题意,由函数奇偶性的性质分析两个命题的关系,结合充分必要条件的定义可得答案.【解答】解:根据题意,若()y f x =是偶函数,即()()f x f x -=,必有()()f x f x =成立,反之,若()()fx f x =,当0x <时,有()()f x f x -=,则函数()f x 为偶函数,故题“()y f x =是偶函数”是命题“()()f x f x =对一切实数x 都成立”的充分必要条件,故选:C.【点评】本题考查函数奇偶性的性质以及应用,涉及充分必要条件的判断,属于基础题. 14.D【分析】原题等价于min23a x x ≤⎡+--⎤⎣⎦,利用绝对值的性质求出min23x x ⎡+--⎤⎣⎦,能求出结果.【解答】解:∵对于任意x ∈R 的实数,不等式23x x a +--≥恒成立,∴min 23a x x ≤⎡+--⎤⎣⎦,由20x +=,得2x =-,由30x -=,得3x =, 当2x <-时,23235x x x x +--=---+=-;当23x -≤≤时,[]2323215,5x x x x x +--=+-+=-∈-; 当3x >时,23235x x x x +--=+-+=. 综上,[]235,5x x +--∈-.∴min235a x x ≤⎡+--⎤=-⎣⎦,∴“对于任意x ∈R 的实数,不等式23x x a +--≥恒成立”的一个充分必要条件是(],5-∞-.故选:D.【点评】本题考查含绝对值不等式的运算,考查充要条件、分类讨论思想等基础知识,考查运算求解能力,是基础题. 15.C【分析】运用二次方程的韦达定理和对数的运算性质,结合配方法,计算即可得到所求值. 【解答】解:lg a ,lg b 是方程22410x x -+=的两个根,可得lg lg 2a b +=,1lg lg 2a b =, 则()()22221lg lg lg lg lg 4lg lg 244222a a b a b a b b ⎛⎫=-=+-=-⨯=-= ⎪⎝⎭.故选:C.【点评】本题考查对数的运算性质,以及二次方程根的韦达定理的运用,考查配方法,属于基础题.16.B【分析】根据函数上界,下界,有界的定义分别进行判断即可. 【解答】解:①当0x >时,()1f x x=,则()0f x ≥恒成立,则函数()y f x =有下界,但函数()y f x =没有最小值,故①错误;②若定义在R 上的奇函数()y f x =有上界,不妨设当0x ≥时,()f x M ≤成立,则当0x <时,0x ->,则()f x M -≤,即()f x M -≤,则()f x M ≥-,该()f x 的下界是M -,则函数是有界函数,故②正确;③对于函数()y f x =,若函数()y f x =有最大值,设()f x M ≤,则()M f x M -≤≤,该函数是有界函数,故③正确;④函数()tan ,0202x x f x x ππ⎧≤<⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩,则函数()y f x =的定义域为闭区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则函数()f x 的值域为[)0,+∞,则()f x 只有下界,没有上界,即该函数不是有界函数.故④错误;故选:B.【点评】本题主要考查难题的真假判断,利用有界函数的定义分别进行判断是解决本题的关键,是中档题.17.【分析】(1)当1a =时解不等式210x ->,再求A 即可;(2)先求函数1y x x=+的值域得到集合B ,根据A B R =可转化为当()2,2x ∈-时,210ax -≤恒成立,从而分类讨论即可.【解答】解:(1)当1a =时,210x ->,解得1x >或1x <-,故[]1,1A =-; (2)由题意知,(][),22,B =-∞-+∞,又∵AB R =,∴()2,2A -⊆,即当()2,2x ∈-时,210ax -≤恒成立,①当0x =时,10-≤成立,符合题意, ②当0x ≠时,210ax -≤可化为21a x ≤; ∵2114x >,∴14a ≤;综上所述,实数a 的取值范围为1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦. 【点评】本题考查了复合函数的定义域及值域,同时应用了分类讨论的思想方法,属于基础题.18.【分析】(1)由题意,利用绝对值的意义,求得不等式的解集.(2)由题意,()lg 37a x x ⎡⎤<++-⎣⎦恒成立,求得()lg 37x x ++-的最小值,可得a 的范围.【解答】解:(1)当1a =时,关于x 的不等式()lg 37lg10x x a ++-≤=, ∴3710x x ++-≤,根据绝对值的意义,则该不等式的解为[]3,7-. (2)若该不等式的解集为∅,则()lg 37a x x ⎡⎤<++-⎣⎦恒成立, 则()minlg 371a x x ⎡⎤<++-=⎣⎦,则常数a 的取值范围为(),1-∞.【点评】本题主要考查对数函数的单调性,绝对值的意义,求函数的最值,属于中档题.19.【分析】(1)行车所用时间为2000x ,汽车每小时油耗24240x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭升,然后求解行车总费用.(2)当[]50,100x ∈时,函数严格增,然后求解函数的最小值.(3)推出行车总费用()64000200250,50,336400020025050,,10033x x x y f x x x x⎧⎡⎤+∈⎪⎢⎥⎪⎣⎦==⎨⎛⎤⎪+-∈ ⎥⎪⎝⎦⎩,通过分段函数,求解函数的最小值即可.【解答】解:(1)行车所用时间为2000x,根据汽油的价格是每升8元, 而汽车每小时油耗24240x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭升,则行车总费用为2200064000200842403x xy x x ⎛⎫=⨯⨯+=+ ⎪⎝⎭,[]50,100x ∈.(2)由(1)知640002003xy x =+,当[]50,100x ∈时,函数严格增, 则当50x =时,行车油费最低,最低为138403元.(3)由题意知行车总费用()64000200250,50,336400020025050,,10033x x x y f x x x x⎧⎡⎤+∈⎪⎢⎥⎪⎣⎦==⎨⎛⎤⎪+-∈ ⎥⎪⎝⎦⎩,当25050,3x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()y f x =的最小值为()13840503f =, 当250,1003x ⎛⎤∈⎥⎝⎦时,()y f x =的最小值为2505646213840393f ⎛⎫=> ⎪⎝⎭, 所以综上所述,最优车速为50千米/时.【点评】本题考查函数的实际应用,分段函数的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.20.【分析】(1)利用()y f x =是奇函数,通过()()f x f x -=-,求解m 即可. (2)()1log 1ax f x x +=-,令12111x y x x +==+--,则在()1,+∞上单调递减.通过a 的范围,判断函数的单调性即可.(3)对于任意的[]3,4x ∈,总有()12xf x b ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭成立,即()12xb f x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立,令()()12xg x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,只需()min b g x <,转化求解即可.【解答】解:(1)∵()y f x =是奇函数,∴()()f x f x -=-,∴11011mx x x mx+-=>---,∴22211m x x -=-,∴1m =±,检验1m =(舍),∴1m =-. (2)由(1)知()1log 1a x f x x +=-,令12111x y x x +==+--,则在()1,+∞上单调递减. 当1a >时,()y f x =在区间()1,+∞上的单调递减; 当01a <<时,()y f x =在区间()1,+∞上的单调递增.(3)对于任意的[]3,4x ∈,总有()12x f x b ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭成立,即()12xb f x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立,令()()12xg x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,只需()min b g x <,又易知()()12xg x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭在[]3,4x ∈上是增函数,∴98b <-.9,8b ⎛⎫∈-∞- ⎪⎝⎭.【点评】本题考查函数与方程的综合应用,函数的单调性以及函数的最值的求法,考查转化思想以及计算能力,是中档题.21.【分析】(1)利用作差法,结合T 函数的定义即可逐个判定;(2)()1y fx -=不是定义域上的T 函数,由反函数的性质及T 函数的定义即可证明; (3)假设12x x <,则()11221x x x x λλ<+-<,利用T 函数的定义化简即可得证.【解答】解:(1)①当123x x x <<时,()()()()()()222221323221213213213221320f x f x f x f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x -----=-=+-+=-<----,所以①是定义域上的T 函数; ②当123x x x <<时,()()()()21322132f x f x f x f x x x x x ---=--()()()()2132213221212121220x x x x x x x x +-++-+-=-=--,所以②不是定义域上的T 函数.(2)()1y fx -=不是定义域上的T 函数,理由如下:因为()y f x =是定义域上的严格增函数,所以当123x x x <<时,()()()123f x f x f x <<,即123y y y <<,若原函数为增函数,则反函数也是增函数,即若123x x x <<,则()()()111123f x f x f x ---<<,又因为()y f x =是定义域上的T 函数,即当123x x x <<时,总有()()()()213221320f x f x f x f x x x x x --<<--, 所以()()()()32212132x x x x f x f x f x f x -->--,即当123x x x <<时,()()()()111121322132f y f y f y f y y y y y ------>--, 综上所述,()1y fx -=不是定义域上的T 函数.(3)证明:若对于任意的1x ,2x I ∈和任意的()0,1λ∈,假设12x x <,则()11221x x x x λλ<+-<,因为函数()y f x =为区间I 上的T 函数,所以()()()()()()()()1212121212121111f x x f x f x f x x x x x x x x λλλλλλλλ+---+-<+---+-⎡⎤⎣⎦,化简得()()()()()()()()()1212122121111f x x f x f x f x x x x x x λλλλλλ+---+-<---,∵21x x >,∴210x x ->,∴()()()()()()()121212111f x x f x f x f x x λλλλλλ+---+-<-, ∴()()()()()()()()1212121111f x x f x f x f x x λλλλλλλλ+--<---+-, ∴()()()()()121211f x x f x f x λλλλ+-<+-.【点评】本题主要考查函数恒成立问题,解题的关键是对新函数定义的理解与应用,考查逻辑推理能力,属于难题.。
上海市高一上学期期末数学试题(解析版)
一、填空题1.已知集合,,则______. {}1,A x x x =∈Z {}|04B x x =<<A B = 【答案】{2,3}【分析】根据交集的定义求解判断.【详解】因为,, {}1,A x x x =∈Z {}|04B x x =<<由交集的定义可得. {}{}|14,2,3A B x x x ⋂=<<∈=Z 故答案为:{2,3}2.若,则_____82log 3x =-x =【答案】; 14【解析】根据对数运算与指数运算的关系可直接求得结果.【详解】,.82log 3x =- 23184x -∴===故答案为:. 143.不等式的解集是______. 113x <【答案】()(),03,-∞+∞ 【分析】两边同乘以,变为一元二次不等式解出解集即可. 23x 【详解】解:因为,所以,两边同时乘以可得: 113x <0x ≠23x ,解得或,所以解集为:23x x <0x <3x >()(),03,-∞+∞ 故答案为:()(),03,-∞+∞ 4.用反证法证明命题:“若 , 且 ,则 和 中至少有一个小于2”0x >0y >2x y +>1yx+1x y +时,应假设___. 【答案】两者都大于或等于2 11,x yy x++【分析】由反证法思想:先否定原结论并推出矛盾,故只需写出原结论的否命题即可. 【详解】由于“,中至少有一个小于”的反面是“,都大于或等于”, 1x y +1y x +21x y +1yx+2故用反证法证明命题: “若且,则,中至少有一个小于”时,应假设0,0x y >>2x y +>1x y +1yx+2,都大于或等于. 1x y +1yx+2故答案为:和都大于或等于 . 1x y +1yx+25.已知幂函数在区间是减函数,则实数的值是__________.()223222mm y m m x--=--()0,∞+m 【答案】3【详解】∵幂函数在区间是减函数()223222mm y m m x--=--()0,+∞∴,解得: 22221320m m m m ⎧--=⎨--<⎩3m =故答案为36.函数且的图象必经过一个定点,则这个定点的坐标是_____. 1()1(0x f x a a -=+>1)a ≠【答案】(1,2)【分析】令,得, 10x -=1x =()2f x =【详解】令,则有10x -=1x = 0()12f x a =+=所以过定点 ()f x (1,2)故答案为:(1,2)【点睛】处理与指数函数有关的函数过定点时是利用且. 01a =(0a >1)a ≠7.函数的最大值为________ y =【分析】首先求出函数的定义域,然后判断函数的单调性,利用单调性即可求出最大值.【详解】函数的定义域为,y =1,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦函数在上是增函数,y =1,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦函数上是减函数,y =1,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦根据结论:增函数减函数增函数,-=函数在上是增函数,∴y =1,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦当 2x =【点睛】本题考查了利用函数的单调性求函数的最值,属于基础题.8.已知关于x 的不等式有实数解,则a 的取值范围是______. 112x a x --≤-+【答案】2a ≥【分析】分离参数转化为能成立问题,再利用绝对值不等式求解. 【详解】由题意得,min (|1||2|1)a x x ≥-++-因为,当时等号成立, |1||2||1||2||12|3x x x x x x -++=-++≥-++=21x -≤≤所以. 2a ≥故答案为:.2a ≥9.函数在区间上单调递减,且为奇函数.若,则满足的的()f x (,)∞∞-+(1)1f =-1(2)1f x -≤-≤x 取值范围是 .【答案】[1,3]【分析】根据函数的奇偶性以及函数的单调性即可求出x 的范围即可. 【详解】因为f (x )为奇函数, 所以f (﹣1)=﹣f (1)=1,于是﹣1≤f (x ﹣2)≤1等价于f (1)≤f (x ﹣2)≤f (﹣1), 又f (x )在(﹣∞,+∞)单调递减, ∴﹣1≤x ﹣2≤1, ∴1≤x ≤3. 故答案为[]1,3【点睛】本题考查函数的单调性和奇偶性的综合应用,考查转化思想,属于基础题. 10.当,时,则的取值范围是______. lg lg a b =a b <2+a b 【答案】()3,+∞【分析】先,,得到,,,推出,, lg lg a b =a b <01a <<1b >lg lg a b -=1ab =122+=+a b b b令,,用定义法判断该函数单调性,即可得出结果. 1()2=+f x x x1x >【详解】因为,,所以,,, lg lg a b =a b <01a <<1b >lg lg a b -=即, lg lg lg 0a b ab +==因此,所以, 1ab =122+=+a b b b令,, 1()2=+f x x x1x >任取,则121x x <<,1212121212121211111()()222()()2⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+-+=-+-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭f x f x x x x x x x x x x x x x 因为,所以,, 121x x <<120x x -<12120->x x 因此,即, 1212121()()()20⎛⎫-=--<⎪⎝⎭f x f x x x x x 12()()f x f x <所以函数在上单调递增, 1()2=+f x x x(1,)+∞所以,即的取值范围是.()(1)3>=f x f 2+a b ()3,+∞【点睛】本题主要考查由函数单调性求取值范围,熟记函数单调性的定义,以及对数的运算性质即可,属于常考题型.11.若函数的值域为,则实数的取值范围是________ 231()21x x f x x m x ⎧≤=⎨-+>⎩(,3]-∞m 【答案】(2,5]【分析】分类讨论,先由求出的取值范围,再结合时二次函数的单调性求解值域即可 1x ≤3x 1x >【详解】当时,,;1x ≤1333x ≤=()(]0,3f x ∈当时,是减函数,,要满足,此时应满足1x >()22x m f x -=+()(),2f x m ∈-∞-()(,3]f x ∞∈- ,即(]20,3m -∈(2,5]m ∈故答案为(2,5]【点睛】本题考查根据分段函数值域求解参数问题,解题关键在于确定在临界点处的取值范围,属于中档题12.已知,函数在区间上有两个不同零点,则的取值范,a b R ∈()af x x b x=++()0,1()21a b a ++围是________. 【答案】10,16⎛⎫⎪⎝⎭【分析】设函数的两个不同的零点分别为,且,用表示后利用基()f x 12,x x 12x x <12,x x ()21a b a ++本不等式可求的取值范围.()21a b a ++【详解】设函数在上的两个不同的零点分别为,()f x ()0,112,x x则为的两个不同的解, 12,x x 20x bx a ++=所以,,12x x b +=-12x x a =故()()()222121212*********a b a x x x x x x x x x x x x ++=+--+=--+,()()()()121212121111x x x x x x x x =--=--由基本不等式可得,,()111014x x <-≤()221014x x <-≤故,因,故等号不可取, ()()1212101116x x x x <--≤12x x ≠所以的取值范围为.()21a b a ++10,16⎛⎫ ⎪⎝⎭故答案为:.10,16⎛⎫⎪⎝⎭【点睛】本题考查函数的零点、二次函数的图象和性质和基本不等式,注意用二次方程的根表示目标代数式,本题属于难题.二、单选题13.已知,条件:,条件:,则是的( ) ,a b R ∈p a b >q lg lg 1a b >+p q A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】根据充分性、必要性的定义,结合对数的运算性质和对数函数的性质进行判断即可. 【详解】若,则有,因此有,故; lg lg 1a b >+lg lg10a b >100a b >>a b >反之,若,当其中有负数时,不成立,故是的必要不充分条件. a b >q p q 故选:B14.下列函数中,值域是的是 ()0,+∞A . B . 2y x =211y x =+C . D .2x y =-()lg 1(0)y x x =+>【答案】D【分析】利用不等式性质及函数单调性对选项依次求值域即可. 【详解】对于A :的值域为;2y x =[)0,+∞对于B :,,, 20x ≥ 211x ∴+≥21011x ∴<≤+的值域为; 211y x ∴=+(]0,1对于C :的值域为;2x y =-(),0-∞对于D :,,,0x > 11x ∴+>()lg 10x ∴+>的值域为;()lg 1y x ∴=+()0,+∞故选D .【点睛】此题主要考查函数值域的求法,考查不等式性质及函数单调性,是一道基础题. 15.已知定义域为R 的函数满足:对任意,恒成立,则函数()y f x =,x y R ∈()()()f x y f x f y +=-( )()y f x =A .是奇函数B .是偶函数C .既是奇函数又是偶函数D .既不是奇函数又不是偶函数【答案】C【解析】利用赋值法,再根据函数的奇偶性定义,即可求解. 【详解】令,则, 0x y ==()()()0000f f f =-=令,则,0x =()()()()0f y f f y f y =-=-令,则,即, y x =-()()(0)f f x f x =--()()=f x f x -所以函数既是奇函数又是偶函数. ()f x 故选:C.【点睛】判定函数的奇偶性的常见方法:(1)定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称,再化简解析式验证货等价形式是否成立;()()f x f x -=±()()0f x f x -±=(2)图象法:若函数的图象关于原点对称,可得函数为奇函数;若函数的图象关于轴对称,可y 得函数为偶函数;(3)性质法:设的定义域分别为,那么它们的公共定义域上,奇+奇=奇,奇奇()(),f x g x 12,D D ⨯=偶,偶+偶=偶,偶偶=偶,奇偶=奇.⨯⨯16.设函数的定义域为D ,若函数满足条件:存在,使在上的值域为()f x ()f x [,]a b D ⊆()f x [,]a b ,则称为“倍缩函数”,若函数为“倍缩函数”,则实数的取值范围是[,]22a b()f x 2()(2)x f x log t =+t( ) A .B .C .D .1(0,]2(0,1)1(0,)41(,)4+∞【答案】C【详解】函数为“倍增函数”,且满足存在,使在上的值域为2()log (2)xf x t =+[,]a b D ⊆()f x [],a b ,所以在上是增函数 ,则,即, 方程,22a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦()f x [,]a b 22log (2)2log (2)2a b a t b t ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩222222a a b b t t ⎧+=⎪⎨⎪+=⎩∴有两个不等实根且两根都大于零,设,有两个不等实根都大2220x xt -+=22(0)xm m =>20m m t -+=于零, , 解得,选C.121214000t x x x x t ∆=->⎧⎪+>⎨⎪=>⎩104t <<【点精】本题为自定义信息题,属于创新题型,解决自定义信息题,首先要把新定义读懂,所谓“倍缩函数”就是要满足它的定义要求的函数,函数的定义域为D ,若函数满足条件:存()f x ()f x 在,使在上的值域为,就是要求自变量取值于[a,b],对应的值域为[],a b D ⊆()f x [],a b ,22a b ⎡⎤⎢⎥⎣⎦[,]22a b ,对于所给函数按照“倍缩函数”的定义,列出需要满足的要求,化简转化后解不等式求出结论.三、解答题17.已知关于x 的不等式的解集为S . 50mx x m-<-(1)当时,求集合S ;3m =(2)若且,求实数m 的取值范围. 5S ∈7S ∉【答案】(1)5,33S ⎛⎫= ⎪⎝⎭(2) 5,1(5,7]7⎡⎫⎪⎢⎣⎭【分析】(1)将代入后,将分式不等式转化为一元二次不等式求解; 3m =(2)根据元素与集合的关系,转化为不等关系,列式求m 的取值范围. 【详解】(1)当时,, 3m =()()35035303x x x x -<⇔--<-解得:,533x <<所以不等式的集合为;533S x x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭(2)若且,5S ∈7S ∉则或,解得:或,55057507m m m m-⎧<⎪⎪-⎨-⎪≥⎪-⎩550570m m m -⎧<⎪-⎨⎪-=⎩57m <≤517m ≤<所以的取值范围是.m 5,1(5,7]7⎡⎫⎪⎢⎣⎭ 18.函数的定义域为,关于的不等式的解集为.()f x =A x 22(23)30x a x a a -+++≤B (Ⅰ)求集合;A (Ⅱ)若,试求实数的取值范围. AB A = a 【答案】(Ⅰ)(Ⅱ). (1,2)A =[1,1]-【详解】试题分析:(Ⅰ)函数有意义,则真数大于零,被开方数不小于零,分母不等于零,据此求解不等式组可得()1,2.A =(Ⅱ)求解二次不等式可得 结合可知 据此得到关于实数a 的不等式[],3.B a a =+,A B A ⋂=.A B ⊆组,求解不等式组可得的取值范围是. a []1,1-试题解析: (Ⅰ)函数则集合()f x =10,20,x x ->⎧⎨->⎩()1,2.A =(Ⅱ)解不等式()222330,x a x a a -+++≤可得. 解得 ()()30x a x a ---≤[],3.B a a =+若则,A B A ⋂=.A B ⊆所以解得:1,3 2.a a ≤⎧⎨+≥⎩1 1.a -≤≤则的取值范围是.a []1,1-19.已知函数,其中. ()y f x =()2a f x x x=-(1)讨论函数的奇偶性:()y f x =(2)若函数在区间上是严格增函数,求实数a 的取值范围.[)1,+∞【答案】(1)详见解析 (2) 2a ≥-【分析】(1)分和两种情况讨论函数的奇偶性;0a =0a ≠(2)根据条件转化为当时,,参变分离后,转化为求的范121x x ≤<()()120f x f x -<()1212x x x x +围,即可求参数的取值范围.【详解】(1)当时,, 0a =2()f x x =所以的定义域为,关于原点对称, ()f x R 又,所以是偶函数;2()()f x x f x -==()f x 当时,,所以, 0a ≠(1)1,(1)1f a f a =--=+(1)(1),(1)(1)f f f f -≠-≠-所以是非奇非偶函数;()f x (2)由题意得任取且,则恒成立,12,[1,)x x ∈+∞12x x <()()12f x f x <即,即,, 221212a a x x x x -<-222121a a x x x x -<-()()()12212112a x x x x x x x x -<-+因为,所以,, 121x x ≤<121x x >120x x -<所以恒成立,()1212a x x x x >-+又,所以,则, 122x x +>()12122x x x x +>()12122x x x x -+<-所以.2a ≥-20.某工厂某种航空产品的年固定成本为万元,每生产件,需另投入成本为,当年产量250x ()C x 不足件时,(万元).当年产量不小于件时,(万8021()103C x x x =+8010000()511450C x x x=+-元). 每件商品售价为万元.通过市场分析,该厂生产的商品能全部售完. 50(1)写出年利润(万元)关于年产量(件)的函数解析式; ()L x x (2)年产量为多少件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大?【答案】(1) 2140250,0803()100001200(80x x x L x x x x ⎧-+-<<⎪⎪=⎨⎪-+≥⎪⎩(2)当产量为100件时,最大利润为1000万元【分析】(1)分两种情况进行研究,当0<x <80时,投入成本为(万元),根据年21()103C x x x =+利润=销售收入−成本,列出函数关系式,当x ≥80时,投入成本为(万10000()511450C x x x=+-元),根据年利润=销售收入−成本,列出函数关系式,最后写成分段函数的形式,从而得到答案; (2)根据年利润的解析式,分段研究函数的最值,当0<x <80时,利用二次函数求最值,当x ≥80时,利用基本不等式求最值,最后比较两个最值,即可得到答案. 【详解】(1)∵①当0<x <80时,根据年利润=销售收入−成本,∴;2211()50102504025033L x x x x x x =---=-+-②当x ≥80时,根据年利润=销售收入−成本, ∴. 1000010000()505114502501200()L x x x x x x=--+-=-+综合①②可得,;2140250,0803()100001200(),80x x x L x x x x ⎧-+-<<⎪⎪=⎨⎪-+≥⎪⎩(2)①当0<x <80时,,2211()40250(60)95033L x x x x =-+-=--+∴当x =60时,L (x )取得最大值L (60)=950万元; ②当x ≥80时,,10000()1200()120012002001000L x x x =-+≤-=-=当且仅当,即x =100时,L (x )取得最大值L (100)=1000万元. 10000x x=综合①②,由于950<1000,∴当产量为100件时,该厂在这一商品中所获利润最大,最大利润为1000万元21.已知函数,若存在常数,使得对定义域内的任意,都有()y f x =()0k k >D ()1212,x x x x ≠成立,则称函数是定义域上的“利普希兹条件函数”.()()1212f x f x k x x -≤-()y f x =D k -(1)判断函数是否为定义域上的“利普希兹条件函数”,若是,请证明:若不是,21y x =+11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦1-请说明理由;(2)若函数是定义域上的“利普希兹条件函数”,求常数的最小值; y =[]1,4k -k (3)是否存在实数,使得是定义域上的“利普希兹条件函数”,若存在,求实数m 1my x =-[)2,+∞1-的取值范围,若不存在,请说明理由.m 【答案】(1)是,证明见解析 (2)12(3)存在,11m -≤≤【分析】(1),由,()()()221212*********f x f x x x x x x x x x x x ---=---=-⋅+-121122x x -≤<≤得,即可解决;(2)由题知均有成立,不妨设12120,1xx x x ->+<1212|()()|||f x f x k x x -≤-12x x >,得,得,即可解决;(3)k ≥=2114x x ≤<≤1142<<由题得,不妨设,得,又,即可解()()()21121211m x x x x x x -≤---12x x <()()()12min ||11m x x ≤--122,2x x ≥>决. 【详解】(1)由题知,函数,定义域为, 21y x =+11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦所以,()()()221212*********f x f x x x x x x x x x x x ---=---=-⋅+-不妨设,12x x <因为, 121122x x -≤<≤所以,12120,1x x x x ->+<所以,()()1212f x f x x x -<-所以是利普希兹条件函数21y x =+1-(2)若函数是“利普希兹条件函数”,()4)f x x =≤≤k -则对于定义域上任意两个,[1,4]1212,()x x x x ≠均有成立,1212|()()|||f x f x k x x -≤-不妨设,则 12x x>k ≥=因为,2114x x ≤<≤所以, 1142<<所以的最小值为.k 12(3)由题意得在上恒成立, 121211m m x x x x -≤---[)2,+∞即, ()()()21121211m x x x x x x -≤---不妨设, 12x x <所以, ()()()12min ||11m x x ≤--因为, 122,2x x ≥>所以,||1m ≤所以. 11m -≤≤。
上海市高一数学上学期期末试卷及答案(共3套)
{} 5.已知sinα=(α在第二象限),则⎩0,x∈ðU AUA B (x)=f(x)+f(x)(4)fA B(x)=f(x)⋅f(x)B.f(x)=,g(x)=上海市金山中学高一上学期期末考试数学试卷一、填空题(本题共36分)1.已知集合A={-2,-1,0,1},集合B=x x2-1≤0,x∈R,则A B=_______.2.已知扇形的圆心角为3π4,半径为4,则扇形的面积S=.3.函数f(x)=x+2x-1的定义域是___________.4.已知log x+log y=1,则x+y的最小值为_____________.221 3cos(π+α)2tan(π+α)=.6.已知f(x)=x1-x,g(x)=1-x,则f(x)⋅g(x)=.7.方程log(4x-5)=x+2的解x=.28.若函数y=1kx2+2kx+3的定义域为R,则实数k的取值范围是___________.219.若f(x)=x3-x-3,则满足f(x)>0的x的取值范围.10.若函数y=x-b在(a,a+6)(b<-2)上的值域为(2,+∞),则a+b=. x+211.设a为正实数,y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=x+ax+7,若f(x)≥1-a对一切x≥0成立,则a的取值范围为________.⎧1,x∈A12.定义全集U的子集A的特征函数为f(x)=⎨,这里ðA表示A在全集U中的补A U集,那么对于集合A、B⊆U,下列所有正确说法的序号是.(1)A⊆B⇒f(x)≤f(x)(2)f(x)=1-f(x)A BðA A(3)fA B A B二、选择题(本题共12分)13.设x取实数,则f(x)与g(x)表示同一个函数的是()A.f(x)=x2,g(x)=x2(x)2x x(x)2C.f(x)=1,g(x)=(x-1)0D.f(x)=x2-9x+3,g(x)=x-3⎩b , (a < b )17.解不等式组 ⎨ x + 1 . > 2 ⎩ x - 219. 某工厂某种航空产品的年固定成本为 250 万元,每生产 x 件,需另投入成本为C ( x ) ,当年14. 已 知 α : x - 1 < 1 , β : x ≥ a , 若 α 是 β 的 充 分 非 必 要 条 件 , 则实 数 a 的 取 值 范 围 是()A. a ≥ 0B. a ≤ 0C. a ≥ 2D. a ≤ 215 . 若 函 数 f ( x ) = (k - 1)a x - a - x (a > 0, a ≠ 1) 在 R 上 既 是 奇 函 数 , 又 是 减 函 数 , 则g ( x ) = log ( x + k ) 的图像是( ) aA.B. C. D.⎧a , (a ≥ b ) 216.定义一种新运算: a ⊗ b = ⎨ ,已知函数 f ( x ) = ⊗ 2 x ,若函数 g ( x ) = f ( x ) - k 恰有x 两个零点,则实数 k 的取值范围为 ( )A.(0,1)B. C. [2,+∞) D. (2,+∞)三、解答题(本题共 8+8+10+12+14 分)⎧x 2 - x - 6 ≥ 0 ⎪⎪18. 已 知 不 等 式 x 2 - mx + 2 < 0(m ∈ R ) 的 解 集 为{x 1 < x < n , n ∈ R } , 函 数f ( x ) = x 2 - ax + 2(a ∈ R ) .(1)求 m , n 的值;(2)若 y = f (x ) 在 (-∞,1] 上单调递减,解关于 x 的不等式 log (nx 2 + 3x + m - 2) < 0 .a.2 x - 1450 (万元).每件商品售价为 50 万元.通过市场分析,该厂生产的商 (1)写出年利润 L ( x ) (万元)关于年产量 x (件)的函数解析式;.产 量 不 足 80 件 时 , C ( x )= 1 3x + 1 0( 万 元 ) . 当 年 产 量 不 小 于 80 件 时 ,C ( x ) = 51x + 10000x ..品能全部售完.. (2)年产量为多少件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大?20. 设幂函数 f ( x ) = (a - 1) x k (a ∈ R , k ∈ Q ) 的图像过点 ( 2,2) . (1)求 k , a 的值;(2) 若函数 h ( x ) = - f ( x ) + 2b f ( x ) + 1 - b 在 [0,2] 上的最大值为 3 ,求实数 b 的值.21. 已知函数 f (x ) = log x - 1 a x + 1(其中 a > 0 且 a ≠ 1 ), g (x )是 f (x + 2)的反函数.(1)已知关于 x 的方程 logma (x + 1)(7 - x )= f (x )在 x ∈ [2,6 ]上有实数解,求实数 m 的取值范围;(2)当 0 < a < 1 时,讨论函数 f (x )的奇偶性和单调性;(3)当 0 < a < 1 , x > 0 时,关于 x 的方程 g (x ) 2 + m g ( x ) + 2 m + 3 = 0 有三个不同的实数解,求 m 的取值范围.{ }-3 ,则满足f ( x ) > 0 的 x 的取值范围 . (0,1)11. 设 a 为正实数,y = f ( x ) 是定义在 R 上的奇函数,当 x < 0 时, f ( x ) = x + + 7 ,若 f ( x ) ≥ 1 - a 对0, x ∈ ð A⎩ UA B ( x ) = f ( x ) + f ( x )(4) fA B ( x ) = f ( x ) ⋅ f ( x ), g ( x ) =x B. a ≤ 0参考答案一、填空题(本题共 36 分)1. 已知集合 A = {-2 , - 1 , 0 , 1} ,集合 B = x x 2 - 1 ≤ 0, x ∈ R ,则 AB = _ { 1,0,1}_.2.已知扇形的圆心角为 3π 4,半径为 4 ,则扇形的面积 S = 16π .8. 若函数 y =1kx 2 + 2kx + 3的定义域为 R ,则实数 k 的取值范围是_____.[0,3)2 9.若 f ( x ) = x 3- x- 110. 若函数 y = x - b x + 2在 (a , a + 6)(b < -2) 上的值域为 (2, +∞) ,则 a + b = . - 10ax一切 x ≥ 0 成立,则 a 的取值范围为________ . a ≥ 4⎧1, x ∈ A12. 定义全集U 的子集 A 的特征函数为 f ( x ) = ⎨ ,这里 ð A 表示 A 在全集U 中的补集,那么A U U对于集合 A 、B ⊆ U ,下列所有正确说法的序号是 .(1)(2)(4) (1) A ⊆ B ⇒ f ( x ) ≤ f ( x ) (2) f ( x ) = 1 - f ( x )A Bð A A(3) f A B A B 二、选择题(本题共 12 分) 13.设 x 取实数,则 f (x ) 与 g (x ) 表示同一个函数的是( B )A. f ( x ) = x 2 2( x ) 2 xB. f ( x ) = , g ( x ) =x ( x ) 2C. f ( x ) = 1, g ( x ) = ( x - 1) 0D. f ( x ) =x 2 - 9 x + 3, g ( x ) = x - 3 14. 已 知 α : x - 1 < 1 , β : x ≥ a , 若 α 是 β 的 充 分 非 必 要 条 件 , 则 实 数 a 的 取 值 范 围 是( B ) A. a ≥ 0 C. a ≥ 2 D. a ≤ 2 15.若函数 f ( x ) = (k - 1)a x - a - x (a > 0, a ≠ 1) 在 R 上既是奇函数,又是减函数,则 g ( x ) = log ( x + k ) 的a图像是( A )⎧ > 2 ⎩ x - 2x < -1或x > - ⎧⎪2 x 2 + 3x + 1 > 0 ⎪⎪ 2 2 + 3x + 1) < 0 ,∴ ⎨ ⇒⎨ ⎪⎩2 x ⎪- ∴- < x < -1或 - < x < 0 ,即不等式的解集为 (- < x < -1) (- < x < 0) .19. 某工厂某种航空产品的年固定成本为 250 万元,每生产 x 件,需另投入成本为 C ( x ) ,当年产量不足 80 件时, C ( x ) = 1x 2+ 10 x (万元).当年产量不小于 80 件时, C ( x ) = 51x +- 1450 (万元).每3x 件商品售价为 50 万元.通过市场分析,该厂生产的商品能全部售完. (1)写出年利润 L ( x ) (万元)关于年产量 x (件)的函数解析式; .A.B. C. D.16.定义一种新运算:a ⊗ b = ⎨a , (a ≥ b ) ⎩b , (a < b ) 2 ,已知函数 f ( x ) = ⊗ 2 x ,若函数 g ( x ) = f ( x ) - k 恰有两个零 x点,则实数 k 的取值范围为( D )A.(0,1)B. (1,2]C.[2,+∞)D. (2,+∞)三、解答题(本题共 8+8+10+12+14 分)⎧x 2 - x - 6 ≥ 0 ⎪17.解不等式组 ⎨ x + 1 .⎪解:解 x 2 - x - 6 ≥ 0 得: x ≤ -2 或 x ≥ 3 ;x + 1 解 > 2 得 2 < x < 5 ;即不等式组的解集为[3,5) 。
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高一上的综合练习
复兴高级中学 朱良
一、填空题
1、已知a 、b R ∈,且{}2,
,1,,0b a a a b a ⎧⎫
=+⎨⎬⎩⎭
,则a b +=______________ 2、已知集合{
}
2
4120A x x x =--≤,401x B x
x ⎧-⎫
=≤⎨⎬-⎩⎭
,则A B ⋂=______________ 3、设全集U R =,已知集合{}
3(1)
x
A y y x ==<,{}
12
B x x =<<,
()U A B ⋂=ð______________
4、函数213
()22
f x x x =
-+的定义域和值域都是[1,]a ,则a 的取值为______________ 5、函数2
()22f x x ax =++在[3,3]x ∈-上是单调函数,则实数a 的取值范围是_________ 6、函数9
1
y x x =+
+,当[8,10]x ∈时的最小值是______________ 7、已知0x >,0y >,228x y xy ++=,则2x y +的最小值是______________
8、已知函数21()1
x f x ⎧+=⎨⎩ 00x x ≥<,则满足不等式2
(1)(2)f x f x ->的x 取值范围是
______________
9、已知函数5
3
()231f x x x =++,则不等式()(3)2f x f x +->的解集为______________ 10、对于实数x 、y ,则“8x y +≠”是“2x ≠或6y ≠”的______________条件 11、对于函数()f x ,()g x ,记{}()()()
max (),()()()()f x f x g x f x g x g x f x g x ≥⎧=⎨
<⎩
,则函数
{}()max 1,2F x x x =+-(x R ∈)的最小值是______________
12、设两个命题
(1)不等式2
1
()423
x m x x +>>-对一切实数x 恒成立; (2)函数()(72)x
f x m =--是R 上的减函数
如果这两个命题仅有一个是真命题,则实数a 的取值范围是______________ 13、()f x 是定义在R 上的函数
(1)若存在1x 、2x R ∈,12x x <,使12()()f x f x <成立,则函数()f x 在R 上单调递增;
(2)若存在1x 、2x R ∈,12x x <,使12()()f x f x ≤成立,则函数()f x 在R 上不可能单调递减;
(3)若存在20x >,对于任意1x R ∈都有112()()f x f x x <+成立,则函数()f x 在R 上单调递增;
(4)对任意1x 、2x R ∈,12x x <,都有12()()f x f x ≥成立,则函数()f x 在R 上单调递减;
(5)函数()f x 对任意实数x 都有()(1)f x f x <+,那么()f x 在实数集R 上是增函数 以上命题正确的序号是_______________
14、若关于x 的不等式kx x x x ≥-++|3|92
2
在[1,5]x ∈上恒成立,则实数k 的取值范围是_______________ 二、选择题
15、如图,已知正ABC ∆的边长为1,E 、F 、G 分别是
AB 、BC 、CA 上的点,且AE BF CG ==,设EFG ∆的面积为y
, AE 的长为x ,则y 关于x 的函数的图象大致是(
)
16、已知()y f x =与()y g x =的图象如图所示,则函数()()()F x f x g x =⋅的图象可以是
( )
()
y g x =()y f x =B ()
A ()O x y
y x O G
E
F
C
B
A A ()
B ()
C ()
D ()
x
y
17、已知0x 是函数1
()21x
f x x
=+-的一个零点,若10(1,)x x ∈,20(,)x x ∈+∞, 则(
)
(A )1()0f x <,2()0f x < (B )1()0f x <,2()0f x > (C )1()0f x >,2()0f x <
(D )1()0f x >,2()0f x >
18、设函数()f x 的定义域为R ,有下列三个命题
(1)若存在常数M ,使得对任意x R ∈,有()f x M ≤,则M 是函数()f x 的最大值; (2)若存在0x R ∈,使得对任意x R ∈且0x x ≠,有0()()f x f x <,则0()f x 是函数()f x 的最大值;
(3)若存在0x R ∈,使得对任意x R ∈,有0()()f x f x ≤,则0()f x 是函数()f x 的最大值
这些命题中,真命题的个数是( ) (A )0个 (B )1个 (C )2个 (D )3个 三、解答题
19、用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为x 、y (单位:m )的矩形,上部是等腰直角三角形,若要求框架围成的总面积为8(2
m ),则x 、y 分别为多少时用料最省?(精确到0.001(m ))
20、已知函数1()22
x
x f x =-
(1)设集合15()4A x f x ⎧⎫=≤
⎨⎬⎩
⎭
,{}
2
60B x x x p =-+<,若A B ⋂≠∅,求实数p 的取值范围;
(2)若2(2)()0t
f t mf t +≥对于[1,2]t ∈恒成立,求实数m 的取值范围
21、已知()f x 是定义在[1,1]-上的奇函数,且(1)1f =-,若x 、[1,1]y ∈-,0x y +≠,
则
()()
0f x f x x y
+<+
(1)用定义证明,()f x 在[1,1]-上是减函数; (2)解不等式:11(
)()12
f f x x <+-; (3)若2
()21f x t at ≥--对所有[1,1]x ∈-,[1,1]a ∈-均成立,求实数t 的取值范围
22、设函数()a f x x x
=+
,2
()22g x x x a =-+-,其中0a > (1)若1x =是关于x 的不等式()()f x g x >的解,求a 的取值范围; (2)求函数()a
f x x x
=+
在(0,2]x ∈上的最小值; (3)若对任意的1x ,2(0,2]x ∈,不等式12()()f x g x >恒成立,求a 的取值范围; (4)当32a =时,令()()()h x f x g x =+,试研究函数()h x 在(0,)x ∈+∞上的单调性,并求()h x 在该区间上的最小值
答案
一、填空题 1、1-;
2、[2,1)[4,6]-⋃;
3、[2,3)(,1]⋃-∞;
4、3;
5、(,3][3,)-∞-⋃+∞;
6、9;
7、4;
8、(1)-;
9、3
(,)2
+∞; 10、充分不必要;
11、
32
;
12、(,1][3,4]-∞⋃;
13、(2);
14、(,6]-∞
二、选择题 15、C ; 16、A ; 17、B ; 18、C
三、解答题
19、解:2184
xy x +
=得84x
y x =-(0x <<)
316
22(1)2l x y x x
=++=+≥
此时8 2.343x =-≈, 2.828y =≈用料最省 20、(1)解:(,2]A =-∞,
令2
()6g x x x p =-+,则由题意()0g x <得12(,)B x x =,且12x < 即(2)0g <,得(,8)p ∈-∞ (2)22112(2)(2)022t t
t t t
m -
+-≥对[1,2]t ∈恒成立 即22(21)(21)0t
t
m -++≥,又[1,2]t ∈时2213t
-≥
则2210t
m ++≥即2(21)t
m ≥-+恒成立
则5m ≥- 21、(1)略 (2)111121x x -≤+
<≤-得3
[,1)2
x ∈-- (3)2min ()(1)121f x f t at ==-≥--即2
20t at -≤对所有[1,1]a ∈-均成立
设2
()2h a at t =-+ [1,1]a ∈- 则由题意得(1)0
(1)0
h h ≤⎧⎨
-≤⎩得0t =
22、(1)1x =代入得1a >;
(2
)min
04()242
a f x a
a ⎧<≤⎪
=⎨+
>⎪⎩ (3)min max ()()(2)8f x g x g a >==-得4a > (4)2
32
()230h x x x
=+
- (0,)x ∈+∞ 用定义易证()h x 在(0,2]x ∈上单调递减,在[2,)x ∈+∞上单调递增 则min ()(2)6h x h ==-。