人教版高中数学必修1第三章函数的应用单元测试卷

第三章 单元质量测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分150分，考试时间120分钟．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．已知下列四个函数图象，其中能用“二分法”求出函数零点的是( )答案 A解析 由二分法的定义与原理知A 选项正确．2．下列函数中，随着x 的增大，其增大速度最快的是( ) A ．y ＝0.001e x B ．y ＝1000ln x C ．y ＝x 1000 D ．y ＝1000·2x答案 A解析 增大速度最快的应为指数型函数，又e≈2.718>2. 3．已知函数f (x )是R 上的单调函数，且f (x )的零点同时在区间(0,4)，(0,2)，(1,2)，⎝⎛⎭⎪⎫1，32内，则与f (0)符号相同的是( )A ．f (4)B ．f (2)C ．f (1)D ．f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32答案 C解析 由题易知f (x )的唯一零点在区间⎝⎛⎭⎪⎫1，32内，由f (x )是R 上的单调函数，可得f (1)与f (0)符号相同，故选C.4．用二分法求方程f (x )＝0在区间(1,2)内的唯一实数解x 0时，经计算得f (1)＝3，f (2)＝－5，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32＝9，则下列结论正确的是( )A ．x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1，32B ．x 0＝－32C ．x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2D ．x 0＝1答案 C解析 由于f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32·f (2)<0，则x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2.5．函数f (x )＝x 12 －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的零点个数为( )A ．0B ．1C ．2D ．3 答案 B解析 令f (x )＝0，可得x 12 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，在同一平面直角坐标系中分别画出幂函数y ＝x 12 和指数函数y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象，如图所示，可得交点只有一个，所以函数f (x )的零点只有一个．6．如图表示人的体重与年龄的关系，则( )A．体重随年龄的增长而增加B．25岁之后体重不变C．体重增加最快的是15岁至25岁D．体重增加最快的是15岁之前答案D解析∵函数不是增函数，∴A错；[0,50]上为增函数，故B错；[0,15]上线段增长比[15,25]上线段增长快．7．函数f(x)＝x ln(x－2017)的零点有( )A．0个 B．1个 C．2个 D．3个答案B解析函数f(x)的定义域为{x|x>2017}，令f(x)＝0，则x＝2018，故只有1个零点．8．如图，点P在边长为1的正方形边上运动，设M是CD的中点，则当P沿A­B­C­M运动时，点P经过的路程x与△APM的面积y之间的函数y＝f(x)的图象大致是( )答案 A解析 依题意，当0<x ≤1时，S △APM ＝12×1×x ＝12x ；当1<x ≤2时，S △APM ＝S 梯形ABCM －S △ABP －S △PCM＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12×1－12×1×(x －1)－12×12×(2－x )＝－14x ＋34；当2<x ≤2.5时，S △APM ＝S 梯形ABCM －S 梯形ABCP＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋12×1－12×(1＋x －2)×1＝34－12x ＋12＝－12x ＋54. ∴y ＝f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧12x 0<x ≤1，－14x ＋341<x ≤2，－12x ＋542<x ≤2.5.再结合图象知应选A.9．若f (x )＝x －1x，则函数y ＝f (4x )－x 的零点是( )A.12 B ．－12 C ．2 D ．－2 答案 A解析 根据函数零点的概念，函数y ＝f (4x )－x 的零点就是方程f (4x )－x ＝0的根，解方程f (4x )－x ＝0，即4x －14x －x ＝0，得x ＝12，故选A.10．若关于x 的方程f (x )－2＝0在区间(－∞，0)内有解，则y ＝f (x )的图象可以是( )答案 D解析 因为关于x 的方程f (x )－2＝0在区间(－∞，0)内有解，所以函数y ＝f (x )与y ＝2的图象在区间(－∞，0)内有交点，观察图象可得只有选项D 中图象满足要求．11．设方程|x 2－3|＝a 的解的个数为m ，则m 不可能等于( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 答案 A解析在同一坐标系中分别画出函数y1＝|x2－3|和y2＝a的图象，如图所示．可知方程解的个数为0、2、3或4，不可能有1个解．12．已知定义在[－2,2]上的函数y＝f(x)和y＝g(x)的图象如图所示．给出下列四个命题：①方程f[g(x)]＝0有且仅有6个根；②方程g[f(x)]＝0有且仅有3个根；③方程f[f(x)]＝0有且仅有5个根；④方程g[g(x)]＝0有且仅有4个根．其中正确命题的序号是( )A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④答案D解析当x∈[－2，－1]时，g(x)∈[－2,2]，f[g(x)]有且仅有3个零点；当x∈(－1,2]时，g(x)∈[－2,2)，f[g(x)] 有且仅有3个零点，所以方程f[g(x)]＝0有且仅有6个根．同样的方法可得方程g[g(x)]＝0有且仅有4个根．当x∈[－2，－1]时，f(x)∈[－2,1]，g[f(x)]有且仅有2个零点；当x∈(－1,1]时，f(x)∈[－1,1)，g[f(x)] 有且仅有1个零点；当x∈(1,2]时，f(x)∈(－1，2]，g[f(x)]有且仅有1个零点，所以方程g[f(x)]＝0有且仅有4个根，同样的方法可得方程f[f(x)]＝0有且仅有5个根．正确的序号是①③④.第Ⅱ卷(非选择题，共90分)二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分，将答案填在题中的横线上)13．下列说法正确的是________(填序号)．①一次函数在R上只有一个零点；②二次函数在R上只有一个零点；③指数函数在R上没有零点；④对数函数在(0，＋∞)上只有一个零点； ⑤幂函数在其定义域内可能没有零点． 答案 ①③④⑤解析 一次函数在R 上是单调函数，只有一个零点，①正确；二次函数的零点有三种情况：0个，1个，2个，②不正确；指数函数的值域为(0，＋∞)，没有零点，③正确；对数函数是单调函数，且图象过定点(1,0)，故只有一个零点，④正确；幂函数y ＝1x在定义域(－∞，0)∪(0，＋∞)内没有零点，⑤正确．14．我国股市中对股票的股价实行涨、跌停制度，即每天的股价最大的涨幅或跌幅为10%，某股票连续四个交易日中前两日每天涨停、后两日每天跌停，则该股票的股价相对于四天前的涨跌情况是________(用数字作答)．答案 跌了1.99%解析 (1＋10%)2·(1－10%)2＝0.9801，而0.9801－1＝－0.0199，即跌了1.99%.15．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≥2，x －13，x <2，若关于x 的方程f (x )＝k 有两个不同的实根，则实数k 的取值范围是________．答案 (0,1)解析 当x ≥2时，函数y ＝2x单调递减，值域为(0,1]；当x <2时，函数y ＝(x －1)3单调递增，值域为(－∞，1)．因此要使方程f (x )＝k 有两个不同的实根，则k ∈(0,1)．16．已知函数f (x )＝a x －x －a (a >0，且a ≠1)有且仅有两个零点，则实数a 的取值范围是________．答案 (1，＋∞)解析 分a >1与0<a <1两种情况，画出函数y ＝a x 与函数y ＝x ＋a 的图象，如图所示．由图知，当a >1时，两个函数的图象有两个交点，所以实数a 的取值范围是(1，＋∞)．三、解答题(本大题共6小题，共70分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17．(本小题满分10分)已知函数f (x )＝ax 2＋bx ＋c (a ≠0)的图象过点(0,1)，且有唯一的零点－1.(1)求f (x )的表达式；(2)当x ∈[－1,1]时，求函数F (x )＝f (x )－kx 的最小值g (k )．解(1)由题知⎩⎪⎨⎪⎧f 0＝1，f －1＝0，Δ＝b 2－4ac ＝0，解得a ＝1，b ＝2，c ＝1，f (x )＝x 2＋2x ＋1.(2)F (x )＝x 2＋(2－k )x ＋1，对应抛物线开口向上，对称轴为直线x ＝k －22.当k －22≤－1，即k ≤0时，g (k )＝F (－1)＝k ；当－1<k －22<1，即0<k <4时，g (k )＝F ⎝ ⎛⎭⎪⎫k －22＝－k 24＋k ； 当k －22≥1，即k ≥4时，g (k )＝F (1)＝4－k .综上，可知g (k )＝⎩⎪⎨⎪⎧k ，k ≤0，－k24＋k ，0<k <4，4－k ，k ≥4.18．(本小题满分12分)已知函数f (x )＝ax 2＋bx ＋b －1(a ≠0)． (1)当a ＝1，b ＝－2时，求函数f (x )的零点；(2)若函数f (x )有一个二重零点，求实数a ，b 满足的关系式． 解 (1)∵a ＝1，b ＝－2，∴f (x )＝x 2－2x －3，令f (x )＝0，即x 2－2x －3＝0，解得x ＝3或x ＝－1，∴函数f (x )的零点为3和－1.(2)∵二次函数f (x )有一个二重零点，∴方程ax 2＋bx ＋b －1＝0有两个相等的实数根，从而Δ＝b 2－4a (b －1)＝0，即b 2＝4a (b －1)，此即实数a ，b 满足的关系式．19．(本小题满分12分)有些家用电器(如冰箱等)使用了氟化物，氟化物的释放破坏了大气上层的臭氧层，使臭氧含量呈指数型函数变化，在氟化物排放量维持某种水平时，具有关系式Q ＝Q 0e －0.0025t ，其中Q 0是臭氧的初始量．(1)随着时间t 的增加，臭氧的含量是增加的还是减少的？ (2)试估计多少年以后将会有一半的臭氧消失？(参考数据：ln 0.5≈－0.69)解 (1)对于函数Q ＝Q 0e －0.0025t ，显然Q >0. 任取t 1<t 2，则t 2－t 1>0，Q 1Q 2＝Q 0e －0.0025t 1Q 0e－0.0025t 2＝e －0.0025(t 1－t 2)＝e 0.0025(t 2－t 1)>e 0＝1，所以Q 1>Q 2. 故随着时间t 的增加，臭氧的含量是减少的．(2)令Q Q 0＝Q 0e －0.0025t Q 0＝e －0.0025t ＝12，解得－0.0025t ＝ln 12≈－0.69，解得t ＝276.故估计276年以后将会有一半的臭氧消失．20．(本小题满分12分)某市有甲、乙两家乒乓球俱乐部，两家设备和服务都很好，但收费方式不同，甲家每张球台每小时5元；乙家按月计费，一个月中30 h 以内(含30 h)每张球台90元，超过30 h 的部分每张球台每小时2元．某公司准备下个月从两家中的一家租一张球台开展活动，其活动时间不少于15 h ，也不超过40 h.(1)设在甲家租一张球台开展活动x h 的收费为f (x )元(15≤x ≤40)，在乙家租一张球台开展活动x h 的收费为g (x )元(15≤x ≤40)，试求f (x )和g (x )．(2)问选择哪家比较合算？为什么？解 (1)f (x )＝5x,15≤x ≤40；g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ 90，15≤x ≤30，30＋2x ，30<x ≤40.(2)当5x ＝90时，x ＝18，即当15≤x <18时，f (x )<g (x )；当x ＝18时，f (x )＝g (x )；当18<x ≤40时，f (x )>g (x )．∴15≤x <18时，选甲家比较合算；当x ＝18时，两家一样合算；当18<x ≤40时，选乙家比较合算．21．(本小题满分12分)有时可用函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ 0.1＋15ln a a －x ，x ≤6，x －4.4x －4，x >6描述学习某学科知识的掌握程度，其中x 表示某学科知识的学习次数(x ∈N *)，f (x )表示对该学科知识的掌握程度，正实数a 与学科知识有关．(1)证明：当x ≥7时，掌握程度的增长量f (x ＋1)－f (x )总是下降的；(2)根据经验，学科甲、乙、丙对应的a 的取值区间分别为(115,121]，(121,127]，(127,133]．当学习某学科知识6次时，掌握程度是85%，请确定相应的学科．解 (1)证明：当x ≥7时，f (x ＋1)－f (x )＝0.4x －3x －4，设g (x )＝0.4x －3x －4，h (x )＝(x －3)(x －4)，易知h (x )的图象是抛物线的一部分，在[7，＋∞)上单调递增，故g (x )在[7，＋∞)上单调递减，所以当x ≥7时，掌握程度的增长量f (x ＋1)－f (x )总是下降的．(2)由f (6)＝0.85，可知0.1＋15ln aa －6＝0.85，整理得aa －6＝e 0.05，解得a ＝6e 0.05e 0.05－1≈123. 又123∈(121,127]，所以该学科是乙学科．22．(本小题满分12分)设a ∈R ，试讨论关于x 的方程lg (x －1)＋lg (3－x )＝lg (a －x )的实根的个数．解 原方程⇔⎩⎪⎨⎪⎧ x －1>0，3－x >0，a －x >0，x －13－x ＝a －x . 即⎩⎪⎨⎪⎧ x －1>0，3－x >0，x －13－x ＝a －x .整理，得－x 2＋5x －3＝a (1<x <3)．在同一坐标系中分别作出函数y ＝a 及y ＝－x 2＋5x －3，x ∈(1,3)的图象，如图所示：当x ＝1时，y ＝1；当x ＝3时，y ＝3；当x ＝52时，y max ＝134. (1)当a >134或a ≤1时，函数图象无交点，故原方程无实数根； (2)当a ＝134或1<a ≤3时，函数图象有一个交点，故原方程有一个实数根；(3)当3<a <134时，函数图象有两个交点，故原方程有两个实数根．。