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高一上学期期中考试数学试题及答案解析

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余姚中学2023学年第一学期期中考试高一数学试题(含答案)

余姚中学2023学年第一学期期中考试高一数学试题(含答案)

A. 54 cm2
B. 48 cm2
C. 27 cm2
D. 9 cm2
4.函数 f (x) | x2 1| 的大致图象为( ) x
A
B
C
D
5.已知函数 f (x) log2 (2 x) 的值域为 ,1 , 则函数 f (2 x ) 的定义域为( )
A. [0, )
B. [0, 2)
C. [0,1)
9.下列说法正确的是( )
A.
10
化成角度是
18
B.
120
化成弧度是
5 6
C. 330 与 750 的终边相同
D.
若 sin
cos
1 ，则 tan 2
cos sin
2
10.用二分法求函数 f (x) x3 x2 2x 2 的一个零点的近似值 ( 精确度为 0.1) 时，依次计算得到如下数据：
11.函数
f
(x)
x 1 | x
(x |
R)
，以下四个结论正确的是(
)
A. f (x) 的值域是 (1,1)
B.
函数 y
f (x) 的图像与函数 g(x) log2
x x
1 1
图像的交点为
x1
,
y1
,
x2
,
y2
,
x3
,
y3
,,
xm
,
ym
，则
x1 x2 x3 xm 2
C.
若规定
f1(x)
f (x) | x2 1| f (x) ， x
该函数为奇函数，故 A 错误；
当 x 0 时， f (x) | x2 1| 0 ，故 D 错误； x

广东深圳中学2023-2024学年高一上学期期中考试数学试题(解析版)

广东深圳中学2023-2024学年高一上学期期中考试数学试题(解析版)

深圳中学2023-2024学年度第一学期期中考试试题年级：高一科目：数学考试用时：120分钟 卷面总分：150分注意事项：答案写在答题卡指定的位置上，写在试题卷上无效.选择题作答必须用2B 铅笔. 参考：以10为底的对数叫常用对数，把10log N 记为lg N ；以e(e 2.71828)= 为底的对数叫自然对数，把e log N 记为ln N ．一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40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.已知集合{3P x x =∈≥N 或0}x ≤，{}2,4Q =，则()P Q =N （）A.{}1 B.{}2 C.{}1,2 D.{}1,2,4【答案】D 【解析】【分析】根据补集的定义和运算可得{}1,2P =N ，结合并集的定义和运算即可求解. 【详解】由题意知，{}1,2P =N ，{}2,4Q =，所以(){}1,2,4P Q =N ，故选：D ．2.命题“()()31,,1,x x ∞∞∃∈+∈+”的否定是（ ）A.()1,x ∀∈+∞，都有()31,x ∞∉+B.()1,x ∀∉+∞，都有()31,x ∞∉+C.()1,x ∀∈+∞，都有()31,x ∞∈+D.()1,x ∀∉+∞，都有()31,x ∞∈+【答案】A 【解析】【分析】根据全称命题与存在性命题的关系，准确改写，即可求解.【详解】根据全称命题与存在性命题的关系，可得命题命题“()()31,,1,x x ∞∞∃∈+∈+ ”的否定是“()1,x ∀∈+∞，都有()31,x ∞∉+.故选：A. 3.函数()f x =的定义域是（ ） A. (,1)(1,0)−∞−∪− B. [1,)−+∞ C. [1,0)− D. [1,0)(0,)−+∞【答案】D 【解析】【分析】根据根式与分式的定义域求解即可. 【详解】()f x =的定义域满足1020x x +≥ ≠ ，解得[1,0)(0,)x ∈−+∞ . 故选：D4. ()f x x 1x 2=−+−的值域是 A. ()0,∞+ B. [1,)+∞C. ()2,∞+D. [2,)+∞【答案】B 【解析】【分析】对x 的范围分类，把(f x 的表达式去绝对值分段来表示，转化成各段函数值域的并集求解．【详解】()32,1121,1223,2x x f x x x x x x −≤=−+−=<< −≥，作出函数()f x 的图像如图所以()12f x x x =−+−的值域为[)1,+∞， 故选B.【点睛】本题主要考查了绝对值知识，对x 的范围进行分类，可将含绝对值的函数转化成初等函数类型来解决5. 已知幂函数的图象经过点()8,4P ，则该幂函数在第一象限的大致图象是（ ）A. B. C. D.【答案】B 【解析】【分析】根据求出幂函数的解析式，再根据幂函数的性质即可得出答案. 【详解】设()af x x =，则328422a a =⇔=，所以32a =，所以23a =，所以()23f x x ==，因为2013<<， 因为函数()f x 在()0,∞+上递增，且增加的速度越来越缓慢， 故该幂函数在第一象限的大致图象是B 选项. 故选：B .6. 函数31()81ln 803x f x x -⎛⎫ ⎪=-- ⎪⎝⎭的零点位于区间（ ）A. (1,2)B. (2,3)C. (3,4)D. (4,5)【答案】B 【解析】【分析】根据函数的单调性及函数零点的存在性定理选择正确选项即可．【详解】因为函数81ln y x =与31803x y − =−−在()0,∞+上均为增函数，所以()f x 在()0,∞+上为增函数．因为()281ln 2830f =−<，()381ln 3810f =−>， 所以函数()f x 的零点位于区间()2,3内． 故选：B7. 已知不等式220ax bx ++>的解集为{}21x x −<<，则不等式220x bx a −+<的解集为（ ）A. 11,2 −B. 1,12−C. 1,12D. ()2,1−【答案】A 【解析】【分析】根据不等式解集，求得参数,a b ，再求不含参数的一元二次不等式即可.【详解】根据题意方程220ax bx ++=的两根为2,1−，则221,2b a a−+=−−=，解得1,1a b =−=−， 故220x bx a −+<，即2210x x +−<，()()2110x x −+<，解得11,2x ∈−. 即不等式220x bx a −+<的解集为11,2 −. 故选：A .8. 已知()f x 和()g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数，且()()e x g x f x −=，则(1)(1)f g =（ ） A. 22e 1e 1+− B. 22e 1e 1−+C. 221e 1e −+D. 221e 1e +−【答案】C 【解析】【分析】根据奇函数与偶函数的性质即可代入1x =和=1x −求解.【详解】因为()f x 为奇函数，()g x 为偶函数，所以由()()111e g f −−−−=有()()111e g f −+=， 又()()11e g f −=，所以()121e e g −=+，()121e ef −=−， 所以()()12121e e 1e 1e e 1e f g −−−−==++．故选：C二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的选项中，有多项是符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分．9. 下列各组函数中，两个函数是同一函数的有（ ）A. ()1f x x =+与21()1x g x x −=−B. ()1f t t =−与()1g x x =−C. ()ln e x f x =与()g x =D. ln ()e x f x =与()g x =【答案】BC 【解析】【分析】根据题意，由同一函数的定义，对选项逐一判断，即可得到结果.【详解】对于A ，()f x 定义域为R ，()g x 定义域为{}|1x x ≠，定义域不相同，不是同一函数，A 错误； 对于B ，函数()f x 与()g x 的定义域相同，对应关系也相同，所以是同一函数，故正确；对于C ，函数()()f x x x =∈R ，函数()()g x x x =∈R ，两函数的定义域与对应关系都一致，所以是同一函数，故正确；对于D ，()()0f x x x =>，()g x x =，所以对应关系不相同，定义域也不同，不是同一函数，D 错误． 故选：BC10. 下列说法正确的是（ ） A. 函数1y x x=+的最小值为2 B. 若a ，b ∈R ，则“220a b +≠”是“0a b +≠”充要条件 C. 若a ，b ，m 为正实数，a b >，则a m ab m b+<+ D. “11a b>”是“a b <”的充分不必要条件 【答案】BC 【解析】【详解】根据基本不等式满足的前提条件即可判定A ，根据绝对值和平方的性质可判定B ，根据不等式的性质可判断CD.【分析】对于A ，当x 取负值时显然不成立，故A 错误， 对于B ，若,a b ∈R ，由220a b +≠，可知a ，b 不同时为0， 由0a b +≠，可知a ，b 不同时为0，所以“220a b +≠”是“0a b +≠”的充要条件，故B 正确；对于C ，()()()()()0b a m a b m m b a a m a b m b b b m b b m +−+−+−==<+++，所以a m ab m b+<+，故C 正确， 对于D ，①若11a b>，则当0a >，0b >时，则0a b <<， 当0a <，0b <时，则0a b <<， 当a ，b 异号时，0a b >>．的②若a b <，则当a ，b 同号时，则11a b >， 当a ，b 异号时，0a b <<，则11a b<， 所以“11a b>”是“a b <”的既非充分也非必要条件，D 选项错误．故选：BC11. 下列命题正确的是（ ）A. 函数212log (23)y x x =−−在区间(1,)+∞上单调递减 B. 函数e 1e 1x xy −=+在R 上单调递增C. 函数lg y x =在区间(,0)−∞上单调递减D. 函数13xy =与3log y x =−的图像关于直线y x =对称【答案】BCD 【解析】【分析】A 项，由复合函数的定义域可知错误；B 项分离常数转化为()21e 1x f x =−+，逐层分析单调性可得；C 项由偶函数对称性可知；D 项，两函数互为反函数可知图象关于直线y x =对称.【详解】对于A ，由2230x x −−>，解得1x <−，或3x >， 故函数定义域为(,1)(3,)−∞−∪+∞，由复合函数的单调性可知该函数的减区间为()3,+∞，故A 错； 对于B ，()21e 1x f x =−+， 由于e 1x y =+在x ∈R 单调递增，且e 10x +>， 所以1e 1x y =+在R 上单调递减，2e 1xy =−+在R 上单调递增， 因此()f x 在R 上单调递增，B 正确；对于C ，当0x >时，lg y x =（即lg y x =）在区间()0,∞+上单调递增， 又因为lg y x =为偶函数，其图象关于y 轴对称， 所以在区间(),0∞−上单调递减，C 正确；对于D ，由于函数13xy =与13log y x =（即3log y x =−）互为反函数．所以两函数图象关于y x =对称，D 正确． 故选：BCD.12. 德国数学家狄里克雷在1837年时提出：“如果对于x 的每一个值，y 总有一个完全确定的值与之对应，那么y 是x 的函数．”这个定义较清楚地说明了函数的内涵：只要有一个法则，使得取值范围中的每一个x ，有一个确定的y 和它对应就行了，不管这个法则是用公式还是用图像、表格等形式表示，例如狄里克雷函数()D x ，即：当自变量取有理数时，函数值为1；当自变量取无理数时，函数值为0．下列关于狄里克雷函数()D x 的性质表述正确的是（ ） A. ()D x 的解析式为()R 1,,0,.x Q D x x Q ∈ = ∈B. ()D x 的值域为[]0,1C. ()D x 的图像关于直线1x =对称D. (())1D D x = 【答案】ACD 【解析】【分析】根据题意，由狄里克雷函数的定义，对选项逐一判断，即可得到结果. 【详解】对于A ，用分段函数的形式表示狄里克雷函数，故A 正确． 对于B ，由解析式得()D x 的值域为{}0,1，故B 错误；过于C ，若x 为有理数，则2x −为有理数，则()()21D x D x =−=；若x 为无理数，则2x −为无理数．则()()20D x D x =−=；所以()D x 的图像关于直线1x =对称，即C 正确；对于D ，当x 为有理数，可得()1D x =，则()()1D D x =，当x 为无理数，可得()0D x =，则()()1D D x =，所以()()1D D x =，所以D 正确． 故选：ACD三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分．13.110.752356416(4)−−−++++=________．【答案】414##1104【解析】【分析】根据题意，结合指数幂的运算法则和运算性质，准确化简、运算，即可求解. 【详解】根据指数幂的运算法则和运算性质，可得：11111430.752364353355426416(4)[()](2)(2)22233−−−−+=+−+++⋅ 221141821033444=−+++==． 故答案：414. 14. 已知a ，b 是方程22(ln )3ln 10x x −+=的两个实数根，则log log a b b a +=________． 【答案】52##2.5 【解析】【分析】方法一：利用韦达定理结合换底公式求解；方法二：解方程可得e a =，b =，代入运算求解即可.【详解】方法一：因为a ，b 是方程()22ln 3ln 10x x −+=的两个实数根， 由韦达定理得1ln ln 2a b ⋅=，3ln ln 2a b +=， 则()()()()2222ln ln ln ln 2ln ln ln ln ln ln 5log log 2ln ln ln ln ln ln ln ln 2a b a b a b a ba b b a b a a ba ba ba b++−⋅++=+===−=⋅⋅⋅，即5log log 2a b b a +=；方法二：因为22310t t −+=的根为1t =或12t =， 不妨设ln 1a =，1ln 2b =，则e a =，b =，所以e 15log log log 222e a b b a +==+=．故答案为：52.15. 已知0,0x y >>且2x y xy +=，则2x y +的最小值是__________． 【答案】8 【解析】【分析】运用“1”的代换及基本不等式即可求得结果.为【详解】因为2x y xy +=，所以211x y+=，所以()214222248x y x y x y x y y x +=++=+++≥+=，当且仅当4x y y x =，即4,2x y ==时取等号.所以2x y +的最小值为8. 故答案为：8.16. 记(12)(12)T x y =−−，其中221x y +=，则T 的取值范围是________．【答案】3,32 −+ ． 【解析】【分析】根据基本不等式，结合换元法，将问题转化为213222T t =−− ，t ≤≤上的范围，由二次函数的性质即可求解.【详解】()124T x y xy =−++，设x y t +=，则212t xy −=， 所以221124212t T t t t −=−+⋅=−．因为22x y xy + ≤，所以22124t t −≤．所以t ≤≤又213222T t =−− ，所以当12t =时，T 有最小值32−，当t =T 有最大值3+．故答案为：3,32 −+ 四、解答题：本题共6小题，共20分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17. 已知集合{}(,)|1Ax y y x ==−，{}2(,)|B x y y mx ax m ==++．（1）若1a =−，0m =，求A B ∩；（2）若1a =，且A B ∩≠∅，求实数m 的取值范围．【答案】（1）11,22A B=−（2）[]2,1−． 【解析】【分析】（1）联立两方程，求出交点坐标，得到交集；（2）联立后得到210mx m +++=，分0m =与0m ≠两种情况，，结合根的判别式得到不等式，求出答案. 【小问1详解】 若1a =，0m =，则(){},|Bx y y x ==． 由1y x y x =−=− ，得1212x y= =− ． 所以11,22A B =−． 【小问2详解】由()211x y y mx x m −==+++消去y，得210mx m +++=①． 因为A B ∩≠∅，所以方程①有解．当0m =时，方程①可化为1=−，解得x =，所以1y ， 所以0m =符合要求．当0m ≠时，要使方程①有解，必须(()2Δ410m m =−+≥，即220m m +−≤，解得21m −≤≤， 所以21m −≤≤，且0m ≠． 综上所述，m 的取值范围是[]2,1−． 18. 设不等式2514x x −≤−的解集为A ，关于x 的不等式2(2)20x a x a −++≤的解集为B ． （1）求集合A ；（2）若“x A ∈”是“x B ∈”的必要不充分条件，求实数a 的取值范围．【答案】（1）[)1,4（2）[)1,4．【解析】【分析】（1）根据题意，结合分式不等式的解法，即可求解；（2）根据题意，转化为B A ，再结合一元二次不等式的解法，分类讨论，求得集合B ，进而求得a 取值范围.【小问1详解】 解：由不等式2514x x −≤−，可得2511044x x x x −−−=≤−−， 即()()140x x −−≤，且4x ≠，所以14x ≤<，所以[)1,4A =．【小问2详解】解：因为“x A ∈”是“x B ∈”的必要不充分条件，所以集合B 是A 的真子集，由不等式()2220x a x a −++≤，可得()()20x x a −−≤， 当2a <时，不等式的解集为2a x ≤≤，即[],2B a =，因为B A ，则12a ≤<；当2a =时，不等式为2(2)0x −≤，解得2x =，即{}2B =；B A 成立；当2a >时，不等式的解集为2x a ≤≤，即[]2,B a =，因为B A ，则24a <<，综上所述14≤<a ，即a 的取值范围是[)1,4．19. 已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数，且当0x ≤时，2()2f x x x =+，现已画出函数()f x 在y 轴左侧的图象，如图所示．（1）请将函数()f x 的图象补充完整，并求出()()f x x ∈R 的解析式；（2）求()f x 在区间[],0a 上的最大值．【答案】（1）作图见解析，()222,02,0x x x f x x x x +≤= −+>（2）答案见解析【解析】【分析】（1）根据函数奇函数的对称性，即可根据对称作出函数图象，进而可利用奇函数的定义求解解析式，（2）根据二次函数的性质，结合函数图象即可求解.【小问1详解】作出函数()f x 的图象，如图所示，当0x >时，0x −<，则()()22()22f x x x x x −=−+−=−， 因为()f x 为奇函数，所以()()22f x f x x x =−−=−+， 所以()222,02,0x x x f x x x x +≤= −+>． 【小问2详解】易如()()200f f −==，当2a <−时，()f x 在x a =处有最大值()22f a a a =+； 当20a −≤<时，()f x 在0x =处有最大值()00f =.20. 为了减少能源损耗，某建筑物在屋顶和外墙建造了隔热层，该建筑物每年节省的能源费用h (万元)与的隔热层厚度(cm)x 满足关系式：()()3232020h x x x k=−≤≤+．当隔热层厚度为1cm 时，每年节省费用为16万元，但是隔热层自身需要消耗能源，每年隔热层自身消耗的能源费用g (万元)与隔热层厚度(cm)x 满足关系：()2g x x =．（1）求k 的值；（2）在建造厚度为(cm)x 的隔热层后，每年建筑物真正节省的能源费用为()()()=−f x h x g x ，求每年该建筑物真正节省的能源费用的最大值.【答案】（1）1k =（2）18万元．【解析】【分析】（1）根据()116h =求解出k 值即可；（2）根据条件先表示出()f x ，然后利用基本不等式求解出最大值，注意取等条件.【小问1详解】由题知()116h =，所以3232161k −=+， 解得1k =；【小问2详解】由（1）知，()()32320201h x x x =−≤≤+， 所以()()323220201f x x x x =−−≤≤+， 所以()()()323232212342111f x x x x x −−++=−++= ++， 因为()3221161x x ++≥=+，当且仅当()32211x x =++，即3x =时取等号， 所以()341618f x ≤−=， 所以每年该建筑物真正节省的能源费用的最大值为18万元．21. 已知23()21x x a f x −−=+， （1）若定义在R 上的函数()ln ()g x f x =是奇函数，求a 的值；（2）若函数()()h x f x a =+在(1,)−+∞上有两个零点，求a 的取值范围．的【答案】（1）13− （2）41,3【解析】【分析】（1）根据题意，结合()()0g x g x −+=，得出方程，进而求得实数a 的值； （2）令()0h x =，得到()23210x x a a −−++=，得到()222210x x a a −⋅+=，令2x t =，转化方程可化为2210at at −+=1,2 +∞上有两个不相等的根， 方法一：设()221p t at at =−+，结合二次函数的性质，列出不等式组，即可求解；方法二：把方程化为()211a t a −−=，求得1t =±，结合11,2 +∞，即可求解. 【小问1详解】 解：因为()g x 是奇函数，所以()()2323ln ln 02121x x x x a a g x g x −−−−−+=+=++， 可得232312121x x x x a a −−−−⋅=++，即()()2312291x x a a −++=−恒成立， 因为220x x −+≠，所以310a +=且2910a −=，所以13a =−． 【小问2详解】 解：由232()()1x x h a x f a a x −=+−=++，令()0h x =，可得23021x x a a −−+=+， 所以()23210x x a a −−++=， 两边同乘以2x 并整理，得()222210x x a a −⋅+=． 令2x t =，因为1x >−，所以12t >， 于是方程可化为2210at at −+=，（*） 问题转化为关于t 的方程（*）在1,2 +∞上有两个不相等的根，显然0a ≠， 方法一：设()221p t at at =−+，抛物线的对称轴为1t =，()01p =．若a<0，由()00p >知，()p t 必有一个零点为负数，不合题意； 若0a >，要使()p t 在1,2 +∞ 上有两个零点，由于对数轴112t =>， 故只需2102Δ440p a a > =−> ，即31044(1)0a a a −> −> ，解得413a <<． 综上可得，实数a 的取值范围是41,3． 方法二：方程（*）可化为()211a t a −=−，若0a =，则01=−，矛盾，故0a ≠，故()211a t a −−=， 所以10a a−>，即a<0或1a >，①此时，1t −=，即1t =±，其中11,2 +∞ ，则112−>12<，即114a a −<，可得340a a −<，解得403a << ② 由①②得a 的取值范围是41,3． 22. 定义在R 上函数()f x 满足如下条件：①()()()4f x y f x f y +=+−；②(2)6f =；③当0x >时，()4f x >．（1）求(0)f ，判断函数()f x 的单调性，并证明你的结论； （2）当[)0,x ∈+∞时，不等式()()()ln 3e 122ln 310x f a f x a −++−−≤ 恒成立，求实数a 的取值范围．【答案】（1）()04f =，函数()f x 在R 上为增函数，证明见解析 （2）[]1,3【解析】的【分析】（1）令2,0x y ==，求得()04f =，再根据函数单调性的定义和判定方法，证得函数()f x 在R 上为增函数；（2）根据题意，转化为不等式()ln 3e 12ln 30x a x a −+−−≤ （*）对于任意[)0,x ∈+∞成立，由对数函数的性质，求得03a <≤，再由不等式()23e 3e 10x x a a +−−≥成立，转化为max 1e x a ≥ 对于任意[)0,x ∈+∞成立，求得1a ≥，即可求得实数a 的取值范围．【小问1详解】解：令2x =，0y =，可得()04f =．函数()f x 在R 上为增函数，证明如下：设12x x <，因为()()()4f x y f x f y +−=−，令1x y x +=，2x x =，则21y x x =−，可得()()()21214f x f x f x x −=−−， 因为210x x −>，所以()214f x x −>，所以()2140f x x −−>， 所以()()210f x f x −>，即()()21f x f x >， 所以函数()f x 在R【小问2详解】解：由条件有()()()4f x f y f x y +=++，则不等式可化为()()ln 3e 122ln 3410x f a x a −++−−+≤ ，即()()ln 3e 122ln 36x f a x a −++−−≤ ， 又由()26f =，所以()()()ln 3e 122ln 32xf a x a f −++−−≤ ， 因为函数()f x 在R 上为增函数，可得()ln 3e 122ln 32x a x a −++−−≤即()ln 3e 12ln 30x a x a −+−−≤ （*）对于任意[)0,x ∈+∞成立， 根据对数函数的性质，可得()3e 10x a −+>，30a >对于任意[)0,x ∈+∞成立，则13e 0x a a <+ >，因为0x ≥，则e 1x ≥，所以101e x <≤， 可得1334ex <+≤，所以03a <≤ ①， 又由（*）式可化为()()2ln 3e 12ln 3ln 3e x x a x a a −+≤+= ， 即对于任意[)0,x ∈+∞，()23e 13e x xa a −+≤成立，即()23e 3e 10x x a a +−−≥成立， 即对于任意[)0,x ∈+∞，()()3e 1e 10x x a +−≥成立， 因为3e 10x +>，所以e 10x a −≥对于任意[)0,x ∈+∞成立， 即max1e x a ≥ 对于任意[)0,x ∈+∞成立，所以1a ≥ ②． 由①②，可得13a ≤≤，所以实数a 的取值范围为[]1,3．。

天津市2023-2024学年高一上学期期中数学试题含解析

天津市2023-2024学年高一上学期期中数学试题含解析

天津2023年11月高一年级期中考试数学试卷（答案在最后）一.选择题(每题12分,共计36分)1.设集合{}0,2,4,5,8,10A =，{}234B x x =-<，则A B = （）A.{}4,8 B.{}0,2,6 C.{}0,2 D.{}2,4,6【答案】C 【解析】【分析】先求出集合B ，然后再求交集.【详解】由{}234B x x =-<，得72B x x ⎧⎫=<⎨⎩⎭又{}0,2,4,5,8,10A =所以{}0,2A B =I 故选：C【点睛】本题考查集合的交集运算，属于基础题.2.已知命题3:2,80p x x ∀<-<，那么p ⌝是（）A.32,80x x ∃≥-≥B.32,80x x ∀≤->C.32,80x x ∀>->D.32,80x x ∃<-≥【答案】D 【解析】【分析】根据全称命题的否定是特称命题可求出.【详解】因为全称命题的否定是特称命题，所以p ⌝是“32,80x x ∃<-≥”.故选：D.3.设a R ∈，则“1a <”是“21a <”的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【答案】B 【解析】【详解】由题意，解不等式21a <，得11a -<<，根据充分条件、必要条件、充要条件的定义，又()()111-⊂-∞，，，即满足由条件p 不能推出结论q ，且结论q 推出条件p ，故选B.4.设函数()f x 为奇函数，当0x >时，()²2f x x =-，则()2f -=（）A.-1 B.-2C.1D.2【答案】B 【解析】【分析】根据奇函数特征()()22f f -=-，将2代入0x >时，()²2f x x =-的解析式，求出()2f ，然后即得到()2f -.【详解】因为函数()f x 为奇函数，所以()()22f f -=-，又因为当0x >时，()²2f x x =-，所以()22222f =-=，所以()22f -=-.故选：B.5.已知集合{2,3,1}A =-，集合2{3,}B m =.若B A ⊆，则实数m 的取值集合为（）A.{1}B.C.{1,1}-D.【答案】C 【解析】【分析】根据B 是A 的子集列方程，由此求得m 的取值集合.【详解】由于B A ⊆，所以211m m =⇒=±，所以实数m 的取值集合为{1,1}-.故选：C6.下列函数是偶函数且在()0,∞+上单调递增的为（）A.()f x =B.()²1f x x =-+ C.()1f x x x=- D.()f x x=【答案】D【解析】【分析】根据奇偶性和单调性逐选项判断即可.【详解】对于A ，定义域为[)0,∞+，不关于原点对称，所以()f x 为非奇非偶函数，故A 错误；对于B ，()²1f x x =-+定义域为R ，关于原点对称，()()()21f x x f x -=--+=，所以()f x 为偶函数，又因为()²1f x x =-+，开口向下，对称轴为0x =，所以()f x 在()0,∞+上单调递减，故B 错误；对于C ，()1f x x x =-，定义域为()(),00,∞-+∞U ，关于原点对称，()()11f x x x f x x x-=--=-+=--，所以()f x 奇函数，故C 错误；对于D ，()f x x =定义域为R ，关于原点对称，()()f x x f x -=-=，所以()f x 为偶函数，又()f x x =当()0,x ∈+∞时，()f x x =，在()0,∞+上单调递增，故D 正确，故选：D.7.若0a b <<，则下列不等式成立的是（）A.²a ab >B.²ab b < C.11a b->- D.11a b-<【答案】A 【解析】【分析】利用作差法判断A ；举反例判断BCD ；从而得解.【详解】对于A ，因为0a b <<，所以0a b -<，则()²0a ab a a b -=->，即²a ab >，故A 正确；对于B ，取2,1a b =-=-，满足0a b <<，但221ab b =>=，故B 错误；对于C ，取2,1a b =-=-，满足0a b <<，但11112a b -=<=-，故C 错误；对于D ，取2,1a b =-=-，满足0a b <<，但11112a b-=>-=，故D 错误.故选：A.8.已知0,0x y >>，且141x y+=，则x y +的最小值为（）A.6B.7C.8D.9【答案】D 【解析】【分析】由题意得14()x y x y x y ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭，化简后利用基本不等式可求出其最小值.【详解】因为0,0x y >>，且141x y+=，所以144()559y x x y x y x y x y ⎛⎫+=++=++≥+=⎪⎝⎭，当且仅当4y xx y=，即3,6x y ==时取等号，所以x y +的最小值为9，故选：D9.下列四组函数中，表示同一个函数的一组是（）A.,y x u ==B.2y s ==C.21,11x y m n x -==+- D.y y ==【答案】A 【解析】【分析】函数的三要素：定义域，对应法则和值域；函数的三要素相同，则为同一个函数，判断函数的三要素即可求解.【详解】对于A ，y x =和u =的定义域都是R ，对应关系也相同，是同一个函数，故选项A 正确；对于B ，函数y =R ，函数2s =的定义域为[0,)+∞，定义域不同，不是同一个函数，故选项B 错误；对于C ，函数211x y x -=-的定义域为{|1}x x ≠，函数1m n =+的定义域为R ，定义域不同，不是同一个函数，故选项C 错误；对于D ，函数y =的定义域为{|1}x x ≥，函数y =的定义域为(,1][1,)∞∞--⋃+，定义域不同，不是同一个函数，故选项D 错误，故选：A .10.已知集合M ＝{x |1x x -≥0，x ∈R }，N ＝{y |y ＝3x 2＋1，x ∈R }，则M ∩N 等于()A.∅B.{x |x ≥1}C.{x |x >1}D.{x |x ≥1或x <0}【答案】C 【解析】【分析】首先确定集合M 和集合N ，然后求解其交集即可.【详解】求解分式不等式1xx -≥0可得{}|01M x x x 或=≥<，求解函数y ＝3x 2＋1的值域可得{}|1N x x =≥，结合交集的定义可知M ∩N ={x |x >1}.本题选择C 选项.【点睛】本题主要考查集合的表示方法，交集的定义与运算等知识，意在考查学生的转化能力和计算求解能力.11.若关于x 的不等式21kx kx -<的解集为R ，则实数k 的取值范围是（）A.()4,0-B.(4,0]-C.[]4,0-D.(,4][0,)-∞-+∞ 【答案】B 【解析】【分析】由题可知满足0k =或00k <⎧⎨∆<⎩即可.【详解】由题210kx kx --<的解集为R ，当0k =时，10-<恒成立，满足题意；当0k ≠时，则()2410k k k <⎧⎨∆=-⨯-<⎩，解得40k -<<，综上，40k -<≤.故选：B.【点睛】本题考查一元二次不等式的恒成立问题，属于基础题.12.已知函数() y f x =是定义在区间[]1,1-上的奇函数，且对[]12,1,1x x ∀∈-，当12x x <时，总有()()12f x f x <，则不等式()()1130f x f x -+-<的解集为（）A.1,2⎛⎫+∞⎪⎝⎭B.1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C.12,23⎛⎫⎪⎝⎭ D.12,23⎛⎤⎥⎝⎦【答案】D 【解析】【分析】利用函数的奇偶性和单调性求解不等式即可.【详解】因为[]12,1,1x x ∀∈-，当12x x <时，总有()()12f x f x <,所以() f x 在[]1,1-为增函数，不等式()()1130f x f x -+-<，即()()113f x f x -<--又因为函数() y f x =是定义在区间[]1,1-上的奇函数，所以()() f x f x -=-，[]1,1x ∈-所以()()1331f x f x --=-，所以()()131f x f x -<-所以1111311131x x x x -≤-≤⎧⎪-≤-≤⎨⎪-<-⎩，解得1223x <≤所以不等式()()1130f x f x -+-<的解集为12,23⎛⎤⎥⎝⎦.故选：D.二.填空题(每题4分，共计32分)13.函数f (x )=12x -的定义域为___________.【答案】{1x x ≥且}2x ≠【解析】【分析】由分母不能为0和根式内部的代数式大于等于0联立不等式组，解得即可.【详解】由题意得：1020x x -≥⎧⎨-≠⎩，解得12x x ≥≠且，所以定义域为{1x x ≥且}2x ≠.故答案为：{1x x ≥且}2x ≠【点睛】本题主要考查了函数定义域的求解，属于基础题．14.已知函数()f x 的图象如图所示，则()f x 的单调递减区间是_______．【答案】[1,2]-和[4,)+∞【解析】【分析】根据函数的图象，观察即可写出单调区间.【详解】根据函数的图象，自左向右看，上升为增函数，下降为减函数，所以函数的单调递减区间为[1,2]-和[4,)+∞.【点睛】本题主要考查了利用函数的图象写出单调区间，属于容易题.15.已知函数()231xf x x -=-，则函数的值域为______.【答案】()(),33,-∞--+∞ 【解析】【分析】分离常数法求函数的值域.【详解】()231xf x x -=-定义域为()(),11,-∞+∞ ，()()3112313111x x f x x x x ----===-----因为10x -≠，所以101x ≠-，即1331x --≠--，所以()231xf x x -=-的值域为()(),33,-∞--+∞ .故答案为：()(),33,-∞--+∞ .16.函数()2112f x x x =++在[]2,3-上的最大值是_________________.【答案】172【解析】【分析】根据二次函数的性质求[]2,3-上的最大值即可.【详解】因为()()2211111222f x x x x =++=++,所以对称轴为=1x -,开口向上，所以当3x =时，()f x 有最大值，最大值为()3f =172，故答案为：172.17.已知:14,:p x q x a ≤<<，若p 是q 的充分不必要条件，则实数a 的取值范围是___________________.【答案】[)4,+∞【解析】【分析】根据充分不必要条件定义转换为集合真包含关系求解即可.【详解】设集合{}|14A x x =<≤，集合{}|B x x a =<，因为p 是q 的充分不必要条件，所以A B ，即4a ≥.所以实数a 的取值范围为[)4,+∞故答案为：[)4,+∞.18.函数()()2212f x x a x =+-+在区间(],4∞-上递减，则实数a 的取值范围是___________．【答案】(],3-∞-【解析】【分析】根据题意分析出二次函数的对称轴()2142a x -=-≥，由此可求出实数a 的取值范围.【详解】因为函数()()2212f x x a x =+-+在区间(],4∞-上递减，所以()2142a --≥，解得3a ≤-.故答案为：(],3-∞-.19.已知52x <，若不等式9225x m x +≤-恒成立，则实数m 的最小值为______.【答案】1-【解析】【分析】利用配凑法与基本不等式求得9225x x +-的最大值，从而得解；【详解】因为52x <，所以250x -<，则520x ->，所以9992255525252552x x x x x x ⎛⎫+=-++=--++ ⎪---⎝⎭51≤-=-，当且仅当95252x x-=-，即1x =时，等号成立，因为不等式9225x m x +≤-恒成立，所以max9225m x x ⎛⎫≥+ ⎪-⎝⎭，则1m ≥-，所以实数m 的最小值为1-.故答案为：1-.20.已知函数()2,02,0x f x xx x ⎧-<⎪=⎨⎪-+≥⎩，则当函数值()()1f f x =时，x =__________.【答案】2-或1或4.【解析】【分析】根据分段函数的特征，分0x <，02x ≤≤，2x >求()()1f f x =，得到x 的值.【详解】当0x <时，20x ->，()()222221f f x f x x x ⎛⎫⎛⎫=-=--+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以2x =-，当02x ≤≤时，20x -+≥，()()()()2221f f x f x x x =-+=--++==，所以1x =；当2x >时，20x -+<，()()()222122ff x f x x x =-+=-==-+-，所以4x =，综上，2x =-或1或4.故答案为：2-或1或4.三.解答题(共计32分)21.已知集合{}231{||,}03A x a x a B x x =-≤≤-=<<.（1）若1a =，求A B ⋃；（2）若A B A = ，求实数a 的取值范围.【答案】（1）3{|}1x x -≤<（2）32a >【解析】【分析】（1）利用集合的并集运算即可得解.（2）由题意得A B ⊆，分类讨论A =∅和A ≠∅两种情况，结合集合的运算即可得解.【小问1详解】当1a =时，231{|}{|10}A x a x a x x =-≤≤-=-≤≤，又{}|03B x x =<<，所以3|}1{A B x x ⋃=-≤<.【小问2详解】因为A B A = ，所以A B ⊆，又{}231{||,}03A x a x a B x x =-≤≤-=<<，当A =∅时，231a a ->-，解得2a >，此时满足A B ⊆；当A ≠∅时，2a ≤，则23013a a ->⎧⎨-<⎩，解得322a <≤；综上，实数a 的取值范围32a >．22.已知函数()21,1,1x x f x x x x ⎧-≥⎪=⎨+<⎪⎩.（1）求3 2f f ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（2）若()0f x =，求 x ；（3）画出函数()f x 的图象.【答案】（1）34（2）0x =或1x =（3）图象见解析【解析】【分析】（1）利用()f x 的解析式，先求32f ⎛⎫ ⎪⎝⎭，再求3 2f f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即可得解；（2）分类讨论1x ≥与1x <，分别列式计算即可得解；（3）分别计算1x ≥与1x <，再利用一次函数与二次函数的图象性质即可得解.【小问1详解】因为()21,1 ,1x x f x x x x ⎧-≥⎪=⎨+<⎪⎩，所以331 1222f ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭，则231113 22224f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.【小问2详解】当1x ≥时，由()0f x =得10x -=，解得1x =；当1x <时，由()0f x =得20x x +=，解得0x =或=1x -（舍去）；所以0x =或1x =.【小问3详解】当1x ≥，即1x ≤-或1x ≥时，()1f x x =-，当1x <，即11x -<<时，()2f x x x =+，所以()f x 的图象如图，23.已知关于 x 的不等式()()210x a x a +-+<.（1）若不等式的解集是1|22x x ⎧⎫-<<⎨⎩⎭，（ⅰ）求 a 的值；（ⅱ）求关于x 的不等式227104ax x a ++->的解集.（2）解关于 x 的不等式()()210x a x a +-+<.【答案】（1）（ⅰ）12a =-；（ⅱ）132x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭（2）答案见解析【解析】【分析】（1）（ⅰ）利用二次不等式与二次方程根的关系，分类讨论求解即可；（ⅱ）代入a ，解二次不等式即可得解；（2）分类讨论两根的大小关系，从而得解.【小问1详解】（ⅰ）因为()()210x a x a +-+<的解集是1|22x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭，所以12,2-是方程()()210x a x a +-+=的两根，而解()()210x a x a +-+=，得x a =-或21x a =-，当2a -=-，即2a =时，12132a -=≠，不满足题意；当12a -=，即12a =-时，212a -=-，满足题意；综上，12a =-；（ⅱ）因为12a =-，所以227104ax x a ++->可化为2217110242x x ⎛⎫-++--> ⎪⎝⎭，整理得()()3210x x --<，解得132x <<，所以227104ax x a ++->的解集为132x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭.【小问2详解】因为()()210x a x a +-+=的解为x a =-或21x a =-，当21a a -=-，即13a =时，()()210x a x a +-+<无解；当21a a -<-，即13a >时，()()210x a x a +-+<的解集为{}21x a x a -<<-；当21a a ->-，即13a <时，()()210x a x a +-+<的解集为{}21x a x a -<<-；综上，当13a =时，()()210x a x a +-+<的解集为∅；当13a >时，()()210x a x a +-+<的解集为{}21x a x a -<<-；。

2022-2023学年河南省商开高一数学上学期期中考试卷及答案解析

2022-2023学年河南省商开高一数学上学期期中考试卷及答案解析

商开大联考2022-2023学年上学期期中考试高一数学考生注意：1．本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分，考试时间120分钟.2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.3．考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效.4．本卷命题范围：人教A 版必修第一册第一章～第三章.一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40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(){}(){},3,,1A x y x y B x y x y =+==-=∣∣，则A B = （ ）A. 2,1x y ==B. ()2,1 C.(){}2,1 D. {}2,1【答案】C 【解析】【分析】利用交集定义即可求得A B⋂【详解】由31x y x y +=⎧⎨-=⎩，可得21x y =⎧⎨=⎩则A B =(){}(){},3,1x y x y x y x y +=⋂-=∣∣()(){}3=,=2,11x y x y x y ⎧⎫+=⎧⎨⎨⎬-=⎩⎩⎭∣故选：C2. 已知a ，b ，c ，d 均为实数，则下列说法正确的是（ ）A. 若a b >，c d >，则a c b d +>+ B. 若a b >，c d >，则a c b d ->-C. 若a b >，c d >，则ac bd > D. 若ac bc >，则a b>【答案】A 【解析】【分析】根据不等式的性质，结合举反例的方法，可得答案.【详解】对于A ，根据同向不等式具有可加性可知A 正确；对于B ，21a b =>=，24c d =->=-，但45a c b d -=<-=，故B 错误；对于C ，21a b =>=，24c d =->=-，但44ac bd =-==-，故C 错误；对于D ，当0c <时，由ac bc >，得a b <，故D 错误．故选：A ．3. 下列函数中，与函数2y x =+是同一函数的是（ ）A. 22y =+B. 2y =+C. 22x y x=+ D.y =【答案】B 【解析】【分析】通过两个函数三要素的对比可得答案.【详解】2y x =+的定义域为R ．对于A ，22y =+的定义域为[)0,+∞，与2y x =+的定义域不同，不是同一函数；对于B ，22y x =+=+定义域为R ，与2y x =+的定义域相同，对应关系相同，是同一函数；对于C ，22x y x=+的定义域为{}0x x ≠，与2y x =+的定义域不同，不是同一函数；对于D，2,2,22,2x x y x x x +≥-⎧==+=⎨--<-⎩与2y x =+对应关系不同，不是同一函数．故选：B ．4. 已知p ：0a b >> q ：2211a b<，则p 是q 的（ ）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】A 【解析】【分析】根据0a b >>与2211a b <的互相推出情况判断出属于何种条件.【详解】当0a b >>时，220a b >>，所以2211a b<，所以充分性满足，当2211a b<时，取2,1a b =-=，此时0a b >>不满足，所以必要性不满足，所以p 是q 的充分不必要条件，的故选：A.5. 已知函数()f x 为R 上的奇函数，当0x <时，()2f x x =+，则()()03f f +等于（ ）A. 3- B. 1- C. 1D. 3【答案】C 【解析】【分析】根据(3)f (3)f =--以及(0)0f =可求出结果.【详解】因为函数()f x 为R 上的奇函数，当0x <时，()2f x x =+，所以()()()33321f f =--=--+=．而()00f =，∴()()031f f +=．故选：C ．6. 若0x <，则1x x+（ ）A 有最小值―2B. 有最大值―2C. 有最小值2D. 有最大值2【答案】B 【解析】【分析】运用基本不等式求解即可.【详解】因为0x <，则0x ->，所以1()()2x x -+≥=-，当且仅当1x x -=-即：=1x -时取等号.所以12x x+≤-，当且仅当=1x -时取等号.故选：B.7. 已知函数()f x 的图象由如图所示的两条曲线组成，则（ ）A. ()()35ff -= B. ()f x 是单调增函数.C. ()f x 的定义域是(][],02,3∞-⋃D. ()f x 的值域是[]1,5【答案】D 【解析】【分析】根据函数的图象，结合函数求值、函数单调性、定义域与值域，可得答案.【详解】对于选项A ，由图象可得()32f -=，所以()()()321ff f -==，A 错误；对于选项B ，()04f =，()21f =，()()02f f >，故()f x 不是单调增函数，B 错误；对于选项C ，由图象可得()f x 的定义域为[][]3,02,3-⋃，C 错误；对于选项D ，由图象可得()f x 的值域为[]1,5，D 正确．故选：D ．8. 若定义域为R 的奇函数()f x 在(),0-∞上单调递减，且()20f =，则满足20)(x f x x≥的x 的取值范围是（ ）A. [][)2,02,-⋃+∞ B. ][3,10,1⎡⎤--⋃⎣⎦C. [)[)2,02,-⋃+∞ D. [)(]2,00,2-U 【答案】D 【解析】【分析】首先根据函数奇偶性与单调性，得到函数()f x 在相应区间上的符号，再根据两个数的乘积大于等于零，分类转化为对应自变量不等式，最后求并集得结果.【详解】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减，且(2)0f =，所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减，且(2)0f -=，(0)0f =，所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时，()0f x >，当(2,0)(2,)x ∈-+∞ 时，()0f x <，由20)(x f x x≥可得()0xf x ≥且0x ≠可得020x x <⎧⎨-≤<⎩或002x x >⎧⎨<≤⎩解得20x -≤<或02x <≤，所以满足20)(x f x x≥的x 的取值范围是[)(]2,00,2-U ，故选：D .二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分.9. 下列函数既是偶函数，又在()0,∞+上单调递增的是（ ）A. y =B. 2y x =C. yD. 1y x=【答案】BC 【解析】【分析】根据函数的单调性和奇偶性逐项分析判断.【详解】对A ：=y =在定义域内为奇函数，又∵y =在R 上单调递增，5u x =在R 上单调递增，则y =在R 上单调递增，A 错误；对B ：∵()22x x -=，则2y x =在定义域内为偶函数，且在()0,∞+内单调递增，B 正确；对C ：y又∵当()0,x ∈+∞，y 在()0,∞+内单调递增，C 正确；对A ：∵11=--x x ，则1y x =在定义域内为奇函数，且1y x=在()0,∞+内单调递减，D 错误；故选：BC.10. 下列关于幂函数y x α=的说法正确的是（ ）A. 幂函数的图象都过点()0,0，()1,1B. 当1,3,1α=-时，幂函数的图象都经过第一、三象限C. 当1,3,1α=-时，幂函数是增函数D. 若0α<，则幂函数的图象不过点()0,0【答案】BD 【解析】【分析】由幂函数的性质逐个判断即可.【详解】对于A ，当0α<时，幂函数的图象不通过点()0,0，A 错误；对于B ，幂指数1,3,1α=-时，幂函数分别为y x =，3y x =，1y x -=，三者皆为奇函数，图象都经过第一、三象限，故B 正确；对于C ，当1α=-时，幂函数1y x -=在(),0∞-，(0,+∞)上皆单调递减，C 错误；对于D ，若0α<，则函数图象不通过点()0,0，D 正确．故选：BD ．11. 下列结论正确的是（ ）A. 函数21x y x+=的最小值是2B. 若0ab >，则2b a a b+≥C. 若x ∈R ，则22122x x +++的最小值为2D. 若0,0a b >>22a b ++≥【答案】BD 【解析】【分析】根据题意，结合基本不等式，逐项判定，即可求解.【详解】对于A 中，当0x <时，可得0y <，所以A 错误；对于B 中，因0ab >，则2b a a b +≥=，当且仅当b a a b =时，即a b =时，等号成立，所以B 正确；对于C中，由221222x x ++≥=+，当且仅当22122x x +=+时，此时方程无解，即等号不成立，所以C 错误；对于D 中，因为0,0a b >>22a b ++≥≥，当且仅当a b =时，等号成立，所以D 正确.故选BD ．12. 已知函数()f x 的定义域为A ，若对任意x A ∈，存在正数M ，使得()f x M ≤成立，则称函数为()f x 是定义在A 上的“有界函数”.则下列函数是“有界函数”的是（ ）A. 3()4x f x x+=- B. ()f x =C. 25()22f x x x =-+ D. ()f x 【答案】BCD 【解析】【分析】“有界函数”值域需要有界，化简各函数，并求出函数的值域，然后进行判断.【详解】对于A ，3(4)77()1444x x f x x x x+--+===-+---，由于704x ≠-，所以()1f x ≠-，所以()[)0,f x ∈+∞，故不存在正数M ，使得()f x M ≤成立.对于B ，令21u x =-，则[]0,1u ∈，()f x =，所以()[]0,1f x ∈，故存在正数1，使得()1f x ≤成立.对于C ，令2222(1)1u x x x =-+=-+，则()5f x u=，易得1u ≥.所以()5051f x <≤=，即()(]0,5∈f x ，故存在正数5，使得()5f x ≤成立.对于D ，令t =[]0,2t ∈，24x t =-，则[]()22117()40,224f x t t t t ⎛⎫=-++=--+∈ ⎪⎝⎭，易得()1724f x ≤≤，所以()172,4f x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，故存在正数174，使得()174f x ≤成立.故选：BCD.三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13. 已知命题p ：x ∀∈Q ，x N ∈，则p ⌝为______．【答案】x ∃∈Q ，x ∉N 【解析】【分析】由全称命题的否定为特称命题即可求解.【详解】因为p ：x ∀∈Q ，x ∈N ，所以p ⌝为x ∃∈Q ，x ∉N ．故答案为：x ∃∈Q ，x ∉N .14. 函数()1f x x=+的定义域为_____________.【答案】()(],00,1-∞⋃【解析】【分析】由题意列不等式组即可求得.【详解】要使函数()1f x x=有意义，只需10,0,x x -≥⎧⎨≠⎩解得：1x ≤且0x ≠，从而()f x 的定义域为()(],00,1-∞⋃.故答案为：()(],00,1-∞⋃15. 已知函数()f x 满足下列3个条件：①函数()f x 的图象关于y 轴对称；②函数()f x 在()0,∞+上单调递增；③函数()f x 无最值．请写出一个满足题意的函数()f x 的解析式：______．【答案】()21f x x=-（答案不唯一）【解析】【分析】结合函数的对称性、单调性及常见函数即可求解.【详解】由()f x 的图象关于y 轴对称知()f x 为偶函数，()f x 在(0,+∞)上单调递增，()f x 无最值，根据幂函数性质可知满足题意的一个函数为()21f x x=-.故答案为：()21f x x =-（答案不唯一）16. 已知函数()21x f x x=+，则不等式()211f x -<的解集是____________.【答案】()0,1【解析】【分析】由题可得()f x 为偶函数，且在()0,∞+上单调递增，后利用()()f x f x =可得答案.【详解】因为()f x 的定义域为R ，且()()f x f x -=，所以()f x 是偶函数.的又当0x >时，()21x f x x =+2222211x x x+-==-++单调递增.因为()f x 是偶函数，所以()f x 在(),1-∞单调递减，又因为()11f =，所以()211f x -<()()211f x f ⇔-<211121101x x x ⇔-<⇒-<-<⇒<<.故答案为：()0,1.四、解答题：本题共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. 设全集U =R ，集合{}2680A x x x =-+=，31B x x ⎧⎫=<⎨⎬⎩⎭．（1）求()U A B ⋃ð；（2）设集合(){}233,C x x a a x a =+=+∈Z ，若A C 恰有2个子集，求a 的值．【答案】（1）(){03U A B x x ⋃=≤≤ð或}4x = （2）2或4．【解析】【分析】（1）解方程和不等式求出集合,A B ，再由补集、并集运算即可求解；（2）解方程求出集合C ,再通过a 的讨论即可求解.【小问1详解】2680x x -+=，解得2x =或4，则{}2,4A =；由31x<，解得0x <或3x >，则{0B x x =<或}3x >；所以{}03U B x x =≤≤ð，(){03U A B x x ⋃=≤≤ð或}4x =．【小问2详解】因为A C 恰有2个子集，所以A C 仅有一个元素．()()()23330x a a x x x a +=+⇒--=，当3a =时，{}3C =，A C ⋂=∅，不满足题意；当2a =时，{}2,3C =，{}2A C ⋂=，满足题意；当4a =时，{}4,3C =，{}4A C ⋂=，满足题意．综上，a 的值为2或4．18. 已知函数()1f x x x=+．（1）求证：()f x 在()0,1上单调递减，在()1,+∞上单调递增；（2）当1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，求函数()f x 值域．【答案】（1）证明见解析 （2）52,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦．【解析】【分析】（1）根据函数单调性的定义，结合作差法，可得答案；（2）根据（1）的单调性，求得给定区间上的最值，可得答案.【小问1详解】证明：()12,0,1x x ∀∈，且12x x <，有()()()121221212121212121121211111x x x x f x f x x x x x x x x x x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---=+-+=-+-=-+=-⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭．由()12,0,1x x ∀∈，且12x x <，得210x x ->，1210x x -<，120x x >，所以()12211210x x x x x x --⋅<，即()()21f x f x <．所以()f x 在()0,1上单调递减．同理，当()12,1,x x ∈+∞，且12x x <，有()()()1221211210x x f x f x x x x x --=-⋅>．故()f x 在()1,+∞上单调递增．【小问2详解】由（1）得()f x 在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减；在[]1,2上单调递增．()12f =，()15222f f ⎛⎫== ⎪⎝⎭，所以()52,2f x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦．故函数()f x 的值域为52,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦．的19. 设函数()223y ax b x =+-+.（1）若关于x 的不等式0y >的解集为{}13x x -<<，求4y ≥的解集；（2）若1x =时，2,0,0y a b =>>，求14a b+的最小值.【答案】（1）{}1（2）9【解析】【分析】（1）根据不等式的解集得到方程的根，代入求出,a b ，从而解不等式求出解集；（2）先得到1a b +=，利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.【小问1详解】由题知()2230ax b x +-+=的两个根分别是1-，3，则23093630a b a b +-+=⎧⎨+-+=⎩，解得1,4.a b =-⎧⎨=⎩故()2223234y ax b x x x =+-+=-++≥，2210x x -+≤，解得1x =.所求解集为{}1.【小问2详解】1x =时，2y =，即12++=a b ，所以有1a b +=，那么()1414a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭41459b a a b=+++≥+=，当且仅当41b a a b a b ⎧=⎪⎨⎪+=⎩，即1,323a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时，取等号.故14a b+的最小值为9.20. 已知集合(){}40A x x x =-≥，{}121B x a x a =+<<-．（1）若x A ∀∈，均有x B ∉，求实数a 的取值范围；（2）若2a >，设p ：x B ∃∈，x A ∉，求证：p 成立的充要条件为23a <<．【答案】（1）5,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦（2）证明见解析【解析】【分析】（1）根据二次不等式，解得集合的元素，利用分类讨论思想，可得答案；（2）根据充要条件的定义，利用集合之间的包含关系，可得答案.【小问1详解】(){}(][)40,04,A x x x ∞∞=-≥=-⋃+．因为x A ∀∈，均有x B ∉，所以A B =∅ ．当2a ≤时，B =∅，满足题意；当2a >时，10214a a +≥⎧⎨-≤⎩，解得512a -≤≤，所以522a <≤．综上，52a ≤，即a 的取值范围是5,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦．【小问2详解】证明：若p ：x B ∃∈，x A ∉为真命题，则p ⌝：x B ∀∈，x A ∈为假命题．先求p ⌝：x B ∀∈，x A ∈为真命题时a 的范围，因为2a >，所以B ≠∅，由p ⌝：x B ∀∈，x A ∈，得B A ⊆．则210a -≤或14a +≥，解得12a ≤或3a ≥，所以3a ≥．因为p ⌝：x B ∀∈，x A ∈为假命题，所以23a <<.综上，若2a >，则p 成立的充要条件为23a <<．21. 某市财政下拨专款100百万元，分别用于植绿护绿和处理污染两个生态维护项目，植绿护绿项目五年内带来的生态收益可表示为投放资金x （单位：百万元）的函数1y （单位：百万元）：12710x y x =+，处理污染项目五年内带来的生态收益可表示为投放资金x （单位：百万元）的函数2y （单位：百万元）：20.3y x =.设分配给植绿护绿项目的资金为x （单位：百万元），两个生态项目五年内带来的生态收益总和为y （单位：百万元）.（1）将y 表示成关于x 的函数；（2）为使生态收益总和y 最大，对两个生态项目的投资分别为多少？【答案】（1）27330(0100)1010x x y x x =-+≤≤+ （2）分配给植绿护绿项目20百万元，处理污染项目80百万元【解析】【分析】（1）由题意列式化简即可；（2）将原式变形构造成对勾函数，利用对勾函数的性质求最值即可.【小问1详解】若分配给植绿护绿项目的资金为x 百万元，则分配给处理污染项目的资金为()100x -百万元，∴272730.3(100)30(0100)101010x x x y x x x x =+-=-+≤≤++.【小问2详解】由（1）得27(10)2703(1010)2703(10)306010101010x x x y x x +-+-+⎡⎤=-+=-+⎢⎥++⎣⎦6042≤-=（当且仅当2703(10)1010x x +=+，即20x =时取等号），∴分配给植绿护绿项目20百万元，处理污染项目80百万元，生态收益总和y 最大.22. 设函数()()2*1488,,N f x mx m mn x m m n =+-++∈ .（1）若()f x 为偶函数，求n 的值；（2）若对*N n ∀∈，关于x 的不等式()0f x ≤有解，求m 的最大值.【答案】（1）2. （2）2.【解析】【分析】（1）根据函数为偶函数可得到14880m mn -+=，变形为714n m=+，结合*,1,N m n m ∈≥，即可确定答案.（2）根据对*N n ∀∈，关于x 的不等式()0f x ≤有解，可得22(1488)40m mn m ∆=-+-≥恒成立，结合二次不等式的解法，讨论n 取值，即可确定答案.【小问1详解】根据题意，函数()()2*1488,R,,N f x mx m mn x m x m n =+-++∈∈为偶函数，即满足()()f x f x -=，即()()22()1488()1488m x m mn x m mx m mn x m -+-+-+=+-++，R x ∈，则14880m mn -+=变形可得：714n m =+ ，又由*,1,N m n m ∈≥ ，则 101m<≤ ， 故77111711,44444n m <+≤<≤∴ ，又N n *∈ ，则2n = ；【小问2详解】根据题意，若对*N n ∀∈，关于x 的不等式()0f x ≤有解，由于*,N 0m m ∈>，则22(1488)416[(32)2][(42)2]0m mn m m n m n ∆=-+-=-+-+≥恒成立 ，当1n = 时，32(2)(1)0m m ∆=++≥ ，对*N m ∀∈都成立， 当2n =时，32(2)0m ∆=-+≥，解得2m ≤ ，又*N m ∈，则12m ≤≤ ，当3n ≥时，21232n n <-- ，则223m n ≤- 或 12m n ≥-,当 223m n ≤- 时，又由1m ≥，则n 只能取2，不符合题意，舍去，当 12m n ≥- 时，又由1m ≥，从3n =开始讨论:令1()2g n n =-,由于1()2g n n =-单调递减，故只需1(3)132m g ≥==-，此时m 的取值范围为[1,2] ；综上所述，m 的最大值为2.。

浙江省宁波2023-2024学年高一上学期期中考试数学试卷含答案

浙江省宁波2023-2024学年高一上学期期中考试数学试卷含答案

浙江省宁波2023-2024学年高一上学期期中考试数学试卷一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.（答案在最后）1.已知集合{||11},{14}A x x B x x =-<=≤≤∣∣，则A B = （）A.{12}x x <<∣B.{12}xx ≤<∣C .{04}xx <<∣ D.{04}xx <≤∣【答案】B 【解析】【分析】先求集合A ，再根据交集运算求解即可.【详解】由题意，因为集合{|02},{|14}A x x B x x =<<=≤≤所以{|12}A B x x =≤< .故选：B.2.已知命题2000:1,0p x x x ∃≥-<，则命题p 的否定为（）A.200010x ,x x ∃≥-≥ B.200010x ,x x ∃<-≥C.210x ,x x ∀<-≥ D.210x ,x x ∀≥-≥【答案】D 【解析】【分析】根据存在量词命题的否定方法对命题p 否定即可.【详解】由命题否定的定义可知，命题2000:1,0p x x x ∃≥-<的否定是：210x ,x x ∀≥-≥．故选：D.3.对于实数a ，b ，c ，下列结论中正确的是（）A.若a b >，则22>ac bcB.若>>0a b ，则11>a bC.若<<0a b ，则<a b b aD.若a b >，11>a b，则<0ab 【答案】D 【解析】【分析】由不等式的性质逐一判断．【详解】解：对于A ：0c =时，不成立，A 错误；对于B ：若>>0a b ，则11<a b，B 错误；对于C ：令2,a =-1b =-，代入不成立，C 错误；对于D ：若a b >，11>a b，则0a >，0b <，则<0ab ，D 正确；故选：D ．4.已知0x 是函数1()33xf x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭的一个零点，则0x ∈（）A.(1,2)B.(2,3)C.(3,4)D.(4,5)【答案】C 【解析】【分析】根据题意，由条件可得函数单调递减，再由零点存在定理即可得到结果.【详解】根据题意知函数1()3xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭在区间1,+∞上单调递减，函数()3f x x =-+在区间()1,∞+单调递减，故函数1()33xf x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在区间1,+∞上单调递减，又因1>2>3>0,4<0，又因()133xf x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在()1,∞+上是连续不中断的，所以根据零点存在定理即可得知存在()03,4x ∈使得()00f x =.故选：C5.“2a ≤”是“函数()2()ln 1f x x ax =-+在区间[)2,+∞上单调递增”的（）A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件【答案】A 【解析】【分析】根据复合函数的单调性求函数()2()ln 1f x x ax =-+在区间[)2,+∞上单调递增的等价条件，在结合充分条件、必要条件的定义判断即可.【详解】二次函数21y x ax =-+图象的对称轴为2a x =，若函数()2()ln 1f x x ax =-+在区间[)2,+∞上单调递增，根据复合函数的单调性可得2≤24−2+1>0，即52a <，若2a ≤，则52a <，但是52a <，2a ≤不一定成立，故“2a ≤”是“函数()2()ln 1f x x ax =-+在区间[)2,+∞上单调递增”的充分不必要条件．故选：A 6.函数22()1xf x x =+的图象大致是（）A. B.C. D.【答案】D 【解析】【分析】首先判断函数的奇偶性，即可判断A 、B ，再根据0x >时函数值的特征排除C.【详解】函数22()1x f x x =+的定义域为R ，且()()2222()11x x f x f x x x --==-=-+-+，所以22()1xf x x =+为奇函数，函数图象关于原点对称，故排除A 、B ；又当0x >时()0f x >，故排除C.故选：D7.已知42log 3x =，9log 16y =，5log 4z =，则x ，y ，z 的大小关系为（）A.y x z >>B.z x y >>C.x y z >>D.y z x>>【答案】C 【解析】【分析】利用对数运算法则以及对数函数单调性可限定出x ，y ，z 的取自范围，即可得出结论.【详解】根据题意可得2222log 3log 3x ==，2233log 4log 4y ==，5log 4z =利用对数函数单调性可知32223log 3log log log 22x ===，即32x >；又323333331log 3log 4log log log 32y ====<，可得312y <<；而55log 4log 51z ==<，即1z <；综上可得x y z >>.故选：C8.已知函数323log ,03()1024,3x x f x x x x ⎧<≤=⎨-+>⎩，若方程()f x m =有四个不同的实根()12341234,,,x x x x x x x x <<<，则()()3412344x x x x x --的取值范围是（）A.(0,1)B.(1,0)- C.(4,2)- D.(2,0]-【答案】B 【解析】【分析】根据图象分析可得121x x =，()()343410,3,4,6,7x x x x +=∈∈，整理得3431233(4)(4)2410x x x x x x x ⎛⎫--=-++ ⎪⎝⎭，结合对勾函数运算求解.【详解】因为op =3log 3,0<≤32−10+24,>3，当3x >时()22()102451f x x x x =-+=--，可知其对称轴为5x =，令210240x x -+=，解得4x =或6x =；令210243x x -+=，解得3x =或7x =；当03x <≤时3()3log f x x =，令33log 3x =，解得13x =或3x=，作出函数=的图象，如图所示，若方程()f x m =有四个不同的实根12341234,,,()x x x x x x x x <<<，即()y f x =与y m =有四个不同的交点，交点横坐标依次为12341234,,,()x x x x x x x x <<<，则12341134673x x x x <<<<<<<<<，对于12,x x ，则3132log log x x =，可得3132312log log log 0x x x x +==，所以121x x =；对于34,x x ，则()()343410,3,4,6,7x x x x +=∈∈，可得4310x x =-；所以()()3434333431233334161024(4)(4)2410x x x x x x x x x x x x x x x -++--⎛⎫--===-++ ⎪⎝⎭，由对勾函数可知332410y x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭在()3,4上单调递增，得()3324101,0x x ⎛⎫-++∈- ⎪⎝⎭，所以34123(4)(4)x x x x x --的取值范围是()1,0-.故选：B.【点睛】关键点点睛：本题解答的关键是画出函数图象，结合函数图象分析出121x x =，()()343410,3,4,6,7x x x x +=∈∈，从而转化为关于3x 的函数；二、多选题:本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分.9.下列说法正确的是（）A.函数1()21x f x -=+恒过定点(1,1)B.函数3x y =与3log y x =的图象关于直线y x =对称C.0x ∃∈R ，当0x x >时，恒有32x x >D.若幂函数()f x x α=在(0,)+∞单调递减，则0α<【答案】BCD 【解析】【分析】由指数函数的性质可判断A ；由反函数的性质可判断B ；由指数函数的增长速度远远快于幂函数，可判断C ；由幂函数的性质可判断D .【详解】对于A ，函数1()21x f x -=+恒过定点(1,2)，故A 错误；对于B ，函数3x y =与3log y x =的图象关于直线y x =对称，故B 正确；对于C ，因为指数函数的增长速度远远快于幂函数，所以0x x >时，恒有32x x >，故C 正确；对于D ，当0α<时，幂函数()f x x α=在(0,)+∞单调递减，故D 正确；故选：BCD .10.已知函数e 1()e 1x x f x +=-，则下列结论正确的是（）A.函数()f x 的定义域为RB.函数()f x 的值域为(,1)(1,)-∞-+∞C.()()0f x f x +-=D.函数()f x 为减函数【答案】BC 【解析】【分析】根据分母不为0求出函数的定义域，即可判断A ；再将函数解析式变形为2()1e 1xf x =+-，即可求出函数的值域，从而判断B ；根据指数幂的运算判断C ，根据函数值的特征判断D.【详解】对于函数e 1()e 1x x f x +=-，则e 10x -≠，解得0x ≠，所以函数的定义域为{}|0x x ≠，故A 错误；因为e 1e 122()1e 1e 1e 1x x x x xf x +-+===+---，又e 0x >，当e 10x ->时20e 1x >-，则()1f x >，当1e 10x -<-<时22e 1x<--，则()1f x <-，所以函数()f x 的值域为(,1)(1,)-∞-+∞ ，故B 正确；又11e 1e 1e 1e 1e 1e ()()01e 1e 1e 11e e 11e xxxx x x x x x xx xf x f x --++++++-+=+=+=+------，故C 正确；当0x >时()0f x >，当0x <时()0f x <，所以()f x 不是减函数，故D 错误.11.已知0,0a b >>，且1a b +=，则（）A.22log log 2a b +≥- B.22a b +≥C.149a b +≥ D.33114a b ≤+<【答案】BCD 【解析】【分析】利用基本不等式求出ab 的范围，即可判断A ；利用基本不等式及指数的运算法则判断B ；利用乘“1”法及基本不等式判断C ；利用立方和公式及ab 的范围判断D.【详解】因为0,0a b >>，且1a b +=，所以2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭，当且仅当12a b ==时取等号，所以()22221log log log log 24a b ab +=≤=-，当且仅当12a b ==时取等号，故A 错误；22a b +≥=22a b =，即12a b ==时取等号，故B 正确；()14144559b a a b a b a b a b ⎛⎫+=++=++≥+ ⎪⎝⎭，当且仅当4b a a b =，即13a =，23b =时取等号，故C 正确；()()()2332222313a b a b a ab b a ab b a b ab ab +=+-+=-+=+-=-，因为104ab <≤，所以3034ab <≤，所以11314ab ≤-<，即33114a b ≤+<，故D 正确.故选：BCD12.对于定义在[]0,1上的函数()f x 如果同时满足以下三个条件：①()11f =；②对任意[]()0,1,0x f x ∈≥成立；③当12120,0,1x x x x ≥≥+≤时，总有()()()1212f x f x f x x +≤+成立，则称()f x 为“天一函数”.若()f x 为“天一函数”，则下列选项正确的是（）A.()00f =B.()0.50.5f ≤C.()f x 为增函数 D.对任意[0,1]x ∈，都有()2f x x ≤成立【答案】ABD【分析】对于A ，令120x x ==，结合题中条件即可求解；对于B ，令120.5x x ==，结合题中条件即可求解；对于C ，令2121101X x x x X +>≥=≥=，结合性质②③可得()()21f X f X ≥，因此有()f x 在[]0,1x ∈上有递增趋势的函数(不一定严格递增)，即可判断；对于D ，应用反证法：若存在[]00,1x ∈，使0>20成立，讨论1,12x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，10,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭，结合递归思想判断0x 的存在性.【详解】对于A ，令120x x ==，则()()()000f f f +≤，即()00f ≤，又对任意[]()0,1,0x f x ∈≥成立，因此可得()00f =，故A 正确；对于B ，令120.5x x ==，则()()()0.50.51f f f +≤，又()11f =，则()0.50.5f ≤，故B 正确；对于C ，令2121101X x x x X +>≥=≥=，则221(0,1]x X X -∈=，所以()()()()()()12122121f X f X X f X f X f X f X X +-≤⇒-≥-，又对任意[]()0,1,0x f x ∈≥成立，则()221()0f x f X X =-≥，即()()210f X f X -≥，所以()()21f X f X ≥，即对任意1201x x ≤<≤，都有()()12f x f x ≤，所以()f x 在[]0,1x ∈上非递减，有递增趋势的函数(不一定严格递增)，故C 错误；对于D ，由对任意1201x x ≤<≤，都有()()12f x f x ≤，又()00f =，()11f =，故()[]0,1f x ∈，反证法：若存在[]00,1x ∈，使0>20成立，对于1,12x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，()1f x ≤，而21x ≥，此时不存在01,12x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦使0>20成立；对于10,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭，若存在010,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭使0>20成立，则()()()002f f x f x ≥，而[)020,1x ∈，则()()()()000022f x f x f x f x ≥+=，即0≥20>40，由()[)00,1f x ∈，依次类推，必有[)0,1∈t ，0()2nf t x >且*n ∈N 趋向于无穷大，此时()[0,1)f t ∈，而02nx 必然会出现大于1的情况，与>20矛盾，所以在10,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上也不存在010,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭使0>20成立，综上，对任意[]0,1x ∈，都有()2f x x ≤成立，故D 正确；故选：ABD.【点睛】关键点点睛：对于D ，应用反证及递归思想推出1,12x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，10,2x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭情况下与假设矛盾的结论.三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分.13.若23(1)()log (1)x x f x x x ⎧≤=⎨>⎩，则(0)(8)f f +=______.【答案】4【解析】【分析】根据分段函数解析式计算可得.【详解】因为23(1)()log (1)x x f x x x ⎧≤=⎨>⎩，所以()0031f ==，()32228log 8log 23log 23f ====，所以(0)(8)4f f +=.故答案为：414.已知()f x 是定义在R 上的奇函数，当0x >时，()22xf x x =-，则()()10f f -+＝__________．【答案】1-【解析】【分析】根据()f x 是定义在R 上的奇函数，可得(1)(1)f f -=-，(0)0f =，只需将1x =代入表达式，即可求出(1)f 的值，进而求出(1)(0)f f -+的值．【详解】因为()f x 是定义在R 上的奇函数，可得(1)(1)f f -=-，(0)0f =，又当0x >时，()22xf x x =-，所以12(1)211f =-=，所以(1)(0)101f f -+=-+=-．故答案为：1-【点睛】本题主要考查利用奇函数的性质转化求函数值，关键是定义的灵活运用，属于基础题．15.定义在R 上的偶函数()f x 满足：在[)0,+∞上单调递减，则满足()()211f x f ->的解集________.【答案】()0,1【解析】【分析】利用偶函数，单调性解抽象不等式【详解】因为()f x 为定义在R 上的偶函数，且在[)0,+∞上单调递减，所以()()()()211211f x f fx f ->⇔->，所以2111211x x -<⇔-<-<，即01x <<，故答案为：()0,116.设函数31()221x f x =-+，正实数,a b 满足()(1)2f a f b +-=，则2212b aa b +++的最小值为______.【答案】14##0.25【解析】【分析】首先推导出()()2f x f x +-=，再说明()f x 的单调性，即可得到1a b +=，再由乘“1”法及基本不等式计算可得.【详解】因为31()221x f x =-+，所以3132()221221xx xf x --=-=-++，所以331()()22221221x x x f x f x +-=-+-=++，又21x y =+在定义域R 上单调递增，且值域为()1,+∞，1y x =-在()1,+∞上单调递增，所以31()221x f x =-+在定义域R 上单调递增，因为正实数,a b 满足()(1)2f a f b +-=，所以10a b +-=，即1a b +=，所以()()222211212412b a b a a b a b a b ⎛⎫⎡⎤+=++++ ⎪⎣⎦++++⎝⎭()()2222211412b b a a b a a b ⎡⎤++=+++⎢⎥++⎣⎦()()22222111124444b a b a ab a b ⎡⎢≥++=++=+=⎢⎣，当且仅当()()222112b b a a a b ++=++，即35a =，25b =时取等号，所以2212b a a b +++的最小值为14.故答案为：14四、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.计算下列各式的值.（1）20.5233727228)9643-⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭（2）2log 3223(lg5)lg2lg50log 3log 22+⨯+⋅+【答案】（1）229（2）5【解析】【分析】（1）根据指数幂的运算法则计算可得；（2）根据对数的运算性质及换底公式计算可得.【小问1详解】20.5233727229643-⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭2223333212139245-⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦2323332521334⎛⎫⨯- ⎪⨯⎝⎭⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭5162221399=+-+=.【小问2详解】2log 3223(lg5)lg2lg50log 3log 22+⨯+⋅+()210lg 3lg 2(lg 5)lg lg 10535lg 2lg 3⎛⎫=+⨯⨯+⋅+ ⎪⎝⎭()()2(lg5)1lg51lg513=+-⨯+++()()22lg 51lg 5135=+-++=.18.设全集为R ，已知集合{}2|280A x R x x =∈--≤，(){}2|550B x R x m x m =∈-++≤.（1）若3m =，求A B ，R A ð；（2）若R B A ⊆ð，求实数m 的取值范围.【答案】（1）{}25A B x R x ⋃=∈-≤≤；{2R A x x =<-ð或}4x >；（2）4m >.【解析】【分析】（1）先解不等式求出集合A ，B ，根据补集的概念，以及并集的概念，即可得出结果；（2）由（1）得出R A ð，再对m 分类讨论，即可得出结果.【详解】（1）因为{}{}228024A x R x x x R x =∈--≤=∈-≤≤，则{2R A x x =<-ð或}4x >；若3m =，则{}{}2815035B x R x x x R x =∈-+≤=∈≤≤，所以{}25A B x R x ⋃=∈-≤≤.（2）由（1）{2R A x x =<-ð或}4x >，()(){}|50B x R x x m =∈--≤，当5m =时，则{5}B =，满足R B A ⊆ð；当5m >时，则[5,]B m =，满足R B A ⊆ð；当5m <时，则[,5]B m =，为使R B A ⊆ð，只需4m >，所以45m <<.综上，4m >.19.为了节能减排，某农场决定安装一个可使用10年旳太阳能供电设备．使用这种供电设备后，该农场每年消耗的电费C （单位：万元）与太阳能电池面积x （单位：平方米）之间的函数关系为4,0105(),10m xx C x m x x-⎧≤≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩，（m 为常数），已知太阳能电池面积为5平方米时，每年消耗的电费为12万元．安装这种供电设备的工本费为0.5x （单位：1万元），记()F x 为该农场安装这种太阳能供电设备的工本费与该农场10年消耗的电费之和（1）写出()F x 的解析式；（2）当x 为多少平方米时，()F x 取得最小值？最小值是多少万元？【答案】（1）1607.5,010()8000.5,10x x F x x x x-≤≤⎧⎪=⎨+>⎪⎩；（2）40平方米，最小值40万元.【解析】【分析】（1）根据给定的条件，求出m 值及()C x 的解析式，进而求出()F x 的解析式作答.（2）结合均值不等式，分段求出()F x 的最小值，再比较大小作答.【小问1详解】依题意，当5x =时，()12C x =，即有45125m -⨯=，解得80m =，则804,0105()80,10xx C x x x -⎧≤≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩，于是得1607.5,010()10()0.58000.5,10x x F x C x x x x x -≤≤⎧⎪=+=⎨+>⎪⎩，所以()F x 的解析式是1607.5,010()8000.5,10x x F x x x x-≤≤⎧⎪=⎨+>⎪⎩.【小问2详解】由（1）知，当010x ≤≤时，()1607.5F x x =-在[0,10]上递减，min ()(10)85F x F ==，当10x >时，800()402x F x x =+≥=，当且仅当8002x x =，即40x =时取等号，显然4085<，所以当x 为40平方米时，()F x 取得最小值40万元.【点睛】方法点睛：在求分段函数的最值时，应先求每一段上的最值，然后比较得最大值、最小值．20.已知函数1()2(R)2xx m f x m -=-∈是定义在R 上的奇函数.（1）求m 的值；（2）根据函数单调性的定义证明()f x 在R 上单调递增；（3）设关于x 的函数()()()9143xxg x f m f =++-⋅有零点，求实数m 的取值范围.【答案】（1）2m =（2）证明见解析（3）(],3-∞【解析】【分析】（1）由奇函数性质(0)0f =求得参数值，再验证符合题意即可；（2）根据单调性的定义证明；（3）令()0g x =，结合()f x 的单调性得到9431x x m +=⋅-，参变分离可得1943x x m =-+-⨯，依题意可得关于x 的方程1943x x m =-+-⨯有解，令()1943xxh x =-⨯+-，则y m =与()y h x =有交点，利用换元法求出()h x 的值域，即可得解.【小问1详解】因为1()2(R)2xxm f x m -=-∈是定义在R 上的奇函数，所以(0)1(1)0f m =--=，解得2m =，当2m =时，1()2222xx xx f x -=-=-，满足()()f x f x -=-，()f x 是奇函数，所以2m =；【小问2详解】由（1）可得1()22x x f x =-，设任意两个实数12,R x x ∈满足12x x <，则1212121212111()()22(22)(1)2222xx x x x x x x f x f x -=--+=-+⋅，∵12x x <，∴12022x x <<，1211022x x +>⋅，∴12())0(f x f x -<，即12()()f x f x <，所以()f x 在R 上为单调递增；【小问3详解】令()0g x =，则()()9143xxf m f +=--⋅，又()f x 是定义在R 上的奇函数且单调递增，所以()()1943xxf m f +=⋅-，则9431x x m +=⋅-，则1943x x m =-+-⨯，因为关于x 的函数()()()9143xxg x f m f =++-⋅有零点，所以关于x 的方程1943x x m =-+-⨯有解，令()1943xxh x =-⨯+-，则y m =与()y h x =有交点，令3x t =，则()0,t ∈+∞，令()214H t t t +--=，()0,t ∈+∞，则()()222314H t t t t +-==---+，所以()H t 在()0,2上单调递增，在()2,+∞上单调递减，所以()(],3H t ∈-∞，所以()(],3h x ∈-∞，则(],3m ∈-∞，即实数m 的取值范围为(],3-∞.21.设R a ∈，已知函数()y f x =的表达式为21()log f x a x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.（1）当3a =时，求不等式()1f x >的解集；（2）设0a >，若存在1,12t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，使得函数()y f x =在区间[],2t t +上的最大值与最小值的差不超过1，求实数a 的取值范围.【答案】（1）(,1)(0,)-∞-⋃+∞（2）1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】（1）根据函数的单调性转化为自变量的不等式，解得即可；（2）根据函数的单调性求出最值，根据不等式有解分离参数求取值范围.【小问1详解】当3a =时，21()log 3f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭，不等式()1f x >，即21log 31x ⎛⎫+>⎪⎝⎭，所以132x +>，即10x x +>，等价于()10x x +>，解得1x <-或0x >；所以不等式()1f x >的解集为(,1)(0,)-∞-⋃+∞；【小问2详解】因为0a >，1[,1]2t ∈，所以当[,2]x t t ∈+时，函数1y a x=+为减函数，所以函数()21log f x a x ⎛⎫=+⎪⎝⎭在区间[],2t t +上单调递减，又函数()y f x =在区间[],2t t +上最大值和最小值的差不超过1，所以()()21f t f t -+≤，即2211log ()log ()12a a t t +-+≤+，即222111log ()1log ()log 2()22a a a t t t +≤++=+++所以112()2a a t t +≤++，即存在1[,1]2t ∈使122a t t ≥-+成立，只需min122a t t ⎛⎫≥- ⎪+⎝⎭即可，考虑函数121,[,1]22y t t t =-∈+，221,[,1]22t y t t t -=∈+，令321,2r t ⎡⎤=-∈⎢⎥⎣⎦，213,1,86826r y r r r r r⎡⎤==∈⎢⎥-+⎣⎦+-，设()8g r r r =+，其中31,2r ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，任取123,1,2r r ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，且12r r <，则()()()212121212121888r r g r g r r r r r r r r r ⎛⎫--=+--=- ⎪⎝⎭，因为12r r <，所以210r r ->，因为123,1,2r r ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以2180r r -<，所以()()21g r g r <，所以函数()g r 在31,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减，所以86y r r =+-在31,2r ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦单调递减，所以856,36r r ⎡⎤+-∈⎢⎥⎣⎦，116,8356r r⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦+-，所以13a ≥，所以a 的取值范围为1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.22.已知函数43()21x x f x +=+，函数2()||1g x x a x =-+-.（1）若[0,)x ∈+∞，求函数()f x 的最小值；（2）若对1[1,1]x ∀∈-，都存在2[0,)x ∈+∞，使得()()21f x g x =，求a 的取值范围.【答案】（1）2（2）1313,,44⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭【解析】【分析】（1）首先利用指数运算，化简函数()()421221xx f x =++-+，再利用换元，结合对勾函数的单调性，即可求解函数的最值；（2）首先将函数()f x 和()g x 在定义域的值域设为,A B ，由题意可知B A ⊆，()02g ≥，确定a 的取值范围，再讨论去绝对值，求集合B ，根据子集关系，比较端点值，即可求解.【小问1详解】若[)0,x ∈+∞，()()()()221221442122121x x x x xf x +-++==++-++，因为[)0,x ∈+∞，令212x t =+≥，则()42,2y t t t=+-≥，又因为42y t t=+-在[)2,+∞上单调递增，当2t =，即0x =时，函数取得最小值2；【小问2详解】设()f x 在[)0,+∞上的值域为A ，()g x 在[]1,1-上的值域为B ，由题意可知，B A ⊆，由（1）知[)2,A =+∞，因为()012g a =-≥，解得：3a ≥或3a ≤-，当3a ≥时，且[]11,1x ∈-，则10x a -<，可得()222111111151124g x x a x x x a x a ⎛⎫=-+-=-+-=-+- ⎪⎝⎭，可得()1g x 的最大值为()11g a -=+，最小值为1524g a ⎛⎫=-⎪⎝⎭，即5,14B a a ⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦，可得524a -≥，解得：134a ≥，当3a ≤-时，且[]11,1x ∈-，10x a ->，可得()222111111151124g x x a x x x a x a ⎛⎫=-+-=+--=+-- ⎪⎝⎭，可知，()1g x 的最大值为()11g a =-，最小值为1524g a ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭，即5,14B a a ⎡⎤=---⎢⎥⎣⎦，可得524a --≥，解得：134a ≤-，综上可知，a 的取值范围是1313,,44⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭.【点睛】关键点点睛：本题第二问的关键是求函数()g x 的值域，根据()02g ≥，缩小a 的取值范围，再讨论去绝对值.。

2023-2024学年北京清华大学附属中学昌平学校高一上学期期中数学试题含答案解析

2023-2024学年北京清华大学附属中学昌平学校高一上学期期中数学试题含答案解析

清华附中昌平学校2023—2024第一学期高一年级数学学科期中考试试卷（满分：150分时间：120分钟）考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，只将答题卡交回．第一部分（选择题共40分）一、选择题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项．1.已知集合{}2,1,0,1M =--，{}30N x x =-≤<，则M N ⋂=（）A.{}2,1,0,1-- B.{}0,1 C.{}2- D.{}2,1--2.命题“3x ∃≥，2230x x -+<”的否定是（）A.3x ∀≥，2230x x -+<B.3x ∀≥，2230x x -+≥C.3x ∀<，2230x x -+≥D.3x ∃<，2230x x -+≥3.ac bc <是a b <的（）A.既不充分也不必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.充分必要条件4.下列函数中，在区间()1,+∞上为增函数的是（）A.31y x =-- B.2y x= C.12y x =-+ D.245y x x =-+5.函数3()5f x x =-的零点所在的区间是A.(1,2)B.(2,3)C.(3,4)D.(4,5)6.函数()21xf x x =+的图像大致是（）A.B.C.D.7.已知0,0x y >>，且822x y+=，则x y +的最小值是（）A.9B.12C.15D.188.下列不等式中解集为[]1,3的是（）A.103x x -≤- B.103xx-≥- C.21-≤x D.()()130x x --≥9.将进货单价为80元的商品按90元一个售出时，能卖出400个，已知这种商品每涨价1元，其销售量就要减少20个，为了获得最大利润，每个商品的售价应定为（）A.95元B.100元C.105元D.110元10.设函数()243,01,0x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨->⎪⎩，给出下列四个结论：①函数()f x 的值域是R ；②()()1212,2,x x x x ∀∈-+∞≠，有()()12120f x f x x x ->-；③00x ∃>，使得()()00f x f x -=；④若互不相等的实数123,,x x x 满足()()()123f x f x f x ==，则123x x x ++的取值范围是()3,-+∞．其中，由所有正确结论的序号构成的是（）A .①②③B.①③④C.③④D.②③④第二部分（非选择题共110分）二、填空题共5小题，每小题5分，共25分.11.函数()021y x =-的定义域是____．12.已知()21f x x x +=-，则()f x 的解析式是_____13.若,m n 是方程2310x x +-=的两个实数根，则22m n mn mn +-=______．14.已知1x >，11y x x =+-，则当且仅当x =____时，y 取得最小值____．15.函数()2214112x ax x f x a x x ⎧-+<⎪=⎨⎛⎫--≥ ⎪⎪⎝⎭⎩，若()f x 是R 上的单调递增函数，则实数a 的取值范围是_________.三、解答题共6小题，共85分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程．16.集合{}{}15,121A xx B x a x a =-≤≤=+≤≤-∣∣（1）当4a =时，求A B ⋃：（2）若A B B = ，求实数a 的取值范围；17.关于x 的不等式：()210x a a -++<．（1）若2a =，求不等式的解集，（2）求不等式的解集，18.已知()21x f x x+=．（1）判断函数()f x 的奇偶性，并证明；（2）判断函数()f x 在()1,+∞上的单调性，并证明；（3）求函数()f x 在区间[)5,4--上的值域．19.函数()21ax bf x x +=+是定义在()1,1-上的奇函数，且1225f ⎛⎫= ⎪⎝⎭．（1）求()f x 的解析式：（2）判断()f x 在()1,1-的单调性，并证明；（3）解不等式()()10f t f t -+<20.为响应国家提出的“大众创业，万众创新”的号召，小张同学大学毕业后，决定利用所学专业进行自主创业，经过市场调查，每月生产某大型电子产品x 件，每件产品售价为12万元，需投入月固定成本为6万元，另投入流动成本为()C x 万元，且()91,06491336,6x x C x x x x +<≤⎧⎪=⎨+->⎪⎩．经市场分析，生产的产品当月能全部售完．（注：月利润=月销售收入－固定成本－流动成本）（1）写出月利润()P x （万元）关于月产量x （件）的函数解析式；（2）求月产量为多少件时，小张在这一产品的生产中所获利润最大，并计算出最大利润值．21.新定义：若存在0x 满足00(())f f x x =，且00()f x x ≠，则称0x 为函数()f x 的次不动点.已知函数11,0()1(),11x x a af x x a a a⎧-+≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪-⎩，其中01a <<.（1）当12a =时，判断15是否为函数()f x 的次不动点，并说明理由；（2）求出(())f f x 的解析式，并求出函数()f x 在[0,]a 上的次不动点.清华附中昌平学校2023—2024第一学期高一年级数学学科期中考试试卷（满分：150分时间：120分钟）考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效．考试结束后，只将答题卡交回．第一部分（选择题共40分）一、选择题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项．1.已知集合{}2,1,0,1M =--，{}30N x x =-≤<，则M N ⋂=（）A.{}2,1,0,1-- B.{}0,1 C.{}2- D.{}2,1--【答案】D 【解析】【分析】利用交集的定义可求得集合M N ⋂.【详解】因为集合{}2,1,0,1M =--，{}30N x x =-≤<，则{}2,1M N ⋂=--.故选：D.2.命题“3x ∃≥，2230x x -+<”的否定是（）A.3x ∀≥，2230x x -+<B.3x ∀≥，2230x x -+≥C.3x ∀<，2230x x -+≥D.3x ∃<，2230x x -+≥【答案】B 【解析】【分析】利用含有一个量词的命题的否定规律“改量词，否结论”分析判断即可得解.【详解】解：因为命题“3x ∃≥，2230x x -+<”为存在量词命题，所以其否定为“3x ∀≥，2230x x -+≥”．故选：B ．3.ac bc <是a b <的（）A.既不充分也不必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.充分必要条件【答案】A 【解析】【分析】根据充分条件和必要条件的定义即可得解.【详解】当2,1,1a b c ===-时，,ac bc a b <>，当1,2,1ab c ===-时，,a b ac bc <>，所以ac bc <是a b <的既不充分也不必要条件.故选：A .4.下列函数中，在区间()1,+∞上为增函数的是（）A.31y x =-- B.2y x=C.12y x =-+ D.245y x x =-+【答案】C 【解析】【分析】根据一次函数，反比例函数和二次函数的单调性逐一判断即可.【详解】对于A ，函数31y x =--在()1,+∞上为减函数，故A 不符合；对于B ，函数2y x=在区间()1,+∞上为减函数，故B 不符合；对于C ，当1x >时，函数121y x x =-+=+在区间()1,+∞上为增函数，故C 符合；对于D ，函数()224521y x x x -=+=-+在()1,2上单调递减，在()2,+∞上单调递增，故D 不符合.故选：C.5.函数3()5f x x =-的零点所在的区间是A.(1,2)B.(2,3)C.(3,4)D.(4,5)【答案】A 【解析】【分析】求得f（1）f（2）＜0，根据函数零点的判定定理可得函数f（x）的零点所在的【详解】由函数()35f x x =-可得()11540f =-=-<，()28530f =-=>，故有()()120f f <，根据函数零点的判定定理可得，函数()f x 的零点所在区间为()1,2，故选A ．【点睛】本题主要考查函数的零点的判定定理的应用，属于基本知识的考查．6.函数()21xf x x =+的图像大致是（）A. B.C. D.【答案】B 【解析】【分析】根据题意，得到函数()f 为奇函数，且0x >时，()0f x >，结合选项，即可求解.【详解】由函数()21x f x x =+，可得()()()2211x x f x f x x x --==-=-+-+，所以函数()f x 为奇函数，其图象关于原点对称，又由0x >时，()0f x >，所以函数()f x 图象为B 选项.故选：B.7.已知0,0x y >>，且822x y+=，则x y +的最小值是（）A .9B.12C.15D.18【答案】A【分析】根据基本不等式中“1”的整体代换计算即可.【详解】因为0,0x y >>，且822x y+=，所以()182182110109222y x x y x y x y x y ⎛⎛⎫⎛⎫+=++=++≥+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝，当且仅当82y xx y=，即26x y ==时取等号，所以x y +的最小值是9.故选：A .8.下列不等式中解集为[]1,3的是（）A.103x x -≤- B.103xx-≥- C.21-≤x D.()()130x x --≥【答案】C 【解析】【分析】根据分式不等式和一元二次不等式的解法分别求解即可.【详解】对于A ，由103x x -≤-，得()()13030x x x ⎧--≤⎨-≠⎩，解得13x ≤<，所以不等式103x x -≤-的解集为[)1,3，故A 不符；对于B ，由103xx -≥-，得()()13030x x x ⎧--≥⎨-≠⎩，解得3x >或1x ≤，所以不等式103xx-≥-的解集为{3x x >或}1x ≤，故B 不符；对于C ，由21-≤x ，解得13x ≤≤，所以不等式21-≤x 的解集为[]1,3，故C 符合；对于D ，由()()130x x --≥，解得3x ≥或1x ≤，所以不等式()()130x x --≥的解集为{3x x ≥或}1x ≤，故D 不符.9.将进货单价为80元的商品按90元一个售出时，能卖出400个，已知这种商品每涨价1元，其销售量就要减少20个，为了获得最大利润，每个商品的售价应定为（）A.95元 B.100元 C.105元D.110元【答案】A 【解析】【分析】假设售价在90元的基础上涨x 元，从而得到销售量，进而可以构建函数关系式，利用二次函数求最值的方法求出函数的最值．【详解】解：设售价在90元的基础上涨x 元因为这种商品每个涨价1元，其销售量就减少20个，所以若涨x 元，则销售量减少20x ，按90元一个能全部售出，则按90x +元售出时，能售出40020x -个，每个的利润是908010x x +-=+元设总利润为y 元，则2(10)(40020)202004000y x x x x =+-=-++，对称轴为5x =所以5x =时，y 有最大值，售价则为95元所以售价定为每个95元时，利润最大．故选：A ．函数解析式．10.设函数()243,01,0x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨->⎪⎩，给出下列四个结论：①函数()f x 的值域是R ；②()()1212,2,x x x x ∀∈-+∞≠，有()()12120f x f x x x ->-；③00x ∃>，使得()()00f x f x -=；④若互不相等的实数123,,x x x 满足()()()123f x f x f x ==，则123x x x ++的取值范围是()3,-+∞．其中，由所有正确结论的序号构成的是（）A.①②③B.①③④C.③④D.②③④【答案】B 【解析】【分析】通过作出函数的简图，即可对①②项进行判断，对于③可以作出抛物线关于y 轴的对称图像与函数在y 轴右侧部分的交点情况判断即可，对于④可以作出符合题意的直线，通过对称性计算得出.【详解】根据函数解析式，作出函数的简图如图.在①中，由图易得函数()f x 的值域是R ，故①正确；在②中，由图易得函数()f x 在(2,0]-上为增函数，在(0,)+∞上为增函数，但在0x =处，图像左高右低，因而不能说函数()f 在()2,-+∞上为增函数，故②错误；③因00x >，故00,x -<于是2000()43f x x x -=-+，其对应的图像与函数1,(0)y x x=->的图像有交点，即00x ∃>，使得()()00f x f x -=，故③正确；④如图作一条与函数()f x 有三个交点且与x 轴平行的直线，不妨假设123x x x ,<<利用对称性知：122(2)4,x x +=⨯-=-而31,x >故必有123 3.x x x ++>-故④正确.故选：B.第二部分（非选择题共110分）二、填空题共5小题，每小题5分，共25分.11.函数()021y x =-的定义域是____．【答案】2132x x x ⎧⎫<≠⎨⎩⎭且【解析】【分析】根据已知函数即可求出函数的定义域.【详解】由题意，在()021y x =-中，230210x x ->⎧⎨-≠⎩，解得：23x <且12x ≠-，故答案为：2132x x x ⎧⎫<≠⎨⎩⎭且.12.已知()21f x x x +=-，则()f x 的解析式是_____【答案】()232f x x x =-+【解析】【分析】利用换元法计算可得.【详解】因为()21f x x x +=-，令1t x =+，则1x t =-，所以()()()221132f t t t t t =---=-+，所以()232f x x x =-+.故答案为：()232f x x x =-+13.若,m n 是方程2310x x +-=的两个实数根，则22m n mn mn +-=______．【答案】4【解析】【分析】根据题意结合韦达定理运算求解.【详解】若,m n 是方程2310x x +-=的两个实数根，则31m n mn +=-⎧⎨=-⎩，所以()2214+-=+-=m n mn mn mn m n .故答案为：4.14.已知1x >，11y x x =+-，则当且仅当x =____时，y 取得最小值____．【答案】①.2②.3【解析】【分析】由基本不等式可得答案.【详解】由题，11111311y x x x x =+=-++≥+=--.当且仅当111x x -=-，即2x =时取等号.故答案为：2；315.函数()2214112x ax x f x a x x ⎧-+<⎪=⎨⎛⎫--≥ ⎪⎪⎝⎭⎩，若()f x 是R 上的单调递增函数，则实数a 的取值范围是_________.【答案】81,5⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【解析】【分析】分段函数在R 上的单调递增，只需要保证第一段和第二段都是递增的，而且在临界值时左端要小于或等于右端；即要保证：二次函数在1x <时递增则对称轴大于等于1：即1a >，一次函数递增则要求402a->;再需要保证当1x =时12412a a -+≤--便可求出a 的范围.【详解】因为()f x 是(),-∞+∞上的增函数，所以14021232a a a a ⎧⎪≥⎪⎪->⎨⎪⎪-+≤-⎪⎩,解得1885a a a ⎧⎪≥⎪<⎨⎪⎪≤⎩，取交集得a 的取值范围是81,5⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故答案为:81,5⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题主要考查函数的单调性的性质，函数在R 上的函数单调性，特别要注意临界位置的大小关系，很多学生容易忽略这点.三、解答题共6小题，共85分．解答应写出文字说明，演算步骤或证明过程．16.集合{}{}15,121A xx B x a x a =-≤≤=+≤≤-∣∣（1）当4a =时，求A B ⋃：（2）若A B B = ，求实数a 的取值范围；【答案】（1）{}|17⋃=-≤≤A B x x （2）{}|3a a ≤【解析】【分析】（1）根据并集运算求解；（2）由题意可得B A ⊆，分B =∅和B ≠∅两种情况，结合包含关系运算求解.【小问1详解】若4a =，则{}57=≤≤∣B xx ，所以{}|17⋃=-≤≤A B x x .【小问2详解】若A B B = ，则B A ⊆，当B =∅，则121a a +>-，解得2a <，符合题意；当B ≠∅，则12111215a a a a +≤-⎧⎪+≥-⎨⎪-≤⎩，解得23a ≤≤；综上所述：实数a 的取值范围{}|3a a ≤.17.关于x 的不等式：()210x a x a -++<．（1）若2a =，求不等式的解集，（2）求不等式的解集，【答案】（1）{}12x x <<（2）答案见解析【解析】【分析】（1）根据一元二次不等式的解法计算即可；（2）分1a =，1a >和1a <三种情况讨论即可.【小问1详解】若2a =，则2320x x -+<，解得12x <<，所以不等式的解集为{}12x x <<；【小问2详解】由()210x a x a -++<，得()()10x a x --<，对应方程的根为12,1x a x ==，当1a =时，不等式的解集为∅；当1a >时，不等式的解集为{}1x x a <<；当1a <时，不等式的解集为{}1x a x <<.18.已知()21x f x x+=．（1）判断函数()f x 的奇偶性，并证明；（2）判断函数()f x 在()1,+∞上的单调性，并证明；（3）求函数()f x 在区间[)5,4--上的值域．【答案】（1）奇函数，证明见解析（2）增函数，证明见解析（3）2617,54⎡⎫--⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】（1）根据函数奇偶性的定义判断即可；（2）利用作差法求证即可；（3）根据函数的单调性即可得解.【小问1详解】函数()21x f x x +=的定义域为{}0x x ≠，关于原点对称，因为()()21x f x f x x+-==--，所以函数()f x 为奇函数；【小问2详解】函数()f x 在()1,+∞上是增函数，()211x f x x x x+==+，任取121x x <<，则()()21212111f x f x x x x x ⎛⎫-=+-+ ⎪⎝⎭()()2121212121212121111x x x x x x x x x x x x x x x x ---=-+-=--=，因为121x x <<，所以2121210,1,10x x x x x x ->>->，所以()()210f x f x ->，即()()21f x f x >，所以函数()f x 在()1,+∞上是增函数；【小问3详解】因为函数()f x 在()1,+∞上单调递增，且函数()f x 为奇函数，所以函数()f x 在(),1-∞-上单调递增，即函数()f x 在[)5,4--上是增函数，所以()()()54f f x f -≤<-，即()261754f x -≤<-，所以函数()f x 在区间[)5,4--上的值域为2617,54⎡⎫--⎪⎢⎣⎭．19.函数()21ax bf x x+=+是定义在()1,1-上的奇函数，且1225f ⎛⎫= ⎪⎝⎭．（1）求()f x 的解析式：（2）判断()f x 在()1,1-的单调性，并证明；（3）解不等式()()10f t f t -+<【答案】（1）()21xf x x =+，()1,1x ∈-（2）单调递增，理由见解析（3）10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】【分析】（1）由()00f =和1225f ⎛⎫= ⎪⎝⎭求出答案；（2）利用定义法证明函数单调性；（3）根据函数奇偶性和单调性，结合定义域得到不等式，求出解集.【小问1详解】由题意得()20010bf ==+，解得0b =，112212514af ⎛⎫== ⎪⎝⎭+，解得1a =，故()21xf x x=+，()1,1x ∈-；【小问2详解】()f x 在()1,1-的单调递增，利用见解析()12,1,1x x ∀∈-，且12x x <，则()()()()()()()()221212121211222112222222121212111111x x x x x x x x x x x x x x f x f x x x x x x x ---+---=-==++++++()()()()12122212111x x x x x x --=++，因为()12,1,1x x ∀∈-且12x x <，所以120x x -<，1210x x ->，故()()()()()()12121222121011x x x x f x f x x x ---=<++，所以()()12f x f x <，故()f x 在()1,1-的单调递增；【小问3详解】因为()21xf x x=+是定义在()1,1-上的奇函数，故()()()()()101f t f t f t f t f t -+<⇒-<-=-，由（2）可知，()f x 在()1,1-的单调递增，故111111t t t t -<-⎧⎪-<-<⎨⎪-<<⎩，解得102t <<，不等式的解集为10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭20.为响应国家提出的“大众创业，万众创新”的号召，小张同学大学毕业后，决定利用所学专业进行自主创业，经过市场调查，每月生产某大型电子产品x 件，每件产品售价为12万元，需投入月固定成本为6万元，另投入流动成本为()C x 万元，且()91,06491336,6x x C x x x x +<≤⎧⎪=⎨+->⎪⎩．经市场分析，生产的产品当月能全部售完．（注：月利润=月销售收入－固定成本－流动成本）（1）写出月利润()P x （万元）关于月产量x （件）的函数解析式；（2）求月产量为多少件时，小张在这一产品的生产中所获利润最大，并计算出最大利润值．【答案】（1）()37,064930,6x x P x x x x -<≤⎧⎪=⎨--+>⎪⎩（2）月产量为7件时，获利润最大，利润最大为16（万元）【解析】【分析】（1）由题意可得()()126P x x C x =--，进而可得出答案；（2）分06x <≤和6x >两种情况讨论，结合基本不等式即可得解.【小问1详解】由题意可得()()126P x x C x =--，所以()37,064930,6x x P x x x x -<≤⎧⎪=⎨--+>⎪⎩；【小问2详解】当06x <≤时，()()max 611P x P ==（万元），当6x >时，()49303016P x x x =--+≤-+=（万元），当且仅当49x x=，即7x =时，取等号，综上所述，月产量为7件时，获利润最大，利润最大为16（万元）.21.新定义：若存在0x 满足00(())f f x x =，且00()f x x ≠，则称0x 为函数()f x 的次不动点.已知函数11,0()1(),11x x a af x x a a x a ⎧-+≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪-⎩，其中01a <<.（1）当12a =时，判断15是否为函数()f x 的次不动点，并说明理由；（2）求出(())f f x 的解析式，并求出函数()f x 在[0,]a 上的次不动点.【答案】（1）15是函数()f x 的次不动点，理由见解析（2）()()()()2222222211,0111,11,21,21(1)1x x a a a ax a a x a a a f f x x a a x a a a a a x a a a x a a ⎧+≤<-⎪-⎪⎪-+-≤≤⎪⎪=⎨⎪-+<≤--⎪⎪---<≤⎪--⎪⎩，次不动点为221a a a a -+-.【解析】【分析】写出函数解析式，利用新定义，建立方程，可得答案.【小问1详解】当12a =时，()121,02121,12x x f x x x ⎧-+≤≤⎪⎪=⎨⎪-<≤⎪⎩，则11321555f ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭，因为131555f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，131555f ⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭，所以15是函数()f x 的次不动点.【小问2详解】由101x a a ≤-+≤得2a a x a -≤≤，此时()()1111f f x x a a ⎛⎫=--++ ⎪⎝⎭；由111a x a <-+≤得20x a a ≤<-，此时()()1111f f x x a a a ⎛⎫=-+- ⎪-⎝⎭；由()101x a a a ≤-≤-得22a x a a ≤≤-，此时()()()1111f f x x a a a ⎛⎫=--+ ⎪-⎝⎭；由()111a x a a <-≤-得221a a x -<≤，此时()()()1111f f x x a a a a ⎛⎫=-- ⎪--⎝⎭；所以()()()()2222222211,0111,121,21(1)1x x a a a ax a a x a a a f f x x a a x a a a a ax a a a x a a ⎧+≤<-⎪-⎪⎪-+-≤≤⎪⎪=⎨⎪-+<≤--⎪⎪---<≤⎪--⎪⎩当20x a a ≤<-时，由()()211f f x x x a a =+=-得221a a x a a-=+-，此时2222222111a a a a a a f a a a aa a ⎛⎫---=≠ ⎪+-+-+-⎝⎭，所以221a a x a a -=+-是函数()f x 的次不动点；当2a a x a -≤≤时，由()()2111f f x x x a a =-+=得1ax a=+，此时11a a f a a ⎛⎫=⎪++⎝⎭，所以1a x a =+不是函数()f x 的次不动点；综上可知函数()f x 在[]0,a 上的次不动点为221a a a a-+-.。

2024-2025学年酒泉市高一数学上学期期中考试卷及答案解析

2024-2025学年酒泉市高一数学上学期期中考试卷及答案解析

2024—2025学年高一上学期期中考试数学试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上.2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效.3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.考试时间120分钟，满分150分一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40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. 已知集合3{|5}A x x =<，{3,1,0,2,3}B =--，则A B = （ ）A. {1,0}- B. {2,3} C. {1,0,2}- D. {3,1,0}--【答案】D 【解析】【分析】求出集合{A x x =，再利用交集运算即可求解.【详解】由题意可得集合{A x x =，因为12<<，且{3,1,0,2,3}B =--，则{}3,1,0A B ⋂=--，故D 正确.故选：D.2. 下列命题中正确的是（ ）A. 若0a b >>，则22a b > B. 若a b <，则22ac bc <C. 若a b <，则11a b> D. 若a b >，则ac bc>【答案】A 【解析】【分析】根据不等式的性质判断A ；举反例判断BCD.【详解】对于选项A ：若0a b >>，由不等式性质可得22a b >，故A 正确；的对于选项BD ：例如0c =，可得220ac bc ==，0ac bc ==，故BD 错误；对于选项C ：利用1,1a b =-=，可得111,1a b =-=，即11a b<，故C 错误；故选：A.3. 已知命题2:,230p x ax x ∀∈++>R 为真命题，则实数a 的取值范围是（ ）A. 1|02a a ⎧⎫<≤⎨⎬⎩⎭ B. 1|03a a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭ C. 1|3a a ⎧⎫≥⎨⎬⎩⎭ D. 1|3a a ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭【答案】D 【解析】【分析】问题转化为不等式2230ax x ++>的解集为R ，根据一元二次不等式解集的形式求参数的值.【详解】因为命题2:,230p x ax x ∀∈++>R 为真命题，所以不等式2230ax x ++>的解集为R .所以：若0a =，则不等式2230ax x ++>可化为230x +>⇒32x >-，不等式解集不是R ；若0a ≠，则根据一元二次不等式解集的形式可知：20Δ2120a a >⎧⎨=-<⎩⇒13a >.综上可知：13a >故选：D4. 已知函数()235,1,28,1,x x f x x x +≤⎧=⎨-+>⎩则()()2f f 的值为（ ）A. 4 B. 5 C. 8 D. 0【答案】B 【解析】【分析】根据分段函数的解析式求得正确答案.【详解】因为f (x )=3x +5,x ≤1,−2x 2+8,x >1,所以()222280f =-⨯+=，所以()()()203055ff f ==⨯+=.故选：B5. 下列函数中，既是奇函数又在区间()0,∞+上单调递增的是（ ）A. ()1f x x=B. ()exf x =C. ()2f x x = D. ()1f x x x=-【答案】D 【解析】【分析】由常见函数的函数图像即可判断奇偶性和在区间()0,∞+上的单调性，即可得出结论.【详解】函数()1f x x=是奇函数，在区间()0,∞+上单调递减，故A 不符合题意；函数()e xf x =是非奇非偶函数，在区间()0,∞+上单调递增，故B 不符合题意；函数()2f x x =是偶函数，在区间()0,∞+上单调递增，故C 不符合题意；函数()1f x x x=-的定义域为()(),00,-∞+∞ ，且满足()()1f x x f x x -=-+=-，又函数y x =和1y x =-均在区间()0,∞+上单调递增，所以函数()1f x x x =-在区间()0,∞+上单调递增，即函数()1f x x x=-既是奇函数，又在区间()0,∞+上单调递增，符合题意.故选：D.6. 已知定义在R 上的函数()f x 满足()()0f x f x -+=，且当0x ≤时，()22x af x =+，则()1f =（ ）A. 2 B. 4C. 2-D. 4-【答案】A 【解析】【分析】利用题意结合奇函数的定义判断()f x 是奇函数，再利用奇函数的性质求解即可.【详解】因为定义在R 上的函数()f x 满足()()0f x f x -+=，所以()f x 是奇函数，且()00f =，故0202a+=，解得2a =-，故当0x ≤时，()222x f x =-+，由奇函数性质得()()11f f =--，而()121222f --=-+=-，故()()112f f =--=，故A 正确.故选：A7. 已知2345a ⎛⎫= ⎪⎝⎭，3423b ⎛⎫= ⎪⎝⎭，5349c ⎛⎫= ⎪⎝⎭，则a ，b ，c 的大小关系是（ ）A. a b c >>B. b a c >>C. a c b >>D. c a b>>【答案】A 【解析】【分析】根据幂函数、指数函数的单调性判定大小即可.【详解】易知3362555422933c ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫===⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦，又23xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭定义域上单调递减，36145<<，所以23b c >>，易知()230y xx =>单调递增，432543>>，则223334422533a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=>>= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，综上a b c >>.故选：A8. 函数()1,4,11x x f x x x x ⎧+≤⎪=⎨+>⎪-⎩的值域为（ ）A. [)5,5,4⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦B. 5,54⎡⎤⎢⎥⎣⎦C. [)3,4,4⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦ D. 3,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】A 【解析】【分析】由分段函数解析式，利用换元法可求得1x ≤时函数()f x 的值域为5,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦，再由基本不等式可求得当1x >时，函数()f x 的值域为[)5,+∞，即可得出结论.【详解】根据题意当1x ≤时，()f x x =t =，可得[)0,t ∈+∞，所以21x t =-，因此可得()2215124f t t t t ⎛⎫=-++=--+ ⎪⎝⎭；由二次函数性质可得当12t =，即34x =时，()1f x x x =≤取得最大值54，此时()1f x x x =+≤的值域为5,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦；当1x >时，()44111511f x x x x x =+=-++≥+=--，当且仅当411x x -=-，即3x =时，等号成立；此时()4,11f x x x x =+≥-的最小值为5，因此()4,11f x x x x =+≥-的值域为[)5,+∞；综上可得，函数()f x 的值域为[)5,5,4⎛⎤-∞+∞ ⎥⎝⎦.故选：A【点睛】关键点点睛：本题关键在于利用分段函数()f x 的解析式，由各段的函数性质利用换元法和基本不等式即可求得函数值域.二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9. 下列说法正确的有（ ）A. “1a >”是“11a<”的充分不必要条件B. 命题“21,1x x ∀<<”的否定是“1x ∃≥，21x ≥”C. 若a b >，则22a b c c >D. 若0a >，0b >，且41a b +=，则11a b+的最小值为9【答案】ACD 【解析】【分析】根据充分和必要条件，全称量词命题的否定、不等式、基本不等式等知识对选项进行分析，从而确定正确答案.【详解】选项A ，若1a >，则11a <；若11a<，则a 有可能是负数，此时1a >不成立，故“1a >”是“11a<”的充分不必要条件，正确，符合题意；选项B ，命题“1x ∀<，21x <”的否定是“21,1x x ∃<≥”，错误，不符合题意；选项C ，若a b >，则22a b c c>，正确，符合题意；选项D ，若0a >，0b >，且41a b +=，则()1111441459b a a b a b a b a b ⎛⎫+=++=+++≥+= ⎪⎝⎭，当且仅当4b a a b =，即13a =，16b =时，取等号，故11a b+的最小值为9，正确，符合题意.故选：ACD10. 已知()f x 是定义在R 上的奇函数，且当0x ≥时，()22f x x x =-，则下列结论正确的是（ ）A. ()f x 的单调递增区间为(),1∞--和()1,+∞B. ()0f x =有3个根C. ()0xf x <的解集为()()2,00,2-⋃D. 当0x <时，()22f x x x=-+【答案】ABC 【解析】【分析】先求得0x <时()f x 的解析式判断选项D ；求得()f x 的单调递增区间判断选项A ；求得()0f x =的根的个数判断选项B ；求得()0xf x <的解集判断选项C.【详解】由()f x 是定义在R 上的奇函数知，对任意x ∈R ，()()f x f x -=-.当0x <时，0x ->，又当0x ≥时，()22f x x x =-，所以()()()()2222f x f x x x x x ⎡⎤=--=----=--⎣⎦，故D 错误.由上可知()222,0,2,0,x x x f x x x x ⎧-≥=⎨--<⎩又抛物线22y x x =-的对称轴为直线1x =，开口向上，抛物线22yx x =--的对称轴为直线1x =-，开口向下，结合二次函数的性质知()f x 的单调递增区间为(),1∞--和()1,+∞，故A 正确.由()0f x =可得2020x x x ≥⎧⎨-=⎩或220x x x <⎧⎨--=⎩解之得，0x =或2x =或2x =-，故B 正确.由()0xf x <，可得2020x x x <⎧⎨-->⎩或220x x x >⎧⎨-<⎩解得20x -<<或02x <<，故C 正确.故选：ABC11. 已知函数2,0()2,0x x x f x x ⎧≥=⎨<⎩，则下列判断错误的是（ ）A. ()f x 是奇函数B. ()f x 的图像与直线1y =有两个交点C. ()f x 的值域是[0,)+∞D. ()f x 在区间(,0)-∞上是减函数【答案】AB 【解析】【分析】根据分段函数的解析式及基本初等函数的图象与性质逐一分析即可.【详解】如图所示，作出函数图象，显然图象不关于原点中心对称，故A 不正确；函数图象与直线1y =有一个交点，故B 错误；函数的值域为[0,)+∞，且在区间(,0)-∞上是减函数，即C 、D 正确；故选：AB三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12. 能说明“关于x 的不等式220x ax a -+>在R 上恒成立”为假命题的实数a 的一个取值为_________.【答案】0（答案不唯一）【解析】【分析】将关于x 的不等式220x ax a -+>在R 上恒成立问题转化为0∆<，从而得到a 的取值范围，命题为假命题时a 的取值范围是真命题时的补集，即可得a 的取值.【详解】若不等式220x ax a -+>在R 上恒成立，则()2420a a ∆=--⨯<，解得08a <<，所以该命题为假命题时实数a 的取值范围是08a a ≤≥或，.所以实数a 一个取值为0.故答案为：0（答案不唯一，只要满足“0a ≤或8a ≥”即可）.13. 已知函数()21,02,6,2,x x f x x x ⎧-≤<=⎨-≥⎩则不等式()12f x x >的解集为______.【答案】()1,4【解析】【分析】在同一直角坐标系中，作出函数y =f (x )及12y x =的图象，即可求得不等式()12f x x >的解集.【详解】在同一直角坐标系中，作出函数y =f (x )及12y x =的图象如下：由图可知不等式()12f x x >的解集为(1,4).故答案为：(1,4)14. 已知正数,x y 满足328x y -=，则3x y+的最小值为______.【答案】9【解析】【分析】先根据指数运算求出33x y =+，代入3x y+中，再利用基本不等式可得最小值.【详解】33282x y y -==，可得33x y =+，又0,0x y >>，所以3333239x y y y +=++≥⨯+=，的当且仅当1y y=，即1y =时取得最小值.故答案为：9四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. 设全集R U =，集合{}15A x x =≤≤，集合{}122B x a x a =--≤≤-.（1）若4a =，求A B ，()U A B ⋂ð；（2）若B A ⊆，求实数a 的取值范围.【答案】（1）A ∪B ={x |−9≤x ≤5},(){}U 25A B x x ⋂=<≤ð; （2）13a a ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭.【解析】【分析】（1）根据并集与交集，补集的概念直接计算.（2）根据集合间的包含关系，列不等式，解不等式即可.【小问1详解】因为4a =，所以{}92B x x =-≤≤.因为{}15A x x =≤≤，所以{}95A B x x ⋃=-≤≤.因为R U =，所以{9U B x x =<-ð或}2x >，所以(){}25U A B x x ⋂=<≤ð.【小问2详解】因为B A ⊆.①当B =∅时，满足B A ⊆，此时122a a -->-，解得13a <；②当B ≠∅时，要满足B A ⊆，则121,25,122,a a a a --≥⎧⎪-≤⎨⎪--≤-⎩解得a ∈∅综上所述，实数a 的取值范围是13a a ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭.16. 已知()y f x =在()0,∞+上有意义，单调递增且满足()()()()21,f f xy f x f y ==+．（1）求证：()()22f xf x =；（2）求不等式的()()32f x f x ++≤的解集．.【答案】（1）证明见解析 （2）{}|01x x <≤【解析】【分析】（1）根据条件，通过令y x =，即可证明结果；（2）根据条件得到()()()34f x x f +≤，再利用()f x 在区间()0,∞+上的单调性，即可求出结果.【小问1详解】因为()()()f xy f x f y =+，令y x =，得到()()()()22f x f x f x f x =+=，所以()()22f xf x =.【小问2详解】()()()()()()332224f x f x f x x f f ++=+≤== ，又函数()f x 在区间()0,∞+上单调递增，所以()03034x x x x ⎧>⎪+>⎨⎪+≤⎩，解得01x <≤，所以不等式的()()32f x f x ++≤的解集为{}|01x x <≤.17. 已知函数()21x bf x ax +=+，点()1,5A ，()2,4B 是()f x 图象上的两点.（1）求a ，b 的值；（2）求函数()f x 在[]1,3上的最大值和最小值.【答案】（1）18a b =⎧⎨=⎩（2）max ()5f x =，min 7()2f x =【解析】【分析】（1）把图象上的两点代入函数解析式，由方程组求a ，b 的值；（2）定义法求函数单调性，由单调性求最值.小问1详解】因为点()1,5A ，()2,4B 是()f x 图象上的两点，【所以2514421b a b a +⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩，解得18a b =⎧⎨=⎩.【小问2详解】设1213x x ≤<≤，则()()()()()2112121212628281111x x x x f x f x x x x x -++-=-=++++，因为1213x x ≤<≤，所以210x x ->，()()12110x x ++>，则()()120f x f x ->，即()()12f x f x >，所以函数()281x f x x +=+在[]1,3上单调递减.故()max ()15f x f ==，()min 7()32f x f ==.18. 已知函数()122x f x =+.（1）求()0f 与()2f ，()1f -与()3f 的值；（2）由（1）中求得的结果，猜想f(x)与()2f x -的关系并证明你的猜想；（3）求()()()()()()()2020201901220212022f f f f f f f -+-+⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++的值.【答案】（1））()103f =，()126f =，()215f -=，()1310f = （2）()()122f x f x +-=，证明见解析 （3）40434【解析】【分析】（1）根据题意代入0，2，-1，3求值即可；（2）根据（1）的结果猜想()()122f x f x +-=，计算()()2f x f x +-的值即可证明；（3）根据（2）的结果可得1(2020)(2022)2f f -+=，根据规律计算即可求解.【小问1详解】解：因为()122x f x =+，故11(0)123f ==+，211(2)226f ==+，112(1)225f --==+，311(3)2210f ==+.【小问2详解】解：猜想：()()122f x f x +-=，证明：∵对于任意的x R ∈，都有2221122(2)2222222(22)22x x x x x x f x --====++⨯++∴221()(2)2(22)2x x f x f x ++-==+.故()()122f x f x +-=.【小问3详解】解：由（2）得()()122f x f x +-=，故(2020)(22022)f f -=-，1(2020)(2022)2f f -+=，1(2019)(2021)2f f -+=，所以()()()()()()()2020201901220212022f f f f f f f -+-+⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅++()()()()()()()2020202220192021(1)(3)021f f f f f f f f f =-++-+⋅⋅⋅+-++++1140432021244=⨯+=.19. 已知()f x 满足 ()()()(),f x f y f x y x y +=+∈R ，且0x >时，()0f x < .（1）判断()f x 的单调性并证明；（2）证明：()()f x f x -=-；（3）若()12f =-，解不等式()2260f x x -->．【答案】（1）减函数，证明见解析（2）证明见解析 （3）{|1x x <-或}3x >．【解析】【分析】（1）利用函数的单调性定义证明；（2）采用赋值法探索()f x -与()f x 之间的关系；（3）利用单调性及特殊点的函数值解不等式即可.【小问1详解】()f x 是R 上的减函数，证明如下：对任意12,x x ∈R 且12x x <，则210x x ->，所以()210f x x -<；又()()()1212f x f x x f x +-=即()()()21210f x f x f x x -=-<，所以()()21f x f x <.所以()f x 是R 上的减函数.【小问2详解】由()()()f x f y f x y +=+，令y x =-，得()()()0f x f x f +-=；再令0x =可得()()()000f f f +=⇒()00f =；()()0f x f x ∴-+=即()()f x f x -=-.【小问3详解】()()()()122114f f f f =-⇒=+=-，()()()3216f f f =+=-，()2260f x x ∴-->，即()()()2233f x x f f ->-=-，又()f x 是R 上的减函数，所以223x x -<-⇒2230x x -->，解得：1x <-或3x >，所以不等式的解集为{|1x x <-或}3x >.。

江苏省扬州市2023-2024学年高一上学期期中数学试题含解析

江苏省扬州市2023-2024学年高一上学期期中数学试题含解析

扬州市2023-2024学年度第一学期高一数学期中考试试卷（答案在最后）一､单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40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.若集合{}1,2,3,4M =，{}3,4,5N =，则M N ⋃=（）A.{}1,2 B.{}3,4 C.{}5 D.{}1,2,3,4,5【答案】D 【解析】【分析】根据并集定义求解即可.【详解】因为{}1,2,3,4M =，{}3,4,5N =，所以{}1,2,3,4,5M N ⋃=.故选：D .2.对于命题p ：,20x x ∃∈+≤R ，则命题p 的否定为（）A.,20x x ∃∈+>RB.,20x x ∃∈+≥RC.,20x x ∀∈+≤RD.,20x x ∀∈+>R 【答案】D 【解析】【分析】根据存在量词命题的否定为全称量词命题易求.【详解】根据存在量词命题的否定为全称量词命题知：命题p ：,20x x ∃∈+≤R 的否定为,20x x ∀∈+>R .故选：D3.函数2(21)31f x x x +=-+，则(3)f =（）A.1- B.1C.2- D.2【答案】A 【解析】【分析】由解析式代入计算函数值即可.【详解】设213x +=，得1x =，则(3)1311f =-+=-.故选：A.4.我们知道，任何一个正数N 可以用科学计数法表示成10n N a ⨯＝（110,a n ≤<为正整数），此时()lg lg 0lg 1N n a a =+≤<，当0n ＞时，称N 的位数是1n +.根据以上信息可知603的位数是（）（lg30.47712≈）A.27 B.28C.29D.30【答案】C 【解析】【分析】通过求60lg 3，根据已知估值计算即可求解．【详解】60lg 360lg 3600.4771228.6272280.6272=⋅≈⨯==+，则603的位数是是28129+=．故选：C ．5.若函数()y f x =的图象如下图所示，函数()2y f x =-的图象为（）A. B.C. D.【答案】C 【解析】【分析】利用函数图象的对称变换和平移变换，判断选项.【详解】函数()y f x =的图象关于y 对称可得函数()y f x =-的图象，再向右平移2个单位得函数()2y f x ⎡⎤=--⎣⎦，即()2y f x =-的图象.故选：C.6.已知关于x 的不等式0ax b -≤的解集是[)2,∞+，则关于x 的不等式()2330ax a b x b +--<的解集是（）A.()(),32,-∞-+∞U B.()3,2-C.()(),23,-∞-+∞ D.()2,3-【答案】A 【解析】【分析】由一元一次不等式求得2b a =，且a<0；由此化简二次不等式并求出解集.【详解】由关于x 的不等式0ax b -≤的解集是[)2,∞+，得2b a =且a<0，则关于x 的不等式()2330ax a b x b +--<可化为260x x +->，即()()320x x +->，解得：3x <-或2x >，所求不等式的解集为：()(),32,-∞-+∞U .故选：A.【点睛】本小题主要考查一元一次不等式、一元二次不等式的解法，属于基础题.7.已知函数()f x 为R 上的单调递增函数，()0f =，任意,x y ∈R ，都有()()()1=++f x f y f x y ，则不等式()()2223424+-+->f x x f x x 的解集为（）A.{|1x x <或4}x >B.{}|14<<x xC.{|1x x <-或4}x >D.{}|14x x -<<【答案】B 【解析】【分析】根据题意利用赋值法可得()34f =，将不等式化为()25)3(1>-+-f x x f ，结合函数单调性运算求解.【详解】因为()()()1=++f x f y f x y ，则有：令0x y ==，可得()()()1002==f f f ；令1x y ==，可得()()()3114==f f f ；且不等式()()2223424+-+->f x x f x x 可化为：()25)3(1>-+-f x x f ，又因为函数()f x 为R 上的单调递增函数，则2–513+->x x ，即2540x x -+<，解得14x <<，所以不等式的解集为{}|14<<x x .故选：B.8.若正数a ，b 满足111a b +=，则1911a b +--的最小值为（）A.6B.9C.12D.15【答案】A 【解析】【分析】利用已知等式可得1ab a =-且10a ->；代入所求式子可得基本不等式的形式，利用基本不等式求得最小值.【详解】由111a b +=得：1111a b a a -=-=，即：1a b a =-0b > ，0a >10a ∴->()19191916111111a a ab a a a ∴+=+=-≥------当且仅当()1911a a =--，即43a =时取等号min19611a b ⎛⎫∴+= ⎪--⎝⎭本题正确选项：A【点睛】本题考查利用基本不等式求解和的最小值的问题，关键是能够通过代入消元的方式，整理出符合基本不等式的形式.二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的.全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分）9.下列说法正确的是（）A.若,a b c d >>，则a c b d+>+B.若,0a b c ><，则22a c b c <C.若0a b <<，则22a ab b >>D.若0a b c >>>，则b b c a a c+<+【答案】ACD 【解析】【分析】根据不等式的性质以及作差法逐项分析判断即可.【详解】对于A ，因为,a b c d >>，则0a b ->，0c d ->，所以()()()0a c b d a b c d +-+=-+->，即a c b d +>+，故A 正确；对于B ，由a b >，假设0a b >>，有22a b <，又0c <，所以22a c b c >，故B 错误；对于C ，由0a b <<，可知2a ab >，2ab b >，所以22a ab b >>，故C 正确；对于D ，因为0a b c >>>，所以()()()0c b a b b c ab bc ab ac a a c a a c a a c -++---==<+++，所以b b ca a c+<+，故D 正确.故选：ACD.10.已知()R A B =∅ ð，则下面选项中不成立的是（）A.A B A =B.A B B =C.A B B ⋃=D.A B ⋃=R【答案】ACD 【解析】【分析】通过取特殊集合，依次分析各选项即可.【详解】对于A 选项，由A B A = 得A B ⊂，不妨设{}{}1,0A x x B x x =>=>，则(){}01RA B x x ⋂=<≤≠∅ð，故不满足，故A 选项不成立；对于B 选项，由A B B = 得B A ⊂，显然()R A B =∅ ð，满足，故B 选项正确；对于C 选项，由A B B ⋃=得A B ⊂，由A 选项知其不满足，故C 选项不成立；对于D 选项，由A B ⋃=R ，不妨设{}{}1,0A x x B x x =≤=>，显然(){}1R A B x x ⋂=>≠∅ð，故不满足，故D 选项不成立，故选:ACD.【点睛】方法点睛：通过取特殊集合，依次分析各选项.11.定义在R 上的函数()f x 满足()()()f x f y f x y +=+，则下列说法正确的是（）A.()00f =B.()f x 为奇函数C.()()()f x f y f x y -=-D.()f x 在区间[],m n 上有最大值()f n 【答案】ABC 【解析】【分析】利用赋值法对ABC 进行逐项分析判断即可；对于D 选项，结合题意及函数的特征，可设()f x x =-，即可判断.【详解】对于A ，依题意，取0x y ==，可得()()200f f =，解得()00f =，故A 正确；对于B ，由于函数()f x 的定义域为R ，在()()()f x f y f x y +=+中，取y x =-，可得()()()00f x f x f +-==，所以()()f x f x -=-，则函数()f x 为奇函数，故B 正确；对于C ，取x x y =-，由()()()f x f y f x y +=+可得：()()()f x y f y f x -+=，则有()()()f x f y f x y -=-，故C 正确；对于D ，由于函数()f x 为定义在R 上的奇函数，且()00f =，若()f x x =-，则()f x 在区间[],m n 上单调递减，所以函数()f x 在区间[],m n 上的最大值为()f m ，故D 错误.故选：ABC.12.已知函数()2243,,x mx m x m f x x m x m ⎧-+->=⎨-+≤⎩，则下列说法正确的是（）A.当1m =时，()f x 的单调减区间为][(),12,-∞⋃+∞B.函数()f x 为R 上的单调函数，则0m ≤C.若()()1f x f x ->恒成立，则实数m 的取值范围是1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D.对[)12,,x x m ∀∈+∞，不等式()()121222f x f x x x f ++⎛⎫≥⎪⎝⎭恒成立【答案】BCD 【解析】【分析】对于选项A ，借助一次函数和二次函数的单调性可写出函数的单调区间；对于选项B ，根据函数解析式可判断函数()f x 为R 上的减函数，借助二次函数的单调性列出不等式求解即可；对于选项C ，根据函数()1y f x =-和()y f x =图象之间的关系及()()1f x f x ->恒成立的几何意义可列出不等式进行求解即可；对于选项D ，作差即可比较大小.【详解】对于选项A ，当1m =时，()243,11,1x x x f x x x ⎧-+->=⎨-+≤⎩.因为当()1,x ∈+∞时，函数2=+43y x x --在区间()1,2上单调递增，在区间[)2,+∞上单调递减，函数1y x =-+在区间(]1-∞，上单调递减，所以当1m =时，()f x 的单调减区间为(],1-∞和[)2,+∞，故选项A 错误；对于选项B ，因为函数y x m =-+为减函数，函数2243y x mx m =-+-的图象开口向下，对称轴为直线2x m =.所以要使函数()f x 为R 上的单调函数，须使函数2243y x mx m =-+-在区间(),m +∞上单调递减，即满足2m m ≤，解得0m ≤.故选项B 正确对于选项C ，因为函数()1y f x =-的图象是由函数()y f x =图象向右平移1个单位后得到的，()()1f x f x ->恒成立表示的几何意义是函数()1y f x =-的图象恒在函数()y f x =图象的上方.当0m ≤时函数()f x 为R 上减函数，符合题意；当0m >时，函数()f x 在区间(],m -∞和[)2,m ∞+上递减，在区间(),2m m 上递增.令()0f x =得x m =或3x m =，由图象平移可得31m m -<，解得12m <，故选项C 正确；对于选项D ，因为对[)12,,x x m ∀∈+∞，()22222121212112212243232224x x x x x x x x x x f m m m x x m ++++⎛⎫⎛⎫=-+⋅-=-++- ⎪ ⎪⎝⎭⎭+⎝()()()()()22222211221221212434323222x mx m x mx m f x f x xx m x x m -+-+-+-+==-++-+，所以()()()2221212121122202244f x f x x x x x x x x x f +-+-⎛⎫-==≥ ⎪⎝⎭+，即不等式()()121222f x f x x x f ++⎛⎫≥⎪⎝⎭恒成立，故选项D 正确.故选：BCD.三､填空题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）13.函数0y =的定义域为__________.【答案】()()1,22,-+∞ 【解析】【分析】根据给定的函数有意义，列出不等式求解作答.【详解】依题意，要使函数有意义，自变量x的取值必须满足20100x x -≠⎧⎪+≥⎨≠，解得：1x >-且2x ≠，所以函数0y =的定义域为：()()1,22,-+∞ .故答案为：()()1,22,-+∞ .14.已知,R a b ∈，则“0ab =”是“220a b +=”的__________条件（填充“充分不必要条件､必要不充分､充要条件､既不充分又不必要条件”）【答案】必要不充分【解析】【分析】根据充分、必要条件的知识确定正确答案.【详解】因为000a ab b =⎧=⇒⎨=⎩或00a b =⎧⎨≠⎩或0a b ≠⎧⎨=⎩，2200a b a b +=⇒==，所以“0ab =”是“220a b +=”的必要不充分条件.故答案为：必要不充分.15.已知函数()28f x x kx =--在()5,6上具有单调性，则实数k 的取值范围是________.【答案】(][),1012,-∞⋃+∞【解析】【分析】利用二次函数单调性，比较对称轴与区间的位置关系即可解得实数k 的取值范围是(][),1012,-∞⋃+∞.【详解】由题意可知，二次函数()28f x x kx =--的对称轴为2k x =，若()f x 在()5,6上单调递增可知52kx =≤，解得10k ≤；若()f x 在()5,6上单调递减可知62kx =≥，解得12k ≥；所以实数k 的取值范围是(][),1012,-∞⋃+∞.故答案为：(][),1012,-∞⋃+∞16.有同学发现：函数()y f x =的图像关于点(),P a b 成中心对称图形的充要条件是()()2f x a f a x b ++-=.根据以上结论，则函数()323f x x x =-的对称中心是__________；若n 为正整数，则()()()()()()12012f n f n f n f f f n -+-++-+++++++= __________.【答案】①.()1,2-②.46n --【解析】【分析】设出函数()f x 的对称中心是(),a b ，根据()()2f x a f a x b ++-=列出方程，即可求得对称中心是()1,2-；根据对称中心可得()()114f x f x ++-=-，那么原式可化为()()()()211f n f n n f ⎡⎤-++⋅++⎣⎦，代入求解即可.【详解】设函数()323f x x x =-的对称中心是(),a b ，则323b a a =-，因为()()2f x a f a x b ++-=，所以有()()()()32323233226x a x a a x a x b a a +-++---==-，整理得：322232266626a ax x a a a +--=-，即()22266660ax x a x -=-=，所以1a =，则2b =-，故函数()323f x x x =-的对称中心是()1,2-；因为()323f x x x =-的对称中心是()1,2-，依题意有()()114f x f x ++-=-，则()()()()()()12012f n f n f n f f f n -+-++-+++++++ ()()()()()()()211021f n f n f n f n f f f ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-+++-+++++++⎣⎦⎣⎦⎣⎦ ()()411n f =-++46n =--.故答案为：()1,2-，46n --.四､解答题（本大题共6小题，共70分，解答时应写出文字说明､证明过程或演算步骤）17.（1）已知lg 2m =，lg3n =，试用,m n 表示5log 12；（2）已知13x x -+=（01x <<），求221122x x x x--++．【答案】（1）52log 121m n m +=-；（2）755.【解析】【分析】（1）利用换底公式即可求解.（2）利用指数的运算即可求解.【详解】（1）由换底公式得5lg122lg 2lg32log 12lg51lg 21m nm++===--．（2）由于112122()25x x x x --+=++=，且01x <<，所以1122x x -+=；又22122()2327x x x x --+=+-=-=；所以2211225x x x x--+==+．18.设全集U =R ，集合2205x A xx ⎧⎫-=>⎨⎬-⎩⎭.（1）当命题p :R x ∃∈,2230x x a -+=为真命题时，实数a 的取值集合为B ，求A B ⋂；（2）已知集合()2,12C a a =-+，若“x A ∈”是“x C ∈”的充分不必要条件，求实数a 的取值范围.【答案】（1）31,2⎛⎤ ⎥⎝⎦（2）[)2,+∞【解析】【分析】（1）依题意，可知方程有解，由0∆≥可求出集合B ，然后解分式不等式求出集合A ，再利用交集的运算求解即可；（2）由已知可确定A 真包含于C ，根据集合的包含关系，列出不等式求解即可.【小问1详解】依题意，方程2230x x a -+=有解，则()22340a ∆=--⋅≥恒成立，解得：3322a -≤≤，所以集合3322B a a ⎧⎫=-≤≤⎨⎩⎭，又因为()(){}22022505x A x x x x x ⎧⎫-=>=--<⎨⎬-⎩⎭，所以{}15A x x =<<，所以31,2A B ⎛⎤= ⎥⎝⎦ .【小问2详解】因为“x A ∈”是“x C ∈”的充分不必要条件，所以A 真包含于C ，由（1）知{}15A x x =<<，则集合C ≠∅，又()2,12C a a =-+，则21125212a a a a -≤⎧⎪+≥⎨⎪-<+⎩，解得：2a ≥，所以实数a 的取值范围为：[)2,+∞.19.若正数,a b 满足4,ab a b t t =++∈R ．（1）当0=t 时，求4a b +的最小值；（2）当5t =时，求ab 的取值范围．【答案】（1）25（2）25ab ≥【解析】【分析】（1）根据基本不等式“1”的巧用求解最值即可；（2）根据等式45a b ab +=-，结合基本不等式即可得5ab -≥，解不等式即可得ab 的取值范围．【小问1详解】当0=t 时，有4ab a b =+，即141a b+=所以()1444441725b a a b a b a b a b ⎛⎫+=++=++≥⎪⎝⎭当且仅当44b a a b=，即5,5a b ==时取等号．则4a b +的最小值为25；【小问2详解】当5t =时，有45ab a b =++，则45a b ab +=-因为4a b +≥=所以5ab -≥，50-≥-，解得5≥1≤-（舍）当4a b =时，即5,102a b ==时，等号成立所以25ab ≥．20.已知函数()24x ax f x x++=为奇函数.（1）求实数a 的值；（2）求证：()f x 在区间[)2,+∞上是增函数；（3）若对任意的12,[2,4],x x ∈都有212()()22,f x f x m m -≤--求实数m 的取值范围.【答案】（1）0；（2）证明见解析；（3）(][),13,-∞-⋃+∞.【解析】【分析】（1）先由()()11f f -=-求出0a =，再由定义验证()f x 为奇函数；（2）利用单调性的定义证明()f x 在区间[)2,+∞上是增函数；（3）根据函数的单调性得出()()()()12421f x f x f f -≤-=，再解不等式2221m m --≥，即可得出实数m 的取值范围.【详解】（1）由()f x 为奇函数，定义域为()(),00,-∞+∞ ，可得()()11f f -=-，即()()1414a a --+=-++，解得0a =，此时()4f x x x=+，对任意()(),00,x ∈-∞+∞U ，()()4f x x f x x -=--=-，满足()f x 为奇函数（2）对任意[)12,2,x x ∈+∞，12x x <()()()()()()2112121212121212124444x x x x x x f x f x x x x x x x x x x x ----=+--=-+=由122x x ≤<，可得124x x >，120x x -<，则()()120f x f x -<则()()12f x f x <，则()f x 在区间[)2,+∞上是增函数；（3）由()f x 在区间[)2,+∞上是增函数可得对任意[]12,2,4x x ∈，()()()()12421f x f x f f -≤-=则2221m m --≥，解得1m ≤-或3m ≥，实数m 的取值范围是(][),13,-∞-⋃+∞.21.随着城市居民汽车使用率的增加，交通拥堵问题日益严重，而建设高架道路､地下隧道以及城市轨道公共运输系统等是解决交通拥堵问题的有效措施.某市城市规划部门为提高早晚高峰期间某条地下隧道的车辆通行能力，一般情况下，该隧道内的车流速度v （单位：千米/小时）是车流密度x （单位：辆/千米）的函数，当隧道内的车流密度达到120辆/千米时，造成堵塞，此时车流速度为0；当车流密度不超过30辆/千米时，车流速度为60千米/小时，研究表明：当30120x <≤时，车流速度v 与车流密度x 之间满足函数关系式：240080v m x=--，（m 为常数）.（1）若车流速度ν不小于40千米/小时，求车流密度x 的取值范围；（2）隧道内的车流量y （单位时间内通过隧道的车辆数，单位：辆/小时）满足y x v =⋅，求隧道内车流量的最大值（精确到1辆/小时），并指出当车流量最大时的车流密度（精确到1辆/千米）.2.236≈）【答案】21.[]0,9022.隧道内车流量的最大值为3667辆/小时，此时车流密度为83辆/千米.【解析】【分析】（1）先根据120x =时，0v =得到150m =，从而得到030x ≤≤满足要求，30120x <≤时，解不等式，得到答案；（2）分030x ≤≤和30120x <≤两种情况，表达出车流量y 关于车流密度的关系式，由函数单调性和基本不等式求出最值，比较后得到答案.【小问1详解】当30120x <≤时，240080v m x=--由题意得，当120x =时，0v =，即2400800120m -=-，解得150m =，当030x ≤≤时，车流速度为60千米/小时，满足要求，若30120x <≤，令24008040150x-≥-，解得3090x <≤，综上，090x ≤≤，车流密度x 的取值范围为[]0,90；【小问2详解】当030x ≤≤时，60y x =，单调递增，故当30x =时，60y x =取得最大值，最大值为60301800⨯=辆/小时；当30120x <≤时，240080150x x xy x v -=⋅=-，令[)15030,120x u -=∈，则()()240015080150y uu u --=-360000144008014400144003667u u ⎛⎫=-+≤-=-≈ ⎪⎝⎭，当且仅当36000080u u=，即u =15083x =-≈由于36671800>，故隧道内车流量的最大值为3667辆/小时，此时车流密度为83辆/千米.22.已知函数()2,R f x ax x a a =--∈.（1）当1a =时，求函数()f x 的单调递增区间（不必写明证明过程）；（2）判断函数()f x 的奇偶性，并说明理由;（3）当[]1,1a ∈-时，对任意的[]1,3x ∈，恒有()0f x bx +≤成立，求23a b +的最大值.【答案】（1）()f x 的单调递增区间为1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭；（2）见解析；（3）10.【解析】【分析】（1）根据题意，求出()f x ，然后结合二次函数的性质可求得答案；（2）根据函数奇偶性的定义判断即可；（3）对任意的[]1,3x ∈，恒有()0f x bx +≤成立等价于“11b a x x ⎛⎫≤-++ ⎪⎝⎭在[]1,3x ∈上恒成立”，然后分01a <≤，0a =和10a -≤<三种情况求解即可.【小问1详解】当1a =时，()2221,111,1x x x f x x x x x x ⎧-+≥=--=⎨+-<⎩，当1x ≥时，2213()124f x x x x ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭，所以()f x 在[1,)+∞上递增，当1x <时，2215()124f x x x x ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭，所以()f x 在1,12⎡⎫-⎪⎢⎣⎭上递增，因为221111111-+=+-=，所以()f x 的单调递增区间为1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭；【小问2详解】当0a =时，()f x x =-，因为()()f x x x f x -=--=-=，所以()f x 为偶函数，当0a ≠时，因为()00f a =-≠，所以()f x 不是奇函数，因为()11f a a =--，()11f a a -=-+，且11-≠+a a ，所以()()11f f ≠-，所以()f x 不是偶函数，综上，当0a =时，()f x 为偶函数，当0a ≠时，()f x 为非奇非偶函数；【小问3详解】当[]1,1a ∈-，[]1,3x ∈时，0x a -≥，所以22()(1)0+=--+=+-+≤f x bx ax x a bx ax b x a ，整理得11b a x x ⎛⎫≤-++ ⎪⎝⎭，即11b a x x ⎛⎫≤-++ ⎪⎝⎭在[]1,3x ∈上恒成立，因为对勾函数1y x x=+在[]1,3x ∈上单调递增，所以若01a <≤，则11y a x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭在[]1,3x ∈上单调递减，所以当3x =时，11y a x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭取得最小值1013-a ，则1013b a ≤-，所以2231033a b a a +≤-+<，当0,1a b ==时，233+=a b ，若10a -≤<时，则11y a x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭在[]1,3x ∈上单调递增，所以当1x =时，11y a x x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭取得最小值12a -，则12b a ≤-，所以2236310a b a a +≤-+≤，当且仅当1,3a b =-=时，23a b +取得最大值10，综上，23a b +的最大值为10.【点睛】关键点点睛：此题考查函数奇偶性的判断，考查二次函数的性质，考查函数单调性的应用，考查不等式恒成立问题，第（3）问解题的关键是将问题转化为“11b a x x ⎛⎫≤-++ ⎪⎝⎭在[]1,3x ∈上恒成立”，然后结合对勾函数的性质分情况讨论，考查分类讨论的思想和计算能力，属于较难题.。

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高一上学期期中数学卷一、选择题（本大题共12小题，共60.0分）1. 设集合A ={1，2，4}，B ={x |x 2-4x +m =0}．若A ∩B ={1}，则B =（ ）A. {1,−3}B. {1,0}C. {1,3}D. {1,5} 2. 设函数f （x ）={x 2+1，x ≤12x，x ＞1，则f （f （3））=（ ）A. 15B. 3C. 23D. 1393. 如果幂函数y =（m 2-3m +3）x m 2−m−2的图象不过原点，则m 取值是（ ） A. −1≤m ≤2 B. m =1或m =2 C. m =2 D. m =1 4. 设a =0.80.7，b =0.80.9，c =1.20.8，则a ，b ，c 的大小关系是（ ）A. a >b >cB. b >c >aC. c >a >bD. c >b >a5. 用二分法求函数f （x ）=ln x -2x 的零点时，初始的区间大致可选在（ ）A. (1,2)B. (2,3)C. (3,4)D. (e,+∞)6. 函数f （x ）=√2−2x +1log 3x 的定义域为（ ）A. {x|x <1}B. {x|0<x <1}C. {x|0<x ≤1}D. {x|x >1}7. 已知函数f （x ）=a x -2，g （x ）=log a |x |（其中a ＞0且a ≠1），若f （4）g （4）＜0，则f （x ），g （x ）在同一坐标系内的大致图象是（ ）A.B.C.D.8. 方程|log a x |=（1a ）x 有两个不同的实数根，则实数a 的取值范围是（ ）A. (1,+∞)B. (1,10)C. (0,1)D. (10,+∞)9. 设奇函数f （x ）在（0，+∞）上为单调递减函数，且f （2）=0，则不等式3f(−x)−2f(x)5x≤0的解集为（ ）A. (−∞,−2]∪(0，2]B. [−2,0]∪[2,+∞)C. (−∞,−2]∪[2,+∞)D. [−2,0)∪(0,2]10. 已知f （x ）={(a −3)x +4a,x ≥0a x ,x<0，对任意x 1≠x 2都有f(x 1)−f(x 2)x 1−x 2＜0成立，则a 的取值是（ ）A. (0,3)B. (1,3]C. (0,14]D. (−∞,3)11. 定义域为D 的函数f （x ）同时满足条件①常数a ，b 满足a ＜b ，区间[a ，b ]⊆D ，②使f （x ）在[a ，b ]上的值域为[ka ，kb ]（k ∈N +），那么我们把f （x ）叫做[a ，b ]上的“k 级矩阵”函数，函数f （x ）=x 3是[a ，b ]上的“1级矩阵”函数，则满足条件的常数对（a ，b ）共有（ ） A. 1对 B. 2对 C. 3对 D. 4对 12. 已知定义在D =[-4，4]上的函数f （x ）={|x 2+5x +4|，−4≤x ≤02|x −2|，0＜x ≤4，对任意x ∈D ，存在x 1，x 2∈D ，使得f （x 1）≤f （x ）≤f （x 2），则|x 1-x 2|最大与最小值之和为（ ） A. 7 B. 8 C. 9 D. 10 二、填空题（本大题共4小题，共20.0分） 13. 不等式|x -3|+|x -5|≥4的解集为______．14. 若函数y =x 2-4x -2的定义域为[0，m ]，值域为[-6，-2]，则m 的取值范围是______． 15. 已知偶函数f （x ）在区间（0，+∞）单调递增，则满足f(2x −1)＜f(13)的x 取值范围是______．16. 已知函数f （x ）={x 2−2mx +4m,x >m |x|,x≤m，其中m ＞0，若存在实数b ，使得关于x 的方程f （x ）=b 有三个不同的根，则m 的取值范围是______． 三、解答题（本大题共6小题，共70.0分） 17. （1）已知x +1x =3，求x 2+1x 2的值；（2）已知a ，b ，c 为正实数，且a x =b y =c x ，1x +1y +1z =0，求abc 的值．18. 已知集合A ={x |x 2-4x -5≥0}，集合B ={x |2a ≤x ≤a +2}．（1）若a =-1，求A ∩B 和（∁R A ）∪B ； （2）若A ∩B =B ，求实数a 的取值范围．19. 为了预防流感，某学校对教室用药熏消毒法进行消毒，已知药物释放过程中，室内每立方米空气中的含药量y （毫克）与时间t （小时）成正比；药物释放完毕后，y与t 的函数关系式为y =（116）t -a （a 为常数），如图所示，根据图中提供的信息，回答下列问题：（1）从药物释放开始，每立方米空气中的含药量y （毫克）与时间t （小时）之间的函数关系式．（2）据测定，当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时，学生方可进入教室，那从药物释放开始，至少需要经过多少小时后，学生才能回到教室．20. 已知f （x ）=x+ax 2+bx+1是定义在[-1，1]上的奇函数．（1）求f （x ）的解析式；（2）判断并证明f （x ）的单调性； （3）解不等式：f （x ）-f （1-x ）＜0．21. 已知函数f （x ）=ax 2+bx +1（a ，b 为常数），x ∈R ．F （x ）={−f(x)(x <0)f(x)(x>0)． （1）若f （-1）=0，且函数f （x ）的值域为[0，+∞），求F （x ）的表达式； （2）在（1）的条件下，当x ∈[-2，2]时，g （x ）=f （x ）-kx 是单调函数，求实数k 的取值范围；（3）设m •n ＜0，m +n ＞0，a ＞0，且f （x ）为偶函数，判断F （m ）+F （n ）能否大于零？22. 定义在D 上的函数f （x ），如果满足：对任意x ∈D ，存在常数M ＞0，都有|f （x ）|≤M 成立，则称f （x ）是D 上的有界函数，其中M 称为函数f （x ）的上界．已知函数f （x ）=1+a •（12）x +（14）x ；g （x ）=1−m⋅x 21+m⋅x 2（Ⅰ）当a=1时，求函数f（x）值域并说明函数f（x）在（-∞，0）上是否为有界函数？（Ⅱ）若函数f（x）在[0，+∞）上是以3为上界的有界函数，求实数a的取值范围；（Ⅲ）已知m＞-1，函数g（x）在[0，1]上的上界是T（m），求T（m）的取值范围．答案和解析1.【答案】C【解析】解：集合A={1，2，4}，B={x|x2-4x+m=0}．若A∩B={1}，则1∈A且1∈B，可得1-4+m=0，解得m=3，即有B={x|x2-4x+3=0}={1，3}．故选：C．由交集的定义可得1∈A且1∈B，代入二次方程，求得m，再解二次方程可得集合B．本题考查集合的运算，主要是交集的求法，同时考查二次方程的解法，运用定义法是解题的关键，属于基础题．2.【答案】D【解析】解：函数f（x）=，则f（3）=，∴f（f（3））=f（）=+1=，故选：D．由条件求出f（3）=，结合函数解析式求出f（f（3））=f（）=+1，计算求得结果．本题主要考查利用分段函数求函数的值的方法，体现了分类讨论的数学思想，求出f（3）=，是解题的关键，属于基础题．3.【答案】B【解析】解：幂函数的图象不过原点，所以解得m=1或2，符合题意．故选：B．幂函数的图象不过原点，所以幂指数小于等于0，系数为1，建立不等式组，解之即可．本题主要考查了幂函数的图象及其特征，考查计算能力，属于基础题．4.【答案】C【解析】解：由于函数y=0.8x在R上是减函数，1＞0.9＞0.7＞0，∴0.80=1＞0.80.7＞0.80.9＞0.81，即1＞a＞b．由于函数y=1.2x在R上是增函数，0.8＞0，∴1.20.8＞1.20＞1，即c＞1．综上可得，c＞a＞b，故选：C．函数y=0.8x在R上是减函数可得1＞a＞b，再根据函数y=1.2x在R上是增函数，可得c＞1，由此可得a，b，c的大小关系．本题主要考查指数函数的单调性和特殊点，属于基础题．5.【答案】B【解析】解：函数f（x）=lnx-在区间（2，3）上连续且单调递增，f（2）=ln2-1＜0，而f（3）=ln3-＞1-＞0，f（2）f（3）＜0，故用二分法求函数f（x）=lnx-的零点时，初始的区间大致可选在（2，3）上．故选：B．函数f（x）=lnx-在区间（2，3）上连续且单调递增，f（2）＜0，而f（3）＞1-＞0，f（2）f（3）＜0，由此可得函数的零点所在的初始区间．本题主要考查函数的零点的定义，判断函数的零点所在的区间的方法，属于基础题．6.【答案】B【解析】解：要使函数有意义，则，即，得0＜x＜1，即函数的定义域为{x|0＜x＜1}，故选：B．根据函数成立的条件即可求函数的定义域．本题主要考查函数的定义域的求解，要求熟练掌握常见函数成立的条件，比较基础．7.【答案】B【解析】解：∵f（4）=a2＞0，∴由f（4）g（4）＜0，得g（4）＜0，即g（x）=log a4＜0，得0＜a＜1，即f（x）是减函数，排除A，C函数g（x）是偶函数，当x＞0时，g（x）是减函数，排除D，则对应的图象为B，故选：B．结合指数函数的性质，得到f（4）＞0，g（4）＜0，得到0＜a＜1，结合指数函数和对数的单调性和奇偶性进行判断即可．本题主要考查函数图象的识别和判断，结合指数函数，对数函数的性质是解决本题的关键．8.【答案】A【解析】解：函数y=|log a x|与函数y=（）x的图象如下：由图象可知：a＞1．故选：A．根据两个函数y=（）x与y=|lpg a x|的图象可得．本题考查了函数与方程的综合运用，属中档题．9.【答案】D【解析】解：∵函数f（x）在（0，+∞）上为单调递减函数，且f（2）=0∴函数f（x）在（0，2）的函数值为正，在（2，+∞）上的函数值为负当x＞0时，不等式等价于3f（-x）-2f（x）≤0又奇函数f（x），所以有f（x）≥0所以有0＜x≤2同理当x＜0时，可解得-2≤x＜0综上，不等式的解集为[-2，0）∪（0，2]故选：D．由题设条件，可得出函数f（x）在（0，2）的函数值为正，在（2，+∞）上的函数值为负，再利用函数奇函数的性质对不等式进行化简，解出不等式的解集，选正确选项本题考查函数单调性与奇偶性的综合，解题的关键是综合利用函数的奇偶性与单调性对函数值的符号作出正确判断，对不等式的分类化简也很重要．本题考查了转化的思想及推理判断的能力，有一定的综合性，是高考考查的重点．10.【答案】C【解析】解：∵f（x）=，对任意x1≠x2都有＜0成立，∴f（x）=为R上的减函数，∴，解得0＜a≤．故选：C．由题意可知，f（x）=为减函数，从而可得不等式组，由此可求得a的取值范围．本题考查函数单调性的性质，判断出f（x）=为R上的减函数是关键，得到4a≤1是难点，属于中档题．11.【答案】C【解析】解：由题意，函数f（x）=x3是[a，b]上的“1级矩阵”函数，即满足条件①常数a，b满足a＜b，区间[a，b]⊆D，②使f（x）在[a，b]上的值域为[a，b]∵函数f（x）=x3是[a，b]上的单调增函数∴，∴满足条件的常数对（a，b）为（-1，0），（-1，1），（0，1）故选：C．函数f（x）=x3是[a，b]上的“1级矩阵”函数，即满足条件①常数a，b满足a＜b，区间[a，b]⊆D，②使f（x）在[a，b]上的值域为[a，b]，利用函数f（x）=x3是[a，b]上的单调增函数，即可求得满足条件的常数对．本题考查了新定义型函数的理解和运用能力，函数单调性的应用，转化化归的思想方法12.【答案】B【解析】解：画函数f（x）的图象如图：从图象上看，要满足对任意x∈D，存在x1，x2∈D，使得f（x1）≤f（x）≤f（x2）成立：∵f （-4）=0，f （4）=4，∴任意x ∈D ，f （-4）≤f （x ）≤f （4），故满足|x 1-x 2|最大值为8， 而对于任意x ∈D ，f （x ）≤f （x ）≤f （x ），故满足|x 1-x 2|最小值为0， 则|x 1-x 2|最大与最小值之和为8+0=8， 故选：B ．先画函数f （x ）的图象如图，从图象上看，求适合使得f （x 1）≤f （x ）≤f （x 2）成立的|x 1-x 2|最大值与最小值．本题主要考查函数求最值的方法，特别是分段函数的最值求法，对于较复杂的函数可以考虑画函数的图象，结合图形解题． 13.【答案】{x |x ≤2或x ≥6}【解析】解：|x-3|+|x-5|≥4⇔或或，解得x≤2或x≥6， 故答案为{x|x≤2或x≥6}分三段去绝对值解不等式组，在相并可得． 本题考查了绝对值不等式的解法，属中档题． 14.【答案】[2，4]【解析】解：∵函数y=x 2-4x-2=（x-2）2-6 的定义域为[0，m]，值域为[-6，-2]， f （0）=-2，f （2）=-6，可得2∈[0，m]，且 2≤m≤2+2=4， 故m 的范围为[2，4]， 故答案为：[2，4]．由题意可得2∈[0，m]，且 2≤m≤2+2=4，由此求得m 的取值范围． 本题主要考查二次函数的性质的应用，属于基础题． 15.【答案】（13，23）【解析】解：根据题意，偶函数f （x ）在区间（0，+∞）单调递增， 则⇒|2x-1|＜，解可得：＜x＜，即x的取值范围为（，）；故答案为：（，）．根据题意，由函数的奇偶性与单调性分析可得|2x-1|＜，解可得x的取值范围，即可得答案．本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用，关键是利用函数的奇偶性与单调性得到关于x的不等式．16.【答案】（3，+∞）【解析】解：当m＞0时，函数f（x）=的图象如下：∵x＞m时，f（x）=x2-2mx+4m=（x-m）2+4m-m2＞4m-m2，∴y要使得关于x的方程f（x）=b有三个不同的根，必须4m-m2＜m（m＞0），即m2＞3m（m＞0），解得m＞3，∴m的取值范围是（3，+∞），故答案为：（3，+∞）．作出函数f（x）=的图象，依题意，可得4m-m2＜m（m＞0），解之即可．本题考查根的存在性及根的个数判断，数形结合思想的运用是关键，分析得到4m-m2＜m是难点，属于中档题．17.【答案】解：（1）∵x +1x =3，∴x 2+1x 2=(x +1x )2−2=7（2）∵a ，b ，c 为正实数，设a x =b y =c x =k ， ∴x =log a k ，y =log b k ，z =log c k ， ∴1x +1y +1z =log k a +log k b +log k c =log k abc =0， ∴abc =1 【解析】（1）由x 2+=代入即可求解（2）由a x =b y =c x =k ，利用指数与对数的互化及对数的换底公式可求本题主要考查了指数的运算及指数与对数的相互转化，对数的换底公式的简单应用，属于基础试题18.【答案】解：（1）A ={x |x ≤-1或x ≥5}，B ={x |-2≤x ≤1}…（2分）∴A ∩B ={x |-2≤x ≤-1}…（4分） ∁R A ={x |-1＜x ＜5}…（5分）∴（∁R A ）∪B ={x |-2≤x ＜5}…（7分） （2）∵A ∩B =B ，∴B ⊆A …（8分）①若B =φ，则2a ＞a +2，∴a ＞2…（10分）②若B ≠φ，则{a +2≤−1a≤2或{2a ≥5a≤2，∴a ≤-3…（13分） 综上a ＞2，或a ≤-3…（14分） 【解析】（1）由此能求出集合A={x|x 2-4x-5≥0}={x|x≤-1或x≥5}，从而能求出（∁R A ）∪B ． （2）由A∩B=B ，得B ⊆A ，由此能求出实数a 的取值范围．本题考查交集和并集的求法，是基础题，解题时要认真审题，注意不等式性质的合理运用．19.【答案】解：（1）由于图中直线的斜率为k =10.1=10，所以图象中线段的方程为y =10t （0≤t ≤0.1），又点（0.1，1）在曲线y =(116)t−a 上，所以1=(116)0.1−a ，所以a =0.1，因此含药量y （毫克）与时间（小时）之间的函数关系式为y ={10t (0≤t ≤0.1)(116)t−0.1(t ＞0.1)（5分）（2）因为药物释放过程中室内药量一直在增加，即使药量小于0.25毫克，学生也不能进入教室，所以，只能当药物释放完毕，室内药量减少到0.25毫克以下时学生方可进入教室，即(116)t−0.1＜0.25，解得t ＞0.6所以从药物释放开始，至少需要经过0.6小时，学生才能回到教室．（10分） 【解析】（1）利用函数图象，借助于待定系数法，求出函数解析法，进而发现函数性质； （2）根据函数解析式，挖掘其性质解决实际问题．根据题意，利用函数的图象，求得分段函数的解析式，利用解析式进一步解决具体实际问题．20.【答案】解：（1）∵f （x ）=x+ax 2+bx+1是定义在[-1，1]上的奇函数，∴f （0）=0，即0+a0+0+1=0，∴a =0． 又∵f （-1）=-f （1），∴−12−b =-12+b ， ∴b =0， ∴f （x ）=xx 2+1．（2）函数f （x ）在[-1，1]上为增函数． 证明如下，任取-1≤x 1＜x 2≤1，∴x 1-x 2＜0，-1＜x 1x 2＜1， ∴1-x 1x 2＞0．f （x 1）-f （x 2）=x 1x 12+1-x 2x 22+1=(x 1−x 2)(1−x 1x 2)(x 12+1)(x 22+1)＜0，∴f （x 1）＜f （x 2），∴f （x ）为[-1，1]上的增函数． （3）∵f （x ）-f （1-x ）＜0， 即f （x ）＜f （1-x ）， ∴{−1≤x ≤1−1≤1−x ≤1x ＜1−x 解得0≤x ≤12， ∴解集为：{x |0≤x ＜12} 【解析】（1）根据奇函数的性质f （-x ）=-f （x ），列出方程求出a 、b 的值，代入解析式； （2）先判断出函数是减函数，再利用函数单调性的定义证明：取值，作差，变形，定号下结论．（3）根据函数的单调性即可得到关于x 的不等式组，解得即可．本题考查奇函数的性质的应用，以及函数单调性的判断与证明，解题的关键是掌握函数单调性的定义证明步骤：取值，作差，变形，定号下结论． 21.【答案】解：（1）∵f （-1）=0，∴a -b +1=0①，又x ∈R ，f （x ）的值域为[0，+∞）， ∴{△=b 2−4a =0a>0②，由①②消掉a 得，b 2-4（b -1）=0， ∴b =2，a =1，∴f （x ）=x 2+2x +1=（x +1）2．∴F （x ）={−(x +1)2,(x <0)(x+1)2,(x>0)；（2）由（1）知，g （x ）=f （x ）-kx =x 2+2x +1-kx =x 2+（2-k ）x +1=（x +2−k 2）2+1-(2−k)24，当2−k 2≥2或2−k 2≤-2时，即k ≥6或k ≤-2时，g （x ）是单调函数． （3）∵f （x ）是偶函数，∴f （x ）=ax 2+1，F （x ）={−ax 2−1,(x <0)ax 2+1,(x>0)，∵m •n ＜0，设m ＞n ，则n ＜0． 又m +n ＞0， ∴m ＞-n ＞0， ∴|m |＞|-n |，F （m ）+F （n ）=f （m ）-f （n ）=（am 2+1）-an 2-1=a （m 2-n 2）＞0， ∴F （m ）+F （n ）能大于零 【解析】（1）由f （-1）=0得a-b+1=0①，由x ∈R ，f （x ）的值域为[0，+∞）得：②，联立①②可解a ，b ；（2）由（1）表示出g （x ），根据抛物线对称轴与区间[-2，2]位置可得不等式，解出即可；（3）由f （x ）为偶函数可得b=0，从而可表示出F （x ），由mn ＜0，不妨设m ＞0，n ＜0，则m ＞-n ＞0，即|m|＞|-n|，由此刻判断F （m ）+F （n ）的符号．本题考查函数的奇偶性、单调性及其综合应用，考查二次函数的有关性质，考查学生分析解决问题的能力．22.【答案】解：（Ⅰ）∵f （x ）=1+a •（12）x +（14）x ，∴当a =1时，f(x)=1+(12)x +(14)x ， ∵y =(14)x 和y =(12)x 在R 上是单调递减函数，∴f （x ）在R 上是单调递减函数，∴f （x ）在（-∞，0）上是单调递减函数， ∴f （x ）＞f （0）=3，∴f （x ）在（-∞，0）的值域为（3，+∞）， ∴|f （x ）|＞3，故不存在常数M ＞0，使|f （x ）|≤M 成立， ∴函数f （x ）在（-∞，0）上不是有界函数；（Ⅱ）∵函数f （x ）在[0，+∞）上是以3为上界的有界函数， ∴由题意知，|f （x ）|≤3在[0，+∞）上恒成立， ∴-3≤f （x ）≤3在[1，+∞）上恒成立，∴−4−(14)x ≤a ⋅(12)x ≤2−(14)x 在[0，+∞）上恒成立， ∴−4⋅2x −(12)x ≤a ≤2⋅2x −(12)x 在[0，+∞）上恒成立， ∴[−4⋅2x −(12)x ]max ≤a ≤[2⋅2x −(12)x ]min ， 令t =2x ，由x ∈[0，+∞），可得t ≥1， ∴ℎ(t)=−4t −1t ，p(t)=2t −1t ，下面判断函数h （t ）和p （t ）的单调性：设1≤t 1＜t 2，则t 2-t 1＞0，4t 1t 2-1＞0，t 1t 2＞0，2t 1t 2+1＞0， ∴ℎ(t 1)−ℎ(t 2)=(t 2−t 1)(4t 1t 2−1)t 1t 2＞0，p(t 1)−p(t 2)=(t 1−t 2)(2t 1t 2+1)t 1t 2＜0，∴h （t 1）＞h （t 2），p （t 1）＜p （t 2），∴h （t ）在[1，+∞）上递减，p （t ）在[1，+∞）上递增 ∴h （t ）在[1，+∞）上的最大值为h （1）=-5， p （t ）在[1，+∞）上的最小值为p （1）=1， ∴-5≤a ≤1，∴实数a 的取值范围为[-5，1]； （Ⅲ）g （x ）=1−m⋅x 21+m⋅x2=-1+2m⋅x +1， ①当m ＞0时，x ∈[0，1]，∵y =m •x 2+1在[0，1]上单调递增， ∴g （x ）在[0，1]上递减，≤g(x)≤1，∴g（1）≤g（x）≤g（0），即1−m1+m|＜1，∵|1−m1+m∴|g（x）|＜1，∵函数g（x）在[0，1]上的上界是T（m），由有界函数的定义可得，|g（x）|≤T（m）任意x∈[0，1]恒成立，∴T（m）≥1；②当m=0时，g（x）=1，|g（x）|=1，∵函数g（x）在[0，1]上的上界是T（m），由有界函数的定义可得，|g（x）|≤T（m）任意x∈[0，1]恒成立，∴T（m）≥1；③当-1＜m＜0时，x∈[0，1]，∵y=m•x2+1在[0，1]上单调递减，∴g（x）在[0，1]上递增，∴g（0）≤g（x）≤g（1），即1≤g(x)≤1−m，1+m∴|g(x)|＜1−m，1+m∵函数g（x）在[0，1]上的上界是T（m），由有界函数的定义可得，|g（x）|≤T（m）任意x∈[0，1]恒成立，∴T(m)≥1−m．1+m综合①②③，当m≥0时，T（m）的取值范围是[1，+∞），，+∞)．当-1＜m＜0时，T（m）的取值范围是[1−m1+m【解析】（Ⅰ）将a=1代入f（x）可得，利用指数函数的单调性判断出f（x）在（-∞，0）上是单调递减函数，即可求得f（x）＞f（0），从而得到f（x）的值域，根据有界函数函数的定义，即可判断出f（x）不是有界函数；（Ⅱ）根据有界函数的定义，可得|f（x）|≤3在[0，+∞）上恒成立，利用参变量分离转化为在[0，+∞）上恒成立，令t=2x，则，，问题转化为求h（t）的最大值和p（t）最小值，利用函数单调性的定义，分别判断出函数h（t）和p（t）的单调性，即可求得最值，从容求得a的取值范围．（Ⅲ）将函数g（x）=变形为g（x）=-1+，对参数m进行分类讨论，当m＞0时，确定函数g（x）的单调性，根据单调性可得g（x）的取值范围，从而确定|g（x）|的范围，利用有界函数的定义，转化为|g（x）|≤T（m）任意x∈[0，1]恒成立，利用所求得的g（x）的范围，即可求得T（m）的取值范围，同理研究当m=0和当-1＜m＜0时的情况，综上所求范围，即可求得T（m）的取值范围．本题考查了函数的恒成立问题，函数的最值的应用．对于函数的恒成立问题，一般选用参变量分离法、最值法、数形结合法进行求解．本题选用了参变量分离的方法转化成求最值问题．本题涉及了函数的求最值和值域问题，解题中主要运用了函数的单调性求解最值和值域．对于本题中的新定义问题，要严格按照题中所给定义分析，将陌生的问题转化为所熟悉的问题，本题转化为恒成立问题．属于难题．高一上学期期中考试数学试题一、选择题（本大题共12小题，共60.0分）1. {1，2}_____{∅，1，2，{1，2}}横线上可以填入的符号有（ ）A. 只有∈B. 只有⊆C. ⊆与∈都可以D. ⊆与∈都不可以2. 若函数f （x ）的定义域为[-1，4]，则函数f （2x -1）的定义域为（ ）A. [0,52] B. [−7,3] C. [−12,2] D. [−1,4] 3. 设a =log 3π，b =log 2√3，c =log 3√2，则（ ）A. a >b >cB. a >c >bC. b >a >cD. b >c >a4. 设a ，b ∈R ，集合{1，a +b ，a }={0，ba ，b }，则b -a =（ ）A. 1B. −1C. 2D. −25. 如图，设a ，b ，c ，d ＞0，且不等于1，y =a x ，y =b x ，y =c x ，y =d x 在同一坐标系中的图象如图，则a ，b ，c ，d 的大小顺序（ ）A. a <b <c <dB. a <b <d <cC. b <a <d <cD. b <a <c <d6. 设函数f （x ）=4x 3+x -8，用二分法求方程4x 3+x -8=0的解，则其解在区间（ ）A. (1,1.5)B. (1.5,2)C. (2,2.5)D. (2.5,3)7. 若函数f （x ）=x−4mx 2+4mx+3的定义域为R ，则实数m 的取值范围是（ ）A. (−∞,34)B. [0,34)C. (34,+∞)D. (−34,34)8. 2003年至2015年北京市电影放映场次（单位：万次）的情况如图所示，下列函数模型中，最不适合近似描述这13年间电影放映场次逐年变化规律的是（ ）A. f(x)=ax 2+bx +cB. f(x)=ae x +bC. f(x)=e ax+bD. f(x)=alnx +b9. 函数f （x ）=x a 满足f （2）=4，那么函数g （x ）=|log a （x +1）|的图象大致为（ ）A.B.C.D.10. 若f （x ）符合：对定义域内的任意的x 1，x 2，都有f （x 1）•f （x 2）=f （x 1+x 2），且当x ＞1时，f （x ）＜1，则称f （x ）为“好函数”，则下列函数是“好函数”的是（ ）A. f(x)=2xB. f(x)=(12)xC. f(x)=log 12x D. f(x)=log 2x11. f （x ）=2x -log12x ，f （x ）的零点为a ，g （x ）=（12）x -log 2x ，g （x ）的零点为b ，h（x ）=（12）x -log12x ，h （x ）的零点为c ，则a ，b ，c 的大小关系是（ ）A. a <b <cB. a <c <bC. b <c <aD. b <a <c12. f （x ）=|-x 2+2|x ||的图象与g （x ）=kx +12的图象有6个交点，则k 的取值范围是（ ）A. (−14,14)B. (−12,12)C. (−35,35)D. [−35,35]二、填空题（本大题共4小题，共20.0分）13. 已知f （log 2x ）=x 2，则f （x ）=______．14. 设f （x ）是定义在R 上的奇函数，且当x ＞0时，f （x ）=x 2-2x +3，则当x ＜0时，函数f （x ）的解析式是______．15. 函数f （x ）=x a 2−2a−3（常数a ∈Z ）为偶函数且在（0，+∞）是减函数，则f （2）=______． 16. 已知f （x ）={−(x −1)2+1，x ＜2(12)x−3，x ≥2，f （x ）在区间[m ，m +1]上的最大值记为g （m ），m ∈R ，则g （m ）的最大值为______． 三、解答题（本大题共6小题，共70.0分） 17. 设a =2×100023+6423+lg4+2lg5．（1）化简上式，求a 的值；（2）设集合A ={x |x ＞a }，全集为R ，B =∁R A ∩N ，求集合B 中的元素个数．18.已知函数f（x）=log21+x．1−x（1）判断f（x）奇偶性并证明你的结论；（2）解方程f（x）＜-1．19.幂函数为什么叫“幂函数”呢？幂，本义为方布．三国时的刘徽为《九章算术•方田》作注：“田幂，凡广（即长）从（即宽）相乘谓之乘．”幂字之义由长方形的布引申成长方形的面积；明代徐光启翻译《几何原本》时，自注曰：“自乘之数曰幂”．幂字之义由长方形的面积再引申成相同的数相乘，即x n．（1）使用五点作图法，画出f（x）=x23的图象，并注明定义域；（2）求函数h（x）=x43-2x23-3的值域．20.已知函数f（x）=x+a为奇函数．x2+1（1）求a的值；（2）判断函数f（x）在（-1，1）上的单调性，并证明．21.物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述：设物体的初始温度是T0，经过一段时间t后的温度是T，则有T-Tα=（T0-Tα）•（1）tℎ，其中Tα表示环境温度，2h称为半衰期且h=10．现有一杯用89℃热水冲的速溶咖啡，放置在25℃的房间中20分钟，求此时咖啡的温度是多少度？如果要降温到35℃，共需要多长时间？（lg2≈0.301，结果精确到0.1）22.设二次函数f（x）=x2+bx+c，b，c∈R．（1）若f（x）满足：对任意的x∈R，均有f（-x）≠-f（x），求c的取值范围；（2）若f（x）在（0，1）上与x轴有两个不同的交点，求c2+（1+b）c的取值范围．答案和解析1.【答案】C【解析】解：{1，2}⊆{∅，1，2，{1，2}}，或{1，2}∈{∅，1，2，{1，2}}．故选：C．利用元素与集合的关系、集合与集合的关系直接求解．本题考查命题真假的判断，考查元素与集合的关系、集合与集合的关系等基础知识，考查运算求解能力，是基础题．2.【答案】A【解析】解：∵f（x）的定义域为[-1，4]；∴f（2x-1）满足-1≤2x-1≤4；解得0≤x≤；∴f（2x-1）的定义域为．故选：A．根据f（x）的定义域即可得出f（2x-1）需满足：-1≤2x-1≤4，解出x的范围即可．考查函数定义域的概念及求法，已知f（x）定义域求f[g（x）]定义域的方法．3.【答案】A【解析】解：∵∵，故选：A．利用对数函数y=log a x的单调性进行求解．当a＞1时函数为增函数当0＜a＜1时函数为减函数，如果底a不相同时可利用1做为中介值．本题考查的是对数函数的单调性，这里需要注意的是当底不相同时可用1做为中介值．4.【答案】C【解析】解：根据题意，集合，又∵a≠0，∴a+b=0，即a=-b，∴，b=1；故a=-1，b=1，则b-a=2，故选：C．根据题意，集合，注意到后面集合中有元素0，由集合相等的意义，结合集合中元素的特征，可得a+b=0，进而分析可得a、b的值，计算可得答案．本题考查集合元素的特征与集合相等的含义，注意从特殊元素下手，有利于找到解题切入点．5.【答案】C【解析】解：作辅助直线x=1，当x=1时，y=a x，y=b x，y=c x，y=d x的函数值正好是底数a、b、c、d直线x=1与y=a x，y=b x，y=c x，y=d x交点的纵坐标就是a、b、c、d观察图形即可判定大小：b＜a＜d＜c故选：C．要比较a、b、c、d的大小，根据函数结构的特征，作直线x=1，与y=a x，y=b x，y=c x，y=d x交点的纵坐标就是a、b、c、d，观察图形即可得到结论．本题主要考查了指数函数的图象与性质，同时考查了数形结合的数学思想，分析问题解决问题的能力，属于基础题．6.【答案】A【解析】解：∵f（1）=-3＜0，f（1.5）=7＞0，∴根据零点存在定理，可得方程的根落在区间（1，1.5）内．故选：A．根据二分法求区间根的方法只须找到满足f（a）•f（b）＜0即可．本题主要考查利用二分法求方程的近似解，函数的零点的判定定理的应用，属于基础题．7.【答案】B【解析】解：依题意，函数的定义域为R，即mx2+4mx+3≠0恒成立．①当m=0时，得3≠0，故m=0适合②当m≠0时，△=16m2-12m＜0，得0＜m＜，综上可知0≤m故选：B．由题意知，函数的定义域为R，即mx2+4mx+3≠0恒成立．①分m=0；②m≠0，△＜0，求出m的范围即可．考查学生理解函数恒成立时所取的条件，以及会求函数的定义域，要注意分类讨论思想的应用．8.【答案】D【解析】解：由图象可得：这13年间电影放映场次逐年变化规律的是随着x的增大，f（x）逐渐增大，图象逐渐上升．对于A．f（x）=ax2+bx+c，取a＞0，＜0，可得满足条件的函数；对于B．取a＞0，b＞0，可得满足条件的函数；对于C．取a＞0，b＞0，可得满足条件的函数；对于D．a＞0时，为“上凸函数”，不符合图象的特征；a＜0时，为单调递减函数，不符合图象的特征．故选：D．由图象可得：这13年间电影放映场次逐年变化规律的是随着x的增大，f（x）逐渐增大，图象逐渐上升．根据函数的单调性与图象的特征即可判断出结论．本题考查了函数的图象与性质，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．9.【答案】C【解析】解：∵f（2）=4，∴2a=4，解得a=2．∴g（x）=|log2（x+1）|=∴当x≥0时，函数g（x）单调递增，且g（0）=0；当-1＜x＜0时，函数g（x）单调递减．故选：C．利用f（3）=9，可得3a=9，解得a=2．于是g（x）=|log2（x+1）|=，分类讨论：当x≥0时，当-1＜x＜0时，函数g（x）单调性质，及g（0）=0即可得出．本题考查了幂函数的解析式、对数函数的单调性、分类讨论等基础知识与基本技能方法．10.【答案】B【解析】解：对定义域内的任意的x1，x2，都有f（x1）•f（x2）=f（x1+x2），说明函数是指数函数，排除选项C，D；又因为：x＞1时，f（x）＜1，所以排除选项A；故选：B．利用好函数的定义，判断选项的正误即可．本题考查好函数的定义的应用，指数函数的简单性质的应用，是基本知识的考查．11.【答案】B【解析】解：在坐标系中画出：y=2x，y=，y=log2x，y=的图象．如图：∵f（x）=2x-log x，的函数的零点a在（0，1）且靠近0，g（x）=（）x-log2x函数的零点b在（1，2）之间，h（x）=（）x-log x，函数的零点c在（0，1）之间且靠近1，∴a、b、c的大小关系为a＜c＜b．故选：B．根据三个函数等于0，得到两个函数的交点的位置得到三个函数的零点的位置，根据零点所在的区间和区间的位置，得到大小关系．本题考查函数的零点，本题解题的关键是把函数的零点的问题转化为两个函数的交点的问题，注意基本初等函数的图形的应用．12.【答案】A【解析】解：f（x）=|-x2+2|x||是偶函数，g（x）=kx+恒过（0，），在平面直角坐标系值画出函数的图象，如图：可知直线经过（2，0）与（-2，0）时，两个函数的图象有5个交点，所以，k的取值范围是：（-，）．故选：A．画出两个函数的图象，利用数形结合转化求解即可．本题考查函数与方程的应用，考查数形结合以及计算能力．13.【答案】4x【解析】解：f（log2x）=x2，令log2x=t∈R，解得x=2t则f（t）=（2t）2=22t=4t．把t换成x，可得f（x）=4x．故答案为：4x．f（log2x）=x2，令log2x=t∈R，解得x=2t，代入化简即可得出．本题考查了换元法求函数解析式，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．14.【答案】f（x）=-x2-2x-3【解析】解：设x＜0，则-x＞0，又因为函数f（x）是奇函数，所以f（x）=-f（-x）=-[（-x）2-2（-x）+3]=-x2-2x-3．故答案为f（x）=-x2-2x-3．设x＜0，则-x＞0，然后将-x代入x＞0时的解析式，结合奇函数的性质易求得此时函数的解析式．本题考查了函数的奇偶性在求解析式时的作用，主要是体现了转化思想的应用．15.【答案】116【解析】解：∵函数f（x）=（常数a∈Z）在（0，+∞）是减函数，∴a2-2a-3＜0，解得-1＜a＜3，∵a∈Z，∴a=0，1，2，若a=0，则f（x）=x-3，为奇函数，不满足条件．若a=1，则f（x）=x-4，为偶函数，满足条件．若a=2，则f（x）=x-3，为奇函数，不满足条件．故a=1，f（x）=x-4=，则f（2）=，故答案为：根据幂函数的定义求出a的值，即可．本题主要考查函数值的计算，根据幂函数的定义和性质求出a是解决本题的关键．16.【答案】2【解析】解：作出函数f（x）的图象如图：当x＜2时，f（x）≤1，当x≥2时，0＜f（x）≤2，即函数f（x）的最大值为2，∵f（x）在区间[m，m+1]上的最大值记为g（m），∴当m在变换中，g（m）的最大值即为f（x）的最大值2，故答案为：2结合分段函数的表达式，作出函数的图象，利用数形结合进行求解即可．本题主要考查函数最值的应用，结合分段函数的解析式作出条件，利用数形结合是解决本题的关键．本题看似难度很大，其实比较简单．17.【答案】解：（1）原式=2×100023+6423+lg4+2lg5=2×100+16+lg4+lg25=216+lg100=218（2）A={x|x＞218}，∁R A={x|x≤218}，B={x|0≤x≤218，x∈N}，所以B中元素个数为219．【解析】（1）根据根式和对数化简求出a的值（2）求出集合A，B结合元素个数进行判断即可本题主要考查根式与指数幂的化简，以及集合的基本运算，结合补集交集的定义是解决本题的关键18.【答案】解：（1）根据题意，f（x）为奇函数；＞0⇒−1＜x＜1，所以f（x）定义为（-1，1），关于原点对称；证明：1+x1−x任取x∈（-1，1），则f(−x)+f(x)=log21−x1+x +log21+x1−x=log2(1−x1+x⋅1+x1−x)=log21=0．则有f（-x）=-f（x），f（x）为奇函数；（2）由（1）知-1＜x＜1，f（x）＜-1⇒log2(1+x)(1−x)＜−1，即1+x1−x＜2−1=12，1+x 1−x −12=(2+2x)−(1−x)2(1−x)=3x+12(1−x)＜0，即3x+1x−1＞0，∴x＜−13或x＞1，又由-1＜x＜1，则有-1＜x＜-13，综上，不等式解集为(−1，−13)【解析】（1）根据题意，先求出函数的定义域，再分析f（-x）与f（x）的关系，结合奇偶性的定义分析可得结论；（2）根据题意，f（x）＜-1⇒，求出x的取值范围，结合函数的定义域分析可得答案．本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用，涉及对数的运算性质，注意分析函数的定义域．19.【答案】解：（1）f（x）=x23=√x23的图象，如图：函数的定义域为R．（2）设x23=t≥0，则h（x）=m（t）=t2-2t-3=（t-1）2-4≥-4，当t=1∈（0，+∞）时取等号，故h（x）值域为[-4，+∞）．【解析】（1）由题意利用幂函数的图象和性质，画出f（x）=x的图象，并注明定义域．（2）换元，利用二次函数的性质，求得函数h （x ）的值域．本题主要考查幂函数的图象和性质，二次函数的性质，属于基础题． 20.【答案】解：（1）根据题意，f （x ）=x+a x 2+1为奇函数，则f （-x ）+f （x ）=0， 即（−x+a x 2+1）+（x+a x 2+1）=0，解可得a =0；（2）由（1）的结论，f （x ）=x x 2+1，在（-1，1）上为增函数；证明：任取x 1，x 2∈（-1，1），且x 1＜x 2，则f(x 1)−f(x 2)=x 1x 12+1−x 2x 22+1=x 1(x 22+1)−x 2(x 12+1)(x 12+1)(x 22+1)x 1x 22+x 1−x 2x 12−x 2(x 12+1)(x 22+1)=x 1x 2(x 2−x 1)−(x 2−x 1)(x 12+1)(x 22+1)=(x 1x 2−1)(x 2−x 1)(x 12+1)(x 22+1)，又由x 1，x 2∈（-1，1），且x 1＜x 2，则x 1x 2−1＜0，x 2−x 1＞0，x 12+1＞0，x 22+1＞0，则有f （x 1）-f （x 2）＜0，所以函数f （x ） 在（-1，1）上单调递增．【解析】（1）根据题意，由奇函数的性质可得f （-x ）+f （x ）=0，即（）+（）=0，解可得a 的值，即可得答案；（2）根据题意，任取x 1，x 2∈（-1，1），且x 1＜x 2，由作差法分析f （x 1）-f （x 2）的符号，由函数单调性的定义分析可得答案．本题考查函数奇偶性与单调性的性质以及应用，关键是求出a 的值，属于基础题．21.【答案】解：由条件知，T 0=89，T α=25，t =20．代入T -T α=（T 0-T α）•（12）t ℎ，得T −25=(89−25)⋅(12)2010， 解得T =41℃；如果要降温到35℃，则35−25=(89−25)⋅(12)t 10． 解得t ≈26.8．答：此时咖啡的温度41℃，要降温到35℃，共需要约26.8分钟．【解析】直接把题中公差的相应条件代入函数解析式求解．本题考查根据实际问题选择函数模型，考查利用待定系数法求函数解析式，训练了函数值的求法，是中档题．第31页，共31页 22.【答案】解：（1）∵f （-x ）+f （x ）=（-x ）2+b （-x ）+c +x 2+bx +c =2（x 2+c ）≠0恒成立，……………（3分）所以，方程x 2+c =0无实数解……………………（5分）所以，c 取值范围为（0，+∞） ………………（6分）（2）设 f （x ）=0 的两根为 x 1，x 2，且 0＜x 1＜x 2＜1，则 f （x ）=（x -x 1）（x -x 2），………………（7分）所以c 2+（1+b ）c =c （1+b +c ）=f （0）f （1）……………（8分）=（0-x 1）（0-x 2）（1-x 1）（1-x 2）=x 1x 2（1-x 1）（1-x 2）(−x 12+x 1)(−x 22+x 2)………………（9分）[−(x 1−12)2+14][−(x 2−12)2+14] ≤116………………（11分）又因为 x 1，x 2 不能同时取到 12，所以 c 2+（1+b ）c 取值范围为(0，116)．……………（12分）【解析】（1）由f （-x ）+f （x ）≠0恒成立可知方程x 2+c=0，结合二次方程根的存在条件可求（2）由题意可设 f （x ）=（x-x 1）（x-x 2），而c 2+（1+b ）c=c （1+b+c ）=f （0）f （1），结合方程的根与系数关系及完全平方数的关系可求本题主要考查了二次函数的性质及方程的根与系数关系的简单应用，属于中档试题。

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