高一上学期期末考试数学试卷及答案
安徽省部分重点中学2023-2024学年高一上学期期末测试数学试卷含答案

姓名______座位号______(在此卷上答题无效)高一数学(答案在最后)(人教版A )本试卷共4页,22题.全卷满分150分,考试时间120分钟.考生注意事项:1.答题前,先将自己的姓名,准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.选择题的作答: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照.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.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{}250A x x x =-=,则()A.{}0A∈ B.5A∉ C.{}5A∈ D.0A∈【答案】D 【解析】【分析】用列举法表示出集合A ,再利用元素与集合、集合与集合的关系逐项判断即得.【详解】依题意,{0,5}A =,所以0A ∈,5A ∈,B 错误,D 正确;显然{}0A ⊆,{}5A ⊆,AC 错误.故选:D2.12+=()A.4B.6C.8D.10【答案】B 【解析】【分析】根据给定条件,利用指数运算、指数式与对数式的互化及换底公式计算即得.【详解】因为1222122log3log3log2==,所以22l11lo3og3g2223622++==⨯=⨯=.故选:B3.中文“函数”一词,最早是由近代数学家李善兰翻译的,之所以这么翻译,他给出的原因是“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数”,下列选项中是同一个函数的是()A.01y x=-与0y=B.y=与y=C.y x=与z=D.2y x x=+与32x xyx+=【答案】C【解析】【分析】利用同一函数的定义,逐项分析判断即得.【详解】对于A,函数01y x=-的定义域为{R|0}x x∈≠,函数0y=的定义域为R,两个函数定义域不同,A不是;对于B,函数y=的定义域为{|2}x x≥,函数y=的定义域为{|2x x≤-或2}x≥,两个函数定义域不同,B不是;对于C,函数y x=的定义域为R,函数z=R,且z y==,两个函数定义域相同,对应法则也相同,C是;对于D,函数2y x x=+的定义域为R,函数32x xyx+=的定义域为{R|0}x x∈≠,两个函数定义域不同,D不是.故选:C4.已知角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,点(1,P在角α的终边上,则5πsin(2)6α+=()A.14 B.14- C.12D.12-【答案】C【分析】根据给定条件,利用正切函数定义求出tan α,再利用二倍角公式结合齐次式法及和角的正弦公式求解即得.【详解】依题意,tan α=,则2222sin cos 2tan sin 22sin cos sin cos tan 12ααααααααα====-++,22222222cos sin 1tan 1cos 2cos sin sin cos tan 12ααααααααα--=-===-++所以5π5π5π111sin(2sin 2cos cos 2sin (66622222ααα+=+=-⨯--⨯=.故选:C5.已知“0x ∃∈R ,200202420240x x a --<”为真命题,则实数a 的取值范围为()A.506a >-B.506a -≥ C.506a -≤ D.506a <-【答案】A 【解析】【分析】根据给定条件,分离参数,借助二次函数求出最小值即得.【详解】“0x ∃∈R ,200202420240x x a --<”为真命题,则“0x ∃∈R ,20020242024a x x >-”为真命题,而2020012024()506506422022024x x x =≥----,当且仅当012x =时取等号,则506a >-,所以实数a 的取值范围为506a >-.故选:A6.函数()4e xf x x =-在[]3,3-上的大致图象为()A. B.C. D.【答案】D【分析】根据给定函数的奇偶性,结合(0)1f =-即可判断得解.【详解】依题意,||||()()4||e 4||e x x x f x x f x -=-=---=,因此函数()f x 是偶函数,其图象关于y 轴对称,排除AB ;又(0)1f =-,选项C 不满足,D 符合题意.故选:D7.《梦溪笔谈》是我国科技史上的杰作,其中收录了扇形弧长的近似计算公式:22ABl ⨯=+矢弦径.如图,公式中“弦”是指扇形中 AB 所对弦AB 的长,“矢”是指 AB 所在圆O 的半径与圆心O 到弦的距离之差,“径”是指扇形所在圆O 的直径.若扇形的弦AB =,扇形的圆心角为2π3,利用上面公式,求得该扇形的弧长的近似值与实际值的误差为()A.16π13-B.8π13--C.16π132-D.8π132--【答案】B 【解析】【分析】利用等腰三角形性质求出圆半径及点O 到弦AB 的距离并求出 AB l ,再由弧长公式求出 AB 的实际值即可计算得解.【详解】取弧AB 的中点C ,连接OC 交AB 于D ,则D 是AB 的中点,且OC AB ⊥,在等腰AOB中,2π3AB AOB =∠=,则π6OAB ∠=,圆O 半径124πcos 6ABR OA ===,122OD R ==,2CD R OD =-=,因此 2212AB CD l AB R=+=,而扇形弧长的实际值为2π8π33R =,所以该扇形的弧长的近似值与实际值的误差为8π13-.故选:B8.定义在R 上的偶函数()f x 在(],0-∞上单调递减,且()50f -=,则不等式()()160x f x +-≤的解集是()A.(][],11,11-∞-B.(],11-∞C.[]1,11- D.(][),111,-∞-+∞ 【答案】A 【解析】【分析】利用()f x 的奇偶性与单调性得到()f x 在(0,)+∞上单调递增与()50f =,再分类讨论1x +的取值范围,结合偶函数的性质()()fx f x =即可得解.【详解】因为定义在R 上的偶函数()f x 在(],0-∞上单调递减,且()50f -=,所以()f x 在(0,)+∞上单调递增,()()550f f =-=,因为()()160x f x +-≤,当10x +>,即1x >-时,()60f x -≤,即()()65fx f -≤,所以65x -≤,即565x -≤-≤,解得111x ≤≤,故111x ≤≤;当10x +≤,即1x ≤-时,()60f x -≥,即()()65fx f -≥,所以65x -≥,即65x -≤-或65x -≥,解得1x ≤或11x ≥,故1x ≤-;综上:1x ≤-或111x ≤≤.故选:A.【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是充分利用偶函数的性质()()fx f x =,从而简化运算得解.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.9.已知a b c >>,则下列结论错误的是()A.33b c >B.22a c > C.> D.a c b->【答案】BCD 【解析】【分析】根据给定条件,利用不等式性质判断A ;举例说明判断BCD.【详解】由b c >及3y x =在R 上单调递增,可得33b c >,A 正确;取1,2a c ==-,满足a c >,而2214a c =<=,B 错误;由a b >,知,a b 是否是非负数不确定,当0b <>C 错误;取3,2,1a b c ===,满足a b c >>,而2a c b -==,D 错误.故选:BCD10.已知集合{}29A x x =<,A B ⊆,则()A.集合A B B ⋃=B.{}33A B x x ⋂=-<<C.集合A B ⋃可能是{}22x x -<<D.{}44x x -<<可能是B 的子集【答案】ABD 【解析】【分析】解不等式化简集合A ,由已知结合集合运算逐项判断即得.【详解】集合29{|}{3}3|A x x x x ==<<<-,A B ⊆,则A B B ⋃=,{|33}A B A x x ==-<< ,AB 正确;显然()A A B ⊆ ,即{|33}()x x A B -<<⊆ ,而{}22x x -<<是{|33}-<<x x 的真子集,C 错误;由于{|33}x x B -<<⊆,{}{|33}44x x x x -<<⊆-<<,因此{}44x x -<<可能是B 的子集,D 正确.故选:ABD11.函数()sin()f x A x ωϕ=+(0A >,0ω>,π2ϕ<)的部分图象如图所示,将函数()f x 的图象上所有点的横坐标变为原来的3倍,纵坐标变为原来的2倍,然后向左平移3π4个单位长度,得到函数()g x 的图象,则()A.1A =B.()g x 的解析式为2π2sin 33y x ⎛⎫=+⎪⎝⎭C.7π,02⎛⎫⎪⎝⎭是()g x 图象的一个对称中心D.()g x 的单调递减区间是11π5π3π,3π44k k ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,Z k ∈【答案】ABD 【解析】【分析】先利用三角函数的图象求得()f x 的解析式,再利用三角函数平移的性质与正弦函数的性质即可得解.【详解】依题意,由图象可知1A =,3π5π3π43124T ⎛⎫=--= ⎪⎝⎭,则πT =,故A 正确;因为0ω>,所以2ππω=,则2ω=,所以()sin(2)f x x ϕ=+,因为()f x 的图象过点π,13⎛⎫⎪⎝⎭,所以sin 21π3ϕ⎛⎫⨯+= ⎪⎝⎭,则2ππ2π,Z 32k k ϕ+=+∈,即π2π,Z 6k k ϕ=-+∈,又π2ϕ<,则π6ϕ=-,所以()sin 26πf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,将函数()f x 的图象上所有点的横坐标变为原来的3倍,得到2πsin 36y x ⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象,纵坐标变为原来的2倍,得到2π2sin 36y x ⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象,向左平移3π4个单位长度,得到函数()23ππ2π2sin 2sin 34633g x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象,故B 正确;因为7π27ππ8π2sin 2sin 023233g ⎛⎫⎛⎫=⨯+=≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 错误;令3π2ππ2π2π,Z 2332k x k k -+≤+≤-+∈,解得11π5π3π3π,Z 44k x k k -≤≤-∈,所以()g x 的单调递减区间是11π5π3π,3π44k k ⎡⎤--⎢⎣⎦,Z k ∈,故D 正确.故选:ABD.12.已知函数21,0(),0ax x f x x bx x -≤⎧=⎨+>⎩,则下列结论中正确的是()A.若函数()f x 在(,1)-∞上单调递减,则0a >且2b ≤-B.若函数()f x 有2个零点,则a<0且0b <C.若函数()f x 有1个零点,则a<0且0b ≥D.若函数()f x 在(,2]-∞的最大值为1,则a<0且32b ≤-【答案】AB 【解析】【分析】分类探讨分段函数()f x 的性质,再结合分段函数单调性、零点及最大值逐项分析判断即得.【详解】当0x ≤时,()1f x ax =-,当a<0时,()f x 单调递增,函数值集合为(,1]-∞,当0a =时,()1f x =,当0a >时,()f x 单调递减,函数值集合为[1,)+∞;当0x >时,2()f x x bx =+,当0b ≥时,()f x 在(0,)+∞上单调递增,当0b <时,()f x 在(0,)2b -上单调递减,在[,)2b-+∞上单调递增,对于A ,由函数()f x 在(,1)-∞上单调递减,得012a b >⎧⎪⎨-≥⎪⎩,解得0a >且2b ≤-,A 正确;对于B ,当0x >时,2()f x x bx =+,函数()f x 在(0,)+∞上最多一个零点,由函数()f x 有2个零点,得函数()f x 在(,0]-∞上有一个零点,在(0,)+∞上有一个零点,因此a<0且0b <,B 正确;对于C ,当0a ≤时,()1f x ax =-在(,0]-∞上无零点,当0b <时,()f x 在(0,)+∞上有一个零点,则当0a ≤且0b <时,函数()f x 也只有1个零点,C 错误;对于D ,由于函数()f x 在(,2]-∞的最大值为1,则()f x 在(,0]-∞上不能单调递减,即0a ≤,且(0)1f =,当0b ≥时,()f x 在(0,2]上单调递增,(2)424f b =+≥,不符合题意,当0b <时,若22b-≥,即4b ≤-,则()f x 在(0,2]上单调递减,()0f x <,此时()f x 在(,2]-∞的最大值为1,因此4b ≤-,若22b -<,即40b -<<,则()f x 在(0,]2b -上单调递减,在[,2]2b-上单调递增,必有(2)421f b =+≤,解得32b ≤-,则342b -<≤-,此时()f x 在(,2]-∞的最大值为1,因此342b -<≤-,综上所述,函数()f x 在(,2]-∞的最大值为1,则0a ≤且32b ≤-,D 错误.故选:AB【点睛】方法点睛:对于分段函数的单调性,有两种基本的判断方法:一保证各段上同增(减)时,要注意上、下段间端点值间的大小关系;二是画出这个分段函数的图象,结合函数图象、性质进行直观的判断.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知幂函数的图象经过点1(243,)3,那么()f x 的解析式为______;不等式(|)3|f x ≤的解集为______.【答案】①.15()f x x-=②.11(,[,)243243-∞-+∞ 【解析】【分析】利用幂函数过的点求出()f x 的解析式,再利用单调性解不等式即可.【详解】设幂函数()f x x α=,依题意,12433α=,即5133α-=,因此51α=-,解得15α=-,所以函数()f x 的解析式为15()f x x -=;显然函数()f x 在(0,)+∞上单调递减,且1()3243f =,于是不等式(|)3|f x ≤为:2(||)1()43f f x ≤,解得|4|123x ≥,即1243x ≤-或1243x ≥,所以不等式(|)3|f x ≤的解集为11(,][,)243243-∞-+∞ .故答案为:15()f x x -=;11(,][,)243243-∞-+∞ 14.若π02α<<,02βπ<<,()3cos 5αβ+=-,5cos 13β=,则cos()4πα+=______.【答案】232130-##【解析】【分析】根据给定条件,利用同角公式及和差角的余弦公式计算得解.【详解】由π02α<<,02βπ<<,得0παβ<+<,而()3cos 5αβ+=-,5cos 13β=,则4sin()5αβ+==,12sin 13β==,因此3541233cos cos[()]51351365ααββ=+-=-+=,56sin 65α==,所以πππ23356232cos()cos cos sin sin (44426565130ααα+=-=-=-.故答案为:130-15.已知函数())f x x =,若0m >,0n >,且41()(1)(0)f f f m n+-=,则16m n +的最小值为______.【答案】36【解析】【分析】根据给定条件,探讨函数()f x 的奇偶性及单调性,由此求出,m n 的关系式,再利用基本不等式“1”的妙用求解即得.【详解】函数())f x x =中,R x ∀∈||x x >≥,则函数()f x 的定义域为R ,而()()))ln10f x f x x x -+=++-==,则函数()f x 是奇函数,显然函数y y x ==-在(,0]-∞上都单调递减,则函数t x =-在(,0]-∞上单调递减,而函数ln y t =在(0,)+∞上单调递增,则函数()f x 在(],0-∞上单调递减,于是函数()f x 在[)0,+∞上单调递减,因此函数()f x 在R 上单调递减,(0)0f =,由41((1)(0)f f f m n +-=,得411()(1)(1)f f f m n n =--=-,则411m n=-,即411m n +=,于是441616(16)2020236n m m n n m n m n m +++=+=+≥+,当且仅当64n mm n=,即812m n ==时取等号,所以16m n +的最小值为36.故答案为:3616.已知直线y a =与函数()()tan f x x ωϕ=+(0ω>,π02ϕ<<)的图象所有交点之间的最小距离为2,且其中一个交点为()1,1-,则函数()y f x =的图象与函数223y x =-(3922x -<<)的图象所有交点的横坐标之和为______.【答案】6【解析】【分析】根据给定条件,结合正切函数的图象性质求出()f x ,确定函数()y f x =与223y x =-共同具有的性质,再借助图象求解即可.【详解】依题意,函数()tan()f x x ωϕ=+的最小正周期为2,则π2ω=,解得π2=ω,于是π()tan()2f x x ϕ=+,由π(1)tan()12f ϕ=+=-,得π3ππ,Z 24k k ϕ+=+∈,而π02ϕ<<,取π0,4k ϕ==,因此ππ()tan()24f x x =+,显然33ππ()tan()0244f =+=,则函数()y f x =的图象关于点3(,0)2成中心对称,又函数223y x =-的图象关于点3(,0)2成中心对称,在同一坐标系内作出函数()y f x =和223y x =-的图象,观察图象知,两个函数在39(,)22-的图象共有4个公共点,且关于点3(,0)2成中心对称,所以4个交点的横坐标之和为3462⨯=.故答案为:6【点睛】思路点睛:给定)t )a ()(n(0f x x ωϕω=>+的性质求解解析式,一般是求出周期定ω,由图象上特殊点求ϕ.四、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.计算:(1)1105448132()()πlog 816243-++-;(2)2log 33810log log 274lglg303-⋅---.【答案】(1)52;(2)212-.【解析】【分析】(1)利用指数运算法则、对数换底公式计算即得.(2)利用对数运算法则、对数换底公式计算即得.【小问1详解】2421111045355448132333335(()πlog 8[(][()]1log 2116243222222-++-=++-=+-=.【小问2详解】2log 3810log log 274lglg303-⋅---2312312log 332232310log 3log 3log 22lg(30)3=-⋅--⨯2log 32232)23321log 3log 2(2lg10013222=-⋅--=---=-.18.已知3πtan()74α-=.(1)求sin 2cos sin 3cos αααα+-的值;(2)若π(π,)2α∈--,求sin 2cos 2αα+的值.【答案】(1)119-;(2)24102510+.【解析】【分析】(1)利用差角的正切公式求出tan α,再利用齐次式法计算即得.(2)利用同角公式求出sin ,cos αα,再利用二倍角公式计算即得.【小问1详解】由3πtan()74α-=,得tan tantan 17n 3π1tan 1ta π4n 3t 4a αααα-+==-+,解得3tan 4α=,所以32sin 2cos tan 21143sin 3cos tan 3934αααααα+++===----.【小问2详解】由π(π,)2α∈--,得ππ(,)224α∈--,则sin 0,cos 0,cos 02ααα<<>,由3tan 4α=,得3sin cos 4αα=,而22sin cos 1αα+=,解得34sin ,cos 55αα=-=-,于是3424sin 22sin cos 2(()5525ααα==⨯-⨯-=,又21cos 1cos 2210αα+==,则cos 210α=,所以0sin 2cos224251αα++=.19.已知函数()f x 的定义域为()0,∞+,x ∀,()0,y ∈+∞,总有()()x f f x f y y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭成立.若1x >时,()0f x <.(1)判断并证明函数()f x 的单调性;(2)若132f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,求解关于x 的不等式()364f x x f ⎛⎫+-< ⎪⎝⎭的解集.【答案】(1)()f x 在()0,∞+上单调递减,证明见解析(2)()1,+∞【解析】【分析】(1)利用单调性的定义结合已知即可证明;(2)利用赋值法求出164f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,根据已知结合函数的单调性,将不等式化得到关于x 的不等式组,解之即可得解.【小问1详解】()f x 在()0,∞+上单调递减,证明如下:因为x ∀,()0,y ∈+∞,总有()()x f f x f y y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭成立,当1x >时,()0f x <,12,0x x ∀>,且12x x <,则211x x >,则()()22110x f x f x f x ⎛⎫-=< ⎪⎝⎭,即()()12f x f x >,所以()f x 在()0,∞+上单调递减.【小问2详解】因为因为x ∀,()0,y ∈+∞,总有()()x f f x f y y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭成立,所以()()x f f y f x y ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则()()()f x f y f xy +=,因为132f ⎛⎫=⎪⎝⎭,所以1116422f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以不等式()364f x x f ⎛⎫+-< ⎪⎝⎭可化为3144x f f x ⎛⎫⎛⎫-< ⎪ ⎪⎢⎝⎭⎝⎡⎤⎣⎦⎭⎥,所以31440304x x x x ⎧⎛⎫-> ⎪⎪⎝⎭⎪⎪>⎨⎪⎪->⎪⎩,解得1x >.所以不等式()364f x x f ⎛⎫+-< ⎪⎝⎭的解集为()1,+∞.20.已知函数()22f x x ax =+-.(1)若关于()f x 的不等式()0f x <的解集为(),2b ,求a ,b 的值;(2)已知当[]1,2x ∈-时,()336xxf -≤恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)1a =-,1b =-(2)43,3⎛⎤--∞ ⎥⎝⎦【解析】【分析】(1)根据已知结合三个二次之间的关系,列出关于,a b 的方程组,解之即可得解;(2)利用换元法将问题转化为41a t t -≥+在1,93⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立,再利用对勾函数的性质求得max4t t ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,从而得解.【小问1详解】因为()22f x x ax =+-,且()0f x <的解集为(),2b ,所以b 和2是方程220x ax +-=的两个不等实根,且2b <,由韦达定理可得222b a b +=-⎧⎨=-⎩,解得11a b =-⎧⎨=-⎩,故1a =-,1b =-.【小问2详解】因为()22f x x ax =+-,所以()()23332x xx f a ⋅=+-,则()336xxf -≤可化为()233362x x x a ≤+--⋅,整理可得()()21334xx a +⋅≤-,令3x t =,[]1,2x ∈-,所以1,93t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则上式可化为()241t a t ≤+-⋅在1,93⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立,即41a t t -≥+在1,93⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立,因为44t t +≥=,当且仅当4t t =,即2t =时,等号成立,所以由对勾函数的性质可知4y t t =+在1,23⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在(]2,9上单调递增,而当13t =时,7313343y +==⨯;当9t =时,485999y +==;所以max 4373t t ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,故3713a -≥,所以343a ≤-,所以实数a 的取值范围为43,3⎛⎤--∞ ⎥⎝⎦.21.某学校校园内有一个扇形空地AOB (πAOB ∠<),该扇形的周长为10π203+,面积为50π3,现要在扇形空地AOB 内部修建一矩形运动场馆CDEF ,如图所示.(1)求扇形空地AOB 的半径和圆心角;(2)取CD 的中点M ,记MOD θ∠=.(i )写出运动场馆CDEF 的面积S 与角θ的函数关系式;(ii )求当角θ为何值时,运动场馆CDEF 的面积最大?并求出最大面积.【答案】(1)扇形空地AOB 的半径为10,圆心角为π3;(2)(i)π200sin(23S θ=+-π(0,6θ∈;(ii )π12θ=,200-【解析】【分析】(1)利用扇形弧长公式、扇形面积公式列出方程求解并验证即得.(2)(i )借助直角三角形的边角关系求出函数关系式;(ii )利用正弦函数的性质求解最值.【小问1详解】设扇形空地AOB 所在圆半径为r ,扇形弧长为l ,依题意,10π2203150π23r l rl ⎧+=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得1010π3r l =⎧⎪⎨=⎪⎩或5π320r l ⎧=⎪⎨⎪=⎩,当5π320r l ⎧=⎪⎨⎪=⎩时,圆心角12ππl AOB r ∠==>,不符合题意,当1010π3r l =⎧⎪⎨=⎪⎩时,圆心角ππ3l AOB r ∠==<,符合题意,所以扇形空地AOB 的半径为10,圆心角为π3.【小问2详解】(i )由(1)知,π3AOB ∠=,则π(0,6θ∈,在Rt MOD △中,10cos ,10sin OM DM θθ==,则10sin EN DM θ==,在Rt EON △中,π6EON ∠=,tan ENON EONθ==∠,于是10cos MN OM ON θθ=-=-,所以220sin (10cos )S EN MN θθθ=⋅=-2200sin cos 100sin 2cos 2)θθθθθ=-=--π100(sin 22)200sin(23θθθ=+-=+-,π(0,)6θ∈.(ii )由(i )知,当π(0,)6θ∈时,ππ2π2(,)333θ+∈,则当ππ232θ+=,即π12θ=时,max 200S =-所以当π12θ=时,运动场馆CDEF 的面积最大,最大面积为200-【点睛】思路点睛:涉及求正(余)型函数在指定区间上的最值问题,根据给定的自变量取值区间求出相位的范围,再利用正(余)函数性质求解即得.22.已知函数4(2)4log af x x xb -=+(0a >,1a ≠,2b ≠-)是定义在(2,2)-上的奇函数.(1)求(0)f 和实数b 的值;(2)若()f x 满足2(2)(32)0f t f t -+-<,求实数t 的取值范围;(3)若01a <<,问是否存在实数m ,使得对定义域内的一切t ,都有2(2)(10)f t f mt +++>恒成立?【答案】(1)(0)0f =,2b =;(2)当01a <<时,01t <<,当1a >时,413<<t ;(3)存在,116m =.【解析】【分析】(1)根据给定条件,结合奇函数的定义求解即得.(2)按01,1a a <<>分类,利用单调性解不等式即得.(3)利用奇函数及意识性脱去法则,转化为恒成立的不等式组,再借助二次函数分类求解.【小问1详解】依题意,420(0)log log 1004aa fb -⨯===⨯+,又()f x 是(2,2)-上的奇函数,则()()f x f x -=-,即42()42log log ()44a a x xb x bx ---=--++,亦即424log log 442aa x bx bx x++=-+-,整理得22216416x b x -=-,于是24b =,而2b ≠-,所以2b =.【小问2详解】由(1)知,424288()log log log (1)(0,1)242424a a a x x f x a a x x x ---+===->≠+++,显然函数8124y x =-+在(2,2)-上单调递减,由奇函数性质及2(2)(32)0f t f t -+-<,得2(2)(32)(23)f t f t f t -<--=-,当01a <<时,函数log a y x =在(0,)+∞上单调递减,则()f x 在(2,2)-上单调递增,不等式化为222232t t -<-<-<,解得01t <<,当1a >时,函数log a y x =在(0,)+∞上单调递增,则()f x 在(2,2)-上单调递减,不等式化为222322t t -<-<-<,解得413t <<,所以当01a <<时,01t <<;当1a >时,413<<t .【小问3详解】假定存在实数m ,对定义域内的一切t ,都有2(2)(10)f t f mt +++>恒成立,即2(1(2)()2)f mt f t f t +>-+=--恒成立,当01a <<时,由(2)知函数()f x 在(2,2)-上单调递增,不等式化为2212212222mt t mt t ⎧+>--⎪-<+<⎨⎪-<--<⎩,整理得22303140mt t mt t ⎧++>⎪-<<⎨⎪-<<⎩,于是有231mt -<<对任意40t -<<恒成立,则2231m t t-<<,当40t -<<时,223311(,),(,)1616t t -∈-∞-∈+∞,因此311616m -≤≤;有230mt t ++>对任意40t -<<恒成立,设2()3g t mt t =++,①当0m >时,函数2()3g t mt t =++的图象开口向上,对称轴102t m=-<,(i )当1120m ∆=->,即112m <时,必有(4)1610142g m m-=-≥⎧⎪⎨-≤-⎪⎩,则111612m ≤<;(ii )当1120m ∆=-=,即112m =时,2211()3(6)01212g t t t t =++=+>在(4,0)t ∈-上恒成立,则112m =;(iii )当1120m ∆=-<,即112m >时,()0g t >在(4,0)t ∈-上恒成立,则112m >;②当0m ≤时,(4)16110g m -=-≤-<,不满足()0g t >在(4,0)t ∈-上恒成立,综上得311616m -≤≤且116m ≥,所以存在116m =使得对定义域内的一切t ,都有()2(2)10f t f mt +++>恒成立.。
北京市通州区2023-2024学年高一上学期期末质量检测试题 数学含解析

通州区2023—2024学年第一学期高一年级期末质量检测数学试卷(答案在最后)2024年1月本试卷共4页,共150分.考试时长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,请将答题卡交回.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.已知全集U =R ,{}21A x x =-<≤,则U A =ð()A.{}1x x ≤ B.{}1x x ≥C.{2x x ≤-或}1x > D.{2x x <-或}1x ≥2.下列函数中,在区间(0,)+∞上为增函数的是()A.y =B.2(1)y x =- C.2xy -= D.()ln f x x=-3.若,,a b c ∈R 且a b >,则()A.22ac bc> B.1122ab⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C.33a b > D.||||a b >4.下列函数中,其定义域和值域分别与函数()ln e xf x =的定义域和值域相同的是()A.y x= B.ln e xy = C.y = D.y=5.已知0.32=a ,0.3log 2b =,0.30.5c =,则()A.c a b>> B.c b a>> C.a b c >> D.a c b>>6.已知函数2()log 23f x x x =+-,在下列区间中,包含()f x 零点的区间是()A.(1,0)- B.(0,1)C.(1,2)D.(2,3)7.若函数()cos(2)f x x ϕ=+是奇函数,则ϕ可取一个值为()A.π- B.2π-C.4π D.2π8.设x ∈R ,则“cos 0x =”是“sin 1x =”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件9.国家标准对数视力表是由我国第一个眼科光学研究室的创办者缪天荣发明设计的,如图是5米测距下的标准对数视力表的一部分.图中左边一列数据为标准对数记录法记录的近似值L :4.0,4.1,4.2…对应右边一列数据为小数记录法记录的近似值V :0.1,0.12,0.15….已知标准对数记录法的数据L 和小数记录法的数据V 满足lg L K V =+(K 为常数).某同学测得视力的小数记录法数据为0.6,则其标准对数记录法的数据约为(参考数据:lg 20.30≈,lg 30.48≈)()标准对数视力表A.4.8B.4.9C.5.0D.5.110.设函数()2x f x =,2()g x x =,()log (1)a m x x a =>,()(0)n x kx k =>,则下列结论正确的是()A.函数()f x 和()g x 的图象有且只有两个公共点B.0x ∃∈R ,当0x x >时,使得()()f x g x <恒成立C.0(0,)x ∃∈+∞,使得()()00f x m x <成立D.当1ak ≤时,方程()()m x n x =有解第二部分(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()ln(2)f x x =-的定义域是__________.12.计算:124(lg 2lg5)-+=__________.13.函数()2()1ln f x x x =-的零点个数为__________.14.在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边经过点ππcos 2,sin 266P t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,当0=t 时,则tan α=__________;当t 由0变化到π6时,线段OP 扫过的面积是__________.15.设函数(),22,2x a x f x a x ≥=-<⎪⎩(0a >且1a ≠).给出下列四个结论:①当2a =时,方程()f x a =有唯一解;②当(0,1)a ∈时,方程()f x a =有三个解;③对任意实数a (0a >且1a ≠),()f x 的值域为[0,)+∞;④存在实数a ,使得()f x 在区间()0,∞+上单调递增;其中所有正确结论的序号是__________.三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.16.如图,在平面直角坐标系xOy 中,锐角α和钝角β的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边分别与单位圆交于点14,5P y ⎛⎫⎪⎝⎭,2,5M y ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭.(1)求sin α,sin β的值;(2)求cos POM ∠的值.17.某同学用“五点法”画函数()sin()f x A x ωϕ=+(0A >,0ω>,||2ϕπ<)在某一个周期内的图象时,列表并填入部分数据,如下表:x ωϕ+0π2π3π22πxπ35π64π3sin()A x ωϕ+022-0(1)求函数()y f x =的解析式;(2)将函数()y f x =图象上所有点向右平行移动π3个单位长度,得到函数()y g x =的图象,求函数()y g x =的单调递增区间.18.若函数()2cos (sin cos )1(04)f x x x x ωωωω=+-<<.从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数()f x 存在.(1)求()f x 的解析式与最小正周期;(2)求()f x 在区间π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值.条件①:π8f ⎛⎫=⎪⎝⎭条件②:R x ∀∈,()8πf x f ⎛⎫≤⎪⎝⎭恒成立;条件③:函数()f x 的图象关于点π,08⎛⎫-⎪⎝⎭对称.注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.19.函数()e e 4x x f x m -=+-,m ∈R .(1)若()f x 为偶函数,求m 的值及函数()f x 的最小值;(2)当[1,1]x ∈-时,函数()f x 的图象恒在x 轴上方,求实数m 的取值范围.20.某城市2024年1月1日的空气质量指数(简称AQI )与时间x (单位:小时)的关系()y f x =满足如图连续曲线,并测得当天AQI 的取大值为106.当[0,12]x ∈时,曲线是二次函数图象的一部分;当(12,24]x ∈时,曲线是函数log (10)103a y x =--+图象的一部分.根据规定,空气质量指数AQI 的值大于或等于101时,空气就属于污染状态.(1)求函数()y f x =的解析式;(2)该城市2024年1月1日这一天哪个时间段的空气属于污染状态?并说明理由.21.已知有m 个连续正整数元素的有限集合{}1,2,3,,1,m S m m =- (N m +∈,2m ≥),记有序数对()12,,,m A a a a = ,若对任意i ,{}()1,2,,j m i j ∈≠ ,i a ,j m a S ∈且i j a a ≠,A 同时满足下列条件,则称A 为m 元完备数对.条件①:12231m m a a a a a a --≤-≤≤- ;条件②:122312m m a a a a a a m --+-++-=+ .(1)试判断是否存在3元完备数对和4元完备数对,并说明理由;(2)试证明不存在8元完备数对.通州区2023—2024学年第一学期高一年级期末质量检测数学试卷2024年1月本试卷共4页,共150分.考试时长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,请将答题卡交回.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.已知全集U =R ,{}21A x x =-<≤,则U A =ð()A.{}1x x ≤B.{}1x x ≥C.{2x x ≤-或}1x > D.{2x x <-或}1x ≥【答案】C 【解析】【分析】根据补集的定义即可求解.【详解】因为全集U =R ,{}21A x x =-<≤,所以{}U |21A x x x =≤->或ð.故选:C2.下列函数中,在区间(0,)+∞上为增函数的是()A.y =B.2(1)y x =- C.2xy -= D.()ln f x x=-【答案】A 【解析】【分析】根据初等基本函数的单调性,判断各个选项中函数的单调性,从而得出结论.【详解】对于A :因为函数y =(1,)-+∞上是增函数,所以满足条件,故A 正确;对于B :因为函数2(1)y x =-在(0,1)上是减函数,所以不满足条件,故B 错误;对于C :因为函数2xy -=在R 上为减函数,所以不满足条件,故C 错误;对于D :因为函数()ln f x x =-在(0,)+∞上为减函数,所以不满足条件,故D 错误.3.若,,a b c ∈R 且a b >,则()A.22ac bc >B.1122ab⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C.33a b > D.||||a b >【答案】C 【解析】【分析】依据不等式的性质及函数的单调性对选项逐一判断即可.【详解】因为,,a b c ∈R 且a b >,对于A 选项:当0c =时不成立;对于B 选项:1()2xy =单调递减,所以不成立;对于C 选项:3y x =在(,)-∞+∞单调递增,成立;对于D 选项:举反例1,2a b =-=-,不成立.故选:C .4.下列函数中,其定义域和值域分别与函数()ln e xf x =的定义域和值域相同的是()A.y x =B.ln e xy = C.y = D.y=【答案】D 【解析】【分析】利用幂函数、指数函数、对数函数的定义域、值域一一判定选项即可.【详解】易知()ln exf x x ==,且0x >,ln e 0x >,故其定义域与值域均为()0,∞+.显然A 选项定义域与值域均为R ,故A 错误;因为ln e x y x ==,且e 0x >恒成立,即其定义域与值域均为R ,故B 错误;0y x ==≥,即其定义域为R ,值域为[)0,∞+,故C 错误;0y=>,且0x >,故其定义域与值域均为()0,∞+,即D 正确.故选:D5.已知0.32=a ,0.3log 2b =,0.30.5c =,则()A.c a b>> B.c b a>> C.a b c>> D.a c b>>【分析】先判断出a b c 、、的范围,再比较大小即可.【详解】因为0.30221a =>=,所以1a >;0.30.3log 2log 10b =<=,0b <;0.3000.50.51c <=<=,01c <<;所以a c b >>.故选:D6.已知函数2()log 23f x x x =+-,在下列区间中,包含()f x 零点的区间是()A.(1,0)- B.(0,1)C.(1,2)D.(2,3)【答案】C 【解析】【分析】利用零点存在定理可判断零点所在的区间.【详解】因为2log y x =在()0,∞+上单调递增,23y x =-在R 上单调递增,所以2()log 23f x x x =+-在()0,∞+上单调递增,因为()110f =-<,()22log 222320f =+⨯-=>,故函数()f x 零点的区间是(1,2).故选:C7.若函数()cos(2)f x x ϕ=+是奇函数,则ϕ可取一个值为()A.π-B.2π-C.4π D.2π【答案】B 【解析】【分析】根据诱导公式及正弦函数的性质求出ϕ的取值,从而解得.【详解】解:根据诱导公式及正弦函数的性质可知()π212k ϕ=-⋅,Z k ∈,令0k =,可得ϕ的一个值为π2-.故选:B8.设x ∈R ,则“cos 0x =”是“sin 1x =”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件【分析】分别解出cos 0x =、sin 1x =,结合充分、必要条件的定义即可求解.【详解】由cos 0x =,得ππ,Z 2x k k =+∈,由sin 1x =,得π2π,Z 2x k k =+∈,又ππ2π,Z π,Z 22x x k k x x k k ⎧⎫⎧⎫=+∈⊆=+∈⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭,所以“cos 0x =”是“sin 1x =”的必要不充分条件.故选:B.9.国家标准对数视力表是由我国第一个眼科光学研究室的创办者缪天荣发明设计的,如图是5米测距下的标准对数视力表的一部分.图中左边一列数据为标准对数记录法记录的近似值L :4.0,4.1,4.2…对应右边一列数据为小数记录法记录的近似值V :0.1,0.12,0.15….已知标准对数记录法的数据L 和小数记录法的数据V 满足lg L K V =+(K 为常数).某同学测得视力的小数记录法数据为0.6,则其标准对数记录法的数据约为(参考数据:lg 20.30≈,lg 30.48≈)()标准对数视力表A.4.8B.4.9C.5.0D.5.1【答案】A 【解析】【分析】利用公式结合对数运算法则计算函数关系式即可.【详解】由题意可知4.0lg 0.14lg 0.15K K =+⇒=-=,所以5lg L V =+,故()5lg 0.65lg3lg55lg31lg 2 4.78 4.8+=+-=+--≈≈,故A 正确.故选:A10.设函数()2x f x =,2()g x x =,()log (1)a m x x a =>,()(0)n x kx k =>,则下列结论正确的是()A.函数()f x 和()g x 的图象有且只有两个公共点B.0x ∃∈R ,当0x x >时,使得()()f x g x <恒成立C.0(0,)x ∃∈+∞,使得()()00f x m x <成立D.当1ak ≤时,方程()()m x n x =有解【答案】D 【解析】【分析】作出函数()f x 和()g x 的图象,结合函数图象即可判断A B ;根据指数函数和对数函数的图象即可判断C ;根据当1k a =时,函数()log (1)a m x x a =>和1()n x kx x a==的图象都过过点(),1a ,即可判断D.【详解】对于A ,如图所示,作出函数()f x 和()g x 的图象,由图可知,函数()f x 和()g x 的图象有三个公共点,故A 错误;对于B ,由A 选项可知,当>4x 时,()()f x g x >,所以不存在0x ∈R ,当0x x >时,使得()()f x g x <恒成立,故B 错误;对于C ,如图,作出函数()2x f x =,()log (1)a m x x a =>的图象,由图可知,函数()2x f x =的图象在y x =的图象的上方,函数()log (1)a m x x a =>的图象在y x =的图象的下方,所以()0,x ∞∀∈+,()()f x m x >,所以不存在0(0,)x ∈+∞,使得()()00f x m x <成立,故C 错误;对于D ,因为1,0a k >>,1ak ≤,当1k a=时,函数()log (1)a m x x a =>的图象过点(),1a ,函数1()n x kx x a==的图象过点(),1a ,即直线与函数图象有交点,当1k a<时,直线斜率更小,直线与函数图象有交点,所以当1ak ≤时,方程()()m x n x =有解,故D 正确.故选:D .【点睛】方法点睛:判定函数()f x 的零点个数的常用方法:(1)直接法:直接求解函数对应方程的根,得到方程的根,即可得出结果;(2)数形结合法:先令()0f x =,将函数()f x 的零点个数,转化为对应方程的根,进而转化为两个函数图象的交点个数,结合图象,即可得出结果.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()ln(2)f x x =-的定义域是__________.【答案】(,2)-∞【解析】【分析】利用对数的限制条件可得答案.【详解】由题意得,20x ->得2x <,所以定义域是(,2)-∞.故答案为:(,2)-∞12.计算:124(lg 2lg5)-+=__________.【答案】1【解析】【分析】利用分数指数幂运算和对数运算性质求解即可【详解】124(lg2lg5)2lg10211-+=-=-=.故答案为:113.函数()2()1ln f x x x =-的零点个数为__________.【答案】1【解析】【分析】令()0f x =,直接求解,结合函数定义域,即可得出函数零点,确定结果.【详解】()2()1ln f x x x =-的定义域为()0,∞+,令()2()1ln 0f x x x =-=,则210x -=或ln 0x =,解得1x =或=1x -(舍).故答案为:114.在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边经过点ππcos 2,sin 266P t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,当0=t 时,则tan α=__________;当t 由0变化到π6时,线段OP 扫过的面积是__________.【答案】①.3-②.π6【解析】【分析】当0=t 时,求出点P 对应的1P 坐标,即可求得tan α的值,当π6t =时,求出点P 对应的2P 坐标,即可确定扇形12O P P 的圆心角,从而可以求得线段OP 扫过的面积.【详解】当0=t 时,ππ3cos cos 662⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,ππ1sin sin 662⎛⎫⎛⎫-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,此时点P位于点11,22P ⎛⎫- ⎪⎪⎝⎭,所以132tan 332α-==-,此时,1π6xOP ∠=-,当π6t =时,πππcos 2cos 6662⎛⎫⎛⎫⨯-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,πππ1sin 2sin 6662⎛⎫⎛⎫⨯-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,此时点P位于点21,22P ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,此时,2π6xOP ∠=,所以12πππ663POP ⎛⎫∠=--= ⎪⎝⎭,且1OP =,所以 12ππ133PP =⨯=,所以当t 由0变化到π6时,线段OP 扫过的面积就是扇形12O P P 的面积,即121ππ1236OP P S =⨯⨯=扇形,故答案为:33-,π6.15.设函数(),22,2x a x f x a x ≥=-<⎪⎩(0a >且1a ≠).给出下列四个结论:①当2a =时,方程()f x a =有唯一解;②当(0,1)a ∈时,方程()f x a =有三个解;③对任意实数a (0a >且1a ≠),()f x 的值域为[0,)+∞;④存在实数a ,使得()f x 在区间()0,∞+上单调递增;其中所有正确结论的序号是__________.【答案】①②【解析】【分析】直接解方程可判定①,分类讨论解方程可判定②,利用幂函数与指数函数的单调性可判定③,利用分段函数的性质可判定④.【详解】当2a =时,()2,222,2x x f x x ≥=-<⎪⎩,则方程()2f x =,若2,222x x ≥∴=⇒=,若2,222242xxx x <∴=-⇒=⇒=,与前提矛盾,舍去,所以当2a =时,方程()f x a =有唯一解2x =,故①正确;当(0,1)a ∈时,若2,2x a a x ≥∴=⇒=,若2,2xx a a <∴=-,易知2x y a =-在(),2∞-上单调递减,则当log 2a x ≤时,20x y a =-≥,且2x y a =-在(),2∞-上单调递减,当log 22a x <<时,20x y a =-<,则2(2)2x f x a a =-<-,此时()()()222222102a aaa a a a a --=+-=-+<⇒<-,作出函数()f x 与y a =的草图如下,可知当(0,1)a ∈时,方程()f x a =有三个解,故②正确;因为0a >且1a ≠,可知0y a =+>恒成立,若()0,1a ∈,由上可知2x y a =-在(),2∞-上单调递减,且()log 2log 20a a x =<时,20x y a =-=,此时20xy a =-≥;若1a >,易知2x y a =-在(),2∞-上单调递增,即222x y a a =-<-,(i 1a ≥>时,20x y a =-<,则20xa ->,(ii )当a >()log 2log 22a a x =<时,20xy a =-=,此时20x y a =-≥;1a ≥>时,()f x 取不到最小值0,故③错误;由上可知()0,1a ∈和)∞+时,()f x 在(),log 2a ∞-上单调递减,1a ≥>时,()f x 在(),2∞-上单调递减,故④错误.故答案为:①②【点睛】难点点睛:难点在第二个结论和第三个结论,需要利用指数函数的单调性与零点分类讨论参数的范围,讨论容易遗漏.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.如图,在平面直角坐标系xOy 中,锐角α和钝角β的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边分别与单位圆交于点14,5P y ⎛⎫⎪⎝⎭,2,5M y ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭.(1)求sin α,sin β的值;(2)求cos POM ∠的值.【答案】(1)3sin 5α=,5sin 5β=.(2)5-【解析】【分析】(1)利用三角函数的定义计算即可;(2)利用余弦的差角公式计算即可.【小问1详解】根据题意可知:1sin 0y α=>,4cos 5α=,则3sin 5α==,同理2sin 0y β=>,cos 5β=-,则sin 5β==;【小问2详解】易知POM βα∠=-,所以()cos cos cos cos sin sin POM βαβαβα∠=-=+4355555=-⨯+⨯=-.17.某同学用“五点法”画函数()sin()f x A x ωϕ=+(0A >,0ω>,||2ϕπ<)在某一个周期内的图象时,列表并填入部分数据,如下表:x ωϕ+0π2π3π22πxπ35π64π3sin()A x ωϕ+022-0(1)求函数()y f x =的解析式;(2)将函数()y f x =图象上所有点向右平行移动π3个单位长度,得到函数()y g x =的图象,求函数()y g x =的单调递增区间.【答案】(1)π()2sin 6f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭(2)π2π2π,2π33k k ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦,Z k ∈.【解析】【分析】(1)由五点法,可求周期,从而求出ω,代点求出ϕ,从而求出()y f x =的解析式.(2)根据函数()sin()f x A x ωϕ=+的图象变换规律,正弦函数的单调性,即可得出.【小问1详解】由表格知,2A =且4πππ233T =-=,即2πT =,故2π1T ω==,由ππ32+=ωϕ,则ππ32ϕ+=,故π6ϕ=,则π()2sin 6f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.【小问2详解】由题意知ππ()2sin 36⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭g x f x x ,由πππ2π2π262k x k -+≤-≤+,Z k ∈,所以π2π2π2π33k x k -+≤≤+,Z k ∈,即函数()y g x =的单调增区间为π2π2π,2π33k k ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦,Z k ∈.18.若函数()2cos (sin cos )1(04)f x x x x ωωωω=+-<<.从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数()f x 存在.(1)求()f x 的解析式与最小正周期;(2)求()f x 在区间π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值.条件①:π8f ⎛⎫= ⎪⎝⎭条件②:R x ∀∈,()8πf x f ⎛⎫≤⎪⎝⎭恒成立;条件③:函数()f x 的图象关于点π,08⎛⎫-⎪⎝⎭对称.注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)π()24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,πT =(2;最小值1-【解析】【分析】(1)利用三角恒等变换公式化简()f x ,若选条件①可推得函数()f x 不存在,选择条件②③,可求得函数的解析式,进而得到最小正周期;(2)由π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦可得ππ5π2,444x ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,借助正弦函数性质可求出最值.【小问1详解】因为2()2sin cos 2cos 1f x x x x ωωω=+-,04ω<<,所以π()sin 2cos 224f x x x x ωωω⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,若选条件①:因为π()24f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,最小值为.所以π8f ⎛⎫= ⎪⎝⎭()f x 存在.若选条件②:因为x ∀∈R ,()8πf x f ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭.故()f x 在π8x =处取最大值,即πππ2π442k ω+=+,k ∈Z ,所以18k ω=+,因为04ω<<,故1ω=,所以π()24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,最小正周期为:πT =.若选条件③:因为函数()f x 的图象关于点π,08⎛⎫-⎪⎝⎭对称.ππ044ω⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,所以πππ44k ω-+=,k ∈Z ,即14k ω=-,k ∈Z ,因为04ω<<,故1ω=.所以π()24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,最小正周期为:πT =.【小问2详解】因为π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则ππ5π2,444x ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,故当ππ242x +=,即π8x =时,()f x ;故当π5π244x +=,即π2x =时,()f x 取最小值1-.19.函数()e e 4x x f x m -=+-,m ∈R .(1)若()f x 为偶函数,求m 的值及函数()f x 的最小值;(2)当[1,1]x ∈-时,函数()f x 的图象恒在x 轴上方,求实数m 的取值范围.【答案】(1)1m =,2-(2)(4,)m ∈+∞【解析】【分析】(1)利用偶函数定义,带入函数()e e 4x x f x m -=+-计算m ,利用换元法e 0x u =>,结合基本不等式进行最小值的求解即可.(2)由于函数()f x 图像恒在x 轴上方,所以函数()0f x >,进行参数分离,得到24e e ,[1,1]x x m x >-∈-恒成立,结合换元法进行讨论即可.【小问1详解】因为函数()e e 4x x f x m -=+-为偶函数.所以()()f x f x -=恒成立,即e e 4e e 4x x x x m m --+-=+-恒成立.即()(1)ee 0xx m ---=恒成立,解得1m =,所以1()e e 4e 4exxx x f x -=+-=+-,令e 0x u =>,1442y u u =+-≥-=-,当且仅当1u =,即0x =时,等号成立.所以函数()f x 的最小值为2-.【小问2详解】当[1,1]x ∈-时,函数()f x 的图象恒在x 轴上方,故当[1,1]x ∈-时()e e 40x x f x m -=+->恒成立.即24e e ,[1,1]x x m x >-∈-恒成立.令2()4e e x x h x =-,令e x t =,1,e e t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.因为24y t t =-,对称轴为2t =,故当2t =即ln 2x =时,()h x 取最大值4,故(4,)m ∈+∞.20.某城市2024年1月1日的空气质量指数(简称AQI )与时间x (单位:小时)的关系()y f x =满足如图连续曲线,并测得当天AQI 的取大值为106.当[0,12]x ∈时,曲线是二次函数图象的一部分;当(12,24]x ∈时,曲线是函数log (10)103a y x =--+图象的一部分.根据规定,空气质量指数AQI 的值大于或等于101时,空气就属于污染状态.(1)求函数()y f x =的解析式;(2)该城市2024年1月1日这一天哪个时间段的空气属于污染状态?并说明理由.【答案】20.()()[]()(]2210106,0,12log 10103,12,24x x f x x x ⎧--+∈⎪=⎨--+∈⎪⎩ 21.这一天在1014x -≤≤这个时间段的空气,空气属于污染状态,理由见解析.【解析】【分析】(1)根据图象结合二次函数运算求解;(2)由(1)可得()f x 的解析式,分类讨论解不等式()101f x ≥即可得结果.【小问1详解】当[0,12]x ∈时,由图像可得:二次函数开口向下,顶点坐标为(10,106),且过()8,102,()12,102,可设2()(10)106f x b x =-+,0b <,代入点(8,102)可得2(810)106102b -+=,解得1b =-,故当[0,12]x ∈时,2()(10)106f x x =--+;点(12,102)代入log (10)103a y x =--+,解得2a =,故当(12,24]x ∈时,2()log (10)103f x x =--+;()()[]()(]2210106,0,12log 10103,12,24x x f x x x ⎧--+∈⎪=⎨--+∈⎪⎩ .【小问2详解】当[0,12]x ∈时,令2()(10)106101f x x =--+≥,解得1012x ≤≤,当(12,24]x ∈时,令2()log (10)103101f x x =--+≥,解得1214x <≤,所以1014x -≤≤,综上所述:这一天在1014x ≤≤这个时间段的空气,空气属于污染状态.21.已知有m 个连续正整数元素的有限集合{}1,2,3,,1,m S m m =- (N m +∈,2m ≥),记有序数对()12,,,m A a a a = ,若对任意i ,{}()1,2,,j m i j ∈≠ ,i a ,j m a S ∈且i j a a ≠,A 同时满足下列条件,则称A 为m 元完备数对.条件①:12231m m a a a a a a --≤-≤≤- ;条件②:122312m m a a a a a a m --+-++-=+ .(1)试判断是否存在3元完备数对和4元完备数对,并说明理由;(2)试证明不存在8元完备数对.【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)利用m 元完备数对的定义推理判断即得.(2)令1(1,2,,7)k k k b a a k +=-= ,根据m 元完备数对的定义确定k b 的所有可能情况,再导出矛盾即可.【小问1详解】当3m =时,由12(1,2)+-≤=i i a a i ,得12235-+-<a a a a ,不符合题意,所以不存在3元完备数对;当4m =时,当13a =,22a =,34a =,41a =时,满足122331a a a a a a -≤-≤-且1223346-+-+-=a a a a a a ,符合题意,所以(3,2,4,1)A =为4元完备数对.【小问2详解】假设存在8元完备数对,当8m =时,令1(1,2,,7)k k k b a a k +=-= ,则1211b b b ≤≤≤≤ ,且12710b b b +++= ,则k b 有以下三种可能:①()()1,1,2,,64,7k k b k ⎧=⎪=⎨=⎪⎩ ;②()()()1,1,2,,52,63,7k k b k k ⎧=⎪==⎨⎪=⎩;③()()1,1,2,,42,5,6,7k k b k ⎧=⎪=⎨=⎪⎩当()()1,1,2,,64,7k k b k ⎧=⎪=⎨=⎪⎩ 时,于是126b b b === ,即1223671a a a a a a -=-==-= ,由112|(1,2,,7)|||k k k k a a a a k +++--== ,得112k k k k a a a a +++-=-或121k k k k a a a a +++--=,而,{1,2,3,4,5,6,7,8},,i j i j i j a a ∈≠≠,则有112k k k k a a a a +++-=-,因此1a ,2a ,…,7a ,8a 分别为1,2,…,7,8或2,3,…,8,1或7,6,…,1,8或8,7,…,2,1,由74b =得874a a =+或874a a =-,与已知矛盾,则当()()1,1,2,,64,7k k b k ⎧=⎪=⎨=⎪⎩ 时,不存在8元完备数对;当()()()1,1,2,,52,63,7k k b k k ⎧=⎪==⎨⎪=⎩或()()1,1,2,,42,5,6,7k k b k ⎧=⎪=⎨=⎪⎩ 时,同理不存在8元完备数对,所以不存在8元完备数对.【点睛】关键点睛:涉及集合新定义问题,关键是正确理解给出的定义,然后合理利用定义,结合相关的其它知识,分类讨论,进行推理判断解决.。
浙江省杭高三校2023-2024学年高一上学期期末数学试题含答案

杭高2023学年第一学期期末考试高一数学参考答案(答案在最后)命题:1.本试卷分试题卷和答题卡两部分.本卷满分150分,考试时间120分钟.2.答题前务必将自己的学校、班级、姓名用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡规定的地方.3.答题时,请按照答题卡上“注意事项”的要求,在答题卡相应的位置上规范答题,在本试题卷上答题一律无效.4.考试结束后,只需上交答题卡.第Ⅰ卷一、单选题: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.若角α终边上一点()43P ,-,则sin α=()A.3 B.45-C.35D.34-【答案】C 【解析】【分析】根据三角函数的定义可求sin α的值.【详解】因为()43P ,-,故5OP =,故3sin 5α=,故选:C.2.已知2log 0.5a =,0.52b =,sin 2c =,则,,a b c 的大小关系为()A.a b c <<B.b<c<aC.c<a<bD.a c b<<【答案】D 【解析】【分析】分别利用函数2log y x =、2x y =和sin y x =的单调性,对“2log 0.5a =,0.52b =,sin 2c =”三个因式进行估值即可.【详解】因为函数2log y x =是增函数,且0.51<,则22log 0.5log 10a =<=,因为函数2x y =是增函数,且0.50>,则0.50221b =>=,因为正弦函数sin y x =在区间π3π[,22上是减函数,且π2π2<<,所以π0sin πsin 2sin 12c =<=<<,所以a c b <<,故选:D.3.函数2lg 43()()f x x x =+-的单调递减区间是()A.3,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B.3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C.31,2⎛⎤- ⎥⎝⎦D.3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】D 【解析】【分析】计算出函数定义域后结合复合函数的单调性计算即可得.【详解】由()()243lg f x x x =+-可得,2430x x+->,解得()1,4x ∈-,故()f x 的定义域为()1,4-,由ln y x =为增函数,令243t x x =+-,对称轴为32x =,故其单调递减区间为3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭,所以()()243lg f x x x =+-的单调递减区间为3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故选:D.4.“01a <<且01b <<”是“log 0a b >”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】根据两者之间的推出关系可得条件关系.【详解】若01a <<且01b <<,则log log 10a a b >=,故log 0a b >成立,故“01a <<且01b <<”是“log 0a b >”的充分条件.若log 0a b >,则log log 1a a b >,故11a b >⎧⎨>⎩或0101a b <<⎧⎨<<⎩,故“01a <<且01b <<”不是“log 0a b >”的必要条件,故“01a <<且01b <<”是“log 0a b >”的充分不必要条件.故选:A.5.设函数()f x 51,11,1x x x a x -<⎧=⎨+≥⎩.若4()95f f ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,则a 等于()A.12B.2C.13D.3【答案】B 【解析】【分析】按照从内到外的原则,先计算4()5f 的值,再代入4()95f f ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,即可求出a 的值.【详解】由于函数()f x 51,11,1x x x a x -<⎧=⎨+≥⎩,且415<,则44(51355f =⨯-=,且31>,所以34()(3)195f f f a ⎡⎤==+=⎢⎥⎣⎦,即38a =,得2a =.故选:B.6.已知函数()24f x x ax =-+在()1,2上有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是()A.[)8,10 B.()8,10 C.[)4,5 D.()4,5【答案】D 【解析】【分析】根据题意将零点问题转化为函数图象公共点问题进而求解答案即可.【详解】因为函数()24f x x ax =-+在()1,2上有且只有一个零点,所以24x ax +=,即4x a x+=在()1,2上有且只有一个实根,所以4y x x=+与y a =的函数图象在()1,2x ∈时有一个公共点,由于4y x x =+在()1,2单调递减,所以442121a +<<+,即45a <<.故选:D7.已知()()π2sin 03⎛⎫=+> ⎪⎝⎭f x x ωω在2π0,3⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,则ω的取值范围是()A.(]0,4 B.10,4⎛⎤ ⎝⎦C.10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭D.(]0,1【答案】B 【解析】【分析】先求出π3x ω+取值范围,再由()f x 在2π0,3⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增得2πππ332ω+≤,最后结合题意求出ω的取值范围即可.【详解】因为2π0,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,0ω>,所以ππ2ππ,3333x ω⎛⎫+∈+ ⎪⎝⎭,要使得()f x 在2π0,3⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,则2πππ332ω+≤,解得14ω≤,又由题意可知0ω>,所以104ω<≤,故选:B8.中国早在八千多年前就有了玉器,古人视玉为宝,玉佩不再是简单的装饰,而有着表达身份、感情、风度以及语言交流的作用.不同形状.不同图案的玉佩又代表不同的寓意.如图1所示的扇形玉佩,其形状具体说来应该是扇形的一部分(如图2),经测量知4AB CD ==,4BC =,8AD =,则该玉佩的面积为()A.16π3- B.32π3-C.16π3D.32π3【答案】B【解析】【分析】取AD 的中点为M ,连接BM 、CM ,延长AB ,CD 交于点O ,利用平面几何知识得到扇形的圆心角,进而利用扇形面积公式和三角形的面积公式计算求得该玉佩的面积.【详解】如图,取AD 的中点为M ,连接BM ,CM ,延长AB ,CD 交于点O ,由题意,△AOB 为等腰三角形,又∵AB CD =,∴AD //BC ,又∵M 为AD 的中点,8,4AD BC ==,∴AM 与BC 平行且相等,∴四边形ABCM 为平行四边形,∴4MC AB ==,同理4CM AB ==,∴△ABM ,△CDM 都是等边三角形,∴△BOC 是等边三角形,∴该玉佩的面积138844234S π=⨯⨯⨯-⨯⨯=32π3-.故选:B.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.已知函数()f x 的图象是连续不断的,且有如下对应值表:x1234567()f x 4-2-1421-3-在下列区间中,函数()f x 必有零点的区间为()A.(1,2)B.(2,3)C.(5,6)D.(5,7)【答案】BCD 【解析】【分析】根据零点存在定理可判断零点所在区间.【详解】由所给的函数值表知,()()()()()()()()120,230,560,570,f f f f f f f f ><<<由零点存在定理可知:()f x 在区间()()()2,3,5,6,5,7内各至少有一个零点,故选:BCD.10.设函数()πsin 2,6f x x x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭R ,若ππ,22α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,函数()f x α+是偶函数,则α的值可以是()A.π6-B.π3-C.π6D.π3【答案】BC 【解析】【分析】由题意可得()πsin 226f x x αα⎛⎫+=++⎪⎝⎭,结合偶函数的性质与ππ,22α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭计算即可得.【详解】()πsin 226f x x αα⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭,又其为偶函数,则图像关于y 轴对称,则ππ2π,62k k α+=+∈Z ,得ππ,62k k α=+∈Z ,又ππ,22α⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,则π6α=或π3α=-.故选:BC.11.已知函数())ln1f x x x =++.则下列说法正确的是()A.()1lg3lg 23f f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭B.函数()f x 的图象关于点()0,1对称C.对定义域内的任意两个不相等的实数12,x x ,()()12120f x f x x x -<-恒成立.D.若实数,a b 满足()()2f a f b +>,则0a b +>【答案】ABD 【解析】【分析】选项A 、B ,先利用函数解析式得出结论:()()2f x f x -+=,由于1lglg33=-,只需验证()()lg3lg32f f +-=是否成立即可;选项B ,需验证点()(,)x f x 和点()(,)x f x --关于点()0,1对称即可;选项C ,利用复合函数单调性的“同增异减”的原则判断即可;选项D ,将不等式()()2f a f b +>转化为()()()2f a f b f b >-=-的形式,借助函数()f x 单调性判断即可.【详解】对于A 、B 选项,对任意的x ∈R ,0x x x >+≥,所以函数())ln1f x x x =++的定义域为R ,又因为()())()1])1f x f x x x x x -+=+-++++22ln(1)22x x =+-+=,由于()()()1lg3lg lg3lg323f f f f ⎛⎫+=+-= ⎪⎝⎭,故A 正确;由于函数()f x 满足()()2f x f x -+=,所以任意点()(,)x f x 和点()(,)x f x --关于点()0,1对称,故函数()f x 的图象关于点()0,1对称,故B 正确;对于C 选项,对于函数())ln h x x =+0x x x >+≥,得该函数的定义域为R ,()()))()22lnlnln 10h x h x x x x x -+=-+=+-=,即()()h x h x -=-,所以函数()h x 为奇函数,当0x ≥时,内层函数u x =为增函数,外层函数ln y u =为增函数,所以函数()h x 在[)0,∞+上为增函数,故函数()h x 在(],0-∞上也为增函数,因为函数()h x 在R 上连续,故函数()h x 在R 上为增函数,又因为函数1y x =+在R 上为增函数,故函数()f x 在R 上为增函数,故C 不正确;对于D 选项,由()()2f x f x -+=,得2()()f x f x -=-,因为实数a ,b 满足()()2f a f b +>,所以()()()2f a f b f b >-=-,同时函数()f x 在R 上为增函数,可得a b >-,即0a b +>,故D 正确.故选:ABD.12.函数()lg f x x =,有0a b <<且()()22a b f a f b f +⎛⎫==⎪⎝⎭,则下列选项成立的是()A.1ab =B.14a <C.3<<4b D.517328a b +<<【答案】ACD 【解析】【分析】利用对数性质判断选项A ;再利用零点存在定理判断得3<<4b ,从而判断选项B 、C 、D.【详解】因为()lg ,f x x =有0a b <<且()()2,2a b f a f b f +⎛⎫== ⎪⎝⎭所以lg lg =a b ,即lg lg a b -=,得lg lg 0a b +=所以1ab =,且()()0,1,1,.a b ∞∈∈+所以A 正确22112lg 2lg lg 24b b b b b +++==(因为12b b+>),故22142,b b b=++即4324210,b b b -++=()()321310b b b b ----=,令()3231,g b b b b =---当13b <<时,()3222313310g b b b b b b b =---<---<当4b >时,()32222314311(1)10g b b b b b b b b b b b =--->---=--=-->,而()()30,40,g g 故()0g b =在()3,4之间必有解,所以存在b ,使得3 4.b <<所以C 正确111,43a b ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,所以B 不正确11517,2238a b b b +⎛⎫⎛⎫=+∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以D 正确故选:ACD【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.第Ⅱ卷三、填空题:本题共4小题,每小题5分,20分.13.计算:23(log 9)(log 4)⋅=____________.【答案】4【解析】【分析】根据题意,由换底公式代入计算,即可得到结果.【详解】()()23log 9log 4=lg 9lg 2×lg 4lg 32lg 3lg 2=×2lg 2lg 3=4.故答案为:414.写出一个同时满足以下三个条件①定义域不是R ,值域是R ;②奇函数;③周期函数的函数解析式___________.【答案】()()πtan ,πZ 2f x x x k k =≠+∈(答案不唯一).【解析】【分析】联想正切函数可得结果.【详解】满足题意的函数为()tan f x x =,(Z)2x k k ππ≠+∈(答案不唯一).故答案为:()tan f x x =,(Z)2x k k ππ≠+∈(答案不唯一).15.已知()f x 为定义在R 上的奇函数,且又是最小正周期为T 的周期函数,则πsin 32T f ⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的值为____________.【答案】2【解析】【分析】根据函数的周期和奇偶性得到02T f ⎛⎫=⎪⎝⎭,进而得到ππsin sin 3232T f ⎡⎤⎛⎫+== ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.【详解】因为()f x 的最小正周期为T ,故222T T T f f T f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,又()f x 为奇函数,故22T T f f ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故22T T f f ⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即202T f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,解得02T f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,故ππsin sin 3232T f ⎡⎤⎛⎫+== ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.故答案为:3216.对于任意实数,a b ,定义{},min ,,a a ba b b a b ≤⎧=⎨>⎩.设函数()3f x x =-+,()2log g x x =,则函数{}()min (),()h x f x g x =的最大值是_______.【答案】1【解析】【分析】画出()f x 和()g x 的图象,得到()h x 的图象,根据图象得到最大值.【详解】在同一坐标系中,作出函数()(),f x g x 的图象,依题意,()h x 的图象为如图所示的实线部分,令23log 2x x x -+=⇒=,则点()2,1A 为图象的最高点,因此()h x 的最大值为1,故答案为:1四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知cos sin 3cos sin θθθθ-=-+.(1)求tan θ的值;(2)求222sin 113cos +-θθ的值.【答案】(1)2-(2)132【解析】【分析】(1)根据题意整理可得sin 2cos θθ=-,进而可得结果;(2)根据齐次式问题分析求解,注意“1”的转化.【小问1详解】因为cos sin 3cos sin θθθθ-=-+,整理得sin 2cos θθ=-,所以sin tan 2cos θθθ==-;【小问2详解】因为tan 2θ=-,所以2222222222222sin 12sin sin cos 3sin cos 13cos sin cos 3cos sin 2cos θθθθθθθθθθθθ++++==-+--()()22223tan 1tan 321213222θθ⨯-+==--+=-.18.已知集合{}1217A xx =≤-≤∣,函数()f x =的定义域为集合B .(1)求A B ⋂;(2)若{}M xx m =≤∣,求R M B ⋃=时m 的取值范围.【答案】(1){34}A B xx ⋂=<≤∣(2)[)3,+∞【解析】【分析】(1)解一次与二次不等式,结合具体函数定义域的求法化简集合,A B ,再利用交集的运算即可得解;(2)利用集合的并集结果即可得解.【小问1详解】集合{}{}121714A xx x x =≤-≤=≤≤∣∣,由2230x x -->,得1x <-或3x >,则集合{1B xx =<-∣或3}x >,所以{34}A B xx ⋂=<≤∣.【小问2详解】因为R M B ⋃=,{}M xx m =≤∣,则3m ≥,故m 的取值范围是[)3,+∞.19.已知()sin()f x x π=-223,(1)求()f x 的最小正周期和对称轴方程;(2)求()f x 在闭区间,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值.【答案】(1)最小正周期为π;对称轴方程为5,122k x k Z ππ=+∈;(2)()max 1f x =,()min 2f x =-;【解析】【分析】(1)由正弦函数的性质计算可得;(2)由x 的取值范围,求出23x π-的取值范围,再由正弦函数的性质计算可得;【详解】解:(1)因为()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以最小正周期22T ππ==,令2,32x k k Z πππ-=+∈,解得5,122k x k Z ππ=+∈,故函数的对称轴为5,122k x k Z ππ=+∈(2)因为,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以52,366x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,所以当236x ππ-=,即4x π=时函数取得最大值()max 14f x f π⎛⎫== ⎪⎝⎭,当232x ππ-=-,即12x π=-时函数取得最小值()min 212f x f π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭20.已知函数()f x 为定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()1432xx f x +=-⨯.(1)求()f x 的解析式;(2)求方程()8f x =-的解集.【答案】(1)()11432,0432,0x x xx x f x x +--+⎧-⨯≥=⎨-⨯<⎩(2){}2,1,1,2--【解析】【分析】(1)根据偶函数的性质直接求解即可;(2)根据题意先求0x ≥时符合题意的解,再结合偶函数对称性求出方程解集即可.【小问1详解】因为函数()f x 为定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()1432xx f x +=-⨯,所以任取0x <,则0x ->,此时()()1432xx f x f x --+=-=-⨯,所以()11432,0432,0x x xx x f x x +--+⎧-⨯≥=⎨-⨯<⎩【小问2详解】当0x ≥时,令()14328xx f x +=-⨯=-,即()226280xx -⨯+=,令2x t =,则2680t t -+=,解得2t =或4t =,当22x t ==时,1x =,当24x t ==时,2x =,根据偶函数对称性可知,当0x <时,符合题意的解为=1x -,2x =-,综上,原方程的解集为{}2,1,1,2--21.已知函数()222cos 1f x x x =+-.(1)求()f x 的单调递增区间;(2)若π102313f α⎛⎫-=⎪⎝⎭,π,π2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,求πsin 4α⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.【答案】(1)πππ,π,Z36k k k ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦(2)26【解析】【分析】(1)由降幂公式和辅助角公式化简函数解析式,整体代入法求单调递增区间;(2)由π102313f α⎛⎫-= ⎪⎝⎭,代入函数解析式解出cos α和sin α,由两角和的正弦公式求解πsin 4α⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.【小问1详解】()222cos 12cos 2f x x x x x =+-=+1π2sin 2cos 22sin 2226x x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,令Z 262πππ2π22π,k x k k -+≤+≤+∈,解得2ππ2π22πZ ,33k x k k -+≤≤+∈,即ππππ,Z 36k x k k -+≤≤+∈,所以()f x 的单调递增区间为πππ,π,Z 36k k k ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦.【小问2详解】由π102313f α⎛⎫-=⎪⎝⎭得5sin 213πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以5cos 13α=-,又因为π,π2α⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以12sin 13α==,所以πππsin sin cos cos sin 44426ααα⎛⎫+=+= ⎪⎝⎭.22.已知函数()22log f x x =-,()()21,11,1x x g x f x x ⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩.(1)求()g x 的最大值;(2)若对任意[]14,16x ∈,2R x ∈,不等式()()()12212kf x f xg x ⋅>恒成立,求实数k 的取值范围.【答案】(1)1(2)1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【解析】【分析】(1)根据分段函数性质讨论函数单调性与最值,结合指数函数和对数函数相关知识求解最值即可;(2)根据题意转化为对任意[]14,16x ∈,()()21121kf x f x ⋅>恒成立,代入函数表达式进行化简,令21log ,24m x m =≤≤,将不等式化为()()2211k m m --->,结合二次函数相关知识分类讨论即可.【小问1详解】当1x ≤时,()21xg x =-,此时022x <≤,1211x -<-≤,则()0211xg x ≤=-≤;当1x >时,()()211log g x f x x =-=-单调递减,此时()()11g x g <=,综上所述,当1x =时,取得()g x 的最大值1;【小问2详解】因为对任意[]14,16x ∈,2R x ∈,不等式()()()21122kf x f xg x ⋅>恒成立,且()21g x ≤,所以对任意[]14,16x ∈,()()21121kf x f x ⋅>恒成立,由题意得,()()()()()()22112121212122log 22log 22log 1log kkf x f x x x k x x ⋅=--=---,令21log ,24m x m =≤≤,则不等式可化为()()2211k m m --->,即()2223230m k m k +--+>对任意[]2,4m ∈恒成立,令()()[]222323,2,4h m m k m k m =+--+∈,则函数图象开口向上,对称轴()233222k km --=-=⨯,当322k -≤,即1k ≥-时,()()()min 2843230h m h k k ==+--+>,解得12k >,符合题意;当3242k -<<时,即51k -<<-时,()2min 323022k k k h m h --+-⎛⎫==> ⎪⎝⎭,即2230k k -+<,不等式无解,该情况舍去;当342k-≥时,即5k ≤-时,()()()min 43283236110h m h k k k ==+--+=+>,解得116k >-,不符合题意,该情况舍去.综上所述,实数k 的取值范围为1,2∞⎛⎫+⎪⎝⎭.【点睛】结论点睛:本题考查不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:一般地,已知函数()[],,y f x x a b =∈,()[],,y g x x c d=∈(1)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∀∈,总有()()12f x g x <成立,故()()2max min f x g x <;(2)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f x g x <成立,故()()2max max f x g x <;(3)若[]1,x a b ∃∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f x g x <成立,故()()2min min f x g x <;(4)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f x g x =,则()f x 的值域是()g x 值域的子集.。
贵州省贵阳市2023-2024学年高一上学期期末考试 数学 含答案

贵阳市普通中学2023—2024学年度第一学期期末监测考试试卷高一数学注意事项:1.本试卷共6页,满分100分,考试时间120分钟.2.答案一律写在答题卡上,写在试卷上的不给分.3.考试过程中不得使用计算器.一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分.每小题有四个选项,其中只有一个选项正确,请将你认为正确的选项填写在答题卷的相应位置上.)1.全织U ={0,1,2,3,4,5,6, 7} il s4M = {O, 1,2,3}, N = {3,4,5},U,M, N,找合' 的关系如图所示,则图中阴影部分表示的集合为()u`C.{3}A.{l,2,3,4,5}B.{4,5}D.02命题“3xE R, x2 + x+1 � 0”的否定是()2A.3x e R, x2 + x +l之0B.3x E R, x2 + x+l< 0D.Vx茫R,x·+x+l< 0C.VxER,x2 +x+ l < 0 23对任意角a和fJ."sina = sin/J“是“a=fJ”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24已知函数f(x)= �+log。
,(2-x),则f(x)的定义域为()4x-3A (扣) B.(扣]C.(-oo,2) D (三)u(扣)5设函数f(x)=2·'+x的零点为X o'则X o所在的区间是()A.(-1,0) C.(1,2)B.(-2,-1) D.(0,1)6设a=(½/,b= 2(c = log2¾,则a,b,c的大小关系为(A. c<a<bB. c < b < aC. a<b<cD.a<c<bII冗7下列选项中,与sin(-飞-)的值不相等的是()A.2sin l5°sin 75°B.cosl8° cos42° -sinl8° sin42°C.2cos2l5°-lD.tan22.5° l-tan2 22.5°8.某池塘野生水葫芦的援盖面积与时间的函数关系图象如图所示.假设其函数关系为指数函数,其中说法错误的是(y/m2l 6t---------------- ,,,81----------t'一气, ,, ,, ,A此指数函数的底数为2B在第5个月时,野生水葫芦的稷盖面积会超过30m2C野生水葫芦从4m2荽延到12m2只需1.5个月D设野生水葫芦蔓延至2m2,3m2,6m2所需的时间分别为x1,x2,x3,则有X1+x2 = X3二、多项选择题(本题共2小题,每小题4分,共8分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对得4分,部分选对得2分,有选错得0分.)9已知a,b,c eR,则下列命题正确的是()I IA若->一,则a<ba bB若ac2> bc2,则(1>bC.若a<b,c <d,则a-c<b-dD若a>b > O,c > 0,则a a+c一>b b+cIO下列说法中,正确的是()IA函数y=-在定义域上是减函数e x -1B.函数y=——一是奇函数e x +lC函数y= f(x+a)-b为奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形D函数f(x)为定义在(-x,,O)U(O冲心)上的奇函数,且f(3) = I.对千任意x,,x2E (0,长't:)),x1:;cx2,汀(x,)-x2f(x2) 3都有1>0成立,则.f(x)三一的解集为(-OCJ,-3] u(0,3]X1 -x2''X三、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.请将你认为正确的答案填在答题卷的相应位置上.)11若幕函数f(x)=(11i2-2m-2)义”在(0,+~)上单调递增,则实数m=12函数y= sinx+ cosx的最大值是s13 已知圆和四边形(四个角均为直角)的周长相等,而积分别为S I'鸟,则_]_的最小值为s214已知函数f(x) = 2sin(cv x+(p)(co> O,I例<:)的部分图像如图所示,则f行)=X-2.一一一一-壹15已知函数f(X) = 2kx2 -kx -i (0 ::; X ::;; 2, k E R),若k=I,则该函数的零占为若对沁XE[0,2],不等式f(x) < -2k恒成立,则实数K的取值范围为四、解答题(本大题共4小题,每小题8分,共32分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)16已知角0的终边过点(-3,4),求角0的三个三角函数值.17.(I)已知芦+a令=3,求a+矿的值:(2)已知log2[ l og3 (log4X)] =0'求X的值18 已知函数f(x)=x-�IX(I)判断函数f(x)的奇偶性:1(2)根据定义证明函数f(x)=x--在区间(0,+幻)上单调递增X冗19将函数f(x) =c o s(x+ �)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的上,纵坐标不变,得到函数g(x的() 图象(I)求函数g(x)的单调递增区间和对称中心:(2)若关于X的方程2sin2x-m c o s x-4= 0在XE(吟)上有实数解,求实数m的取值范围五、阅读与探究(本大题1个小题,共8分解答应写出文字说明,条理清晰.)20. 《见微知著》谈到:从一个简单的经典问题出发,从特殊到一般,由简单到复杂:从部分到整体,由低维到高维,知识与方法上的类比是探索发展的瓜要途径,是思想阀门发现新问题、新结论的篮要方法.阅读材料一:利用整体思想解题,运用代数式的恒等变形,使不少依照常规思路难以解决的问题找到简便解决方法,常用的途径有:(I)整体观察:(2)整体设元;(3)整体代入:(4)整体求和等l l例如,ab=I,求证:一+-=l.I+a I+b证明:原式ab I b I+—=—+—=I. ab+a I+b b+I l+b阅读材料二:解决多元变掀问题时,其中一种思路是运用消元思想将多元问题转化为一元问题,再结合一元问题处理方法进行研究a+b例如,正实数a,b满足ab=L求(l+a)b解:由ab=I,得b=一,的最小值1 a+b a+--;; _ a 2+1_ (a+l }2-2(a+l)+2= = = ..(I+a)b I a+la+I (l+a )� a 2 2 =(a+l)+二-2�2✓(a+l)二-2=2✓2-2,当且仅当a+I =✓2,即a=✓2-1,b = ✓2 +1时,等号成立a+b.. (l+a)b的最小值为2J5-2波利亚在《怎样解题》中指出:“当你找到第一个腮菇或作出第一个发现后,再四处看看,他们总是成群生长”类似问题,我们有更多的式子满足以上特征结合阅读材料解答下列问题:(I)已知ab=I,求+——了的值;l+a 2. l +bI I(2)若正实数a,b 满足ab=I,求M =--=--+ 的最小值I+a I+3b贵阳市普通中学2023—2024学年度第一学期期末监测考试试卷高一数学注意事项:1.本试卷共6页,满分100分,考试时间120分钟.2.答案一律写在答题卡上,写在试卷上的不给分.3.考试过程中不得使用计算器.一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分.每小题有四个选项,其中只有一个选项正确,请将你认为正确的选项填写在答题卷的相应位置上.)1.全织U = {0,1,2,3,4,5,6, 7} il s4M = {O, 1,2,3}, N={3,4,5},U,M, N,找合' 的关系如图所示,则图中阴影部分表示的集合为(u`A.{l,2,3,4,5}【答案】B【解析】B.{4,5}【分析】求出M n N,得到阴影部分表示的渠合C.{3}[详解】图中阴影部分表示的渠合为N中元素去掉M n N的元素后的梊合,MnN = {0,1,2,3们{3,4,5}={习,故图中阴影部分表示的集合为{4,5}故选:B2.命题“3xER,x2+x+l2:0”的否定是()A.3x ie R, x2 + x+l ;;:: 0B.3x E R, x2 + x+I <0C.VxER,x2+x+l<0 2D.Vx茫R,X4+x+l< 0【答案】C【解析】【分析】根据命题的否定即可求解D.0【详解】命题“:3x E R, x 2+ x + 1 2:: 0”的否定是“"ix E R,x 2+x+ 1< 0",故选:C3对任意角a 和/3,"sin a = s in/3“是“a=/3”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)B 【解析】【分析】根据三角函数的性质,结合必要不充分的定义即可求解【详解】由sina=s in/3可得a=/J+2朊或者a+/3=冗+2幻,kEZ,故sina=s in/3不能得到a=/3,但a=/3,则sina= s in/3,故“sina=sin/3“是“a=/3”的必要不充分条件,故选:B2 4已知函数f(x) =�+log 。
完整版)高一第一学期数学期末考试试卷(含答案)

完整版)高一第一学期数学期末考试试卷(含答案)高一第一学期期末考试试卷考试时间:120分钟注:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
回答第Ⅰ卷时,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。
写在本试卷上无效。
回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.已知全集U=R,集合A={x|3≤x<7},B={x|x^2-7x+10<0},则(A∩B)的取值为A。
(−∞,3)∪(5,+∞)B。
(−∞,3)∪[5,+∞)C。
(−∞,3]∪[5,+∞)D。
(−∞,3]∪(5,+∞)2.已知a⋅3^a⋅a的分数指数幂表示为A。
a^3B。
a^3/2C。
a^3/4D。
都不对3.下列指数式与对数式互化不正确的一组是A。
e=1与ln1=0B。
8^(1/3)=2与log2^8=3C。
log3^9=2与9=3D。
log7^1=0与7^1=74.下列函数f(x)中,满足“对任意的x1,x2∈(−∞,0),当x1f(x2)”的是A。
x^2B。
x^3C。
e^xD。
1/x5.已知函数y=f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=logx,则f(f(100))的值等于A。
log2B。
−1/lg2C。
lg2D。
−lg26.对于任意的a>0且a≠1,函数f(x)=ax^−1+3的图像必经过点(1,4/5)7.设a=log0.7(0.8),b=log1.1(0.9),c=1.10.9,则a<b<c8.下列函数中哪个是幂函数A。
y=−3x^−2B。
y=3^xC。
y=log_3xD。
y=x^2+1是否有模型能够完全符合公司的要求?原因是公司的要求只需要满足以下条件:当x在[10,1000]范围内时,函数为增函数且函数的最大值不超过5.参考数据为e=2.L,e的8次方约为2981.已知函数f(x)=1-2a-a(a>1),求函数f(x)的值域和当x 在[-2,1]范围内时,函数f(x)的最小值为-7.然后求出a的值和函数的最大值。
2023-2024学年广东省深圳中学高一学期期末数学试题及答案

深圳中学2023-2024学年度第一学期期末考试试题年级:高一 科目:数学参考:以10为底的对数叫常用对数,把10log N 记为lg N ;以()e e 2.718281828=⋯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. 为了解某地区居民使用手机扫码支付的情况,拟从该地区的居民中抽取部分人员进行调查,事先已了解到该地区老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异,而男、女使用手机扫码支付的情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的是( )A. 抽签法B. 按性别分层随机抽样C. 按年龄段分层随机抽样D. 随机数法2. 下列与7π4的终边相同的角的表达式中,正确的是( )A. ()2π315Z k k +∈B. ()36045Z k k ⋅-∈C ()7π360Z 4k k ⋅+∈D. ()5π2πZ 4k k +∈3. 角α的终边与单位圆O 相交于点P ,且点P 的横坐标为35的值为( )A.35B. 35-C.45 D. 45-4. 已知角()0,πα∈,且1cos 23α=,则sin α的值为( )A.B.C.D. 5. 健康成年人的收缩压和舒张压一般为90~139mmhg 和60~89mmhg ,心脏跳动时,血压在增加或减小,血压的最大值、最小值分别为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数为120/80mmhg 为标准值.设某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,其中()P t 为血压(mmhg ),t 为时间(min ).给出以下结论:①此人血压在血压计上的读数为140/90mmhg ②此人的血压在健康范围内③此人的血压已超过标准值④此人的心跳为80次/分.的其中正确结论的个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 46. 孩子在成长期间最需要父母的关爱与陪伴,下表为2023年中国父母周末陪孩子日均时长统计图.根据该图,下列说法错误的是( )A. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比大于13B. 2023年父亲周末陪伴孩子日均时长超过6小时占比大于12C. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为28.8%D. 2023父母周末陪伴孩子日均时长10个时段占比的中位数为20.2%7. 将函数()2sin f x x =图象上所有点横坐标缩小为原来的12,再向右平移π6个单位长度,得到函数()g x 的图象,若()0g x a -=在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的零点1x ,2x ,则()12tan x x +=( )A.B.C.D. 8. 如果对于任意整数πππ,sin,cos ,tan n n n n k k k都是有理数,我们称正整数k 是“好整数”,下面的整数中哪个是最大的“好整数”( )A. 1B. 2C. 3D. 4二、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.的的的9. 下列说法中正确的是( )A. 度与弧度是度量角的两种不同的度量单位B. 1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12πC. 根据弧度的定义,180︒一定等于π弧度D. 不论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短有关10. 下列各式中,值是12的是( )A. ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B. tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒C.2tan 22.51tan 22.5︒-︒D.22cos 203sin 50-︒-︒11. 2023年是共建“一带一路”倡议提出十周年.某校组织了“一带一路”知识竞赛,将学生的成绩(单位:分,满分:120分)整理成如图的频率分布直方图(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表),则( )A. 该校竞赛成绩的极差为70分B. a 的值为0.005C. 该校竞赛成绩的平均分的估计值为90.7分D. 这组数据的第30百分位数为8112. 在平面直角坐标系中,已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点ππsin ,cos 33⎛⎫- ⎪⎝⎭,()cos sin 2sin cos 2f x x x αα=-则下列结论正确的是( )A. 11cos 22α-=B. 2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴C. 将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为sin 2y x=D. ()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有3个零点三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 某班级有50名同学,一次数学测试平均成绩是92分,如果30名男生的平均成绩为90分,那么20名女生的平均成绩为____分.14. 已知1cos 7α=,()sin αβ+=,π02α<<,π02β<<,则cos β=________.15. 已知函数()()πsin 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤⎪⎝⎭是R 上的奇函数,其图象关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π上是单调函数,则ω的值为______.16. cos()cos cos 1y αβαβ=++--的取值范围是_________.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. 已知()()()()3πsin πcos 2πcos 2.πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭(1)化简()f α;(2)若α是第三象限角,且()1sin π5α-=,求()f α的值.18. 据调查,某市政府为了鼓励居民节约用水,减少水资源的浪费,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民用水量标准x (单位:吨),月用水量不超过x 的部分按平价收费,超出x 的部分按议价收费.为了了解全市居民用水量分布情况,通过抽样,获得了n 户居民某年的月均用水量(单位:吨),其中月均用水量在(]9,12内的居民人数为39人,并将数据制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求a 和n 的值;(2)若该市政府希望使80%的居民月用水量不超过标准x 吨,试估计x 的值;(3)在(2)的条件下,若实施阶梯水价,月用水量不超过x 吨时,按3元/吨计算,超出x 吨的部分,按5元/吨计算.现市政府考核指标要求所有居民的月用水费均不超过70元,则该市居民月用水量最多为多少吨?19. 已知函数()()2πcos 2cos f x x x x =-+.(1)若ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,求函数()f x 的值域;(2)若函数()()1g x f x =-在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,求m 的取值范围.20. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲(其覆盖面积为k ),这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,二月底测得凤眼莲的覆盖面积为224m ,三月底测得凤眼莲的覆盖面积为236m ,凤眼莲的覆盖面积y (单位:2m )与月份x (单位:月)的关系有两个函数模型()0,1xy ka k a =>>与()120,0y px k p k =+>>可供选择.(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;(2)求凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份.(参考数据:lg 20.3010,lg 30.4711≈≈).21. 已知函数()()sin (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的最小正周期为π,且直线π2x =-是其图象的一条对称轴.(1)求函数()f x 的解析式;(2)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数记作()y g x =,已知常数*,n λ∈∈R N ,且函数()()()F x f x g x λ=+在()0,πn 内恰有2023个零点,求常数λ与n 的值.22. 已知二次函数()f x 满足:()()224132,log 231x f x x x g x ⎛⎫+=++=+⎪-⎝⎭(1)求()f x 的解析式;(2)求()g x 的单调性与值域(不必证明);(3)设()ππ2cos cos2,22h x x m x x ⎛⎫⎡⎤=+∈-⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,若()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦,求实数m 的值.深圳中学2023-2024学年度第一学期期末考试试题年级:高一 科目:数学参考:以10为底的对数叫常用对数,把10log N 记为lg N ;以()e e 2.718281828=⋯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. 为了解某地区居民使用手机扫码支付的情况,拟从该地区的居民中抽取部分人员进行调查,事先已了解到该地区老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异,而男、女使用手机扫码支付的情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的是( )A 抽签法B. 按性别分层随机抽样C. 按年龄段分层随机抽样D. 随机数法【答案】C 【解析】【分析】根据抽样方法确定正确答案.【详解】依题意,“居民人数多”, “男、女使用手机扫码支付的情况差异不大”,“老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异”,所以最合理的是按年龄段分层随机抽样.故选:C 2. 下列与7π4的终边相同的角的表达式中,正确的是( )A. ()2π315Z k k +∈B. ()36045Z k k ⋅-∈C. ()7π360Z 4k k ⋅+∈D. ()5π2πZ 4k k +∈【答案】B 【解析】【分析】AC 项角度与弧度混用,排除AC ;D 项终边在第三象限,排除D.【详解】因为7πrad 3154= ,终边落在第四象限,且与45- 角终边相同,故与7π4终边相同的角的集合.的{}{}31536045360S k k αααα==+⋅==-+⋅即选项B 正确;选项AC 书写不规范,选项D 表示角终边在第三象限.故选:B.3. 角α的终边与单位圆O 相交于点P ,且点P 的横坐标为35的值为( )A.35B. 35-C.45 D. 45-【答案】A 【解析】【分析】利用三角函数定义以及同角三角函数之间的平方关系即可得出结果.【详解】根据三角函数定义可知3cos 5α=,又22sin cos 1αα+=53cos α===.故选:A4. 已知角()0,πα∈,且1cos 23α=,则sin α的值为( )A.B.C. D. 【答案】B 【解析】【分析】根据余弦的二倍角公式即可求解.【详解】因为21cos 212sin3αα=-=,所以sin α=,因为()0,πα∈,所以sin α=.故选:B .5. 健康成年人的收缩压和舒张压一般为90~139mmhg 和60~89mmhg ,心脏跳动时,血压在增加或减小,血压的最大值、最小值分别为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数为120/80mmhg为标准值.设某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,其中()P t 为血压(mmhg ),t 为时间(min ).给出以下结论:①此人的血压在血压计上的读数为140/90mmhg ②此人的血压在健康范围内③此人的血压已超过标准值 ④此人的心跳为80次/分其中正确结论的个数为( )A. 1 B. 2 C. 3 D. 4【答案】C 【解析】【分析】根据所给函数解析式及正弦函数的性质求出()P t 的取值范围,即可得到此人的血压在血压计上的读数,从而判断①②③,再计算出最小正周期,即可判断④.【详解】因为某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,又因为1sin(160π)1t -≤≤,所以11525()11525P t -≤≤+,即90()140P t ≤≤,即此人的血压在血压计上的读数为140/90mmhg ,故①正确;因为收缩压为140mmhg ,舒张压为90mmhg ,均超过健康范围,即此人的血压不在健康范围内,故②错误,③正确;对于函数()11525sin(160π)P t t =+,其最小正周期2π1160π80T ==(min ),则此人的心跳为180T=次/分,故④正确;故选:C6. 孩子在成长期间最需要父母的关爱与陪伴,下表为2023年中国父母周末陪孩子日均时长统计图.根据该图,下列说法错误的是( )A. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比大于13B. 2023年父亲周末陪伴孩子日均时长超过6小时的占比大于12C. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为28.8%D. 2023父母周末陪伴孩子日均时长的10个时段占比的中位数为20.2%【答案】C 【解析】【分析】根据题意结合统计相关知识逐项分析判断.【详解】由题图可知:2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比为138.7%3>,A 说法正确;2023年父母周末陪伴孩子日均时长超过6小时的占比为131.5%24.2%55.7%2+=>,B 说法正确;2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为38.7% 2.5%36.2%-=,C 说法错误;2023年父母周末陪伴孩子日均时长的10个时段占比的中位数为21.4%19.0%20.2%2+=,D 说法正确.故选:C .7. 将函数()2sin f x x =图象上所有点的横坐标缩小为原来的12,再向右平移π6个单位长度,得到函数()g x 的图象,若()0g x a -=在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的零点1x ,2x ,则()12tan x x +=( )A.B. C.D. 【答案】B 【解析】【分析】根据函数图象的变换可得()π2sin 23g x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,即可结合正弦函数的对称性得12πt t +=,进而125π6x x +=,即可求解.【详解】将函数()2sin f x x =图象上所有点的横坐标缩小为原来的12,得到2sin 2y x =的图象,再向右平移π6个单位长度,得到()ππ2sin 22sin 263g x x x ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象.当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,ππ2π2,333x ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,令π23x t -=,π2π,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则关于t 的方程2sin t a =在π2π,33-⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不等的实数根1t ,2t ,所以12πt t +=,即12ππ22π33x x -+-=,则125π6x x +=,所以()125πtan tan 6x x +==.故选:B8. 如果对于任意整数πππ,sin,cos ,tan n n n n k k k都是有理数,我们称正整数k 是“好整数”,下面的整数中哪个是最大的“好整数”( )A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】A 【解析】【分析】利用三角函数定义域代入选项逐个验证即可得出结论.【详解】考虑三角函数的定义域,对于选项A ,当1k =时,sin π,cos π,tan πn n n 对于任意整数n ,都是整数,满足题意;对于B ,当2k =时,2ππtantan n n k =对于整数1,没有意义,不满足题意;同理可得对于C 和D ,当3ππtantan n n k =或4ππtan tan n n k =时,代入验证可知不满足题意;所以可知最大“好整数”为1故选:A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. 下列说法中正确的是( )A. 度与弧度是度量角的两种不同的度量单位B. 1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12πC. 根据弧度的定义,180︒一定等于π弧度D. 不论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短有关【答案】ABC 【解析】【分析】根据角度制与弧度制的定义,以及角度制和弧度制的换算公式,以及角的定义,逐项判定,即可求解.【详解】根据角度制和弧度制的定义可知,度与弧度是度量角的两种不同的度量单位,所以A 正确;由圆周角的定义知,1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12π,所以B 正确;根据弧度的定义知,180︒一定等于π弧度,所以C 正确;无论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短无关,只与弧长与半径的比值有关,故D 不正确.故选:ABC.10. 下列各式中,值是12的是( )A. ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B. tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒C.2tan 22.51tan 22.5︒-︒D.22cos 203sin 50-︒-︒【答案】ACD 【解析】【分析】利用两角差的余弦公式,诱导公式,二倍角公式即可逐个选项判断.【详解】ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ππ1cos cos 332x x ⎛⎫=--== ⎪⎝⎭,A 正确;tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒()()tan 10351tan10tan 35tan10tan 35=︒+︒-︒︒+︒︒tan 451=︒=,B 不对;22tan 22.512tan 22.511tan 451tan 22.521tan 22.522︒︒==︒=-︒-︒,C 正确;()2311cos 403sin502cos 2012223sin 503sin503sin502-︒-︒-︒===-︒-︒-︒,D 正确.故选:ACD11. 2023年是共建“一带一路”倡议提出十周年.某校组织了“一带一路”知识竞赛,将学生的成绩(单位:分,满分:120分)整理成如图的频率分布直方图(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表),则( )A. 该校竞赛成绩的极差为70分B. a 的值为0.005C. 该校竞赛成绩的平均分的估计值为90.7分D. 这组数据的第30百分位数为81【答案】BC【解析】【分析】利用频率分布直方图,用样本估计总体,样本的极差、平均值、百分位数相关知识计算即可.【详解】因为由频率分布直方图无法得出这组数据的最大值与最小值,所以这组数据的极差可能为70,也可能为小于70的值,所以A 错误;因为(0.00820.0120.01540.030)10700.651a a a a ++++++⨯=+=,解得0.005a =,所以B 正确;该校竞赛成绩的平均分的估计值550.00510650.00810x =⨯⨯+⨯⨯+750.01210850.01510950.03010⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯10540.0051011520.0051090.7+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=分,所以C 正确.设这组数据的第30百分位数为m ,则(0.0050.0080.012)10(80)0.015100.3m ++⨯+-⨯⨯=,解得2413m =,所以D 错误.故选:BC .12. 在平面直角坐标系中,已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点ππsin ,cos 33⎛⎫- ⎪⎝⎭,()cos sin 2sin cos 2f x x x αα=-则下列结论正确的是( )A. 11cos 22α-=B. 2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴C. 将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为sin 2y x=D. ()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有3个零点【答案】AB 【解析】【分析】利用三角函数的定义求得α,从而得到()f x 的解析式,进而利用三角函数的性质与平移的结论,逐一分析各选项即可得解.【详解】因为ππ1sin ,cos 332⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以由三角函数的定义得1sin 2α=,cos α=,所以5π2π,6k k α∈=+Z ,则()()cos sin 2sin cos 2sin 2f x x x x ααα=-=-5π5πsin 22πsin 2,66x k x k ∈⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭Z ,A : 22111cos 22sin 222αα⎛⎫-==⨯= ⎪⎝⎭,故A 正确;B :因为5π62π4ππsin sin 1332f ⎛⎫⎛⎫=-==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴,故B 正确;C :将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为5π5πsin 2sin 2665π6y x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故C 错误;D :令()0f x =,得5πsin 206x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,解得5π5ππ2π,,6122k x k k x k ∈∈-=⇒=+Z Z ,仅0k =,1,即5π11π,1212x =符合题意,即()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有两个零点,故D 错误.故选:AB三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 某班级有50名同学,一次数学测试平均成绩是92分,如果30名男生的平均成绩为90分,那么20名女生的平均成绩为____分.【答案】95【解析】【分析】利用平均数的求法计算即可.【详解】设所求平均成绩为x ,由题意得5092309020x ⨯=⨯+⨯,∴95x =.故答案为:9514. 已知1cos 7α=,()sin αβ+=,π02α<<,π02β<<,则cos β=________.【答案】12##0.5【解析】【分析】根据题意,分别求得()sin ,cos ααβ+,再由余弦的差角公式,代入计算,即可得到结果.【详解】因为π02α<<且11cos c 2πos 73α=<=,则ππ32α<<,又02βπ<<,所以π3παβ<+<,且()sin αβ+=<,所以π2π3αβ<+<,则()11cos 14αβ+==-,sin α==,所以()()()cos cos cos cos sin sin βαβααβααβα=+-=+++⎡⎤⎣⎦11111472=-⨯+=.故答案为:1215. 已知函数()()πsin 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤⎪⎝⎭是R 上的奇函数,其图象关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π上是单调函数,则ω的值为______.【答案】43【解析】【分析】由函数为奇函数,得0ϕ=,再根据函数图像关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,可知43kω=,根据函数的单调性可得04ω<≤,进而得解.【详解】因为函数()()sin 0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤ ⎪⎝⎭是R 上的奇函数,则()()f x f x -=-,即sin cos cos sin x x ϕωωϕ=-,又因为0ω>,所以sin 0ϕ=,因为π02ϕ≤≤,所以0ϕ=;故()sin f x x ω=;又因为图象关于点3π,04A ⎛⎫⎪⎝⎭对称,则3ππ4k ω=,Z k ∈,所以43k ω=,Z k ∈,因为函数在区间π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是单调函数,则12ππ24ω⨯≥,得04ω<≤;所以43ω=,故答案为:43.16. cos()cos cos 1y αβαβ=++--取值范围是_________.【答案】1[4,]2-【解析】【分析】由和角的余弦公式变形给定函数,再利用辅助角公式变形,结合正弦函数的性质用含cos β的关系式表示y ,再借助二次函数最值求解即得.【详解】cos cos sin sin cos cos 1y αβαβαβ=-+--(cos 1)cos (sin )sin (cos 1)βαβαβ=+--+)(cos 1)αϕβ=+-+)(cos 1)αϕβ=+-+由sin()[1,1]αϕ+∈-,得(cos 1)(cos 1)y ββ-+≤≤+,令t =,则t ∈,则22t y t ≤≤--,所以221(42y t t ≥-=-+≥-,当且仅当t =,即cos 1β=时取等号,且2211(22y t t ≤-=-+≤,当且仅当t =,即1cos 2β=-时取等号,的所以y 的取值范围为1[4,]2-.故答案为:1[4,]2-四、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. 已知()()()()3πsin πcos 2πcos 2.πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭(1)化简()f α;(2)若α是第三象限角,且()1sin π5α-=,求()f α的值.【答案】(1)()cos f αα=-(2【解析】【分析】(1)利用诱导公式化简即可;(2)利用诱导公式及同角三角函数的关系计算即可.【小问1详解】因为()()()()3πsin πcos 2πcos 2πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭()sin cos sin cos sin sin αααααα⋅⋅-==-⋅,所以()cos fαα=-.【小问2详解】由诱导公式可知()1sin πsin 5αα-=-=,即1sin 5α=-,又α是第三象限角,所以cos α===所以()cos fαα=-=.18. 据调查,某市政府为了鼓励居民节约用水,减少水资源的浪费,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民用水量标准x (单位:吨),月用水量不超过x 的部分按平价收费,超出x 的部分按议价收费.为了了解全市居民用水量分布情况,通过抽样,获得了n 户居民某年的月均用水量(单位:吨),其中月均用水量在(]9,12内的居民人数为39人,并将数据制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求a 和n 的值;(2)若该市政府希望使80%的居民月用水量不超过标准x 吨,试估计x 的值;(3)在(2)的条件下,若实施阶梯水价,月用水量不超过x 吨时,按3元/吨计算,超出x 吨的部分,按5元/吨计算.现市政府考核指标要求所有居民的月用水费均不超过70元,则该市居民月用水量最多为多少吨?【答案】(1)1300a =,200n = (2)16.6吨 (3)20.64吨【解析】【分析】(1)频率分布直方图总面积为1,由此即可求解.(2)先判断所求值所在的区间,再按比例即可求解.(3)按题意列不等式即可求解.【小问1详解】()0.0150.0250.0500.0650.0850.0500.0200.0150.00531a +++++++++⨯= ,1.300a ∴=用水量在(]9,12频率为0.06530.195⨯=,392000.195n ∴==(户)【小问2详解】()0.0150.0250.0500.0650.08530.720.8++++⨯=< ,()0.0150.0250.0500.0650.0850.05030.870.8+++++⨯=>,0.800.7215316.60.870.72-∴+⨯=-(吨)【小问3详解】设该市居民月用水量最多为m 吨,因为16.6349.870⨯=<,所以m 16.6>,则()16.6316.6570w m =⨯+-⨯≤,解得20.64m ≤,答:该市居民月用水量最多为20.64吨.19. 已知函数()()2πcos 2cos f x x x x =-+.(1)若ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,求函数()f x 的值域;(2)若函数()()1g x f x =-在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,求m 的取值范围.【答案】(1)[]0,3(2)5π11π,1212⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】(1)利用诱导公式以及二倍角公式化简可得()f x 的表达式,结合ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,确定π26x +的范围,即可求得答案;(2)由π,6x m ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,确定πππ2[,2666x m +∈-+,根据()g x 在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,结合正弦函数的零点,列出相应不等式,即求得答案.【小问1详解】由题意得()()2πcos 2cos f x x x x=-+的πcos 212sin 216x x x ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭,当ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则ππ5π2[,666x +∈-,则1πsin 2126x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,则π02sin 2136x ⎛⎫≤++≤ ⎪⎝⎭,即函数()f x 的值域为[]0,3;【小问2详解】由题可得π6m >-,当π,6x m ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,πππ2[,2666x m +∈-+,()()π2sin 216g x x f x ⎛⎫+ ⎪⎝=-⎭=,且()g x 在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,而sin y x =在π[,2π)6-有且仅有2个零点,分别为0,π,故π5π11ππ22π,61212m m ≤+<∴≤<,即5π11π,1212m ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭.20. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲(其覆盖面积为k ),这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,二月底测得凤眼莲的覆盖面积为224m ,三月底测得凤眼莲的覆盖面积为236m ,凤眼莲的覆盖面积y (单位:2m )与月份x (单位:月)的关系有两个函数模型()0,1x y ka k a =>>与()120,0y px k p k =+>>可供选择.(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;(2)求凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份.(参考数据:lg 20.3010,lg 30.4711≈≈).【答案】(1)选择模型()0,1x y ka k a =>>符合要求,*32323N 2,11,xy x x ⎛⎫=⋅ ⎪⎝≤≤∈⎭ (2)六月份【解析】【分析】(1)根据指数函数与幂函数的增长速度即可选得哪一个模型,再利用待定系数法即可求出该模型的解析式;(2)由(1)结合已知可得3233210323x ⎛⎫⋅>⨯ ⎪⎝⎭,再结合已知数据即可得出答案.【小问1详解】函数()0,1x y ka k a =>>与()120,0y pxk p k =+>>在()0,∞+上都是增函数,随着x 的增加,函数()0,1x y kak a =>>的值增加的越来越快,而函数()120,0y px k p k =+>>的值增加的越来越慢,由于凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,因此选择模型()0,1x y kak a =>>符合要求,根据题意可知2x =时,24y =;3x =时,36y =,所以232436ka ka ⎧=⎨=⎩,解得32323a k ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,故该函数模型的解析式为*32323N 2,11,x y x x ⎛⎫=⋅ ⎪⎝≤≤∈⎭;【小问2详解】当0x =时,323y =,元旦放入凤眼莲的覆盖面积是232m 3,由3233210323x ⎛⎫⋅>⨯ ⎪⎝⎭,得3102x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以32lg1011log 10 5.93lg 3lg 20.47110.3010lg 2x >==≈≈--,又*N x ∈,所以6x ≥,即凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份是六月份.21. 已知函数()()sin (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的最小正周期为π,且直线π2x =-是其图象的一条对称轴.(1)求函数()f x 的解析式;(2)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数记作()y g x =,已知常数*,n λ∈∈R N ,且函数()()()F x f x g x λ=+在()0,πn 内恰有2023个零点,求常数λ与n 的值.【答案】(1)()cos2f x x =(2)1,1349n λ==【解析】【分析】(1)由周期求得ω,再由对称性求得ϕ得解析式;(2)由图象变换求得()g x ,然后可得()F x 的表达式,令[]sin 1,1t x =∈-,()0F x =化为22210,Δ80t t λλ--==+>,则关于t 的二次方程2210t t λ--=必有两不等实根12t t 、,则1212t t =-,则12t t 、异号,然后分类讨论()0F x =在(0,π)n 上解的个数后得出结论.【小问1详解】由三角函数的周期公式可得()()2π2,sin 2πf x x ωϕ==∴=+,令()π2π2x k k Z ϕ+=+∈,得()ππ422k x k Z ϕ=-+∈,由于直线π2x =-为函数()y f x =的一条对称轴,所以,()πππZ 2422k k ϕ-=-+∈,得()3ππZ 2k k ϕ=+∈,由于0π,1k ϕ<<∴=-,则π2ϕ=,因此,()πsin 2cos22f x x x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭;小问2详解】将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,得到函数ππcos 2cos 2sin242y x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数为()sin g x x =,()()()2cos2sin 2sin sin 1F x f x g x x x x x λλλ=+=+=-++ ,令()0F x =,可得22sin sin 10x x λ--=,令[]sin 1,1t x =∈-,得22210,Δ80t t λλ--==+>,【则关于t 的二次方程2210t t λ--=必有两不等实根12t t 、,则1212t t =-,则12t t 、异号,(i )当101t <<且201t <<时,则方程1sin x t =和2sin x t =在区间()()*0,πNn n ∈均有偶数个根,从而方程22sin sin 10x x λ--=在()()*0,πNn n ∈也有偶数个根,不合乎题意;(ii )当11t =-时,则212t =,当()0,2πx ∈时,1sin x t =只有一根,2sin x t =有两根,所以,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在()0,2π上有三个根,由于202336741=⨯+,则方程22sin sin 10x x λ--=在()0,1348π上有36742022⨯=个根,由于方程1sin x t =在区间()1348π,1349π上无实数根,方程2sin x t =在区间()1348π,1349π上有两个实数解,因此,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在区间()0,1349π上有2024个根,不合乎题意,(iii )当11t =,则212t =-,当()0,2πx ∈时,1sin x t =只有一根,2sin x t =有两根,所以,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在()0,2π上有三个根,由于202336741=⨯+,则方程22sin sin 10x x λ--=在()0,1348π上有36742022⨯=个根,由于方程1sin x t =在区间()1348π,1349π上只有一个根,方程2sin x t =在区间()1348π,1349π上无实数解,因此,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在区间()0,1349π上有2023个根,合乎题意;此时,1122λ-+=,1λ=,综上所述:1,1349n λ==.22. 已知二次函数()f x 满足:()()224132,log 231x f x x x g x ⎛⎫+=++=+ ⎪-⎝⎭(1)求()f x 的解析式;(2)求()g x 的单调性与值域(不必证明);(3)设()ππ2cos cos2,22h x x m x x ⎛⎫⎡⎤=+∈- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,若()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦,求实数m 的值.【答案】(1)()2f x x x =+ (2)在()0,∞+上单调递减,值域是()1,+∞.(3)1-【解析】【分析】(1)利用换元法,令1t x =+,代入化简即可求出函数的解析式;(2)可设4231x u =+-,利用复合函数的单调性,即可判定函数的单调性,进而求得值域;(3)由(2)知,()12g =,()12f =,结合()(),f x g x 的单调性可知当1x ≥时,()()2,01f x g x x ≥≥<<时,()()2f x g x <<,由()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦恒成立,即为()1h x ≥恒成立,设[]cos 0,1x t =∈,只需不等式()22210mt t m +-+≥在[]0,1t ∈上恒成立,讨论m 的取值范围即可求解.【小问1详解】由题意()2132f x x x +=++,令1t x =+,则1x t =-,有()()22(1)312f t t t t t =-+-+=+,故()2f x x x =+【小问2详解】函数()24log 231x g x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭,由420031x x +>⇒>-,即定义域为()0,∞+,且4231x u =+-在()0,∞+上单调递减及2log y u =单调递增所以()24log 231x g x ⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭在()0,∞+上单调递减.因为()0,x ∞∈+,42231x u =+>-,所以()g x 的值域是()1,∞+【小问3详解】结合(2)结论知()24log 231x g x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭在()0,∞+上单调递减且()12g =,又()2f x x x =+在()0,∞+上单调递增且()12f =故当1x ≥时,()()2,01f xg x x ≥≥<<时,()()2f x g x <<,由()()()1f h x g h x h x ⎡⎤⎡⎤≥⇒≥⎣⎦⎣⎦恒成立,即()22cos 2cos 11x m x +-≥在ππ,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上恒成立,设[]cos 0,1x t =∈,则不等式()22210mt t m +-+≥在[]0,1t ∈上恒成立,①当0m =时,不等式化为210t -≥,显然不满足恒成立;②当0m >时,将0=t 代入得()10m -+≥,与0m >矛盾;③当0m <时,只需()()10,1,12210,1,m m m m m m ⎧-+≥≤-⎧⎪⇒⇒=-⎨⎨+-+≥≥-⎪⎩⎩,综上,实数m 的值为-1.【点睛】关键点点睛:本题考查了换元法求函数的解析式,函数的单调性,解题的关键是根据函数的单调性得出()1h x ≥,转化为二次不等式恒成立,考查了分类讨论的思想.。
北京市海淀区2023-2024学年高一上学期期末考试 数学 Word版含答案

海淀区高一年级练习数 学考生须知:1.本试卷共6页,共三道大题,26道小题,满分150分,考试时间120分钟.2.在试卷上准确填写学校名称、班级名称、姓名.3.答案一律填涂或书写在答题卡上,用黑色字迹签字笔作答.4.考试结束,请将本试卷交回.一、选择题:共14小题,每小题4分,共56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.已知全集{}2,1,0,1,2U =--,集合{}2,1,0A =--,则U A = ( )A .{}1,2,3B .{}1,2C .()0,2D .()1,22.某学校有高中学生1500人,初中学生1000人.学生社团创办文创店,想了解初高中学生对学校吉祥物设计的需求,用分层抽样的方式随机抽取若干人进行问卷调查,已知在初中学生中随机抽取了100人,则在高中学生中抽取了( )A .150人B .200人C .250人D .300人3.命题“,20x x ∃∈+≤R ”的否定是( )A .,20x x ∃∈+>RB .,20x x ∃∈+<RC .,20x x ∀∈+>RD .,20x x ∀∈+<R 4.方程组202x y x x +=⎧⎨+=⎩解集是( )A .()(){}1,1,1,1--B .()(){}1,1,2,2-C .()(){}1,1,2,2--D .()(){}2,2,2,2-- 5.某部门调查了200名学生每周的课外活动时间(单位:h ),制成了如图所示的频率分布直方图,其中课外活动时间的范围是[]10,20,并分成[)[)[)[)[]10,12,12,14,14,16,16,18,18,20五组.根据直方图,判断这200名学生中每周的课外活动时间不少于14h 的人数是( )A .56B .80C .144D .1846.若实数a ,b 满足a b >,则下列不等式成立的是( )A .a b >B .a c b c +>+C .22a b >D .22ac bc >7.函数()22x f x x =+的零点所在的区间为( )A .()2,1--B .()1,0-C .()0,1D .()1,28.在同一个坐标系中,函数()()()log ,,x a a f x x g x a h x x -===的部分图象可能是( )A .B .C .D .9.下列函数中,既是奇函数,又在()0,+∞上单调递减的是( )A .()f x x =B .()f x x x =-C .()11f x x 2=+ D .()3f x x = 10.已知0.1232,log 3,log 2a b c ===,则实数a ,b ,c 的大小关系是( )A .c a b >>B .c b a >>C .a c b >>D .a b c >>11.已知函数()1212x f x a =-+,则“1a =”是()f x 为奇函数的( ) 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12.已知函数()()2log 12f x x x =++-,则不等式()0f x <的解集为A .(),1-∞B .()1,1-C .()0,1D .()1,+∞13.科赫(Koch )曲线是几何中最简单的分形,科赫曲线的产生方式如下:如图,将一条线段三等分后,以中间一段为边作正三角形并去掉原线段生成1级科赫曲线“”,将1级科赫曲线上每一线段重复上述步骤得到2级科赫曲线,同理可得3级科赫曲线……在分形中,一个图形通常由N 个与它的上一级图形相似,且相似比为r 的部分组成.若1D r N=,则称D 为该图形的分形维数.那么科赫曲线的分形气维数是( )A .2log 3B .3log 2C .1D .32log 2 14.已知函数()2,,x a x a f x x x a +≤⎧=⎨>⎩,若存在非零实数0x ,使得()()00f x f x -=-成立,则实数a 的取值范围是( )A .(],0-∞B .1,4⎛-∞⎤ ⎥⎝⎦ C .[]4,0 D .12,4⎡-⎤⎢⎥⎣⎦ 二、填空题:共6小题,每小题5分,共30分15.函数()()lg 1f x x =-的定义域是__________.16.已知幂函数()f x 经过点()2,8,则函数()f x =___________.17.农科院作物所为了解某种农作物的幼苗质量,分别从该农作物在甲、乙两个不同环境下培育的幼苗中各随机抽取了15株幼苗进行检测,量出它们的高度如下图(单位:cm ):记该样本中甲、乙两种环境下幼苗高度的中位数分别为a ,b ,则a b -=___________.若以样本估计总体,记甲、乙两种环境下幼苗高度的标准差分别为12,s s ,则1s ____2s (用“<,>或=”连接).18.已知函数()4f x x a x=+-没有零点,则a 的一个取值为_______;a 的取值范围是___________.19.已知函数()22,0,0x x x f x x ⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩,则()f x 的单调递增区间为________;满足()4410f x <⨯的整数解的个数为____________(参考数据:lg 20.30≈)20.共享单车已经逐渐成为人们在日常生活中必不可少的交通工具.通过调查发现人们在单车选择时,可以使用“Tullock 竞争函数”进行近似估计,其解析式为()()[],0,1,01aa a x S x x a x x =∈>+-(其中参数a 表示市场外部性强度,a 越大表示外部性越强).给出下列四个结论:①()S x 过定点11,22⎛⎫ ⎪⎝⎭; ②()S x 在[]0,1上单调递增;③()S x 关于12x =对称; ④取定x ,外部性强度a 越大,()S x 越小.其中所有正确结论的序号是______________.三、解答题:共64分,解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.21.(本小题12分)化简求值:(I )()10.530.204640.13π927-⎛⎫⎛⎫++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (II )5log 333325log 2log 59-+ 22.(本小题12分)已知一元二次方程22320x x +-=的两个实数根为12,x x求值:(I )2212x x +;(II )1211x x + 23.(本小题9分)国务院正式公布的《第一批全国重点文物保护单位名单》中把重点文物保护单位(下述简称为“第一批文保单位”)分为六大类.其中“A :革命遗址及革命纪念建筑物”、“B :石窟寺”、“C :古建筑及历史纪念建筑物”、“D :石刻及其他”、“E :古遗址”、“F :古墓葬”,北京的18个“第一批文保单位”所在区分布如下表:(I )某个研学小组随机选择北京市“第一批文保单位”中的一个进行参观,求选中的参观单位恰好为“C :古建筑及历史纪念建筑物”的概率;(II )小王同学随机选择北京市“第一批文保单位”中的“A :革命遗址及革命纪念建筑物”中的一个进行参观:小张同学随机选择北京市“第一批文保单位”中的“C :古建筑及历史纪念建筑物”中的一个进行参观.两人选择参观单位互不影响,求两人选择的参观单位恰好在同一个区的概率;(III )现在拟从北京市“第一批文保单位”中的“C :古建筑及历史纪念建筑物”中随机抽取2个单位进行常规检查,记抽到海淀区的概率为1P ,抽不到海淀区的概率记为2P ,试判断1P 和2P 的大小(直接写出结论).24.(本小题9分)已知集合{}25320,22|A x x x B x x ⎧⎫=--<=-≥⎨⎬⎩⎭(I )求,R A B A B ;(II )记关于x 的不等式()222440x m x m m -+++≤的解集为M ,若B M R =,求实数m 的取值范围.25.(本小题11分)已知函数()()()ln 1ln 1f x x k x =-++,请从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,解答下面的问题:条件①:()()0f x f x +-=条件②:()()0f x f x --=注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答记分.(I )求实数k 的值;(II )设函数()()()11k F x x x =-+,判断函数()F x 在区间上()0,1的单调性,并给出证明;(III )设函数()()2k g x f x x k =++,指出函数()g x 在区间()1,0-上的零点的个数,并说明理由.26.(本小题11分)已知函数()()(),,f x g x h x 的定义域均为R ,给出下面两个定义:①若存在唯一的x ∈R ,使得()()()()f g x h f x =,则称()g x 与()h x 关于()f x 唯一交换;②若对任意的x ∈R ,均有()()()()f g x h f x =,则称()g x 与()h x 关于()f x 任意交换.(I )请判断函数()1g x x =+与()1h x x =-关于()2f x x =是唯一交换还是任意交换,并说明理由;(II )设()()()22()20,1f x a x a g x x bx =+≠=+-,若存在函数()h x ,使得()g x 与()h x 关于()f x 任意交换,求b 的值;(III )在(II )的条件下,若()g x 与()f x 关于()11x x e x e ω-=+唯一交换,求a 的值.。
安徽省六安2023-2024学年高一上学期期末考试数学试题含答案

六安2023年秋学期高一年级期末考试数学试卷(答案在最后)时间:120分钟满分:150分一、单项选择题: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.1.已知命题P :0x ∃∈R ,0302xx >,则它的否定形式为()A.0x ∃∈R ,0302x x ≤ B.x ∀∈R ,32>x x C.0x R ∃∉,0302x x ≤ D.x ∀∈R ,32≤xx 【答案】D 【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“0:P x R ∃∈,0302xx >”的否定为:“:P x R ⌝∀∈,32≤x x ”.故选:D.2.π3α=是1cos 2α=的()条件A.充要B.必要不充分C.充分不必要D.既不充分也不必要【答案】C 【解析】【分析】根据特殊角的三角函数值判断充分性,通过举反例说明不满足必要性即可.【详解】若π3α=,故可得1cos 2α=,满足充分性;若π3α=-,显然满足1cos 2α=,但无法推出π3α=,故必要性不成立;故π3α=是1cos 2α=的充分不必要条件.故选:C .3.函数2()log f x x x =+的零点所在区间为()A.10,8⎛⎫ ⎪⎝⎭B.11,84⎛⎫ ⎪⎝⎭C.1,12⎛⎫⎪⎝⎭D.11,42⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】C【分析】根据()f x 的单调性,结合零点存在性定理,即可判断和选择.【详解】2,log y x y x ==在()0,+∞上都是单调增函数,故()y f x =在()0,+∞上是单调增函数;又21111log 308888f ⎛⎫=+=-< ⎪⎝⎭,21111log 204444f ⎛⎫=+=-< ⎪⎝⎭,21111log 102222f ⎛⎫=+=-< ⎪⎝⎭,()211log 110f =+=>;故()f x 的零点所在区间为1,12⎛⎫⎪⎝⎭.故选:C.4.设2log 0.3a =,0.3log 0.2b =,sin37c =︒,则a ,b ,c 之间的大小关系是()A.a b c >>B.b a c>> C.c a b>> D.b c a>>【答案】D 【解析】【分析】通过三个数与0,1的关系即可解出.【详解】由题意,22log 0.3log 10a =<=,0.30.3log 0.2log 0.31b =>=,0sin 37sin 451c <=︒<︒<,∴01a c b <<<<.故选:D.5.函数()sin ln ||f x x x =⋅的大致图象是A. B.C. D.【解析】【详解】函数()=sin ln f x x x ⋅是奇函数,图像关于原点对称,故排除,A B 当2x =时,()2sin 2ln 20f =⨯>,故排除D 故选C点睛:已知函数的解析式判断函数图象的形状时,主要是按照排除法进行求解,可按照以下步骤进行:(1)求出函数的定义域,对图象进行排除;(2)判断函数的奇偶性、单调性,对图象进行排除;(3)根据函数图象的变化趋势判断;(4)当以上方法还不能判断出图象时,再选取一些特殊点,根据特殊点处的函数值进行判断.6.若43m =,则3log 12=()A.1m m+ B.21m m+ C.2m m+ D.212m m+【答案】A 【解析】【分析】指数式化为对数式,进而利用换底公式及对数运算公式进行求解.【详解】由43m=得:4log 3m =,则334111log 121log 411log 3m m m+=+=+=+=故选:A7.已知ABC 的外接圆圆心为O ,且2AO AB AC =+ ,OA AC = ,则向量BA 在向量BC上的投影向量为()A.32BC B.34BC uu u r C.32BC-D.34BC - 【答案】B 【解析】【分析】根据题意得出BC 为外接圆的直径,且AOC 是等边三角形,从而求出向量BA 在向量BC上的投影向量.【详解】∵ABC 的外接圆的圆心为O ,且2AO AB AC =+,∴O 为BC 的中点,即BC 为外接圆的直径,∴90BAC ∠=︒.∵OA AC = ,∴AOC 是等边三角形.设D 为OC 的中点,则34BD BC =.∴向量BA 在向量BC上的投影向量为3cos 4BD BC BA ABC BC BC BC BC∠⋅=⋅=.故选:B.8.已知函数()cos ]2f x x π⎛⎫= ⎪⎝⎭,其中[]x 表示不超过x 的最大整数,下列说法正确的是()A.()f x 为偶函数B.()f x 的值域为{0,1}C.()f x 为周期函数,且最小正周期2T =D.()f x 与7|1og |l y x =-的图像恰有一个公共点【答案】D 【解析】【分析】利用特殊值排除AC ,根据余弦函数的性质可求出函数的值域进而判断B ,根据函数的值域判断D .【详解】对于A ,由于1cos 012f ⎛⎫== ⎪⎝⎭,1πcos 022f ⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以12f ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭12f ⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以()y f x =不是偶函数,故A 错;对于B ,由于[]x 为整数,[]()ππZ 22x k k =⋅∈,而πcos 2k ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭的值有0,1,1-三种情况,所以()f x 的值域为{}0,1,1-,故B 错误;对于C ,由于()[]()π1.1cos 1.1cos 12f π⎛⎫-=⨯-=-=-⎪⎝⎭,()[]π0.9cos 0.9cos 012f ⎛⎫=⨯== ⎪⎝⎭,()()1.10.9f f -≠,故C 错误;对于D ,由B 得(){}0,1,1f x ∈-,令7log 10x -=,得2x =或0x =,而()()2cos π1,0cos01f f ==-==不是公共点的横坐标.令7log 11x -=,得8x =或6x =-,而()()()8cos 4π1,6cos 3πcos π1f f ==-=-==-,所以()8,1是两个函数图像的一个公共点.令7log 11x -=-,得87x =或67x =,而8π6cos 0,cos 01727f f ⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以不是两个函数图像的一个公共点.综上所述,两个函数图像有一个公共点()8,1,故D 正确.故选:D二、多项选择题: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.)A.sin15cos15︒+︒B.222cossin 1212ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭C.1tan151tan15+︒-︒D.2sin15cos15︒︒【答案】BC 【解析】【分析】根据三角恒等变换公式,求解即可.【详解】对于A 选项,原式45)2=︒+︒=,故A 选项错误;对于B 选项,原式2cosπ6==,故B 选项正确;对于C 选项,原式tan 45tan15tan 601tan 45tan15︒+︒==︒=-︒︒C 选项正确;对于D 选项,原式1sin 302=︒=,故D 选项错误.故选:BC.10.若0a b >>,0c <,则下列不等式中正确的是()A.c c a b< B.ac bc< C.b c ba c a +>+ D.2b a a b+>【答案】BD 【解析】【分析】利用不等式的基本性质看判断B 选项;利用作差法可判断ACD 选项.【详解】因为0a b >>,0c <,对于A 选项,()0c b a c c a b ab--=>,所以,c c a b >,A 错;对于B 选项,由不等式的基本性质可得ac bc <,B 对;对于C 选项,()()()()()a b c b a c c a b b c b a c a a a c a a c +-+-+-==+++,a c +的符号不确定,无法得出b c a c ++与ba的大小关系,C 错;对于D 选项,()222220a b b a a ab b a b ab ab--++-==>,则2b a a b +>,D 对.故选:BD.11.如图,已知点O 为正六边形ABCDEF 的中心,下列结论正确的是()A.CB OA=B.0OA OB OC ++=C.OF OD OC OB+=-D.OA FA DE BC⋅=⋅ 【答案】AC 【解析】【分析】利用相等向量的定义可判断A 选项;利用平面向量加法的平行四边形法则可判断B 选项;利用平面向量线性运算可判断C 选项;利用平面向量数量积的定义可判断D 选项.【详解】对于A 选项,由正六边形的几何性质可知,60AOB OBC BOC ABO ∠=∠=∠=∠= ,所以,//OA BC ,//AB OC ,则四边形OABC 为平行四边形,故CB OA =,A 对;对于B 选项,因为四边形OABC 为平行四边形,由平面向量加法的平行四边形法则可得20OA OB OC OB ++=≠,B 错;对于C 选项,由正六边形的几何性质可知,OF OD DE EF ===,则四边形ODEF 为菱形,所以,OF OD OE += ,OC OB BC -=,易知ODE 为等边三角形,则OE DE BC == ,故OF OD OC OB +=-,C 对;对于D 选项,设正六边形ABCDEF 的边长为a ,易知CB EF =,则21cos 602OA FA AO AF AO AF a ⋅=⋅=⋅=,21cos1202DE BC DE CB DE EF ED EF ED EF a ⋅=-⋅=-⋅=⋅=⋅=- ,所以,OA FA DE BC ⋅≠⋅,D 错.故选:AC.12.已知函数()()πsin 0,2f x x ϕωϕω⎛⎫=+><⎪⎝⎭的图象过点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,下列说法中正确的有()A.若1ω=,则()f x 在π5π,36⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减B.若()f x 在()0,π上有且仅有4个零点,则232966ω<≤C.若把()f x 的图象向左平移π6个单位后得到的函数为偶函数,则ω的最小值为2D.若2,33x ωωππ⎛⎫∈-⎪⎝⎭,则()()sin f x x ωϕ=+与()()tan g x x ωϕ=+有3个交点【答案】ABC 【解析】【分析】由已知条件求出π6ϕ=,利用正弦型函数的单调性可判断A 选项;利用函数()f x 在()0,π上的零点个数可得出关于实数ω的不等式,解出ω的取值范围,可判断B 选项;利用三角函数图象变换结合正弦型函数的奇偶性可判断C 选项;当2,33x ωωππ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,解方程()()f x g x =,可判断D 选项.【详解】因为函数()()πsin 0,2f x x ϕωϕω⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图象过点10,2⎛⎫⎪⎝⎭,则()1sin 20==f φ,又因为ππ22ϕ-<<,所以,π6ϕ=,对于A 选项,若1ω=,则()πsin 6f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,当π5π,36x ⎛⎫∈⎪⎝⎭时,则πππ26x <+<,所以,函数()f x 在π5π,36⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,A 对;对于B 选项,因为()()πsin 06f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,当()0,πx ∈时,ππππ666x ωω<+<+,因为()f x 在()0,π上有且仅有4个零点,则π4ππ5π6ω<+≤,解得232966ω<≤,B 对;对于C 选项,把()f x 的图象向左平移π6个单位,可得到函数ππππsin sin 6666y x x ωωω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎢⎝⎭⎝⎭⎣⎦为偶函数,则()ππππ662k k ω+=+∈Z ,可得()62k k ω=+∈Z ,因为0ω>,故当0k =时,ω取最小值2,C 对;对于D 选项,因为2,33x ωωππ⎛⎫∈-⎪⎝⎭且0ω>,则πππ262x ω-<+<,由πsin ππ6sin tan π66cos 6x x x x ωωωω⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭+=+= ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭+ ⎪⎝⎭,可得πsin 06x ω⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则π06x ω+=,故当2,33x ωωππ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,则()πsin 6f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭与()πta 6n g x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭只有1个交点,D 错.故选:ABC.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.一个扇形的弧长为6π,面积为27π,则此扇形的圆心角为________.(用弧度制表示)【答案】2π3【解析】【分析】利用扇形弧长公式,面积公式列方程求解即可.【详解】设圆心角为α,扇形半径为r ,依题可得6πr α=,2127π2r α=,解得2π3α=,9r =.故答案为:2π314.已知简谐运动ππ()2sin ||32f x x ϕϕ⎛⎫⎛⎫=+<⎪⎪⎝⎭⎝⎭的图象经过点(0,1),则该简谐运动初相ϕ为________.【答案】π6##1π6【解析】【分析】将点代入函数中,结合所求量范围求解即可.【详解】将(0,1)代入函数中,可得()12sin ϕ=,解得π2πZ 6k k =+∈,ϕ,已知π||2ϕ<,解得ππ22ϕ-<<,故π6ϕ=.故答案为:π615.求值:()cos 40110︒+︒=__________.【答案】1【解析】【分析】利用三角函数切化弦,辅助角公式与诱导公式求解即可.【详解】()sin10cos10cos 40110cos 401cos 40cos10cos10︒︒+︒⎛⎫︒+︒=︒+=⨯︒ ⎪︒︒⎝⎭()2sin 30cos10cos30sin102sin40sin80cos 40cos40cos10cos10cos10︒︒+︒︒︒︒=⨯︒=⨯︒=︒︒︒()sin 9010cos101cos10cos10︒-︒︒===︒︒.故答案为:1.16.已知方程12sin π01x x-=-,则当[2,4]x ∈-时,该方程所有实根的和为________.【答案】8【解析】【分析】作出1()1f x x=-,()2sin πg x x =的图象,通过图象的对称性可得方程所有实根的和.【详解】方程12sin π01x x -=-,即12sin π1x x=-,令1()1f x x =-,()2sin πg x x =,1()1f x x =-的图象可由1y x=-的图象向右平移1个单位得到,故关于点(1,0)对称,同时(1,0)也是()2sin πg x x =的一个对称中心;作图可得()f x ,()g x 的图象,观察它们在[2,4]x ∈-时的图象,可知二者的图象都关于(1,0)点成中心对称且()f x ,()g x 图象在[2,4]-上共有8个交点,这8个交点两两成对关于点(1,0)对称,每一对关于(1,0)对称的交点的横坐标的和为2,故所有8个交点的横坐标的和为248⨯=,即方程12sin π01x x-=-所有实根的和为8.故答案为:8.【点睛】方法点睛:(1)转化法,方程12sin π01x x-=-的根的问题,转化为1()1f x x =-,()2sin πg x x=的图象的交点问题;(2)数形结合:作出函数1()1f x x=-,()2sin πg x x =的图象,判断其对称性,从而求解问题.四、解答题:本小题共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.已知集合{30}A x x =-≤<,集合{}22B x x x =->.(1)求A B ⋂;(2)若集合{}22C x a x a =≤≤+,且()C A B ⊆ ,求实数a 的取值范围.【答案】(1){}20A B x x ⋂=-<<(2){}2a a >【解析】【分析】(1)计算{}21B x x =-<<,再计算交集得到答案.(2)考虑C =∅和C ≠∅两种情况,根据集合的包含关系得到答案.【小问1详解】{}{}2221B x x x x x =->=-<<,{}20A B x x ⋂=-<<.【小问2详解】当C =∅时,22a a >+,即2a >,满足条件;当C ≠∅时,22a a ≤+且2220a a >-⎧⎨+<⎩,无解.综上所述:实数a 的取值范围{}2a a >.18.如图,以Ox 为始边作角α与(0π)<<<ββα,它们的终边分别与单位圆相交于点P ,Q ,已知点P 的坐标为34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭.(1)求3sin()5sin 22cos()cos 2ππααπαα⎛⎫-+- ⎪⎝⎭⎛⎫--+ ⎪⎝⎭的值;(2)若5sin 13β=,π0,2β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,求sin()αβ+的值.【答案】(1)32(2)3365【解析】【分析】(1)利用诱导公式化简求值即可.(2)利用两角和的正弦公式处理即可.【小问1详解】由题得3cos 5α=-,4sin 5α=,4tan 3α=-,所以433sin()5sin 353sin 5cos 3255342cos sin 22cos()cos 2255ααααααααπ⎛⎫⎛⎫π-+-⨯+⨯- ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭===π+⎛⎫⎛⎫--+⨯-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【小问2详解】由题得,5sin 13β=,π0,2β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以12cos 13β=,所以4123533sin()sin cos cos sin 51351365αβαβαβ⎛⎫+=+=+-⨯= ⎪⎝⎭19.已知函数π()cos 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭.(1)填写下表,并用“五点法”画出()f x 在[0,]π上的图象;23x π-3π-2ππ32π53πx6π512π23π1112ππ()f x 1211-12(2)将()y f x =的图象横坐标扩大为原来的2倍,再向左平移π2个单位后,得到()g x 的图象,求()g x 的对称中心.【答案】(1)表格及图象见解析(2)ππ,03k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,()k ∈Z 【解析】【分析】(1)直接根据五点作图法补全表格,然后描点画图;(2)先通过图象变换得到()cos 6g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,然后令πππ62x k +=+可得对称中心.【小问1详解】π()cos 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,列表如下:π23x -π3-π2π3π25π3xπ65π122π311π12π()f x 1211-012图象如图:【小问2详解】()f x 的图象横坐标扩大为原来的2倍得πcos 3y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,再向左平移π2个单位后,得()cos cos 236g x x x πππ⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,令πππ62x k +=+,()k ∈Z ,得ππ3x k =+,()k ∈Z ,所以函数()g x 的对称中心为ππ,03k ⎛⎫+⎪⎝⎭,()k ∈Z .20.已知函数2()2sin cos f x x x x =+-.(1)求函数()f x 的最小正周期和单调递减区间;(2)当π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求函数()f x 的值域.【答案】(1)π,π7ππ,π1212k k ⎡⎤++⎢⎣⎦()k ∈Z ;(2)[1,2].【解析】【分析】(1)将()f x 化简为三角函数的一般式,结合正弦型函数最小正周期以及单调区间的求解方法,即可求得结果;(2)根据x 的取值范围,求得23x π+的范围,结合正弦函数单调性,即可求得结果.【小问1详解】2π()2sin cos sin 222sin 23f x x x x x x x ⎛⎫=+-==+ ⎪⎝⎭,所以()f x 最小正周期为22ππ=;由ππ3π2π22π232k x k +≤+≤+,解得单调递减区间是π7ππ,π1212k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦()k ∈Z ;【小问2详解】当π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,ππ5π2,336x ⎡⎤+∈⎢⎣⎦,又sin y x =在,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递增,在5,26ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减;则π5π236x +=,即π4x =时,()f x 取得最小值1,ππ232x +=,即π12x =时,()f x 取得最大值2,故当π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()f x 的值域为[1,2].21.六安一中新校区有一处矩形地块ABCD ,如图所示,50AB =米,BC =米,为了便于校园绿化,计划在矩形地块内铺设三条绿化带OE ,EF 和OF ,考虑到整体规划,要求O 是边AB 的中点,点E 在边BC 上,点F 在边AD 上,且π2EOF ∠=.(1)设BOE α∠=,ππ,63α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,试将OEF 的周长l 表示成α的函数关系式;(2)在(1)的条件下,为增加夜间照明亮度,决定在两条绿化带OE 和OF 上按装智能照明装置,已知两条绿化带每米增加智能照明装置的费用均为m 元,当新加装的智能照明装置的费用最低时,求α大小(备注:7πsin124+=)【答案】(1)25(1sin cos )sin cos l αααα++=,ππ,63α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(2)π4【解析】【分析】(1)分别在Rt BOE 和Rt AOF △中,表示出,OE OF ,即可求出EF ,从而求得OEF 的周长l 表示成α的函数关系式;(2)结合(1)可得出OE OF +的表达式,利用三角代换,令sin cos t αα+=,化简OE OF +的表达式,即为501t tOE OF +=-,再结合函数1y t t =-的单调性,即可确定OE OF +何时取得最小值,即可求得答案.【小问1详解】由题意知50AB =,O 是边AB 的中点,在Rt BOE 中,由BOE α∠=,ππ,63α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,可得25cos OE α=,由于π2EOF ∠=,故在Rt AOF △中,π2AOF α∠=-,AFO α∠=,可得25sin OF α=,又在Rt EOF △中,由勾股定理得25sin cos EF αα===,所以25252525(1sin cos )cos sin sin cos sin cos l αααααααα++=++=,ππ,63α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.【小问2详解】根据题意,要使费用最低,只需OE OF +最小即可,由(1)得25(sin cos )sin cos OE OF αααα++=,ππ,63α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,设sin cos t αα+=,则21sin cos 2t αα-⋅=,得2225(sin cos )25505011sin cos 12t t OE OF t t t t αααα++===---=,由于πsin cos )4t ααα=+=+,5ππ7π12412α≤+≤,而5π7πsinsin 12124+==,故312t +≤≤,令1()f t t t=-,则1()f t t t=-在(0,)+∞上为增函数,则max 2()2f t f ==,所以当t =时,501t tOE OF +=-最小,此时π4α=,即当新加装的智能照明装置的费用最低时,π4α=.22.已知函数1()log 1a x f x x -=+(0a >且1a ≠).(1)求()f x 的定义域;(2)若当12a =时,函数()()g x f x b =-在()1,∞+有且只有一个零点,求实数b 的范围;(3)是否存在实数a ,使得当()f x 的定义域为[,]m n 时,值域为[]1log ,1log a a n m ++,若存在,求出实数a 的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】22.,1(),)1(-∞-⋃+∞23.()0,+∞24.存在,03a <<-【解析】【分析】(1)根据对数的真数大于0结合分析不等式运算求解;(2)根据题意分析可知()f x b =在(1,)+∞上有且只有一个解,进而结合函数单调性运算求解;(3)根据定义域和值域可得01a <<,且1m n <<,结合单调性分析可知2()(1)10h x ax a x =+-+=有两个大于1相异实数根,结合二次函数零点分布运算求解.【小问1详解】由101x x ->+,得1x >或1x <-.所以()f x 的定义域为,1(),)1(-∞-⋃+∞.【小问2详解】令12()111x t x x x -==-++,可知()t x 在()1,∞+上为增函数,可得()()10t x t >=,且()1t x <,可知()t x 的值域为()0,1,因为12a =,则12log y x =在定义域内为减函数,可得()12log 10f x >=,所以函数()f x 在()1,+∞上的值域为()0,+∞,又因为函数()()g x f x b =-在()3,∞+有且只有一个零点,即()f x b =在()3,∞+上有且只有一个解,所以b 的范围是()0,+∞.【小问3详解】存在,理由如下:假设存在这样的实数a ,使得当()f x 的定义域为[,]m n 时,值域为[]1log ,1log a a n m ++,由m n <且1log 1log +<+a a n m ,可得01a <<,且1m n <<.令12()111x t x x x -==-++,可知()t x 在(1,)+∞上为增函数,因为01a <<,则log a y x =在定义域内为减函数,所以()f x 在(1,)+∞上为减函数,可得()()()()1log log 11log log 1a a aa m f m am m n f n an n -⎧==⎪⎪+⎨-⎪==⎪+⎩,可知11x ax x -=+在(1,)+∞上有两个互异实根,可得2(1)10ax a x +-+=,即2()(1)10h x ax a x =+-+=有两个大于1相异实数根.则()()2Δ14011210a a a a h ⎧=-->⎪-⎪->⎨⎪>⎪⎩,解得03a <<-,所以实数a的取值范围(0,3-.【点睛】方法点睛:应用函数思想确定方程解的个数的两种方法(1)转化为两熟悉的函数图象的交点个数问题、数形结合、构建不等式(方程)求解;。
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高一上学期期末考试数学试卷
(总分:150分 时间:120分钟)
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一 、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50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{}{}|1,|21x M x x N x =<=>,则M
N =( )
A .∅
B .{}|0x x <
C .{}|1x x <
D .{}|01x x << 2.sin17sin 223cos17sin313-等于 ( )
A .12-
B .12
C .2
D 2
3.假如幂函数()2
2233m m y m m x --=-+的图像不过原点,则m 的取值范围是( ) A .12m -≤≤ B .1m =-或2m = C .1m = D .1m =或2m =
4.要得到22sin(2)3y x π=+
的图像, 须要将函数22sin(2)3
y x π
=-的图像( ) A 向左平移23π个单位 B 向右平移23π
个单位
C. 向左平移3π个单位 D 向右平移3
π
个单位
5.锐角α满意1
sin cos 4
αα⋅=,则tan α的值是( )
A .2
B .2
C .2
6.函数()cos 22sin f x x x =+的最小值和最大值分别为( )
A. -3,1
B. -2,2
C. -3,32
D. -2,
32
7.若ABC ∆的内角A 满意sin cos 0,tan sin 0A A A A +>-<,则角A 的取值范围是( )
A .0,4π⎛⎫ ⎪⎝
⎭
B .,42ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭
C .3,2
4ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭
D .3,4
ππ⎛⎫
⎪⎝⎭
8.已知函数()2sin (0)f x x ωω=>在区间[,]34
ππ
-上的最小值是2-,则ω的最小值为( )
A .23
B .32
C .2
D .3
9.动点(),A x y 在圆221x y +=上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周。
已知时
间0t =时,点A 的坐标是1(2,则当012t ≤≤时,动点A 的纵坐标y 关于t (单位:秒)的
函
数
的单调递增区间是
( )
A. []0,1
B. []1,7
C.[]7,12
D.[]0,1和[]7,12
10.设曲线x b x a x f sin cos )(+=的一条对称轴为5
π
=x ,则曲线)10
(
x f y -=π
的一个对称点为
( )
A.⎪⎭
⎫ ⎝⎛-0,5
π
B. ⎪⎭⎫
⎝⎛
0,103π C. ⎪⎭⎫ ⎝⎛0,52π D. ⎪⎭
⎫
⎝⎛-0,107π
第II 卷(非选择题, 共100分)
二、填空题(本大题共5小题,每题5分,共25分,把答案填在题中横线上)
11.已知扇形半径为8, 弧长为12, 则中心角为 弧度, 扇形面积是 12.()()1tan 251tan 20++=
13.已知函数3,1
(),,1
x x f x x x ⎧≤=⎨->⎩,若()2f x =,则x =
14.
())1sin cos sin
cos
0α
ααααπ⎛⎫
++- ⎪<<=_________
15.若两个函数的图象经过若干次平移后能够重合,则称这两个函数为“同形”函数.给出下列四个函数:①()1sin cos ,f x x x =+ ②()2sin f
x x =,③
()3f x x
=,④
()4cos ),f x x x +其中“同形”函数有 .(填序号)
三、解答题(本大题共6小题,共75分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 16.(本小题满分12分) 已知1411)cos(,71cos -
=+=βαα,且)2
,0(,π
βα∈,求β的值.
17.(本小题满分12分)
已知函数)
2
sin()
42cos(21)(ππ
+-+=
x x x f . (1)求)(x f 的定义域;
(2)若角α在第一象限且5
3
cos =α,求)(αf 的值.
18.(本小题满分12分)
已知二次函数2()163f x x x q =-++:
(1) 若函数的最小值是-60,求实数q 的值;
(2) 若函数在区间[]1,1-上存在零点,求实数q 的取值范围.
19.(本小题满分12分)
已知定义在区间2[,]3
ππ-上的函数()sin()(0,0,0)f x A x A ωϕωϕπ=+>><≤的图像关于直线
6
x π
=-
对称,当2[,
]63
x ππ
∈-时,)(x f 的图像如图所示.
(1)求()f x 在2[,]3
ππ-上的表达式; (2)求方程2
()f x =
的解.
20.(本小题满分13分)
已知函数2()2sin ()24
f x x x π=+,[,]42
x ππ
∈.
(1)求函数()f x 的单调区间和最值;
(2)若不等式()2f x m -<在[,]42
x ππ
∈上恒成立,求实数m 的取值范围.
21.(本小题满分14) 设函数()()2
221
()log log 1log .1
x f x x p x x +=+-+-- (1)求函数的定义域;
(2)问()f x 是否存在最大值与最小值?假如存在,请把它写出来;假如不存在,请说明理由.
答 案
一、选择题:
DBDAD CCBDC 二、填空题:
11.3,48
2
12. 2
13.3log 2 14.cos α- 15.①③ 三、解答题:
16. .3
π
β=
17.解:(1)由0)2
sin(≠+πx ,得0cos ≠x ,)(2
Z k k x ∈+≠∴π
π;
故)(x f 的定义域为},2
|{Z k k x x ∈+≠π
π
(2)由已知条件得5
4)53
(1cos 1sin 22=-=-=αα;
从而)2
sin()
42cos(21)(παπαα+-+=f =απ
απαcos )4sin 2sin 4cos 2(cos 21++ =αααααααcos cos sin 2cos 2cos 2sin 2cos 12+=++=)sin (cos 2αα+=5
14
18.(Ⅰ)
()()min 86160
1;
f x f q q ==-+=-∴=
(Ⅱ)∵二次函数2()163f x x x q =-++的对称轴是8x =
∴函数()f x 在区间[]1,1-上单调递减
∴要函数()f x 在区间[]1,1-上存在零点须满意(1)(1)0f f -⋅≤ 即 (1163)(1163)0q q +++⋅-++≤ 解得 2012q -≤≤
19.解:(1)由图知:1A =,242,36T πππ⎛⎫
=-= ⎪⎝⎭
,则21T π
ω=
=, 在2,
63x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,将,16π⎛⎫ ⎪⎝⎭代入()f x 得,sin 1,0,,663f πππ
ϕϕπϕ⎛⎫⎛⎫
=+=<≤∴= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
∴在2,63x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,()sin .3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 同理在,6x ππ⎡⎤
∈--⎢⎥⎣
⎦
时,()()sin .f x x π=+
综上,()()2sin ,,,363sin ,,.6x x f x x x ππππππ⎧⎛⎫⎡⎤
+∈- ⎪⎪⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦
=⎨⎡⎤⎪+∈--⎢⎥⎪⎣⎦⎩
(2)由(
)2f x =
在区间2,63ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦
内可得()125,.1212x x y f x ππ==-=关于
6
x π
=-
对称,(
)343,.4
42x x f x π
π∴=-=-
∴=得解为35,,,.441212
ππππ--- 20
∴14m <<.
21.解:(1)由1
01100
x x x p x +⎧>⎪-⎪->⎨⎪->⎪⎩
解得1
x x p >⎧⎨<⎩①
当1p ≤时,①不等式解集为∅;
当1p >时,①不等式解集为{}()1,x x p f x <<∴的定义域为()()1,1.p p >
(2)原函数即()()()()22
2211log 1log 24p p f x x p x x ⎡⎤
+-⎛⎫=+-=--+⎡⎤⎢⎥ ⎪⎣⎦⎝⎭⎢⎥⎣⎦
, 当1
1,2
p -≤即13p <≤时,函数()f x 既无最大值又无最小值; 当1
1,2
p p -<<即3p >时,函数()f x 有最大值()22log 12p +-,但无最小值。