2020-2021长沙市高中必修一数学上期末模拟试题附答案
2020-2021学年高中数学必修第一册第三章《函数的概念与性质》测试卷及答案解析

17.已知函数f(x)=x2+2ax+2,x∈[﹣5,5].
(Ⅰ)当a=﹣1时,求函数f(x)的最大值和最小值;
(Ⅱ)求实数a的取值范围,使y=f(x)在区间[﹣5,5]上是单调函数.
18.已知幂函数f(x)=(m﹣1)2 在(0,+∞)上单调递增,函数g(x)=2x﹣k.
(Ⅰ)求m的值;
5.函数f(x) ,x∈[3,+∞)的值域是( )
A. B. C. D.
6.若函数y 的定义域为R,则实数a的取值范围是( )
A.(0, ]B.(0, )C.[0, ]D.[0, )
7.已知函数f(2x﹣1)=4x+3(x∈R),若f(a)=15,则实数a的值为( )
A.2B.3C.4D.5
8.幂函数的图象经过点 ,若0<a<b<1,则下列各式正确的是( )
2020-2021学年高中数学必修第一册第三章《函数的概念与性质》测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.函数 的定义域为( )
A.(﹣1,2]B.[2,+∞)
C.(﹣∞,﹣1)∪[1,+∞)D.(﹣∞,﹣1)∪[2,+∞)
【解答】解:函数 ,
令 0,得x﹣2≥0,
解得x≥2,
所以f(x)的定义域为[2,+∞).
(2)求证:函数f(x)在区间(﹣1,x0]上单调递减.
21.已知函数f(x) ,求:
(1)f(1),f(﹣3)的值;
(2)求f(a+1)的值.
22.已知函数f(x)在定义域R内为偶函数,并且x≥0时解析式为f(x)=2x2﹣4x+7.求:
(1)x<0时的解析式;
2020-2021学年湖南师范大学附属中学高二上学期期末考试数学(文)试题Word版含答案

2020-2021学年湖南师范大学附属中学高二上学期期末考试数学(文)试题(内容: 必修3,选修1-1,选修1-2,选修4-4)时量:120分钟 满分:100 分(必考试卷Ⅰ),50分(必考试卷Ⅱ)必考试卷Ⅰ(满分100分)一、选择题:本大题共10个小题,每小题5分,满分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.复数-i +1i=A .-2iB .12i C .0 D .2i2.下列选项叙述错误的是A .命题“若x ≠1,则x 2-3x +2≠0”的逆否命题是“若x 2-3x +2=0,则x =1”B .若命题p :x ∈R ,x 2+x +1≠0,则綈p :x 0∈R ,x 20+x 0+1=0C .若p ∨q 为真命题,则p ,q 均为真命题D .“x >2”是“x 2-3x +2>0”的充分不必要条件3.若商品的年利润y (万元)与年产量x (百万件)的函数关系式:y =-x 3+27x +123(x >0),则获得最大利润时的年产量为A .1百万件B .2百万件C .3百万件D .4百万件4.“k >4”是“方程x 2k -4+y 210-k=1表示焦点在x 轴上的双曲线”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5.若函数y =f (x )的导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则y =f (x )的图象可能为6.在△ABC 的边AB 上随机取一点P ,记△CAP 和△CBP 的面积分别为S 1和S 2,则S 1>2S 2的概率是 A.12 B.13 C.14 D.157.执行如图所示的程序框图,会输出一列数,则这个数列的第3项是A .870B .30C .6D .38.在某次测量中得到的A 样本数据如下:82,84,84,86,86,86,88,88,88,88.若B 样本数据恰好是A 样本数据都加2后所得的数据,则A ,B 两样本的下列数字特征对应相同的是A .众数B .平均数C .中位数D .标准差9.已知双曲线x 2a 2-y 2b2的一个焦点与抛物线y 2=4x 的焦点重合,且双曲线的离心率等于5,则该双曲线的方程为A .5x 2-4y 25=1 B.x 25-y24=1C.y 25-x 24=1 D .5x 2-5y 24=1 10.设函数f (x )=13x 3-a 2x 2+2x +1,若f (x )在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,则实数a 的取值范围是A .(22,+∞)B .[22,+∞)C .(-∞,-22)D .(-∞,-22] 答题卡题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 得分 答 案11.用反证法证明命题:“三角形三个内角至少有一个不大于60°”时,应假设________________. 12.一个社会调查机构就某地居民的月收入调查了10 000人,并根据所得数据画了样本的频率分布直方图(如下图).为了分析居民的收入与年龄、学历、职业等方面的关系,要从这10 000人中再用分层抽样方法抽出100人作进一步调查,则在[2 500,3 000](元)月收入段应抽出________人.13.对于定义域为R 的函数f (x ),若函数f (x )在()-∞,x 0和()x 0,+∞上均有零点,则称x 0为函数f (x )的一个“给力点”.现给出下列四个函数:①f ()x =3||x -1+12;②f ()x =2+lg ||x -1;③f ()x =x 33-x -1;④f ()x =x 2+ax -1(a ∈R ).则存在“给力点”的函数是________.(填序号)三、解答题:本大题共3小题,共35分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 14.(本小题满分11分)已知曲线C 的极坐标方程是ρ-6cos θ+2sin θ+1ρ=0,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴的正半轴, 建立平面直角坐标系,在平面直角坐标系xOy 中, 直线l 经过点P(3,3),倾斜角α=π3.(1)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的参数方程; (2)设l 与曲线C 相交于A ,B 两点,求|AB|的值.为了解少年儿童的肥胖是否与常喝碳酸饮料有关,现对30名小学生进行了问卷调查得到如下列联表:(平均每天喝500 ml已知在全部30人中随机抽取1人,抽到肥胖的学生的概率为.15(1)请将上面的列联表补充完整;(2)是否有99.5%的把握认为肥胖与常喝碳酸饮料有关?说明你的理由;(3)现从常喝碳酸饮料且肥胖的学生中(其中有2名女生),抽取2人参加竞技运动,则正好抽到一男一女的概率是多少?(参考公式:K2=,其中n=a+b+c+d)(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)在直角坐标系xOy 中,直线l :y =t(t ≠0)交y 轴于点M ,交抛物线C :y 2=2px(p>0)于点P ,M 关于点P 的对称点为N ,连结ON 并延长交抛物线C 于点H.(1)求|OH||ON|;(2)除H 以外,直线MH 与抛物线C 是否有其他公共点?说明理由.必考试卷Ⅱ(满分50分)一、选择题:本大题共1个小题,每小题5分,共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.17.已知函数f(x)=x 2+x sin x +cos x 的图象与直线y =b 有两个不同交点,则b 的取值范围是( ) A .(-∞,0) B .(0,+∞) C .(-∞,1) D .(1,+∞)二、填空题:本大题共2个小题,每小题5分,共10分.请把答案填在答题卷对应题号后的横线上.18.如图,已知F 1,F 2是椭圆C :x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,点P 在椭圆C 上,线段PF 2与圆x 2+y 2=b 2相切于点Q ,且点Q 为线段PF 2的中点,则椭圆C 的离心率为________.19.把正整数排列成如图甲所示三角形数阵,然后擦去偶数行中的奇数和奇数行中的偶数,得到如图乙所示三角形数阵,设a i j 为图乙三角形数阵中第i 行第j 个数,若a mn =2 017,则实数对(m ,n)为____________.三、解答题:本大题共3小题,共35分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 20.(本小题满分10分)设f(x)=a(x -5)2+6ln x ,其中a ∈R ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与y 轴相交于点(0,6). (1)确定a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间与极值.21.(本小题满分12分)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,A 为短轴的一个端点且||OA =||OF =2(其中O 为坐标原点).(1)求椭圆的方程;(2)若C 、D 分别是椭圆长轴的左、右端点,动点M 满足MD ⊥CD ,连接CM ,交椭圆于点P ,试问x 轴上是否存在异于点C 的定点Q ,使得以MP 为直径的圆恒过直线DP 、MQ 的交点,若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.22.(本小题满分13分)已知函数f ()x =12x 2,g ()x =a ln x .(1)设h ()x =f ()x +g ()x ,若对任意两个不等的正数x 1,x 2,都有h (x 1)-h (x 2)x 1-x 2>0恒成立,求实数a 的取值范围;(2)若在[]1,e 上存在一点x 0,使得f ′()x 0+1f ′()x 0<g ()x 0-g ′()x 0成立,求实数a 的取值范围.2020-2021学年湖南师范大学附属中学高二上学期期末考试数学(文)试题参考答案必考试卷Ⅰ一、选择题:本大题共10个小题,每小题5分,满分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.5.C 【解析】根据f ′(x)的符号,f(x)图象应该是先下降后上升,最后下降,排除A 、D ;从适合f ′(x)=0的点可以排除B .10.C 【解析】f ′(x)=x 2-ax +2,依题意,存在x ∈(-2,-1),使不等式g ′(x)=x 2-ax +2<0成立,即x ∈(-2,-1)时,a<⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x max =-22,当且仅当x =2x 即x =-2时等号成立.所以满足要求的a 的取值范围是(-∞,-22).二、填空题:本大题共3个小题,每小题5分,共15分.请把答案填在答题卷对应题号后的横线上. 11.三角形三个内角都大于60° 12.2513.②④ 【解析】对于①, f ()x =3||x -1+12>0,不存在“给力点”;对于②,取x 0=1,f ()x 在(-1,1)上有零点x =99100,在(1,+∞)上有零点x =101100,所以f ()x 存在“给力点”为1;对于③,f ′(x)=(x +1)(x -1),易知f(x)只有一个零点.对于④,f(x)=x 2+ax -1(a ∈R )定义域为R ,因为判别式a 2+4>0,则一定存在“给力点”.综上可得,②④正确.三、解答题:本大题共3小题,共35分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.14.【解析】(1)曲线C 化为:ρ2-6ρcos θ+2ρsin θ+1=0,再化为直角坐标方程为 x 2+y 2-6x +2y +1=0,化为标准方程是(x -3)2+(y +1)2=9,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3+t cosπ3y =3+t sin π3.(t 为参数)(5分)(2)将l 的参数方程代入曲线C 的直角坐标方程,整理得:t 2+43t +7=0,Δ=(43)2-4×7=20>0,则t 1+t 2=-43,t 1·t 2=7,所以|AB|=|t 1-t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1·t 2=48-28=2 5.(11分)15.【解析】(1)设常喝碳酸饮料中肥胖的学生有x 人,由x +230=415,即得x =6.(2分)补充列联表如下:(5分)(2)由已知数据可求得:K 2=30(6×18-2×4)210×20×8×22≈8.523>7.879,因此有99.5%的把握认为肥胖与常喝碳酸饮料有关.(8分)(3)设常喝碳酸饮料的肥胖者中男生为A 、B 、C 、D ,女生为E 、F ,则任取两人有AB ,AC ,AD ,AE ,AF ,BC ,BD ,BE ,BF ,CD ,CE ,CF ,DE ,DF ,EF ,共15种基本事件.设抽中一男一女为事件A ,事件A 含有AE ,AF ,BE ,BF ,CE ,CF, DE ,DF 这8个基本事件.故抽出一男一女的概率是p =815.(12分)16.【解析】(1)由已知得M(0,t),P ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22p ,t .(2分) 又N 为M 关于点P 的对称点,故N ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2p ,t ,(3分) 所以ON 的方程为y =ptx ,(4分)代入y 2=2px 整理得px 2-2t 2x =0,解得x 1=0,x 2=2t2p,(5分)因此H ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t 2p ,2t .(6分)所以N 为OH 的中点,即|OH||ON|=2.(8分)(2)直线MH 与抛物线C 除H 以外没有其他公共点.(9分) 直线MH 的方程为y -t =p2tx ,(10分)即x =2t p(y -t).代入y 2=2px 得:y 2-4ty +4t 2=0,解得y 1=y 2=2t ,(11分)即直线MH 与抛物线C 只有一个公共点,所以除H 以外直线MH 与抛物线C 没有其他公共点.(12分)必考试卷Ⅱ一、选择题:本大题共1个小题,每小题5分,共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.17.D 【解析】f ′(x)=x(2+cos x),令f ′(x)=0,得x =0.∴当x>0时,f ′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上递增.当x<0时,f ′(x)<0,f(x)在(-∞,0)上递减.∴f(x)的最小值为f(0)=1.∵函数f(x)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上均单调,∴当b>1时,曲线y =f(x)与直线y =b 有且仅有两个不同交点.综上可知,b 的取值范围是(1,+∞).二、填空题:本大题共2个小题,每小题5分,共10分.请把答案填在答题卷对应题号后的横线上.18.53【解析】连接PF 1,QO ,显然|OF 1|=|OF 2|,由已知点Q 为线段PF 2的中点,则PF 1∥QO ,故|PF 1|=2b ,又根据椭圆的定义得:|PF 2|=2a -2b ,在直角三角形PF 2F 1中,(2c)2=(2b)2+(2a -2b)2b a =23e=53. 19.(45,41) 【解析】分析乙图,可得(1)第k 行有k 个数,则前k 行共有k (k +1)2个数;(2)第k行最后一个数为k 2;(3)每一行的第一个数字都比上一行的最后一个数字大1;(4)从第二行开始,以下每一行的数,从左到右都是公差为2的等差数列.又442=1 936,452=2 025,则442<2 017<452,则2 017出现在第45行,第45行第1个数是442+1=1 937,这行中第2 017-1 9372+1=41个数为2 017,前44行共有44×452=990个数,则2 017为第990+41=1 031个数,则实数对(m ,n)为(45,41).三、解答题:本大题共3小题,共35分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 20.【解析】(1)因为f(x)=a(x -5)2+6ln x ,所以f ′(x)=2a(x -5)+6x .令x =1,得f(1)=16a ,f ′(1)=6-8a ,所以曲线y =f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y -16a =(6-8a)(x -1), 由点(0,6)在切线上,可得6-16a =8a -6,故a =12.(4分)(2)由(1)知,f(x)=12(x -5)2+6ln x(x>0),f ′(x)=x -5+6x =(x -2)(x -3)x .令f ′(x)=0,解得x =2或3.(6分)当0<x<2或x>3时,f ′(x)>0,故f(x)在(0,2),(3,+∞)上为增函数; 当2<x<3时,f ′(x)<0,故f(x)在(2,3)上为减函数.(8分)由此可知f(x)在x =2处取得极大值f(2)=92+6ln 2,在x =3处取得极小值f(3)=2+6ln 3.综上,f(x)的单调增区间为(0,2),(3,+∞),单调减区间为(2,3),f(x)的极大值为92+6ln 2,极小值为2+6ln 3.(10分)21.【解析】(1)由已知:b =c =2,∴a 2=4,故所求椭圆方程为x 24+y22=1.(4分)(2)由(1)知,C(-2,0),D(2,0),由题意可设CM :y =k(x +2),P(x 1,y 1),M(2,4k),由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 22=1y =k (x +2),整理得(1+2k 2)x 2+8k 2x +8k 2-4=0.(6分)方程显然有两个解,由韦达定理:x 1x 2=8k 2-41+2k 2,得x 1=2-4k 21+2k 2,y 1=4k 1+2k2.所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-4k 21+2k 2,4k 1+2k 2,设Q(x 0,0),(8分)若存在满足题设的Q 点,则MQ ⊥DP ,由MQ →·DP →=0, 整理,可得8k 2x 01+2k 2=0恒成立,所以x 0=0.(12分)故存在定点Q(0,0)满足题设要求.22.【解析】(1)h ()x =f ()x +g ()x =12x 2+a ln x ,因为对任意两个不等的正数x 1,x 2,都有h (x 1)-h (x 2)x 1-x 2>0,设x 1>x 2,则h(x 1)-h(x 2)>0,问题等价于函数h ()x =f ()x +g ()x =12x 2+a ln x 在()0,+∞上为增函数.(2分)所以h ′(x)=x +a x ≥0在()0,+∞上恒成立,即a ≥-x 2在()0,+∞上恒成立.∵-x 2<0,所以a ≥0,即实数a 的取值范围是[0,+∞).(6分)(2)不等式f ′()x 0+1f ′()x 0<g ()x 0-g ′()x 0等价于x 0+1x 0<a ln x 0-a x 0,整理得x 0-a ln x 0+1+ax 0<0.设m ()x =x -a ln x +1+ax ,由题意知,在[]1,e 上存在一点x 0,使得m ()x 0<0.(7分)由m ′()x =1-a x -1+a x 2=x 2-ax -(1+a )x 2=(x -1-a )(x +1)x 2. 因为x>0,所以x +1>0,即令m ′()x =0,得x =1+a.①当1+a ≤1,即a ≤0时,m ()x 在[]1,e 上单调递增, 只需m ()1=2+a<0,解得a<-2.(9分)②当1<1+a<e ,即0<a<e -1时,m ()x 在x =1+a 处取最小值.令m ()1+a =1+a -a ln (1+a)+1<0,即a +1+1<a ln (a +1),可得a +1+1a<ln (a +1).考查式子t +1t -1<ln t , 因为1<t<e ,可得左端大于1,而右端小于1,所以不等式不能成立.(11分) ③ 当1+a ≥e ,即a ≥e -1时,m ()x 在[]1,e 上单调递减,只需m ()e =e -a +1+a e <0,解得a>e 2+1e -1. 综上所述,实数a 的取值范围是()-∞,-2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2+1e -1,+∞.(13分)。
期末测试卷(二)-2020-2021学年高一数学必修第一册单元提优卷(人教A版(2019))(含答案)

2020-2021学年高一数学第一册单元提优卷(人教A 版(2019))期末测试卷(二)(满分:150分,测试时间:120分钟)一、单选题1.【2020年高考全国Ⅰ卷理数】设集合A ={x |x 2–4≤0},B ={x |2x +a ≤0},且A ∩B ={x |–2≤x ≤1},则a =A .–4B .–2C .2D .42.【2020·广东省高三月考(文)】命题“10,ln 1x x x∀>≥-”的否定是A .10ln 1x x x ∃≤≥-,B .10ln 1x x x ∃≤<-,C .10ln 1x x x∃>≥-,D .10ln 1x x x∃><-,.3.【2020·北京市八一中学高三月考】函数()()213f x ax a x =---在区间[)1,-+∞上是增函数,则实数a 的取值范围是A .1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(],0-∞C .10,3⎛⎤ ⎥⎝⎦D .10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦4.【2020·福建省福州第一中学高三其他(理)】已知函数()f x 的定义域为[0,2],则()()21f xg x x =-的定义域为A .[)(]0,11,2B .[)(]0,11,4C .[)0,1D .(]1,45.设函数要想得到函数sin21y x =+的图像,只需将函数cos2y x =的图象()A .向左平移4π个单位,再向上平移1个单位B .向右平移4π个单位,再向上平移1个单位C .向左平移2π个单位,再向下平移1个单位D .向右平移2π个单位,再向上平移1个单位6.【2020·北京高三月考】已知函数()y f x =满足(1)2()f x f x +=,且(5)3(3)4f f =+,则(4)f =A .16B .8C .4D .27.已知3sin(3)cos()0πθπθ-++-=,则sin cos cos 2θθθ=()A .3B .﹣3C .38D .38-8.【2020·南昌市八一中学】已知函数sin (0)y ax b a =+>的图象如图所示,则函数log ()a y x b =-的图象可能A .B .C .D .9.【2020年新高考全国Ⅰ卷】基本再生数R 0与世代间隔T 是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数模型:(e )rtI t =描述累计感染病例数I (t )随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与R 0,T 近似满足R 0=1+rT .有学者基于已有数据估计出R 0=3.28,T =6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln2≈0.69)A .1.2天B .1.8天C .2.5天D .3.5天10.【2020年高考北京】已知函数()21x f x x =--,则不等式()0f x >的解集是A .(1,1)-B .(,1)(1,)-∞-+∞C .(0,1)D .(,0)(1,)-∞⋃+∞11.【2020年高考全国Ⅱ卷理数】若2x −2y <3−x −3−y ,则A .ln(y −x +1)>0B .ln(y −x +1)<0C .ln|x −y |>0D .ln|x −y |<012.【2020年高考天津】已知函数3,0,(),0.x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩若函数2()()2()g x f x kx x k =--∈R 恰有4个零点,则k 的取值范围是A .1(,))2-∞-+∞ B .1(,)(0,2-∞-C .(,0)-∞D .(,0))-∞+∞ 二.填空题13.【2020年高考北京】函数1()ln 1f x x x =++的定义域是____________.14.【2020年高考江苏】已知2sin ()4απ+=23,则sin 2α的值是____________.15.【2020·江苏省高三月考】已知函数()2,0228,2x x x f x x x ⎧+<<=⎨-+≥⎩,若()()2f a f a =+,则1f a ⎛⎫⎪⎝⎭的值是____________.16.【2020·六盘山高级中学高三其他(理)】设函数2()2cos ()sin(284f x x x ππ=+++,(0,3π)∈x 则下列判断正确的是____________.①.函数的一条对称轴为6x π=②.函数在区间5,24ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦内单调递增③.0(0,3π)x ∃∈,使0()1f x =-④.∃∈R a ,使得函数()y f x a =+在其定义域内为偶函数三.解答题17.(本题满分10分)已知0a >,0b >.(1)求证:()2232a b b a b +≥+;(2)若2a b ab +=,求ab 的最小值.18.(本题满分12分)已知集合,2|2162xA x ⎧⎫⎪⎪=<<⎨⎬⎪⎪⎩⎭,{|3221}B x a x a =-<<+.(1)当0a =时,求A B ;(2)若A B φ⋂=,求a 的取值范围.19.(本题满分12分)已知函数()21sin sin cos 2f x x x x =+-,x ∈R .(1)求函数()f x 的最大值,并写出相应的x 的取值集合;(2)若()26f α=,3,88ππα⎛⎫∈-⎪⎝⎭,求sin 2α的值.20.(本题满分12分)已知函数()0.52log 2axf x x -=-为奇函数.(1)求常数a 的值;(2)若对任意10,63x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦都有()3f x t >-成立,求t 的取值范围.21(本题满分12分)【江苏省盐城市第一中学2020届高三下学期6月调研考试数学试题某乡镇响应“绿水青山就是金山银山”的号召,因地制宜的将该镇打造成“生态水果特色小镇”.经调研发现:某珍稀水果树的单株产量W (单位:千克)与施用肥料x (单位:千克)满足如下关系:()253,02()50,251x x W x x x x⎧+≤≤⎪=⎨<≤⎪+⎩,肥料成本投入为10x 元,其它成本投入(如培育管理、施肥等人工费)20x 元.已知这种水果的市场售价大约为15元/千克,且销路畅通供不应求.记该水果树的单株利润为()f x (单位:元).(Ⅰ)求()f x 的函数关系式;(Ⅱ)当施用肥料为多少千克时,该水果树的单株利润最大?最大利润是多少?22.(本题满分12分)已知函数2()2sin cos 0)f x x x x ωωωω=+->的最小正周期为π.(1)求函数()f x 的单调增区间;(2)将函数()f x 的图象向左平移6π个单位,再向上平移1个单位,得到函数()y g x =的图象,若()y g x =在[0,](0)b b >上至少含有10个零点,求b 的最小值.2020-2021学年高一数学第一册单元提优卷期末测试卷(二)(满分:150分,测试时间:120分钟)一、单选题1.【2020年高考全国Ⅰ卷理数】设集合A ={x |x 2–4≤0},B ={x |2x +a ≤0},且A ∩B ={x |–2≤x ≤1},则a =A .–4B .–2C .2D .4【答案】B求解二次不等式240x -≤可得{}2|2A x x -=≤≤,求解一次不等式20x a +≤可得|2a B x x ⎧⎫=≤-⎨⎩⎭.由于{}|21A B x x ⋂=-≤≤,故12a-=,解得2a =-.故选B .2.【2020·广东省高三月考(文)】命题“10,ln 1x x x∀>≥-”的否定是A .10ln 1x x x ∃≤≥-,B .10ln 1x x x ∃≤<-,C .10ln 1x x x ∃>≥-,D .10ln 1x x x∃><-,【答案】D【解析】因为全称命题的否定是特称命题,所以命题“0x ∀>,1ln 1x x ≥-”的否定为“0x ∃>,1ln 1x x<-”.故选D .3.【2020·北京市八一中学高三月考】函数()()213f x ax a x =---在区间[)1,-+∞上是增函数,则实数a 的取值范围是A .1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(],0-∞C .10,3⎛⎤ ⎥⎝⎦D .10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】若0a =,则()3f x x =-,()f x 在区间[)1,-+∞上是增函数,符合.若0a ≠,因为()f x 在区间[)1,-+∞上是增函数,故0112a a a>⎧⎪-⎨≤-⎪⎩,解得103a <≤.综上,103a ≤≤.故选:D .4.【2020·福建省福州第一中学高三其他(理)】已知函数()f x 的定义域为[0,2],则()()21f xg x x =-的定义域为A .[)(]0,11,2 B .[)(]0,11,4 C .[)0,1D .(]1,4【答案】C【解析】函数()f x 的定义域是[0,2],要使函数()()21f xg x x =-有意义,需使()2f x 有意义且10x -≠.所以10022x x -≠⎧⎨≤≤⎩,解得01x ≤<.故答案为C .5.设函数要想得到函数sin21y x =+的图像,只需将函数cos2y x =的图象()A .向左平移4π个单位,再向上平移1个单位B .向右平移4π个单位,再向上平移1个单位C .向左平移2π个单位,再向下平移1个单位D .向右平移2π个单位,再向上平移1个单位【答案】B【解析】cos 2sin(2)sin 2()24y x x x ππ==+=+,因此把函数cos 2y x =的图象向右平移4π个单位,再向上平移1个单位可得sin 21y x =+的图象,故选B6.【2020·北京高三月考】已知函数()y f x =满足(1)2()f x f x +=,且(5)3(3)4f f =+,则(4)f =A .16B .8C .4D .2【答案】B【解析】因为(1)2()f x f x +=,且(5)3(3)4f f =+,故()()324442f f =+,解得()48f =.故选:B7.已知3sin(3)cos()0πθπθ-++-=,则sin cos cos 2θθθ=()A .3B .﹣3C .38D .38-【答案】D 【解析】∵3sin(3)cos()0πθπθ-++-=,∴3sin cos 0θθ--=,即cos 3sin θθ=-,∴sin cos cos 2θθθ2222sin cos sin (3sin )3cos sin (3sin )sin 8θθθθθθθθ⋅-===----.故选:D .8.【2020·南昌市八一中学】已知函数sin (0)y ax b a =+>的图象如图所示,则函数log ()a y x b =-的图象可能A .B .C .D .【答案】C【解析】由函数sin (0)y ax b a =+>的图象可得201,23b a πππ<<<<,213a ∴<<,故函数log ()a y xb =-是定义域内的减函数,且过定点(1,0)b +.结合所给的图像可知只有C 选项符合题意.故选:C .9.【2020年新高考全国Ⅰ卷】基本再生数R 0与世代间隔T 是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数模型:(e )rt I t =描述累计感染病例数I (t )随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与R 0,T 近似满足R 0=1+rT .有学者基于已有数据估计出R 0=3.28,T =6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln2≈0.69)A .1.2天B .1.8天C .2.5天D .3.5天【答案】B【解析】因为0 3.28R =,6T =,01R rT =+,所以 3.2810.386r -==,所以()0.38rt t I t e e ==,设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为1t 天,则10.38()0.382t t t e e +=,所以10.382t e =,所以10.38ln 2t =,所以1ln 20.691.80.380.38t =≈≈天.故选:B .10.【2020年高考北京】已知函数()21x f x x =--,则不等式()0f x >的解集是A .(1,1)-B .(,1)(1,)-∞-+∞C .(0,1)D .(,0)(1,)-∞⋃+∞【解析】因为()21xf x x =--,所以()0f x >等价于21x x >+,在同一直角坐标系中作出2x y =和1y x =+的图象如图:两函数图象的交点坐标为(0,1),(1,2),不等式21x x >+的解为0x <或1x >.所以不等式()0f x >的解集为:()(),01,-∞⋃+∞.故选:D .11.【2020年高考全国Ⅱ卷理数】若2x −2y <3−x −3−y ,则A .ln(y −x +1)>0B .ln(y −x +1)<0C .ln|x −y |>0D .ln|x −y |<0【答案】A【解析】由2233x y x y ---<-得:2323x x y y ---<-,令()23ttf t -=-,2x y = 为R 上的增函数,3x y -=为R 上的减函数,()f t ∴为R 上的增函数,x y ∴<,0y x ->Q ,11y x ∴-+>,()ln 10y x ∴-+>,则A 正确,B 错误;x y -Q 与1的大小不确定,故CD 无法确定.12.【2020年高考天津】已知函数3,0,(),0.x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩若函数2()()2()g x f x kx x k =--∈R 恰有4个零点,则k 的取值范围是A .1(,))2-∞-+∞ B .1(,(0,2-∞-C .(,0)-∞D .(,0))-∞+∞ 【答案】D【解析】注意到(0)0g =,所以要使()g x 恰有4个零点,只需方程()|2|||f x kx x -=恰有3个实根即可,令()h x =()||f x x ,即|2|y kx =-与()()||f x h x x =的图象有3个不同交点.因为2,0()()1,0x x f x h x x x ⎧>==⎨<⎩,当0k =时,此时2y =,如图1,2y =与()()||f x h x x =有2个不同交点,不满足题意;当k 0<时,如图2,此时|2|y kx =-与()()||f x h x x =恒有3个不同交点,满足题意;当0k >时,如图3,当2y kx =-与2y x =相切时,联立方程得220x kx -+=,令0∆=得280k -=,解得k =k >.综上,k 的取值范围为(,0))-∞+∞ .故选:D .二.填空题13.【2020年高考北京】函数1()ln 1f x x x =++的定义域是____________.【答案】(0,)+∞【解析】由题意得010x x >⎧⎨+≠⎩,0x ∴>故答案为:(0,)+∞14.【2020年高考江苏】已知2sin ()4απ+=23,则sin 2α的值是____________.【答案】13【解析】22221sin ()(cos sin )(1sin 2)4222παααα+=+=+Q 121(1sin 2)sin 2233αα∴+=∴=故答案为:1315.【2020·江苏省高三月考】已知函数()2,0228,2x x x f x x x ⎧+<<=⎨-+≥⎩,若()()2f a f a =+,则1f a ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值是____________.【答案】2【解析】由2x ≥时,()28f x x =-+是减函数可知,当2a ≥,则()()2f a f a ≠+,所以02a <<,由()(+2)f a f a =得22(2)8a a a +=-++,解得1a =,则21(1)112f f a ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭.故答案为:2.16.【2020·六盘山高级中学高三其他(理)】设函数2()2cos ()sin(2)84f x x x ππ=+++,(0,3π)∈x 则下列判断正确的是_____.①.函数的一条对称轴为6x π=②.函数在区间5,24ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦内单调递增③.0(0,3π)x ∃∈,使0()1f x =-④.∃∈R a ,使得函数()y f x a =+在其定义域内为偶函数【答案】④【解析】函数()1cos 2sin 21244f x x x x ππ⎛⎫⎛⎫=++++=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当(0,3π)∈x 时,当6x π=时,23x π=不能使函数取得最值,所以不是函数的对称轴,①错;当5,24x π⎡⎤∈π⎢⎥⎣⎦时,52,2x ⎡⎤∈ππ⎢⎥⎣⎦,函数先增后减,②不正确;若()1f x =-,那么cos 2x =不成立,所以③错;当3 2a =π时,()12f x a x +=函数是偶函数,④正确,三.解答题17.(本题满分10分)已知0a >,0b >.(1)求证:()2232a b b a b +≥+;(2)若2a b ab +=,求ab 的最小值.【答案】(1)证明见解析;(2)1.【解析】证明:(1)∵()()222223220a b b a b a ab b a b +-+=-+=-≥,∴()2232a b b a b +≥+.(2)∵0a >,0b >,∴2ab a b =+≥2ab ≥1≥,∴1≥ab .当且仅当1a b ==时取等号,此时ab 取最小值1.18.(本题满分12分)已知集合,|2162x A x ⎧⎫⎪⎪=<<⎨⎬⎪⎪⎩⎭,{|3221}B x a x a =-<<+.(1)当0a =时,求A B ;(2)若A B φ⋂=,求a 的取值范围.【答案】(1)1|12A B x x ⎧⎫⋂=-<<⎨⎬⎩⎭;(2)3,[2,)4⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦.【解析】(1)1|42A x x ⎧⎫=-<<⎨⎬⎩⎭,0a =时,{|21}B x x =-<<,∴1|12A B x x ⎧⎫⋂=-<<⎨⎬⎩⎭(2)∵A B φ⋂=,∴当B φ=时,3221a a -≥+,即3a ≥,符合题意;当B φ≠时,31213242a a a <⎧⎪⎨+≤--≥⎪⎩或,解得34a ≤-或23a ≤<,综上,a 的取值范围为3,[2,)4⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦.19.(本题满分12分)已知函数()21sin sin cos 2f x x x x =+-,x ∈R .(1)求函数()f x 的最大值,并写出相应的x 的取值集合;(2)若()26f α=,3,88ππα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,求sin 2α的值.【答案】(1)()f x 的最大值为22,此时x 的取值集合为3,8x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭;(2)4sin 26α=.【解析】(1)因为()()211cos 2111sin sin cos sin 2sin 2cos 222222x f x x x x x x x -=+-=+-=-22sin 2cos cos 2sin sin 224424x x x πππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当()2242x k k Z πππ-=+∈,即()38x k k Z ππ=+∈时,函数()y f x =取最大值2,所以函数()y f x =的最大值为22,此时x 的取值集合为3,8x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭;(2)因为()26f α=,则sin 2246πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即1sin 243πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,因为3,88ππα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,所以2,422πππα⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,则cos 243πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以sin 2sin 2sin 2cos cos 2sin 444444ππππππαααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+=-+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦1432326+=+⋅=.20.(本题满分12分)已知函数()0.52log 2ax f x x -=-为奇函数.(1)求常数a 的值;(2)若对任意10,63x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦都有()3f x t >-成立,求t 的取值范围.【答案】(1)1a =-;(2)(),1-∞【解析】(1)因为函数()0.52log 2ax f x x -=-为奇函数,所以()()220.50.50.52224log log log 0224ax ax a x f x f x x x x-+-+-=+==----,所以222414a x x-=-,即21a =,1a =或1-,当1a =时,函数()0.50.52log log 12x f x x -==--,无意义,舍去,当1a =-时,函数()0.52log 2x f x x +=-定义域(-∞,-2)∪(2,+∞),满足题意,综上所述,1a =-。
2022-2023学年高二上数学选择性必修第一册:直线与圆的位置关系(附答案解析)

2022-2023学年高二上数学选择性必修第一册:直线与圆的位置关系【考点梳理】考点一:直线Ax +By +C =0与圆(x -a )2+(y -b )2=r 2的位置关系位置关系相交相切相离公共点个数2个1个0个判断方法几何法:设圆心到直线的距离为d =|Aa +Bb +C |A 2+B 2d <r d =r d >r代数法:由Ax +By +C =0,(x -a )2+(y -b )2=r 2,消元得到一元二次方程,可得方程的判别式ΔΔ>0Δ=0Δ<0考点二:直线与圆的方程解决实际问题审题→建立数学模型→解答数学模型→检验,给出实际问题的答案.【题型归纳】题型一:判断直线与圆的位置关系1.(2021·全国高二单元测试)直线10mx y -+=与圆22(2)(1)5x y -+-=的位置关系是()A .相交B .相切C .相离D .与m 的值有关2.(2021·浙江高二期末)直线:1l y ax a =-+与圆224x y +=的位置关系是()A .相交B .相切C .相离D .与a 的大小有关3.(2021·北京房山·高二期末)已知直线10l kx y k -+-=:和圆C :2240x y x +-=,则直线l 与圆C 的位置关系为()A .相交B .相切C .相离D .不能确定题型二:由直线与圆的位置关系求参数4.(2021·云南省云天化中学高二期末(文))直线30x y a ++=是圆22240x y x y ++-=的一条对称轴,则a =()A .1-B .1C .3-D .35.(2021·内蒙古赤峰市·)若直线()200,0ax by a b --=>>被圆22 2210x y x y +-++=截得的弦长为2,则11a b+的最小值为()A .14B .4C .12D .26.(2020·大连市红旗高级中学)若直线:1l y kx =-与圆()()22:212C x y -+-=相切,则直线l 与圆()22:23D x y -+=的位置关系是()A .相交B .相切C .相离D .不确定题型三:圆的弦长问题7.(2021·汕头市澄海中学高二月考)若圆22:160C x x y m +++=被直线3440x y ++=截得的弦长为6,则m =()A .26B .31C .39D .438.(2021·湖南长沙市·长郡中学高二期中)圆22:(2)4C x y -+=与直线40x y --=相交所得弦长为()A .1B .2C .2D .229.(2021·湖北十堰市·高二期末)直线3410x y ++=被圆220x y x y +-+=所截得的弦长为()A .710B .57C .75D .145题型四:圆的弦长求参数或者切线方程10.(2021·上海闵行中学高二期末)圆()()22134x y -+-=截直线10ax y +-=所得的弦长为23,则a =()A .43-B .34-C .3D .211.(2021·广西河池市·高二期末(文))已知斜率为1-的直线l 被圆C :222430x y x y ++-+=截得的弦长为6,则直线l 的方程为()A .2210x y ++=或2230x y +-=B .0x y +=或20x y +-=C .2220x y +-=或22320x y ++=D .20x y +-=或220x y ++=12.(2021·长春市第二十九中学高二期末(理))直线220ax by -+=被222440x y x y ++--=截得弦长为6,则ab 的最大值是()A .9B .4C .12D .14题型五:直线与圆的应用13.(2021·广东深圳市·高三月考)一座圆拱桥,当水面在如图所示位置时,拱顶离水面3米,水面宽12米,当水面下降1米后,水面宽度最接近()A .13.1米B .13.7米C .13.2米D .13.6米14.(2021·渝中区·重庆巴蜀中学高一期中)如图,某个圆拱桥的水面跨度是20米,拱顶离水面4米;当水面下降1米后,桥在水面的跨度为()A .230米B .202米C .430米D .125米15.(2020·重庆市万州沙河中学高二月考)一艘海监船上配有雷达,其监测范围是半径为26km 的圆形区域,一艘外籍轮船从位于海监船正东40km 的A 处出发径直驶向位于海监船正北30km 的B 处岛屿,船速为10km/h 这艘外籍轮船能被海监船监测到且持续时间长约为()小时A .1B .2C .3D .4题型六:直线与圆的位置关系的综合应用16.(2021·贵州遵义市·高二期末(理))已知O 圆心在直线2y x =+上,且过点()1,0A 、()2,1B .(1)求O 的标准方程;(2)已知过点()3,1的直线l 被所截得的弦长为4,求直线l 的方程.17.(2020·永丰县永丰中学高二期中(文))已知圆C 经过点()()1,0,2,1A B ,且圆心在直线:l y x =上.(1)求圆C 的方程;(2)若(,)P x y 为圆C 上的动点,求22y x +-的取值范围.18.(2020·黑龙江哈尔滨·哈九中高二期中(文))已知线段AB 的端点B 的坐标是()6,8,端点A 在圆2216x y +=上运动,M 是线段AB 的中点,且直线l 过定点()1,0.(1)求点M 的轨迹方程;(2)记(1)中求得的图形的圆心为C ,(i )若直线l 与圆C 相切,求直线l 的方程;(ii )若直线l 与圆C 交于,P Q 两点,求CPQ 面积的最大值,并求此时直线l 的方程.【双基达标】一、单选题19.(2021·嘉兴市第五高级中学高二期中)直线:1l y x =-截圆22:1O x y +=所得的弦长是()A .2B .3C .2D .120.(2021·陆良县中枢镇第二中学高二月考)经过点()2,3P -作圆22:224C x y x ++=的弦AB ,使得点P 平分弦AB ,则弦AB 所在直线的方程为()A .50x y --=B .50x y +-=C .50x y -+=D .50x y ++=21.(2021·云南保山市·高二期末(文))若直线m :0kx y +=被圆()2224x y -+=所截得的弦长为2,则点()0,23A 与直线m 上任意一点P 的距离的最小值为()A .1B .3C .2D .2322.(2021·四川省乐至中学高二期末)圆222410x y x y ++-+=关于直线220ax by -+=(),a b R ∈对称,则ab 的取值范围是()A .1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .10,4⎛⎤⎥⎝⎦C .1,04⎛⎤- ⎥⎝⎦D .1,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭23.(2021·全国高二专题练习)直线3y kx =+与圆()()22324x y -+-=相交于M ,N 两点,若23MN =,则k 的值是()A .34-B .0C .0或34-D .3424.(2021·广西桂林市·(理))圆222420x x y y -+++=到直线2220x y -+=的距离为1的点有()A .1个B .2个C .3个D .0个25.(2021·全国)已知圆C 的方程为22(3)(4)1x y -+-=,过直线:350l x ay +-=上任意一点作圆C 的切线.若切线长的最小值为15,则直线l 的斜率为()A .4B .-4C .34-D .43-26.(2021·全国高二期中)在平面直角坐标系中,动圆222:(1)(1)C x y r -+-=与直线1(2)()y m x m R +=-∈相切,则面积最大的圆的标准方程为()A .22(1)(1)4x y -+-=B .22(1)(1)5x y -+-=C .22(1)(1)6x y -+-=D .22(1)(1)8x y -+-=27.(2021·山西晋中·高二期末(理))已知圆22:20C x y x +-=,直线:10l x y ++=,P 为l 上的动点,过点P 作圆C 的两条切线PA 、PB ,切点分别A 、B ,当·PC AB 最小时,直线AB 的方程为()A .0x y +=B .0x y -=C .2210x y -+=D .2210x y ++=28.(2021·克拉玛依市第一中学高二月考)已知圆22:4210C x y x y +--+=及直线():2l y kx k k R =-+∈,设直线l 与圆C 相交所得的最长弦长为MN ,最短弦为PQ ,则四边形PMQN 的面积为()A .42B .22C .8D .82【高分突破】一:单选题29.(2021·全国高二专题练习)已知圆()()22224244100x y mx m y m m m +--++++=≠的圆心在直线70x y +-=上,则该圆的面积为()A .4πB .2πC .πD .2π30.(2021·南昌市豫章中学(文))若圆22224120x y ax y a +-++-=上存在到直线4320x y --=的距离等于1的点,则实数a 的取值范围是()A .2921,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .91,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C .91,,44⎛⎤⎡⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭D .2921,,44⎛⎤⎡⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭31.(2021·浙江丽水·高二期中)已知圆22:1O x y +=,直线:20l x y ++=,点P 为l 上一动点,过点P 作圆O 的切线PA ,PB (切点为A ,B ),当四边形PAOB 的面积最小时,直线AB的方程为()A .10x y -+=B .20x y -+=C .10x y ++=D .20x y +-=32.(2021·云南师大附中(理))已知在圆()2222x y r ++=上到直线40x y +-=的距离为2的点恰有三个,则r =()A .23B .26C .42D .833.(2021·四川(理))已知圆221x y +=与直线310ax by ++=(a ,b 为非零实数)相切,则2213a b+的最小值为()A .10B .12C .13D .1634.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高二其他模拟(理))若过点()4,3A 的直线l 与曲线()()22231x y -+-=有公共点,则直线l 的斜率的取值范围为()A .3,3⎡⎤-⎣⎦B .()3,3-C .33,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .33,33⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭35.(2021·全国高二专题练习)已知三条直线1:0l mx ny +=,2:30l nx my m n -+-=,3:0l ax by c ++=,其中m ,n ,a ,b ,c 为实数,m ,n 不同时为零,a ,b ,c 不同时为零,且2a c b +=.设直线1l ,2l 交于点P ,则点P 到直线3l 的距离的最大值是()A .52102+B .105822+C .58102+D .105222+二、多选题36.(2021·全国高二专题练习)已知直线:20l kx y k -+=和圆22:16O x y +=,则()A .直线l 恒过定点()2,0B .存在k 使得直线l 与直线0:220l x y -+=垂直C .直线l 与圆O 相交D .若1k =-,直线l 被圆O 截得的弦长为437.(2020·河北武强中学高二月考)直线l 经过点()5,5P ,且与圆22:25C x y +=相交,截得弦长为45,则直线l 的方程为()A .250x y --=B .250x y -+=C .250x y -+=D .250x y --=38.(2021·全国高二专题练习)设直线():1l y kx k =+∈R 与圆22:5C x y +=,则下列结论正确的为()A .l 与C 可能相离B .l 不可能将C 的周长平分C .当1k =时,l 被C 截得的弦长为322D .l 被C 截得的最短弦长为439.(2021·山东菏泽·高二期末)已知直线:(2)10l mx m y m --+-=,圆22:20C x y x +-=,则下列结论正确的是()A .直线l 与圆C 恒有两个公共点B .圆心C 到直线l 的最大距离是2C .存在一个m 值,使直线l 经过圆心CD .当1m =时,圆C 与圆22(1)1y x +-=关于直线l 对称三、填空题40.(2021·合肥百花中学高二期末(理))设直线1y x =+与圆22(1)4x y ++=交于,A B 两点,则AB =__________.41.(2021·绵阳市·四川省绵阳江油中学(文))已知点(),x y 在圆22(2)(3)1x y -++=上,则x y +的最大值是________.42.(2021·上海高二期中)在平面直角坐标系中,过点()2,2M 且与圆2220x y x +-=相切的直线方程为__________.43.(2021·江苏南京市·南京一中高二期末)已知直线1l :()0kx y k R +=∈与直线2l :220x ky k -+-=相交于点A ,点B 是圆()()22232x y +++=上的动点,则AB 的最大值为___________.四、解答题44.(2021·合肥百花中学高二期末(理))已知圆22:20C x y x my +-+=,其圆心C 在直线y x =上.(1)求m 的值;(2)若过点(1,1)-的直线l 与圆C 相切,求直线l 的方程.45.(2021·荆州市沙市第五中学高二期中)已知圆C 经过()2,4,()1,3两点,圆心C 在直线10x y -+=上,过点()0,1A 且斜率为k 的直线l 与圆C 相交于M ,N 两点.(1)求圆C 的方程;(2)若12OM ON ⋅=(O 为坐标原点),求直线l 的方程.46.(2021·台州市书生中学高二期中)已知圆()22:15C x y +-=,直线:10l mx y m -+-=.(1)求证:对m R ∈,直线l 与圆C 总有两个不同交点;(2)设l 与圆C 交与不同两点,A B ,求弦AB 的中点M 的轨迹方程;(3)若直线过点()1,1P ,且P 点分弦AB 为12AP PB =,求此时直线l 的方程.47.(2020·安徽六安市·立人中学高二期中(理))已知圆C 经过两点(1,3),(3,1)P Q ---,且圆心C 在直线240x y +-=上,直线l 的方程为(1)2530k x y k -++-=.(1)求圆C 的方程;(2)证明:直线l 与圆C 一定相交;(3)求直线l 被圆C 截得的弦长的取值范围.48.(2020·吉安县立中学(文))已知两个定点(0,4)A ,(0,1)B ,动点P 满足||2||PA PB =,设动点P 的轨迹为曲线E ,直线l :4y kx =-.(1)求曲线E 的轨迹方程;(2)若l 与曲线E 交于不同的C 、D 两点,且120COD ∠=︒(O 为坐标原点),求直线l 的斜率;(3)若1k =,Q 是直线l 上的动点,过Q 作曲线E 的两条切线QM 、QN ,切点为M 、N ,探究:直线MN 是否过定点,若存在定点请写出坐标,若不存在则说明理由.2022-2023学年高二上数学选择性必修第一册:直线与圆的位置关系【答案详解】1.A 【详解】10mx y -+=过定点()0,1,且()22(214501)+-=<-,故()0,1在圆内,故直线和圆相交.故选:A 2.A 【详解】直线l :1=-+y ax a ,即()11y a x =-+恒过()1,1,而221124+=<,故()1,1点在圆内,故直线与圆必然相交.故选:A .3.A 【详解】直线方程整理为(1)10k x y --+=,即直线过定点(1,1)P ,而22114120+-⨯=-<,P 在圆C 内,∴直线l 与圆C 相交.故选:A .4.B 【详解】由22240x y x y ++-=,得22(1)(2)5x y ++-=,则圆心坐标为(12)-,,又直线30x y a ++=是圆22240x y x y ++-=的一条对称轴,由圆的对称性可知,该圆的圆心(12)-,在直线30x y a ++=上,则3(1)121a =-⨯--⨯=,故选:B .5.D 【详解】由圆的方程22 2210x y x y +-++=,可得圆心坐标为(1,1)-,半径为1r =,因为直线20ax by --=被圆截得的弦长为2,可直线20ax by --=必过圆心(1,1)-,代入可得2a b +=,又因为0,0a b >>,则1111111()()(2)(22)2222b a b aa b a b a b a b a b+=⋅++=⋅++≥⋅+⋅=,当且仅当b aab=时,即1a b ==时,等号成立,所以11a b+的最小值为2.故选:D.6.A 【详解】由圆C 方程知其圆心()2,1C ,半径为2,直线l 与圆C 相切,221121k k --∴=+,解得:23k =±,由圆D 方程知其圆心()2,0D ,半径3r =,∴圆心D 到直线l 距离2211k d k -=+;当23k =+时,()()2222323330843231d r +-=-=-<+++,即d r <,此时圆D 与直线l 相交;当23k =-时,()()2222323330843231d r --=-=-<--+,即d r <,此时圆D 与直线l 相交;综上所述:圆D 与直线l 相交.故选:A.7.C 【详解】将圆化为22(8)64(64)x y m m ++=-<,所以圆心到直线3440x y ++=的距离d =24445-+=,该距离与弦长的一半及半径组成直角三角形,所以224364m +=-,解得39.m =8.D 【详解】圆22:(2)4C x y -+=的圆心坐标为()20,,半径为2,圆心到直线40x y --=的距离为204211d --==+,故弦长为:24222-=,故选:D.9.C 【详解】由220x y x y +-+=可得22111222x y ⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则圆心坐标为11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭,半径22r =,所以圆心到直线3410x y ++=的距离为22113412211034d ⎛⎫⨯+⨯-+ ⎪⎝⎭==+,所以所求弦长为22725r d -=.故选:C.10.B 【详解】由题意圆心到直线的距离为()()2222222222232241111a a a d r d a a a a +++=∴=-=-∴=∴=+++34-故选:B 11.B 【详解】圆C 的标准方程为22(1)(2)2x y ++-=,设直线l 的方程为0x y m ++=,可知圆心到直线l 的距离为2262(2)22⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭,有|1|222m +=,有0m =或2-,直线l 的方程为0x y +=或20x y +-=.故选:B【详解】将222440x y x y ++--=化为标准形式:22(1)(2)9x y ++-=,故该圆圆心为(1,2)-,半径为3.因为直线截圆所得弦长为6,故直线过圆心,所以2220a b --+=,即1a b +=,所以2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭(当且仅当12a b ==时取等号),故选:D.13.C 【详解】如图建立平面直角坐标系,则圆心在y 轴上,设圆的半径为r ,则圆的方程为222(+)x y r r +=,∵拱顶离水面3米,水面宽12米,∴圆过点(6,3)-,∴2236(3+)r r +-=,∴152r =∴圆的方程为2215225(+)24x y +=,当水面下降1米后,可设水面的端点坐标为(,4)t -,则244t =,∴211t =±,∴当水面下降1米后,水面宽度为411,约为13.2,故选:C.14.C 【详解】以圆拱桥的顶点为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则圆拱所在圆的圆心位于y 轴负半轴上,设该圆的圆心为()0,a -,0a >,则该圆的方程为()222x y a a ++=,记水面下降前与圆的两交点为A ,B ;记水面下降1米后与圆的两交点为C ,D ;由题意可得,()10,4A --,则()()222104a a -+-+=,解得292a =,所以圆的方程为222292922x y ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,水面位下降1米后,可知C 点纵坐标为5y =-,所以2222929522x ⎛⎫⎛⎫+-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得2120x =,则此时的桥在水面的跨度为22120430CD x ===米.故选:C.15.B根据题意以海监船的位置为坐标原点,其正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,所以()()40,0,0,30A B ,圆22:676O x y +=,记从N 处开始被监测,到M 处监测结束,所以:14030AB x y l +=,即:341200AB l x y +-=,因为O 到:341200AB l x y +-=的距离为221202434OO -'==+,所以22220MN MO OO '=-=,所以监测时间持续2010=2小时,故选:B.16.(1)()2225x y +-=;(2)1y =或34130x y +-=.由点()1,0A 、()2,1B 可得AB 中点坐标为31,22⎛⎫⎪⎝⎭,10121AB k -==-,所以直线AB 的垂直平分线的斜率为1-,可得直线AB 的垂直平分线的方程为:1322y x ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭即20x y +-=,由202x y y x +-=⎧⎨=+⎩可得:02x y =⎧⎨=⎩,所以圆心为()0,2O ,()()2210025r OA ==-+-=,所以O 的标准方程为()2225x y +-=,(2)设直线的方程为()13y k x -=-即310kx y k --+=,圆心()0,2O 到直线的距离2131k d k --=+,则()2222134521k k ⎛⎫--⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭+⎝⎭可得()222135211k k +=-=+,即2430k k +=,解得:0k =或34k =-,所以直线l 的方程为10y -=或()3134y x -=--,即1y =或34130x y +-=17.(1)22(1)(1)1x y -+-=;(2)4,3⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦.【详解】(1)设所求圆的方程为222()()x a y b r -+-=由题意得222222(1)(0)(2)(1)a b r a b r b a ⎧-+-=⎪-+-=⎨⎪=⎩,解得1a b r ===所以,圆的方程为22(1)(1)1x y -+-=(2)由(1)得()()22111x y -+-=,则圆心为()1,1,半径为1;而22y x +-表示圆上的点(,)P x y 与定点()2,2M -连线的斜率,当过点()2,2M -的直线与圆相切时,不妨设直线方程为:()22y k x +=-,即220kx y k ---=,则圆心()1,1到直线220kx y k ---=的距离为212211k k k ---=+,解得43k =-,因此22y x +-的取值范围是4,3⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦;18.【详解】(1)设(),M x y ,()00,A x y ,M 是线段AB 中点,006282x x y y+⎧=⎪⎪∴⎨+⎪=⎪⎩,整理可得:002628x x y y =-⎧⎨=-⎩,A 在圆2216x y +=上,()()22262816x y ∴-+-=,整理可得M 点轨迹方程为:()()22344x y -+-=.(2)(i )由(1)知:圆心()3,4C ,半径2r =,当直线l 斜率不存在时,方程为1x =,是圆的切线,满足题意;当直线l 斜率存在时,设其方程为()1y k x =-,即kx y k 0--=,∴圆心到直线l 距离23421k k d k --==+,解得:34k =,:3430l x y ∴--=;综上所述:直线l 的方程为1x =或3430x y --=;(ii )由直线l 与圆C 交于,P Q 两点知:直线l 斜率存在且不为0,设其方程为:()1y k x =-,即kx y k 0--=,∴圆心到直线l 距离22342411k k k d k k ---==++,()2222222144222CPQd d S PQ d d r d d d⎡⎤-+=⋅=-=-≤=⎢⎥⎣⎦(当且仅当224d d -=,即22d =时取等号),由22d=得:()222421k k -=+,解得:1k =或7k =,∴CPQ 面积的最大值为2,此时l 方程为:10x y --=或770x y --=.19.C圆心(0,0)到直线10x y --=的距离|1|122d -==,因为圆的半径为1,则弦长为2212122⎛⎫-= ⎪⎝⎭.故选:C.20.A 【详解】由题意,圆22:224C x y x ++=,可得圆心坐标为(1,0)C -,点()2,3P -在圆C 内,则过点P 且被点P 平分的弦所在的直线和圆心与P 的连线垂直,又由3012(1)CP k --==---,所以所求直线的斜率为1,且过点()2,3P -,可得所求直线方程为(3)1(2)y x --=-⨯-,即50x y --=.故选:A 21.B 【详解】根据题意,圆()2224x y -+=的圆心为()2,0,半径为2,设圆心到直线0kx y +=的距离为d ,则221k d k =+,若直线0kx y +=被圆()2224x y -+=所截得的弦长为2,则2222r d =-,所以214d +=,又0d >,解得3d =,所以2321k d k==+,解得3k =±,点()0,23A 与直线m 上任意一点P 的最小值为点到直线的距离122331d k ==+,故选:B .22.A 【详解】解:把圆的方程化为标准方程得:22(1)(2)4x y ++-=,∴圆心坐标为(1,2)-,半径2r =,根据题意可知:圆心在已知直线220ax by -+=上,把圆心坐标代入直线方程得:2220a b --+=,即1b a =-,则设2211(1)24m ab a a a a a ⎛⎫==-=-+=--+ ⎪⎝⎭,∴当12a =时,m 有最大值,最大值为14,即ab 的最大值为14,则ab 的取值范围是(-∞,1]4.故选:A .23.C由题意,知23MN =,圆心为(3,2).设圆的半径为r ,则2r =,所以圆心到直线的距离224312MN d r ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭.由点到直线的距高公式,得232311k k -+=+,解得0k =或34k =-.故选:C.24.B 【详解】由222420x x y y -+++=,得22(1)(2)3x y -++=,则圆心为(1,2)-,半径3r =,因为圆心(1,2)-到直线2220x y -+=的距离为22222243381d +++==>+,且2242243333133d ++--=-=<,所以圆222420x x y y -+++=到直线2220x y -+=的距离为1的点有2个,故选:B25.C 【详解】解:由22(3)(4)1x y -+-=,得圆心(3,4)C ,过直线:350l x ay +-=上任意一点作圆C 的切线,要使切线长最小,即要使圆心到直线l 的距离最小,根据题意作图,如图所示:圆的半径为1,切线长为15,∴圆心到直线l 的距离等于221(15)4+=,∴由点到直线的距离公式得2|3345|49a a ⨯+-=+,解得4a =,此时直线l 的斜率为34-.故选:C .26.B 【详解】解:根据题意,直线1(2)y m x +=-,恒过定点(2,1)-,动圆222:(1)(1)C x y r -+-=,其圆心为(1,1),半径为r ,若圆的面积最大,即圆心到直线l 的距离最大,且其最大值22(12)(11)5CP =-++=,即圆的面积最大时,圆的半径5r =,此时圆的方程为:22(1)(1)5x y -+-=,故选:B .27.A 【详解】圆C 的标准方程为()2211x y -+=,圆心为()1,0,半径为1r =.依圆的知识可知,四点P ,A ,B ,C 四点共圆,且AB ⊥PC ,所以14422PAC PC AB S PA AC PA ⋅==⨯⨯⋅=△,而21PA PC =-,当直线PC ⊥l 时,PA 最小,此时PC AB ⋅最小.结合图象可知,此时切点为()()0,0,1,1-,所以直线AB 的方程为y x =-,即0x y +=.故选:A28.A 【详解】将圆C 方程整理为:()()22214x y -+-=,则圆心()2,1C ,半径2r =;将直线l 方程整理为:()12y k x =-+,则直线l 恒过定点()1,2,且()1,2在圆C 内;最长弦MN 为过()1,2的圆的直径,则4MN =;最短弦PQ 为过()1,2,且与最长弦MN 垂直的弦,21112MN k -==-- ,1PQ k ∴=,∴直线PQ 方程为21y x -=-,即10x y -+=,∴圆心C 到直线PQ 的距离为21122-+==d ,22224222PQ r d ∴=-=-=;∴四边形PMQN 的面积114224222S MN PQ =⋅=⨯⨯=.故选:A.29.A 【详解】圆的方程可化为()()()222210x m y m m m -+--=≠,其圆心为(),21m m +.依题意得,2170m m ++-=,解得2m =,∴圆的半径为2,面积为4π,故选:A 30.A 【详解】解:将圆的方程化为标准形式得圆()()22216x a y -++=,所以圆心坐标为(),2a -,半径为4r =因为圆22224120x y ax y a +-++-=上存在到直线4320x y --=的距离等于1的点,所以圆心到直线的距离d 满足15d r ≤+=,即4455a d +=≤,解得:2921,44a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦故选:A31.C 【详解】设四边形PAOB 的面积为S ,2||||||PAO S S AO AP AP === ,222||||||||1AP OP OA OP =-=-,所以,当||OP 最小时,||AP 就最小,|002|||22min o l OP d -++===,所以||211min min S AP ==-=.此时OP l ⊥.所以||||||||1OA AP PB OB ====,四边形PAOB 是正方形,由题得直线OP 的方程为y x =,联立20y x x y =⎧⎨++=⎩得(1,1)--P ,所以线段OP 的中点坐标为11(,)22--,由题得直线AB 的斜率为1,-所以直线AB 的方程为11()[()]22y x --=---,化简得直线AB 的方程为10x y ++=.故选:C 32.C 【详解】解:因为圆()2222x y r ++=的圆心为()2,0-,半径为r ,圆心()2,0-到直线40x y +-=的距离22432d --==,因为在圆()2222x y r ++=上到直线40x y +-=的距离为2的点恰有三个,所以32242r =+=.故选:C .33.D 【详解】因为圆221x y +=与直线310ax by ++=相切,所以2200113a b++=+,所以2231a b +=,所以()2222222222222213133310616310a b a b a b ab b a b b a a ⎛⎫+=+=++≥+⋅= ⎪⎭+⎝,取等号时2214a b ==,所以2213a b +的最小值为16.故选:D.34.C 【详解】由题意,易知,直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为()34y k x -=-,即340kx y k -+-=曲线()()22231x y -+-=表示圆心()2,3,半径为1的圆,圆心()2,3到直线340kx y k -+-=的距离应小于等于半径1,2233411k kk-+-∴≤+,即221k k -≤+,解得3333k -≤≤.故选:C.35.D 【详解】由于1:0l mx ny +=,2:30l nx my m n -+-=,且()0mn n m +⋅-=,12l l ∴⊥,易知直线1l 过原点,将直线2l 的方程化为()()130n x m y ---=,由1030x y -=⎧⎨-=⎩,解得13x y =⎧⎨=⎩,所以,直线2l 过定点()1,3M ,所以10OM =,因为2a c b +=,则2a cb +=,直线3l 的方程为02a c ax y c +++=,直线3l 的方程可化为1022y y a x c ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由02102y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得12x y =⎧⎨=-⎩,所以,直线3l 过定点()1,2N -,如下图所示:设线段OM 的中点为点E ,则13,22E ⎛⎫⎪⎝⎭,若点P 不与O 或M 重合,由于OP PM ⊥,由直角三角形的性质可得EP EO EM ==;若点P 与O 或M 重合,满足12l l ⊥.由上可知,点P 的轨迹是以OM 为直径的圆E ,该圆圆心为13,22E ⎛⎫ ⎪⎝⎭,半径为102.设点E 到直线3l 的距离为d ,当3EN l ⊥时,d EN =;当EN 不与3l 垂直时,d EN <.综上,22135212222d EN ⎛⎫⎛⎫≤=-+--=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以,点P 到直线3l 的距离的最大值为521022OM EN ++=.故选:D.36.BC 【详解】解:对于A 、C ,由:20l kx y k -+=,得(2)0k x y +-=,令200x y +=⎧⎨-=⎩,解得20x y =-⎧⎨=⎩,所以直线l 恒过定点(2,0)-,故A 错误;因为直线l 恒过定点(2,0)-,而()2220416-+=<,即(2,0)-在圆22:16O x y +=内,所以直线l 与圆O 相交,故C 正确;对于B ,直线0:220l x y -+=的斜率为12,则当2k =-时,满足直线l 与直线0:220l x y -+=垂直,故B 正确;对于D ,1k =-时,直线:20l x y ++=,圆心到直线的距离为22002211d ++==+,所以直线l 被圆O 截得的弦长为()22222242214r d -=-=,故D 错误.故选:BC.37.BD 【详解】圆心为原点,半径为5,依题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为()55y k x -=-,即550kx y k -+-=,所以()2225552521k k k -=-⇒=+或12k =.所以直线l 的方程为25520x y -+-⨯=或1155022x y -+-⨯=,即250x y --=或250x y -+=.故选:BD38.BD 【详解】对于A 选项,直线l 过定点()0,1,且点()0,1在圆C 内,则直线l 与圆C 必相交,A 选项错误;对于B 选项,若直线l 将圆C 平分,则直线l 过原点,此时直线l 的斜率不存在,B 选项正确;对于C 选项,当1k =时,直线l 的方程为10x y -+=,圆心C 到直线l 的距离为22d =,所以,直线l 被C 截得的弦长为2225322⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭,C 选项错误;对于D 选项,圆心C 到直线l 的距离为2111d k =≤+,所以,直线l 被C 截得的弦长为2254d -≥,D 选项正确.故选:BD.39.AD 【详解】解:由直线:(2)10l mx m y m --+-=,即(1)210m x y y +--+=,得10210x y y +-=⎧⎨-+=⎩,解得1212x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则直线l 过定点1(2P ,1)2,圆22:20C x y x +-=化为22(1)1x y -+=,圆心坐标为(1,0)C ,22112||(1)(0)1222PC =-+-=< ,点P 在圆C 内部,∴直线l 与圆C 恒有两个公共点,故A正确;圆心C 到直线l 的最大距离为2||2PC =,故B 错误; 直线系方程(2)10mx m y m --+-=不包含直线10x y +-=(无论m 取何值),而经过1(2P ,1)2的直线只有10x y +-=过(1,0)C ,故C 错误;当1m =时,直线l 为0x y -=,圆C 的圆心坐标为(1,0),半径为1,圆22(1)1y x +-=的圆心坐标为(0,1),半径为1,两圆的圆心关于直线0x y -=对称,半径相等,则当1m =时,圆C 与圆22(1)1y x +-=关于直线l 对称,故D 正确.故选:AD .40.22【详解】圆22(1)4x y ++=的圆心为()0,1-,半径为2,则圆心()0,1-到直线的距离为()22011211++=+-,所以()2222222AB =-=,故答案为:2241.21-【详解】令t x y =+,则y x t =-+,t 表示直线在y 轴上的截距,所以x y +的最大值是直线在y 轴上截距的最大值,此时直线与圆相切,则圆心到直线的距离等于半径,即2312td --==,解得21t =-.故答案为:21-42.x =2或3420x y +=-.【详解】圆2220x y x +-=的标准式为:()2211x y -+=,容易验证x =2与圆相切,若切线的斜率存在,则设其方程为:()22220y k x kx y k -=-⇒-+-=,于是圆心到直线的距离2|2|3141k d k k -+==⇒=+,则切线:310342042x y x y -+=⇒-+=.故答案为:x =2或3420x y +=-.43.522+解:因为直线1l :()0kx y k R +=∈恒过定点(0,0)O ,直线2l :220x ky k -+-=恒过定点(2,2)C ,且12l l ⊥,所以两直线的交点A 在以OC 为直径的圆D 上,且圆的方程为22:(1)(1)2D x y -+-=,要求AB 的最大值,转化为在22:(1)(1)2D x y -+-=上找上一点A ,在()()22232x y +++=上找一点B ,使AB 最大,根据题意可知两圆的圆心距为22(12)(13)5+++=,所以AB 的最大值为522+,故答案为:522+44.(1)2m =-;(2)20x y -+=或0x y +=.【详解】解:(1)圆C 的标准方程为:222(1)()124m m x y -++=+,所以,圆心为(1,)2m -由圆心C 在直线y x =上,得2m =-.所以,圆C 的方程为:22(1)(1)2x y -+-=.(2)由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:1(1)y k x -=+,即10kx y k -++=,由于直线l 和圆C 相切,得2|2|21k k =+解得:1k =±所以,直线方程为:20x y -+=或0x y +=.45.(1)()()22231x y -+-=;(2)1y x =+.【详解】解:(1)设圆C 的方程为()()222x a y b r -+-=,则依题意,得()()()()22222224,13,10,a b r a b r a b ⎧-+-=⎪⎪-+-=⎨⎪-+=⎪⎩解得2,3,1,a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩∴圆C 的方程为()()22231x y -+-=(2)设直线l 的方程为1y kx =+,设11(,)M x y ,22(,)N x y ,将1y kx =+,代入22(2)(3)1x y -+-=并整理,得22(1)4(1)70k x k x +-++=,∴1224(1)1k x x k++=+,12271x x k =+∴()()()212121212241118121k k OM ON x x y y k x x k x x k +⋅=+=++++=+=+ ,即()24141k k k +=+,解得1k =,又当1k =时0∆>,∴1k =,∴直线l 的方程为1y x =+46.(1)圆()22:15C x y +-=的圆心()0,1C ,半径为5,所以圆心()0,1C 到直线l 的距离为22151m m d m m --=<=<+,所以直线l 与圆C 相交,故对m R ∈,直线l 与圆C 总有两个不同交点;(2)当M 与P 不重合时,连接,CM CP ,则CM MP ⊥,所以222CM MP CP +=,设()(),1M x y x ≠,则()()()22221111x y x y +-+-+-=,整理得()222101x y x y x +--+=≠,当M 与P 重合时,1x y ==也满足22210x y x y +--+=,故弦AB 的中点M 的轨迹方程为22210x y x y +--+=;(3)设()()1122,,,A x y B x y ,由12AP PB =,得12AP PB = ,所以()121112x x -=-,即2132x x =-,又()221015mx y m x y -+-=⎧⎪⎨+-=⎪⎩,消去y 得()22221250m x m x m +-+-=,所以212221m x x m +=+,()()4222441516200m m m m ∆=-+-=+>,由2121223221x x m x x m =-⎧⎪⎨+=⎪+⎩得21231m x m +=+,将21231m x m+=+带入()22221250m x m x m +-+-=得1m =±,所以此时直线l 的方程为0x y -=或20x y +-=.47.(1)因为(1,3),(3,1)P Q ---,所以PQ 的中垂线为11(2)2y x +=+上,由24011(2)2x y y x +-=⎧⎪⎨+=+⎪⎩,解得21x y =⎧⎨=⎩,所以圆心为()2,1C ,又半径||5r PC ==,∴圆C 的方程为22(2)(1)25x y -+-=.(2)直线l 的方程可化为(3)(25)0k x x y ----=,令30250x x y -=⎧⎨--=⎩可得3x =,1y =-,∴直线l 过定点(3,1)M -,由22(32)(11)25-+--<可知M 在圆内,∴直线l 与圆C 一定相交.(3)设圆心C 到直线l 的距离为d ,弦长为L ,则2222225L r d d =-=-,∵0||d CM ≤≤,即05d ≤≤,∴4510L ≤≤,即弦长的取值范围是[45,10].48.(1)224x y +=;(2)15±;(3)存在,(1,1)-.(1)由题,设点P 的坐标为(,)x y ,因为||2||PA PB =,即2222(4)2(1)x y x y +-=+-,整理得224x y +=,所以所求曲线E 的轨迹方程为224x y +=.(2)依题意,2OC OD ==,且120COD ∠= ,由圆的性质,可得点O 到边CD 的距离为1,即点(0,0)O 到直线:40l kx y --=的距离为2411k =+,解得15k =±,所以所求直线l 的斜率为15±.(3)依题意,,ON QN OM QM ⊥⊥,则,M N 都在以OQ 为直径的圆F 上,Q 是直线:4l y x =-上的动点,设(,4)Q t t -,则圆F 的圆心为4(,)22t t -,且经过坐标原点,即圆的方程为22(4)0x y tx t y +---=,又因为,M N 在曲线22:4E x y +=上,由22224(4)0x y x y tx t y ⎧+=⎨+---=⎩,可得(4)40tx t y +--=,即直线MN 的方程为(4)40tx t y +--=,由t R ∈且()440t x y y +--=,可得0440x y y +=⎧⎨+=⎩,解得11x y =⎧⎨=-⎩,所以直线MN 过定点(1,1)-.。
2020-2021学年上学期高一数学期末模拟卷03(人教A版新教材)(浙江专用)【解析版】

数学模拟试卷03第I 卷 选择题部分(共40分)一、选择题:本大题共10小题,每小题4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.(2020·河北高二学业考试)已知集合{}012M =,,,{}1,2N =,则M N ⋃=( ).A .{}1,2B .{}0C .{}0,1,2D .{}0,1【答案】C 【解析】由并集定义可得:{}0,1,2M N =.故选:C.2.(2019·浙江高二学业考试)已知a ,b 是实数,则“a b >”是“22a 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】若a b >,则a b b >≥,即a b >,故22a b >. 取1,2a b ==-,此时22a b >,但a b <, 故22a b >推不出a b >, 故选:A.3.(2019·伊宁市第八中学高一期中)若偶函数()f x 在区间(]1-∞-,上是增函数,则( ) A .3(1)(2)2f f f ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭B .3(1)(2)2f f f ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭C .3(2)(1)2f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭D .3(2)(1)2f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】函数()f x 为偶函数,则()()22f f =-.又函数()f x 在区间(]1-∞-,上是增函数. 则()()3122f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭-,即()()3212f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭故选:D.4.(2020·黑龙江哈尔滨市第六中学校高三开学考试(理))设2313a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,532b =,21log 3c =,则( )A .b a c <<B .a b c <<C .c a b <<D .b c a <<【答案】C 【解析】23110133⎛⎫⎛⎫<<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,503221>=,221log log 103<=, ∴c a b <<. 故选:C5.(2020·江苏南通市·高三期中)已知角α的终边经过点()3,4P ,则πcos 24α⎛⎫+= ⎪⎝⎭( )A .50-B .50C .50-D .50【答案】A 【解析】角α的终边经过点()3,4P ,5OP ∴==,由三角函数的定义知:3cos 5α=,4sin 5α, 2237cos 22cos 121525αα⎛⎫∴=-=⨯-=- ⎪⎝⎭,4324sin 22sin cos 25525ααα==⨯⨯=,()()π724cos 2cos2cos sin 2sin 4442525ππααα∴+=-=-=.故选:A.6.(2020·甘肃兰州市·西北师大附中高三期中)函数()f x 在[)0,+∞单调递增,且()3f x +关于3x =-对称,若()21f -=,则()21f x -≤的x 的取值范围( )A .[]22-,B .(][),22,-∞-+∞C .()[),04,-∞+∞D .[]0,4【答案】D 【解析】因为()3f x +关于3x =-对称,所以()f x 关于y 轴对称,所以()()221f f -==, 又()f x 在[)0,+∞单调递增,由()21f x -≤可得222x -≤-≤,解得:04x ≤≤, 故选:D7.(2020·浙江高一期末)对于函数()12sin 3()42f x x x R π⎛⎫=-++∈ ⎪⎝⎭,有以下四种说法: ①函数的最小值是32-②图象的对称轴是直线()312k x k Z ππ=-∈ ③图象的对称中心为,0()312k k Z ππ⎛⎫-∈⎪⎝⎭ ④函数在区间7,123ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递增. 其中正确的说法的个数是( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】A 【解析】函数()12sin 3()42f x x x R π⎛⎫=-++∈ ⎪⎝⎭, 当3=42x ππ+时,即=12x π,函数()f x 取得最小值为132122-⨯+=-,故①正确;当342x k πππ+=+时,即=,123k x k Z ππ+∈,函数()f x 的图象的对称轴是直线=,123k x k Z ππ+∈,故②错误; 当34x k ππ+=时,即,123k x k Z ππ=-+∈,函数()f x 的图象的对称中心为1,,1232k k Z ππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭,故③错误; 当3232242k x k πππππ+≤+≤+,即2523,123123k k x k Z ππππ+≤≤+∈,函数()f x 的递增区间为252,,123123k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦, 当1k =-时,()f x 的递增区间为7,124ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,故④错误. 故选:A8.(2020·山西吕梁市·高三期中(文))函数1()11f x x=+-的图象与函数()2sin 1(24)g x x x π=+-的图象所有交点的横坐标之和等于( ) A .8 B .6C .4D .2【答案】A 【解析】由函数图象的平移可知, 函数1()11f x x=+-与函数()2sin 1g x x π=+的图象都关于(1,1)M 对称. 作出函数的图象如图,由图象可知交点个数一共8个(四组,两两关于点(1,1)对称), 所以所有交点的横坐标之和等于428⨯=.故选:A9.(2020·山西吕梁市·高三期中(文))已知函数2,0()()21,0x e a x f x a R x x ⎧+=∈⎨->⎩,若函数()f x 在R 上有两个零点,则a 的取值范围是( ) A .(,1)-∞- B .[2,0)-C .(1,0)-D .[1,0)-【答案】B 【解析】当0x >时,()21f x x =-有一个零点12x =,只需当0x ≤时,20x e a +=有一个根,利用“分离参数法”求解即可.解:因为函数()2,021,0x e a x f x x x ⎧+≤=⎨->⎩, 当0x >时,()21f x x =-有一个零点12x =, 所以只需当0x ≤时,202x xa e a e +==-即有一个根即可,因为2xy e =单调递增,当0x ≤时,(]0,1xe ∈,所以(]0,2a -∈,即[)2,0a ∈-,故选:B.10.(2020·河北高二学业考试)已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x ≥时,()()2log 1f x x =+,则不等式()2f x ≤的解集是( ). A .[]3,3- B .[]4,4-C .(][),33,-∞-+∞D .(][),44,-∞-⋃+∞【答案】A 【解析】0x ≥时,()()2log 1f x x =+,()f x ∴在[)0,+∞上单调递增,又()f x 是定义在R 上的奇函数,()f x ∴在R 上单调递增,易知()()223log 31log 42f =+==,()()332f f -=-=-, 由()2f x ≤, 解得:()22f x -≤≤, 由()f x 在R 上单调递增, 解得:33x -≤≤,()2f x ∴≤的解集是[]3,3-.故选:A.第II 卷 非选择题部分(共110分)二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.11.(2020·上海青浦区·高三一模)圆锥底面半径为1cm ,母线长为2cm ,则其侧面展开图扇形的圆心角θ=___________.【答案】π; 【解析】因为圆锥底面半径为1cm ,所以圆锥的底面周长为2cm π, 则其侧面展开图扇形的圆心角22πθπ==, 故答案为:π.12.(2020·浙江宁波市·高三期中)设2log 3a =,则4a =______(用数值表示),lg 36lg 4=______.(用a 表示)【答案】9 1a + 【解析】2log 3a =,22394429log log a ∴===,4222236log 36log 6log (23)log 2log 314lg a lg ===⨯=+=+, 故答案为:9,1a +.13.(2020·深圳科学高中高一期中)某移动公司规定,使用甲种卡,须付“基本月租费”(每月需交的固定费用)30元,在国内通话时每分钟另收话费0.10元;使用乙种卡,不收“基本月租费”,但在国内通话时每分钟话费为0.2元.若某用户每月手机费预算为50元,则使用__________种卡才合算;若要使用甲种卡合算,则该用户每月手机费预算(元)的区间为__________. 【答案】乙 (60,)+∞ 【解析】由题意,设月通话时间为t 分钟,有甲费用为300.1t +,乙费用为0.2t , ∴每月手机费预算为50元,则:由300.150t +=知,甲的通话时间为200分钟, 由0.250t =知,乙的通话时间为250分钟, ∴用户每月手机费预算为50元,用乙种卡合算;要使用甲种卡合算,即月通话时间相同的情况下甲费用更低,即300.10.2t t +<, 解得300t >时,费用在(60,)+∞. 故答案为:乙,(60,)+∞14.(2020·商丘市第一高级中学高一期中)设函数()112,1,1x e x f x x x -⎧<⎪=⎨⎪≥⎩则()3f x ≤成立的x 的取值范围为______. 【答案】(],9-∞ 【解析】当1x <时,由13x e -≤得1ln3x ≤+,所以1x <; 当1≥x 时,由213x ≤得9x ≤,所以19x ≤≤. 综上,符合题意的x 的取值范围是(,9]-∞. 故答案为:(,9]-∞.15.(2020·辽宁本溪市·高二月考)摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,稳坐于永乐桥之上的“天津之眼”作为世界上唯一一座建在桥上的摩天轮,其巧夺天工和奇思妙想确是当之无愧的“世界第一”.如图,永乐桥摩天轮的直径为110m ,到达最高点时,距离地面的高度为120m ,能看到方圆40km 以内的景致,是名副其实的“天津之眼”.实际上,单从高度角度来看,天津之眼超越了曾大名鼎鼎的伦敦之眼而跃居世界第一.永乐桥摩天轮设置有48个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周大约需要30min .游客甲坐上摩天轮的座舱,开始转到min t 后距离地面的高度为m H ,则转到10min 后距离地面的高度为______m ,在转动一周的过程中,H 关于t 的函数解析式为______.【答案】1852 π55cos 6515H t =-+,030t ≤≤. 【解析】如图,设座舱距离地面最近的位置为点P ,以轴心O 为原点,与地面平行的直线为x 轴,建立直角坐标系.设0min t =时,游客甲位于点()0,55P -,以OP 为终边的角为π2-; 根据摩天轮转一周大约需要30min , 可知座舱转动的角速度约为πmin 15rad , 由题意可得πππ55sin 6555cos 6515215H t t ⎛⎫=-+=-+⎪⎝⎭,030t ≤≤.当10t =时,π18555cos 1065152H ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭. 故答案为:1852;π55cos 6515H t =-+,030t ≤≤ 16.(2020·浙江建人专修学院高三三模)已知2,0()(),0x x f x f x x ⎧≥=⎨--<⎩,若4log 3a =,则()f a =___________;()1f a -=___________.3 233-因为4log 3a =,所以43a =,即2a =01a <<,所以()2a f a ==1(1)(1)2a f a f a --=--=-==3-17.(2020·上海虹口区·高三一模)已知(0,)απ∈,且有12sin2cos2αα-=,则cos α=___________.【解析】2212sin 2cos214sin cos 12sin sin 2sin cos αααααααα-=⇒-=-⇒=,因为(0,)απ∈,所以sin 0α≠,因此由2sin 2sin cos sin 2cos tan 2(0,)2πααααααα=⇒=⇒=⇒∈,而22sin cos 1(1)αα+=,把sin 2cos αα=代入(1)得:22214cos cos 1cos cos 5αααα+=⇒=⇒=(0,)2πα∈,因此cos α=.三、解答题:本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18.(2020·黑龙江工农�鹤岗一中高二期末(文))函数()22xxaf x =-是奇函数. ()1求()f x 的解析式;()2当()0,x ∈+∞时,()24x f x m ->⋅+恒成立,求m 的取值范围.【答案】(1)()122xxf x =-;(2)5m <-.() 1函数()22x x af x =-是奇函数, ()()1222222x x x x x x a af x a f x --∴-=-=-+=-+=-,故1a =, 故()122xx f x =-; ()2当()0,x ∈+∞时,()24x f x m ->⋅+恒成立,即21(2)42x xm +<-⋅在()0,x ∈+∞恒成立,令()2(2)42x xh x =-⋅,(0)x >,显然()h x 在()0,+∞的最小值是()24h =-, 故14m +<-,解得:5m <-.19.(2020·宁夏长庆高级中学高三月考(理))已知函数()22sin cos 22222x x x f x ππ⎛⎫⎛⎫=-++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)求()f x 的最小正周期;(2)求()f x 在区间[]0,π上的最小值及单调减区间.【答案】(1)最小正周期为2π;(2)()min f x =()f x 的单调递减区间为,6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 【解析】(1)1cos ()2sin cos 222x x xf x +=+sin x x =+12sin cos 2sin 223x x x π⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以()f x 的最小正周期为2π. (2)因为[]0,x π∈,所以4,333x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,所以当433x ππ+=,即x π=时,函数()f x 取得最小值由4233x πππ≤+≤,得6x ππ≤≤,所以函数()f x 的单调递减区间为,6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 20.(2019·河北师范大学附属中学高一期中)已知二次函数()f x 的图象经过点()4,4-,方程()0f x =的解集为{}0,2.(1)求()f x 的解析式;(2)是否存在实数(),m n m n <,使得()f x 的定义域和值域分别为[],m n 和[]2,2m n ?若存在,求出m ,n 的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)21()2f x x x =-+;(2)存在;2m =-,0n =. 【解析】(1)由已知,设()()2f x ax x =-.因为()f x 的图象经过点()4,4-,所以()4442a -=-,解得12a =-, 即()f x 的解析式为21()2f x x x =-+; (2)假设满足条件实数m ,n 的存在, 由于221111()(1)2222f x x x x =-+=--+≤,因此122n ≤,即14n ≤. 又()f x 的图象是开口向下的抛物线,且对称轴方程1x =,可知()f x 在区间[],m n 上递增,故有()2()2f m m f n n=⎧⎨=⎩,并注意到14m n <≤,解得2m =-,0n =. 综上可知,假设成立,即当2m =-,0n =时,()f x 的定义域和值域分别为[],m n 和[]2,2m n .21.(2020·山西吕梁市·高三期中(文))已知函数()sin (0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,在,63ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有最小值,无最大值,且满足63f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)求()f x 的最小正周期;(2)将函数()f x 的图象向右平移06πϕϕ⎛⎫<< ⎪⎝⎭个单位后得到函数()g x 的图象,若对满足()()122f x g x -=的1x 、2x 有12min 7x x π-=,求ϕ的值. 【答案】(1)37π;(2)14π. 【解析】(1)由()sin ,(0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,在,63ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有最小值,无最大值, 可知:236T πππω-≤=,故有012ω<≤. 又6x π=与3x π=在一个周期内,且63f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 4x π∴=时,函数取到最小值.2,()432k k Z πππωπ∴+=-+∈ 故有1083k ω=-+, 又因为012ω<≤,所以143ω=. 所以函数()f x 的最小正周期为37π. (2)由()()122f x g x -=∣∣可知的()()12,f x g x 中一个对应最大值,一个对应最小值. 对于函数()f x 其最大值与最小值对应的x 的距离为半个周期314π. ∴有12min 314x x πϕ-+=. 即314714πππϕ=-=.22.(2020·安徽省蚌埠第三中学高一月考)设函数()()21x x a t f x a--=(0a >,且1a ≠)是定义域为R 的奇函数.(1)求t 的值;(2)若函数()f x 的图象过点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,是否存在正数()1m m ≠,使函数()()22log x x m g x a a mf x -⎡⎤=+-⎣⎦在[]21,log 3上的最大值为0,若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)2t =;(2)不存在,理由见解析.【解析】(1)∵()f x 是定义域为R 的奇函数,∴()00f =,∴2t =;经检验知符合题意.(2)函数()f x 的图象过点31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以2132a a -=, ∴2a =(12a =-舍去), 假设存在正数m ,且1m ≠符合题意,由2a =得()()22log 2222x x x x m g x m --⎡⎤=+--⎣⎦, 设22x x t -=-,则()()22222222x x x x m t mt -----+=-+,∵[]21,log 3x ∈,2[2,3]x ∈,∴38,23t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,记()22h t t mt =-+, ∵函数()g x 在[]21,log 3上的最大值为0,∴(i )若01m <<时,则函数()22h t t mt =-+在38,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦有最小值为1, 由于对称轴122m t =<,∴()min 31731312426h t h m m ⎛⎫==-=⇒= ⎪⎝⎭,不合题意. (ii )若1m 时,则函数()220h t t mt =-+>在38,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立,且最大值为1,最小值大于0, ①()max 1252512212736873241324m m m h t h m ⎧⎧<≤<≤⎪⎪⎪⎪⇒⇒=⎨⎨⎛⎫⎪⎪=== ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩, 而此时7338,24823m ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,又()min 73048h t h ⎛⎫=< ⎪⎝⎭, 故()g x 在[]21,log 3无意义, 所以7324m =应舍去; ②()max 25252126313126m m h t h m ⎧⎧>>⎪⎪⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎛⎫⎪⎪=== ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩m 无解, 综上所述:故不存在正数m ,使函数()g x 在[]21,log 3上的最大值为0.。
2020-2021学年高一上学期期末考试数学卷及答案

2020-2021学年高一上学期期末考试数学卷及答案1.集合A和B分别表示y=x+1和y=2两个函数的图像上所有的点,求A和B的交集。
答案:A={(-∞,1]}。
B={2}。
A∩B=A={(-∞,1]}2.已知函数y=(1-x)/(2x^2-3x-2),求函数的定义域。
答案:分母2x^2-3x-2=(2x+1)(x-2),所以函数的定义域为x∈(-∞,-1/2]∪(2,∞)。
3.如果直线mx+y-1=0与直线x-2y+3=0平行,求m的值。
答案:两条直线平行,说明它们的斜率相等,即m=2.4.如果直线ax+by+c=0经过第一、第二,第四象限,求a、b、c应满足的条件。
答案:第一象限中x>0.y>0,所以ax+by+c>0;第二象限中x0,所以ax+by+c0.y<0,所以ax+by+c<0.综上所述,应满足ab<0.bc<0.5.已知两条不同的直线m和n,两个不同的平面α和β,判断下列命题中正确的是哪个。
答案:选项A是正确的。
因为如果m与α垂直,n与β平行,那么m和n的夹角就是α和β的夹角,所以m和n垂直。
6.已知圆锥的表面积为6π,且它的侧面展开图是一个半圆,求这个圆锥的底面半径。
答案:设底面半径为r,侧面的母线长为l,则圆锥的侧面积为πrl。
根据题意,πrl=6π,所以l=6/r。
而侧面展开图是一个半圆,所以底面周长为2πr,即底面直径为2r,所以侧面母线长l=πr。
将上述两个式子代入公式S=πr^2+πrl中,得到r=2.7.已知两条平行线答案:两条平行线的距离等于它们的任意一点到另一条直线的距离。
我们可以先求出l2上的一点,比如(0,7/8),然后带入l1的方程,得到距离为3/5.8.已知函数y=ax-1/(3x^2+5),如果它的图像经过定点P,求点P的坐标。
答案:点P的坐标为(1,2)。
因为当x=1时,y=a-1/8,所以a=17/8.又因为当x=2时,y=1/13,所以17/8×2-1/13=2,解得a=17/8,所以y=17x/8-1/(3x^2+5),当x=1时,y=2.9.已知a=3/5,b=1/3,c=4/3,求a、b、c的大小关系。
湖南师范大学附属中学2020-2021学年高一上学期第一次大练习数学试题 含答案

19.(本题满分 12 分)
已知 a 、 b 、 c 均为正实数. (1)若 ab bc ca 3,求证: a b c 3 ; (2)若 a b ab 3 ,求 ab 的最大值.
20.(本题满分 12 分) 某单位有员工 1000 名,平均每人每年创造利润 10 万元.为了增加企业竞争力,决定优化产业结构,
1 2m 4
1 2
1 2m 4
1 2
则有
f
1 2
0
或
f
,
1
2m 4
0
解得 m 9 . 2
故
m
的取值范围为
m∣m
9 2
.
22.解:(1)根据题意,由 A {1,1} ,则 A {2, 0, 2} , A {0, 2} ;
22.(本题满分 12 分)
3
已知集合 A 为非空数集,定义 A {x∣x a b, a,b A} , A {x | x | a b∣, a,b A} .
(1)若集合 A {1,1} ,直接写出集合 A 及 A ;
(2)若集合 A x1, x2 , x3, x4 , x1 x2 x3 x4 ,且 A A ,求证 x1 x4 x2 x3 ;
(2)从事第三产业的员工创造的年总利润为10
a
3x 500
x
万元,
从事原来产业的员工的年总利润为10(1000
x)
1
1 500
x
万元,
则10
a
3x 500
x
10(1000
x)(1
0.2x%)
所以 ax 3x2 1000 2x x 1 x 2 ,
500
500
所以 ax 2x2 1000 x , 500
2020-2021高中必修五数学上期末第一次模拟试题带答案(3)

2020-2021高中必修五数学上期末第一次模拟试题带答案(3)一、选择题1.记n S 为等比数列{}n a 的前n 项和.若2342S S S =+,12a =,则2a =( )A .2B .-4C .2或-4D .42.若正实数x ,y 满足141x y +=,且234y x a a +>-恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A .[]1,4-B .()1,4-C .[]4,1-D .()4,1-3.在ABC ∆中,2AC =,BC =135ACB ∠=o ,过C 作CD AB ⊥交AB 于D ,则CD =( ) ABCD4.等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若36=2S =18S ,,则105S S 等于( ) A .-3B .5C .33D .-315.已知实数x 、y 满足约束条件00134x y x ya a⎧⎪≥⎪≥⎨⎪⎪+≤⎩,若目标函数231x y z x ++=+的最小值为32,则正实数a 的值为( ) A .4B .3C .2D .16.已知等比数列{}n a 的各项都是正数,且13213,,22a a a 成等差数列,则8967a a a a +=+ A .6B .7C .8D .97.已知正项等比数列{}n a 的公比为3,若229m n a a a =,则212m n+的最小值等于( ) A .1B .12C .34 D .328.已知数列{}n a 满足112,0,2121,1,2n n n n n a a a a a +⎧≤<⎪⎪=⎨⎪-≤<⎪⎩若135a =,则数列的第2018项为 ( )A .15B .25C .35D .459.设2z x y =+,其中,x y 满足2000x y x y y k +≥⎧⎪-≤⎨⎪≤≤⎩,若z 的最小值是12-,则z 的最大值为( ) A .9-B .12C .12-D .910.已知01x <<,01y <<,则)AB .CD .11.已知点(),M a b 与点()0,1N -在直线3450x y -+=的两侧,给出以下结论:①3450a b -+>;②当0a >时,+a b 有最小值,无最大值;③221a b +>;④当0a >且1a ≠时,11b a +-的取值范围是93,,44⎛⎫⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,正确的个数是( ) A .1B .2C .3D .412.一个递增的等差数列{}n a ,前三项的和12312a a a ++=,且234,,1a a a +成等比数列,则数列{}n a 的公差为 ( ) A .2±B .3C .2D .1二、填空题13.数列{}n a 满足11,a =前n 项和为n S ,且*2(2,)n n S a n n N =≥∈,则{}n a 的通项公式n a =____;14.已知0a >,0b >,当()214a b ab++取得最小值时,b =__________. 15.已知数列{}n a 的前n 项和为21nn S =-,则此数列的通项公式为___________.16.设函数2()1f x x =-,对任意2,3x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,24()(1)4()x f m f x f x f m m ⎛⎫-≤-+ ⎪⎝⎭恒成立,则实数m 的取值范围是 .17.ABC ∆内角A 、B 、C 的对边分别是a ,b ,c ,且2cos (32)cos b C a c B=-.当b =2ac =,ABC ∆的面积为______.18.已知数列{a n }的前n 项和S n =n 2+2n +1(n ∈N *),则a n =________. 19.若log 41,a b =-则+a b 的最小值为_________.20.已知数列{}n a (*n ∈N ),若11a =,112nn n a a +⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则2lim n n a →∞= . 三、解答题21.已知在等比数列{}n a 中, 11a =,且2a 是1a 和31a -的等差中项.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足()*21n n b n a n N =-+∈,求{}nb 的前n 项和nS.22.己知数列的前n 项和为,且.(1)求数列的通项公式;(2)设,求数列的前n 项和.23.已知在ABC ∆中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,sin tan cos sin tan cos b B C b B a A C a A -=-. (1)求证:A B =;(2)若3c =3cos 4C =,求ABC ∆的周长.24.设数列{}n a 的前n 项和n S 满足:2(1)n n S na n n =--,等比数列{}n b 的前n 项和为n T ,公比为1a ,且5352T T b =+.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设数列11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n M ,求证:1154n M ≤<.25.已知角A ,B ,C 为等腰ABC ∆的内角,设向量(2sin sin ,sin )m A C B =-r,(cos ,cos )n C B =r ,且//m n r r,7BC =(1)求角B ;(2)在ABC ∆的外接圆的劣弧»AC 上取一点D ,使得1AD =,求sin DAC ∠及四边形ABCD 的面积.26.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且cos cos 3cos c B b C a B +=. (1)求cos B 的值;(2)若2CA CB -=u u u v u u u v,ABC ∆的面积为22b .【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【解析】 【分析】利用等比数列的前n 项和公式求出公比,由此能求出结果. 【详解】∵n S 为等比数列{}n a 的前n 项和,2342S S S =+,12a =,∴()()()34212122211q q q qq--+=+--,解得2q =-,∴214a a q ==-,故选B . 【点睛】本题主要考查等比数列的性质以及其的前n 项和等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.2.B解析:B 【解析】 【分析】 根据1444y y x x x y ⎛⎫⎛⎫+=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,结合基本不等式可求得44yx +≥,从而得到关于a 的不等式,解不等式求得结果. 【详解】 由题意知:1442444y y x yx x x y y x⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 0x Q >,0y > 40x y ∴>,04yx>424x y y x ∴+≥=(当且仅当44x y y x =,即4x y =时取等号) 44yx ∴+≥ 234a a ∴-<,解得:()1,4a ∈- 本题正确选项:B 【点睛】本题考查利用基本不等式求解和的最小值问题,关键是配凑出符合基本不等式的形式,从而求得最值.3.A解析:A 【解析】 【分析】先由余弦定理得到AB 边的长度,再由等面积法可得到结果. 【详解】根据余弦定理得到22222AC BC AB AC BC +-=-⨯⨯将2AC =,BC =,代入等式得到AB=再由等面积法得到1122225CD CD ⨯=⨯⨯⇒=故答案为A. 【点睛】这个题目考查了解三角形的应用问题,涉及正余弦定理,面积公式的应用,在解与三角形有关的问题时,正弦定理、余弦定理是两个主要依据.解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷一般来说 ,当条件中同时出现ab 及2b 、2a 时,往往用余弦定理,而题设中如果边和正弦、余弦函数交叉出现时,往往运用正弦定理将边化为正弦函数再结合和、差、倍角的正余弦公式进行解答.4.C解析:C 【解析】 【分析】由等比数列的求和公式结合条件求出公比,再利用等比数列求和公式可求出105S S . 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q (公比显然不为1),则()()61636333111119111a q S q q q S qa q q---===+=---,得2q =, 因此,()()101105510555111111233111a q S q q q S q a qq---===+=+=---,故选C. 【点睛】本题考查等比数列基本量计算,利用等比数列求和公式求出其公比,是解本题的关键,一般在求解等比数列问题时,有如下两种方法:(1)基本量法:利用首项和公比列方程组解出这两个基本量,然后利用等比数列的通项公式或求和公式来进行计算;(2)性质法:利用等比数列下标有关的性质进行转化,能起到简化计算的作用.5.D解析:D 【解析】【分析】作出不等式组所表示的可行域,根据目标函数的几何意义,利用直线斜率的几何意义以及数形结合进行求解即可. 【详解】 目标函数()12123112111x y x y y z x x x ++++++===+⨯+++, 设11y k x +=+,则k 的几何意义是区域内的点与定点(1,1)D --连线的斜率, 若目标函数231x y z x ++=+的最小值为32,即12z k =+的最小值是32, 由3122k +=,得14k =,即k 的最小值是14,作出不等式组对应的平面区域如图:由斜率的意义知过D 的直线经过()3,0B a 时,直线的斜率k 最小,此时011314k a +==+, 得314a +=,得1a =. 故选:D. 【点睛】本题考查利用线性规划中非线性目标函数的最值求参数,解题时要结合非线性目标函数的几何意义寻找最优解,考查数形结合思想的应用,属于中等题.6.D解析:D 【解析】 【分析】设各项都是正数的等比数列{a n }的公比为q ,(q >0),由题意可得关于q 的式子,解之可得q ,而所求的式子等于q 2,计算可得. 【详解】设各项都是正数的等比数列{a n }的公比为q ,(q >0)由题意可得31212322a a a ⨯=+, 即q 2-2q-3=0, 解得q=-1(舍去),或q=3,故()26728967679a a qa a q a a a a .++===++ 故选:D . 【点睛】本题考查等差数列和等比数列的通项公式,求出公比是解决问题的关键,属基础题.7.C解析:C 【解析】∵正项等比数列{}n a 的公比为3,且229m n a a a =∴2224222223339m n m n a a a a --+-⋅⋅⋅=⋅=∴6m n +=∴121121153()()(2)(2)62622624m n m n m n n m ⨯++=⨯+++≥⨯+=,当且仅当24m n ==时取等号. 故选C.点睛:利用基本不等式解题的注意点:(1)首先要判断是否具备了应用基本不等式的条件,即“一正、二正、三相等”,且这三个条件必须同时成立.(2)若不直接满足基本不等式的条件,需要通过配凑、进行恒等变形,构造成满足条件的形式,常用的方法有:“1”的代换作用,对不等式进行分拆、组合、添加系数等. (3)多次使用基本不等式求最值时,要注意只有同时满足等号成立的条件才能取得等号.8.A解析:A 【解析】 【分析】利用数列递推式求出前几项,可得数列{}n a 是以4为周期的周期数列,即可得出答案. 【详解】1112,0321521,12n n n n n a a a a a a +⎧≤<⎪⎪==⎨⎪-≤<⎪⎩Q , 211215a a =-=,32225a a ==,43425a a ==,5413215a a a =-== ∴数列{}n a 是以4为周期的周期数列,则201845042215a a a ⨯+===.故选A . 【点睛】本题考查数列的递推公式和周期数列的应用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.9.B解析:B 【解析】 【分析】作出不等式对应的可行域,当目标函数过点A 时,z 取最小值,即min 12z =-,可求得k 的值,当目标函数过点B 时,z 取最大值,即可求出答案. 【详解】作出不等式对应的可行域,如下图阴影部分,目标函数可化为2y x z =-+, 联立20x y y k +=⎧⎨=⎩,可得()2,A k k -,当目标函数过点A 时,z 取最小值,则()2212k k ⨯-+=-,解得4k =,联立0x y y k -=⎧⎨=⎩,可得(),B k k ,即()4,4B ,当目标函数过点B 时,z 取最大值,max 24412z =⨯+=.故选:B.【点睛】本题考查线性规划,考查学生的计算求解能力,利用数形结合方法是解决本题的关键,属于基础题.10.B解析:B 【解析】 【分析】2222++≥x y x y 222+x y ()2212+-x y ,()2212-+≥x y ,()()22112-+-≥x y ,再利用不等式的基本性质,两边分别相加求解。
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2020-2021长沙市高中必修一数学上期末模拟试题附答案一、选择题1.已知定义在R 上的增函数f (x ),满足f (-x )+f (x )=0,x 1,x 2,x 3∈R ,且x 1+x 2>0,x 2+x 3>0,x 3+x 1>0,则f (x 1)+f (x 2)+f (x 3)的值 ( ) A .一定大于0 B .一定小于0 C .等于0D .正负都有可能2.已知()f x 在R 上是奇函数,且2(4)(),(0,2)()2,(7)f x f x x f x x f +=∈==当时,则 A .-2B .2C .-98D .983.已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且在[)0,∞+上是增函数,若对任意[)x 1,∞∈+,都有()()f x a f 2x 1+≤-恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[]2,0-B .(],8∞--C .[)2,∞+D .(],0∞- 4.已知函数3()3(,)f x ax bx a b =++∈R .若(2)5f =,则(2)f -=( )A .4B .3C .2D .15.若函数2()2f x mx mx =-+的定义域为R ,则实数m 取值范围是( )A .[0,8)B .(8,)+∞C .(0,8)D .(,0)(8,)-∞⋃+∞6.已知定义在R 上的奇函数()f x 满足:(1)(3)0f x f x ++-=,且(1)0f ≠,若函数6()(1)cos 43g x x f x =-+⋅-有且只有唯一的零点,则(2019)f =( )A .1B .-1C .-3D .37.函数21y x x =-++的定义域是( ) A .(-1,2]B .[-1,2]C .(-1 ,2)D .[-1,2)8.若函数y =x a a - (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,1],则log a 56+log a 485=( ) A .1B .2C .3D .49.已知函数()ln f x x =,2()3g x x =-+,则()?()f x g x 的图象大致为( )A .B .C .D .10.偶函数()f x 满足()()2f x f x =-,且当[]1,0x ∈-时,()cos 12xf x π=-,若函数()()()log ,0,1a g x f x x a a =->≠有且仅有三个零点,则实数a 的取值范围是( ) A .()3,5 B .()2,4C .11,42⎛⎫⎪⎝⎭D .11,53⎛⎫⎪⎝⎭11.函数()()212ln 12f x x x =-+的图象大致是( ) A .B .C .D .12.已知()f x =22x x -+,若()3f a =,则()2f a 等于 A .5B .7C .9D .11二、填空题13.已知函数()22f x mx x m =-+的值域为[0,)+∞,则实数m 的值为__________ 14.已知()f x 为奇函数,且在[)0,+∞上是减函数,若不等式()()12f ax f x -≤-在[]1,2x ∈上都成立,则实数a 的取值范围是___________.15.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,在(-∞,0]上是减函数,且f (2)=0,则使得f (x )<0的x 的取值范围是________.16.如图,矩形ABCD 的三个顶点,,A B C 分别在函数2logy x=,12y x =,22xy ⎛= ⎝⎭的图像上,且矩形的边分别平行于两坐标轴.若点A 的纵坐标为2,则点D 的坐标为______.17.已知35m n k ==,且112m n+=,则k =__________ 18.若幂函数()a f x x =的图象经过点1(3)9,,则2a -=__________.19.已知函数1,0()ln 1,0x x f x x x ⎧+≤=⎨->⎩,若方程()()f x m m R =∈恰有三个不同的实数解()a b c a b c <<、、,则()a b c +的取值范围为______;20.若函数()22xf x b =--有两个零点,则实数b 的取值范围是_____.三、解答题21.已知函数()()sin ωφf x A x B =++(0A >,0>ω,2πϕ<),在同一个周期内,当6x π=时,()f x 取得最大值322,当23x π=时,()f x 取得最小值22-. (1)求函数()f x 的解析式,并求()f x 在[0,π]上的单调递增区间. (2)将函数()f x 的图象向左平移12π2个单位长度,得到函数()g x 的图象,方程()g x a =在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦有2个不同的实数解,求实数a 的取值范围.22.已知集合{}24A x x =-≤≤,函数()()2log 31xf x =-的定义域为集合B .(1)求A B U ;(2)若集合{}21C x m x m =-≤≤+,且()C A B ⊆⋂,求实数m 的取值范围.23.已知全集U =R ,集合{|25},{|121}M x x N x a x a =-=++剟剟. (Ⅰ)若1a =,求()R M N I ð;(Ⅱ)M N M ⋃=,求实数a 的取值范围.24.已知()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x >时,为二次函数且顶点为(1,1),(2)0f =.(1)求函数()f x 在R 上的解析式;(2)若函数()f x 在区间[1,2]a --上单调递增,求实数a 的取值范围.25.已知()()122x x f x a a R +-=+∈n .(1)若()f x 是奇函数,求a 的值,并判断()f x 的单调性(不用证明); (2)若函数()5y f x =-在区间(0,1)上有两个不同的零点,求a 的取值范围. 26.已知函数2()1f x x x m =-+.(1)若()f x 在x 轴正半轴上有两个不同的零点,求实数m 的取值范围; (2)当[1,2]x ∈时,()1f x >-恒成立,求实数m 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【解析】因为f (x ) 在R 上的单调增,所以由x 2+x 1>0,得x 2>-x 1,所以21121()()()()()0f x f x f x f x f x >-=-⇒+>同理得2313()()0,()()0,f x f x f x f x +>+> 即f (x 1)+f (x 2)+f (x 3)>0,选A.点睛:利用函数性质比较两个函数值或两个自变量的大小,首先根据函数的性质构造某个函数,然后根据函数的奇偶性转化为单调区间上函数值,最后根据单调性比较大小,要注意转化在定义域内进行2.A解析:A 【解析】∵f(x+4)=f(x),∴f(x)是以4为周期的周期函数,∴f(2 019)=f(504×4+3)=f(3)=f(-1).又f(x)为奇函数,∴f(-1)=-f(1)=-2×12=-2,即f(2 019)=-2. 故选A3.A解析:A 【解析】 【分析】根据偶函数的性质,可知函数在(],0-∞上是减函数,根据不等式在[)1,x ∈+∞上恒成立,可得:21x a x +≤-在[)1,+∞上恒成立,可得a 的范围. 【详解】()f x Q 为偶函数且在[)0,+∞上是增函数()f x ∴在(],0-∞上是减函数对任意[)1,x ∈+∞都有()()21f x a f x +≤-恒成立等价于21x a x +≤-2121x x a x ∴-+≤+≤- 311x a x ⇒-+≤≤- ()()max min 311x a x ∴-+≤≤-当1x =时,取得两个最值3111a ∴-+≤≤- 20a ⇒-≤≤ 本题正确选项:A 【点睛】本题考查函数奇偶性和单调性解抽象函数不等式的问题,关键在于能够通过单调性确定自变量之间的关系,得到关于自变量的不等式.4.D解析:D 【解析】 【分析】令()3g x ax bx =+,则()g x 是R 上的奇函数,利用函数的奇偶性可以推得(2)f -的值.【详解】令3()g x ax bx =+ ,则()g x 是R 上的奇函数,又(2)3f =,所以(2)35g +=, 所以(2)2g =,()22g -=-,所以(2)(2)3231f g -=-+=-+=,故选D. 【点睛】本题主要考查函数的奇偶性的应用,属于中档题.5.A解析:A 【解析】 【分析】根据题意可得出,不等式mx 2-mx +2>0的解集为R ,从而可看出m =0时,满足题意,m ≠0时,可得出280m m m ⎧⎨=-<⎩V >,解出m 的范围即可. 【详解】∵函数f (x )的定义域为R ;∴不等式mx 2-mx +2>0的解集为R ; ①m =0时,2>0恒成立,满足题意; ②m ≠0时,则280m m m ⎧⎨=-<⎩V >; 解得0<m <8;综上得,实数m 的取值范围是[0,8)故选:A . 【点睛】考查函数定义域的概念及求法,以及一元二次不等式的解集为R 时,判别式△需满足的条件.6.C解析:C 【解析】 【分析】由(1)(3)0f x f x ++-=结合()f x 为奇函数可得()f x 为周期为4的周期函数,则(2019)(1)f f =-,要使函数6()(1)cos 43g x x f x =-+⋅-有且只有唯一的零点,即6(1)cos 43x f x ⋅-=只有唯一解,结合图像可得(1)3f =,即可得到答案.【详解】Q ()f x 为定义在R 上的奇函数,∴()()f x f x -=-,又Q (1)(3)0(13)(33)0f x f x f x f x ++-=⇔+++--=,(4)()0(4)()()f x f x f x f x f x ++-=⇔+=--=∴, ∴()f x 在R 上为周期函数,周期为4, ∴(2019)(50541)(1)(1)f f f f =⨯-=-=-Q 函数6()(1)cos 43g x x f x =-+⋅-有且只有唯一的零点,即6(1)cos 43x f x ⋅-=只有唯一解,令6()m x x = ,则5()6m x x '=,所以(,0)x ∈-∞为函数6()m x x =减区间,(0,)x ∈+∞为函数6()m x x =增区间,令()(1)cos 43x f x ϕ=⋅-,则()x ϕ为余弦函数,由此可得函数()m x 与函数()x ϕ的大致图像如下:由图分析要使函数()m x 与函数()x ϕ只有唯一交点,则(0)(0)m ϕ=,解得(1)3f =∴(2019)(1)3f f =-=-,故答案选C . 【点睛】本题主要考查奇函数、周期函数的性质以及函数的零点问题,解题的关键是周期函数的判定以及函数唯一零点的条件,属于中档题.7.A解析:A【解析】【分析】根据二次根式的性质求出函数的定义域即可.【详解】由题意得:2010xx-≥⎧⎨+>⎩解得:﹣1<x≤2,故函数的定义域是(﹣1,2],故选A.【点睛】本题考查了求函数的定义域问题,考查二次根式的性质,是一道基础题.常见的求定义域的类型有:对数,要求真数大于0即可;偶次根式,要求被开方数大于等于0;分式,要求分母不等于0,零次幂,要求底数不为0;多项式要求每一部分的定义域取交集.8.C解析:C【解析】【分析】先分析得到a>1,再求出a=2,再利用对数的运算求值得解.【详解】由题意可得a-a x≥0,a x≤a,定义域为[0,1],所以a>1,y[0,1]上单调递减,值域是[0,1],所以f(0)1,f(1)=0,所以a=2,所log a 56+log a485=log256+log2485=log28=3.故选C【点睛】本题主要考查指数和对数的运算,考查函数的单调性的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于基础题.9.C解析:C【解析】【分析】【详解】因为函数()ln f x x =,()23g x x =-+,可得()()•f x g x 是偶函数,图象关于y 轴对称,排除,A D ;又()0,1x ∈时,()()0,0f x g x <>,所以()()•0f x g x <,排除B , 故选C. 【方法点晴】本题通过对多个图象的选择考查函数的图象与性质,属于中档题.这类题型也是近年高考常见的命题方向,该题型的特点是综合性较强较强、考查知识点较多,但是并不是无路可循.解答这类题型可以从多方面入手,根据函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、特殊点以及0,0,,x x x x +-→→→+∞→-∞时函数图象的变化趋势,利用排除法,将不合题意的选项一一排除.10.D解析:D 【解析】试题分析:由()()2f x f x =-,可知函数()f x 图像关于1x =对称,又因为()f x 为偶函数,所以函数()f x 图像关于y 轴对称.所以函数()f x 的周期为2,要使函数()()log a g x f x x =-有且仅有三个零点,即函数()y f x =和函数log a y x =图形有且只有3个交点.由数形结合分析可知,0111{log 31,53log 51a a a a <<>-⇒<<<-,故D 正确. 考点:函数零点【思路点睛】已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,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,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.11.A解析:A 【解析】函数有意义,则:10,1x x +>∴>-, 由函数的解析式可得:()()21002ln 0102f =⨯-+=,则选项BD 错误; 且211111112ln 1ln ln 402222848f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=⨯--⨯-+=-=+> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则选项C 错误; 本题选择A 选项.点睛:函数图象的识辨可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势.(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.(4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.利用上述方法排除、筛选选项.12.B解析:B 【解析】因为()f x =22x x -+,所以()f a =223a a -+=,则()2f a =2222a a -+=2(22)2a a -+-=7. 选B.二、填空题13.1【解析】【分析】根据二次函数的值域为结合二次函数的性质列出不等式组即可求解【详解】由题意函数的值域为所以满足解得即实数的值为1故答案为:1【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质的应用其中解答中解析:1 【解析】 【分析】根据二次函数的值域为[0,)+∞,结合二次函数的性质,列出不等式组,即可求解. 【详解】由题意,函数()22f x mx x m =-+的值域为[0,)+∞,所以满足24400m m ⎧∆=-=⎨>⎩,解得1m =.即实数m 的值为1. 故答案为:1. 【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质的应用,其中解答中熟记二次函数的图象与性质是解答的关键,着重考查了推理与计算能力,属于基础题.14.【解析】【分析】根据为奇函数且在上是减函数可知即令根据函数在上单调递增求解的取值范围即可【详解】为奇函数且在上是减函数在上是减函数∴即令则在上单调递增若使得不等式在上都成立则需故答案为:【点睛】本题 解析:0a ≤【解析】 【分析】根据()f x 为奇函数,且在[)0,+∞上是减函数,可知12ax x -≤-,即11a x≤-,令11y x =-,根据函数11y x=-在[]1,2x ∈上单调递增,求解a 的取值范围,即可. 【详解】 Q ()f x 为奇函数,且在[)0,+∞上是减函数∴()f x 在R 上是减函数.∴12ax x -≤-,即11a x≤-. 令11y x =-,则11y x=-在[]1,2x ∈上单调递增. 若使得不等式()()12f ax f x -≤-在[]1,2x ∈上都成立. 则需min111101a x ⎛⎫≤-=-= ⎪⎝⎭. 故答案为:0a ≤ 【点睛】本题考查函数的单调性与奇偶性的应用,属于中档题.15.(-22)【解析】【详解】∵函数f(x)是定义在R 上的偶函数且在(-∞0)上是增函数又f(2)=0∴f(x)在(0+∞)上是增函数且f(-2)=f(2)=0∴当-2<x <2时f(x)<0即f(x)<解析:(-2,2) 【解析】 【详解】∵函数f(x)是定义在R 上的偶函数,且在(-∞,0)上是增函数,又f(2)=0,∴f(x)在(0,+∞)上是增函数,且f(-2)=f(2)=0,∴当-2<x <2时,f(x)<0,即f(x)<0的解为(-2,2),即不等式的解集为(-2,2),故填(-2,2).16.【解析】【分析】先利用已知求出的值再求点D 的坐标【详解】由图像可知点在函数的图像上所以即因为点在函数的图像上所以因为点在函数的图像上所以又因为所以点的坐标为故答案为【点睛】本题主要考查指数对数和幂函解析:11,24⎛⎫⎪⎝⎭【解析】 【分析】先利用已知求出,A B C x x y ,的值,再求点D 的坐标. 【详解】由图像可知,点(),2A A x在函数y x=的图像上,所以2Ax =,即2122A x ⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭.因为点(),2B B x 在函数12y x =的图像上,所以122Bx =,4B x =.因为点()4,C C y在函数x y =⎝⎭的图像上,所以414C y ==⎝⎭. 又因为12D A x x ==,14D C y y ==, 所以点D 的坐标为11,24⎛⎫ ⎪⎝⎭. 故答案为11,24⎛⎫⎪⎝⎭【点睛】本题主要考查指数、对数和幂函数的图像和性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平. 17.【解析】因为所以所以故填【解析】因为35m n k ==,所以3log m k =,5log n k =,11lg5lg3lg152lg lg lg m n k k k +=+==,所以1lg lg152k ==k =18.【解析】由题意有:则: 解析:14【解析】 由题意有:13,29a a =∴=-, 则:()22124a --=-=. 19.【解析】【分析】画出的图像根据图像求出以及的取值范围由此求得的取值范围【详解】函数的图像如下图所示由图可知令令所以所以故答案为:【点睛】本小题主要考查分段函数的图像与性质考查数形结合的数学思想方法属解析:)22,2e e ⎡--⎣【解析】【分析】画出()f x 的图像,根据图像求出+a b 以及c 的取值范围,由此求得()a b c +的取值范围.【详解】函数()f x 的图像如下图所示,由图可知1,22a b a b +=-+=-.令2ln 11,x x e -==,令ln 10,x x e -==,所以2e c e <≤,所以)2()22,2a b c c e e ⎡+=-∈--⎣. 故答案为:)22,2e e ⎡--⎣【点睛】本小题主要考查分段函数的图像与性质,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题. 20.【解析】【分析】【详解】函数有两个零点和的图象有两个交点画出和的图象如图要有两个交点那么解析:02b <<【解析】【分析】【详解】 函数()22x f x b =--有两个零点, 和的图象有两个交点, 画出和的图象,如图,要有两个交点,那么三、解答题21.(1)()262f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,单调增区间为06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,2π,π3轾犏犏臌;(2)2a ∈⎣ 【解析】【分析】(1)由最大值和最小值求得,A B ,由最大值点和最小值点的横坐标求得周期,得ω,再由函数值(最大或最小值均可)求得ϕ,得解析式;(2)由图象变换得()g x 的解析式,确定()g x 在[0,]2π上的单调性,而()g x a =有两个解,即()g x 的图象与直线y a =有两个不同交点,由此可得.【详解】(1)由题意知,2A B A B ⎧+=⎪⎪⎨⎪-+=⎪⎩解得A =,2B =. 又22362T πππ=-=,可得2ω=.由6322f ππϕ⎛⎫⎛⎫=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 解得6π=ϕ. 所以()262f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭, 由222262k x k πππππ-≤+≤+, 解得36k x k ππππ-≤≤+,k ∈Z .又[]0,x π∈,所以()f x 的单调增区间为06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,2π,π3轾犏犏臌. (2)函数()f x 的图象向左平移12π个单位长度,得到函数()g x 的图象,得到函数()g x 的表达式为()23x g x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以42,333x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦, ()g x 在[0,]12π是递增,在[,]122ππ上递减, 要使得()g x a =在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有2个不同的实数解, 即()y g x =的图像与y a =有两个不同的交点,所以2a ∈⎣. 【点睛】本题考查求三角函数解析式,考查图象变换,考查三角函数的性质.“五点法”是解题关键,正弦函数的性质是解题基础.22.(1){}2x x ≥-;(2)(]2,3【解析】【分析】(1)由对数函数指数函数的性质求出集合B ,然后由并集定义计算;(2)在(1)基础上求出A B I ,根据子集的定义,列出m 的不等关系得结论.【详解】(1)由310x ->,解得0x >, 所以{}0B x x =>. 故{}2A B x x ⋃=≥-.(2)由{}04A B x x ⋂=<≤.因为()C A B ⊆⋂, 所以20,1 4.m m ->⎧⎨+≤⎩所以23m <≤,即m 的取值范围是(]2,3.【点睛】本题考查对数型复合函数的定义域,考查集合的交并集运算,考查集合的包含关系.正确求出函数的定义域是本题的难点.23.(Ⅰ)(){|22R M C N x x =-≤<I 或35}x <≤(Ⅱ)2a ≤【解析】【分析】(Ⅰ)1a =时,化简集合B ,根据集合交集补集运算即可(Ⅱ)由M N M ⋃=可知N M ⊆,分类讨论N =∅,N ≠∅即可求解.【详解】(Ⅰ)当1a =时,{}|23N x x =≤≤ ,{|2R C N x x =<或}3x > .故 (){|22R M C N x x =-≤<I 或35}x <≤.(Ⅱ),M N M ⋃=QN M ∴⊆当N =∅时,121a a +>+,即0a <;当N ≠∅时,即0a ≥.N M ⊆Q ,12215a a +≥-⎧∴⎨+≤⎩解得02a ≤≤.综上:2a ≤.【点睛】本题主要考查了集合的交集,补集运算,子集的概念,分类讨论,属于中档题.24.(1)()222,02,0x x x f x x x x ⎧-+>=⎨+≤⎩(2)(]1,3 【解析】【分析】(1)当0x >时,设出二次函数顶点式,结合(2)0f =求得二次函数解析式.根据奇函数的性质,求得当0x <时,()f x 的解析式,从而求得()f x 在R 上的解析式.(2)由(1)画出()f x 的图像,结合()f x 在区间[1,2]a --上单调递增列不等式,解不等式求得a 的取值范围.【详解】(1)∵()f x 是定义在R 上的奇函数,∴()()f x f x -=-且()00f =当0x >时由已知可设2()(1)1(0)f x a x a =-+≠,又(2)0f =解得1a =-所以0x >,2()2f x x x =-+当0x <时,0x ->,∴()()()2222f x f x x x x x ⎡⎤=--=----=+⎣⎦又()0f 满足()22f x x x =+∴()222,02,0x x x f x x x x ⎧-+>=⎨+≤⎩ (2)由(1)可得图象如下图所示:由图可知()f x 的增区间为[1,1]-∵在()f x 区间[1,2]a --上单调递增,∴121a -<-≤解得:(]1,3a ∈∴a 的取值范围为:(]1,3【点睛】本小题主要考查函数的奇偶性,考查二次函数解析式的求法,考查函数的单调性,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题.25.(1)答案见解析;(2)253,8⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【解析】试题分析:(1)函数为奇函数,则()()0f x f x -+=,据此可得2a =-,且函数()f x 在R 上单调递增;(2)原问题等价于22252x x a =-⋅+⋅在区间(0,1)上有两个不同的根,换元令2x t =,结合二次函数的性质可得a 的取值范围是253,8⎛⎫ ⎪⎝⎭. 试题解析:(1)因为是奇函数,所以()()()()1122222220x x x x x x f x f x a a a -++---+=+⋅++⋅=++=, 所以; 在上是单调递增函数; (2)在区间(0,1)上有两个不同的零点, 等价于方程在区间(0,1)上有两个不同的根, 即方程在区间(0,1)上有两个不同的根, 所以方程在区间上有两个不同的根, 画出函数在(1,2)上的图象,如下图,由图知,当直线y =a 与函数的图象有2个交点时, 所以的取值范围为. 点睛:函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.26.(1)2m >;(2)22m <【解析】【分析】(1)首先>0∆,保证有两个不等实根,又121=x x ,两根同号,因此只要两根的和也大于0,则满足题意;(2)当[1,2]x ∈时,()1f x >-恒成立,转化为2m x x<+在[1,2]x ∈上恒成立即可 ,只要求得2x x+在[1,2]上的最小值即可. 【详解】 (1)由题知210x mx -+=有两个不等正根,则2121240010m x x m x x ⎧∆=->⎪+=>⎨⎪=>⎩,∴2m >;(2)211x mx -+>-恒成立即22mx x <+恒成立,又[1,2]x ∈,故2m x x <+在[1,2]x ∈上恒成立即可 , 又2y x x=+在[1,2]x ∈上的值域为[22,3] , 故22m <【点睛】本题考查一元二次方程根的分布,考查不等式恒成立问题.一元二次方程根的分布可结合二次函数图象得出其条件,不等式恒成立可采用分离参数法,把问题转化为求函数的最值.。