高一数学练习及答案

高一数学练习及答案一、单选题1．已知全集U ={1,2,3,4,5,6,7} ，集合A ={1,3,5,6} ，则∁U A = （ ） A ．{1,3,5,6} B ．{2,3,7} C ．{2,4,7} D ．{2,5,7} 【答案】C【解析】直接利用补集的定义求解即可. 【详解】全集U ={1,2,3,4,5,6,7} ，集合A ={1,3,5,6} ， 所以∁U A ={2,4,7}. 【点睛】本题主要考查了集合的补集运算，属于基础题. 2．函数f （x ）=√2x+1x的定义域为（ ）A ．(−12,+∞) B ．[−12,+∞) C ．(−12,0)∪(0,+∞) D ．[−12,0)∪(0,+∞) 【答案】D【解析】直接由根式内部的代数式大于等于0,分式的分母不等于0,联立不等式组求解即可． 【详解】解：由{2x +1⩾0x ≠0，解得x ⩾−12且x ≠0．∴函数f(x)=√2x+1x 的定义域为[−12，0)∪(0，+∞)．故选：D ． 【点睛】本题考查函数的定义域及其求法,考查不等式的解法,是基础题．3．已知函数f （x ）={3−x,x >0x 2+4x+3,x≤0则f （f （5））=（ ） A ．0 B ．−2 C ．−1 D ．1 【答案】C【解析】分段函数求函数值时，看清楚自变量所处阶段，分别代入不同的解析式求值即可得结果. 【详解】解：因为5>0，代入函数解析式f(x)={x 2+4x +3,x ⩽ 03−x,x >0得f （5）=3−5=−2，所以f(f （5）)=f(−2)，因为−2<0，代入函数解析式f(x)={x 2+4x +3,x ⩽ 03−x,x >0 得f(−2)=(−2)2+4×(−2)+3=−1.故选：C ． 【点睛】本题考查了分段函数的定义，求分段函数函数值的方法，属于基础题． 4．若角α的顶点在坐标原点，始边在x 轴的非负半轴上，终边经过点（1，-2），则tanα的值为（ ） A ．√55 B ．−2 C ．−2√55 D ．−12【答案】B【解析】根据任意角的三角函数的定义即可求出． 【详解】解：由题意可得x =1，y =−2，tanα=yx =−2， 故选：B ． 【点睛】本题主要考查任意角的三角函数的定义，属于基础题．5．下列函数中，在其定义域内既是奇函数又是增函数的是（ ） A ．y =log 3x B ．y =1x C ．y =x 3D ．y =x 12【答案】C【解析】对选项一一判断函数的奇偶性和单调性，即可得到结论．【详解】解：A,y=log3x(x>0)在x>0递增，不具奇偶性，不满足条件；B,函数y=1x是奇函数，在(−∞,0)，(0,+∞)上是减函数，在定义域内不具备单调性，不满足条件；C,y=x3，y′=3x2⩾0，函数为增函数；(−x)3=−x3，函数是奇函数，满足条件；D,y=x 12=√x，其定义域为[0，+∞)，不是奇函数，不符合题意.故选：C．【点睛】本题考查函数的奇偶性和单调性的判断，掌握常见函数的单调性和奇偶性是解题的关键，属于基础题．6．函数f（x）=lnx+3x-4的零点所在的区间为（）A．(0,1)B．(1,2)C．(2,3)D．(2,4)【答案】B【解析】根据函数零点的判定定理可得函数f(x)的零点所在的区间．【详解】解：∵函数f(x)=lnx+3x−4在其定义域上单调递增，∴f（2）=ln2+2×3−4=ln2+2>0，f（1）=3−4=−1<0，∴f（2）f（1）<0．根据函数零点的判定定理可得函数f(x)的零点所在的区间是(1,2)，故选：B．【点睛】本题考查求函数的值及函数零点的判定定理，属于基础题．7．若a=50.3，b=0.35，c=log0.35，则a，b，c的大小关系为（）A．a>b>c B．a>c>b C．b>a>c D．c>a>b【答案】A【解析】利用指数函数、对数函数的单调性直接求解．【详解】解：∵a=50.3>50=1，0<b=0.35<0.30=1，c=log0.35<log0.31=0，∴a，b，c的大小关系为a>b>c．故选：A．【点睛】本题考查三个数的大小的判断，考查指数函数、对数函数的单调性等基础知识，是基础题．8．已知函数y=x2+2（a-1）+2在（-∞，4）上是减函数，则实数a的取值范围是（）A．[3,+∞)B．(−∞.−3]C．[−3,+∞)D．(−∞,3]【答案】B【解析】求出函数y=x2+2(a−1)+2的对称轴，结合二次函数的性质可得1−a⩾4，可得a的取值范围．【详解】解：根据题意，函数y=x2+2(a−1)+2开口向上，且其对称轴为x=1−a，若该函数在(−∞,4)上是减函数，必有1−a⩾4，解可得：a⩽−3，即a的取值范围为(−∞，−3]；故选：B．【点睛】本题考查二次函数的性质，分析该二次函数的对称轴与区间端点是解题关键，属于基础题．9．为了得到函数y=sin(2x+π3)的图象，只要将y=sinx（x∈R）的图象上所有的点（）A．向左平移π3个单位长度，再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍，纵坐标不变B．向左平移π3个单位长度，再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变C．向左平移π6个单位长度，再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍，纵坐标不变D．向左平移π6个单位长度，再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变【答案】A【解析】利用左加右减的原则，直接推出平移后的函数解析式即可．【详解】解：将函数y=sinx的图象向左平移π3个单位后所得到的函数图象对应的解析式为：y=sin(x+π3)，再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍，所得到的函数图象对应的解析式为y=sin(2x+π3)．故选：A．【点睛】本题考查三角函数的图象变换，平移变换中x的系数为1是解题关键，属于基础题．10．已知sinα，cosα是方程3x2-2x+a=0的两根，则实数a的值为（）A．65B．−56C．43D．−34【答案】B【解析】根据韦达定理表示出sinα+cosα及sinαcosα，利用同角三角函数间的基本关系得出关系式，把表示出的sinα+cosα及sinαcosα代入得到关于a 的方程，求出方程的解可得a 的值． 【详解】解：由题意，根据韦达定理得：sinα+cosα=23，sinαcosα=a3，∵sin 2α+cos 2α=1 ∴sin 2α+cos 2α=(sinα+cosα)2−2sinαcosα=49−2a 3=1，解得：a =−56，把a =−56，代入原方程得：3x 2−2x −56=0，∵△>0， ∴a =−56符合题意． 故选：B ． 【点睛】本题考查三角函数的化简求值，同角三角函数基本关系及韦达定理的应用，属于基础题．11．已知函数f （x ）={log a x,x ≥1(3a−1)x+4a,x<1的值域为R ，则实数a 的取值范围为（）A ．(0,1)B ．[17，1) C ．(0,17]∪(1，+∞) D ．[17,13)∪(1,+∞) 【答案】C【解析】运用一次函数和对数函数的单调性可解决此问题． 【详解】 解：根据题意得，（1）若f(x)两段在各自区间上单调递减，则： {3a −1<00<a <1(3a −1)·1+4a ≤log a 1 ； 解得0<a ≤17；（2）若f(x)两段在各自区间上单调递增，则： {3a −1>0a >1(3a −1)·1+4a ≥log a 1 ；解得a >1；∴综上得，a 的取值范围是(0,17]∪(1，+∞) 故选：C ． 【点睛】本题考查一次函数、对数函数以及分段函数单调性的判断，值域的求法,属于基础题．12．设函数f （x ）={3x +4,x <0x 2−2x+2,x≥0，若互不相等的实数x1，x2，x3满足f （x1）=f （x2）=f （x3），则x1+x2+x3的取值范围是（ ） A ．[43,+∞) B ．[1,43) C ．(1,43] D ．(1,+∞) 【答案】C【解析】作出函数f(x)的图象，根据对称求得x 1+x 2+x 3的取值范围即可. 【详解】解：函数f(x)={x 2−2x +2,x ⩾03x +4,x <0，函数的图象如下图所示：不妨设x 1<x 2<x 3，则x 2，x 3关于直线x =1对称，故x 2+x 3=2，∵1<3x +4≤2，∴ −1<x 1⩽−23，则x 1+x 2+x 3的取值范围是：1<x 1+x 2+x 3⩽43； 即x 1+x 2+x 3∈(1，43] 故选：C ．【点睛】本题考查分段函数图象的作法、函数的值域的应用、函数与方程的综合运用等基础知识，考查运算求解能力与数形结合思想，化归与转化思想，属于基础题．二、填空题13．在半径为10的圆中，30°的圆心角所对的弧长为______． 【答案】5π3【解析】根据弧长公式l =nπr 180进行计算即可．【详解】解：在半径为10的圆中，30°的圆心角所对的弧长是：30×π×10180=5π3．故答案为：5π3． 【点睛】此题主要考查了弧长公式的应用，熟记弧长公式是解题关键，属于基础题． 14．若cosα=−35，且α∈(π,3π2)，则tanα= ；【答案】 【解析】略15．已知函数f （x ）=ax3+bx+2，且f （π）=1，则f （-π）=______． 【答案】3【解析】根据题意，设g(x)=f(x)−2=ax 3+bx ，分析可得g(x)为奇函数，进而可得g(π)+g(−π)=[f(π)−2]+[f(−π)−2]=0，计算可得f(π)的值，即可得答案． 【详解】解：根据题意，设g(x)=f(x)−2=ax 3+bx ，则g(−x)=a(−x)3+b(−x)=−(ax 3+bx)=−g(x)，则g(x)为奇函数，则g(π)+g(−π)=[f(π)−2]+[f(−π)−2]=0，因为f （π）=1，则有f(−π)=3； 故答案为：3 【点睛】本题考查函数的奇偶性的性质，注意构造g(x)=f(x)−2，分析g(x)的奇偶性是解题关键，属于基础题．16．如果定义在R 上的函数f （x ）满足对任意x1≠x2都有x1f （x1）+x2f （x2）＞x1f （x2）+x2f （x1），则称函数f （x ）为“H 函数”，给出下列函数：①f （x ）=2x-5；②f （x ）=x2；③f （x ）={x +2，x ≥−1−1x ，x，−1 ；④f （x ）=（12）x ．其中是“H 函数”的有______．（填序号） 【答案】①③【解析】根据题意，将x 1f(x 1)+x 2f(x 2)>x 1f(x 2)+x 2f(x 1)，变形可得：[f(x 1)−f(x 2)](x 1−x 2)>0，分析可得函数f(x)为增函数；依次分析4个函数在R 上的单调性，综合即可得答案． 【详解】解：根据题意，若x 1f(x 1)+x 2f(x 2)>x 1f(x 2)+x 2f(x 1)， 变形可得：[f(x 1)−f(x 2)](x 1−x 2)>0， 则函数f(x)为增函数；对于①，f(x)=2x −5，在R 上是增函数，是“H 函数”，对于②，f(x)=x 2，是二次函数，在R 上不是增函数，不是“H 函数”， 对于③，f(x)={x +2,x ⩾−1−1x,x <−1；是分段函数，在R 上是增函数，是“H 函数”， 对于④，f(x)=(12)x ，是指数函数，在R 上是减函数，不是“H 函数”， 故其中为“H 函数”的有①③； 故答案为：①③． 【点睛】本题考查函数的单调性的性质以及判定，关键是对x 1f(x 1)+x 2f(x 2)>x 1f(x 2)+x 2f(x 1)的变形分析，属于基础题．三、解答题17．已知全集为R ，集合A={x|2≤x ＜4}，B={x|2x-7≥8-3x}，C={x|x ＜a}． （1）求A∩B ，A ∪（∁RB ）； （2）若A∩C=A ，求a 的取值范围．【答案】（1）A ∩B ={x|4>x ≥3},A ∪(C R B )={x|x <4}；（2）[4,+∞). 【解析】（1）根据集合的基本运算即可求A ∩B ，(∁R B)∪A ；（2）根据A ∩C =A ，可得A ⊆C ，建立条件关系即可求实数a 的取值范围． 【详解】解：（1）集合A ={x |2≤x ＜4}，B ={x |2x -7≥8-3x }={x |x ≥3}， ∴A ∩B ={x |2≤x ＜4}∩{x |x ≥3}={x |4＞x ≥3}； ∵∁R B ={x |x ＜3}， ∴A ∪（∁R B ）={x |x ＜4}；（2）集合A ={x |2≤x ＜4}，C ={x |x ＜a }． ∵A ∩C =A ，可得A ⊆C ， ∴a ≥4．故a 的取值范围是[4，+∞）． 【点睛】本题主要考查集合的基本运算，属于基础题． 18．已知f （α）=sin(π−α)cos(π2+α)cos(π+α)sin(3π2−α)cos(3π2+α)sin(π2−α)．（1）化简f （α）；（2）若f （α）=12，求sinα−3cosαsinα+cosα的值． 【答案】（1）−tanα；（2）−7.【解析】（1）利用诱导公式化简即可得到结果； （2）由（1）知tanα值，再弦化切，即可得出结论．【详解】解：（1）f （α）=sin(π−α)cos(π2+α)cos(π+α)sin(3π2−α)cos(3π2+α)sin(π2−α)=sinα⋅(−sinα)⋅(−cosα)−cosα⋅sinα⋅cosα=-tanα；（2）由f （α）=12，得tan α=−12， ∴sinα−3cosαsinα+cosα=tanα−3tanα+1=−12−3−12+1=−7．【点睛】此题考查了诱导公式的化简求值，以及同角三角函数间的基本关系，熟练掌握诱导公式是解本题的关键，属于基础题．19．已知函数f （x ）=Asin （ωx+φ），x ∈R （其中A ＞0，ω＞0，0＜φ<π2）的周期为π，且图象上的一个最低点为M （2π3,−2 ）． （1）求f （x ）的解析式及单调递增区间； （2）当x ∈[0，π3]时，求f （x ）的值域．【答案】（1）[kπ−π3,kπ+π6]，k∈Z；； （2）[1，2].【解析】（1）由f（x）的图象与性质求出T、ω和A、φ的值，写出f（x）的解析式，再求f（x）的单调增区间；（2）求出0≤x≤π3时f（x）的最大、最小值，即可得出函数的值域． 【详解】（1）由f（x）=Asin（ωx+φ），且T=2πω=π，可得ω=2； 又f（x）的最低点为M（2π3,−2 ）∴A=2，且sin（4π3+φ）=-1； ∵0＜φ<π2，∴4π3<4π3+φ<11π6∴4π3+φ=3π2∴φ=π6∴f （x ）=2sin （2x+π6）； 令2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2，k ∈Z ， 解得kπ-π3≤x≤kπ+π6，k ∈Z ，∴f（x）的单调增区间为[kπ-π3,kπ+π6]，k ∈Z ； （2）0≤x≤π3，π6≤2x+π6≤5π6 ∴当2x+π6=π6或5π6，即x=0或π3时，f min （x ）=2×12=1，当2x+π6=π2，即x=π6时，f max （x ）=2×1=2； ∴函数f（x）在x∈[0，π3]上的值域是[1，2]． 【点睛】本题考查了正弦型函数的图象与性质的应用问题，是基础题． 20．已知f （x ）=mx+n x 2+1是定义在[-1，1]上的奇函数，且f （-14）=817． （1）求f （x ）的解析式；（2）用单调性的定义证明：f （x ）在[-1，1]上是减函数． 【答案】（1）f (x )=−2xx 2+1；（2）详见解析.【解析】（1）由奇函数的性质f(0)=0，即得n 值，又由f(−14)，解可得m 的值，将m 、n 的值代入f(x)的解析式，计算可得答案； （2）根据题意，由作差法证明即可得结论． 【详解】解：（1）根据题意，f （x ）=mx+n x 2+1是定义在[-1，1]上的奇函数，且f （-14）=817，则f （0）=n 1=0，即n =0，则f （x ）=mxx 2+1， 又由f （-14）=817，则f （-14）=−m 4116+1=817，解可得m =-2，则f （x ）=−2xx 2+1；（2）函数f （x ）在[-1，1]上为减函数， 证明：设-1≤x 1＜x 2≤1，f （x 1）-f （x 2）=−2x 1x 12+1-−2x 2x 22+1=2x 2x 22+1-2x1x 12+1=2×(x 1−x 2)(x 1x 2−1)(x 12+1)(x 22+1)，又由-1≤x 1＜x 2≤1，则（x 1-x 2）＜0，x 1-x 2-1＜0，（x 12+1）＞0，（x 22+1）＞0， 则f （x 1）-f （x 2）＞0，则函数f （x ）在[-1，1]上是减函数． 【点睛】本题考查函数的奇偶性单调性的性质以及应用，关键是求出函数的解析式，属于基础题．21．有一种候鸟每年都按一定的路线迁陟，飞往繁殖地产卵．科学家经过测量发现候鸟的飞行速度可以表示为函数301log lg 2100x v x =-，单位是min km ，其中x 表示候鸟每分钟耗氧量的单位数，0x 表示测量过程中候鸟每分钟的耗氧偏差．（参考数据：lg 20.30=， 1.23 3.74=，1.43 4.66=）（1）若02x =，候鸟每分钟的耗氧量为8100个单位时，它的飞行速度是多少min km ？（2）若05x =，候鸟停下休息时，它每分钟的耗氧量为多少个单位？ （3）若雄鸟的飞行速度为2.5min km ，雌鸟的飞行速度为1.5min km ，那么此时雄鸟每分钟的耗氧量是雌鸟每分钟的耗氧量的多少倍？【答案】（1）1.70/min km ；（2）466；（3）9【解析】试题分析：（1）直接代入求值即可，其中要注意对数的运算；（2）还是代入求值即可；（3）代入后得两个方程，此时我们不需要解出1x 、2x ，只要求出它们的比值即可，所以由对数的运算性质，让两式相减，就可求得129x x =．试题解析：（1）将02x =，8100x =代入函数式可得：31log 81lg 22lg 220.30 1.702v =-=-=-=故此时候鸟飞行速度为1.70/min km ． （2）将05x =，0v =代入函数式可得：310log lg52100x =-即3log 2lg52(1lg 2)20.70 1.40100x ==⋅-=⨯= 1.43 4.66100x∴==于是466x =．故候鸟停下休息时，它每分钟的耗氧量为466个单位． （3）设雄鸟每分钟的耗氧量为1x ，雌鸟每分钟的耗氧量为2x ，依题意可得：13023012.5log lg 210011.5log lg 2100x x x x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩两式相减可得：13211log 2x x =，于是129x x =．故此时雄鸟每分钟的耗氧量是雌鸟每分钟的耗氧量的9倍． 【考点】1．函数代入求值；2．解方程；3．对数运算． 22．已知函数f （x ）=-sin2x+mcosx-1，x ∈[−π3，2π3]．（1）若f （x ）的最小值为-4，求m 的值； （2）当m=2时，若对任意x1，x2∈[-π3，2π3]都有|f （x1）-f （x2）|≤2a −1恒成立，求实数a 的取值范围．【答案】（1）m =4.5或m =−3；（2）[2,+∞).【解析】（1）利用函数的公式化简后换元，转化为二次函数问题求解最小值，可得m 的值；（2）根据|f(x 1)−f(x 2)|⩽2a −14恒成立，转化为函数f(x)=|f(x 1)−f(x 2)|的最值问题求解； 【详解】解：（1）函数f （x ）=-sin 2x +m cos x -1=cos 2x +m cos x -2=（cos x +m2）2-2-m 24．当cos x =−m2时，则2+m 24=4，解得：m =±2√2那么cos x =±√2显然不成立． x ∈[−π3，2π3]．∴−12≤cos x ≤1． 令cos x =t ． ∴−12≤t ≤1．①当−12＞−m 2时，即m ＞1，f （x ）转化为g （t ）min =（−12+m2）2-2-m 24=-4解得：m =4.5，满足题意；②当1＜−m2时，即m ＜-2，f （x ）转化为g （t ）min =（1+m2）2-2-m 24=-4解得：m =-3，满足题意；故得f （x ）的最小值为-4，m 的值4.5或-3； （2）当m =2时，f （x ）=（cos x +1）2-3， 令cos x =t ． ∴−12≤t ≤1．∴f （x ）转化为h （t ）=（t +1）2-3，其对称轴t =-1，∴t ∈[−12，1]上是递增函数． h （t ）∈[−114，1]． 对任意x 1，x 2∈[-π3，2π3]都有|f （x 1）-f （x 2）|≤2a −14恒成立， |f （x 1）-f （x 2）|max =1−(−114)≤2a −14 可得：a ≥2．故得实数a 的取值范围是[2，+∞）． 【点睛】本题考查三角函数的有界性，二次函数的最值，考查转化思想以及计算能力，属于中档题．。