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jiajiao6767 )
华师大二附中 2022 学年第一学期期末考试试卷
高一数学
一、填空题(本题满分 40分,每题 4分,共 10题)
2
y
x1
1. 函数 的定义域是_________ .
【答案】
1,
【解析】
【详解】试题分析:函数满足x10,即函数定义域为
1,
考点:求函数定义域
2. 已知幂函数y f x 的图象过点 2, 2 ,则 f 3______.
【答案】 3
【解析】
【分析】先根据待定系数法求得函数y f x 的解析式,然后可得 f 3 的值.
【详解】由题意设y f x x,
∵函数y f x 的图象过点 2, 2 ,
1
∴
2 2 22
,
1
∴ ,
2
1
∴ f x x2 ,
1
∴ f 332 3.
故答案为 3.
【点睛】本题考查幂函数的定义及解析式,解题时注意用待定系数法求解函数的解析式,属于基础题.
3. 已知函数 f x x2 x1的两个零点分别为x,x ,则x2x x x 2 ___________.
1 2 1 2 1 2
【答案】1
【解析】
【分析】依题意方程x2 x10有两个不相等实数根x、x ,利用韦达定理计算可得;
1 2
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【详解】解:依题意令 f x0,即x2 x10,
所以方程x2 x10有两个不相等实数根x、x ,
1 2
所以x x 1,x x 1,
1 2 1 2
所以x2x x x 2 x x x x 111;
1 2 1 2 1 2 1 2
故答案为:1
4. 已知函数 f xax2 2x是奇函数,则实数a______.
【答案】0
【解析】
【分析】由奇函数定义入手得到关于变量的恒等式后,比较系数可得所求结果.
【详解】∵函数 f x 为奇函数,
∴ f xf x ,
即ax2 2xax2 2x,
整理得ax2 0在R上恒成立,
∴a0.
故答案为0.
【点睛】本题考查奇函数定义,解题时根据奇函数的定义得到恒等式是解题的关键.另外,取特殊值求解
也是解决此类问题的良好方法,属于基础题.
5. 若二次函数 f xax2 2a1x2在区间 ,4 上为严格减函数,则实数a的取值范围是________.
1
【答案】 0,
5
【解析】
a0
【分析】由题知 2(a1) ,再解不等式组即可得答案.
4
2a
【详解】解:因为二次函数 f xax2 2a1x2在区间 ,4 上为严格减函数,
a0 a 0
1
所以 2(a1) ,即 1,解得0a ,
4 0a 5
2a 5
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1
所以,实数a的取值范围是 0,
5
1
故答案为: 0,
5
6. 古代文人墨客与丹青手都善于在纸扇上题字题画,题字题画的部分多为扇环.已知某扇形的扇环如图所
示,其中外弧线的长为60cm,内弧线的长为20cm,连接外弧与内弧的两端的线段均为18cm,则该扇形
的中心角的弧度数为____________.
20
【答案】
9
【解析】
【分析】根据扇形弧长与扇形的中心角的弧度数为的关系,可求得OC 9cm,进而可得该扇形的中心
角的弧度数.
【详解】解:如图,
依题意可得弧AB的长为60cm,弧CD的长为20cm,设扇形的中心角的弧度数为
OA 60
则ABOA,CDOC,则 3,即OA3OC .
OC 20
CD 20
因为AC 18cm,所以OC 9cm,所以该扇形的中心角的弧度数 .
OC 9
20
故答案为: .
9
1
7. 已知函数 f(x) ax3 bx5,且 f(2)2,那么 f(2)=_________.
x3
【答案】-12
【解析】
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【分析】代入x2,x2,整体代换求值即可.
1 1
【详解】由题意, f(2) a(2)3 b(2)52,即 a23b27,
(2)3 23
1
故 f(2) a23 2b57512
23 ,
故答案为:-12
1 1
8. 已知函数 f x x 4 ,关于x的不等式 f xm2 m2在区间 ,3 上总有解,则实数m的
x 6
取值范围为________.
3 15 3 15
【答案】 ,
6 6
【解析】
【分析】由题知 f x m2 m2,进而根据对勾函数性质求解最值,解不等式即可.
max
1 1
【详解】解:当x
,3
时,y x 2,当且仅当x1时取得等号,
6 x
1 1 1 37
因为当x 时,y x 6 ;
6 x 6 6
1 1 10
当x3时,y x 3 ;
x 3 3
1 1 13
所以,根据对勾函数性质,当x
,3
时,y x 4
2,
,
6 x 6
1 1 13
所以,当x
,3
时, f x x 4
0,
,
6 x 6
1
因为关于x的不等式 f xm2 m2在区间
,3
上总有解,
6
13 3 15 3 15
所以,m2 m2 ,解得 m ,
6 6 6
3 15 3 15
所以,实数m的取值范围为 ,
6 6
3 15 3 15
故答案为: ,
6 6
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2 x ,x2
9. 已知函数 f(x) ,函数g(x)b f(2x),如果y f(x)g(x)恰好有两个零点,
x22
,x2
则实数b 的取值范围是________.
7
【答案】 (2,)
4
【解析】
【分析】求出函数y f(x)g(x)的表达式,构造函数h(x) f(x) f(2x),作出函数h(x)的图象,
利用数形结合进行求解即可.
【详解】
g(x)b f(2x),
y f(x)g(x) f(x)b f(2x),
由 f(x)b f(2x)0,
得b f(x) f(2x),
设h(x) f(x) f(2x),
若x0,则x0,2x≥2,
则h(x) f(x) f(2x)2xx2,
若0 x2,则2x0,02x2,
则h(x) f(x) f(2x)2x2 2x 2x22x2,
若x2,则x2,2x0,
则h(x) f(x) f(2x)(x2)2 2 2x x2 5x8,
x2 x2,x0
即h(x)2,0 x2 ,
x2 5x8,x2
作出h(x)的图象如图,
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1 7 7
当x0时,h(x)2xx2 (x )2 ,
2 4 4
5 7 7
当x2时,h(x) x2 5x8(x )2 ,
2 4 4
由图象知要使y f(x)g(x)有两个零点,即h(x)b有四个根,
7
则满足b 或b2,
4
7
故答案为: (2,)
4
【点睛】函数零点的求解与判断方法:
(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合
函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同
的值,就有几个不同的零点.
4 1
10. 设 f(x)=x-1,g(x) ,若存在x ,x ,,x [ ,4],使得 f(x ) f(x )
x 1 2 n 4 1 2
f(x )g(x ) g(x )g(x )g(x ) f(x )成立,则正整数n的最大值为________
n1 n 1 2 n1 n
【答案】6
【解析】
【分析】
1 65 1
由题设 f(x )g(x )3且x [ ,4]上有 f(x )g(x )[3, ],所以x ,x ,,x [ ,4],使得
n n n 4 n n 4 1 2 n 4
f(x )g(x )... f(x )g(x ) f(x )g(x )成立,只需[f(x )g(x )] 3(n1)即可,进
1 1 n1 n1 n n n n max
而求得正整数n的最大值.
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1
【详解】由题意知:x ,x ,,x [ ,4],使 f(x )g(x )... f(x )g(x ) f(x )g(x )成
1 2 n 4 1 1 n1 n1 n n
立,
4 4 1
而 f(x )g(x ) x 1 2 x 13当且仅当x 2[ ,4]时等号成立,
n n n x n x n 4
n n
1 65
∴ f(x )g(x )3(n1),而x [ ,4],即 f(x )g(x )[3, ],
n n n 4 n n 4
65 77
∴仅需3(n1) 成立即可,有n ,故正整数n的最大值为6.
4 12
故答案为:6.
【点睛】关键点点睛:结合基本不等式有 f(x )g(x )... f(x )g(x )3(n1),即
1 1 n1 n1
f(x )g(x )3(n1),应用对勾函数的性质求值域,并将存在性问题转化为函数闭区间内有解,只要
n n
[f(x )g(x )] 3(n1)即可求最值.
n n max
二、选择题(本题满分 16分,每题 4分,共 4题)
11. 已知a、b为实数,若:ab0,:a2 b 0,则是的( )
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】根据充分性和必要性的判断方法来判断即可.
【详解】当ab0时,若a1,b0,不能推出a2 b 0,不满足充分性;
当a2 b 0,则a =b=0,有ab0,满足必要性;
所以是的必要不充分条件.
故选:B.
1 19
12. 已知实数,a,b0,a19b1,则 的最小值为( )
a b
A 100 B. 300 C. 800 D. 400
.
【答案】D
【解析】
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19b 19a
【分析】应用“1”的代换,将目标式转化为362 ,再利用基本不等式求最小值即可,注意等
a b
号成立的条件.
【详解】由a,b0,a19b1,
1 19 1 19 19b 19a 19b 19a
∴ ( )(a19b)362 3622 400,当且仅当a b时等号成
a b a b a b a b
立.
1 19
∴ 的最小值为400.
a b
故选:D
13. 设函数 f x 的定义域为R ,对于下列命题:
①若存在常数M ,使得对任意xR,有 f xM ,则M 是函数 f x 的最小值;
②若函数 f x 有最小值,则存在唯一的x R,使得对任意xR,有 f x f x ;
0 0
③若函数 f x 有最小值,则至少存在一个x R,使得对任意xR,有 f x f x ;
0 0
④若 f x 是函数 f x 的最小值,则存在xR,使得 f x f x .
0 0
则下列为真命题的选项是( )
A. ①②都正确 B. ①③都错误 C. ③正确④错误 D. ②错误④正确
【答案】D
【解析】
【分析】根据函数最小值的定义依次判断各选项即可得答案.
【详解】解:对于①,M 不一定是函数 f x 的函数值,所以可能 f x 的最小值大于M ,故错误;
对于②,函数 f x 有最小值,则可能存在若干个x R,使得对任意xR,有 f x f x ,故错
0 0
误;
对于③,函数 f x 有最小值,则由最小值的定义,至少存在一个x R,使得对任意xR,有
0
f x f x ,故正确;
0
对于④,若 f x 是函数 f x 的最小值,则存在xR,使得 f x f x ,故错误;.
0 0
故真命题的选项是②错误④正确.
故选:D
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14. 设x,x 分别是函数 f x xax和gx xlog x1的零点(其中a 1),则x 9x 的取值
1 2 a 1 2
范围是( )
A.
6,
B.
6,
C.
10,
D.
10,
【答案】D
【解析】
【分析】
1 1
根据零点定义,可得x,x 分别是ax 和log x 的解.结合函数与方程的关系可知x,x 分别是函数
1 2 x a x 1 2
1
y 与函数y ax和函数ylog x交点的横坐标,所以可得0 x 1,x 1.而y ax与ylog x互为
x a 1 2 a
反函数,则由反函数定义可得 x x 1.再根据基本不等式,即可求得 x x 的最小值,将 x 9x 化为
1 2 1 2 1 2
x x 8x ,即可得解.
1 2 2
【详解】因为x,x 分别是函数 f x xax和gx xlog x1的零点
1 2 a
1 1
则x,x 分别是ax 和log x 的解
1 2 x a x
1
所以x,x 分别是函数y 与函数y ax和函数ylog x交点的横坐标
1 2 x a
1 1
所以交点分别为Ax , ,Bx ,
1 x 2 x
1 2
因为a 1
所以0 x 1,x 1
1 2
1
由于函数y 与函数y ax和函数ylog x都关于y x对称
x a
所以点A与点B关于y x对称
1 1
因为Ax , 关于y x对称的点坐标为 ,x
1 x x 1
1 1
1
所以x
1 x
2
即x x 1,且x x
1 2 1 2
所以x 9x
1 2
x x 8x
1 2 2
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2 x x 8x
1 2 2
28x ,由于x x ,所以不能取等号
2 1 2
因为 x 1
2
所以28x 2810
2
即x 9x 10,
1 2
故选:D
【点睛】本题考查了反函数的定义及性质综合应用,函数与方程的关系应用,基本不等式求最值,综合性强,属
于难题.
三、解答题(本题满分 44分,共 4题)
15. 已知sin2cos.
π
(1)求tan 的值;
4
2sin21
(2)求 的值.
sinπcos
【答案】(1)3
13
(2)
2
【解析】
【分析】(1)由题知tan2,再根据正切的和角公式求解即可;
(2)根据诱导公式,结合齐次式求解即可.
【小问1详解】
解:由sin2cos知tan2,
π tan1 21
所以tan
3,
4 1tan 12
【小问2详解】
解:由sin2cos知tan2;
2sin21 3sin2cos2 3tan21 13
所以 .
sinπcos sincos tan 2
16. 2020年初,新冠肺炎疫情袭击全国,对人民生命安全和生产生活造成严重影响.在党和政府强有力的
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抗疫领导下,我国控制住疫情后,一方面防止境外疫情输入,另一方面逐步复工复产,减轻经济下降对企
业和民众带来的损失.为降低疫情影响,某厂家拟在2020年举行某产品的促销活动,经调查测算,该产
k
品的年销售量(即该厂的年产量)x万件与年促销费用m万元(m0)满足x4 (k为常数),如果
m1
不搞促销活动,则该产品的年销售量只能是2万件.已知生产该产品的固定投入为8万元,每生产一万件
该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(此处每件产品
816x
年平均成本按 元来计算)
x
(1)将2020年该产品的利润y万元表示为年促销费用m万元的函数;
(2)该厂家2020年的促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大?最大利润是多少?
16
【答案】(1)y 36 m(m0)
m1
(2)该厂家2020年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大为29万元
【解析】
【分析】(1)根据题意列方程即可.
16 16
(2)根据基本不等式,可求出 (m1)的最小值,从而可求出36 m的最大值.
m1 m1
【小问1详解】
由题意知,当m0时,x2(万件),
2
则24k,解得k 2,∴x4 .
m1
816x
所以每件产品的销售价格为1.5 (元),
x
816x 16
∴2020年的利润y 1.5x 816xm36 m(m0).
x m1
【小问2详解】
∵当m0时,m10,
16
∴ (m1)2 16 8,
m1
16
当且仅当 (m1)即m3时等号成立.
m1
∴y83729,
即m3万元时, y 29(万元).
max
故该厂家2020年的促销费用投入3万元时,厂家的利润最大为29万元.
17. 已知函数 f(x)log (2x3)1(a0,a1).
a
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(1)当a2时,求不等式 f(x)3的解集;
(2)当a10时,设g(x) f(x)1,且g(3)m,g(4)n,求log 45(用m,n表示);
6
(3)在(2)的条件下,是否存在正整数k,使得不等式2g(x1)lg(kx2)在区间 3,5 上有解,若存
在,求出k的最大值,若不存在,请说明理由.
3 7 2mn
【答案】(1) , ;(2) ;(3)存在,3.
2 2 mn1
【解析】
【分析】(1)a2时,不等式即log (2x3)2,解不等式可得结果;
2
(2)依题意得mlg3,nlg5,进而由换底公式和对数的运算性质可得结果;
2x12 2x12
(3)依题意得k 在区间 3,5 上有解; 令hx ,x3,5,则k hx ,因此
x2 x2 max
求得h(x)的最大值即可求得结果.
【详解】(1)当a2时, f xlog 2x313
2
3 7
故02x34 ,所以不等式 f(x)3的解集为 , ;
2 2
(2)当a10时,gx f x1lg2x3 ,
m g3lg3,n g4lg5,
lg45 lg9lg5 2mn
log 45 .
6 lg6 lg3lg2 mn1
(3)在(2)的条件下,不等式2gx1lg kx2 化为lg2x12 lg kx2 ,
2x12 2x12
即k 在区间 3,5 上有解. 令hx ,x3,5,则k hx ,
x2 x2 max
2x12 1 2 1 1 1
hx 2 , , ,
x2 x x 5 3
81
k hx h5 ,又k是正整数,故k的最大值为3.
max 25
1
18. 若函数 f x 对定义域内的任意x都满足 f x f ,则称 f x 具有性质M .
x
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1
(1)判断 f x x 是否具有性质M,并证明 f x 在 0,1 上是严格减函数;
x
(2)已知函数gx lnx ,点A(1,0),直线y tt 0 与gx 的图象相交于B、C两点(B在左
边),验证函数gx 具有性质M 并证明 AB AC ;
1
(3)已知函数hx x ,是否存在正数m,n,k,当hx 的定义域为 m,n 时,其值域为
x
km,kn
,若存在,求k的范围,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)具有,证明见解析;
(2)证明见解析; (3)不存在,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)根据具有性质M 的定义判断即可,结合单调性的定义证明即可;
(2)根据具有性质M 的定义判断即可,再根据|lnx|t得x et,x et,进而根据两点间的距离公式
B C
作差法比较即可;
(3)根据题意,分0mn1或1mn,结合函数单调性讨论求解即可.
【小问1详解】
1 1 1 1
f x f x
解:因为 x x 1 x ,所以函数 f x 具有性质M ,
x
任取0