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雅礼教育集团 2025 年下学期期中考试试卷
高一数学
时量:120分钟 分值150分
命题人:李云皇 审题人:彭熹、汤芳
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. 设集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据交集的概念求解出结果.
【详解】因为 , ,所以 .
.
故选:D
2. 命题“ ”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据存在量词命题的否定求解.
【详解】根据存在量词命题的否定可得,
的否定为 ,
故选:C
3. 将 化成分数指数幂的形式是( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】
【分析】由根式与分数指数幂的转换公式即可求解.
【详解】 .
故选:A.
4. 已知函数 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由分段函数定义域范围直接代入计算即可;
【详解】由题意可得,当 时, ,
当 时, ,
所以 .
故选:B.
5. 已知 函数 是奇函数,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】C
【解析】
【分析】根据奇函数的定义求出 即可判断.
【详解】 是奇函数,
等价于 ,即 ,
故 是 的充要条件.
故选:C
6. 若函数 的值域是 ,则 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】通过函数解析式分析每个分段的值域,因为 , 值域为 ,所以
, 的值域应包含 ,所以判断出函数的单调性和 范围,从而求出实数
的取值范围.
【详解】当 时, ,其开口向上,对称轴为 ,值域为 ,
由函数 的值域是 ,
则当 时, 的值域应包含 ,所以 为减函数,
所以 ,解得 ,故 的取值范围是 .
故选:C
7. 为了保护水资源,提倡节约用水,某城市对居民生活用水实行“阶梯水价”.计费方法如表:
每户每月用水量 水价
不超过12m3的部分 3元/m3
超过12m3但不超过18m3的部分 6元/m3
超过18m3的部分 9元/m3
若某户居民本月交纳的水费为66元,则此户居民本月用水量为( )
A. 17m3 B. 18m3 C. 19m3 D. 20m3
【答案】A
【解析】
【分析】根据收费标准,求出y关于x的分段函数,由水费的值,判断出用水量的范围,求出x的值,即
可求解.
【详解】设用水量为xm3,水费为y元,
当0≤x≤12时,y=3x,当12<x≤18时,y=12×3+(x﹣12)×6=6x﹣36,值域为
当x>18时,y=12×3+6×6+(x﹣18)×9=9x﹣90,
∵12<x≤18,
∴令6x﹣36=66,解得x=17,
故此用户居民本月用水量为17m3.
故选:A.
8. 已知函数 的图象过原点,且无限接近于直线 但又不与该直线相交,当 时,
函数 有( )
A. 最小值 B. 最大值 C. 最小值 D. 最大值
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数图象的性质得 ,进而有 时 ,结合基本不等式
求最值即可.
【详解】由题设 ,且 ,则 ,
所以 ,则 时, ,
所以 ,令 ,则 ,
当且仅当 时取等号,故 最大值为 .
故选:B
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项是
符合题目要求的.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 下列说法正确的是( )
A. 若幂函数 过点 ,则B. 函数 表示幂函数
C. 若幂函数 在 单调递增,则
D. 幂函数的图象都过点 和
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,利用待定系数法求解判断,对于B,根据幂函数的定义分析判断,对于C,根据幂函数
的性质分析判断,对于D,举例判断即可.
【详解】对于A,设幂函数为 ,则 ,所以 ,所以A正确,
对于B,因为 的系数为2,所以函数 不是幂函数,所以B错误,
对于C,因为幂函数 在 单调递增,
所以 ,解得 ,所以C正确,
对于D,因为幂函数 的图象不过 ,所以D错误.
故选:AC
10. 下列命题中的真命题有( )
A. 当 时, 的最小值是3
B. 的最小值是2
C. 当 时, 的最大值是5
D. 对正实数x,y,若 ,则 的最大值为3
【答案】AC
【解析】
【分析】对A:将目标式进行配凑,再利用基本不等式即可求解;对B:令 ,构造对勾函数,利用对勾函数的单调性即可求得结果;
对C:直接利用基本不等式即可求得结果;
对D:取特殊值,即可判断正误.
【详解】对A:当 时, ,
当且仅当 ,即 时取得等号,故A正确;
对B: ,
令 ,则 ,令 ,
又 在 上单调递增,故 ,
故 的最小值为 ,也即 的最小值为 ,故B错误;
对C: ,当且仅当 ,即 时取得等号;
故当 时, 的最大值是 ,故C正确;
对D:因为 ,且 ,显然 满足题意,
此时有 ,故D错误.
故选:AC.
11. 非空数集 ,同时满足如下两个性质:(1)若 ,则 ;(2)若 ,则 .
称A为一个“封闭集”,以下说法正确的是( )为
A. 若A 一个“封闭集”,则
B. 若A为一个“封闭集”,且 ,则
C. 若 都是“封闭集”,则 是“封闭集”的充要条件是 或
D. 若 都是“封闭集”,则 是“封闭集”的充要条件是 或
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于AB,由“封闭集”的定义可得正确;对于C,举出反例;D选项,先证明充分性,再利用反
证法证明必要性成立,得到D正确.
【详解】对于A,因为A为一个“封闭集”,所以由定义可知若 ,则 ,那么 ,
A正确.
对于B,因为A为一个“封闭集”, ,所以 ,所以 ,B正确.
对于C,不妨取“封闭集” ,
则 也是“封闭集”,显然 或 不成立,C错误.
对于D,充分性: 都是“封闭集”,
若 或 ,则 或 ,则 是“封闭集”.
必要性:若 是“封闭集”,令 ,
假设 或 不成立,则存在 ,同时 ,
因为 是“封闭集”,所以 ,
分两类情况讨论,若 ,又当 时, ,所以 ,这与假设矛盾,
若 ,又当 时, ,所以 ,这与假设矛盾,
故假设不成立,原结论 是“封闭集”,则 或 成立,即必要性成立.D正确.
故选:ABD.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 函数 (常数 且 )图象恒过定点P,则P的坐标为__.
【答案】
【解析】
【分析】根据指数的运算性质进行求解即可.
【详解】当 时, ,所以P的坐标为 ,
故答案为:
13. 已知 ,则 ___________.
【答案】3
【解析】
【分析】 两边平方后,求出答案.
【详解】因为 ,所以 ,即 .
故答案为:3
14. 若存在实数 ,使得对任意的 ,都有 成立,则实数 的取值范围为
__________.
【答案】
【解析】【分析】去掉绝对值,先把不等式转化成 ,根据 的存在性和 的
任意性,进一步将问题转化成 ,根据 ,分 、 两种情
况讨论即可.
【详解】由题意知存在实数 ,使得对任意的 ,都有 ,
即 ,
即 成立,
设 , ,
则题意等价于存在实数 ,使得 ,所以 ,
即 ,
当 时, 显然在 上单调递增,
则 ,解得 ,所以 ;
当 时,
根据对勾函数的性质, 在 上单调递减,在 上单调递增,
(ⅰ)当 时, 在 上单调递增,
, ,由 ,解得 ,所以 .
(ⅱ)当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
, .
因为 ,所以 ,
解得 ,所以 .
(ⅲ)当 时, 在 上单调递减,
, .
由 ,解得 ,与 矛盾.
综上所述,实数 的取值范围为 .
故答案为:
四、解答题(共77分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知函数 .
(1)函数单调性的定义证明:函数 在 上单调递增;
(2)求函数 在区间 上的最大值和最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)最大值为1,最小值为 .【解析】
【分析】(1)任取 ,且 ,然后化简变形 ,判断符号,从而可得结
论;
(2)由(1)知 在区间 上单调递增,从而利用其单调性可求出其最值.
【小问1详解】
证明:任取 ,且 ,
则
因为 , ,所以 , , ,
所以 ,即 ,
在
所以 上单调递增.
【小问2详解】
由(1)知 在区间 上单调递增,
所以 , ,
所以函数 在区间 上的最大值为1,最小值为 .
16. 已知集合 ,集合 .
(1)当 时,求 ;
(2)若 是 的充分条件,求 的取值范围.
【答案】(1) 或 .
(2) .
【解析】【分析】(1)先求出 ,再利用交集的定义可求出 ;
(2)由题意得 ,然后列不等式组可求得答案.
【小问1详解】
当 时, ,
所以 或 ,
因为 ,
故 或 .
【小问2详解】
因为 是 的充分条件,所以
所以 ,
解得 ,
所以 的取值范围为 .
.
17 已知函数 .
(1)若不等式 的解集为 ,求实数 的值;
(2)当 时,求不等式 的解集.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【解析】
【分析】(1)由题意可知 的两根为 和 ,然后利用根与系数的关系可求得结果;(2)当 时可得 ,当 时, ,然后分 和 两种情况结合
一元二次不等式的解法可求得结果.
【小问1详解】
由题意可知 的两根为 和 ,
所以由根与系数的关系得 ,
解得 .
【小问2详解】
当 时,则 ,解得 ;
当 时, ,
当 时,则 ,解得 或 ;
当 时,则 ,
当 时,即 ,解 ,得 ;
当 时,即 ,解 ,得 ;
当 时,即 ,解 ,得 .
综上所述,当 时,不等式 的解集为 ;当 时,不等式 的解集为 ;
当 时,不等式 的解集为 ;
当 时,不等式 的解集为 ;
当 时,不等式 的解集为 .
18. 某企业原来生产某种产品 (万件)可获利 (万元),且满足 .
现该企业计划引进新的生产设备和新的产品方案优化产品,优化后的产品的其他成本总投入为
万元.由市场调研分析得知,当前产品供不应求.记该企业优化后的产品的利润为 (单位:万元).
(1)求函数 的解析式;
(2)当优化后的产品产量为多少万件时,该企业的利润 最大?最大利润是多少?请说明理由.
【答案】(1)
(2)生产3万件产品时利润最大,最大利润为390万元
【解析】
【分析】(1)根据题意直接写出解析式;
(2)当 时,利用二次函数性质求最值,当 时,利用基本不等式求最值,综合两段函数
求最值.
【小问1详解】由题意得,
【小问2详解】
当 , ,
故当 时, 取最大值, ;
当 时, ,
当且仅当 ,即 时, 为最大值.
因此,优化后产品产量为3万件时,企业获最大利润 万元
19. 若函数 与 满足:对任意的 ,总存在唯一的 ,使 成立,则
称 是 在区间 上的“ 阶伴随函数”;对任意的 ,总存在唯一的 ,使
成立,则称 是区间 上的“ 阶自伴函数”.
(1)判断 是否为区间 上的“2阶自伴函数”?并说明理由:
(2)若函数 为区间 上的“1阶自伴函数”,求 的值;
(3)若 是 在区间 上的“2阶伴随函数”,求实数 的取值范围.
【答案】(1)不是,理由见解析;
(2)1; (3) .
【解析】【分析】(1)根据给定的定义,取 ,判断 在 没有实数解,即可得解.
(2)根据给定的定义,当 时,用 表示 并判断单调性,求出值域,借助集合的包含关系求
解即得.
(3)根据给定的定义,函数 在区间 , 上的值域包含函数 在区间 , 上的值域,再结合二
次函数的性质,分类讨论即可求解.
【小问1详解】
假定函数 是区间 上的“2阶自伴函数”,
取 , ,由 ,得 ,显然此方程无实数解,
所以函数 不是区间 上的“2阶自伴函数”.
【小问2详解】
函数 为区间 上的“1阶自伴函数”,
则对任意 ,总存在唯一的 ,使得 ,
即 ,整理得 ,显然函数 在 上单调递减,
且当 时, ,当 时, ,
因此对 内的每一个 ,在 内有唯一 值与之对应,而 ,
于是 ,则有 ,解得 ,即 ,
所以 的值是1.【小问3详解】
由函数 在 上单调递减,得函数 的值域为 ,
由函数 是 在区间 上的“2阶伴随函数”,
得对任意的 ,总存在唯一的 时,使得 成立,
于是 ,则 在区间上 的值域必定包含区间 ,
且 的值域在 对应的自变量是唯一的,而函数 图象开口向上,对称轴为
,
显然 , ,
①当 时, 在 上单调递增,则 ,
即 ,解得 ;
②当 时, 在 上单调递减,则 ,
即 ,解得 ;
③当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,则 ,
即 ,解得 ;④当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,则 ,
即 ,解得 ,
的
所以a 取值范围是 .
【点睛】思路点睛:本题首先要理解“m阶自伴函数”或“m阶伴随函数”的意义,然后根据每一小问函
数的类型设计出解决问题的思路,对于第三问,存在对称轴问题,需要仔细分类讨论,特别是当
时,要考虑对称轴在 区间时,二次函数的图像的形状,以此来建立不等式求出a的范围.