2015-2016学年上海市浦东新区高一(下)学期期末数学试卷 (解析版)
- 格式:doc
- 大小:56.59 KB
- 文档页数:10
2015-2016学年上海市浦东新区高一第二学期期末数学试卷一、填空题:本大题共12小题,满分36分. 1.函数y =1﹣cos2x 的最小正周期是 . 2.函数f(x)=1x−2的反函数为f ﹣1(x )= . 3.若sin x =−13,x ∈(−π2,0),则x = .(结果用反三角函数表示)4.方程2sin 23x =1的解集是 .5.函数y =2sin x ﹣cos x 的最大值为 .6.f(x)={2e x−1,x <2log 3(x 2−1),x ≥2.则f (f (2))的值为 .7.△ABC 中,若面积S =a 2+b 2−c 24√3,则角C = .8.在△ABC 中,若AB =3,∠ABC =75°,∠ACB =60°,则BC 等于 . 9.函数y =sin x 2+cos x2的单调递增区间为 .10.若f (x )=sin π3x ,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2016)= .11.已知cos (π4−a )=1213,π4−a 是第一象限角,则sin(π2−2a)sin(π4+a)的值是: . 12.若函数f (x )=cos x +|sin x |(x ∈[0,2π])的图象与直线y =k 有且仅有四个不同的交点,则k 的取值范围是 .二、选择题(本大题共12分,共4小题)13.在△ABC 中,sin A •sin B <cos A •cos B ,则这个三角形的形状是( ) A .锐角三角形B .钝角三角形C .直角三角形D .等腰三角形14.已知函数y =log a (2﹣ax )在(﹣1,1)上是x 的减函数,则a 的取值范围是( ) A .(0,2)B .(1,2)C .(1,2]D .[2,+∞)15.将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平行移动π10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),所得图象的函数解析式是( ) A .y =sin (2x −π10) B .y =sin (2x −π5) C .y =sin (12x −π10) D .y =sin (12x −π20)16.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间(π2,π)上为减函数的是( )A .y =cos 2xB .y =2|sin x |C .y =(13)cosxD .y =﹣cot x三、解答题:本题共5小题,满分52分.17.一扇形的周长为20cm ,当扇形的圆心角α等于多少时,这个扇形的面积最大?最大面积是多少? 18.解下列方程: (1)9x ﹣4•3x +3=0;(2)log 3(x 2﹣10)=1+log 3x . 19.已知0<α<π2,sin α=45(1)求sin 2α+sin2αcos 2α+cos2α的值;(2)求tan (α−5π4)的值.20.已知函数f (x )=2cos2x +sin 2x ﹣4cos x . (Ⅰ)求f(π3)的值;(Ⅱ)求f (x )的最大值和最小值. 21.设函数F (x )={f(x),f(x)≥g(x)g(x),f(x)<g(x),其中f (x )=log 2(x 2+1),g (x )=log 2(|x |+7).(1)在实数集R 上用分段函数形式写出函数F (x )的解析式; (2)求函数F (x )的最小值.2015-2016学年上海市浦东新区高一第二学期期末数学试卷参考答案一、填空题:本大题共12小题,满分36分. 1.函数y =1﹣cos2x 的最小正周期是 π .【分析】利用y =A cos (ωx +φ)的周期等于 T =2πω,得出结论.解:函数y =1﹣cos2x 的最小正周期是2π2=π,故答案为:π. 2.函数f(x)=1x−2的反函数为f ﹣1(x )= 1+2x x,(x ≠0) . 【分析】直接利用函数的表达式,解出用y 表示x 的式子,即可得到答案. 解:设y =1x−2,可得xy ﹣2y =1, ∴xy =1+2y ,可得x =1+2y y ,将x 、y 互换得f −1(x)=1+2x x. ∵原函数的值域为y ∈{y |y ≠0}, ∴f −1(x)=1+2xx ,(x ≠0) 故答案为:1+2x x ,(x ≠0)3.若sin x =−13,x ∈(−π2,0),则x = ﹣arcsin 13.(结果用反三角函数表示)【分析】由条件利用反正弦函数的定义和性质,求得x 的值. 解:∵sin x =−13,x ∈(−π2,0),则x =arcsin (−13)=﹣arcsin 13,故答案为:﹣arcsin 13.4.方程2sin 23x =1的解集是 {x |x =3k π+π4或x =3k π+5π4,k ∈Z } .【分析】根据正弦函数的图象,解三角方程求得x 的值.解:由方程2sin 23x =1,可得方程sin 23x =12,∴23x =2k π+π6 或23x =2k π+5π6,k ∈Z ,求得x =3k π+π4 或x =3k π+5π4,k ∈Z , 故答案为:{x |x =3k π+π4 或x =3k π+5π4,k ∈Z }.5.函数y =2sin x ﹣cos x 的最大值为 √5 .【分析】利用辅角公式对函数解析式化简整理,利用正弦函数的性质求得其最大值. 解:y =2sin x ﹣cos x =√5sin (x +φ)≤√5 故答案为:√56.f(x)={2e x−1,x <2log 3(x 2−1),x ≥2.则f (f (2))的值为 2 .【分析】本题是一个分段函数,且是一个复合函数求值型的,故求解本题应先求内层的f (2),再以之作为外层的函数值求复合函数的函数值,求解过程中应注意自变量的范围选择相应的解析式求值. 解:由题意,自变量为2,故内层函数f (2)=log 3(22﹣1)=1<2, 故有f (1)=2×e 1﹣1=2,即f (f (2))=f (1)=2×e 1﹣1=2, 故答案为 27.△ABC 中,若面积S =a 2+b 2−c 243,则角C = π6 .【分析】由余弦定理易得a 2+b 2﹣c 2=2ab cos C ,结合三角形面积S =12absinc 及已知中S =22243,我们可以求出tan C ,进而得到角C 的大小.解:由余弦定理得:a 2+b 2﹣c 2=2ab cos C又∵△ABC 的面积S =22243=43=12absinc ,∴cos C =√3sin C∴tan C =√33又∵C 为三角形ABC 的内角 ∴C =π6 故答案为:π68.在△ABC 中,若AB =3,∠ABC =75°,∠ACB =60°,则BC 等于 √6 . 【分析】根据三角形内角和求得∠BAC ,进而根据正弦定理求得BC . 解:根据三角形内角和定理知∠BAC =180°﹣75°﹣60°=45°. 根据正弦定理得BC sin∠BAC=AB sin∠ACB,即BCsin45°=3sin60°,∴BC =3sin45°sin60°=√2232=√6. 故答案为:√69.函数y =sin x2+cos x2的单调递增区间为 [4kπ−32π,4kπ+π2](k ∈Z) .【分析】先利用辅助角公式对函数化简y =sin x2+cos x2=√2sin(x2+π4),由−π2+2kπ≤x2+π4≤π2+2kπ,k ∈Z 可求 解:函数y =sin x 2+cos x 2=√2sin(x 2+π4) 由−π2+2kπ≤x2+π4≤π2+2kπ,k ∈Z 可得4kπ−3π2≤x ≤4kπ+π2,k ∈Z 所以函数的单调递增区间为[4kπ−3π2,4kπ+π2],k ∈Z 故答案为:[4kπ−3π2,4kπ+π2],k ∈Z10.若f (x )=sin π3x ,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2016)= 0 .【分析】易知f (x )=sin π3x 的周期为6,从而化简求得.解:∵f (x )=sin π3x 的周期为6,且f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+f (5)+f (6) =sin π3+sin2π3+sin π+sin4π3+sin5π3+sin2π=0,又∵2016÷6=336,∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2016)=0, 故答案为:0.11.已知cos (π4−a )=1213,π4−a 是第一象限角,则sin(π2−2a)sin(π4+a)的值是:1013.【分析】先求出sin (π4−a ),再利用诱导公式和倍角公式进行化简 解:由于π4−a 是第一象限角,∴sin (π4−a )=513,∴sin(π2−2a)sin(π4+a)=sin2(π4−a)cos(π4−a)=2sin (π4−a )=1013. 12.若函数f (x )=cos x +|sin x |(x ∈[0,2π])的图象与直线y =k 有且仅有四个不同的交点,则k 的取值范围是 1≤k <√2 .【分析】根据x 的范围分两种情况,利用绝对值的代数意义化简|sin x |,然后利用两角和与差的正弦函数公式及特殊角的三角函数值把函数解析式化为一个角的正弦函数,根据x 的范围分别求出正弦对应角的范围,画出相应的图象,根据题意并且结合正弦图象可得出k 的范围.解:当x ∈[0,π]时,|sin x |=sin x , 所以y =sin x +cos x =√2sin (x +π4), 当x ∈(π,2π)时,|sin x |=﹣sin x , 所以y =﹣sin x +cos x =√2sin (π4−x ),根据解析式画出分段函数图象,分析可得k 的范围为:1≤k <√2. 故答案为:1≤k <√2.二、选择题(本大题共12分,共4小题)13.在△ABC 中,sin A •sin B <cos A •cos B ,则这个三角形的形状是( ) A .锐角三角形B .钝角三角形C .直角三角形D .等腰三角形【分析】对不等式变形,利用两角和的余弦函数,求出A +B 的范围,即可判断三角形的形状.解:因为在△ABC 中,sin A •sin B <cos A •cos B ,所以cos (A +B )>0, 所以A +B ∈(0,π2),C >π2,所以三角形是钝角三角形. 故选:B .14.已知函数y =log a (2﹣ax )在(﹣1,1)上是x 的减函数,则a 的取值范围是( ) A .(0,2)B .(1,2)C .(1,2]D .[2,+∞)【分析】复合函数由t =2﹣ax ,y =log a t 复合而成.再分别分析两个简单函数的单调性,根据复合函数法则判断.解:原函数是由简单函数t =2﹣ax 和y =log a t 共同复合而成. ∵a >0,∴t =2﹣ax 为定义域上减函数, 而由复合函数法则和题意得到, y =log a t 在定义域上为增函数,∴a >1又函数t =2﹣ax >0在(﹣1,1)上恒成立,则2﹣a ≥0即可. ∴a ≤2. 综上,1<a ≤2, 故选:C .15.将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平行移动π10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),所得图象的函数解析式是( ) A .y =sin (2x −π10) B .y =sin (2x −π5) C .y =sin (12x −π10)D .y =sin (12x −π20)【分析】先根据左加右减进行左右平移,然后根据横坐标伸长到原来的2倍时w 变为原来的12倍进行横向变换.解:将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平行移动π10个单位长度,所得函数图象的解析式为y =sin (x −π10)再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是y =sin (12x −π10). 故选:C .16.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间(π2,π)上为减函数的是( )A .y =cos 2xB .y =2|sin x |C .y =(13)cosxD .y =﹣cot x【分析】分别求出四个选项中函数的周期,排除选项后,再通过函数的单调减区间找出正确选项即可.解:由题意考察选项,C 的周期不是π,所以C 不正确;由于Ay =cos 2x 在区间(π2,π)上为增函数,选项A 不正确;y =2|sin x |以π为最小正周期,且在区间(π2,π)上为减函数,正确;y =﹣cot x 且在区间(π2,π)上为增函数,D 错误;故选:B .三、解答题:本题共5小题,满分52分.17.一扇形的周长为20cm ,当扇形的圆心角α等于多少时,这个扇形的面积最大?最大面积是多少?【分析】设扇形的半径为r ,弧长为l ,利用周长关系,表示出扇形的面积,利用二次函数求出面积的最大值,以及圆心角的大小. 解:设扇形的半径为r ,弧长为l ,则 l +2r =20,即l =20﹣2r (0<r <10). 扇形的面积S =12lr ,将上式代入,得S =12(20﹣2r )r =﹣r 2+10r =﹣(r ﹣5)2+25, 所以当且仅当r =5时,S 有最大值25, 此时l =20﹣2×5=10, 可得:α=l r=2rad .所以当α=2rad 时,扇形的面积取最大值,最大值为25cm 2. 18.解下列方程: (1)9x ﹣4•3x +3=0;(2)log 3(x 2﹣10)=1+log 3x .【分析】(1)由9x ﹣4•3x +3=0,得到(3x ﹣1)(3x ﹣3)=0,解得即可, (2)由已知得到{x 2−10=3x x 2−10>0x >0,解得即可.解:(1)∵9x ﹣4•3x +3=0, ∴(3x ﹣1)(3x ﹣3)=0, ∴3x =1或3x =3, ∴x =0或x =1,(2)log 3(x 2﹣10)=1+log 3x =log 33x ,∴{x 2−10=3x x 2−10>0x >0,解得x =5.19.已知0<α<π2,sin α=45(1)求sin 2α+sin2αcos 2α+cos2α的值;(2)求tan (α−5π4)的值.【分析】(1)利用平方关系和倍角公式即可得出; (2)利用商数关系和两角差的正切公式即可得出.解:(1)∵0<a <π2,sin α=45,∴cosα=2α=35. ∴sin 2α+sin2αcos 2α+cos2α=sin 2α+2sinαcosαcos 2α+2cos 2α−1=(45)2+2×45×353×(35)2−1=20;(2)由(1)可知:tanα=sinαcosα=43. ∴tan (α−5π4)=tan(α−π4)=tanα−tan π41+tanαα⋅tan π4=43−11+43×1=17. 20.已知函数f (x )=2cos2x +sin 2x ﹣4cos x . (Ⅰ)求f(π3)的值;(Ⅱ)求f (x )的最大值和最小值.【分析】(Ⅰ)把x =π3代入到f (x )中,利用特殊角的三角函数值求出即可;(Ⅱ)利用同角三角函数间的基本关系把sin 2x 变为1﹣cos 2x ,然后利用二倍角的余弦函数公式把cos2x 变为2cos 2x ﹣1,得到f (x )是关于cos x 的二次函数,利用配方法把f (x )变成二次函数的顶点式,根据cos x 的值域,利用二次函数求最值的方法求出f (x )的最大值和最小值即可. 解:(Ⅰ)f(π3)=2cos2π3+sin 2π3−4cos π3=−1+34−2=−94; (Ⅱ)f (x )=2(2cos 2x ﹣1)+(1﹣cos 2x )﹣4cos x =3cos 2x ﹣4cos x ﹣1=3(cosx −23)2−73,x ∈R , 因为cos x ∈[﹣1,1],所以当cos x =﹣1时,f (x )取最大值6;当cosx =23时,取最小值−73.21.设函数F (x )={f(x),f(x)≥g(x)g(x),f(x)<g(x),其中f (x )=log 2(x 2+1),g (x )=log 2(|x |+7).(1)在实数集R 上用分段函数形式写出函数F (x )的解析式; (2)求函数F (x )的最小值.【分析】(1)令log 2(x 2+1)≥log 2(|x |+7),解得:x 的取值范围,再结合F (x )的意义用分段函数形式写出函数F (x )的解析式即可;(2)先分情况讨论函数的单调性:当x ≥3或x ≤﹣3时;当﹣3<x <3,分别求出F (x )的最小值,最后综合得出x ∈R 时,F (x )min =log 27.或利用F (x )的奇偶性,只需要考虑x ≥0的情形,只须分两种情形讨论:当0≤x <3,当x ≥3时,分别求得F (x )的最小值即得.解:(1)F (x )={log 2(x 2+1),log 2(x 2+1)≥log 2(|x|+7)log 2(|x|+7),log 2(x 2+1)<log 2(|x|+7),(1分) 令log 2(x 2+1)≥log 2(|x |+7),得x 2﹣|x |﹣6≥0,解得:x ≤﹣3或x ≥3,∴F (x )={log 2(x 2+1),x ≥3或x ≤−3log 2(|x|+7),−3<x <3.(写出F(x)={log 2(x 2+1),x 2+1≥|x|+7log 2(|x|+7),x 2+1<|x|+74分)(2)当x ≥3或x ≤﹣3时,F (x )=log 2(x 2+1),设u =x 2+1≥10,y =log 2u 在[10,+∞)上递增,所以F (x )min =log 210;(说明:设元及单调性省略不扣分) 同理,当﹣3<x <3,F (x )min =log 27; 又log 27<log 210∴x ∈R 时,F (x )min =log 27.或解:因为F (x )是偶函数,所以只需要考虑x ≥0的情形, 当0≤x <3,F (x )=log 2(x 2+7),当x =0时,F (x )min =log 27;当x ≥3时,F (x )=log 2(x 2+1),当x =3时,F (x )min =log 210;∴x ∈R 时,F (x )min=log 27.。