2019-2020学年江苏省连云港市东海县高一上学期期中数学试题(解析版)
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2019-2020学年江苏省连云港市东海县高一上学期期中数学试题一、单选题1.设集合{}1,2,3,4U =,{}2,3M =,则U M =ð( ) A .{}1,4 B .{}1,3C .{}2,3D .{}3,4【答案】A【解析】根据补集的定义可得出集合U M ð. 【详解】集合{}1,2,3,4U =,{}2,3M =,则{}1,4U M =ð. 故选:A . 【点睛】本题考查补集的计算,熟悉补集的定义是解题的关键,考查计算能力,属于基础题. 2.集合{}0,2,3A =,满足{}0M A ⊆⊆的集合M 共有( ) A .3个 B .4个C .6个D .8个【答案】B【解析】列举出符合条件的集合M 即可. 【详解】根据题意{}{}00,2,3M ⊆⊆,满足题意的集合M 为{}0、{}0,2、{}0,3、{}0,2,3,共4个. 故选:B . 【点睛】本题考查利用集合的包含关系求集合个数,只需列举出符合条件的集合即可,考查分析问题和解决问题的能力,属于基础题. 3.函数()1f x x=的单调减区间是( ) A .()0,∞+B .(),0-∞C .()(),00,-∞⋃+∞D .(),0-∞和()0,∞+【答案】D【解析】根据反比例函数的单调性可得出结论. 【详解】根据题意,函数()1f x x=的定义域为{}0x x ≠, 由反比例函数的单调性可知,函数()1f x x =在区间(),0-∞和()0,∞+上都是减函数,但在定义域上不单调,因此,函数()1f x x=的单调递减区间为(),0-∞和()0,∞+.故选:D. 【点睛】本题考查函数单调区间的求解,熟悉反比例函数的单调性是解题的关键,属于基础题. 4.函数f (x )=2+a x -1(a >0,且a ≠1)恒过定点( ) A .()0,1 B .()1,2C .()1,3D .()0,2【答案】C【解析】令幂指数等于零,求得x 、y 的值,可得函数图象经过的定点坐标. 【详解】解:对于函数f (x )=2+a x-1(a >0,且a≠1),令x-1=0,求得x=1,y=3, 可得函数图象恒过定点(1,3), 故选:C . 【点睛】本题考查函数图象过定点问题,属于基础题.5.将函数()ln f x x =图象上所有的点向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度,所得图象的函数解析式()g x =( ) A .()ln 12x ++ B .()ln 12x --C .()ln 12x +-D .()ln 12x -+【答案】D【解析】根据平移规律可得出函数()y g x =的解析式. 【详解】函数()ln f x x =图象上所有的点向右平移1个单位长度,得到()ln 1y x =-, 再向上平移2个单位长度得到()()ln 12g x x =-+,因此,()()ln 12g x x =-+. 故选:D . 【点睛】本题考查利用函数图象的平移变换求变换后的函数解析式,熟悉“左加右减,上加下减”的规律是解题的关键,考查推理能力,属于基础题. 6.已知()ln 1f x x =+,则()f x = ( ) A .1x e + B .e 1x - C .1x + D .21x +【答案】A【解析】设ln t x =,可得出t x e =,代入化简可得出函数()y f x =的解析式. 【详解】已知()ln 1f x x =+,设ln t x =,则t x e =,所以()1tf t e =+,故()1xf x e =+.故选:A . 【点睛】本题考查函数解析式的求解,对于形如()y f g x ⎡⎤=⎣⎦型复合函数解析式的求解,一般利用换元法求解,考查计算能力,属于基础题.7.函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x >时,()21f x x =+,则()()01f f +-=( ) A .3 B .1-C .2D .2-【答案】D【解析】由奇函数的性质得出()00f =,以及()()11f f -=-,即可计算出()()01f f +-的值.【详解】Q 函数()y f x =是定义在R 上的奇函数,()00f ∴=,且0x >时,()21f x x =+,()()()11112f f ∴-=-=-+=-,()()012f f ∴+-=-.故选:D . 【点睛】本题考查利用函数的奇偶性求函数值,要结合函数的定义域选择合适的解析式计算,考查计算能力,属于基础题.8.已知 1.6log 0.6a =,0.60.6b =,0.61.6c =,则a 、b 、c 的大小关系为( ) A .a b c >> B .c a b >>C .c b a >>D .b c a >>【答案】C【解析】利用指数和对数函数单调性得出a 、b 、c 三个数与0、1的大小关系,从而可得三个数a 、b 、c 的大小关系. 【详解】1.6 1.6log 0.6log 10a =<=Q ,0.6000.60.61b <=<=,0.601.6 1.61c =>=,c b a ∴>>.故选:C . 【点睛】本题考查指数与对数的大小关系的比较,一般利用指数函数和对数函数的单调性结合中间值法来得出各数的大小关系,考查推理能力,属于中等题.9.已知关于x 的方程20x x a --=有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是( ) A .1,4⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .()0,∞+C .1,04⎛⎫-⎪⎝⎭D .()10,4⎧⎫+∞-⎨⎬⎩⎭U【答案】D【解析】由20x x a --=,可得出2x x a -=,将问题转化为函数2y x x =-的图象与直线y a =有两个交点,作出两个函数的图象,利用数形结合思想可得出实数a 的取值范围. 【详解】关于x 的方程20x x a --=有两个不同的实数根,可得2x x a -=有两个实数根, 也就是2y x x =-与y a =有两个交点,在坐标系中画出两个函数的图象,如图:0x >时,函数2y x x =-的最小值为:111424-=-,所以关于x 的方程20x x a --=有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是:()10,4⎧⎫+∞-⎨⎬⎩⎭U . 故选:D . 【点睛】本题考查利用函数零点个数求参数的取值范围,一般转化为两函数图象的交点个数问题,考查数形结合思想的应用,属于中等题.10.若函数()()()f x mx n x n =++(常数m 、n R ∈)是偶函数,且它的值域为(],2-∞,则该函数的解析式为()f x =( )A .222x -+B .22-+xC .242x -+D .22x +【答案】B【解析】将函数解析式变形为()()22f x mx mn n x n =+++,根据该函数为偶函数得出02mn n m +-=,根据该函数的值域为(],2-∞,可得出()22424mn mn n m-+=且有0m <,由此可解出实数m 、n ,即可得出函数()y f x =的解析式.【详解】()()()()22f x mx n x n mx mn n x n =++=+++Q ,且该函数是偶函数,值域为(],2-∞,则()22024240mn n m mn mn n m m +⎧-=⎪⎪⎪-+=⎨⎪<⎪⎪⎩,解得1m =-,22n =,因此,()22f x x =-+. 故选:B . 【点睛】本题考查二次函数解析式的求解,涉及函数的奇偶性与值域,考查计算能力,属于中等题.11.若函数()f x =的定义域为R ,则实数a 的取值范围是( )A .1a ≤-或0a ≥B .1a <-或0a >C .10a -≤≤D .10a -<<【答案】C【解析】由题意得出220x ax a +-≥在R 上恒成立,可得出0∆≤,由此可解出实数a 的取值范围. 【详解】Q 函数()y f x =的定义域为R ,22201x ax a +--≥∴,得2221x ax a +-≥恒成立,得220x ax a +-≥恒成立,即判别式2440a a ∆=+≤,则()10a a +≤,得10a -≤≤,故选:C . 【点睛】本题考查利用函数的定义域求参数,同时也涉及了指数不等式以及二次不等式恒成立问题,考查运算求解能力,属于中等题.12.已知12a >,则函数()2f x x x a =+-的最小值是( ) A .21a + B .34a + C .12a -D .14a -【答案】D【解析】将函数()y f x =的解析式表示为分段函数的形式,分析该函数的单调性,可得出函数()y f x =的最小值. 【详解】函数()222,,x x a x af x x x a x x a x a⎧+-≥=+-=⎨-+<⎩.当12x a ≥>时,函数()2f x x x a =+-的对称轴方程为12x =-,函数()y f x =在[),a +∞上为增函数,其最小值为2a ; 当x a <时,()2f x x x a =-+的对称轴方程为12x =, 当12x =时,函数()y f x =最小值为14a -.2224011142a a a a a ⎛⎫⎛⎫--=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭>Q ,214a a ∴>-.∴函数()2f x x x a =+-的最小值是14a -.故选:D . 【点睛】本题考查含绝对值的二次函数的最值的计算,解题的关键就是去绝对值,分析二次函数的单调性,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.二、填空题13.已知幂函数()y f x =的图像过点,则函数()f x =__________; 【答案】12x【解析】设出幂函数的解析式()f x x α=,把点代入求α的值.【详解】设幂函数()f x x α=,因为函数过点3α=,解得:12α=, 所以12()f x x =.14.已知lg6a =,lg15b =,试用a 、b 表示lg 48=________. 【答案】()15332a b -+ 【解析】由题意条件得出lg 2lg3lg3lg 21ab+=⎧⎨-+=⎩,解出lg 2和lg 3,由此可得出lg 484lg 2lg3=+,代入即可得出答案.【详解】lg6lg 2lg3a =+=Q ,30310lg15lglg lg3lg 2122b ⨯===-+=, 即lg 2lg3lg3lg 21a b +=⎧⎨-+=⎩,解得1lg 221lg 32a b a b -+⎧=⎪⎪⎨+-⎪=⎪⎩,()1lg 48lg34lg 25332a b ∴=+=-+. 故答案为:()15332a b -+. 【点睛】本题考查利用对数表示对数,解题时要充分利用对数的运算性质并结合方程思想求解,考查运算求解能力,属于中等题.15.已知关于x 的方程()23230x m x m -+-+=的一个根在区间()0,1上,另一个根在区间()1,2上,则实数m 的取值范围是________. 【答案】()2,3【解析】设函数()()2323f x x m x m =-+-+,根据二次函数的零点分布得出关于实数m 的不等式组,解出即可. 【详解】设函数()()2323f x x m x m =-+-+,由题意可知函数()y f x =的一个零点在区间()0,1上,另一个零点在区间()1,2上,又因为该函数图象开口向上,所以()()()001020f f f ⎧>⎪<⎨⎪>⎩,即302401130m m m -+>⎧⎪-+<⎨⎪->⎩,解得:23m <<.因此,实数m 的取值范围是()2,3. 故答案为:()2,3. 【点睛】本题考查利用二次函数的零点分布求参数的取值范围,解题时要分析二次函数图象的开口方向、判别式、对称轴以及端点(零点所在区间或与零点比较大小的数)函数值符号,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题. 16.已知函数f (x )=x 2ax+,,若函数在[)2,x ∈+∞上是单调递增的,则实数a 的取值范围为___. 【答案】(,16]-∞【解析】函数f (x )在x ∈[2,+∞)单调递增,得出f ′(x )≥0在x ∈[2,+∞)上恒成立;求出a 的取值范围. 【详解】∵函数f (x )=x 2ax+在x ∈[2,+∞)上单调递增, ∴f ′(x )=2x 3222a x ax x--=≥0在x ∈[2,+∞)上恒成立; ∴2x 3﹣a ≥0,∴a ≤2x 3在x ∈[2,+∞)上恒成立, ∴a ≤2×23=16∴实数a 的取值范围为a ≤16. 故答案为:(﹣∞,16]. 【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性问题,考查不等式恒成立问题,是基础题目.三、解答题17.(1)1332⎛⎫ ⎪⎝⎭;(2)()4243352log 264log 18log2log 2log 125⨯+-+⨯.【答案】(1)3;(2)13.【解析】(1)将各数利用2和3的指数幂表示,然后利用指数幂的运算性质可得出所求代数式的值;(2)利用对数的运算性质和换底公式可计算出所求代数式的值. 【详解】(1()1111111111323326333263332323232-++-⎛⎫=⨯⨯⨯⨯=⨯= ⎪⎝⎭;(2)()4243352log 264log 18log2log 2log 125⨯+-+⨯()2643518log 44log log 125823132=⨯++=++=. 【点睛】本题考查对数和指数的运算,灵活利用指数和对数的运算律以及对数的换底公式是计算的关键,考查计算能力,属于基础题.18.集合{}24A x x =-<<,集合{}121B x m x m =-<<+. (1)当2m =时,求A B U ;(2)若A B B =I ,求实数m 的取值范围.【答案】(1){}25A B x x ⋃=-<<;(2)(]3,21,2⎡⎤-∞--⎢⎥⎣⎦U .【解析】(1)将2m =代入集合B ,可得出集合B ,再利用并集的定义可得出集合A B U ; (2)由A B B =I ,可得出B A ⊆,然后分B =∅和B ≠∅两种情况讨论,结合条件B A ⊆可得出关于实数m 的不等式组,解出即可.【详解】(1)当2m =时,集合{}{}12115B x m x m x x =-<<+=<<, 又{}24A x x =-<<,所以{}25A B x x ⋃=-<<; (2)由A B B =I ,则B A ⊆,当B =∅时,有121m m -≥+,解得2m ≤-,满足题意;当B ≠∅时,应满足212214m m m >-⎧⎪-≥-⎨⎪+≤⎩,解得312m -≤≤.综上所述,m 的取值范围是(]3,21,2⎡⎤-∞--⎢⎥⎣⎦U .【点睛】本题考查并集的计算,同时也考查了利用集合的包含关系求参数,解题的关键就是对含参集合分空集和非空集合两种情况讨论,考查运算求解能力与分类讨论思想的应用,属于中等题.19.已知A ,B 两地相距24km .甲车、乙车先后从A 地出发匀速驶向B 地.甲车从A 地到B 地需行驶25min ;乙车从A 地到B 地需行驶20min .乙车比甲车晚出发2min . (1)分别写出甲、乙两车所行路程关于甲车行驶时间的函数关系式; (2)甲、乙两车何时在途中相遇?相遇时距A 地多远?【答案】(1)g (x )()0021.22222242225x x x x ≤≤⎧⎪=-<≤⎨⎪<≤⎩,,,;(2)9.6km【解析】(1)根据路程=速度⨯时间即可求得表达式.(2)根据题意两车相遇则两车走的路程相等,即0.96x =1.2(x –2),解方程即可. 【详解】(1)设甲车行驶时间为x (min ),甲车、乙车所行路程分别为f (x )(km )、g (x )(km ). 则甲车所行路程关于行驶时间的函数为f (x )2425=x =0.96x ,(0≤x ≤25); 乙车所行路程关于甲车行驶时间的函数关系式为g (x )()0021.22222242225x x x x ≤≤⎧⎪=-<≤⎨⎪<≤⎩,,,. (2)设甲、乙两车在甲车出发x (min )时途中相遇,则2<x <22.于是0.96x =1.2(x –2),解得x =10, f (10)=9.6(km ).所以,甲、乙两车在甲车出发10min 时途中相遇,相遇时距甲地9.6km . 【点睛】本题主要考查了求分段函数解析式以及根据分段函数求值,考查了分类讨论的思想,属于中档题.20.已知函数212()log 21x xm f x +⋅=+是偶函数.(1)求实数m 的值;(2)若()()110f f -+≠,解方程()1f x =-.【答案】(1)1m =或1m =-;(2)2log 3x =-或2log 3x =. 【解析】(1)由偶函数的定义得出()()f x f x -=恒成立,经过化简得出()()2110xm --=或()()2110x m ++=恒成立,由此可解出实数m 的值;(2)由题意得出()212log 121x x f x -==-+,可得出2x的值,再由指数式化对数式可得出该方程的解. 【详解】(1)Q 函数()y f x =是偶函数,所以()()f x f x -=恒成立,即221212loglog 2121xx xxm m --+⋅+⋅=++,12122121x x xxm m --+⋅+⋅∴=++,2121221x x xx m m ++⋅∴=++,212x x m m ∴+=+⋅或212x x m m +=--⋅,即()()2110xm --=或()()2110xm ++=,所以1m =或1m =-.当1m =时,()0f x =,x ∈R ,满足题意; 当1m =-时,()212log 21x xf x -=+,定义域为{}0x x ≠,()()f x f x -=,满足题意.故1m =或1m =-;(2)若()()110f f -+≠,则由(1)知,1m =-,()212log 21x xf x -∴=+,由()1f x =-,得212log121xx -=-+,121212xx -∴=+,()21221x x ∴-=+或()()21221x x -=-+,123x ∴=或23x =, 解得2log 3x =-或2log 3x =. 【点睛】本题考查利用函数的奇偶性求参数,同时也考查了对数方程的求解,涉及指数与对数运算性质的应用,考查运算求解能力,属于中等题. 21.已知函数()()0,1xf x a a a =>≠,且()f x 在区间[]1,2上的最大值比最小值大2. (1)求a 的值;(2)若函数()()()()222y f x f x m f x f x =+-+--⎡⎤⎣⎦在区间[)1,+∞的最小值是2-,求实数m 的值.【答案】(1)2a =;(2)2m =-.【解析】(1)分1a >和01a <<两种情况讨论,分析出函数()y f x =在区间[]1,2上的单调性,可得出该函数的最大值和最小值,再结合题中条件得出关于a 的方程,解出即可;(2)设()22xxt g x -==-,利用单调性的定义证明出函数()y g x =在[)1,+∞上为增函数,可得出32t ≥,可得出()()()()224222y m f x f x m f x f t t x =-+⎡=+--⎣-⎤+⎦,并构造函数()224h t t mt =-+,对参数m 分类讨论,分析函数()y h t =在区间3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上的单调性,得出该函数的单调性,结合最小值为2-可求出实数m 的值. 【详解】(1)当1a >时,函数()xf x a =在区间[]1,2上单调递增,则该函数的最大值为()()2max 2f x f a ==,最小值为()()min 1f x f a ==,由题意得22a a -=,解得2a =,或1a =-(舍去); 当01a <<时,函数()xf x a =在区间[]1,2上单调递减,则该函数的最大值为()()max 1f x f a ==,最小值为()()2min 2f x f a ==,由题意得22a a -=,即220a a -+=,该方程无实数解. 综上2a =;(2)函数()()()()()2222222222xx x x y f x f x m f x f x m --+⎡⎤⎣-⎦=+-+-=+-,令()22x xg x -=-,[)1,x ∈+∞,任取121x x >≥,因()()()()()()112212211222222222xx x x x x x x g x g x -----=---=-+-,12x x >Q ,所以21x x ->-,有1222x x >,2122x x -->,所以()()12g x g x >.则函数()y g x =在[)1,+∞上单调递增,故()()312g x g ≥=. 令()g x t =,因此,32t ≥,所以问题转化为: 函数()222h t t mt =++在3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上有最小值2-,求实数m 的值.因()()222h t t m m =++-,对称轴方程为t m =-, 当32m -≤时,即当32m ≥-时,函数()y h t =在3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增,故()min317324h t h m ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭,由17324m +=-,解得2512m =-与32m ≥-矛盾; 当32m ->时,即当32m <-时,()()22min h t h m m =-=-, 由222m -=-,解得2m =-或2m =(舍去). 综上,2m =-. 【点睛】本题考查利用指数函数在区间上的最值以及二次函数的最值求参数,解题时要对参数的取值进行分类讨论,分析函数在区间上的单调性,结合最值列方程求解,考查分类讨论思想的应用,属于中等题.22.已知函数()()()()22f x x x g x ff x =+-=,,设函数()f x 的所有零点构成集合A ,函数()g x 的所有零点构成集合B . (1)试求集合A 、B ;(2)令()()()h x g x c c R =-∈,求函数()y h x =的零点个数.【答案】(1){}2,1A =-,B ⎧⎪=-⎨⎪⎪⎩⎭;(2)见解析. 【解析】(1)解方程()0f x =,可得出集合{}2,1A =-,然后解方程()2f x =-和()1f x =,可得出集合B ;(2)令()t f x =,由()0h x =,可得出()220t t c +-+=,对∆分∆<0、0∆=和>0∆三种情况讨论,在>0∆时,求出方程()220t t c +-+=的两根1t 、2t ,然后讨论方程()1f x t =和()2f x t =的判别式1∆、2∆的符号,综上可得出函数()y h x =的零点个数. 【详解】(1)()22f x x x =+-,令()0f x =,解得12x =-,21x =,故{}2,1A =-;令()f x t =,则()()22g x f t t t ==+-,由上面知,函数()y f t =的零点为2-和1.当2t =-时,222x x +-=-,即20x x +=,解得11x =-,20x =;当1t =时,221x x +-=,即230x x +-=,解得3x =4x =故111,0,22B ⎧-⎪=--⎨⎪⎪⎩⎭;(2)令()f x t =,()()()22h x g x c t t c =-=+-+,令()()220*t t c +-+=.①当()142490c c ∆=++=+<, 即94c <-时,方程()无实数解,函数()y h x =零点个数为0个; ②当94c =-时,解方程(),得12t =-,由()12f x =-,得2302x x +-=,因为13142)7(0=-⨯-=>∆,所以该方程有两实数解,从而函数()y h x =的零点个数为2个;③当94c >-时,解方程()得,112t +=,212t -=,由()1f x t =,得()220**x x ++-=,17∆=-由()2f x t =,得()220***x x ⎛+-= ⎝⎭,27∆=+ 因为20∆>,所以方程()必有两实数解;若10∆<,即1316c >时,方程()无实数解,从而函数()y h x =的零点个数为2个; 若10∆=,即1316c =时,方程()有两个相等的实数解,从而函数()y h x =的零点个数为3个;若10∆>,即913416c -<<时,方程()有两个不等的实数解,从而函数()y h x =的零点个数为4个. 综上所述,当94c <-时,函数()y h x =的零点个数为0个; 当94c =-或1316c >时,函数()y h x =的零点个数为2个; 当1316c =时,函数()y h x =的零点个数为3个;当913416c -<<时,函数()y h x =的零点个数为4个.【点睛】本题考查函数零点个数,同时也考查了复合函数零点个数的分类讨论,解题时注意结合判别式的符号得出二次函数的零点个数,考查分类讨论思想的应用,属于中等题.。