河北省2019-2020学年高一上学期第三次选科调研数学试题(解析版)

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河北省高一年级第三次选科调研模拟考试数学一、选择题1.已知集合{}|12A x x =-<<,{}|10B x x =-<,则()A B =R I ð( )A. {}|12x x <<B. {}|12x x <≤C. {}|12x x ≤<D. {}|12x x ≤≤ 【答案】C【解析】【分析】确定集合B ,由集合运算的定义求解.【详解】因为集合{}{}|10|1B x x x x =-<=<,所以{}|1R C B x x =≥,所以(){}|12R A C B x x =≤<I . 故选:C.【点睛】本题考查集合的运算,属于基础题.2.下列各角中,与1376-︒终边相同的角是( )A. 36︒B. 44︒C. 54︒D. 64︒【答案】D【解析】【分析】根据终边相同的角的公式360,k k Z αβ︒=+⋅∈,即可求解. 【详解】因为1376436064-︒=-⨯︒+︒,所以与1376-︒终边相同的角是64︒.故选:D .【点睛】本题考查终边相同角的公式,属于基础题.3.函数()()lg 2f x x =+的定义域是( )A. (]2,5-B. ()2,5-C. (]2,5D. ()2,5【答案】A【解析】【分析】使解析式有意义,因此必须有5x 0-≥且20x +>.【详解】由()()lg 2f x x =+,得5020x x -≥⎧⎨+>⎩,即52x x ≤⎧⎨>-⎩,所以(]2,5x ∈-. 故选:A.【点睛】本题考查求函数定义域,即求使函数式有意义的自变量的取值范围.4.若α为钝角,则()k k Z απ+∈是( )A. 第一或第二象限角B. 第二或第三象限角C. 第二或第四象限角D. 第一或第三象限角 【答案】C【解析】【分析】若α为钝角,则终边落在第二象限,对k 赋值,即可判断()k k Z απ+∈终边所在象限【详解】由题,若α为钝角,则终边落在第二象限,当0k =时,()k k Z απ+∈为第二象限角;当1k =时,()k k Z απ+∈为第四象限角,故选:C【点睛】本题考查象限角的判断,属于基础题5.集合{}*2|log 2,M x x x N=<∈,则集合M 的真子集的个数为( ) A. 7B. 8C. 15D. 16【答案】A【解析】【分析】解对数不等式得{}1,2,3M =,根据集合元素的个数可得真子集个数.【详解】由2log 2x <,得04x <<,又*x ∈N ,所以集合{}1,2,3M =,集合M 的真子集有3217-=个.故选:A .【点睛】本题考查集合真子集的个数,关键是要确定集合元素的个数,利用子集个数公式2n 求得真子集个数,是基础题.6.若函数212()()2m f x m m x -=--是幂函数,且()y f x =在(0,)+∞上单调递增,则()2f =( ) A. 14 B. 12 C. 2 D. 4【答案】D【解析】【分析】由幂函数的定义及幂函数的单调性可得3m =,再求值即可得解.【详解】解:因为函数()()2122m f x m m x -=--是幂函数,所以2221m m --=,解得1m =-或3m =.又因为()y f x =在(0,)+∞上单调递增,所以10m -≥,所以3m =即2()f x x =,从而()2224f ==,故选:D .【点睛】本题考查了幂函数的定义及幂函数的单调性,重点考查了求值问题,属基础题.7.若实数0.2log 0.3a =,0.3log 0.2b =,0.3log 2c =,则( )A. c b a <<B. c a b <<C. a b c <<D. b a c <<【答案】B【解析】【分析】与中间值 0和1比较后可得.【详解】因为对数函数0.2log y x =是单调递减的,所以0.20.2log 0.3log 0.21a =<=,同理,0.30.3log 0.2log 0.31b =>=,所以01a b <<<,而0.30.3log 2log 10c =<=,所以c a b <<. ,【点睛】本题考查比较对数的大小,对于同底数的对数,可以利用对数函数的单调性比较,不同底数的对数可以与中间值0,1等比较后得出结论.8.已知函数()()()312cos f x a x a x b x =+-+-是定义在[]3,1a a -+上的奇函数,则()f a b +=( ) A. -2B. -1C. 2D. 5【答案】B【解析】【分析】 根据奇函数的定义域关于原点对称可得310a a -++=,再由()00f =,列方程组求出,a b ,进而求出+a b 代入求函数值即可.【详解】由函数()()()312cos f x a x a x b x =+-+-是定义在[]3,1a a -+上的奇函数, 得3100a a b -++=⎧⎨-=⎩,所以10a b =⎧⎨=⎩,()323f x x x =-, 则()()11f a b f +==-.故选:B .【点睛】本题考查函数奇偶性的性质,特别的定义域关于原点对称不要忽略,是基础题.9.在平面坐标系中,»AB ,»CD,»EF ,¼GH 是单位圆上的四段弧(如图),点P 在其中一段上,角α以x 轴的非负半轴为始边,OP 为终边,若sin cos 0αα+<,且cos sin tan ααα<<,则P 所在的圆弧是( )A. »ABB. »CDC. »EFD. ¼GH 【答案】D【解析】假设点P 在指定象限,得到sin ,cos ,tan ααα的符号,验证sin cos 0αα+<,cos sin tan ααα<<是否成立即可【详解】若点P 在第一象限,则sin 0α>,cos 0α>,则sin cos 0αα+>,与题意不符,故排除A ,B ;若点P 在第二象限,则sin 0α>,tan 0α<,则sin tan αα>,与题意不符,故排除C ;故选:D【点睛】本题考查象限角的三角函数值的符号的应用,考查排除法处理选择题10.已知函数245()33f x x ax =-++,若()0f x …在[1,1]-上恒成立,则a 的取值范围是( ) A. 11,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B. 11,3⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C. [1,1]-D. 11,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案】A【解析】【分析】 ()0f x …在[1,1]-上恒成立,则抛物线在[1,1]-间的部分都在x 轴上方或在x 轴上,只需最低点,即区间的两个端点满足即可,可得(1)0,(1)0f f -≥≥,求解即可得出结论.【详解】因为()0f x …在[1,1]-上恒成立, 所以45(1)0,3345(1)0,33f a f a ⎧=-++⎪⎪⎨⎪-=--+⎪⎩……解得1133a -剟. 故选:A.【点睛】本题考查不等式在给定区间恒成立,转为为二次函数图像特征,考查数形结合思想,属于基础题. 11.某工厂产生的废气必须经过过滤后排放,规定排放时污染物的残留含量不得超过原污染物总量的0.5%.已知在过滤过程中的污染物的残留数量P (单位:毫克/升)与过滤时间t (单位:小时)之间的函数关系为0kt P P e -=⋅(k 为常数,0P 为原污染物总量).若前4个小时废气中的污染物被过滤掉了80%,那么要能够按规定排放废气,还需要过滤n 小时,则正整数n 的最小值为( )(参考数据:取5log 20.43=)A. 8B. 9C. 10D. 14 【答案】C【解析】【分析】 根据已知条件得出415k e-=,可得出ln 54k =,然后解不等式1200kt e -≤,解出t 的取值范围,即可得出正整数n 的最小值. 【详解】由题意,前4个小时消除了80%的污染物,因为0kt P P e -=⋅,所以()400180%k P Pe --=,所以40.2k e -=,即4ln0.2ln5k -==-,所以ln 54k =, 则由000.5%kt P P e -=,得ln 5ln 0.0054t =-, 所以()23554ln 2004log 2004log 52ln 5t ===⨯5812log 213.16=+=, 故正整数n 的最小值为14410-=. 故选:C.【点睛】本题考查指数函数模型的应用,涉及指数不等式的求解,考查运算求解能力,属于中等题. 12.已知函数()3sin (0)6f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,若()f x 在区间(,2]ππ内没有零点,则ω的取值范围是( ) A. 1120,,1233⎛⎫⎡⎫⋃ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭ B. 1170,,12612⎛⎫⎡⎫⋃ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭C. 10,12⎛⎫ ⎪⎝⎭D. 70,12⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】分析】由函数()f x 在区间(,2]ππ内没有零点,可得6,2(1)6k k k πωπππωππ⎧-≥⎪⎪∈⎨⎪-<+⎪⎩Z ,再结合k ∈Z 求解即可. 【详解】解:因为2x ππ<≤,0>ω,所以2666x πππωπωωπ-<-≤-.因为()f x 在区间(,2]ππ内没有零点, 所以6,2(1)6k k k πωπππωππ⎧-≥⎪⎪∈⎨⎪-<+⎪⎩Z . 解得17,6212k k k ω+≤<+∈Z . 因为176********k k k ⎧+<+⎪⎪⎨⎪+>⎪⎩,所以7566k -<<, 因为k ∈Z .所以1k =-或0k =.当1k =-时1012ω<<; 当0k =时,17612ω≤<, 故选:B .【点睛】本题考查了函数的零点问题,重点考查了三角函数图像的性质,属中档题.二、填空题13.若函数()2log ,02,0x x x f x x ->⎧=⎨≤⎩,则()f f =______.【答案】2 【解析】【分析】先求出12f =-,再代入12x =-,求12f ⎛⎫- ⎪⎝⎭即可.【详解】因为21log 2f =-=-,所以()121222f f f -⎛⎫=-== ⎪⎝⎭.故答案为:2【点睛】本题考查分段函数的函数值的求解,是基础题.14.已知角α的终边经过点(P ,则cos α=____________.【答案】 【解析】【分析】结合三角函数的定义求解即可.【详解】解:因为(P ,则OP =2r ==,所以cos 2α=-,故答案为:. 【点睛】本题考查了三角函数的定义,属基础题.15.已知α为第三象限角,则cos 3sin +=____________. 【答案】4-【解析】【分析】 由同角三角函数的关系可将原式变形为11cos 3sin |cos ||sin |αααα⋅+⋅,再结合三角函数象限角的符号求解即可.【详解】解:cos 3sin cos 3sin +=11cos 3sin |cos ||sin |αααα=⋅+⋅, 又α为第三象限角,则sin 0,cos 0αα<<,故原式 11cos 3sin 4cos sin αααα=⋅+⋅=---, 故答案为:4-.【点睛】本题考查了三角函数象限角的符号问题,重点考查了同角三角函数的关系,属基础题. 16.定义在R 上的偶函数()f x 满足()(4)f x f x =-,且当[0,2]x ∈时,()cos f x x =,则()()lg g x f x x =-的零点个数为____________.【答案】10【解析】【分析】 由函数的零点个数与函数图像的交点个数的关系,函数()()lg g x f x x =-的零点个数等价于函数()y f x =的图像与函数lg y x =的图像的交点个数,再结合函数的性质作图观察即可得解.【详解】解:由于定义在R 上的偶函数()y f x =满足()4()f x f x =-,所以()y f x =的图象关于直线2x =对称,画出[0,)x ∈+∞时,()y f x =部分的图象如图,在同一坐标系中画出lg y x =的图象,由图可知:当(0,)x ∈+∞时,有5个交点, 又lg y x =和()y f x =都是偶函数,所以在(,0)x ∈-∞上也是有5个交点,所以()()lg g x f x x =-的零点个数是10,故答案为:10.【点睛】本题考查了函数的性质,重点考查了函数的零点个数与函数图像的交点个数的相互转化,属中档题.三、解答题17.已知集合{|2A x x a =≤-或}3x a >+,(){}33|log log 5B x y x x ==+-.(1)当1a =时,求A B U ;(2)若A B B =I ,求实数a 的取值范围.【答案】(1){|1x x ≤-或}0x >;(2)(][),37,-∞-+∞U .【解析】【分析】(1)计算{}|05B x x =<<,{|1A x x =≤-或}4x >,再计算A B U 得到答案.(2)根据A B B =I 得到B A ⊆,故30a +≤或25a -≥,计算得到答案.【详解】(1)因为050x x >⎧⎨->⎩,所以05x <<,即{}|05B x x =<<, 当1a =时,{|1A x x =≤-或}4x >,所以{|1A B x x ⋃=≤-或}0x >.(2)因A B B =I ,所以B A ⊆, {}|05B x x =<<,则30a +≤或25a -≥,即3a ≤-或7a ≥,所以实数a 的取值范围为(][),37,-∞-+∞U .【点睛】本题考查了并集的计算,根据包含关系求参数,意在考查学生对于集合知识的综合应用. 18.已知角θ的终边经过点(2,3)P -,求下列各式的值.(1)6sin 3cos sin θθθ-; (2)2223cos ()sin sin ()322πθπθθπ⎛⎫-+++-- ⎪⎝⎭. 【答案】(1)-2 (2)1713-【解析】【分析】 (1)由三角函数的定义可得3tan 2θ=-,再结合同角三角函数的商数关系即可得解. (2)由同角三角函数的平方关系及诱导公式化简即可得解.【详解】解:(1)由角θ的终边经过点(2,3)P -,可知3tan 2θ=-, 则6sin 6tan 23cos tan 3tan θθθθθ==---.(2)由已知有sin13θ==-,所以2223cos sin sin ()322πθπθθπ⎛⎫⎛⎫-+++-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 222sin cos sin 3θθθ=++- 2sin 13θ=+-91721313=-=-. 【点睛】本题考查了三角函数的定义及同角三角函数的关系,重点考查了运算能力,属基础题.19.某同学用“五点法”画函数()()sin f x A x =+ωϕ在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1)请将上表数据补充完整,填写在相应位置,并求出函数()f x 的解析式;(2)把()y f x =的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再把得到的图象向左平移3π个单位长度,得到函数()y g x =的图象,求236g π⎛⎫⎪⎝⎭的值. 【答案】(1)见解析,()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.(2)-1 【解析】 【分析】(1)由表格中数据,可得5122113122ππωϕππωϕ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,即可求得23ωπϕ=⎧⎪⎨=-⎪⎩,由sin 22A π=可得2A =,则()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,进而补全表格即可;(2)由图像变换原则可得()2sin g x x =,进而将236x π=代入求解即可 【详解】解:(1)根据表中已知数据,可得5122113122ππωϕππωϕ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得23ωπϕ=⎧⎪⎨=-⎪⎩,又sin22A π=,所以2A =,所以()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 数据补全如下表:(2)由(1)知()2sin 23f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭, 把()y f x =的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到2sin 3y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图像, 再把得到的图像向左平移3π个单位长度,得到2sin sin 33y x x ππ⎛⎫=+-= ⎪⎝⎭的图像,即()2sin g x x =, 所以23232sin 2sin 1666g πππ⎛⎫⎛⎫==-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【点睛】本题考查由三角函数性质求解析式,考查三角函数的图像变换,考查运算能力 20.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当()0,x ∈+∞时,()232f x x ax a =++-.(1)求()f x 的解析式;(2)若()f x 是R 上的单调函数,求实数a 的取值范围.【答案】(1)()2232,00,032,0x ax a x f x x x ax a x ⎧++->⎪==⎨⎪-+-+<⎩;(2)30,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】(1)由奇函数的定义可求得解析式;(2)由分段函数解析式知,函数在R 上单调,则为单调增函数,结合二次函数对称轴和最值可得参数范围.即0x >时要是增函数,且端点处函数值不小于0.【详解】解:(1)因为函数()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()00f =,当0x <时,0x ->,则()()()232f x x a x a -=-+-+-()232x ax a f x =-+-=-,所以()()2320x ax a f x x =-+-+<,所以()2232,00,032,0x ax a x f x x x ax a x ⎧++->⎪==⎨⎪-+-+<⎩. (2)若()f x 是R 上的单调函数,且()00f =,则实数a 满足02320a a ⎧-≤⎪⎨⎪-≥⎩,解得302a ≤≤, 故实数a 的取值范围是30,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题考查函数的奇偶性与单调性,分段函数在整个定义域上单调,则每一段的单调性相同,相邻端点处函数值满足相应的不等关系. 21.已知函数()sin 24a a x x b f π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭,当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()f x的值域是⎡⎤⎣⎦. (1)求常数a ,b 的值; (2)当0a <时,设()2g x f x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,判断函数()g x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的单调性.【答案】(1)2a =,2b =-或2a =-,4b =.(2)函数()g x 在0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增.函数()g x 在,82ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减. 【解析】 【分析】(1)先求得sin 24x π⎡⎤⎛⎫+∈⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,再讨论0a >和0a <的情况,进而求解即可; (2)由(1)()2sin 224f x x π⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭则()2sin 224g x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,进而判断单调性即可 【详解】解:(1)当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,52,444x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,所以sin 242x π⎡⎤⎛⎫+∈-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦, ①当0a >时,由题意可得212a a b a a b ⎧⎛⨯-++=⎪ ⎨⎝⎭⎪⨯++=⎩即222a a b a b ⎧-++=⎪⎨⎪+=⎩解得2a =,2b =-; ②当0a <时,由题意可得221a a b a a b ⎧⎛⨯-++=⎪ ⎨⎝⎭⎪⨯++=⎩,即222a a b a b ⎧-++=⎪⎨⎪+=⎩,解得2a =-,4b =(2)由(1)当0a <时,2a =-,4b =所以()2sin 224f x x π⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭所以()2sin 22224f x x g x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+=-+++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦2sin 224x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭令222242k x k πππππ-+≤+≤+,k Z ∈,解得388k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈, ,当0k =时,388x ππ-≤≤,则3,0,0,8828ππππ⎡⎤⎡⎤⎡⎤-⋂=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦, 所以函数()g x 在0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增, 同理,函数()g x 在,82ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减 【点睛】本题考查由三角函数性质求解析式,考查正弦型函数单调区间,考查运算能力22.已知函数22()3x xe ef x -+=,其中e 为自然对数的底数. (1)证明:()f x 在(0,)+∞上单调递增; (2)函数25()3g x x =-,如果总存在1[,](0)x a a a ∈->,对任意()()212,x R f x g x ∈…都成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2)[ln 2,)+∞ 【解析】 【分析】(1)用增函数定义证明;(2)分别求出()f x 和()g x 的最大值,由()f x 的最大值不小于()g x 的最大值可得a 的范围. 【详解】(1)设120x x <<, 则11221222()()()()33x x x x f x f x e e e e ---=+-+1212211[()()]3x x x x e e e e=-+- 1212122()(1)x x x x x x e e e e e e --=, ∵120x x <<,∴12x x e e <,121x x e e >,∴12())0(f x f x -<,即12()()f x f x <, ∴()f x 在(0,)+∞上单调递增;(2)总存在1[,](0)x a a a ∈->,对任意()()212,x R f x g x ∈…都成立,即max max ()()f x g x ≥, 25()3g x x =-的最大值为max 5()3g x =,的22()3x x e e f x -+=是偶函数,在(0,)+∞是增函数,∴当[,]x a a ∈-时,max 22()()3a ae ef x f a -+==, ∴22533a a e e -+≥,整理得22520a a e e -+≥,(2)(21)0a a e e --≥,∵0a >,∴1a e >,即210a e ->,∴20a e -≥,∴ln 2a ≥.即a 的取值范围是[ln 2,)+∞. 【点睛】本题考查函数的单调性,考查不等式恒成立问题.单调性的证明只能按照定义的要求进行证明.而不等式恒成立问题要注意问题的转化,本题中问题转化为max max ()()f x g x ≥,如果把量词改为:对任意1x ,总存在2x ,使得12()()f x g x ≥成立,则等价于min min ()()f x g x ≥, 如果把量词改为:对任意1x ,任意2x ,使得12()()f x g x ≥恒成立,则等价于min max ()()f x g x ≥, 如果把量词改为:存在1x ,存在2x ,使得12()()f x g x ≥成立,则等价于max min ()()f x g x ≥.(12,x x 的范围均由题设确定).。