2022-2023学年吉林省长春市第二实验中学高一上学期期中考试数学试题一、单选题1.已知集合{}0,1,2A =,{},B ab a A b A =∈∈,则集合B 中元素个数为( ) A .2 B .3 C .4 D .5【答案】C【分析】由列举法列出集合B 的所有元素,即可判断;【详解】解:因为{}0,1,2A =,a A b A ∈∈,,所以0ab =或1ab =或2ab =或4ab =, 故{}{},0,1,2,4B ab a A b A =∈∈=,即集合B 中含有4个元素; 故选:C2.“1a >”的一个必要不充分条件是( ) A . 2a < B . 2a > C . 0a < D .0a >【答案】D【分析】根据必要不充分条件的定义判断.【详解】1a >时,只有D 一定成立,只有D 是必要条件,但D 成立时,1a >不一定成立, 故选:D .3.化简211133225166()(2)13a b a b a b -(其中0,0a b >>)=( ) A .6ab - B .6b -C .23ab -D .23b -【答案】B【分析】根据幂的运算法则计算.【详解】211111521133222363265166()(2)6613a b a b a b b a b +-+--=-=-. 故选:B .4.若0.22a =,4log 3.2b =,2log 0.5c =,则( ) A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .b c a >>【答案】A【分析】根据题意,借助中间量0,1比较大小即可.【详解】解:因为0.422241log 4log 3.2log 0l 2og 1log 0.5b c a >=>==>=>== 所以a b c >>. 故选:A.5.已知7(12)5,1()log ,1a x a x f x x x -+<⎧=⎨≥⎩的值域为R ,那么实数a 的取值范围是( )A .11[,)32-B .1,2∞⎛⎫- ⎪⎝⎭C .1,2∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭D .11(,)32-【答案】A【分析】求出函数()f x 在[1,)+∞上的取值集合,再根据给定的值域确定函数()f x 在(,1)-∞上的取值集合,列式求解作答.【详解】当1x ≥时,函数7()log f x x =在[1,)+∞上单调递增,其取值集合为[0,)+∞,而函数()f x 的值域为R ,因此函数()f x 在(,1)-∞上的取值集合包含(,0)-∞,当120a -=时,函数()(12)5f x a x a =-+在(,1)-∞上的值为常数,不符合要求, 当120a -<时,函数()f x 在(,1)-∞上单调递减,取值集合是(13,)a ++∞,不符合要求, 于是得120a ->,函数()f x 在(,1)-∞上单调递增,取值集合是(,13)a -∞+,则120130a a ->⎧⎨+≥⎩,解得1132a -≤<, 所以实数a 的取值范围是11[,)32-.故选:A6.已知函数f (x )=e ,031,0x a x x x ⎧+⎨->⎩(a ∈R ),若函数f (x )在R 上有两个零点,则a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,1)C .(-1,0)D .[-1,0)【答案】D【分析】当x >0时,f (x )有一个零点,故当x ≤0时只有一个实根,变量分离后进行计算可得答案.【详解】当x >0时,f (x )=3x -1有一个零点x =13.因此当x ≤0时,f (x )=ex +a =0只有一个实根, ∴a =-ex (x ≤0),函数y=-ex 单调递减,则-1≤a <0. 故选:D【点睛】本题考查由函数零点个数确定参数的取值,考查指数函数的性质,属于基础题. 7.若两个正实数x ,y 满足4x y xy +=且存在这样的x ,y 使不等式2++34yx m m <有解,则实数m 的取值范围是( ) A .(1,4)- B .(4,1)- C .(,4)(1,)∞∞--⋃+ D .(,3)(0,)∞∞--⋃+【答案】C【分析】利用基本不等式求得+4yx 的最小值,再解一元二次不等式求得m 的取值范围. 【详解】414,1x y xy y x+=+=,414224444x y y x y x y y x x ⎛⎫+=++≥+= ⎪⎝⎭⎛⎫+=+⋅ ⎪⎝⎭, 当且仅当224,16,484x y y x y x y x====时等号成立. 所以()()2234,34410m m m m m m +>+-=+->,解得4m <-或1m >,所以m 的取值范围是(,4)(1,)∞∞--⋃+. 故选:C8.已知函数()()2ln ,0,41,0x x f x x x x ⎧-<⎪=⎨-+≥⎪⎩.若1x ,2x ,3x ,4x 是方程()f x t =的四个互不相等的解,则1234x x x x +++的取值范围是( )A .[)6,+∞B .(],2-∞C .14,2e e ⎛⎤-- ⎥⎝⎦D .14e ,2e ⎡⎫--⎪⎢⎣⎭【答案】D【分析】根据给定函数画出其图象,结合图象可得1234|ln()||ln()|,4x x x x -=-+=,再借助对勾函数的单调性即可计算判断作答.【详解】作出函数()f x 的图象,如图,()f x 的递减区间是(,1)-∞-和[0,2],递增区间是(1,0)-和(2,)+∞因1x ,2x ,3x ,4x 是方程()f x t =的四个互不相等的解,则01t <≤,不妨令1234x x x x <<<, 则有3x ,4x 是方程241,0x x t x -+=≥的两个根,必有344x x +=,1x ,2x 是方程()ln ,0x t x -=<的两个不等根,则12|ln()||ln()|x x -=-,12ln()ln()0x x -+-=,整理得121=x x ,即121x x =,由|ln()|1x -=得:e x =-或1e x =-,因此有121x x =,211ex -<≤-, 则有12221x x x x +=+,211e x -<≤-,而函数1y x x =+在1(1,]e--上单调递减,从而得2211e 2e x x --≤+<-,于是得123422114[4e ,2)ex x x x x x +++=++∈--, 所以1234x x x x +++的取值范围是1[4e ,2)e --.故选:D二、多选题9.若函数()221)20(1x f x x x--=≠,则( )A .1152f ⎛⎫= ⎪⎝⎭B .()324f =-C .()()24101()f x x x =-≠-D .()2214()1011x f x x x x =-≠≠-⎛⎫⎪⎝⎭且 【答案】AD【分析】由换元法求出()f x ,可判断C ;分别令2x =或12x =可判断A ,B ;求出1f x ⎛⎫⎪⎝⎭可判断D.【详解】令()121x t t -=≠,则12t x -=,所以2221142()1(1)12t f t t t -⎛⎫- ⎪⎝⎭==---⎛⎫⎪⎝⎭,则24()1(1)(1)f x x x =-≠-,故C 错误;1152f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,故A 正确;()23f =,故B 错误; 22214411(1)11x f x x x ⎛⎫=-=- ⎪-⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭(0x ≠且1x ≠),故D 正确. 故选:AD .10.若0a b >>,则下列不等式中一定不成立的是( ) A .11a b a b+>+ B .11b b a a +>+ C .22a b aa b b+>+ D .11a b b a+>+ 【答案】BC【分析】利用不等式的基本性质,即可判断正误. 【详解】对于A ,因为0a b >>,且()111ab a b a b a b ab -⎛⎫+--=- ⎪⎝⎭, 当1ab >时,110a b a b +-->,即11a b a b +>+; 当1ab =时,110a b a b +--=,即11a b a b +=+; 当01ab <<时,110a b a b+--<,即11a b a b +<+;故11a b a b+>+可能成立; 对于B ,因为0a b >>,则1(1)(1)01(1)(1)b b b a a b b aa a a a a a ++-+--==<+++, 所以11b b a a +>+一定不成立; 对于C ,因为0a b >>,则22202(2)a b a b a a b b b a b +--=<++, 故22a b aa b b+>+一定不成立; 对于D ,因为0a b >>,则111()10a b a b b a ab ⎛⎫+--=-+> ⎪⎝⎭,故11a b b a +>+恒成立.故选:BC.11.已知函数()x x f x a a -=-其中0a >且1a ≠,则下列结论正确的是( ) A .函数()f x 是奇函数B .函数 ()f x 的图象过定点()0,1C .函数 ()f x 在其定义域上有零点D .当1a >时,函数()f x 在其定义域上为增函数 【答案】ACD【分析】根据奇偶性的定义,零点的定义,以及单调性的判断方法,结合函数解析式,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.【详解】对A :()f x 定义域为R ,且()()()x xf x a a f x --=--=-,故()f x 为奇函数,A 正确;对B :()00f =,则()f x 过定点()0,0,B 错误; 对C :由B 可知,0为()f x 的零点,C 正确;对D :当1a >时,x y a =,x y a -=-都是单调增函数,故()f x 在定义域上是增函数,D 正确. 故选:ACD.12.下列命题中正确的是( )A .函数212xy x ⎛⎫ ⎪⎭-⎝=在区间(0,1)上有且只有1个零点 B .若函数f (x )=x 2+ax +b ,则f 12)(2x x +≤12()()2f x f x + C .如果函数y =x +1x在[a ,b ]上单调递增,那么它在[-b ,-a ]上单调递减D .若定义在R 上的函数y =f (x )的图象关于点(a ,b )对称,则函数y =f (x +a )-b 为奇函数 【答案】ABD【分析】根据函数的相关知识,对各选项逐个判断.【详解】对于选项A ,作出函数12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭和2yx 的图像,由图可知,它们在(0,1)上有且只有1个交点,所以选项A 正确;对于选项B ,作出函数2()f x x ax b =++的图像,设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,由图可知,点1212()(),22x x f x f x D ++⎛⎫⎪⎝⎭,总在点1212,22x x x x C f ⎛++⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,的上方,所以1212()()22x x f x f x f ++⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,所以选项B 正确;对于选项C ,因为函数1y x x =+为奇函数,所以函数1y x x=+在[a ,]b 上单调递增,在[b -,]a -上也单调递增,所以选项C 错误;对于选项D ,根据函数()y f x =的图像关于点(,)a b 对称,所以()()2f x a f a x b ++-=,于是()()()f x a b f x a b -+-=-+-,所以函数()y f x a b =+-为奇函数.选项D 正确故选:ABD .三、填空题13.已知集合A ={1,3m ,B ={1,m },A ∪B =A ,则m =________. 【答案】0或3【解析】由并集结果推出B A ⊆,则3m =m ,求解出m 代入集合中验证是否满足条件即可. 【详解】A B A ⋃=,B A ∴⊆,则3m =m若3m =,A ={1,33,B ={1,3},满足B A ⊆; 若m m =0m =或1m =,0m =时,A ={1,3,0},B ={1,0},满足B A ⊆; 1m =时,A 、B 不满足集合中元素的互异性,舍去.综上所述,0m =或3. 故答案为:0或3【点睛】本题考查根据集合并集运算结果求参数、集合中元素的互异性,属于基础题.14.函数2()log 26xf x x =+-,函数()f x 的零点所在的区间为(),1N n n n +∈且,则n =____【答案】2【分析】探讨给定函数的单调性,再由零点存在性定理确定零点所在区间作答.【详解】函数2()log 26xf x x =+-定义域为(0)+∞,且在(0)+∞上单调递增,23222(2)log 22610,(3)log 326log 320f f =+-=-<=+-=+>,因此函数()f x 的唯一零点在(2,3)内,所以2n =. 故答案为:215.已知[]0,2a ∀∈时,不等式()231102ax a x a +++-<恒成立,则x 的取值范围为__________.【答案】()2,1--【分析】由题意构造函数关于a 的函数()f a 2312x x a x ⎛⎫=+-++ ⎪⎝⎭,则可得(0)0(2)0f f <⎧⎨<⎩,从而可求出x的取值范围.【详解】由题意,因为当[]0,2a ∈,不等式()231102ax a x a +++-<恒成立,可转化为关于a 的函数()f a 2312x x a x ⎛⎫=+-++ ⎪⎝⎭,则()0f a <对任意[]0,2a ∈恒成立,则满足2(0)10(2)22310f x f x x x =+<⎧⎨=+-++<⎩, 解得2<<1x --,即x 的取值范围为()2,1--. 故答案为:()2,1--16.已知函数()()2212ln log 1f x x x =-+,则满足不等式13log 1f x ⎛⎫> ⎪⎝⎭的x 范围是________. 【答案】()10,3,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【解析】分析出函数()()2212ln log 1f x x x =-+是定义域为{}0x x ≠的偶函数,且在区间()0,∞+上为增函数,由13log 1f x ⎛⎫> ⎪⎝⎭得出()13log 1f x f ⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭,可得出13log 1x >,解此不等式即可得出结果. 【详解】函数()()2212ln log 1f x x x =-+的定义域为{}0x x ≠,()()()()()22221122ln log 1ln log 1f x x x x x f x ⎡⎤-=---+=-+=⎣⎦,该函数为偶函数,因为函数21ln y x =在区间()0,∞+上为增函数,函数()212log 1y x =+在区间()0,∞+上为减函数,所以,函数()()2212ln log 1f x x x =-+在区间()0,∞+上为增函数,且()11f =,若13log 1f x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即()13log 1f x f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即()13log 1f x f ⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭,可得13log 1x >,可得13log 1x >或者13log 1x <-,解得103x <<或3x >.故答案为:()10,3,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.【点睛】本题考查利用函数的单调性与奇偶性解函数不等式,同时也考查了对数不等式的求解,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.四、解答题17.已知命题p :关于x 的方程222260x ax a a -+--=有实数根, 命题:13q m a m -≤≤+. (1)若命题p ⌝是真命题, 求实数a 的取值范围; (2)若p 是q 的必要不充分条件, 求实数m 的取值范围. 【答案】(1)(,2)(3,)-∞-⋃+∞ (2)10m -≤≤【分析】(1)依题意命题p 是假命题,即可得到Δ0<,从而求出参数a 的取值范围;(2)记{}23|A a a -=≤≤,{}|13B a m a m =-≤≤+,依题意可得B A ,即可得到不等式组,解得即可.【详解】(1)解:因为命题p ⌝是真命题,所以命题p 是假命题. 所以方程222260x ax a a -+--=无实根,所以222Δ(2)4(26)44240a a a a a =----=-++<. 即260a a -->,即()()320a a -+>,解得3a >或2a <-, 所以实数a 的取值范围是(,2)(3,)-∞-⋃+∞. (2)解:由(1)可知p :23a -≤≤, 记{}23|A a a -=≤≤,{}|13B a m a m =-≤≤+, 因为p 是q 的必要不充分条件,所以B A ,所以1233m m -≥-⎧⎨+≤⎩(等号不同时取得),解得10m -≤≤,所以实数m 的取值范围是10m -≤≤.18.(1)计算:()2lg 2lg5lg 20lg100+⋅+ (2)已知11223a a-+=,求22112a a a a --++++的值.【答案】(1)3;(2)9.【分析】(1)利用对数的性质及运算法则直接求解.(2)利用平方公式得,a +a -1=11222()2a a -+-,a 2+2+a -2=49,代入可求得答案. 【详解】解:(1) ()2lg 2lg5lg 20lg100+⋅+ ()()22lg 2lg5lg 210lg10=+⋅⨯+ ()()2lg 2lg5lg 2+12lg10=+⋅+ ()2lg 2lg5lg 2+lg52=+⋅+()lg2lg5lg2+lg52=+⋅+lg 2+lg52=+123=+=,所以()2lg 2lg5lg 20lg1003+⋅+=;(2)由11223a a -+=,得11222()9a a -+=,即a +2+a -1=9.∴a +a -1=7. 两边再平方得:a 2+2+a -2=49,∴a 2+a -2=47. ∴22122a a a a --+-+-=472972-=-. 所以221192a a a a --++=++. 19.已知幂函数()()2133m f x m m x +=+-在()0,∞+上是减函数,R m ∈.(1)求()f x 的解析式;(2)若()()11521mma a ->-, 求a 的取值范围. 【答案】(1)()31f x x = (2)()2,5【分析】(1)根据幂函数定义及单调性可得参数m 的值;(2)根据(1)可得4m =-,构造函数()14g x x -=,结合定义域与单调性解不等式.【详解】(1)由函数()()2133m f x m m x +=+-为幂函数得2331m m +-=,解得1m =或4m =-, 又函数在()0,∞+上是减函数,则10+<m ,即1m <-,所以4m =-,()331f x x x -==; (2)由(1)得4m =-,所以不等式为()()4411521a a --->-, 设函数()14g x x -=,则函数()g x 的定义域为()0,∞+,且函数()g x 在()0,∞+上单调递减,所以50210521a a a a ->⎧⎪->⎨⎪-<-⎩,解得25a <<,所以a 的取值范围是()2,5.20.攀枝花是一座资源富集的城市,矿产资源储量巨大,已发现矿种76种,探明储量39种,其中钒、钛资源储量分别占全国的63%和93%,占全球的11%和35%,因此其素有“钒钛之都”的美称.攀枝花市某科研单位在研发钛合金产品的过程中发现了一种新合金材料,由大数据测得该产品的性能指标值y (y 值越大产品的性能越好)与这种新合金材料的含量x (单位:克)的关系为:当07x ≤<时,y 是x 的二次函数;当7x ≥时,1()x m y -=.测得部分数据如表:(1)求y 关于x 的函数关系式()y f x =;(2)求该新合金材料的含量x 为何值时产品的性能达到最佳.【答案】(1)2884,071,73x x x x y x -⎧-+-≤<⎪=⎨⎛⎫≥⎪ ⎪⎝⎭⎩;(2)当x =4时产品的性能达到最佳. 【解析】(1)结合待定系数法,代入数据运算即可得解;(2)按照0≤x <7、x ≥7分类,结合指数函数、二次函数的性质即可得解.【详解】(1)当07x ≤<时,设2,(0)y ax bx c a =++≠,由x =0,y =-4可得c =-4,由x =2,y =8得4a +2b =12,①由x =6,y =8得36a +6b =12,②联立①②解得a =-1,b =8,则y =-x 2+8x -4;当x ≥7时,y =13x m -⎛⎫ ⎪⎝⎭,由x =10,y =19,可得101139m -⎛⎫= ⎪⎝⎭,解得m =8,即有y =813x -⎛⎫ ⎪⎝⎭. 综上可得2884,071,73x x x x y x -⎧-+-≤<⎪=⎨⎛⎫≥⎪ ⎪⎝⎭⎩ ; (2)当0≤x <7时,2284(4)12y x x x =-+-=--+,即有x =4时,性能取得最大值12;当x ≥7时, 813x y -⎛⎫= ⎪⎝⎭单调递减,所以当x =7时,性能取得最大值3;综上可得,当x =4时产品的性能达到最佳.21.已知函数223(),x x a f x a x++=∈R . (1)若函数()()3g x f x =-, 判断()g x 的奇偶性并加以证明;(2)当2a =时, 先用定义法证明函数()f x 在[1,)+∞上单调递增;(3)若对任意(2,3)x ∈,都有223220x x ax +-+>恒成立,求实数a 的取值范围【答案】(1)()g x 为奇函数,证明见解析;(2)证明见解析;(3)4a ≤【分析】(1)由奇偶函数定义即可证明;(2)任取12,[1,)x x ∈+∞且12x x <,结合因式分解证12())0(f x f x -<即可;(3)参变分离得132a x x <++,结合对勾函数求()132h x x x =++最小值即可求 【详解】(1)因为()()32332(0)a a g x f x x x x x x =-=++-=+≠, 定义域为()(),00,∞-+∞关于原点对称,且()22()a a g x x x g x x x ⎛⎫-=--=-+=- ⎪⎝⎭,所以()g x 为奇函数. (2)当2a =时,2()23,[1,)f x x x x∞=++∈+, 任取12,[1,)x x ∈+∞且12x x <, 有()()2112211212121212122(1)()22()()2222x x x x x x f x f x x x x x x x x x x x -⎛⎫---=+-+=-+=- ⎪⎝⎭. 因为1212211,10,0,x x x x x x >->-> 所以12211212(1)()()()20x x x x f x f x x x ---=-<,即12()()f x f x <, 所以函数()f x 在[)1,+∞上单调递增.(3)(2,3)x ∈,则22232132322022x x x x ax a x x x +++-+>⇔<=++, 根据对勾函数性质,()132h x x x =++在()1,+∞单调递增,故当(2,3)x ∈,()()24h x h >=, 故对任意(2,3)x ∈,都有223220x x ax +-+>恒成立时,4a ≤.22.已知·22()(R)21x x a a f x x +-=∈+, (1)若函数()f x 满足()()f x f x -=-,求实数a 的值;(2)(i )在(1)的条件下,判断函数()f x 在[1,1]-上是否有零点,并说明理由:(ii )若函数()f x 在R 上有零点,求a 的取值范围.【答案】(1)1a =(2)(i )有零点,证明见解析;(ii )()0,2.【分析】(1)根据函数奇偶性的定义,由()()f x f x -=-,采用比较系数法,可解出a =1;(2)(i )先判断出函数()f x 单调递增,利用零点存在定理即可求得;(ii )把题意转化为方程221x a =+有根,求出221x y =+在R 上的值域,即可求得. 【详解】(1)因为22()21x x a a f x +-=+·,所以()22·22()2121x x x x a a a a f x --+-+--==++. 而·22()21x x a a f x +--=-+,所以22a a a a =-⎧⎨-=-⎩,解得:1a =. (2)(i )由(1)可得:212()12121x x x f x -==-++. 因为12x y =在[1,1]-上为减函数,所以221x y =+在[1,1]-上为减函数,所以221x y =-+在[1,1]-上为增函数,所以212()12121x x x f x -==-++在[1,1]-上为增函数. 又11(1)0,(1)0,(0)033f f f -=-<=>=, 所以()f x 在[1,1]-上有唯一的零点0.(ii )222()2121x x x a a f x a ⋅+-==-++. 函数()f x 在R 上有零点,即方程221x a =+有根. 因为221x y =+在R 上为减函数,211x +>,所以(),22210x y =∈+. 由此可得:若函数()f x 在R 上有零点,则a 的取值范围为()0,2.【点睛】(1)函数奇偶性的应用:①一般用()()f x f x =-或()()f x f x =-;②有时为了计算简便,我们可以对x 取特殊值: (1)(1)f f =-或(1)(1)f f =-.(2)分离参数法是求参数范围的一种非常常用的方法.。