最新人教版高中数学必修1第三章《函数的图像与性质》模拟题
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2年模拟题阵基础巩固一、选择题1.(2005江苏南通基地学校联考)若从集合P 到集合Q={a,b,c}所有的不同映射共有81个,则从集合Q 到集合P 可作的不同映射共有( )A.32个B.27个C.81个D.64个 答案:D解:设集合P 中的元素有n 个,故从集合P 到集合Q 的不同的映射共有3n =81个,易得n=4,故从集合Q 到集合P 可作的不同映射共有43=64个.故选D.2.(2006山东济宁一模)给定实数x,定义[x ]为不大于x 的最大整数,若函数f(x)=x-[x ],则下列结论正确的是( )A.f(x)<0B.f(x)≥0C.f(x)是奇函数D.f(x)是偶函数 答案:B解:设x=a+b,其中a=[x ],b 为正的纯小数或0,则f(x)=x-[x ]=a+b-a=b≥0恒成立. 3.(2006福建泉州四校联考)函数f(x)=x 2+2(x≤0)的反函数的图像大致是()答案:C解:由反函数的性质知原函数的定义域及值域分别是反函数的值域与定义域. 4.(2006广东珠海统一测试)下面各函数中,值域为[-2,2]的是( ) A.f(x)=2x-1 B.f(x)=log 0.5(x+11) C.f(x)=142+x x D.f(x)=x 2(4-x 2) 答案:C解:A 的值域为(0,+∞),B 值域为R,D 中f(x)=x 2(4-x 2)=-(x 2-2)2+4≤4.故选C.5.(2006浙江温州适应性测试)设函数f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧<=>0,x 1,-0,x 0,0, x 1,g(x)=x 2f(x-1),则函数g(x)的递减区间是( )A.(-∞,0]B.[0,1)C.[1,+∞)D.[-1,0] 答案:C解:当x >1时,g(x)=x 2,此时函数递增,当x=0时,g(x)=0,当x <1时,g(x)=-x 2,函数递减且函数值小于-1,故函数的递减区间为[1,+∞).6.(2006广东深圳四校联考)函数f(x)满足:f(x+2)=-f(x)(x ∈R ),则下列结论正确的是( ) A.f(x)的图像关于直线x=1对称B.f(x)的图像关于点(1,0)对称C.函数y=f(x+1)是奇函数D.函数f(x)是周期函数 答案:D解:由f(x+2)=-f(x),得f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x).知函数f(x)是以4为周期的一个周期函数.故选D.7.(2006浙江杭州质量检测)已知f(x)=⎩⎨⎧>≤+0,x x,log 0,x 3),f (x 3则f(-9)等于( )A.-1B.0C.1D.3答案:C解:f(-9)=f(-6)=f(-3)=f(0)=f(3)=log 33=1,选C.8.(2006湖北部分重点中学联考)已知函数y=f(x)的定义域为R ,它的反函数为y=f -1(x),且满足f -1(x)=f -1(x+1)+1,f(1)=1,则f(2)的值为( )A.1B.0C.-1D.-2 答案:B解:∵f(1)=1,∴f -1(1)=1.由f -1(x)=f -1(x+1)+1,得f -1(0)=f -1(0+1)+1=2. ∴f(2)=0.9.(2005陕西咸阳一模)函数f(x)=⎩⎨⎧≤>1,x 1,-1,x x,则不等式xf(x)-x≤2的解集为( )A.[-2,2]B.[-2,-1]∪(1,2]C.(1,2]D.[-1,2]答案:D解:当x >1时易得x 2-x≤2,解得-1≤x≤2,∴1<x≤2.当x≤1时,易得-x-x≤2易得x≥-1,∴-1≤x≤1. 综上,得-1≤x≤2.故选D. 二、填空题10.(2006湖南十校联考)已知f(x)是定义在实数集上的函数,且f(x+2)=)(1)(1x f x f -+,若f(1)=2+3,则f(2 005)=____________________. 答案:3-2解:由f(x+2)=)(1)(1x f x f -+,得f(x+4)=)2(1)2(1+-++x f x f =)(1)(11)(1)(11x f x f x f x f -+--++=-)(1x f .∴f(x+8)=-)4(1+x f =f(x).故函数f(x)是周期为8的一个周期函数.∴f(2 005)=f(5)=f(1+4)=-)1(1f =3-2. 11.(2006广东中山一模)规定记号“⊗”表示一种运算,即a ⊗b=ab +a+b(a 、b ∈R +),若1⊗k=3,则k 的值为________________;函数f(x)=k ⊗x 的值域为________________. 答案:1 [1,+∞)解:由已知1⊗k=k +1+k=3, 解得k=1. ∴f(x)=k ⊗x=x +1+x=(x +21)2-41,其值域为[1,+∞).12.(2006北京宣武质量检测)在密码学中,你直接可以看到的内容为明码,对明码进行某种处理后得到的内容为密码.有一种密码,将英文的26个字母a ,b ,c ,…,z (不论大小写)依次现给出一个变换公式:x′=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤∈+≤≤∈+,x 26,x ,1N x 13,2,x 26,x 1 ,N x ,21x **为偶数为奇数x 可将英文的明文(明码)转换成密码,按上述规定,若将英文的明文译成的密码是shxc,那么原来的明文是_______________________.答案:love 解:例如S→19=212+13→12→l. 同理,可得h→o,x→v,c→e. 三、解答题13.(2005重庆一模)定义在R 上的函数f(x)满足f(x+4)=f(x),当2≤x≤6时,f(x)=(21)|x-m|+n,f(4)=31. (1)求m 、n 的值;(2)比较f(log 3m)与f(log 3n)的大小. 解:(1)∵f(x)在R 上满足f(x+4)=f(x), ∴f(2)=f(6). ∴(21)|2-m|+n=(21)|6-m|+n. ∴|2-m|=|6-m|.从而m=4. ∴f(x)=(21)|x-4|+n.又f(4)=31,∴(21)|4-4|+n=31.∴n=30. (2)由(1),可知f(x)=(21)|x-4|+30,x ∈[2,6].∵1<log 34<2, ∴5<log 34+4<6. ∴f(log 3m)=f(log 34) =f(log 34+4)=|444|log 3)21(-++30=4log 3)21(+30. ∵3<log 330<4, ∴f(log 3n)=f(log 330)=|430|log 3)21(-+30=30log 43)21(-+30 =3081log 3)21(+30. ∵log 33081<log 34, ∴4log 3)21(<3081log 3)21(. ∴4log 3)21(+30<3081log 3)21(+30.∴f(log 3m)<f(log 3n).注:也可由对称性和单调性来做.14.(2006四川泸州一诊)已知二次函数f(x)=ax 2+bx+c.(1)若任意x 1、x 2∈R ,且x 1<x 2,都有f(x 1)≠f(x 2),求证:关于x 的方程f(x)=21[f(x 1)+f(x 2)]有两个不相等的实数根且必有一个根属于(x 1,x 2); (2)若关于x 的方程f(x)=21[f(x 1)+f(x 2)]在(x 1,x 2)上的根为m,且x 1,m-21,x 2成等差数列,设函数f(x)的图像的对称轴方程为x=x 0,求证:x 0<m 2. 解:(1)∵f(x)= 21[f(x 1)+f(x 2)], ∴ax 2+bx+c=21(ax 12+bx 1+c+ax 22+bx 2+c). 整理得2ax 2+2bx-a(x 12+x 22)-b(x 1+x 2)=0.∴Δ=4b 2+8a [a(x 12+x 22)+b(x 1+x 2)] =2[(2ax 1+b)2+(2ax 2+b)2]. ∵x 1、x 2∈R ,x 1<x 2, ∴2ax 1+b≠2ax 2+b.∵Δ>0,故方程有两个不相等的实数根.令g(x)=f(x)-21[f(x 1)+f(x 2)], 则g(x 1)g(x 2)=-41[f(x 1)-f(x 2)]2.又f(x 1)≠f(x 2),则g(x 1)g(x 2)<0.故方程f(x)=21[f(x 1)+f(x 2)]有一个根属于(x 1,x 2). (2)∵方程f(x)=21[f(x 1)+f(x 2)]在(x 1,x 2)上的根为m,∴f(m)=21[f(x 1)+f(x 2)].∴a(2m 2-2221x x -)+b(2m-x 1-x 2)=0. ∵x 1,m-21,x 2成等差数列, ∴x 1+x 2=2m-1.∴b=-a(2m 2-2221x x -). 故x 0=-a b 2=2)(222212x x m +-=m 2-22221x x +<m 2. 15.(2006江苏南京期末调研 )已知函数f(x)=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∈-∈∈+,2],21[x ,x 1x )21[-1,x2,-[-2,-1), x ,x 1x (1)求f(x)的值域;(2)设函数g(x)=ax-2,x ∈[-2,2],若对于任意x 1∈[-2,2],总存在x 0∈[-2,2],使得g(x 0)=f(x 1)成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)当x ∈[-2,-1)时,f(x)=x+x1在[-2,-1)上是增函数, 此时f(x)∈[-25,-1); 当x ∈[-1,21)时,f(x)=-2; 当x ∈[21,2]时,f(x)=x-x 1在[21,2]上是增函数,此时f(x)∈[-23,23]. ∴f(x)的值域为[-25,-2]∪[-23,23].(2)①若a=0,g(x)=-2,对于任意x 1∈[-2,2],f(x 1)∈[-25,-2]∪[-23,23],不存在x 0∈[-2,2]使得g(x 0)=f(x 1)成立.②若当a >0时,g(x)=ax-2在[-2,2]上是增函数,g(x)∈[-2a-2,2a-2], 任给x 1∈[-2,2],f(x 1)∈[-25,-2]∪[-23,23], 若存在x 0∈[-2,2], 使得g(x 0)=f(x 1)成立, 则[-25,-2]∪[-23,23]⊆[-2a-2,2a-2],即 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤.232-2a ,25-2-2a -∴a≥47. (3)若a <0,g(x)=ax-2在[-2,2]上是减函数,g(x)∈[2a-2,-2a-2],即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤.232-2a -,25-2-2a ∴a≤-47. 综上,实数a 的取值范围是(-∞,-47]∪[47,+∞). 16.(2006湖北襄樊调研)定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足对任意的实数x 、y 都有f(x y )=yf(x).(1)求f(1)的值;(2)若a >b >c >1,且a,b,c 成等比数列,求证:f(a)f(c)<[f(b)]2; (3)若f(21)<0,求证:f(x)在(0,+∞)上为增函数. 解:(1)∵对任意的实数x 、y 都有f(x y )=yf(x), 若令x=1,y=2,则有f(12)=2f(1),∴f(1)=0. (2)∵a >b >c >1,∴存在正数p 、q(p≠q),使得a=b p ,c=b q . ∵a,b,c 成等比数列, ∴b 2=ac=b p+q .故p+q=2. ∴pq <(2q p +)2=1. ∴f(a)f(c)=f(b p )f(b q )=pqf 2(b)<f 2(b). (3)对任意0<x 1<x 2,存在s 、t 使得x 1=(21)s ,x 2=(21)t ,且s >t.∴f(x 1)-f(x 2)=f [(21)s ]-f [(21)t ]=(s-t)f(21)<0, 即f(x 1)<f(x 2).综合提升一、选择题1.(2006湖北部分重点中学联考)若函数f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,且对一切x >0,y >0满足f(xy)=f(x)+f(y),则不等式f(x+6)+f(x)<2f(4)的解集为( )A.(-8,2)B.(2,+∞)C.(0,2)D.(0,+∞) 答案:C解:∵f(xy)=f(x)+f(y),由f(x+6)+f(x)<2f(4),得⎪⎩⎪⎨⎧<+>>+f(16).6)x]f[(x 0,x 0,6x 又函数f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,∴⎩⎨⎧<+>16.6)x(x 0,x 解之,得{x|0<x <2}.故选C.2.(2006湖北襄樊调研)已知函数f(x)=3-2|x|,g(x)=x 2-2x,构造函数F(x),定义如下:当f(x)≥g(x)时,F(x)=g(x);当f(x)<g(x)时,F(x)=f(x).那么F(x)( ) A.有最大值3,最小值-1 B.有最大值7-72,无最小值 C.有最大值3,无最小值 D.无最大值,也无最小值 答案:B解:画出函数图象.二、填空题3.(2005北京海淀一模)设函数f(x)的定义域为R ,若存在常数M >0,使|f(x)|≤M|x|对于一切实数x 均成立,则称f(x)为F 函数,给出下列函数: ①f(x)=0;②f(x)=x 2;③f(x)=2(sinx+cosx);④f(x)=12++x x x;⑤f(x)是定义在R 上的奇函数,且满足对于一切实数x 1、x 2,均有|f(x 1)-f(x 2)|≤2|x 1-x 2|,其中是F 函数的序号是________________. 答案:①④⑤解:①M 对任一大于0的实数都成立; ②对x >M 时,|f(x)|≤M|x|不成立; ③当x=0时,|f(x)|≤M|x|不成立;④f(x)=|12++x x x|=|43)21(2++x x|≤34|x|,故取M≥34;⑤f(x)是定义在R 上的奇函数,所以f(0)=0,当x 2=0时,可得|f(x)|≤2|x|.故填①④⑤.4.(2006广东深圳四校联考)不等式t 2-2at≥0对所有a ∈[-1,1]都成立,则t 的取值范围是________________________. 答案:(-∞,-2]∪{0}∪[2,+∞)解:当t=0时恒成立,当t >0时由t 2-2at≥0,得t≥2a 即t≥2;当t <0时,得t≤2a,故t≤-2. 三、解答题5.(2005辽宁沈阳质检)已知集合M b 是满足下列性质的函数f(x)的全体;对于定义域B 中的任何两个自变量x 1、x 2(x 1≠x 2)有|f(x 1)-f(x 2)|<|x 1-x 2|, (1)当B=R 时,f(x)=12+x 是否属于M b ?为什么?(2)当B=(0,+∞)时,求证:f(x)=x1不属于M b . 举例说明存在一个D (0,+∞),使f(x)= x1不属于M D .(3)当B=R 时,若g(x)=122+x m 属于M B ,求实数m 的取值范围. 解:(1)f(x)=12+x 属于M b ,任取x 1、x 2∈R (x 1≠x 2). ∵|f(x 1)-f(x 2)|=|11||11222122212221+++-=+-+x x x x x x≤11|||)||(|22212121++-+x x x x x x<|||||||)||(|212121x x x x x x +-+=|x 1-x 2|,∴当B=R 时,f(x)属于M b .(2)当B=(0,+∞)时,设x 1、x 2∈B,x 1≠x 2,则 |f(x 1)-f(x 2)|=|2111x x -|=2121||x x x x -. 若2121||x x x x -<|x 1-x 2|,则只需有x 1x 2>1.事实上,令x 1=n 1,x 2=11+n (n ∈N *)时,|x 1-x 2|=|111+-n n |=)1(1+n n <1,而|f(x 1)-f(x 2)|=|n+1-n|=1>|x 1-x 2|,故f(x)=x1不属于M b . 例如D=[1,+∞)时,任取x 1、x 2∈D,都有x 1x 2>1. ∴|f(x 1)-f(x 2)|<|x 1-x 2|. (3)①当m=0时,g(x)=1, ∵|g(x 1)-g(x 2)|=0<|x 1-x 2|, 设x 1、x 2∈R (x 1≠x 2),∴g(x)∈M b .∴m=0时符合题意. ②当m≠0时,|g(x 1)-g(x 2)|=|22222121212222122221222221211||||||11|)(|11m x m x x x x x m x m x m x x m x m x m ++++-=+++-=+-+.∴g(x)∈M B . ∴222221212111||||||m x m x x x x x m ++++-<|x 1-x 2|.∴|m|<||1121222221x x m x m x ++++(x 1+x 2≠0时).∵||1121222221x x m x m x ++++≥||||1121222221x x m x m x ++++>||||212221x x x x ++=1,且x 1+x 2=0时,|g(x 1)-g(x 2)|=0<|x 1-x 2|,符合g(x)∈M b ,∴0<|m|≤1时,g(x)∈M b .由①②,得m 的取值范围是-1≤m≤1.6.(2006浙江杭州质检)某造船公司年最高造船量是20艘.已知造船x 艘的产值函数R(x)=3 700x+45x 2-10x 3(单位:万元),成本函数为C(x)=460x+5 000(单位:万元).又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为:Mf(x)=f(x+1)-f(x).求:(提示:利润=产值-成本) (1)利润函数P(x)及边际利润函数MP(x);(2)年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?(3)边际利润函数MP(x)的单调递减区间,并说明单调递减在本题中的实际意义是什么? 解:(1)P(x)=R(x)·C(x)=-10x 3+45x 2+3 240x-5 000(x ∈N 且x ∈[1,20]); MP(x)=P(x+1)-P(x)=-30x 2+60x+3 275(x ∈N 且x ∈[1,20]). (2)P(x)=-30x 2+90x+3 240=-30(x+9)(x-12)(x ∈N 且x ∈[1,20]); 当1≤x <12时,P(x)>0,P(x)单调递增; 当12<x≤20时,P(x)<0,P(x)单调递减. ∴x=12时,P(x)取最大值,即年建造12艘船时,公司造船的年利润最大.(3)由MP(x)=-30(x-1)2+3 305(x ∈N 且x ∈[1,20]). ∴当1<x≤20时,MP(x)单调递减.MP(x)是减函数说明随着产量的增加,每艘利润与前一艘比较,利润在减少.挑战创新(2006江苏扬州联考)对于定义域为D 的函数y=f(x),若同时满足下列条件: ①f(x)在D 内单调递增或单调递减;②存在区间[a,b ]⊆D,使f(x)在[a,b ]上的值域为[a,b ];那么把y=f(x)(x ∈D)叫闭函数. (1)求闭函数y=-x 3符合条件②的区间[a,b ]; (2)判断函数f(x)=43x+x1(x >0)是否为闭函数?并说明理由; (3)若y=k+2+x 是闭函数,求实数k 的取值范围.解析:本题将函数的单调性与值域通过一个新定义“闭函数”整合在一起,体现了在知识交汇点设置问题的命题思路,同时也提供了公平、公正的竞争平台,突出对考生思维能力的考查.(1)由题意,y=-x 3在[a,b ]上递减,则⎪⎩⎪⎨⎧>==a,b ,-b a ,-a b 33解得⎩⎨⎧==1.b -1,a故所求的区间为[-1,1].(2)取x 1=1,x 2=10,则f(x 1)=47<1076=f(x 2),即f(x)不是(0,+∞)上的减函数. 取x 1=101,x 2=1001,f(x 1)=403+10<4003+100=f(x 2),即f(x)不是(0,+∞)上的增函数.所以函数在定义域内不单调递增或单调递减,从而该函数不是闭函数. (3)若y=k+2+x 是闭函数,则存在区间[a,b ],在区间[a,b ]上,函数f(x)的值域为[a,b ],即⎪⎩⎪⎨⎧++=++=.2b k b ,2a k a ∴a 、b 为方程x=k+2+x 的两个实数根,即方程x 2-(2k+1)x+k 2-2=0(x≥-2,x≥k)有两个不等的实根.当k≤-2时,有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+≥>∆-2,212k 0,f(-2)0,解得-49<k≤-2.当k >-2时,有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+≥>∆k,212k 0,f(k)0,无解.9综上所述,k∈(-,-2].4。