深圳中学2023-2024学年度第一学期期末考试试题年级:高一 科目:数学参考:以10为底的对数叫常用对数,把10log N 记为lg N ;以()e e 2.718281828=⋯为底的对数叫自然对数,把e log N 记为ln N .一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1. 为了解某地区居民使用手机扫码支付的情况,拟从该地区的居民中抽取部分人员进行调查,事先已了解到该地区老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异,而男、女使用手机扫码支付的情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的是( )A. 抽签法B. 按性别分层随机抽样C. 按年龄段分层随机抽样D. 随机数法2. 下列与7π4的终边相同的角的表达式中,正确的是( )A. ()2π315Z k k +∈B. ()36045Z k k ⋅-∈C ()7π360Z 4k k ⋅+∈D. ()5π2πZ 4k k +∈3. 角α的终边与单位圆O 相交于点P ,且点P 的横坐标为35的值为( )A.35B. 35-C.45 D. 45-4. 已知角()0,πα∈,且1cos 23α=,则sin α的值为( )A.B.C.D. 5. 健康成年人的收缩压和舒张压一般为90~139mmhg 和60~89mmhg ,心脏跳动时,血压在增加或减小,血压的最大值、最小值分别为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数为120/80mmhg 为标准值.设某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,其中()P t 为血压(mmhg ),t 为时间(min ).给出以下结论:①此人血压在血压计上的读数为140/90mmhg ②此人的血压在健康范围内③此人的血压已超过标准值④此人的心跳为80次/分.的其中正确结论的个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 46. 孩子在成长期间最需要父母的关爱与陪伴,下表为2023年中国父母周末陪孩子日均时长统计图.根据该图,下列说法错误的是( )A. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比大于13B. 2023年父亲周末陪伴孩子日均时长超过6小时占比大于12C. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为28.8%D. 2023父母周末陪伴孩子日均时长10个时段占比的中位数为20.2%7. 将函数()2sin f x x =图象上所有点横坐标缩小为原来的12,再向右平移π6个单位长度,得到函数()g x 的图象,若()0g x a -=在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的零点1x ,2x ,则()12tan x x +=( )A.B.C.D. 8. 如果对于任意整数πππ,sin,cos ,tan n n n n k k k都是有理数,我们称正整数k 是“好整数”,下面的整数中哪个是最大的“好整数”( )A. 1B. 2C. 3D. 4二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项是符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.的的的9. 下列说法中正确的是( )A. 度与弧度是度量角的两种不同的度量单位B. 1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12πC. 根据弧度的定义,180︒一定等于π弧度D. 不论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短有关10. 下列各式中,值是12的是( )A. ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B. tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒C.2tan 22.51tan 22.5︒-︒D.22cos 203sin 50-︒-︒11. 2023年是共建“一带一路”倡议提出十周年.某校组织了“一带一路”知识竞赛,将学生的成绩(单位:分,满分:120分)整理成如图的频率分布直方图(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表),则( )A. 该校竞赛成绩的极差为70分B. a 的值为0.005C. 该校竞赛成绩的平均分的估计值为90.7分D. 这组数据的第30百分位数为8112. 在平面直角坐标系中,已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点ππsin ,cos 33⎛⎫- ⎪⎝⎭,()cos sin 2sin cos 2f x x x αα=-则下列结论正确的是( )A. 11cos 22α-=B. 2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴C. 将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为sin 2y x=D. ()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有3个零点三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 某班级有50名同学,一次数学测试平均成绩是92分,如果30名男生的平均成绩为90分,那么20名女生的平均成绩为____分.14. 已知1cos 7α=,()sin αβ+=,π02α<<,π02β<<,则cos β=________.15. 已知函数()()πsin 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤⎪⎝⎭是R 上的奇函数,其图象关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π上是单调函数,则ω的值为______.16. cos()cos cos 1y αβαβ=++--的取值范围是_________.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. 已知()()()()3πsin πcos 2πcos 2.πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭(1)化简()f α;(2)若α是第三象限角,且()1sin π5α-=,求()f α的值.18. 据调查,某市政府为了鼓励居民节约用水,减少水资源的浪费,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民用水量标准x (单位:吨),月用水量不超过x 的部分按平价收费,超出x 的部分按议价收费.为了了解全市居民用水量分布情况,通过抽样,获得了n 户居民某年的月均用水量(单位:吨),其中月均用水量在(]9,12内的居民人数为39人,并将数据制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求a 和n 的值;(2)若该市政府希望使80%的居民月用水量不超过标准x 吨,试估计x 的值;(3)在(2)的条件下,若实施阶梯水价,月用水量不超过x 吨时,按3元/吨计算,超出x 吨的部分,按5元/吨计算.现市政府考核指标要求所有居民的月用水费均不超过70元,则该市居民月用水量最多为多少吨?19. 已知函数()()2πcos 2cos f x x x x =-+.(1)若ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,求函数()f x 的值域;(2)若函数()()1g x f x =-在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,求m 的取值范围.20. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲(其覆盖面积为k ),这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,二月底测得凤眼莲的覆盖面积为224m ,三月底测得凤眼莲的覆盖面积为236m ,凤眼莲的覆盖面积y (单位:2m )与月份x (单位:月)的关系有两个函数模型()0,1xy ka k a =>>与()120,0y px k p k =+>>可供选择.(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;(2)求凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份.(参考数据:lg 20.3010,lg 30.4711≈≈).21. 已知函数()()sin (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的最小正周期为π,且直线π2x =-是其图象的一条对称轴.(1)求函数()f x 的解析式;(2)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数记作()y g x =,已知常数*,n λ∈∈R N ,且函数()()()F x f x g x λ=+在()0,πn 内恰有2023个零点,求常数λ与n 的值.22. 已知二次函数()f x 满足:()()224132,log 231x f x x x g x ⎛⎫+=++=+⎪-⎝⎭(1)求()f x 的解析式;(2)求()g x 的单调性与值域(不必证明);(3)设()ππ2cos cos2,22h x x m x x ⎛⎫⎡⎤=+∈-⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,若()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦,求实数m 的值.深圳中学2023-2024学年度第一学期期末考试试题年级:高一 科目:数学参考:以10为底的对数叫常用对数,把10log N 记为lg N ;以()e e 2.718281828=⋯为底的对数叫自然对数,把e log N 记为ln N .一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1. 为了解某地区居民使用手机扫码支付的情况,拟从该地区的居民中抽取部分人员进行调查,事先已了解到该地区老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异,而男、女使用手机扫码支付的情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的是( )A 抽签法B. 按性别分层随机抽样C. 按年龄段分层随机抽样D. 随机数法【答案】C 【解析】【分析】根据抽样方法确定正确答案.【详解】依题意,“居民人数多”, “男、女使用手机扫码支付的情况差异不大”,“老、中、青三个年龄段的人员使用手机扫码支付的情况有较大差异”,所以最合理的是按年龄段分层随机抽样.故选:C 2. 下列与7π4的终边相同的角的表达式中,正确的是( )A. ()2π315Z k k +∈B. ()36045Z k k ⋅-∈C. ()7π360Z 4k k ⋅+∈D. ()5π2πZ 4k k +∈【答案】B 【解析】【分析】AC 项角度与弧度混用,排除AC ;D 项终边在第三象限,排除D.【详解】因为7πrad 3154= ,终边落在第四象限,且与45- 角终边相同,故与7π4终边相同的角的集合.的{}{}31536045360S k k αααα==+⋅==-+⋅即选项B 正确;选项AC 书写不规范,选项D 表示角终边在第三象限.故选:B.3. 角α的终边与单位圆O 相交于点P ,且点P 的横坐标为35的值为( )A.35B. 35-C.45 D. 45-【答案】A 【解析】【分析】利用三角函数定义以及同角三角函数之间的平方关系即可得出结果.【详解】根据三角函数定义可知3cos 5α=,又22sin cos 1αα+=53cos α===.故选:A4. 已知角()0,πα∈,且1cos 23α=,则sin α的值为( )A.B.C. D. 【答案】B 【解析】【分析】根据余弦的二倍角公式即可求解.【详解】因为21cos 212sin3αα=-=,所以sin α=,因为()0,πα∈,所以sin α=.故选:B .5. 健康成年人的收缩压和舒张压一般为90~139mmhg 和60~89mmhg ,心脏跳动时,血压在增加或减小,血压的最大值、最小值分别为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数为120/80mmhg为标准值.设某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,其中()P t 为血压(mmhg ),t 为时间(min ).给出以下结论:①此人的血压在血压计上的读数为140/90mmhg ②此人的血压在健康范围内③此人的血压已超过标准值 ④此人的心跳为80次/分其中正确结论的个数为( )A. 1 B. 2 C. 3 D. 4【答案】C 【解析】【分析】根据所给函数解析式及正弦函数的性质求出()P t 的取值范围,即可得到此人的血压在血压计上的读数,从而判断①②③,再计算出最小正周期,即可判断④.【详解】因为某人的血压满足函数式()11525sin(160π)P t t =+,又因为1sin(160π)1t -≤≤,所以11525()11525P t -≤≤+,即90()140P t ≤≤,即此人的血压在血压计上的读数为140/90mmhg ,故①正确;因为收缩压为140mmhg ,舒张压为90mmhg ,均超过健康范围,即此人的血压不在健康范围内,故②错误,③正确;对于函数()11525sin(160π)P t t =+,其最小正周期2π1160π80T ==(min ),则此人的心跳为180T=次/分,故④正确;故选:C6. 孩子在成长期间最需要父母的关爱与陪伴,下表为2023年中国父母周末陪孩子日均时长统计图.根据该图,下列说法错误的是( )A. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比大于13B. 2023年父亲周末陪伴孩子日均时长超过6小时的占比大于12C. 2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为28.8%D. 2023父母周末陪伴孩子日均时长的10个时段占比的中位数为20.2%【答案】C 【解析】【分析】根据题意结合统计相关知识逐项分析判断.【详解】由题图可知:2023年母亲周末陪伴孩子日均时长超过8小时的占比为138.7%3>,A 说法正确;2023年父母周末陪伴孩子日均时长超过6小时的占比为131.5%24.2%55.7%2+=>,B 说法正确;2023年母亲周末陪伴孩子日均时长的5个时段占比的极差为38.7% 2.5%36.2%-=,C 说法错误;2023年父母周末陪伴孩子日均时长的10个时段占比的中位数为21.4%19.0%20.2%2+=,D 说法正确.故选:C .7. 将函数()2sin f x x =图象上所有点的横坐标缩小为原来的12,再向右平移π6个单位长度,得到函数()g x 的图象,若()0g x a -=在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的零点1x ,2x ,则()12tan x x +=( )A.B. C.D. 【答案】B 【解析】【分析】根据函数图象的变换可得()π2sin 23g x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭,即可结合正弦函数的对称性得12πt t +=,进而125π6x x +=,即可求解.【详解】将函数()2sin f x x =图象上所有点的横坐标缩小为原来的12,得到2sin 2y x =的图象,再向右平移π6个单位长度,得到()ππ2sin 22sin 263g x x x ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象.当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,ππ2π2,333x ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,令π23x t -=,π2π,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则关于t 的方程2sin t a =在π2π,33-⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不等的实数根1t ,2t ,所以12πt t +=,即12ππ22π33x x -+-=,则125π6x x +=,所以()125πtan tan 6x x +==.故选:B8. 如果对于任意整数πππ,sin,cos ,tan n n n n k k k都是有理数,我们称正整数k 是“好整数”,下面的整数中哪个是最大的“好整数”( )A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】A 【解析】【分析】利用三角函数定义域代入选项逐个验证即可得出结论.【详解】考虑三角函数的定义域,对于选项A ,当1k =时,sin π,cos π,tan πn n n 对于任意整数n ,都是整数,满足题意;对于B ,当2k =时,2ππtantan n n k =对于整数1,没有意义,不满足题意;同理可得对于C 和D ,当3ππtantan n n k =或4ππtan tan n n k =时,代入验证可知不满足题意;所以可知最大“好整数”为1故选:A二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项是符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9. 下列说法中正确的是( )A. 度与弧度是度量角的两种不同的度量单位B. 1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12πC. 根据弧度的定义,180︒一定等于π弧度D. 不论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短有关【答案】ABC 【解析】【分析】根据角度制与弧度制的定义,以及角度制和弧度制的换算公式,以及角的定义,逐项判定,即可求解.【详解】根据角度制和弧度制的定义可知,度与弧度是度量角的两种不同的度量单位,所以A 正确;由圆周角的定义知,1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12π,所以B 正确;根据弧度的定义知,180︒一定等于π弧度,所以C 正确;无论是用角度制还是用弧度制度量角,角的大小均与圆的半径长短无关,只与弧长与半径的比值有关,故D 不正确.故选:ABC.10. 下列各式中,值是12的是( )A. ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B. tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒C.2tan 22.51tan 22.5︒-︒D.22cos 203sin 50-︒-︒【答案】ACD 【解析】【分析】利用两角差的余弦公式,诱导公式,二倍角公式即可逐个选项判断.【详解】ππc s cos sin os n 3i 3x x x x ⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ππ1cos cos 332x x ⎛⎫=--== ⎪⎝⎭,A 正确;tan10tan 35tan10tan 35︒+︒+︒︒()()tan 10351tan10tan 35tan10tan 35=︒+︒-︒︒+︒︒tan 451=︒=,B 不对;22tan 22.512tan 22.511tan 451tan 22.521tan 22.522︒︒==︒=-︒-︒,C 正确;()2311cos 403sin502cos 2012223sin 503sin503sin502-︒-︒-︒===-︒-︒-︒,D 正确.故选:ACD11. 2023年是共建“一带一路”倡议提出十周年.某校组织了“一带一路”知识竞赛,将学生的成绩(单位:分,满分:120分)整理成如图的频率分布直方图(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表),则( )A. 该校竞赛成绩的极差为70分B. a 的值为0.005C. 该校竞赛成绩的平均分的估计值为90.7分D. 这组数据的第30百分位数为81【答案】BC【解析】【分析】利用频率分布直方图,用样本估计总体,样本的极差、平均值、百分位数相关知识计算即可.【详解】因为由频率分布直方图无法得出这组数据的最大值与最小值,所以这组数据的极差可能为70,也可能为小于70的值,所以A 错误;因为(0.00820.0120.01540.030)10700.651a a a a ++++++⨯=+=,解得0.005a =,所以B 正确;该校竞赛成绩的平均分的估计值550.00510650.00810x =⨯⨯+⨯⨯+750.01210850.01510950.03010⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯10540.0051011520.0051090.7+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=分,所以C 正确.设这组数据的第30百分位数为m ,则(0.0050.0080.012)10(80)0.015100.3m ++⨯+-⨯⨯=,解得2413m =,所以D 错误.故选:BC .12. 在平面直角坐标系中,已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点ππsin ,cos 33⎛⎫- ⎪⎝⎭,()cos sin 2sin cos 2f x x x αα=-则下列结论正确的是( )A. 11cos 22α-=B. 2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴C. 将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为sin 2y x=D. ()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有3个零点【答案】AB 【解析】【分析】利用三角函数的定义求得α,从而得到()f x 的解析式,进而利用三角函数的性质与平移的结论,逐一分析各选项即可得解.【详解】因为ππ1sin ,cos 332⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以由三角函数的定义得1sin 2α=,cos α=,所以5π2π,6k k α∈=+Z ,则()()cos sin 2sin cos 2sin 2f x x x x ααα=-=-5π5πsin 22πsin 2,66x k x k ∈⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭Z ,A : 22111cos 22sin 222αα⎛⎫-==⨯= ⎪⎝⎭,故A 正确;B :因为5π62π4ππsin sin 1332f ⎛⎫⎛⎫=-==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以2π3x =是()y f x =的图象的一条对称轴,故B 正确;C :将函数()y f x =图象上的所有点向左平移5π6个单位长度,所得到的函数解析式为5π5πsin 2sin 2665π6y x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故C 错误;D :令()0f x =,得5πsin 206x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,解得5π5ππ2π,,6122k x k k x k ∈∈-=⇒=+Z Z ,仅0k =,1,即5π11π,1212x =符合题意,即()y f x =在4π0,3⎛⎫⎪⎝⎭内恰有两个零点,故D 错误.故选:AB三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 某班级有50名同学,一次数学测试平均成绩是92分,如果30名男生的平均成绩为90分,那么20名女生的平均成绩为____分.【答案】95【解析】【分析】利用平均数的求法计算即可.【详解】设所求平均成绩为x ,由题意得5092309020x ⨯=⨯+⨯,∴95x =.故答案为:9514. 已知1cos 7α=,()sin αβ+=,π02α<<,π02β<<,则cos β=________.【答案】12##0.5【解析】【分析】根据题意,分别求得()sin ,cos ααβ+,再由余弦的差角公式,代入计算,即可得到结果.【详解】因为π02α<<且11cos c 2πos 73α=<=,则ππ32α<<,又02βπ<<,所以π3παβ<+<,且()sin αβ+=<,所以π2π3αβ<+<,则()11cos 14αβ+==-,sin α==,所以()()()cos cos cos cos sin sin βαβααβααβα=+-=+++⎡⎤⎣⎦11111472=-⨯+=.故答案为:1215. 已知函数()()πsin 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤⎪⎝⎭是R 上的奇函数,其图象关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π上是单调函数,则ω的值为______.【答案】43【解析】【分析】由函数为奇函数,得0ϕ=,再根据函数图像关于点3,04A π⎛⎫⎪⎝⎭对称,可知43kω=,根据函数的单调性可得04ω<≤,进而得解.【详解】因为函数()()sin 0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>≤≤ ⎪⎝⎭是R 上的奇函数,则()()f x f x -=-,即sin cos cos sin x x ϕωωϕ=-,又因为0ω>,所以sin 0ϕ=,因为π02ϕ≤≤,所以0ϕ=;故()sin f x x ω=;又因为图象关于点3π,04A ⎛⎫⎪⎝⎭对称,则3ππ4k ω=,Z k ∈,所以43k ω=,Z k ∈,因为函数在区间π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是单调函数,则12ππ24ω⨯≥,得04ω<≤;所以43ω=,故答案为:43.16. cos()cos cos 1y αβαβ=++--取值范围是_________.【答案】1[4,]2-【解析】【分析】由和角的余弦公式变形给定函数,再利用辅助角公式变形,结合正弦函数的性质用含cos β的关系式表示y ,再借助二次函数最值求解即得.【详解】cos cos sin sin cos cos 1y αβαβαβ=-+--(cos 1)cos (sin )sin (cos 1)βαβαβ=+--+)(cos 1)αϕβ=+-+)(cos 1)αϕβ=+-+由sin()[1,1]αϕ+∈-,得(cos 1)(cos 1)y ββ-+≤≤+,令t =,则t ∈,则22t y t ≤≤--,所以221(42y t t ≥-=-+≥-,当且仅当t =,即cos 1β=时取等号,且2211(22y t t ≤-=-+≤,当且仅当t =,即1cos 2β=-时取等号,的所以y 的取值范围为1[4,]2-.故答案为:1[4,]2-四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. 已知()()()()3πsin πcos 2πcos 2.πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭(1)化简()f α;(2)若α是第三象限角,且()1sin π5α-=,求()f α的值.【答案】(1)()cos f αα=-(2【解析】【分析】(1)利用诱导公式化简即可;(2)利用诱导公式及同角三角函数的关系计算即可.【小问1详解】因为()()()()3πsin πcos 2πcos 2πcos sin π2f αααααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭=⎛⎫--- ⎪⎝⎭()sin cos sin cos sin sin αααααα⋅⋅-==-⋅,所以()cos fαα=-.【小问2详解】由诱导公式可知()1sin πsin 5αα-=-=,即1sin 5α=-,又α是第三象限角,所以cos α===所以()cos fαα=-=.18. 据调查,某市政府为了鼓励居民节约用水,减少水资源的浪费,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民用水量标准x (单位:吨),月用水量不超过x 的部分按平价收费,超出x 的部分按议价收费.为了了解全市居民用水量分布情况,通过抽样,获得了n 户居民某年的月均用水量(单位:吨),其中月均用水量在(]9,12内的居民人数为39人,并将数据制成了如图所示的频率分布直方图.(1)求a 和n 的值;(2)若该市政府希望使80%的居民月用水量不超过标准x 吨,试估计x 的值;(3)在(2)的条件下,若实施阶梯水价,月用水量不超过x 吨时,按3元/吨计算,超出x 吨的部分,按5元/吨计算.现市政府考核指标要求所有居民的月用水费均不超过70元,则该市居民月用水量最多为多少吨?【答案】(1)1300a =,200n = (2)16.6吨 (3)20.64吨【解析】【分析】(1)频率分布直方图总面积为1,由此即可求解.(2)先判断所求值所在的区间,再按比例即可求解.(3)按题意列不等式即可求解.【小问1详解】()0.0150.0250.0500.0650.0850.0500.0200.0150.00531a +++++++++⨯= ,1.300a ∴=用水量在(]9,12频率为0.06530.195⨯=,392000.195n ∴==(户)【小问2详解】()0.0150.0250.0500.0650.08530.720.8++++⨯=< ,()0.0150.0250.0500.0650.0850.05030.870.8+++++⨯=>,0.800.7215316.60.870.72-∴+⨯=-(吨)【小问3详解】设该市居民月用水量最多为m 吨,因为16.6349.870⨯=<,所以m 16.6>,则()16.6316.6570w m =⨯+-⨯≤,解得20.64m ≤,答:该市居民月用水量最多为20.64吨.19. 已知函数()()2πcos 2cos f x x x x =-+.(1)若ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,求函数()f x 的值域;(2)若函数()()1g x f x =-在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,求m 的取值范围.【答案】(1)[]0,3(2)5π11π,1212⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】(1)利用诱导公式以及二倍角公式化简可得()f x 的表达式,结合ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,确定π26x +的范围,即可求得答案;(2)由π,6x m ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,确定πππ2[,2666x m +∈-+,根据()g x 在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,结合正弦函数的零点,列出相应不等式,即求得答案.【小问1详解】由题意得()()2πcos 2cos f x x x x=-+的πcos 212sin 216x x x ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭,当ππ,63x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则ππ5π2[,666x +∈-,则1πsin 2126x ⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,则π02sin 2136x ⎛⎫≤++≤ ⎪⎝⎭,即函数()f x 的值域为[]0,3;【小问2详解】由题可得π6m >-,当π,6x m ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,πππ2[,2666x m +∈-+,()()π2sin 216g x x f x ⎛⎫+ ⎪⎝=-⎭=,且()g x 在区间π,6m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有且仅有两个零点,而sin y x =在π[,2π)6-有且仅有2个零点,分别为0,π,故π5π11ππ22π,61212m m ≤+<∴≤<,即5π11π,1212m ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭.20. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲(其覆盖面积为k ),这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,二月底测得凤眼莲的覆盖面积为224m ,三月底测得凤眼莲的覆盖面积为236m ,凤眼莲的覆盖面积y (单位:2m )与月份x (单位:月)的关系有两个函数模型()0,1x y ka k a =>>与()120,0y px k p k =+>>可供选择.(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;(2)求凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份.(参考数据:lg 20.3010,lg 30.4711≈≈).【答案】(1)选择模型()0,1x y ka k a =>>符合要求,*32323N 2,11,xy x x ⎛⎫=⋅ ⎪⎝≤≤∈⎭ (2)六月份【解析】【分析】(1)根据指数函数与幂函数的增长速度即可选得哪一个模型,再利用待定系数法即可求出该模型的解析式;(2)由(1)结合已知可得3233210323x ⎛⎫⋅>⨯ ⎪⎝⎭,再结合已知数据即可得出答案.【小问1详解】函数()0,1x y ka k a =>>与()120,0y pxk p k =+>>在()0,∞+上都是增函数,随着x 的增加,函数()0,1x y kak a =>>的值增加的越来越快,而函数()120,0y px k p k =+>>的值增加的越来越慢,由于凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,因此选择模型()0,1x y kak a =>>符合要求,根据题意可知2x =时,24y =;3x =时,36y =,所以232436ka ka ⎧=⎨=⎩,解得32323a k ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,故该函数模型的解析式为*32323N 2,11,x y x x ⎛⎫=⋅ ⎪⎝≤≤∈⎭;【小问2详解】当0x =时,323y =,元旦放入凤眼莲的覆盖面积是232m 3,由3233210323x ⎛⎫⋅>⨯ ⎪⎝⎭,得3102x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以32lg1011log 10 5.93lg 3lg 20.47110.3010lg 2x >==≈≈--,又*N x ∈,所以6x ≥,即凤眼莲的覆盖面积是元旦放入凤眼莲面积10倍以上的最小月份是六月份.21. 已知函数()()sin (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的最小正周期为π,且直线π2x =-是其图象的一条对称轴.(1)求函数()f x 的解析式;(2)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数记作()y g x =,已知常数*,n λ∈∈R N ,且函数()()()F x f x g x λ=+在()0,πn 内恰有2023个零点,求常数λ与n 的值.【答案】(1)()cos2f x x =(2)1,1349n λ==【解析】【分析】(1)由周期求得ω,再由对称性求得ϕ得解析式;(2)由图象变换求得()g x ,然后可得()F x 的表达式,令[]sin 1,1t x =∈-,()0F x =化为22210,Δ80t t λλ--==+>,则关于t 的二次方程2210t t λ--=必有两不等实根12t t 、,则1212t t =-,则12t t 、异号,然后分类讨论()0F x =在(0,π)n 上解的个数后得出结论.【小问1详解】由三角函数的周期公式可得()()2π2,sin 2πf x x ωϕ==∴=+,令()π2π2x k k Z ϕ+=+∈,得()ππ422k x k Z ϕ=-+∈,由于直线π2x =-为函数()y f x =的一条对称轴,所以,()πππZ 2422k k ϕ-=-+∈,得()3ππZ 2k k ϕ=+∈,由于0π,1k ϕ<<∴=-,则π2ϕ=,因此,()πsin 2cos22f x x x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭;小问2详解】将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位,得到函数ππcos 2cos 2sin242y x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,再将所得的图象上每一点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍后所得到的图象对应的函数为()sin g x x =,()()()2cos2sin 2sin sin 1F x f x g x x x x x λλλ=+=+=-++ ,令()0F x =,可得22sin sin 10x x λ--=,令[]sin 1,1t x =∈-,得22210,Δ80t t λλ--==+>,【则关于t 的二次方程2210t t λ--=必有两不等实根12t t 、,则1212t t =-,则12t t 、异号,(i )当101t <<且201t <<时,则方程1sin x t =和2sin x t =在区间()()*0,πNn n ∈均有偶数个根,从而方程22sin sin 10x x λ--=在()()*0,πNn n ∈也有偶数个根,不合乎题意;(ii )当11t =-时,则212t =,当()0,2πx ∈时,1sin x t =只有一根,2sin x t =有两根,所以,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在()0,2π上有三个根,由于202336741=⨯+,则方程22sin sin 10x x λ--=在()0,1348π上有36742022⨯=个根,由于方程1sin x t =在区间()1348π,1349π上无实数根,方程2sin x t =在区间()1348π,1349π上有两个实数解,因此,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在区间()0,1349π上有2024个根,不合乎题意,(iii )当11t =,则212t =-,当()0,2πx ∈时,1sin x t =只有一根,2sin x t =有两根,所以,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在()0,2π上有三个根,由于202336741=⨯+,则方程22sin sin 10x x λ--=在()0,1348π上有36742022⨯=个根,由于方程1sin x t =在区间()1348π,1349π上只有一个根,方程2sin x t =在区间()1348π,1349π上无实数解,因此,关于x 的方程22sin sin 10x x λ--=在区间()0,1349π上有2023个根,合乎题意;此时,1122λ-+=,1λ=,综上所述:1,1349n λ==.22. 已知二次函数()f x 满足:()()224132,log 231x f x x x g x ⎛⎫+=++=+ ⎪-⎝⎭(1)求()f x 的解析式;(2)求()g x 的单调性与值域(不必证明);(3)设()ππ2cos cos2,22h x x m x x ⎛⎫⎡⎤=+∈- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,若()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦,求实数m 的值.【答案】(1)()2f x x x =+ (2)在()0,∞+上单调递减,值域是()1,+∞.(3)1-【解析】【分析】(1)利用换元法,令1t x =+,代入化简即可求出函数的解析式;(2)可设4231x u =+-,利用复合函数的单调性,即可判定函数的单调性,进而求得值域;(3)由(2)知,()12g =,()12f =,结合()(),f x g x 的单调性可知当1x ≥时,()()2,01f x g x x ≥≥<<时,()()2f x g x <<,由()()f h x g h x ⎡⎤⎡⎤≥⎣⎦⎣⎦恒成立,即为()1h x ≥恒成立,设[]cos 0,1x t =∈,只需不等式()22210mt t m +-+≥在[]0,1t ∈上恒成立,讨论m 的取值范围即可求解.【小问1详解】由题意()2132f x x x +=++,令1t x =+,则1x t =-,有()()22(1)312f t t t t t =-+-+=+,故()2f x x x =+【小问2详解】函数()24log 231x g x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭,由420031x x +>⇒>-,即定义域为()0,∞+,且4231x u =+-在()0,∞+上单调递减及2log y u =单调递增所以()24log 231x g x ⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭在()0,∞+上单调递减.因为()0,x ∞∈+,42231x u =+>-,所以()g x 的值域是()1,∞+【小问3详解】结合(2)结论知()24log 231x g x ⎛⎫=+⎪-⎝⎭在()0,∞+上单调递减且()12g =,又()2f x x x =+在()0,∞+上单调递增且()12f =故当1x ≥时,()()2,01f xg x x ≥≥<<时,()()2f x g x <<,由()()()1f h x g h x h x ⎡⎤⎡⎤≥⇒≥⎣⎦⎣⎦恒成立,即()22cos 2cos 11x m x +-≥在ππ,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦上恒成立,设[]cos 0,1x t =∈,则不等式()22210mt t m +-+≥在[]0,1t ∈上恒成立,①当0m =时,不等式化为210t -≥,显然不满足恒成立;②当0m >时,将0=t 代入得()10m -+≥,与0m >矛盾;③当0m <时,只需()()10,1,12210,1,m m m m m m ⎧-+≥≤-⎧⎪⇒⇒=-⎨⎨+-+≥≥-⎪⎩⎩,综上,实数m 的值为-1.【点睛】关键点点睛:本题考查了换元法求函数的解析式,函数的单调性,解题的关键是根据函数的单调性得出()1h x ≥,转化为二次不等式恒成立,考查了分类讨论的思想.。