北京市十一学校2018~2019学年度高一第1学期期中考试数学试题及参考答案解析
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北京市十一学校2018-2019学年度第一学段数学ⅠA 教与学诊断一、选择题:共10小题,每小题3分,共30分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.已知集合{}320A x Z x =∈+<,{}29B x R x =∈≤,则A B =I ( )A.23,3⎡⎫--⎪⎢⎣⎭B.2,33⎛⎤- ⎥⎝⎦C.{}2,1--D.{}3,2,1---【参考答案】D 【试题分析】解出不等式320x +<和29x ≤,再由交集的定义可得出集合A B I .{}23203A x Z x x Z x ⎧⎫=∈+<=∈<-⎨⎬⎩⎭Q ,{}{}2933B x R x x R x =∈≤=∈-≤≤,因此,{}233,2,13A B x Z x ⎧⎫⋂=∈-≤<-=---⎨⎬⎩⎭.故选:D.本题考查交集的计算,同时也考查了一元二次不等式的解法,考查计算能力,属于基础题. 2.命题“存在实数x,,使x > 1”的否定是( ) A.对任意实数x, 都有x > 1 B.不存在实数x ,使x ≤1 C.对任意实数x, 都有x ≤1 D.存在实数x ,使x ≤1【参考答案】C 【试题分析】解:特称命题的否定是全称命题,否定结论的同时需要改变量词。
∵命题“存在实数x ,使x >1”的否定是 “对任意实数x ,都有x ≤1” 故选:C .3.下列函数中,在区间()0,∞+上是增函数的是( ) A.3y x a =-+ B.2y x=C.3y x =D.21y x =-+【参考答案】C分析各选项中函数在区间()0,∞+上的单调性,可得出正确选项.对于A 选项,函数3y x a =-+在R 上为减函数,该函数在区间()0,∞+上是减函数; 对于B 选项,函数2y x=在区间()0,∞+上是减函数; 对于C 选项,函数3y x =在R 上为增函数,该函数在区间()0,∞+上是增函数;对于D 选项,二次函数21y x =-+的图象开口向下,对称轴为y 轴,该函数在区间()0,∞+上是减函数. 故选:C.本题考查基本初等函数在区间上单调性的判断,熟悉基本初等函数的单调性是解题的关键,考查推理能力,属于基础题.4.已知映射:f A B →,其中(){},,A B x y x R y R ==∈∈,对应法则()():,,f x y x y xy →+.则集合B中的元素()1,2-的原象为( ) A.()1,2-B.()2,1-C.()1,2-或()2,1-D.以上答案都不对【参考答案】C 【试题分析】设集合B 中的元素()1,2-的原象为(),x y ,根据题意得出关于x 、y 的方程组,解出即可. 设集合B 中的元素()1,2-的原象为(),x y ,则12x y xy +=⎧⎨=-⎩,解得12x y =-⎧⎨=⎩或21x y =⎧⎨=-⎩. 因此,集合B 中的元素()1,2-的原象为()1,2-或()2,1-. 故选:C.本题考查原象的求解,建立方程组是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题. 5.“()f x 在[a,b]上为单调函数”是“函数()f x 在[a,b]上有最大值和最小值”的( ) A.充分非必要条件 B.必要非充分条件 C.充要条件 D.既不充分也非必要条件【参考答案】A充分性成立但必要性不一定成立,连续函数()f x 在[],a b 上有最大值和最小值但可能不单调。
6.若函数234y x x =--的定义域为[]0,m ,值域为25,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,则实数m 的取值范围是( ) A.[]0,4 B.3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦C.3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D.3,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦【参考答案】B 【试题分析】将函数解析式配方得223253424y x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,由2344y x x =--=-得出0x =或3x =,然后对m 分302m <<、332m ≤≤和3m >三种情况讨论,利用数形结合思想并结合该函数在区间[]0,m 上的值域为25,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦来得出实数m 的取值范围. 223253424y x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭Q ,作出函数234y x x =--在区间[]0,m 上的图象如下图所示:由图象可知,当32x =时,min 254y =-,令2344y x x =--=-得出0x =或3x =. 当302m <<时,函数234y x x =--在区间[]0,m 上单调递减,此时2min 25344y m m =-->-,不合乎题意;当332m ≤≤时,且当[]0,x m ∈时,由图象可知min 254y =-,max 4y =-,合乎题意; 当3m >时,且当[]0,x m ∈时,由图象可知min 254y =-,2max 344y m m =-->-,不合乎题意.综上所述,实数m 的取值范围是3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选:B.本题考查利用二次函数的值域求参数的取值范围,解题时要对参数的取值进行分类讨论,利用数形结合思想进行求解,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题. 7.使得“0x >”成立的一个充分而不必要条件是( )A.1x >B.20x >C.12x≤ 0≥【参考答案】D 【试题分析】解出每个选项中的不等式,根据集合包含关系可找出使得“0x >”成立的一个充分而不必要条件. 对于A 选项,解不等式1x >,得1x <-或1x >,则“1x >”是“0x >”成立的既不充分也不必要条件;对于B 选项,解不等式20x >,得0x ≠,则“20x >”是“0x >”成立的必要不充分条件; 对于C 选项,解不等式12x ≤,即210x x -≥,解得0x <或12x ≥,则“12x ≤” 是“0x >”成立的既不充分也不必要条件;对于D 选项,0≥,得1x ≥,0≥” 是“0x >”成立充分不必要条件. 故选:D.本题考查充分不必要条件的寻找,一般转化为集合的包含关系来寻找,考查推理能力,属于中等题. 8.已知3log 12a =,试用a 表示3log 24的结果为( ) A.32aB.312a - C.3a D.以上结果都不对【参考答案】B 【试题分析】利用对数的运算性质并结合题中等式解出3log 2,然后利用对数的运算性质可得出3log 24关于a 的表达式.()2233333log 12log 32log 3log 212log 2a ==⨯=+=+,31log 22a -∴=, 因此,()3333131log 24log 122log 12log 222a a a --=⨯=+=+=. 故选:B.本题考查对数运算性质的应用,考查计算能力,属于中等题.9.已知()f x 是定义在[]22-,上的奇函数,且当0x >时,()f x 的图象如图所示,那么()f x 的值域是( )A.[]3,3-B.(][)3,22,3--U C.[)(]3,22,3--U D.[){}(]3,202,3--U U 【参考答案】D 【试题分析】由图象得出函数()y f x =在区间(]0,2上的值域,并得出()00f =,利用奇函数的性质求出函数()y f x =在区间[)2,0-上的值域,由此可得出函数()y f x =的值域.由图象可知,当02x <≤时,()23f x <≤,由于函数()y f x =是定义在[]22-,上的奇函数,则()00f =. 当20x -≤<时,02x <-≤,则()23f x <-≤,即()23f x <-≤,解得()32f x -≤<-. 即函数()y f x =在区间[)2,0-上的值域为[)3,2--. 因此,函数()y f x =的值域为[){}(]3,202,3--U U . 故选:D.本题考查奇函数值域求解,解题时应充分利用奇函数的性质来求解,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.10.已知函数()()213f x ax b x a b =+-++是偶函数,且其定义域为[]1,2a a -,则a 和b 的值分别为( ) A.13a =,0b = B.13a =,1b = C.12a =-,0b = D.以上结果都不对【参考答案】B 【试题分析】利用偶函数的定义域关于原点对称得出a 的值,再利用二次函数图象的对称轴为y 轴可求出b 的值. 由于偶函数()()213f x ax b x a b =+-++的定义域为[]1,2a a -,关于原点对称,则120a a -+=,得13a =,此时,()()21113f x x b x b =+-++,二次函数()y f x =图象的对称轴为直线()3110223b b x --=-=-=,得1b =. 因此,13a =,1b =. 故选:B.本题考查利用函数的奇偶性求参数,在利用函数奇偶性的定义求参数时,还应注意函数的定义域关于原点对称这一条件的应用,考查运算求解能力,属于中等题.二、填空题:共10小题,每小题3分,共30分.11.函数()22f x x x =+-的零点为______________.【参考答案】2-和1 【试题分析】解方程220x x +-=,即可得出函数()y f x =的零点. 令()0f x =,得220x x +-=,解得1x =或2x =-. 因此,函数()22f x x x =+-的零点为2-和1.故答案为:2-和1.本题考查函数零点的求解,熟悉函数零点的定义是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题.12.函数0()(1)f x x =+-的定义域为_____________________.【参考答案】()()1,11,3-U 【试题分析】根据偶次根式被开方数非负、分式中分母不为零、零次幂中底数不为零,列出关于x 的不等式组,即可得出函数()y f x =的定义域.由题意得223010x x x ⎧+->⎨-≠⎩,即22301x x x ⎧--<⎨≠⎩,解得131x x -<<⎧⎨≠⎩. 因此,函数()y f x =的定义域为()()1,11,3-U . 故答案为:()()1,11,3-U .本题考查具体函数定义域的求解,解题时要熟悉一些常见基本初等函数求定义域的原则,考查运算求解能力,属于基础题. 13.____________. 【参考答案】1- 【试题分析】利用根式的运算性质和指数的运算性质可求出所求代数式的值.原式12362112112=-=-==-.故答案为:1-.本题考查根式的运算性质,同时也考查了指数幂的运算,考查计算能力,属于基础题. 14.满足()2log lg 1x =的实数x 的值为__________________. 【参考答案】100± 【试题分析】由外到内逐步将对数式化为指数式,可解出x 的值.()2log lg 1x =Q ,lg 2x ∴=,则210100x ==,解得100x =±.故答案为:100±.本题考查对数方程的求解,在解题时应将对数式化为指数式来求解,考查运算求解能力,属于基础题. 15.使得代数式2151112x x +-的值恒为正值的实数x 值的集合为_____________. 【参考答案】43x x ⎧<-⎨⎩或35x ⎫>⎬⎭【试题分析】 【分析】解不等式21511120x x +->即可得出实数x 的取值集合. 由题意得21511120x x +->,即()()34530x x +->,解得43x <-或35x >. 因此,使得代数式2151112x x +-的值恒为正值的实数x 值的集合为43x x ⎧<-⎨⎩或35x ⎫>⎬⎭.故答案为:43x x ⎧<-⎨⎩或35x ⎫>⎬⎭. 本题考查一元二次不等式的解法,考查运算求解能力,属于基础题.16.若关于x 的一元二次方程2240x ax -+=的两个根都大于1,则实数a 的取值范围是___________________. 【参考答案】52,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭【试题分析】设()224f x x ax =-+,分析二次函数()y f x =的对称轴、判别式∆的符号以及()1f 的符号,可得出关于实数a 的不等式组,解出即可.设()224f x x ax =-+,由题意知,函数()y f x =的两个零点都大于1.则()2141601520a a f a ⎧>⎪∆=-≥⎨⎪=->⎩,解得522a ≤<.因此,实数a 取值范围是52,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故答案为:52,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭. 本题考查利用二次函数的零点分布求参数,一般要结合二次函数的图象分析其开口方向、对称轴、判别式的符号以及端点(与零点比大小的数)函数值的符号,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题. 17.化简1lg9lg22100-的值为________________________.【参考答案】94【试题分析】根据对数、指数的运算性质、对数恒等式即可计算出结果. 原式192lg9lg 2lglg9lg 42491010104⎛⎫- ⎪-⎝⎭====. 故答案为:94. 本题考查指数、对数的运算,熟悉指数、对数的运算律以及对数恒等式是解题的关键,考查计算能力,属于基础题. 18.若函数22yax ax a =++-的图象与x 轴没有公共点,则实数的取值范围为______.【参考答案】(]8,0,3⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U 【试题分析】分0a =和0a ≠两种情况讨论,在0a =时验证即可,在0a ≠时得出∆<0,由此可得出实数a 的取值范围.当0a =时,函数为2y =-,该函数的图象与x 轴没有公共点; 当0a ≠时,由于函数22yax ax a =++-的图象与x 轴没有公共点,则()2420a a a ∆=--<,整理得2380a a ->,解得0a <或83a >. 因此,实数a 的取值范围是(]8,0,3⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U .故答案为:(]8,0,3⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭U .本题考查变系数的二次函数的零点个数求参数,解题时要分析首项系数与判别式符号,考查化归与转化思想以及分类讨论思想的应用,属于中等题.19.如图,点P在边长为1的正方形ABCD的边BC、CD上从B点运动到D点,设运动路程长度为x,记线段AP的长度为y,则y与x之间的函数关系()y f x=可表示为___________________.【参考答案】()221,0145,12x xf xx x x⎧+≤≤⎪=⎨-+<≤⎪⎩【试题分析】分点P在线段BC、CD(不包括点C),利用勾股定理计算出AP的长度,即可得出函数()y f x=的解析式.①当点P在线段BC上时,即当01x≤≤时,BP x=,2221AP AB BP x∴++②当点P在线段CD(不包括点C)时,即当12x<≤时,2PD x=-,()22221245AP AD PD x x x∴=+=+-=-+因此,()221,0145,12x xf xx x x⎧+≤≤⎪=⎨-+<≤⎪⎩.故答案为:()221,0145,12x xf xx x x⎧+≤≤⎪=⎨-+<≤⎪⎩.本题考查分段函数解析式的求解,解题时要对自变量的取值进行分类讨论,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.20.若函数()21f x mx mx=-+的定义域为R,则实数m的取值范围为_________.【参考答案】[]0,4【试题分析】由题意得出不等式210mx mx -+≥对任意的x ∈R 恒成立,然后对m 分0m =和0m ≠两种情况讨论,在0m =时验证即可,在0m ≠时分析二次函数图象的开口方向和判别式符号,可求出实数m 的取值范围.由题意得出不等式210mx mx -+≥对任意的x ∈R 恒成立. ①当0m =时,则有10≥,合乎题意;②当0m ≠时,则有240m m m >⎧⎨∆=-≤⎩,解得04m <≤. 综上所述,实数m 的取值范围是[]0,4. 故答案为:[]0,4.本题考查利用二次不等式在实数集上恒成立求参数的取值范围,解题时要对首项系数的符号以及判别式的符号进行分析,考查化归与转化思想的应用,属于中等题.三、解答题:共4小题,共40分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.21.设集合{}13A x x x =+-≤,413B x x ⎧⎫=>⎨⎬+⎩⎭.(1)求集合A B I ;(2)若不等式220x ax b ++<的解集为B ,求实数a 、b 的值. 【参考答案】(1)[)1,1-;(2)4a =,6b =-. 【试题分析】(1)分0x ≤、01x <<、1x ≥三种情况解不等式13x x +-≤,可得出集合A ,解不等式413x >+,可得出集合B ,再利用交集的定义可得出集合A B I ;(2)由(1)得知()3,1B =-,由题意知,关于x 的方程220x ax b ++=的两根为3-和1,然后利用韦达定理可求出a 、b 的值.(1)先解不等式13x x +-≤.①当0x ≤时,由13x x +-≤得1213x x x -+-=-+≤,解得1x ≥-,此时10x -≤≤; ②当01x <<时,由13x x +-≤得113x x +-=≤,成立,此时01x <<; ③当1x ≥时,由13x x +-≤得1213x x x +-=-≤,解得2x ≤,此时12x ≤≤.所以,不等式13x x +-≤的解集为[]1,2A =-. 解不等式413x >+,即411033x x x --=<++,解得31x -<<,()3,1B ∴=-. 因此,[)1,1⋂=-A B ;(2)Q 不等式220x ax b ++<的解集为B ,3∴-、1是方程220x ax b ++=的两实根.根据韦达定理得312312ab ⎧-=-+⎪⎪⎨⎪=-⋅⎪⎩,解得4a =,6b =-.本题本题考查交集的运算,同时也考查了绝对值不等式、分式不等式的解法以及二次方程根与系数的关系,考查分类讨论思想与运算求解能力,属于基础题. 22.已知二次函数()f x 的最小值为1,且(0)(2)3f f ==. (1)求()f x 的解析式.(2)在区间[-1,1]上,()y f x =的图象恒在221y x m =++的图象上方,试确定实数m 的取值范围. 【参考答案】(1)2()243f x x x =-+;(2)(,1)-∞- 【试题分析】(1)已知函数是二次函数,求解析式可以采用待定系数法,再由已知条件可以设二次函数的顶点式.(2)由二次函数图像在直线上方可得到不等式:2243221x x x m -+>++,问题转化为不等式在[-1,1]恒成立求参数的范围,可以用分离参数法.(1)由已知()f x 是二次函数,且()()02f f =,得()f x 的对称轴为1x =, 又()f x 的最小值为1,故设()()211f x a x =-+,又()03f =, ∴()013f a =+=,解得2a =, ∴()()22211243f x x x x =-+=-+.(2)由于在区间[-1,1]上,()y f x =的图象恒在221y x m =++的图象上方, 所以在[-1,1]上恒成立,即231m x x <-+在[]1,1-上恒成立.令()231g x x x =-+,则()g x 在区间[-1,1]上单调递减,∴()g x 在区间[-1,1]上的最小值为()11g =-, ∴1m <-,即实数m 的取值范围是(),1-∞-本题综合考查二次函数的解析式求解和其性质应用,解析式求解中,如何设函数解析式很关键,将会影响后续计算量的大小,因此需要根据已知条件选择合适的解析式;在求解参数范围时一般采用分离参数和构造函数法,在分离参数后要分清是恒成立问题还是存在性问题然后求解产生的新函数的最值.如果采用构造函数法,则需要解决构造函数的性质来求参数的范围. 23.设函数()2f x x x=-. (1)试写出函数()f x 的单调区间,并对于0x >的情况用函数单调性的定义给予证明; (2)解不等式()1f x ≥.【参考答案】(1)()f x 的单调减区间为(),0-∞、()0,∞+,证明见解析; (2)(](],20,1-∞-U . 【试题分析】(1)根据函数()y f x =的解析式写出函数的单调递减区间,然后利用定义证明出函数()y f x =在区间()0,∞+上的单调性;(2)分0x >和0x <解不等式21x x-≥,即可得出不等式()1f x ≥的解集. (1)函数()y f x =的单调递减区间为(),0-∞、()0,∞+. 下面证明函数()y f x =在区间()0,∞+上的单调性. 任取120x x >>,则()()()12122112122222f x f x x x x x x x x x -=--+=-+-()()()2121211212221x x x x x x x x x x -⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭, 120x x >>Q ,210x x ∴-<,12210x x +>,()()120f x f x ∴-<,()()12f x f x ∴<.因此,函数()2f x x x=-在区间()0,∞+上为减函数; (2)由()1f x ≥得,21x x -≥,即210x x +-≤,即220x x x+-≤.当0x >时,则220x x +-≤,解得21x -≤≤,此时01x <≤; 当0x <时,则220x x +-≥,解得2x -≤或1x ≥,此时2x -≤. 综上所述,不等式()1f x ≥的解集为(](],20,1-∞-U .本题考查利用定义证明函数的单调性,同时也考查了分式不等式的解法,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.24.设二次函数()21f x x ax =++,其中常数a R ∈.(1)求()f x 在区间[]22-,上的最小值(用a 表示); (2)解不等式()0f x ≥;(3)若()0f x ≥对任意[]2,2x ∈-恒成立,试求实数a 的取值范围.【参考答案】(1)()2min52,44,44452,4a a a f x a a a -≥⎧⎪-⎪=-<<⎨⎪+≤-⎪⎩;(2)见解析;(3)[]22-,. 【试题分析】(1)就二次函数()y f x =的对称轴与区间[]22-,的位置关系进行分类讨论,分析二次函数()y f x =在区间[]22-,上的单调性,从而可得出函数()y f x =在区间[]22-,上的最小值; (2)分0∆≤、>0∆两种情况解不等式()0f x ≥,即可得出各种情况下不等式()0f x ≥的解集;(3)由(1)中的结论,将问题转化为函数()y f x =在区间[]22-,上的最小值()min 0f x ≥,然后解出该不等式可得出实数a 的取值范围.(1)二次函数()21f x x ax =++对称轴为直线2ax =-,且图象开口向上. 若22a-≤-,即4a ≥时,函数()y f x =在区间[]22-,上单调递增, 则()()min 252f x f a =-=-;若222a -<-<,即44a -<<时,函数()y f x =在区间2,2a ⎡⎫--⎪⎢⎣⎭上单调递减,在区间,22a ⎛⎤- ⎥⎝⎦上单调递增,则()2min 424a a f x f -⎛⎫=-= ⎪⎝⎭;若22a-≥,即4a ≤-时,函数()y f x =在区间[]22-,上单调递减, 则()()min 252f x f a ==+因此,()2min52,44,44452,4a a a f x a a a -≥⎧⎪-⎪=-<<⎨⎪+≤-⎪⎩; (2)24a ∆=-.当240a ∆=-≤时,即当22a -≤≤时,则不等式()0f x ≥的解集为R ; 当240a ∆=->时,即当2a <-或2a >时,解不等式()0f x ≥,即210x ax ++≥.解得x ≤x ≥.此时,不等式()0f x ≥的解集为⎛⎫-∞+∞ ⎪ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭U ; (3)由题意知,函数()y f x =在区间[]22-,上的最小值()min 0f x ≥. 由(1)知,当4a ≥时,则520a -≥,解得52a ≤,此时a ∈∅; 当44a -<<时,则2404a -≥,解得22a -≤≤,此时22a -≤≤;当4a ≤-时,则520a +≥,解得52a ≥-,此时a ∈∅. 综上所述,实数a 的取值范围是[]22-,. 本题考查二次函数在定区间上的最值的求解,同时也考查了含参二次不等式的解法以及二次不等式在区间上恒成立问题,解题时要对二次函数的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论,在处理不等式恒成立问题时,应转化为与最值相关的不等式求解,考查分类讨论思想以及化归与转化思想的应用,属于中等题.。