2016-2017学年湖北省武汉四中等四所重点中学高一(上)期末数学试卷(理科)含参考答案

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2016-2017学年湖北省武汉四中等四所重点中学高一(上)期末数学试卷(理科)一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5.00分)集合A={x|x2﹣3x+2=0},B={0,1},则A∪B=()A.{1}B.{0,1,2}C.(1,2) D.(﹣1,2]2.(5.00分)的值为.()A.B.C.D.3.(5.00分)对于任意向量、、,下列命题中正确的有几个()(1)|•|=||||(2)|+|=||+||((3)(•)=(•)(4)•=||2.A.1 B.2 C.3 D.44.(5.00分)要得到函数的图象,只需要将函数y=sin3x的图象()m.A.向右平移个单位B.向左平移个单位C.向右平移个单位D.向左平移个单位5.(5.00分)如图,四边形ABCD是正方形,延长CD至E,使得DE=CD,若点P为BC的中点,且,则λ+μ=()A.3 B.2 C.1 D.6.(5.00分)已知=(2,﹣1),=(x,3),且∥,则||=()A.3 B.5 C.D.37.(5.00分)一质点受到平面上的三个力F1,F2,F3(单位:牛顿)的作用而处于平衡状态.已知F1,F2成60°角,且F1,F2的大小分别为2和4,则F3的大小为()A.6 B.2 C.2 D.28.(5.00分)已知函数f(x)=3x+x,g(x)=x3+x,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则()A.c<b<a B.a<b<c C.c<a<b D.b<a<c9.(5.00分)如图,在圆C中,C是圆心,点A,B在圆上,•的值()A.只与圆C的半径有关B.只与弦AB的长度有关C.既与圆C的半径有关,又与弦AB的长度有关D.是与圆C的半径和弦AB的长度均无关的定值10.(5.00分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,ω>0,丨φ丨<)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为()A.f(x)=2sin(x+)B.f(x)=2sin(2x+)C.f(x)=2sin(2x﹣)D.f(x)=2sin(4x﹣)11.(5.00分)下面有命题:①y=|sinx﹣|的周期是π;②y=sinx+sin|x|的值域是[0,2];③方程cosx=lgx有三解;④ω为正实数,y=2sinωx在上递增,那么ω的取值范围是;⑤在y=3sin(2x+)中,若f(x1)=f(x2)=0,则x1﹣x2必为π的整数倍;⑥若A、B是锐角△ABC的两个内角,则点P(cosB﹣sinA,sinB﹣cosA在第二象限;⑦在△ABC中,若,则△ABC钝角三角形.其中真命题个数为()A.2 B.3 C.4 D.512.(5.00分)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=x|x ﹣2|.若关于x的方程f2(x)+af(x)+b=0(a,b∈R)恰有10个不同实数解,则a的取值范围为()A.(0,2) B.(﹣2,0)C.(1,2) D.(﹣2,﹣1)二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.请将答案填在答题卡对应题号的位置上.答错位置,书写不清,模棱两可均不得分.13.(5.00分)计算:(sin15°+cos15°)(sin15°﹣cos15°)=.14.(5.00分)已知平面向量=(1,2),=(3,1),则向量与的夹角为.15.(5.00分)已知cos(﹣θ)=,则sin(2θ+)=.16.(5.00分)在平面直角坐标系xOy中,已知任意角θ以x轴非负半轴为始边,若终边经过点P(x0,y0),且|OP|=r(r>0),定义sicosθ=,称“sicosθ”为“正余弦函数”.对于正余弦函数y=sicosx,有同学得到如下结论:①该函数是偶函数;②该函数的一个对称中心是(,0);③该函数的单调递减区间是[2kπ﹣,2kπ+],k∈Z.④该函数的图象与直线y=没有公共点;以上结论中,所有正确的序号是.三、解答题:本大题共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.(10.00分)已知集合A={x|1<x<3},集合B={x|2m<x<1﹣m}.(1)若m=﹣1求A∩B;(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.18.(12.00分)已知向量,满足||=2,||=1,|﹣|=2.(1)求•的值;(2)求|+|的值.(3)求在上的投影.19.(12.00分)已知函数.(1)求函数f(x)的最小正周期与对称轴方程;(2)求函数f(x)的单调递增区间.20.(12.00分)某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现,但生猪养殖成本逐月递增.下表是今年前四个月的统计情况:现打算从以下两个函数模型:①y=Asin(ωx+φ)+B,(A>0,ω>0,﹣π<φ<π),②y=log2(x+a)+b中选择适当的函数模型,分别来拟合今年生猪收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系、养殖成本(元/斤)与相应月份之间的函数关系.(1)请你选择适当的函数模型,分别求出这两个函数解析式;(2)按照你选定的函数模型,帮助该部门分析一下,今年该地区生猪养殖户在8月和9月有没有可能亏损?21.(12.00分)已知=(sinx,cosx),=(sinx,k),=(﹣2cosx,sinx﹣k).(1)当x∈[0,]时,求|+|的取值范围;(2)若g(x)=(+)•,求当k为何值时,g(x)的最小值为﹣.22.(12.00分)函数f(x)=aln(x2+1)+bx,g(x)=bx2+2ax+b,(a>0,b>0).已知方程g(x)=0有两个不同的非零实根x1,x2.(1)求证:x1+x2<﹣2;(2)若实数λ满足等式f(x1)+f(x2)+3a﹣λb=0,求λ的取值范围.2016-2017学年湖北省武汉四中等四所重点中学高一(上)期末数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5.00分)集合A={x|x2﹣3x+2=0},B={0,1},则A∪B=()A.{1}B.{0,1,2}C.(1,2) D.(﹣1,2]【分析】先求出集合A,B,由此利用并集定义能求出A∪B.【解答】解:∵集合A={x|x2﹣3x+2=0}={1,2},B={0,1},∴A∪B={0,1,2}.故选:B.2.(5.00分)的值为.()A.B.C.D.【分析】原式中的角度变形后,利用诱导公式化简计算即可得到结果.【解答】解:cos(﹣π)=cos(3π+)=cos(π+)=﹣cos=﹣.故选:D.3.(5.00分)对于任意向量、、,下列命题中正确的有几个()(1)|•|=||||(2)|+|=||+||((3)(•)=(•)(4)•=||2.A.1 B.2 C.3 D.4【分析】利用平面向量的基本运算逐一核对四个命题得答案.【解答】解:(1)|•|=|||||cos<>|≤||||,故(1)错误;(2)当、为非零向量且不共线同向时|+|≠||+||,故(2)错误;(3)对于非零向量,若与不共线同向,则(•)≠(•),故(3)错误;(4)•=||2正确.∴正确的命题是1个,故选:A.4.(5.00分)要得到函数的图象,只需要将函数y=sin3x的图象()m.A.向右平移个单位B.向左平移个单位C.向右平移个单位D.向左平移个单位【分析】利用诱导公式,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,即可得出结论.【解答】解:∵=﹣sin(3x﹣)=sin(π+3x﹣)=sin(3x+)=sin[3(x+)],∴将函数y=sin3x的图象向左平行移动个单位,可得函数的图象,故选:B.5.(5.00分)如图,四边形ABCD是正方形,延长CD至E,使得DE=CD,若点P为BC的中点,且,则λ+μ=()A.3 B.2 C.1 D.【分析】建立如图所示的直角坐标系,设正方形的边长为1,可以得到的坐标表示,进而得到答案.【解答】解:由题意,设正方形的边长为1,建立坐标系如图,则B(1,0),E(﹣1,1),∴=(1,0),=(﹣1,1),∵=(λ﹣μ,μ),又∵P是BC的中点时,∴=(1,),∴,解得:,∴λ+μ=2,故选:B.6.(5.00分)已知=(2,﹣1),=(x,3),且∥,则||=()A.3 B.5 C.D.3【分析】利用向量共线定理即可得出.【解答】解:∵∥,∴﹣x﹣6=0,解得x=﹣6.则||==3.故选:D.7.(5.00分)一质点受到平面上的三个力F1,F2,F3(单位:牛顿)的作用而处于平衡状态.已知F1,F2成60°角,且F1,F2的大小分别为2和4,则F3的大小为()A.6 B.2 C.2 D.2【分析】三个力处于平衡状态,则两力的合力与第三个力大小相等,方向相反,把三个力化到同一个三角形中,又知角的值,在任意三角形中用余弦定理求得结果,最后不要忽略开方运算.【解答】解:∵F32=F12+F22﹣2F1F2cos(180°﹣60°)=28,∴,故选:D.8.(5.00分)已知函数f(x)=3x+x,g(x)=x3+x,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则()A.c<b<a B.a<b<c C.c<a<b D.b<a<c【分析】由3x+x=0,化为3x=x,分别作出函数y=3x,y=﹣x的图象由图象可以知道函数f(x)的零点a<0,令h(x)=0,则x=0,b=0,由h(x)=0,即log3x=﹣x,分别作出函数y=log3x,y=﹣x的图象,即可求得a,b和c的大小关系.【解答】解:(1)令f(x)=3x+x=0,即3x+x=0,化为3x=x,分别作出函数y=3x,y=﹣x的图象由图象可以知道函数f(x)的零点a<0(2)对于函数对于函数g(x)=x3+x=x(x2+1),令h(x)=0,则x=0,∴b=0;(3)令h(x)=log3x+x=0,则log3x+x=0,即log3x=﹣x,分别作出函数y=log3x,y=﹣x的图象,则c>0,综上可知:a<b<c,故选:B.9.(5.00分)如图,在圆C中,C是圆心,点A,B在圆上,•的值()A.只与圆C的半径有关B.只与弦AB的长度有关C.既与圆C的半径有关,又与弦AB的长度有关D.是与圆C的半径和弦AB的长度均无关的定值【分析】由题意设与的夹角为A,表示出•═||2,得到结论.【解答】解:设与的夹角为A,∴•=||cosA═||=||2,∴•的值只与弦AB的长度有关,故选:B.10.(5.00分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,ω>0,丨φ丨<)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为()A.f(x)=2sin(x+)B.f(x)=2sin(2x+)C.f(x)=2sin(2x﹣)D.f(x)=2sin(4x﹣)【分析】由函数的最值求出A,由周期求出ω,由图象经过定点(,0),结合范围丨φ丨<,求出φ的值,从而求得函数的解析式.【解答】解:由图象可知,A=2,T=﹣,则T=π.又由于ω=,则ω=2,故f(x)=2sin(2x+φ).由题中图象可知,f()=2sin(2×+φ)=2,则+φ=kπ+,k∈z,即φ=kπ+,k∈z.又因为|φ|<,则φ=,所以函数解析式为y=2sin(2x+).故选:B.11.(5.00分)下面有命题:①y=|sinx﹣|的周期是π;②y=sinx+sin|x|的值域是[0,2];③方程cosx=lgx有三解;④ω为正实数,y=2sinωx在上递增,那么ω的取值范围是;⑤在y=3sin(2x+)中,若f(x1)=f(x2)=0,则x1﹣x2必为π的整数倍;⑥若A、B是锐角△ABC的两个内角,则点P(cosB﹣sinA,sinB﹣cosA在第二象限;⑦在△ABC中,若,则△ABC钝角三角形.其中真命题个数为()A.2 B.3 C.4 D.5【分析】①,∵y=|sin(ωx﹣|的周期是,;②,当x≥0时,y=sinx+sin|x|=2sinx值域不是[0,2],;③,∵lg2π<1,lg4π>1,方程cosx=lgx有三解,正确;④,ω为正实数,y=2sinωx在上递增,由条件利用正弦函数的单调性可得ω•≤,由此求得正数ω的范围是,;⑤,函数的周期T=π,函数值等于0的x之差的最小值为,所以x1﹣x2必是的整数倍;⑥,若A、B是锐角△ABC的两个内角,B>﹣A,则cosB﹣sinA<0,sinB ﹣cosA>0,;【解答】解:对于①,∵y=|sin(ωx﹣|的周期是,故正确;对于②,当x≥0时,y=sinx+sin|x|=2sinx值域不是[0,2],故错;对于③,∵lg2π<1,lg4π>1,方程cosx=lgx有三解,正确;对于④,ω为正实数,y=2sinωx在上递增,由条件利用正弦函数的单调性可得ω•≤,由此求得正数ω的范围是,故正确;对于⑤,函数的周期T=π,函数值等于0的x之差的最小值为,所以x1﹣x2必是的整数倍.故错;对于⑥,若A、B是锐角△ABC的两个内角,B>﹣A,则cosB﹣sinA<0,sinB﹣cosA>0,故正确;故选:C.12.(5.00分)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=x|x ﹣2|.若关于x的方程f2(x)+af(x)+b=0(a,b∈R)恰有10个不同实数解,则a的取值范围为()A.(0,2) B.(﹣2,0)C.(1,2) D.(﹣2,﹣1)【分析】根据函数的奇偶性求出f(x)的解析式,令t=f(x),将方程转化为一元二次函数,由根与系数之间的关系进行求解即可.【解答】解:设x<0,则﹣x>0,满足表达式f(x)=x|x﹣2|.∴f(﹣x)=﹣x|﹣x﹣2|=﹣x|x+2|,又∵f(x)为偶函数,∴f(﹣x)=f(x),∴f(x)=﹣x|x+2|,故当x<0时,f(x)=﹣x|x+2|.则f(x)=,作出f(x)的图象如图:设t=f(x),由图象知,当t>1时,t=f(x)有两个根,当t=1时,t=f(x)有四个根,当0<t<1时,t=f(x)有六两个根,当t=0时,t=f(x)有三个根,当t<0时,t=f(x)有0个根,则方程[f(x)]2+af(x)+b=0等价为t2+at+b=0,若方程[f(x)]2+af(x)+b=0(a∈R)恰好有1个不同实数解,等价为方程t2+at+b=0有两不同的根,且0<t1<1,t2=1,则t1+t2=﹣a,即1<t1+t2<2,则1<﹣a<2,即﹣2<a<﹣1,则a的取值范围为(﹣2,﹣1),故选:D.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.请将答案填在答题卡对应题号的位置上.答错位置,书写不清,模棱两可均不得分.13.(5.00分)计算:(sin15°+cos15°)(sin15°﹣cos15°)=.【分析】由已知利用平方差公式,二倍角的余弦函数公式,特殊角的三角函数值即可计算得解.【解答】解:.故答案为:.14.(5.00分)已知平面向量=(1,2),=(3,1),则向量与的夹角为45°.【分析】利用cos<>=,能求出向量与的夹角.【解答】解:∵平面向量=(1,2),=(3,1),∴cos<>===,∴<>=45°.∴向量与的夹角45°.故答案为:45o.15.(5.00分)已知cos(﹣θ)=,则sin(2θ+)=.【分析】由已知求得cos()的值,再由诱导公式得答案.【解答】解:∵cos(﹣θ)=,∴,∴sin(2θ+)=sin[﹣()]=cos()=.故答案为:﹣.16.(5.00分)在平面直角坐标系xOy中,已知任意角θ以x轴非负半轴为始边,若终边经过点P(x0,y0),且|OP|=r(r>0),定义sicosθ=,称“sicosθ”为“正余弦函数”.对于正余弦函数y=sicosx,有同学得到如下结论:①该函数是偶函数;②该函数的一个对称中心是(,0);③该函数的单调递减区间是[2kπ﹣,2kπ+],k∈Z.④该函数的图象与直线y=没有公共点;以上结论中,所有正确的序号是②④.【分析】根据题意,求出函数y=f(x)=sicosθ=sin(x+),再利用三角函数的图象与性质,对题目中的命题进行分析判定即可.【解答】解:对于①,根据三角函数的定义可知x0=rcosx,y0=rsinx,所以sicosθ=sinx+cosx=sin(x+),图象不关于y轴对称,不是偶函数,错误;对于②,因为y=sicosθ=f()=sin(+)=0,所以该函数的图象关于点(,0)对称,②正确;对于③,因为y=f(x)=sicosθ=sin(x+),所以由2kπ+≤x+≤2kπ+,可得2kπ+≤x≤2kπ+,k∈Z,故错误;该函数的最大值为,其图象与直线y=无公共点,④正确.故答案为②④.三、解答题:本大题共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.(10.00分)已知集合A={x|1<x<3},集合B={x|2m<x<1﹣m}.(1)若m=﹣1求A∩B;(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.【分析】(1)根据交集的定义即可求出,(2)分类讨论,即可求出m的范围.【解答】解:(1)m=﹣1时,集合B={x|﹣2<x<2}.∵A={x|1<x<3},∴A∩B={x|1<x<2},(2)若A∩B=∅,得①若2m≥1﹣m,即时,B=∅,符合题意;②若2m<1﹣m,即时,需或得或∅,即.综上知m≥018.(12.00分)已知向量,满足||=2,||=1,|﹣|=2.(1)求•的值;(2)求|+|的值.(3)求在上的投影.【分析】(1)由已知|﹣|=2,两边平方后即可求得•的值;(2)由(1)中求得的•的值,进一步求出得答案;(3)直接由向量在向量方向上的投影概念求解.【解答】解:(1)由||=2,||=1,|﹣|=2,得,∴;(2)∵,∴;(3)在上的投影为:.19.(12.00分)已知函数.(1)求函数f(x)的最小正周期与对称轴方程;(2)求函数f(x)的单调递增区间.【分析】(1)使用二倍角公式化简f(x),利用正弦函数的性质列出方程解出对称轴;(2)利用正弦函数的单调性列出不等式解出.【解答】解:(1)∴f(x)的最小值正周期T=π,令,解得x=+.∴f(x)的对称轴方程为:.(2)令,解得,∴f(x)的增区间为.20.(12.00分)某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现,但生猪养殖成本逐月递增.下表是今年前四个月的统计情况:现打算从以下两个函数模型:①y=Asin(ωx+φ)+B,(A>0,ω>0,﹣π<φ<π),②y=log2(x+a)+b中选择适当的函数模型,分别来拟合今年生猪收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系、养殖成本(元/斤)与相应月份之间的函数关系.(1)请你选择适当的函数模型,分别求出这两个函数解析式;(2)按照你选定的函数模型,帮助该部门分析一下,今年该地区生猪养殖户在8月和9月有没有可能亏损?【分析】(1)根据已知中的数据,求出参数的值,可得两个函数解析式;(2)根据(1)中函数模型,求出价格的估算值,与成本比较后可得答案.【解答】解:(1)①选择函数模型y=Asin(ωx+φ)+B,(A>0,ω>0,﹣π<φ<π)拟合收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系,由题:A=1,B=6,T=4,∴ω=∴y=sin(x+φ)+6,由函数y=sin(x+φ)+6的图象过点(2,7),∴π+φ=,∴φ=﹣,∴y=sin(x﹣)+6,②选择函数模型y=log2(x+a)+b拟合养殖成本(元/斤)与相应月份之间的函数关系,由题:y=log2(x+a)+b图象过点(1,3),(2,4),,解得:∴y=log2x+3;(2)由(1):当x=8时,y=sin(x﹣)+6=sin()+6=5,y=log2x+3=log28+3=3+3=6>5当x=9时,y=sin(x﹣)+6=sin(4π)+6=6y=log2x+3=log29+3>log28+3=3+3=6这说明第8、9月收购价格低于养殖成本,生猪养殖户出现亏损.答:今年该地区生猪养殖户在8、9月里有可能亏损.21.(12.00分)已知=(sinx,cosx),=(sinx,k),=(﹣2cosx,sinx﹣k).(1)当x∈[0,]时,求|+|的取值范围;(2)若g(x)=(+)•,求当k为何值时,g(x)的最小值为﹣.【分析】(1)由已知利用平面向量的坐标运算可得=(sinx﹣2cosx,sinx),利用三角函数恒等变换的应用可得||2=cos(2x+φ)+3,其中,tanφ=2,又x∈[0,],可求,利用余弦函数的单调性即可得解|+|的取值范围;(2)利用平面向量数量积的运算可得g(x)=﹣3sinxcosx+k(sinx﹣cosx)﹣k2,令t=sinx﹣cosx=sin(x﹣),则g(x)可化为,对称轴.利用二次函数的图象和性质分类讨论即可得解.【解答】解:(1)=(sinx﹣2cosx,sinx),||2=(sinx﹣2cosx,sinx)2=2sin2x﹣4sinxcosx+4cos2x=2cos2x﹣4sinxcosx+2=cos2x﹣2sin2x+3=cos(2x+φ)+3,其中,tanφ=2,又∵x∈[0,],∴,∴在上单调递减,∴|cos(2x+φ)|2∈[1,4],∴|+|∈[1,2].(2)=(2sinx,cosx+k),g(x)=()=﹣4sinxcosx+(cosx+k)(sinx﹣k)=﹣3sinxcosx+k(sinx﹣cosx)﹣k2令t=sinx﹣cosx=sin(x﹣),则t∈[﹣,],且t2=sin2x+cos2x﹣2sinxcosx=1﹣2sinxcosx,所以.所以g(x)可化为,对称轴.①当,即时,,由,得,所以.因为,所以此时无解.②当,即时,.由﹣﹣=﹣,得k=0∈[﹣3,3].③当﹣,即k<﹣3时,g(x)min=h()=﹣k2+k+,由﹣k2+k+=﹣,得k2﹣k﹣3=0,所以k=.因为k,所以此时无解.综上所述,当k=0时,g(x)的最小值为﹣.22.(12.00分)函数f(x)=aln(x2+1)+bx,g(x)=bx2+2ax+b,(a>0,b>0).已知方程g(x)=0有两个不同的非零实根x1,x2.(1)求证:x1+x2<﹣2;(2)若实数λ满足等式f(x1)+f(x2)+3a﹣λb=0,求λ的取值范围.【分析】(1)由方程g(x)=0有两个不同的非零实根x1,x2,可得>1,结合韦达定理可得x1+x2<﹣2;(2)若实数λ满足等式f(x1)+f(x2)+3a﹣λb=0,则λ=ln+,进而可得λ的取值范围.【解答】(本题12分)证明:(1)由方程g(x)=bx2+2ax+b=0有两个不同的非零实根,得△=4a2﹣4b2>0,因此a>b>0,所以>1;所以x1+x2=<﹣2;解:(2)由(1)知x1x2=1,f(x1)+f(x2)+3a=aln[x12x22+(x12+x22)+1]+b(x1+x2)+3a=aln[(x12+x22)+2]+b(x1+x2)+3a=aln[(x1+x2)2]+b(x1+x2)+3a=2aln+a,由f(x1)+f(x2)+3a﹣λb=0得λ=ln+,设t=>2,则λ=tlnt+是增函数.因此λ>2ln2+1。