江苏省盐城市大丰区新丰中学【精品】高一上学期期末数学试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.已知集合{1,,1}A a a =-,若2A -∈,则实数a 的值为( ) A .2-B .1-C .1-或2-D .2-或3-2.已知向量()1,a m m =-,()1,2b =-,且a b ⊥,则m =( ) A .3B .13C .2D .-23.若扇形的面积为216cm ,圆心角为2rad ,则该扇形的弧长为( )cm . A .4B .8C .12D .164.已知幂函数()f x 过点12,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,则()f x 在其定义域内( ) A .为偶函数B .为奇函数C .有最大值D .有最小值5.已知sin α,cos α是方程220x x m --=的两个根,则m =( ) A .34B .34-C .12D .12-6.已知函数()2log ,02,0xx x f x x >⎧=⎨≤⎩,则14f f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值是( )A .12B .2C .4D .147.已知ABC ∆中,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则BE =( )A .3144AB AC -+ B .3144AB AC - C .1344AB AC -+D .1344AB AC -8.函数()2xx f x x⋅=的图象大致为( )A .B .C .D .9.已知函数()3cos sin 1f x x x =⋅-,若()34f a =-,则()f a -=( ) A .34B .34-C .54 D .54-10.在ABC ∆中,已知BC 边上的中线AD 长为2,2BC =,则AB AC ⋅=( ) A .12B .-12C .3D .-311.设函数()2,,x x af x x x a<⎧=⎨≥⎩,对任意实数b ,关于x 的方程()0f x b -=总有实数根,则a 的取值范围是( ) A .()0,1B .[]0,1C .[]0,2D .(]0,212.已知函数3cos 2y x ππ⎛⎫=+⎪⎝⎭,55,66x t t ⎡⎫⎛⎫∈>⎪⎪⎢⎣⎭⎝⎭既有最小值也有最大值,则实数t 的取值范围是( )A .31326t <≤ B .32t >C .31326t <≤或52t > D .52t >二、填空题13.实数x 满足3log 1sin x θ=+,则()2log 19x x -+-=______. 14.已知单位向量a 、b ,则下面所有正确的式子有____________.(1)1a b ⋅=;(2)22a b =;(3)a b =;(4)0a b -=15.已知函数2sin()y x ωϕ=+为偶函数,其中0,0ωφπ><<.若此函数的最小正周期为π,那么tan()3πωφ+=____________.16.如果函数()y f x =在其定义域内存在实数0x ,使得()()()00f kx f k f x =(k 为常数)成立,则称函数()y f x =为“对k 的可拆分函数”.若()21xaf x =+为“对2的可拆分函数”,则非零实数a 的最大值是______.三、解答题17.在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线.若()2,4AB =,()1,3AC =. (1)求cos DAB ∠的值; (2)求BD AD ⋅的值.18.已知函数5()151x x af x ⋅=-+,()3,2x b b ∈-是奇函数.(1)求,a b 的值;(2)若()(1)0f m f m +-<,求m 的取值范围. 19.函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭的图象如图所示.(1)求函数()f x 的解析式和单调增区间; (2)将函数()f x 的图象向左平移3π个单位长度,得到()g x 的图象,求函数()g x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值并求出相应x 的值. 20.已知θ为第一象限角,()()sin ,1a θπ=-,2sin ,25b πθ⎛⎫⎛⎫=--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)若//a b ,且角θ的终边经过点(),2x ,求x 的值;(2)若105a b +=,求tan θ的值. 21.某企业为打入国际市场,决定从A ,B 两种产品中只选择一种进行投资生产.已知投资生产这两种产品的有关数据如下表:(单位:万美元)其中年固定成本与年生产的件数无关,m 为待定常数,其值由生产A 产品的原材料价格决定,预计[]6,8m ∈.另外,年销售x 件B 产品时需上交20.05x 万美元的特别关税.假设生产出来的产品都能在当年销售出去.(1)写出该厂分别投资生产A ,B 两种产品的年利润1y 、2y 与生产相应产品的件数x 之间的函数关系,并指明其定义域;(2)如何投资才可获得最大年利润?请你做出规划.22.已知函数()()224220g x ax ax b a =-++>,在区间[]2,3上有最大值8,有最小值2,设()()2g x f x x=.(1)求,a b 的值; (2)不等式()220xxf k -⋅≥在[]1,1x ∈-时恒成立,求实数k 的取值范围;(3)若方程()21301xxf e k e ⎛⎫⎪-+-= ⎪-⎝⎭有三个不同的实数解,求实数k 的取值范围.参考答案1.C 【分析】分2a =-、12a -=-两种情况讨论即可得出实数a 的值. 【详解】因为集合{1,,1}A a a =-,且2A -∈,所以2a =-或12a -=-,当2a =-时,{1,2,3}A =--,适合题意;当12a -=-时,1a =-,{1,1,2}A =--,也适合题意,所以实数a 的值为1-或2-. 故选:C. 【点睛】本题主要考查根据元素与集合的关系求参数的值及集合中元素的互异性,属基础题. 2.B 【分析】直接根据向量垂直公式计算得到答案. 【详解】向量()1,a m m =-,()1,2b =-,且a b ⊥ 故()()11,1,21203a b m m m m m ⋅=-⋅-=-+=∴= 故选:B 【点睛】本题考查了向量的垂直计算,意在考查学生的计算能力. 3.B 【分析】直接利用扇形面积公式计算得到4r =,再计算弧长得到答案. 【详解】2211642S r r r α===∴=,248l r α==⨯=故选:B 【点睛】本题考查了扇形面积,弧长的计算,意在考查学生的计算能力.【分析】设幂函数为()af x x =,代入点12,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,得到()2f x x -=,判断函数的奇偶性和值域得到答案. 【详解】设幂函数为()af x x =,代入点12,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,即1224aa =∴=-,()2f x x -= 定义域为()(),00,-∞⋃+∞,为偶函数且()()20,f x x -=∈+∞ 故选:A 【点睛】本题考查了幂函数的奇偶性和值域,意在考查学生对于函数性质的综合应用. 5.A 【分析】由已知条件写出根与系数的关系,1sin cos 2αα+=,sin cos 2mαα⋅=-,利用和与积的关系化简即可得到答案. 【详解】sin α,cos α是方程220x x m --=的两个根,可得1801sin cos 2sin cos 2m m αααα⎧⎪∆=+≥⎪⎪+=⎨⎪⎪⋅=-⎪⎩,()21sin cos 12sin cos 4αααα+=+=, 得3sin cos 82m αα=-=-,解得34m =,故选:A 【点睛】本题考查同角三角函数关系式的应用,考查根与系数的关系,属于基础题.【分析】直接代入数据计算得到答案. 【详解】函数()2log ,02,0x x x f x x >⎧=⎨≤⎩,则()22111log 22444f f f f -⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭故选:D 【点睛】本题考查了分段函数的求值,意在考查学生的计算能力. 7.A 【分析】先将BE 化为AE AB -,再将AE 化为12AD ,再将AD 化为1()2AB AC +即可解. 【详解】 由题意得:111()222BE AE AB AD AB AB AC AB =-=-=⨯+- 1344AC AB =-. 故选:A. 【点睛】考查平面向量的几何概念和基本运算,知识点较为基础,题目较为简单. 8.B 【解析】函数的定义域为{|0}x x ≠.当0x >时,()22x xx f x x ⋅==;当0x <时,()22x x x f x x⋅==--.∴2,0()2,0x x x f x x ⎧>=⎨-<⎩,其图象如选项B 所示.选B .9.D 【分析】设()3cos sin g x x x =⋅,判断为奇函数,代入数据计算得到答案.【详解】()3cos sin 1f x x x =⋅-,设()3cos sin g x x x =⋅,则()()3cos sin g x x x g x -=-⋅=-故()3cos sin g x x x =⋅为奇函数.()()()31144f a g a g a =-=-∴=;()()()1511144f ag a g a -=--=--=--=-故选:D 【点睛】本题考查了函数值的计算,构造函数()3cos sin g x x x =⋅判断奇偶性是解题的关键.10.C 【分析】 根据()12AD AB AC =+和()BC AC AB =-得到22216AB AC AB AC ++⋅=和 2224AB AC AB AC +-⋅=,相减得到答案.【详解】()()()222211124244AD AB AC AD AB AC AB AC AB AC =+∴=+=++⋅= 即22216AB AC AB AC ++⋅=()()222224BC AC AB BC AC ABAB AC AB AC =-∴=-=+-⋅=相减得到4123AB AC AB AC ⋅=∴⋅= 故选:C 【点睛】本题考查了向量的应用,表示()12AD AB AC =+和()BC AC AB =-是解题的关键. 11.B 【分析】若对任意实数b ,关于x 的方程f (x )﹣b =0总有实数根,即对任意实数b ,函数f (x )的图象与直线y =b 总有交点,即函数f (x )的值域为R ,结合二次函数和一次函数的图象和性质,可得a 的取值范围. 【详解】若对任意实数b ,关于x 的方程f (x )﹣b =0总有实数根, 即对任意实数b ,函数f (x )的图象与直线y =b 总有交点, 即函数f (x )的值域为R ,∵f (x )2x x ax x a ⎧=⎨≥⎩,<,,在同一坐标系中画出y =x 与y =x 2的图象,由图可得:当a ∈[0,1]时,函数f (x )的值域为R , 故a 的取值范围是[0,1], 故选:B . 【点睛】本题考查的知识点是分段函数的应用,函数的图象和性质,其中分析出已知条件等价于函数f (x )的值域为R ,是解答的关键. 12.C 【分析】 根据题意得到31326t πππ<≤或52t ππ<,计算得到答案. 【详解】3cos sin 2y x x πππ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,55,66x t t ⎡⎫⎛⎫∈>⎪⎪⎢⎣⎭⎝⎭则55,66x t t πππ⎡⎫⎛⎫∈>⎪⎪⎢⎣⎭⎝⎭函数有最小值也有最大值 则3133132626t t πππ<≤∴<≤或5522t t ππ<∴< 故选:C 【点睛】本题考查了三角函数的最值问题,漏解是容易发生的错误. 13.3 【分析】根据[]3log 1sin 0,2x θ=+∈解得19x ≤≤,代入化简得到答案. 【详解】[]3log 1sin 0,219x x θ=+∈∴≤≤()()222log 19log 19log 83x x x x -+-=-+-==故答案为:3 【点睛】本题考查了三角函数的值域,对数计算,意在考查学生的计算能力. 14.(2)(4) 【分析】依次判断每个选项:cos a b θ⋅=,(1)错误;221b a ==,(2)正确;方向不一定相同,(3)错误;110a b -=-=,(4)正确,得到答案. 【详解】(1)cos cos a b a b θθ⋅=⋅=,(1)错误; (2)22221b a b a ====,(2)正确; (3)单位向量方向不一定相同,(3)错误; (4)110a b -=-=,(4)正确 故答案为:(2)(4) 【点睛】本题考查了单位向量的基本知识,意在考查学生对于向量知识的灵活运用.15【分析】利用函数的奇偶性与周期性得到2ϕπ=,2ω=,从而得到正切值. 【详解】∵函数2sin()y x ωϕ=+为偶函数, ∴2sin 2y ϕ==±,即,2k k Z πϕπ=+∈,又0ϕπ<< ∴2ϕπ=, 若此函数的最小正周期为π, 则2ππω=,2ω=,∴tan()tan()tan 333πππωφπ+=+==【点睛】本题考查三角函数的图象与性质,考查函数的奇偶性、周期性、诱导公式,属于基础题. 16.)512【分析】根据题意得到()()()0022f x f f x =,化简得到()00252121x x a +=+,设021,1x t t +=>,化简得到522a t t=+-,利用均值不等式计算得到答案. 【详解】()21xaf x =+为“对2的可拆分函数”,则()()()0022f x f f x = ()000022252121212121x x x x a a a a +=⋅∴=++++, 设021,1x t t +=>故())22555512222112tt a t t t t t===≤=-+-++-当2t t=即t =时等号成立.故答案为:)512【点睛】本题考查了函数的新定义问题,意在考查学生的综合应用能力.17.(1)10-(2)8 【分析】(1)先计算()1,1AD AC AB =-=--,再利用夹角公式cos AD AB D AD A AB B⋅∠=计算得到答案.(2)先计算()3,5BD AD AB =-=--,再计算BD AD ⋅得到答案. 【详解】(1)∵四边形ABCD 为平行四边形,∴()()()1,32,41,1AD BC AC AB ==-=-=--∴cos 102AD AB DA AD ABB ⋅∠===-⋅.(2)()()()1,12,43,5BD AD AB =-=---=--()()()1315358BD AD ⋅=-⨯-+-⨯-=+=.【点睛】本题考查了向量的计算,意在考查学生的计算能力. 18.(1)2a =,1b =;(2)1,22⎛⎫⎪⎝⎭【分析】(1)根据奇函数定义域关于原点对称,得到b 的值,根据奇函数()00f =,得到a 的值;(2)根据()f x 为奇函数,将所求的不等式转化为()()1f m f m <-,判断出()f x 单调性,得到关于m 的不等式组,解出m 的取值范围. 【详解】(1)因为函数5()151x x af x ⋅=-+,()3,2x b b ∈-是奇函数所以320b b -+=,解得1b =, 所以()f x 定义域为()2,2-由()00f =,得1011a-=+,解得2a =. (2)因为()f x 为奇函数,所以()(1)0f m f m +-<得到()()()11f m f m f m <--=-25()151xxf x ⋅=-+,()2,2x ∈- ()252115151x x x f x ⋅=-=-++,因为5xy =单调递增,所以()2151x f x =-+单调递减, 所以由()()1f m f m <-得122212m m m m >-⎧⎪-<<⎨⎪-<-<⎩,解得122213m m m ⎧>⎪⎪-<<⎨⎪-<<⎪⎩所以得到m 的取值范围为1,22⎛⎫⎪⎝⎭【点睛】本题考查根据函数的奇偶性求参数的值,判断具体函数的单调性,根据函数的单调性和奇偶性解不等式,属于中档题. 19.(1)()2sin 26f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,增区间,36k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈(2)3x π=时,()f x 取最小值为-2;当0x =时,()f x 取最大值为1. 【分析】(1)根据图像计算2A =,2T ππω==得到2ω=,代入点,26π⎛⎫⎪⎝⎭计算得到解析式,再计算单调区间得到答案.(2)通过平移得到()52sin 26g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再计算55112,666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦得到最值. 【详解】(1)由图知:2A =,311934126124T ππππ=-==∴2T ππω==,∴2ω=,∵0>ω,∴2ω=,∴()()2sin 2f x x ϕ=+, ∵由图知()f x 过,26π⎛⎫⎪⎝⎭,∴2sin 2266f ππϕ⎛⎫⎛⎫=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ∴sin 13πϕ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,∴232k ππϕπ+=+,k Z ∈,∴26k πϕπ=+,k Z ∈,∵2πϕ<,∴6π=ϕ,∴()2sin 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.∵222262k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,∴36k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈,∴()f x 增区间,36k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈.(2)()52sin 22sin 2366g x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, ∵0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴55112,666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦, ∴当53262x ππ+=,即3x π=时,()f x 取最小值为-2,当55266x ππ+=,即0x =时,()f x 取最大值为1. 【点睛】本题考查了三角函数的图像识别,三角函数的单调性,最值,意在考查学生对于三角函数性质的综合应用. 20.(1)45x =(2)3tan 4θ=或43【分析】(1)根据//a b 得到sin 5tan cos 2θθθ==,再根据终边经过点(),2x ,代入计算得到答案. (2)根据105a b +=平方得到12sin cos 25θθ=,再利用齐次式计算得到答案.【详解】(1)()sin ,1a θ=-,2cos ,5b θ⎛⎫=-⎪⎝⎭,∵//a b ,∴2sin cos 5θθ=, 因为θ为第一象限角,所以sin 5tan cos 2θθθ==,又2tan xθ=,所以45x =.(2)因为3cos sin ,5a b θθ⎛⎫=⎪⎭+- ⎝,又105a b +=, 所以()21cos sin 25θθ-=.即12sin cos 25θθ=.所以22sin cos 12sin cos 25θθθθ=+, 即2tan 121tan 25θθ=+,所以3tan 4θ=或43.【点睛】本题考查了三角函数和向量的综合应用,意在考查学生的综合应用能力.21.(1)()11020y m x =--,0200x ≤≤,且x ∈N ;2y =()220.05100460y x =--+,0120x ≤≤,且x ∈N .(2)答案不唯一,具体见解析 【分析】(1)设年销售量为x 件,计算得到()11020y m x =--,()220.05100460y x =--+,计算定义域得到答案.(2)分别计算两种方案的最值得到()()12max max 1520200y y m -=-,再根据1520200m -的正负得到不同的方案. 【详解】(1)设年销售量为x 件,按利润的计算公式生产A 、B 两产品的年利润1y 、2y 分别为:()()110201020y x mx m x =-+=--,0200x ≤≤,且x ∈N ;()222184080.050.051040y x x x x x =-+-=-+-()20.05100460x =--+,0120x ≤≤,且x ∈N .(2)因为68m ≤≤,所以100m ->,所以()11020y m x =--为增函数又0200x ≤≤且x ∈N ,所以200x =时,生产A 产品有最大利润为:()10200201980200m m -⨯-=-(万美元).又()220.05100460y x =--+,0120x ≤≤且x ∈N , 所以100x =时,生产B 产品有最大利润为460(万美元),()()()12max max 19802004601520200y y m m -=--=-令15202000m ->,得67.6m ≤<;令15202000m -=,得7.6m =; 令15202000m -<,得7.68m <≤.当67.6m ≤<时,投资生产A 产品200件获得最大年利润; 当7.68m <≤时,投资生产B 产品100件获得最大年利润; 当7.6m =时,投资生产A 产品和B 产品获得的最大利润一样. 【点睛】本题考查了函数的应用,意在考查学生的综合应用能力. 22.(1)1a =,0b =;(2)0k ≤;(3)0k > 【分析】(1)根据()g x 在[]2,3上的单调性,结合最大值和最小值,得到关于,a b 的方程组,解得,a b 的值;(2)先得到()f x 的解析式,根据[]1,1x ∈-,令12,22x t ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,得到2212111k t t t ≤⎛⎫-+=- ⎪⎝⎭恒成立,从而得到k 的取值范围;(3)设1x m e =-,然后方程可化为()223210m k m k -+++=,根据1xm e =-的图像,得到方程的根m 的取值要求,由根的分布得到关于m 的不等式组,解得m 的取值范围. 【详解】(1)()22422(0)g x ax ax b a =-++>开口向上,对称轴为1x =, 所以在[]2,3上单调递增,因为()g x 在区间[]2,3上有最大值8,有最小值2,所以有()()2238g g ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即882221812228a a b a a b -++=⎧⎨-++=⎩解得1a =,0b =(2)()2242g x x ax =-+,所以()()122g x f x x x x==+-, 因为[]1,1x ∈-,令12,22xt ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦由不等式(2)20x xf k -⋅≥在[1,1]x ∈-时恒成立, 得()0f t kt -≥在1,22t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时恒成立,则12t t kt +-≥,即2212111k t t t ≤⎛⎫-+=- ⎪⎝⎭因为1,22t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则11,22t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2110t ⎛⎫- ⎪⎝⎭≥ 所以得0k ≤.(3)设1xm e =-,则方程2(1)(3)01xxf e k e -+-=- 可转化为()230f m k m ⎛⎫+-=⎪⎝⎭,即12230m k m m ⎛⎫+-+-= ⎪⎝⎭整理得()232210m k m k -+++=根据1xm e =-的图像可知,方程()21301xx f e k e ⎛⎫⎪-+-= ⎪-⎝⎭要有三个不同的实数解,则方程()232210m k m k -+++=的要有两个不同的实数根一根在()0,1之间,一根等于1,或者一根在()0,1之间,一根在()1,+∞, 设()()23221h m m k m k =-+++①一根在()0,1之间,一根等于1时,()()001032012h h k ⎧⎪>⎪=⎨⎪+⎪<<⎩,即21013221032012k k k k ⎧⎪+>⎪--++=⎨⎪+⎪<<⎩, 解得120203k k k ⎧>-⎪⎪=⎨⎪⎪-<<⎩,所以无解集②一根在()0,1之间,一根在()1,+∞时,()()0010h h ⎧>⎪⎨<⎪⎩,即1200k k +>⎧⎨-<⎩, 解得120k k ⎧>-⎪⎨⎪>⎩,所以0k >.综上所述,满足要求的k 的取值范围为0k >.【点睛】本题考查根据二次函数的最值求参数的值,换元法解决不等式恒成立问题,根据函数的零点个数求参数的范围,一元二次方程根的分布,属于难题.。