2023-2024学年新疆乌鲁木齐高一上册期末考试数学试题一、单选题1.设集合{}03|M x x =<<,1{|}24N x x =≤≤,则M N ⋂等于()A .1{|0}2x x <≤B .1{|3}2x x ≤<C .{|34}x x ≤<D .{|04}x x <≤【正确答案】B【分析】根据给定条件,利用交集的定义求解作答.【详解】因为集合{}03|M x x =<<,1{|}24N x x =≤≤,所以1{|3}2M x N x =≤< .故选:B2.已知p :4x y +>,q :2x >且2y >,则q 是p 的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【正确答案】A【分析】根据给定条件,结合充分条件、必要条件的定义判断作答.【详解】因为2x >且2y >,则有4x y +>,即q 能推出p ,而当4x y +>时,如4,1x y ==满足4x y +>,显然2x >且2y >不成立,即p 不能推出q ,所以q 是p 的充分不必要条件.故选:A3.在下列函数中,与||y x =表示同一函数的是()A .2y =B .y =C .y =D .2||x y x =【正确答案】C【分析】化简解析式否定选项A ;化简解析式否定选项B ;化简解析式可知选项C 正确;化简解析式否定选项D.【详解】选项A.2(0)y x x ==≥与||y x =不表示同一函数;选项B.y x ==与||y x =不表示同一函数;选项C.y x ==与||y x =表示同一函数;选项D.()20x y x x x==≠与||y x =不表示同一函数.故选:C4.计算22sin 22.51︒-的结果等于()A .2B .2C .D .2【正确答案】A【分析】利用余弦的二倍角公式即可求得结果.【详解】因为()2cos 45cos 222.512sin 22.5︒=⨯︒=-︒,所以22sin 22.51cos 45︒-=-︒=故选:A.5.函数()3log 62f x x x =-+的零点一定位于区间()A .()4,5B .()3,4C .()2,3D .()1,2【正确答案】C【分析】先判断函数单调性,再将选项的区间端点代入,直到端点处的函数值异号,即为所求.【详解】解:由题知()3log 62f x x x =-+,因为3log y x =,2y x =在()0,∞+上均单调递增,所以()f x 在()0,∞+上单调递增,故()f x 最多有一个零点,因为()()33331log 0,2log 220,f f >=-<==()()320,f f ⋅<所以()f x 零点一定位于()2,3内.故选:C6.设2212log 3,log 3,3a b c -===,则()A .a b c >>B .b a c >>C .a c b>>D .c b a>>【正确答案】C【分析】根据2log y x =在()0,∞+上单调递增,可判断a 的范围,根据对数换底公式及a 的范围,可判断b 的范围,求出c 的值,即可判断,,a b c 的大小关系,选出选项.【详解】解:因为2log y x =在()0,∞+上单调递增,所以22log 3log 21>=,即1a >,因为122log 3log 31b ==-<-,2139c -==,所以a c b >>.故选:C7.已知函数()()210,1x f x a a a -=+>≠的图像恒过一点P ,且点P 在直线()100mx ny mn +-=>的图像上,则11m n+的最小值为()A .4B .6C .7D .8【正确答案】D【分析】求出函数()f x 的图象所过的定点坐标,由此建立,m n 的关系,再利用均值不等式“1”的妙用求解作答.【详解】函数()()210,1x f x a a a -=+>≠中,当20x -=,即2x =时,恒有()2f x =,则点(2,2)P ,依题意,2210m n +-=,即12m n +=,又0mn >,因此0,0m n >>,11112()()2(2)2(2)8n m m n m n m n m n +=++=++≥+=,当且仅当n m m n =,即41m n ==时取等号,所以11m n+的最小值为8.故选:D 8.函数1()xxf x e -=的图象大致为()A .B .C .D .【正确答案】A由函数的性质结合图象的特征逐项排除即可得解.【详解】当1x <时,10x ->,1()0xxf x e -=>,故排除B 、C ;当1x >时,10x -<,1()0xxf x e -=<,故排除D.故选:A.函数图象的辨识可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势;(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性;(4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.9.若π1sin34α⎛⎫+= ⎪⎝⎭sin αα+的值为()A .14-B .12C .2D .1-【正确答案】B【分析】将π1sin 34α⎛⎫+= ⎪⎝⎭按照两角和的正弦公式展开,化简即可得出结果.【详解】解:因为π1sin 34α⎛⎫+= ⎪⎝⎭,即ππ1sin cos cos sin 334+=αα,即11cos sin 224+=αα,1sin 2+=αα.故选:B10.为了得到函数πsin 26y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像,可以将函数πsin 23y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像()A .向左平移π6个单位B .向右平移π6个单位C .向左平移π12个单位D .向右平移π12个单位【正确答案】D【分析】先将两函数转化为()sin y x ωϕ=+的形式,计算两者ϕ的差值,利用口诀“左加右减”可知如何平移.【详解】因为ππsin 2sin 236y x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,2ππsin 2sin 261y x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且πππ61212-=,所以由πsin 23y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像转化为πsin 26y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭需要向右平移π12个单位.故选:D.11.已知02αβπ<<<,函数()5sin 6f x x π⎛⎫- ⎝=⎪⎭,若()()1f f αβ==,则()cos βα-=()A .2325B .2325-C .35D .35-【正确答案】B【分析】由已知条件,结合三角函数的性质可得263ππα<<,2736ππβ<<,从而利用()cos cos 66ππβαβα⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=--- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦即可求解.【详解】解:令()5sin 06f x x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭=,02x π<<,则6x π=或76x π=,令()5sin 56f x x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭=,02x π<<,则23x π=,又02αβπ<<<,()()1f f αβ==,所以263ππα<<,2736ππβ<<,1sin 65πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,1sin 65πβ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,因为062ππα<-<,26ππβπ<-<,所以cos 65πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,cos 65πβ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,所以()cos cos cos cos sin 666666ππππππβαβαβαβα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=---=--+-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦1123555525-⨯⨯=-=+,故选:B.12.若()f x 的定义域为R ,且满足()1f x +为偶函数,()2f x +的图象关于()0,0成中心对称,则下列说法正确的个数是()①()f x 的一个周期为4②()223f =③()f x 图象的一条对称轴为5x =④()()()12230f f f ++⋅⋅⋅+=A .1B .2C .3D .4【正确答案】C【分析】根据给定条件,结合奇偶函数的定义,可得(2)(),(2)(2)0f x f x f x f x -=-+++=,由此推理计算即可判断各命题作答.【详解】()f x 的定义域为R ,由()1f x +为偶函数,得(1)(1)-+=+f x f x ,即(2)()f x f x -=,由()2f x +图象关于()0,0成中心对称,得(2)(2)0f x f x -+++=,于是(2)()f x f x +=-,则(4)(2)()f x f x f x +=-+=,因此函数()f x 是周期为4的周期函数,①正确;由(2)()f x f x -=,得函数()f x 的图象关于直线1x =对称,因此()f x 图象的一条对称轴为5x =,③正确;由(2)(2)0f x f x -+++=,得(2)0f =,则(4)(0)(2)0f f f ===,(1)(3)0f f +=,即(1)(2)(3)(4)0f f f f +++=,因此()()()12235[(1)(2)(3)(4)](1)(2)(3)0f f f f f f f f f f ++⋅⋅⋅+=++++++=,④正确;而(22)(2)0f f ==,则②错误,所以正确说法的个数是3,C 正确.故选:C结论点睛:函数()y f x =的定义域为D ,x D ∀∈,(1)存在常数a ,b 使得()(2)2()()2f x f a x b f a x f a x b +-=⇔++-=,则函数()y f x =图象关于点(,)a b 对称.(2)存在常数a 使得()(2)()()f x f a x f a x f a x =-⇔+=-,则函数()y f x =图象关于直线x a =对称.二、填空题13.函数()sin()4f x x π=-的图象的对称轴方程是______.【正确答案】3,4x k k Z ππ=+∈【分析】令,42x k k Z πππ-=+∈,即可求得函数()f x 的对称轴的方程,得到答案.【详解】由题意,函数()sin(4f x x π=-,令,42x k k Z πππ-=+∈,解得3,4x k k Z ππ=+∈,即函数()f x 的对称轴的方程为3,4x k k Z ππ=+∈.故答案为.3,4x k k Z ππ=+∈14.已知扇形的圆心角为60°,面积为3π2,则扇形的半径为________.【正确答案】3【分析】根据扇形的面积公式代入,即可得半径.【详解】解:因为扇形面积22π60π3π3603602n r r S === ,解得3r =.故答案为:315.函数()212log 65y x x =-+的单调递增区间为_______.【正确答案】(),2-∞【分析】先由对数函数真数大于零求得()212log 65y x x =-+的定义域,再利用复合函数的的单调性,结合二次函数与对数函数的单调性即可得解.【详解】因为()212log 65y x x =-+,所以()()265230x x x x -+=-->,则2x <或3x >,所以()212log 65y x x =-+的定义域为{2x x <或}3x >,又因为265u x x =-+开口向上,对称轴为3x =,所以265u x x =-+在(),2-∞上单调递减,在()3,+∞上单调递增,因为12log y u =在()0,∞+上单调递减,所以由复合函数的的单调性可知函数()212log 611y x x =-+的单调递增区间为(),2-∞.故答案为.(),2-∞16.如图,OPQ 是半径为2,POQ α∠=的扇形,C 是弧PQ 上的点,ABCD 是扇形的内接矩形,设COP θ∠=,若3cos 5α=,四边形ABCD 面积S 取得最大值,则cos θ的值为_______.【分析】先把矩形的各个边长用角θ表示出来,进而表示出矩形的面积;结合辅助角公式与三角函数的基本关系式即可求得矩形面积最大时角θ的值.【详解】因为在直角OBC △中,COP θ∠=,所以cos cos ,2in 2s sin OB OC BC OC θθθθ====,因为在直角OAD △中,tan ,AD OA α=且3cos 5α=,π02α<<,所以4sin 5α=,sin 4tan cos 3ααα==,所以33332sin 4442tan AD O B A AD C θαθ===⨯==,所以()32cos sin 2sin 2ABCD S S AB BC OB OA BC θθθ⎛⎫==⋅=-⋅=-⨯ ⎪⎝⎭23332sin 23sin 2sin 2(1cos 2)2sin 2cos 2222θθθθθθ=-=--=+-53sin(2)22θϕ=+-,其中43cos ,sin 55j j ==,当sin(2)1θϕ+=时,S 取得最大值,此时43sin 2cos 2155θθ+=,则222283sin cos (cos sin )cos sin 55θθθθθθ+-=+,即2(2sin cos )0θθ-=,即2sin cos θθ=,因为22πsin cos 1,02θθθ+=<<,所以cos 5θ=.故答案为关键点睛:本题的突破口是利用直角三角形中三角函数定义求得四边形ABCD 各边关于θ的表达式,从而利用辅助角公式得解.三、解答题17.已知集合2{|650}A x x x =+->,集合{|[(1)][(1)]0}B x x a x a =---+>,其中0a >.(1)若2a =,求R ()A B ⋂ð﹔(2)设命题p :x A ∈,命题q :x B ∈,若p ⌝是q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围.【正确答案】(1){|13}x x -<≤(2)(0,2)【分析】(1)把2a =代入集合B ,再由交、并、补集的混合运算得答案;(2)由p ⌝是q 的充分不必要条件,得R A ðB ,,进一步转化为两集合端点值间的关系列不等式组求解.【详解】(1)2{|650}{|16}A x x x x x =+->=-<<,){{|[(1)][(1]0}|1x x a B x x a x a =---+<>=-或1}x a >+.若2a =,则{|1B x x =<-或3}x >,R {|13}B x x =-≤≤ð,()R {|16}{|13}{|13}A B x x x x x x ∴⋂=-<<⋂-≤≤=-<≤ð;(2)若p ⌝是q 的充分不必要条件,R A ð1{|x x =≤-或6}x ≥,则R AðB ,∴01116a a a >⎧⎪->-⎨⎪+<⎩,解得02a <<.a ∴的取值范围是(0,2).18.已知角α的顶点与坐标原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点(4,3)P -.(1)求cos(π)πsin(π)cos()2ααα+--+的值;(2)若β是第三象限角,且4sin 5β=-,求cos()αβ-的值.【正确答案】(1)23;(2)0.【分析】(1)利用三角函数定义求出α的正余弦,再结合诱导公式计算作答.(2)利用平方关系求出cos β,再用差角的余弦公式计算作答.【详解】(1)依题意,||5OP ==,则34sin ,cos 55αα==-,所以4()cos(π)cos 25π3sin sin 3sin(π)cos()225αααααα--+-===+--+⨯.(2)因为β是第三象限角,且4sin 5β=-,则3cos 5β===-,由(1)知,34sin ,cos 55αα==-,所以4334cos()cos cos sin sin ()()05555αβαβαβ-=+=-⨯-+⨯-=.19.已知,,a b c 是正实数.(1)若42a b ab +=,证明:92a b +≥;(2)证明.a b c ++【正确答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【分析】(1)先将42a b ab +=变形成2112b a+=,再利用基本不等式“1”的妙用即可得解.(2)由,,a b c 都是正实数,三次利用基本不等式,再相加整理即得.【详解】(1)因为42a b ab +=,0a >,0b >,所以2112b a+=,所以()21255922222b a a b a b b a a b ⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭,当且仅当22b a a b=且2112b a +=,即3,32a b ==时,等号成立,所以92a b +≥.(2)因为0a >,0b >,0c >,所以a b +≥,当且仅当a b =时取等号;b c +≥,当且仅当c b =时取等号;c a +≥a c =时取等号;上述三式相加可得2())a b c ++≥,即a b c ++当且仅当a b c ==时,等号成立.所以a b c ++≥20.为了节能减排,某农场决定安装一个可使用10年的太阳能供电设备,使用这种供电设备后,该农场每年消耗的电费C (单位:万元)与太阳能电池板面积x (单位:平方米)之间的函数关系为()4,010520,10 1m x x C x m x x -⎧≤≤⎪⎪=⎨+⎪>⎪-⎩(m 为常数).已知太阳能电池板面积为5平方米时,每年消耗的电费为8万元,安装这种供电设备的工本费为0.5x (单位:万元),记()F x 为该农场安装这种太阳能供电设备的工本费与该农场10年消耗的电费之和.(1)求常数m 的值;(2)写出()F x 的解析式;(3)当x 为多少平方米时,()F x 取得最小值?最小值是多少万元?【正确答案】(1)60m =;(2)()1207.5,0108000.5,101x x F x x x x -≤≤⎧⎪=⎨+>⎪-⎩;(3)当41x =平方米时,()F x 有最小值为40.5万元.【分析】(1)代入数据计算即可.(2)()()100.5F x C x x =+,代入解析式化简即可.(3)考虑010x ≤≤和10x >两种情况,分别计算最小值,比较得到答案.【详解】(1)()20585m C -==,解得60m =;(2)()()6041207.5,010100.5,0105100.5800800.5,10100.5,1011x x x x x F x C x x x x x x x x -⎧-≤≤⨯+≤≤⎧⎪⎪⎪=+==⎨⎨+>⎪⎪⨯+>-⎩⎪-⎩,(3)当010x ≤≤时,()1207.5F x x =-,()()min 1045F x F ==;当10x >时,()()5800800.50.5100.11F x x x x x +=+-+=--0.540.5≥=,当()18000.51x x =--,即41x =时等号成立.综上所述:当41x =平方米时,()F x 有最小值为40.5万元.21.已知函数()2sin sin )1f x x x x =+-.(1)求函数()f x 的最小正周期及()f x 的单调区间﹔(2)将()f x 的图象先向左平移π4个单位长度,再向下平移1个单位得到函数()g x ,当[0,]2x π∈时,求()g x 的值域;(3)若8()5f α=,π(0,)3α∈,求cos 2α的值;【正确答案】(1)πT =,单调增区间πππ,π,Z 63k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,单调减区间:π5ππ,π,Z 36k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦(2)1,1⎡⎤⎣⎦【分析】(1)化简()f x 的解析式,根据三角函数最小正周期、单调区间的求法求得正确答案.(2)利用三角函数图象变换的知识求得()g x ,根据三角函数值域的求法求得()g x 在区间π0,2⎡⎤⎢⎣⎦上的值域.(3)先求得ππsin 2,cos 266αα⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,利用两角和的余弦公式求得cos 2α.【详解】(1)()2sin sin )1f x x x x =+-2cos 2sin 1x x x =+-π2cos 22sin 26x x x ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭.所以()f x 的最小正周期2ππ2T ==.由πππ2π22π262k x k -≤-≤+解得ππππ63k x k -≤≤+,所以()f x 的递增区间是πππ,π,Z 63k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,由ππ3π2π22π262k x k +≤-≤+解得π5πππ36k x k +≤≤+,所以()f x 的递减区间是π5ππ,π,Z 36k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦.(2)将()f x 的图象先向左平移π4个单位长度,再向下平移1个单位得到函数()πππ2sin 212sin 21463g x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+--=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,πππ4π0,,2,2333x x ⎡⎤⎡⎤∈+∈⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,所以ππsin 2,2sin 211,133x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎡⎤+∈+-∈⎢⎥ ⎪ ⎪⎣⎦⎝⎭⎝⎭⎣⎦.(3)()π8π42sin 2,sin 26565f ααα⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由于ππππ0,23662αα<<-<-<,所以π3cos 265α⎛⎫-== ⎪⎝⎭,所以ππππππcos 2cos 2cos 2cos sin 2sin 666666αααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+=--- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦341552=⨯=22.已知函数()y f x =是函数x y a =(0a >且1a ≠)的反函数.(1)若a =3,解方程2()()60f x f x +-=;(2)若(2)f x +在区间[,]m n (2)m >-上的值域为[log ,log ]aa p p m n,求实数p 的取值范围.【正确答案】(1)127或9;(2)(1,0)-.【分析】(1)根据给定条件,利用指数函数与对数函数的关系求出()f x ,把a =3代入解方程作答.(2)根据给定条件,按函数()f x 的单调性分类讨论,再结合一元二次方程的实根分布求解作答.【详解】(1)函数()y f x =是函数x y a =(0a >且1a ≠)的反函数,则()log a f x x =(0a >且1a ≠),当3a =时,3()log f x x =,原方程化为233(log )log 60x x +-=,解得3log 3x =-或3log 2x =,即127=x 或9x =,经检验符合题意,所以原方程的解为127或9.(2)由(1)知()log a f x x =(0a >且1a ≠),当01a <<时,()f x 在(0,)+∞上单调递减,因为(2)f x +在区间[,]m n (2)m >-上的值域为[log ,log a a p p m n,于是log (2)log log (2)log a a a a p m n p n m ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,即有22p m n p n m ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,整理得22mn n p mn m p +=⎧⎨+=⎩,则m n =与m n <矛盾,当1a >时,()f x 在(0,)+∞上单调递增,因为(2)f x +在区间[,]m n (2)m >-上的值域为[log ,log a a p p m n,于是log (2)log log (2)log aa a a p m m p n n ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,即有22p m m p n n ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,整理得222020m m p n n p ⎧+-=⎨+-=⎩,因此,m n 是关于t 的一元二次方程2()20g t t t p =+-=在区间(2,)-+∞上的两个不等实根,因此()Δ4402012p g p =+>⎧⎪-=->⎨⎪->-⎩,解得10p -<<,所以实数p 的取值范围是(1,0)-.思路点睛:涉及一元二次方程的实根分布问题,可借助二次函数及其图象,利用数形结合的方法解决一元二次方程的实根问题.。