2015年湖南省衡阳市衡阳县四中高考数学二模试卷(理科)

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2015年湖南省衡阳市衡阳县四中高考数学二模试卷(理科)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、选择题(本大题共10小题,共50.0分)1.若集合A={1,m2},B={2,4},则“m=2”是“A∩B={4}”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【答案】A【解析】解:若m=2,则A={1,4},B={2,4},A∩B={4},“m=2”是“A∩B={4}”的充分条件;若A∩B={4},则m2=4,m=±2,所以“m=2”不是“A∩B={4}”的必要条件.则“m=2”是“A∩B={4}”的充分不必要条件.故选A.当m=2时,可直接求A∩B;反之A∩B={4}时,可求m,再根据必要条件、充分条件与充要条件的定义进行判断即可.本题考查必要条件、充分条件与充要条件的判断,属基本题.2.函数f(x)=+log2(6-x)的定义域是()A.{x|x>6}B.{x|-3<x<6}C.{x|x>-3}D.{x|-3≤x<6}【答案】D【解析】解:要使函数有意义,x+3≥0,且6-x>0∴|-3≤x<6∴函数的定义域为:{x|-3≤x<6}故答案选D.要使函数有意义,必须使函数的每一部分都有意义,函数定义域是各部分定义域的交集.函数定义域是各部分定义域的交集.3.已知函数f(x)=若f(a)=,则a=()A.-1B.C.-1或D.1或【答案】C【解析】解:令f(a)=则或,解之得a=或-1,故选:C.按照分段函数的分类标准,在各个区间上,构造求解,并根据区间对所求的解,进行恰当的取舍.已知函数值,求对应的自变量值,是根据方程思想,构造方程进行求解.对于分段函数来说,要按照分段函数的分类标准,在各个区间上,构造求解,并根据区间对所求的解,进行恰当的取舍.4.函数的值域是()A.(-∞,1)∪(2,+∞)B.(1,2)C.RD.[2,+∞)【答案】C【解析】解:∵令t=x2-3x+2=(x-)2-,其最小值小于0,∴log(x2-3x+2)∈R,故函数y=log(x2-3x+2)的值域是R,故选C由二次函数的性质,我们易求出x2-3x+2的值域,进而根据对数函数的性质,即可得到函数y=log(x2-3x+2)的值域本题考查的知识点是对数函数的值域,其中熟练掌握对数函数的单调性是关键.5.函数>的图象的大致形状是()A. B. C. D.【答案】C【解析】解:∵y==当x>0时,其图象是指数函数y=a x在y轴右侧的部分,因为a>1,所以是增函数的形状,当x<0时,其图象是函数y=-a x在y轴左侧的部分,因为a>1,所以是减函数的形状,比较各选项中的图象知,C符合题意故选C.先利用绝对值的概念去掉绝对值符号,将原函数化成分段函数的形式,再结合分段函数分析位于y轴左右两侧所表示的图象即可选出正确答案.本题考查了绝对值、分段函数、函数的图象与图象的变换,培养学生画图的能力,属于基础题.6.已知函数f(x)=log2(x2-ax+3a)在[2,+∞)上是增函数,则a的取值范围是()A.(-∞,4]B.(-∞,2]C.(-4,4]D.(-4,2]【答案】C【解析】解:若函数f(x)=log2(x2-ax+3a)在[2,+∞)上是增函数,则当x∈[2,+∞)时,x2-ax+3a>0且函数f(x)=x2-ax+3a为增函数即,f(2)=4+a>0解得-4<a≤4故选C若函数f(x)=log2(x2-ax+3a)在[2,+∞)上是增函数,则x2-ax+3a>0且f(2)>0,根据二次函数的单调性,我们可得到关于a的不等式,解不等式即可得到a的取值范围.本题考查的知识点是复合函数的单调性,二次函数的性质,对数函数的单调区间,其中根据复合函数的单调性,构造关于a的不等式,是解答本题的关键.7.已知定义在R上的偶函数f(x),满足f(x)=-f(4-x),且当x∈[2,4)时,f(x)=log2(x-1),则f(2014)+f(2015)的值为()A.-2B.-1C.1D.2【答案】B【解析】解:f(x)是R上的偶函数,∴f(x)=-f(4-x)=-f(x-4);即f(x)=-f(x-4);∴f(2014)=(-1)503f(2014-503×4)=-f(2)=-log2(2-1)=0;f(2015)=(-1)503f(2015-503×4)=-f(3)=-1;∴f(2014)+f(2015)=-1.故选B.由已知条件可得到,f(x)=-f(x-4),所以便可得到,f(2014)=(-1)503f(2014-503×4)=0,同样可得到f(2015)=-f(3)=-1,所以便有f(2014)+f(2015)=-1.考查偶函数的定义,以及由f(x)=-f(x-4)能得到f(x)=(-1)n f(x-4n),n∈N*.8.设函数,区间M=[a,b](其中a<b),集合N={y|y=f(x),x∈M},则使M=N成立的实数对(a,b)有()A.1个B.3个C.2个D.0个【答案】B【解析】解:∵函数为奇函数,且函数在R为增函数若M=N成立∴f(a)=a且f(b)=b令解得x=0,或x=±1故使M=N成立的实数对(a,b)有(-1,0),(-1,1),(0,1)三组故选B由已知中函数,我们易判断出函数的单调性及奇偶性,进而根据M=N成立时,f(a)=a且f(b)=b,解方程,进而可由列举法,求出答案.本题考查的知识点是集合关系中的参数取值问题,函数的值域,函数单调性的应用,其中根据已知中函数的解析式求确定出函数的单调性,并由M=N成立得到f(a)=a且f (b)=b,是解答本题的关键.9.在△ABC中,,, ,如果不等式恒成立,则实数t的取值范围是()A.[1,+∞)B.,C.∞,,∞D.(-∞,0]∪[1,+∞)【答案】C【解析】解:∵,,∴,AC=1∵<<∴∵恒成立∴恒成立即3-6t+4t2≥1即4t2-6t+2≥0解得或故选C衔接直角三角形得AC长和角B的大小,再将向量不等式平方得二次不等式解之.考查解直角三角形;向量模的平方等于向量的平方及解二次不等式.10.已知函数f(x)=|sinx|的图象与直线y=kx(k>0)有且仅有三个交点,交点的横坐标的最大值为α,则tanα与α的关系为()A.tanα>αB.tanα<αC.tanα=αD.tanα与α的关系不确定【解析】解:作出函数f(x)=|sinx|的图象与直线y=kx(k>0)的图象,如图所示,要使两个函数有且仅有三个交点,则由图象可知,直线在(π,)内与f(x)相切.设切点为A(α,-sinα),当x∈(π,)时,f(x)=|sinx|=-sinx,此时f′(x)=-cosx,x∈(π,).所以-cosα=-,即α=tanα,故选:C.作出函数f(x)=|sinx|的图象,利用函数f(x)=|sinx|的图象与直线y=kx(k>0)有且仅有三个交点,确定切点坐标,然后利用三角函数的关系式证明等式.本题主要考查了两函数的交点的应用,以及三角函数的导数应用,三角函数的图象与性质,综合性强,难度大,属于难题.二、填空题(本大题共6小题,共30.0分)11.已知a+b+c=1,m=a2+b2+c2,则m的最小值为______ .【答案】【解析】解:由柯西不等式得,(a2+b2+c2)(1+1+1)≥(a+b+c)2当且仅当a=b=c时,取等号∵a+b+c=1,m=a2+b2+c2,∴3m≥1∴m故答案为:对于“积和结构”或“平方和结构”,通常构造利用柯西不等式求解即可.柯西不等式的特点:一边是平方和的积,而另一边为积的和的平方,因此,当欲证不等式的一边视为“积和结构”或“平方和结构”,再结合不等式另一边的结构特点去尝试12.若P(2,-1)为曲线(0≤θ<2π)的弦的中点,则该弦所在直线的普通方程为______ .【答案】x-y-3=0【解析】解:∵曲线(0≤θ<2π),∴(x-1)2+y2=25,∵P(2,-1)为曲线(0≤θ<2π)的弦的中点,设过点P(2,-1)的弦与(x-1)2+y2=25交于A(x1,y1),B(x2,y2),则,把A(x1,y1),B(x2,y2)代入(x-1)2+y2=25,得,∴, ,,- ,得4(x1-x2)-2(x1-x2)-2(y1-y2)=0,∴k==1,∴该弦所在直线的普通方程为y+1=x-2,即x-y-3=0.故答案为:x-y-3=0.由曲线(0≤θ<2π),知(x-1)2+y2=25,再由P(2,-1)为曲线(0≤θ<2π)的弦的中点,利用点差法能够求出该弦所在直线的普通方程.本题考查参数方程的应用,是基础题.解题时要认真审题,注意参数方程和普通方程的相互转化和点差法的合理运用.13.如图,在△ABC中,DE∥BC,DF∥AC,AE:AC=3:5,DE=6,则BF=______ .【答案】4【解析】解:因为DE∥BC,则△ADE~△ABC,所以,即,所以BC=10.又DF∥AC,则四边形DECF是平行四边形,故BF=BC-FC=BC-DE=10-6=4.因为已知中有两个平行关系,我们可以大胆猜想,本题的解答过程一定与平行线分线段成比例定理有关,因此可以根据平行线分线段成比例定理,构建比例式,列出已知线段与未知线段之间的关系式,解方程进行求解.当题目中出现有多个平行关系时,我们可以使用平行线分线段成比例定理构造比例式,表示已知线段与未知线段之间的关系,解方程即可求解.解题思路是:分析已知量与未知量之间的关系,选择适合的性质构建方程,解方程求解.14.定义区间[x1,x2](x1<x2)的长度为x2-x1,已知函数的定义域为[a,b],值域为[0,2],则区间[a,b]长度的最大值与最小值的差为______ .【答案】3【解析】解:∵的值域为[0,2]∴∴或-2≤≤0∴或1≤x≤4即∵定义域为[a,b]时函数的值域[0,2],由图象可知,定义域大区间的最大值为4-=,区间的最小值1-=,其差为3故答案为:3先对函数化简可得,=,,<,做出函数的简图,结合图象可知要使得函数的值域为[0,2]则函数定义域的最大区间为[,4],从而可求本题主要考查了对数函数的定义域及函数的值域的求解,体现了数形结合的思想的应用.15.已知,若函数f(x)在R上是减函数,则实数a的取值范围是______ .【答案】a<0【解析】解:由题意可得:函数为,所以′.因为函数f(x)在R上是减函数,所以′<0在R上恒成立.因为e x+e-x>0,所以e a-e-a<0,解得a<0.故答案为a<0.由题意可得′,因为函数f(x)在R上是减函数,所以′<0在R上恒成立.因为e x+e-x>0,所以e a-e-a<0,进而得到答案.解决此类问题的关键是熟练掌握求导公式,以及利用导数判断函数的单调性与球函数的单调区间问题.16.设,,且,若定义在区间,内的函数是奇函数,则a+b的取值范围是______ .【答案】,【解析】解:∵定义在区间(-b,b)内的函数f(x)=是奇函数,∴任x∈(-b,b),f(-x)=-f(x),即=-,∴=,则有,即1-a2x2=1-4x2,解得a=±2,又∵a≠2,∴a=-2;则函数f(x)=,要使函数有意义,则>0,即(1+2x)(1-2x)>0解得:-<x<,即函数f(x)的定义域为:(-,),∴(-b,b)⊆(-,),∴0<b≤∴-2<a+b≤-,即所求的范围是,;故答案为:,.由题意和奇函数的定义f(-x)=-f(x)求出a的值,再由对数的真数大于零求出函数的定义域,则所给的区间应是定义域的子集,求出b的范围进而求出a+b的范围.本题考查了奇函数的定义以及求对数函数的定义域,利用子集关系求出b的范围,考查了学生的运算能力和对定义的运用能力.三、解答题(本大题共6小题,共75.0分)17.设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=2x2.(Ⅰ)求x<0时,f(x)的表达式;(Ⅱ)令g(x)=lnx,问是否存在x0,使得f(x),g(x)在x=x0处的切线互相平行?若存在,请求出x0值;若不存在,请说明理由.【答案】解:(Ⅰ)当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-2(-x)2=-2x2;(6分)(Ⅱ)若f(x),g(x)在x0处的切线互相平行,则f'(x0)=g'(x0),(4分)′′,解得,∵x≥0,得(4分)【解析】(Ⅰ)先取x<0,-x>0,再由奇函数的性质f(x)=-f(-x)及x≥0时,f(x)=2x2.求出解析式即可(Ⅱ)求出两个函数的导数,令f'(x0)=g'(x0),若此方程有根,则说明存在,否则说明不存在本题考查奇函数,求解本题的关键是根据奇函数的性质得到方程解出x<0时,f(x)的表达式,熟练掌握导数的几何意义,建立导数的方程求方程的根,以此来确定这样的直线存在与否.18.已知函数(1)求函数的定义域,并求的值(2)若-1<a<1,当x∈[-a,a]时,f(x)是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.【答案】解:(1)由>得-1<x<1,∴函数f(x)的定义域是(-1,1)∵,∴f(x)是奇函数∴=0(2)∵′<对-1<x<1恒成立∴f(x)在(-1,1)上是减函数∴【解析】(1)根据使函数解析式有意义的原则,我们可以列出让函数解析式有意义的不等式,解不等式可求出函数的定义域,分析出函数奇偶性,根据奇偶性可以得到的值(2)求出函数的导函数,可判断出函数在[-1,1]上的单调性,进而可得x∈[-a,a]时,f(x)存在最小值f(a),代入计算即可得到答案.本题考查的知识点是函数单调性的性质,函数定义域及其求法,函数奇偶性的判断,函数的值,是对函数三要素和性质比较综合的考查,掌握函数性质的定义及判断方法是解答关键.19.已知a∈R,函数f(x)=x2(x-a).(Ⅰ)当a=3时,求f(x)的零点;(Ⅱ)求函数y=f(x)在区间[1,2]上的最小值.【答案】解:(Ⅰ)由题意f(x)=x2(x-3),由f(x)=0,解得x=0,或x=3;(Ⅱ)设此最小值为m.,,,,(1)当a≤0时,f′(x)>0,x∈(1,2),则f(x)是区间[1,2]上的增函数,所以m=f(1)=1-a(2)当a>0时,当<或>时,f'(x)>0,从而f(x)在[,+∞)上是增函数;当<<时,f'(x)<0,从而f(x)在区间[0,]上是单调减函数当,即a≥3时,m=f(2)=8-4a当<,即<时,③当<<时,m=f(1)=1-a综上所述,所求函数的最小值,,<<,【解析】(1)将a=3代入求出函数f(x)的解析式,然后令f(x)=0求出x的值,即得到答案.(2)对函数f(x)进行求导然后对a的值进行分析:当a≤0时,f′(x)>0,f(x)是区间[1,2]上的增函数进而可得到最小值;当a>0时,根据导函数的正负对函数区间[1,2]上的单调性进行讨论,从而确定最小值.本题主要考查函数的零点的求法、函数的单调性与其导函数的正负之间的关系、函数在闭区间的最值的求法.导数时高等数学下放到高中的内容,是高考的必考内容,要给予重视.20.已知函数,其中a是大于0的常数(1)求函数f(x)的定义域;(2)当a∈(1,4)时,求函数f(x)在[2,+∞)上的最小值;(3)若对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,试确定a的取值范围.【答案】解:(1)由>得,>解得a>1时,定义域为(0,+∞)a=1时,定义域为{x|x>0且x≠1},0<a<1时,定义域为<<或>}(2)设,当a∈(1,4),x∈[2,+∞)时,′>恒成立,∴在[2,+∞)上是增函数,∴在[2,+∞)上是增函数,∴在[2,+∞)上的最小值为;(3)对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,即>对x∈[2,+∞)恒成立∴a>3x-x2,而在x∈[2,+∞)上是减函数,∴h(x)max=h(2)=2,∴a>2【解析】(1)求函数f(x)的定义域,就是)求>,可以通过对a分类讨论解决;(2)可以构造函数,当a∈(1,4)时通过导数法研究g(x)在[2,+∞)上的单调性,再利用复合函数的性质可以求得f(x)在[2,+∞)上的最小值;(3)对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,即>对x∈[2,+∞)恒成立,转化为a是x的函数,即可求得a的取值范围.本题考查函数恒成立问题,(1)着重考查分类讨论思想;(2)着重考查复合函数的函数单调性质求最值,方法为导数法;(3)着重考查分离参数法,是一道好题.21.已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈R)是偶函数(1)求k的值;(2)设g(x)=log4(a•2x-a),若函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,求实数a的取值范围.【答案】解(1)∵函数f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈R))是偶函数∴f(-x)=log4(4-x+1)-kx)=log4()-kx=log4(4x+1)+kx(k∈R)恒成立∴-(k+1)=k,则k=.(2)g(x)=log4(a•2x-a),函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,即方程f(x)=g(x)只有一个解由已知得log4(4x+1)x=log4(a•2x-a),∴log4()=log4(a•2x-a),方程等价于,设2x=t,t>0,则(a-1)t2--1=0有一解若a-1>0,设h(t)=(a-1)t2--1,∵h(0)=-1<0,∴恰好有一正解∴a>1满足题意若a-1=0,即a=1时,h(t)=--1,由h(t)=0,得t=-<0,不满足题意若a-1<0,即a<1时,由,得a=-3或a=,当a=-3时,t=满足题意当a=时,t=-2(舍去)综上所述实数a的取值范围是{a|a>1或a=-3}.【解析】(1)根据偶函数的定义建立方程关系即可求k的值;(2)根据函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,即可得到结论.本题主要考查函数奇偶性的应用,以及对数的基本运算,考查学生的运算能力,综合性较强.22.已知函数,g(x)=lnx.(Ⅰ)如果函数y=f(x)在[1,+∞)上是单调增函数,求a的取值范围;(Ⅱ)是否存在实数a>0,使得方程′在区间,内有且只有两个不相等的实数根?若存在,请求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.【答案】解:(Ⅰ)当a=0时,f(x)=2x在[1,+∞)上是单调增函数,符合题意.当a>0时,y=f(x)的对称轴方程为,由于y=f(x)在[1,+∞)上是单调增函数,所以,解得a≤-2或a>0,所以a>0.当a<0时,不符合题意.综上,a的取值范围是a≥0.(Ⅱ)把方程′整理为,即为方程ax2+(1-2a)x-lnx=0.设H(x)=ax2+(1-2a)x-lnx(x>0),原方程在区间(,)内有且只有两个不相等的实数根,即为函数H(x)在区间(,)内有且只有两个零点′=令H′(x)=0,因为a>0,解得x=1或(舍)当x∈(0,1)时,H′(x)<0,H(x)是减函数;当x∈(1,+∞)时,H′(x)>0,H(x)是增函数.H(x)在(,)内有且只有两个不相等的零点,只需><>即><>∴<>>解得<<,所以a的取值范围是(,).【解析】(1)由于函数的解析式中含有参数a,故我们要对a进行分类讨论,注意到a出现在二次项系数的位置,故可以分a>0,a=0,a<0三种情况,最后将三种情况得到的结论综合即可得到答案.(2)方程′整理为ax2+(1-2a)x-lnx=0构造函数H(x)=ax2+(1-2a)x-lnx(x>0),则原方程在区间,内有且只有两个不相等的实数根即为函数H(x)在区间(,)内有且只有两个零点,根据函数零点存在定理,结合函数的单调性,构造不等式组,解不等式组即可得到结论.遇到类二次方程/函数/不等式(即解析式的二次项系数含有参数)时,一般要进行分类讨论,分类的情况一般有: 先讨论二次项系数a是否为0,以确定次数 再讨论二次项系数a是否大于0,以确定对应函数的开口方向,③再讨论△与0的关系,以确定对应方程根的个数.。