2019-2020学年高一数学上学期10月月考试题(含解析)一、选择题1.下列说法正确的是( )A. 我校爱好足球的同学组成一个集合B. {}1,2,3是不大于3的自然数组成的集合C. 集合{}1,2,3,4,5和{}5,4,3,2,1表示同一个集合D. 由1,0,12,325个元素 【答案】C 【解析】 【分析】根据集合中的元素具有:确定性,互异性,无序性对选项逐一判断可得正确选项. 【详解】对于选项A :不满足集合中的元素的确定性,所以A 错误; 对于选项B :不大于3的自然数组成的集合是{0,1,2,3},所以B 错误;对于选项C :由于集合中的元素具有无序性,所以集合{}1,2,3,4,5和{}5,4,3,2,1表示同一个集合,所以C 正确;;对于选项D 12=,集合中的元素具有互异性,所以由1,0,12,32的集合有4个元素, 所以D 错误; 故选:C .【点睛】本题考查了集合中的元素的特征:确定性,无序性,互异性,属于基础题. 2.已知集合{}1,2,3A =,{}29B x x =<,则A B =I ( )A. {}2,1,0,1,2--B. {}1,2C. {}03x x <<D.{}33x x -<<【答案】B 【解析】 【分析】先求解不等式29x <得集合B ,再根据集合的交集的定义求A B I .【详解】由29x <得33x -<<,所以()3,3B =-,又{}1,2,3A =,所以A B =I {}1,2, 故选:B .【点睛】本题考查集合的交集运算,属于基础题.3.命题“0x R ∃∈,使得2020x x --<”的否定形式是( ) A. x R ∀∈,都有220x x --<B. 0x R ∃∈,使得2020x x --≥ C. 0x R ∃∈,使得2020x x --> D. x R ∀∈,都有220x x --≥【答案】D 【解析】 【分析】根据特称命题的否定是全称命题可得选项.【详解】因为特称命题的否定是全称命题,所以,命题“0x R ∃∈,使得2020x x --<”的否定为: “x R ∀∈,都有220x x --≥”, 故选:D .【点睛】本题考查全称命题与特称命题的否定关系,属于基础题. 4.下列集合中表示同一集合的是( ) A. (){}2,3M =,(){}3,2N = B. {}2,3M =,{}3,2N = C. (){},1M x y y x ==+,{}1N y y x ==+ D. {}1M y y x ==+,{}21N y y x ==+【答案】B 【解析】 【分析】因为有序数对()2,3与()3,2不相同,所以A 错误;由于集合中的元素具有无序性,所以集合M 与集合N 是同一集合,故B 正确;因为集合M 表示的是当1,y x x R =+∈时,所得的有序实数对(),x y 所构成的集合,而集合N 是当1,y x x R =+∈时所得的y 值所构成的集合,所以C 错误;因为M R =,[)1,N =+∞,所以D 错误,【详解】对于A 选项:有序数对()2,3与()3,2不相同,所以集合M 与集合N 不是同一集合,故A 错误;对于C 选项:由于{}(,)1,M x y y x x R ==+∈,所以集合M 表示的是当1,y x x R =+∈时,所得的有序实数对(),x y 所构成的集合,而由{}1,N y y x x R ==+∈得集合N 是当1,y x x R =+∈时所得的y 值所构成的集合, 所以集合M 与集合N 不是同一集合,故C 错误;对于D 选项,{}1M y y x R ==+=,{}{}[)21,11,N y y x x R y y ==+∈=≥=+∞,所以集合M 与集合N 不是同一集合,故D 错误;对于B 选项:由于集合中的元素具有无序性,所以集合M 与集合N 是同一集合,故B 正确; 故选:B .【点睛】本题考查集合所表示的元素的意义,在判断时需分清集合中表示的是点集还是数集,理解元素的具体含义是什么,属于基础题.5.下列五个写法:①{}{}01,2,3∈;②{}0∅⊆;③{}{}1,2,32,3,1⊆;④0∈∅;⑤{}0∅=∅I .其中正确写法的个数为( ) A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】C 【解析】 【分析】根据集合与集合之间的包含关系的定义、空集是任何集合的子集、集合的元素具有无序性对写法逐一判断得选项.【详解】对于①表示的是集合与集合之间的关系,不能用元素属于集合的符号“∈”表示,故①写法错误;对于②表示的是集合与集合之间的关系,并且空集是任何集合的子集,故②写法正确; 对于③集合中的元素具有无序性,所以{}{}1,2,32,3,1⊆写法正确; 对于④空集不含有任何元素,所以④不正确; 对于⑤空集不含有任何元素,所以⑤正确;所以共3个写法正确, 故选:C .【点睛】本题考查集合间的包含关系、空集的含义和集合中的元素无序性,属于基础题. 6.下列结论正确的是( ) A. 若ac bc <,则a b < B. 若22a b <,则a b <C. <a b >D. 若a b >,0c <,则ac bc <【答案】D 【解析】 【分析】根据不等式的性质逐一判断C ,D 选项,也可以用举反例的方法判断A ,B 选项,得出正确的选项.【详解】对于A :若0c <,则A 不成立,对于B :例如1,2a b ==-时满足22a b <,但是a b >,则B 不成立,对于C :<则a b <,则C 不成立,对于D :根据不等式的性质:不等式的两边同时乘以一个负数,不等号改变方向,即可判断成立, 故选D .【点睛】本题考查不等式的性质,属于基础题.7.已知13a -≤≤,24b ≤≤,则2a b -的取值范围是( ). A. []6,4- B. []0,10 C. []4,2- D. []5,1-【答案】A 【解析】分析:由不等式的性质,推导出2a-b 的取值范围. 详解:∵-1≤a≤3, ∴-2≤2a≤6,又∵2≤b≤4,∴-4≤-b≤-2, ∴-6=-2-4≤2a -b≤6-2=4, 即-6≤2a -b≤4,∴2a -b 的取值范围是[-6,4]; 故选:A .点睛:本题考查了不等式的性质的应用问题,解题时应牢记不等式的性质,并会熟练地应用.也可以利用线性规划求解. 8.集合8,,3M y y x N y N x ⎧⎫==∈∈⎨⎬+⎩⎭的元素个数是( ) A. 2 B. 4C. 6D. 8【答案】A 【解析】 【分析】根据题中给出的条件,x y N ∈,分别从最小的自然数0开始给x 代值,求出相应的y 的值,直到得出的1y <为止,求出y N ∈的个数. 【详解】因为8|,,3M y y x y N x ⎧⎫==∈⎨⎬+⎩⎭, 所以:当0x =时,83y N =∈/; 当x 1=时,8213y N ==∈+; 当x 2=时,88235y N ==∈/+; 当3x =时,84333y N ==∈/+; 当x 4=时,88437y N ==∈/+; 当5x =时,8153y N ==∈+; 当6x ≥时,813y x =<+,且0y ≠,所以y N ∉. 综上,8|,,{2,1}3M y y x y N x ⎧⎫==∈=⎨⎬+⎩⎭,元素个数是2个. 故选A .【点睛】本题考查了集合中元素的个数,关键根据,x y N ∈用赋值法分析和解决问题,属于基础题.9.已知命题:p “0x R ∃∈,使得20220x ax a +++≤”,若命题p 是假命题,则实数a 的取值范围是( ) A. []1,2- B. ()1,2- C. ()2,1- D. (]0,2 【答案】B 【解析】 【分析】由已知得命题p 是假命题,则将问题转化为命题“x R ∀∈,使得2220x ax a +++>”成立, 此时利用一元二次方程根的判别式可求得实数a 的取值范围.【详解】若命题p 是假命题,,则“不存在0x R ∈,使得20220x ax a +++≤”成立, 即“x R ∀∈,使得2220x ax a +++>”成立,所以()()()()()22242424120a a a a a a ∆=-+=--=+-<,解得1a 2-<<,所以实数a 的取值范围是()1,2-, 故选:B .【点睛】本题主要考查命题的否定和不等式恒成立问题,对于一元二次不等式的恒成立问题,多从根的判别式着手可以得到解决,属于中档题. 10.已知10,4x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()14x x -取最大值时x 的值是( ) A.14 B.15C.18D.110【答案】C 【解析】 【分析】由已知令()()14f x x x =-,得出此二次函数的对称轴110,84x ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,且二次函数的图象开口向下,所以当18x =时,函数()f x 取得最大值. 【详解】令()()14f x x x =-,则()221144816f x x x x ⎛⎫=-+=--+ ⎪⎝⎭,对称轴110,84x ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,所以当18x =时,()f x 取得最大值,故选:C .【点睛】本题考查二次函数的最值问题,对于二次函数的最值注意验证自变题是否能取到二次函数的对称轴,属于基础题.11.《几何原本》中的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成为了后世数学家处理问题的重要依据.通过这一原理,很多的代数的公理或定理都能够通过图形实现证明,也称之为无字证明.如图所示的图形,在AB 上取一点C ,使得AC a =,BC b =,过点C 作CD AB ⊥交圆周于D ,连接OD .作CE OD ⊥交OD 于E .则下列不等式可以表示CD DE ≥的是( )()20,0abab a b a b≥>>+ B.)0,02a bab a b +≥>> ()220,022a b a b a b ++>>D. ()2220,0a b ab a b +≥>>【答案】A 【解析】 【分析】根据圆的性质、射影定理求出CD 和D E 的长度,利用CD >D E 即可得到答案.【详解】连接DB ,因为AB 是圆O 的直径,所以90ADB ∠=o ,所以在Rt ADB ∆中,中线22AB a bOD +==,由射影定理可得2CD AC CB ab =⋅=,所以CD ab =在Rt DCO ∆中,由射影定理可得2CD DE OD =⋅,即222CD ab abDE a b OD a b ===++,由CD DE >2abab a b≥+, 故选:A .【点睛】本题考查圆的性质、射影定理的应用,考查推理能力,属于中档题.12.对于集合M 、N ,定义{}M N x x M x N -=∈∉且,()()*M N M N N M =--U ,设{}23M y y x x ==-,1,0N y y x x ⎧⎫==<⎨⎬⎩⎭,则*M N =( ) A. [)9,0,4⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭UB. 9,04⎡⎫-⎪⎢⎣⎭C. 9,04⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D. ()9,0,4⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭U【答案】A 【解析】 【分析】先由已知条件求得集合M 、N ,再根据定义求出集合M N -和集合N M -,再求这两个集合的并集可得*M N ,得解.【详解】因为223993244y x x x ⎛⎫=-=--≥- ⎪⎝⎭,所以94M y y ⎧⎫=≥-⎨⎬⎩⎭,又因为当0x <时,10y x=<,所以{}0N y y =<, {|0}M N y y ∴-=≥,9{|}4N M y y -=<-,所以()(){}[)99*0|,0,44M N M N N M y y y y ⎧⎫⎛⎫=-⋃-=≥⋃<-=-∞-⋃+∞⎨⎬ ⎪⎩⎭⎝⎭故选A .【点睛】本题考查集合的交、并、补集的运算,解题时注意理解集合M N -和集合N M -的含义,属于基础题. 二、填空题13.如图,若集合{}1,2,3,4,5A =,{}2,4,6,8,10B =,则图中阴影部分表示的集合为__________(用列举法表示).【答案】{}6,8,10 【解析】 【分析】根据韦恩图得图象阴影部分对应的集合为C ()B A B ⋂,先求出A B I ,再求C ()B A B ⋂,可得解.【详解】图象阴影部分对应的集合为C ()B A B ⋂, 因为{2,4}A B =I ,故{}C ()6,8,10B A B ⋂=, 故填:{}6,8,10【点睛】本题主要考查根据韦恩图进行集合的交、补运算,属于基础题. 14.不等式231x >+的解集是________. 【答案】11,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭【解析】 【分析】 对分式不等式231x >+移项,通分,再转化为一元二次不等式,可得解. 【详解】由231x >+得2301x ->+,即3101x x +<+等价于()()3110x x ++<,解得113x -<<-, 所以不等式231x >+的解集是11,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭, 故填:11,3⎛⎫-- ⎪⎝⎭.【点睛】本题考查分式不等式的解法,注意在未判断分母的符号时,不可直接去分母,可以移项、通分等步骤对分式不等式化简,属于基础题. 15.已知集合A ={|x x =21,},3n n B +∈Z ={|x x =21,}3nn Z +∈,则集合A B 、的关系为__________. 【答案】A B =【解析】223133n n x +=+=,,2n Z n ∈∴Q 为偶数,21n ∴+为奇数,23n +为奇数,A B ∴=,故答案为A B =.16.含有三个实数的集合既可表示成,,1b a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,又可表示成{}2,,0a a b +,则20182019a b +=__________.【答案】1 【解析】 【分析】根据集合中的元素的互异性和集合相等的条件得出关于a ,b 的方程组,求解后再代入,可求值得解.【详解】根据集合中的元素互不相同知0a ≠且1a ≠,所以2a a ≠,因为{}2,,1,,0b a a a b a ⎧⎫=+⎨⎬⎩⎭,则 210a a a b ba⎧⎪=⎪=+⎨⎪⎪=⎩,解得10a b =-⎧⎨=⎩ , 所以()201820182018201810101a b +=-+=+=,所以201820181a b +=, 故填:1.【点睛】本题考查集合的元素的互异性和集合相等的条件,属于基础题. 17.设1a >,0b >,若2a b +=,则211a b+-的最小值为_____________.【答案】3+【解析】 【分析】由已知可得11a b -+=,从而有2121()(1)11a b a b a b+=+-+--,展开后利用基本不等式,即可求解.【详解】由题意,因为1,2a b >>满足2a b +=,所以11a b -+=,且10,0a b ->>,则212121()[(1)]333111b a a b a b a b a b -+=+-+=++≥+=+---当且仅当211b a a b -=-且2a b +=,即31a b =-=时取得最小值3+【点睛】本题主要考查了利用基本不等式求最值问题的应用,其中解答中根据题意配凑基本不等式的使用条件,合理利用基本不等式求得最值是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,属于中档试题.18.若对{}12x x x ∀∈≤≤,{}12t t t ∃∈≤≤,使得2x t m +>+成立,则实数m 的取值范围是_______.【答案】2m <【解析】【分析】由已知分别求出324x ≤+≤和12m t m m +≤+≤+,要使不等式成立,则需()()min min 2x t m +>+,可求出实数m 的取值范围.【详解】因为12x ≤≤,所以324x ≤+≤,又12t ≤≤,所以12m t m m +≤+≤+, 若对{}12x x x ∀∈≤≤, {}12t t t ∃∈≤≤,使得2x t m +>+成立,则需()()min min 2x t m +>+,即31m >+,解得2m <,故填:2m <.【点睛】本题考查对于“任意”和“存在”中的不等式的恒成立问题,属于中档题.此问题关键分清“任意”和“存在”的条件,分别利用不等式两边的最大值或最小值建立的不等式.常见的有以下的四种情况:(1)()()1212min max [,],[,],[()][()]x a b x c d f x g x f x g x ∀∈∀∈>⇔>;(2)()()1212max min [,],[,],[()][()]x a b x c d f x g x f x g x ∃∈∃∈>⇔>;(3)()()1212min min [,],[,],[()][()]x a b x c d f x g x f x g x ∀∈∃∈>⇔>;(4)()()1212max max [,],[,],[()][()]x a b x c d f x g x f x g x ∃∈∀∈>⇔>.三、解答题19.已知全集{}1,2,3,4,5,6,7,8I =,其中{}1,2,3,4A =,{}3,5B =.(1)求A B I 和()C I A B U ;(2)写出集合B 的所有子集.【答案】(1){}3A B ⋂=,(){}C 3,5,6,7,8I A B =U ;(2){}{}{},3,5,3,5∅【解析】【分析】(1)由集合的交集、并集和补集的定义可求出A B I 和()C I A B U ;(2)根据集合的子集的定义得出集合B 的子集,注意不要漏掉空集.【详解】(1)由已知得{}3A B ⋂=,{}C 5,6,7,8I A =,所以(){}C 3,5,6,7,8I A B =U ,(2)集合B 的所有子集为:{}{}{},3,5,3,5∅.故得解.【点睛】本题考查集合的交、并、补的运算和求出某集合的所有子集,注意在写子集时,不要漏掉空集. 20.已知集合{}23100A x x x =--<,{}121B x a x a =+<<+,若A B A ⋃=,求实数a的取值范围.【答案】2a ≤【解析】【分析】先求出集合A ,由A B A ⋃=得B A ⊆,再对集合B 是空集和集合B 不是空集两种情况讨论,当B =∅时,121a a +≥+, 当B ≠∅时,需0a >和12215a a +≥-⎧⎨+≤⎩,从而求得a 的范围.【详解】由23100x x --<得()()520x x -+<,解得25x -<<,所以()2,5A =-, 因为A B A ⋃=,所以B A ⊆,①当B =∅时,121a a +≥+,0a ∴≤;②当B ≠∅时,即0a >时,要使B A ⊆,则需12215a a +≥-⎧⎨+≤⎩,32a ∴-≤≤02a ∴<≤. 综上:2a ≤.故得解.【点睛】本题考查集合的并集运算和集合间的包含关系,注意根据集合的包含关系求解参数的范围时,需考虑子集为空集和不为空集两种情况,属于基础题.21.党的十九大报告指出,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计.而清洁能源的广泛使用将为生态文明建设提供更有力的支撑.沼气作为取之不尽、用之不竭的生物清洁能源,在保护绿水青山方面具有独特功效.通过办沼气带来的农村“厕所革命”,对改善农村人居环境等方面,起到立竿见影的效果.为了积极响应国家推行的“厕所革命”,某农户准备建造一个深为2米,容积为32立方米的长方体沼气池,如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,沼气池盖子的造价为3000元,问怎样设计沼气池能使总造价最低?最低总造价是多少元?【答案】当沼气池的底面是边长为4米的正方形时,沼气池的总造价最低,最低总造价是9240元.【解析】【分析】设沼气池的底面长为x 米,沼气池的总造价为y 元,依题意有16300015016120222y x x ⎛⎫=+⨯+⨯+⨯ ⎪⎝⎭165400480x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,利用基本不等式即可求解.【详解】设沼气池的底面长为x 米,沼气池的总造价为y 元,因为沼气池的深为2米,容积为32立方米,所以底面积为16平方米,因为底面长为x 米,所以底面的宽为16x,依题意有16300015016120222y x x ⎛⎫=+⨯+⨯+⨯⎪⎝⎭165400480x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭, 因为0x >,由基本不等式和不等式的性质可得1654004805400480x x ⎛⎫++≥+⨯ ⎪⎝⎭即5400480y ≥+⨯,所以9240y ≥, 当且仅当16x x=,即4x =时,等号成立, 所以当沼气池的底面是边长为4米的正方形时,沼气池的总造价最低,最低总造价是9240元.【点睛】本题主要考查了利用基本不等式求解最值在实际问题中的应用,解题的关键是由实际问题抽象出具体函数解析式.22.已知关于x 的不等式()2220ax a x +≥--,a R ∈解集为A . (1)若{1A x x =≤-或}2x ≥,求a 的值.(2)解关于x 的不等式()2220ax a x +--≥,a R ∈. 【答案】(1)1a =.(2)当0a =时,不等式的解集为{|1}x x -≤;当0a >时,不等式的解集为(]2,1,a ⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭; 当20a -<<时,不等式的解集为21x x a ⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭; 当2a =-时,不等式的解集为{}1-;当2a <-时,不等式的解集为21x x a ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭. 【解析】【分析】(1)将已知不等式分解因式,由不等式的解集为{1A x x =≤-或}2x ≥,得0a >且该不等式对应方程的两个实数根为1-和2,所以22a=,可求a 的值; (2)根据已知条件根据a 的正负和两根的大小方面进行讨论,共分五种情况讨论a 的范围:0a =时、0a >时、20a -<<时、2a =-时、2a <-时分别根据一元二次不等式的解法求出对应不等式的解集即可.【详解】(1)∵关于x 的不等式()2220ax a x +≥--可变形为()()210ax x +≥-, 且该不等式的解集为{1A x x =≤-或}2x ≥,所以0a >又因为不等式对应方程的两个实数根为1-和2;∴22a =, 解得1a =;(2)①0a =时,不等式可化为220x --≥,它的解集为{|1}x x -≤;②0a ≠时,不等式可化为(2)(1)0ax x -+≥,其对应的方程的两个实数根为2a和1-, 当0a >时,即2(1)0x x a ⎛⎫-+≥ ⎪⎝⎭,21a >-,∴不等式的解集为(]2,1,a ⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭; 当20a -<<时,原不等式化为2(1)0x x a ⎛⎫-+≤ ⎪⎝⎭,21a<-,∴不等式的解集为21x x a ⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭; 在2a =-时,21a=- ,不等式的解集为{}1-; 在2a <-时,原不等式化为2(1)0x x a ⎛⎫-+≤ ⎪⎝⎭,21a >-,∴不等式的解集为21x x a ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭; 综上,0a =时,不等式的解集为{|1}x x -≤;0a >时,不等式的解集为(]2,1,a ⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭;20a-<<时,不等式的解集为21x xa⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭;2a=-时,不等式的解集为{}1-;2a<-时,不等式的解集为21x xa⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭.故得解.【点睛】本题主要考查一元二次不等式的解法、分类讨论思想及一元二次方程的根与系数的关系,属于难题.分类讨论思想是解决高中数学问题的一种重要思想方法,是中学数学四种重要的数学思想之一(四种思想:数形结合、函数与方程、分类讨论和转化与化归),尤其在解决含参数问题发挥着奇特功效,大大提高了解题能力与速度,运用这种方法的关键是将题设条件研究透,这样才能快速找准分类讨论时的参数的分界点,充分利用分类讨论思想方法能够使问题条理清晰,进而顺利解答.。