高中必修一数学上期中一模试题附答案
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高中必修一数学上期中一模试题附答案一、选择题1.在下列区间中,函数()43xf x e x =+-的零点所在的区间为( )A .1,04⎛⎫-⎪⎝⎭B .10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭C .11,42⎛⎫⎪⎝⎭ D .13,24⎛⎫ ⎪⎝⎭2.在ABC ∆中,内角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,则“cos cos a A b B =”是“ABC ∆是以A 、B 为底角的等腰三角形”的( ). A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件D .既非充分也非必要条件3.设()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≥时,()21,0122,1xx x f x x ⎧-+≤<=⎨-≥⎩,若对任意的[],1x m m ∈+,不等式()()1f x f x m -≤+恒成立,则实数m 的最大值是( )A .1-B .13-C .12-D .134.设集合{1,2,3},{2,3,4}A B ==,则A B =UA .{}123,4,, B .{}123,, C .{}234,, D .{}134,, 5.函数()111f x x =--的图象是( ) A . B .C .D .6.设函数22,()6,x x x af x ax x a⎧--≥⎪=⎨-<⎪⎩是定义在R 上的增函数,则实数a 取值范围( )A .[)2,+∞B .[]0,3C .[]2,3D .[]2,47.已知()201911,02log ,0x x f x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪>⎩,若存在三个不同实数a ,b ,c 使得()()()f a f b f c ==,则abc 的取值范围是( ) A .(0,1)B .[-2,0)C .(]2,0-D .(0,1)8.若函数6(3)3,7(),7x a x x f x a x ---≤⎧=⎨>⎩单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .9,34⎛⎫⎪⎝⎭B .9,34⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .()1,3D .()2,39.设()f x 是定义域为R 的偶函数,且在()0,∞+单调递减,则( )A .233231log 224f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭B .233231log 224f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭C .23332122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭D .23323122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭10.已知()()2,11,1xx f x f x x ⎧<⎪=⎨-≥⎪⎩,则()2log 7f =( )A .7B .72C .74D .7811.设0.13592,ln ,log 210a b c ===,则,,a b c 的大小关系是 A .a b c >>B .a c b >>C .b a c >>D .b c a >>12.若函数()sin ln(f x x ax =⋅的图象关于y 轴对称,则实数a 的值为( ) A .2B .2±C .4D .4±二、填空题13.若函数()24,43,x x f x x x x λλ-≥⎧=⎨-+<⎩恰有2个零点,则λ的取值范围是______.14.函数的定义域是 .15.若函数()f x 满足()3298f x x +=+,则()f x 的解析式是_________. 16.用max{,,}a b c 表示,,a b c 三个数中的最大值,设{}2()max ln ,1,4(0)f x x x x x x =--->,则()f x 的最小值为_______.17.如果关于x 的方程x 2+(m -1)x -m =0有两个大于12的正根,则实数m 的取值范围为____________.18.已知312ab +=a b =__________.19.函数()221,ln 2,0x x f x x x x x ⎧+-≤=⎨-+>⎩的零点的个数是______.20.已知函数(12)(1)()4(1)x a x f x ax x⎧-<⎪=⎨+≥⎪⎩,且对任意的12,x x R ∈,12x x ≠时,都有()()12120f x f x x x ->-,则a 的取值范围是________三、解答题21.已知幂函数2242()(1)m m f x m x -+=-在(0,)+∞上单调递增,函数()2xg x k =-;(1)求m 的值;(2)当[1,2]x ∈时,记()f x 、()g x 的值域分别是A 、B ,若A B A ⋃=,求实数k 的取值范围;22.已知函数()f x 对任意的实数m ,n 都有()()()1f m n f m f n +=+-,且当0x >时,有()1f x >.(1)求()0f ;(2)求证:()f x 在R 上为增函数;(3)若()12f =,且关于x 的不等式()()223f ax f x x -+-<对任意的[)1,x ∈+∞恒成立,求实数a 的取值范围.23.已知函数()()log 0,1a f x x a a =>≠,且()()321f f -=. (1)若()()3225f m f m -<+,求实数m 的取值范围; (2)求使3227log 2f x x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭成立的x 的值. 24.2019年,随着中国第一款5G 手机投入市场,5G 技术已经进入高速发展阶段.已知某5G 手机生产厂家通过数据分析,得到如下规律:每生产手机()010x x ≤≤万台,其总成本为()G x ,其中固定成本为800万元,并且每生产1万台的生产成本为1000万元(总成本=固定成本+生产成本),销售收入()R x 万元满足()24004200,05,20003800,510.x x x R x x x ⎧-+≤≤=⎨-<≤⎩(1)将利润()f x 表示为产量x 万台的函数;(2)当产量x 为何值时,公司所获利润最大?最大利润为多少万元? 25.已知函数f (x )=log a (x+1)-log a (1-x ),a>0且a ≠1. (1)求f (x )的定义域;(2)判断f (x )的奇偶性并予以证明; (3)当a>1时,求使f (x )>0的解集.26.某辆汽车以x 千米/小时的速度在高速公路上匀速行驶(考虑到高速公路行车安全要求60120)x 剟时,每小时的油耗(所需要的汽油量)为14500()5x k x-+升,其中k 为常数,且60100k 剟. (1)若汽车以120千米/小时的速度行驶时,每小时的油耗为11.5升,欲使每小时的油耗不超过9升,求x 的取值范围;(2)求该汽车行驶100千米的油耗的最小值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【解析】 【分析】先判断函数()f x 在R 上单调递增,由104102f f ⎧⎛⎫< ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪> ⎪⎪⎝⎭⎩,利用零点存在定理可得结果.【详解】因为函数()43xf x e x =+-在R 上连续单调递增,且114411221143204411431022f e e f e e ⎧⎛⎫=+⨯-=-<⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=+⨯-=-> ⎪⎪⎝⎭⎩, 所以函数的零点在区间11,42⎛⎫⎪⎝⎭内,故选C. 【点睛】本题主要考查零点存在定理的应用,属于简单题.应用零点存在定理解题时,要注意两点:(1)函数是否为单调函数;(2)函数是否连续.2.B解析:B 【解析】 【分析】化简cos cos a A b B =得到A B =或2A B π+=,再判断充分必要性.【详解】cos cos a A b B =,根据正弦定理得到:sin cos sin cos sin 2sin 2A A B B A B =∴=故22A B A B =∴=或222A B A B ππ=-∴+=,ABC ∆为等腰或者直角三角形.所以“cos cos a A b B =”是“ABC ∆是以A 、B 为底角的等腰三角形”的必要非充分条件 故选B 【点睛】本题考查了必要非充分条件,化简得到A B =或2A B π+=是解题的关键,漏解是容易发生的错误.3.B解析:B 【解析】 【分析】由题意,函数()f x 在[0,)+∞上单调递减,又由函数()f x 是定义上的偶函数,得到函数()f x 在(,0)-∞单调递增,把不等式(1)()f x f x m -≤+转化为1x x m -≤+,即可求解. 【详解】易知函数()f x 在[)0,+∞上单调递减, 又函数()f x 是定义在R 上的偶函数, 所以函数()f x 在(),0-∞上单调递增, 则由()()1f x f x m -≤+,得1x x m -≥+,即()()221x x m -≥+,即()()22210g x m x m =++-≤在[],1x m m ∈+上恒成立,则()()()()()()3110121310g m m m g m m m ⎧=-+≤⎪⎨+=++≤⎪⎩,解得113m -≤≤-, 即m 的最大值为13-. 【点睛】本题主要考查了函数的基本性质的应用,其中解答中利用函数的基本性质,把不等式转化为1x x m -≤+ 求解是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,以及推理与运算能力,属于中档试题.4.A解析:A【解析】由题意{1,2,3,4}A B =U ,故选A. 点睛:集合的基本运算的关注点:(1)看元素组成.集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的前提.(2)有些集合是可以化简的,先化简再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于解决.(3)注意数形结合思想的应用,常用的数形结合形式有数轴、坐标系和Venn 图.5.B解析:B 【解析】 【分析】 把函数1y x=先向右平移一个单位,再关于x 轴对称,再向上平移一个单位即可. 【详解】 把1y x = 的图象向右平移一个单位得到11y x =-的图象, 把11y x =-的图象关于x 轴对称得到11y x =--的图象, 把11y x =--的图象向上平移一个单位得到()111f x x =--的图象, 故选:B . 【点睛】本题主要考查函数图象的平移,对称,以及学生的作图能力,属于中档题.6.D解析:D 【解析】 【分析】画出函数22y x x =--的图象,结合图象及题意分析可得所求范围. 【详解】画出函数22y x x =--的图象如下图所示,结合图象可得,要使函数()22,,6,,x x x a x ax x a ⎧--≥⎪=⎨-<⎪⎩是在R 上的增函数,需满足22226a a a a ≥⎧⎨--≥-⎩,解得24x ≤≤. 所以实数a 取值范围是[]2,4. 故选D . 【点睛】解答本题的关键有两个:(1)画出函数的图象,结合图象求解,增强了解题的直观性和形象性;(2)讨论函数在实数集上的单调性时,除了考虑每个段上的单调性之外,还要考虑在分界点处的函数值的大小关系.7.C解析:C 【解析】 【分析】画出函数图像,根据图像得到20a -<≤,1bc =,得到答案. 【详解】()201911,02log ,0x x f x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪>⎩,画出函数图像,如图所示:根据图像知:20a -<≤,20192019log log b c -=,故1bc =,故20abc -<≤. 故选:C .【点睛】本题考查了分段函数的零点问题,画出函数图像是解题的关键.8.B解析:B 【解析】 【分析】利用函数的单调性,判断指数函数底数的取值范围,以及一次函数的单调性,及端点处函数值的大小关系列出不等式求解即可 【详解】解:Q 函数6(3)3,7(),7x a x x f x a x ---⎧=⎨>⎩…单调递增, ()301373a a a a⎧->⎪∴>⎨⎪-⨯-≤⎩解得934a ≤<所以实数a 的取值范围是9,34⎡⎫⎪⎢⎣⎭. 故选:B . 【点睛】本题考查分段函数的应用,指数函数的性质,考查学生的计算能力,属于中档题.9.C解析:C 【解析】 【分析】由已知函数为偶函数,把233231log ,2,24f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,转化为同一个单调区间上,再比较大小. 【详解】()f x Q 是R 的偶函数,()331log log 44f f ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭.223303322333log 4log 31,1222,log 422---->==>>∴>>Q ,又()f x 在(0,+∞)单调递减,∴()23323log 422f f f --⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,23323122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故选C .【点睛】本题主要考查函数的奇偶性、单调性,解题关键在于利用中间量大小比较同一区间的取值.10.C解析:C 【解析】 【分析】根据函数的周期性以及分段函数的表达式,结合对数的运算法则,代入即可得到结论. 【详解】2222log 4log 7log 83=<<=Q ,20log 721∴<-<,()()2log 72227log 7log 7224f f -∴=-==. 故选:C . 【点睛】本题主要考查函数值的计算,根据分段函数的表达式以及函数的周期性进行转化是解决本题的关键.11.A解析:A 【解析】 试题分析:,,即,,.考点:函数的比较大小.12.B解析:B 【解析】【分析】根据图象对称关系可知函数为偶函数,得到()()f x f x =-,进而得到ax +=.【详解】()f x Q 图象关于y 轴对称,即()f x 为偶函数 ()()f x f x ∴=-即:()sin ln sin lnsin lnx ax x ax x ⋅+=-⋅=⋅ax ∴+=恒成立,即:222141x a x +-=24a ∴=,解得:2a =± 本题正确选项:B 【点睛】本题考查根据函数的奇偶性求解参数值的问题,关键是能够明确恒成立时,对应项的系数相同,属于常考题型.二、填空题13.【解析】【分析】根据题意在同一个坐标系中作出函数和的图象结合图象分析可得答案【详解】根据题意在同一个坐标系中作出函数和的图象如图:若函数恰有2个零点即函数图象与轴有且仅有2个交点则或即的取值范围是:解析:(1,3](4,)+∞U . 【解析】 【分析】根据题意,在同一个坐标系中作出函数4y x =-和243y x x =-+的图象,结合图象分析可得答案. 【详解】根据题意,在同一个坐标系中作出函数4y x =-和243y x x =-+的图象,如图:若函数()f x 恰有2个零点,即函数()f x 图象与x 轴有且仅有2个交点, 则13λ<…或4λ>,即λ的取值范围是:(1,3](4,)+∞U 故答案为:(1,3](4,)+∞U .【点睛】本题考查分段函数的图象和函数的零点,考查数形结合思想的运用,考查发现问题解决问题的能力.14.【解析】试题分析:要使函数有意义需满足函数定义域为考点:函数定义域解析:[]3,1-【解析】试题分析:要使函数有意义,需满足2232023031x x x x x --≥∴+-≤∴-≤≤,函数定义域为[]3,1- 考点:函数定义域15.【解析】【分析】设带入化简得到得到答案【详解】设代入得到故的解析式是故答案为:【点睛】本题考查了利用换元法求函数解析式属于常用方法需要学生熟练掌握解析:()32f x x =+ 【解析】 【分析】设32t x =+,带入化简得到()32f t t =+得到答案. 【详解】()3298f x x +=+,设32t x =+ 代入得到()32f t t =+故()f x 的解析式是() 32f x x =+ 故答案为:()32f x x =+ 【点睛】本题考查了利用换元法求函数解析式,属于常用方法,需要学生熟练掌握.16.0【解析】【分析】将中三个函数的图像均画出来再分析取最大值的函数图像从而求得最小值【详解】分别画出的图象取它们中的最大部分得出的图象如图所示故最小值为0故答案为0【点睛】本题主要考查数形结合的思想与解析:0 【解析】 【分析】将{}2()max ln ,1,4(0)f x x x x x x =--->中三个函数的图像均画出来,再分析取最大值的函数图像,从而求得最小值. 【详解】分别画出ln y x =-,1y x =-,24y x x =-的图象,取它们中的最大部分,得出()f x 的图象如图所示,故最小值为0.故答案为0 【点睛】本题主要考查数形结合的思想与常见函数的图像等,需要注意的是在画图过程中需要求解函数之间的交点坐标从而画出准确的图像,属于中等题型.17.(-∞-)【解析】【分析】方程有两个大于的根据此可以列出不等式组求得m 的取值范围即可【详解】解:根据题意m 应当满足条件即:解得:实数m 的取值范围:(-∞-)故答案为:(-∞-)【点睛】本题考查根的判解析:(-∞,-12) 【解析】 【分析】 方程有两个大于12的根,据此可以列出不等式组求得m 的取值范围即可. 【详解】解:根据题意,m 应当满足条件2(1)40112211(1)042m m m m m ⎧⎪∆=-+>⎪-⎪->⎨⎪⎪+-->⎪⎩即:2210012m m m m ⎧⎪++>⎪<⎨⎪⎪<-⎩,解得:12m <-,实数m的取值范围:(-∞,-12).故答案为:(-∞,-12).【点睛】本题考查根的判别式及根与系数的关系,解题的关键是正确的运用判别式及韦达定理,是中档题.18.3【解析】【分析】首先化简所给的指数式然后结合题意求解其值即可【详解】由题意可得:【点睛】本题主要考查指数幂的运算法则整体数学思想等知识意在考查学生的转化能力和计算求解能力解析:3【解析】【分析】首先化简所给的指数式,然后结合题意求解其值即可.【详解】1321223333a ba b a a b+-+====.【点睛】本题主要考查指数幂的运算法则,整体数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19.4【解析】【分析】当时令即作和的图象判断交点个数即可当时令可解得零点从而得解【详解】方法一:当时令即作和的图象如图所示显然有两个交点当时令可得或综上函数的零点有4个方法二:当时令可得说明导函数有两个解析:4【解析】【分析】当0x>时,令()2ln20f x x x x=-+=,即2ln2x x x=-,作y ln x=和22y x x=-的图象,判断交点个数即可,当0x<时,令()210f x x=+-=,可解得零点,从而得解.【详解】方法一:当0x>时,令()2ln20f x x x x=-+=,即2ln2x x x=-.作y ln x=和22y x x=-的图象,如图所示,显然有两个交点,当0x <时,令()210f x x =+-=,可得1x =-或3-. 综上函数的零点有4个.方法二:当0x >时,()2ln 2f x x x x =-+,()21221'22x x f x x x x-++=-+=,令()'0f x =可得()2'2210f x x x =-++=,()'01f =,()'230f =-<,说明导函数有两个零点,函数的()110f =>,()30f <,可得0x >时, 函数的零点由2个.0x <时,函数的图象如图:可知函数的零点有4个. 故答案为4. 【点睛】本题考查了对分段函数分类问题和利用构造函数,把方程问题转换为函数交点问题,函数()()y f x g x =-零点的个数即等价于函数()y f x =和()y g x =图象交点的个数,通过数形结合思想解决实际问题.20.【解析】【分析】根据判断出函数在上为增函数由此列不等式组解不等式组求得的取值范围【详解】由于对任意的时都有所以函数在上为增函数所以解得故答案为:【点睛】本小题主要考查根据函数的单调性求参数的取值范围 解析:[1,0)-【解析】 【分析】根据()()12120f x f x x x ->-判断出函数在R 上为增函数,由此列不等式组,解不等式组求得a 的取值范围.【详解】由于对任意的12,x x R ∈,12x x ≠时,都有()()12120f x f x x x ->-,所以函数在R 上为增函数,所以1210124a a a a ->⎧⎪<⎨⎪-≤+⎩,解得10a -≤<.故答案为:[)1,0-. 【点睛】本小题主要考查根据函数的单调性求参数的取值范围,考查指数函数的单调性,考查分式型函数的单调性,属于基础题.三、解答题21.(1) 0 ; (2) [0,1] 【解析】 【分析】(1)根据幂函数的定义有2(=11)m -,求出m 的值,然后再根据单调性确定出m 的值. (2)根据函数()f x 、()g x 的单调性分别求出其值域,再由A B A ⋃=得B A ⊆,再求k 的取值范围. 【详解】(1) 函数2242()(1)mm f x m x -+=-为幂函数,则2(=11)m -,解得:0m =或2m =.当0m =时,2()f x x =在(0,)+∞上单调递增,满足条件. 当2m =时,2()f x x -=在(0,)+∞上单调递减,不满足条件. 综上所述0m =.(2)由(1)可知, 2()f x x =,则()f x 、()g x 在[1,2]单调递增,所以()f x 在[1,2]上的值域[1,4]A =,()g x 在[1,2]的值域[2,4]B k k =--. 因为A B A ⋃=,即B A ⊆,所以2144k k -≥⎧⎨-≤⎩,即10k k ≥⎧⎨≤⎩,所以01k ≤≤.所以实数k 的取值范围是[0,1].【点睛】本题考查幂函数的概念,函数值域和根据集合的包含关系求参数的范围,属于基础题.22.(1)1 (2)见解析(3)(),1-∞ 【解析】 【分析】(1) 令0m n ==,代入计算得到答案.(2) 任取1x ,2x ∈R ,且12x x <,计算得到()()()()221111f x f x x f x f x =-+->得到证明.(3)化简得到()()221f ax x xf -+-<,根据函数的单调性得到()2130x a x -++>对任意的[]1,x ∈+∞恒成立,讨论112a +≤和112a +>两种情况计算得到答案. 【详解】(1)令0m n ==,则()()0201f f =-()01f ∴=.(2)任取1x ,2x ∈R ,且12x x <,则210x x ->,()211f x x ->.()()()1f m n f m f n +=+-Q ,()()()()()()221121111111f x f x x x f x x f x f x f x ∴=-+=-+->+-=⎡⎤⎣⎦,()()21f x f x ∴>()f x ∴在R 上为增函数.(3)()()223f ax f x x-+-<Q ,即()()2212f ax f x x -+--<,()222f ax x x ∴-+-<()12f =Q ()()221f ax x x f ∴-+-<.又()f x Q 在R 上为增函数221ax x x ∴-+-<,()2130x a x ∴-++>对任意的[]1,x ∈+∞恒成立.令()()()2131g x x a x x =-++≥,只需满足()min 0g x >即可当112a +≤,即1a ≤时,()g x 在[)1,+∞上递增,因此()()min 1g x g =, 由()10g >得3a <,此时1a ≤;当112a +>,即1a >时,()min 12a g x g +⎛⎫= ⎪⎝⎭,由102a g +⎛⎫> ⎪⎝⎭得11a -<<,此时11a <<.综上,实数a 的取值范围为(),1-∞. 【点睛】本题考查了抽象函数的函数值,单调性,不等式恒成立问题,意在考查学生的综合应用能力.23.(1)2,73⎛⎫⎪⎝⎭;(2)12-或4.【解析】 【分析】(1)先利用对数运算求出32a =,可得出函数()y f x =在其定义域上是增函数,由()()3225f m f m -<+得出25320m m +>->,解出即可;(2)由题意得出272x x -=,解该方程即可. 【详解】(1)()log a f x x =Q ,则()()332log 3log 2log 12a a af f -=-==,解得32a =,()32log f x x ∴=是()0,∞+上的增函数,由()()3225f m f m -<+,得25320m m +>->,解得273m <<. 因此,实数m 的取值范围是2,73⎛⎫ ⎪⎝⎭; (2)()332227log log 2f x x x ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭Q ,得272x x -=,化简得22740x x --=, 解得4x =或12x =-.【点睛】本题考查对数运算以及利用对数函数的单调性解不等式,在底数范围不确定的情况下还需对底数的范围进行分类讨论,同时在解题时还应注意真数大于零,考查运算求解能力,属于中等题.24.(1) ()24003200800,05,10004600,510.x x x f x x x ⎧-+-≤≤=⎨-<≤⎩ (2) 当产量为4万台时,公司所获利润最大,最大利润为5600万元. 【解析】 【分析】(1)先求得总成本函数()G x ,然后用()()()f x R x G x =-求得利润()f x 的函数表达式.(2)用二次函数的最值的求法,一次函数最值的求法,求得当产量x 为何值时,公司所获利润最大,且求得最大利润. 【详解】(1)由题意得()8001000G x x =+.因为()24004200,05,20003800,510.x x x R x x x ⎧-+≤≤=⎨-<≤⎩所以()()()24003200800,05,10004600,510.x x x f x R x G x x x ⎧-+-≤≤=-=⎨-<≤⎩(2)由(1)可得,当05x ≤≤时,()()240045600f x x =--+. 所以当4x =时,()max 5600f x =(万元)当510x <≤时,()10004600f x x =-,()f x 单调递增, 所以()()105400f x f ≤=(万元). 综上,当4x =时,()max 5600f x =(万元).所以当产量为4万台时,公司所获利润最大,最大利润为5600万元. 【点睛】本小题主要考查分段函数模型在实际生活中的运用,考查二次函数、一次函数最值有关问题的求解,属于基础题.25.(1){}11x x -<<(2)函数()f x 为奇函数,证明见解析(3){}01x x << 【解析】 【分析】(1)根据题意,求函数定义域结合对数函数真数大于零得到关于x 的不等式组,求解即可得出答案。