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河北省衡水市第十四中学2020-2021学年高一数学上学期四调考试试题
河北省衡水市第十四中学2020-2021学年高一数学上学期四调考试试题
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姓名:
- 20 -
河北省衡水市第十四中学2020-2021学年高一数学上学期四调考试试题
一.选择题(每小题5分,共8小题)
1.已知集合A={|>e},B={1,2,3,4,5},则()∩B=( )
A.{3,4,5} B.{3,4} C.{1,2} D.{4,5}
2.命题“∃∈,>2”的否定是( )
A.∀∈, 2x B.∃∈,2x
C.∀∈, 2x D.∃∈,2x
3.函数的零点一定位于下列哪个区间( )
A. B. C. D.
4.下列函数中最小正周期为π的函数的个数( )
①=|sin|; ②; ③=tan2.
A.0 B.1 C.2 D.3
5.《九章算术》中《方田》章有弧田面积计算问题,术曰:以弦乘矢,矢又自乘,并之,二而一.其大意是弧田面积计算公式为:弧田面积=(弦×矢+矢×矢).弧田是由圆弧(弧田弧)和以圆弧的端点为端点的线段(弧田弦)围成的平面图形,公式中的“弦”指的是弧田弦的长,“矢”指的是弧田所在圆的半径与圆心到弧田弦的距离之差,现有一弧田,其弧田弦AB等于6米,其弧田弧所在圆为圆O,若用上述弧田面积计算公式算得该弧田的面积为平方米,则sin=( )
A. B. C. D.
6.已知幂函数的图象过点(,8).设=f(20.3),b=f(0.32),c=f(),则,b,c的大小关系是( )
A.b<c< B.<c<b
C.<b<c D.c<b<
7.函数f(x)是定义在R上的偶函数,f(x﹣1)是奇函数,且当0<x1时,f(x)=,则f(2019)+f()=( )
A.1 B. C. D.2020
8.设M,N是R的两个非空子集,如果存在一个从M到N的函数y=f(x)同时满足:
(ⅰ)N={y|y=f(x),x∈M};
(ⅱ)对任意,∈M,当≠时,恒有>0,那么称这两个集合为“TF”集合,以下集合对不是“TF”集合的个数为( )
(1)M={x|﹣10<x<10},N=R;
(2)M={x|1<x<4},N={x|﹣2<x<1};
(3)M=R,N={x|x>0};
(4)M=Z,N=Q.
A.0 B.1 C.2 D.3
二.多选题(每小题5分,共4小题)
9.下列四组函数,不是表示同一个函数的是( )
A.,g()= B.
C.f()=﹣2,g()=﹣2 D.
10.下列结论正确的是( )
A.若<0,则的最大值为﹣2
B.若a>0,b>0,则
C.若a>0,b>0,且a+4b=1,则的最大值为9
D.若∈[0,2],则的最大值为2
11.已知函数,则下列说法正确的是( )
A. B.函数y=f(x)的最大值为4
C.函数y=f(x)的最小值为﹣4 D.函数y=f(x)的图象与x轴有两个交点
12.已知函数,下列是关于函数y=f[f(x)]+1的零点个数的四个判断,其中正确的是( )
A.当k>0时,有4个零点 B.当k>0时,有3个零点
C.当k<0时,有2个零点 D.当k<0时,有1个零点
三.填空题(每小题5分,共4小题,多空题第一个空3分,第二个空2分。)
13.函数的定义域是 .
14.的解集为: ;的解为 .
15.已知函数,g(x)=x2﹣2mx+5m﹣2(m),对于任意的x1∈[﹣2,2],总存在x2∈[﹣2,2],使得f(x1)=g(x2)成立,则实数m的取值范围是 .
16.已知函数f(x)=cos(ω>0,|φ|≤),x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为 .
四.解答题(共6小题,共70分)
17.(10分)函数的定义域为A,不等式3﹣4<0的解集为B.
(1)求A∪B;
(2)已知集合C={|2<x<},且A∩C=C,求实数的取值范围.
18.(12分)已知.
(1)求tanα的值;
(2)求的值.
19.(12分)已知a,b>0,且ab=a+b+3.
(Ⅰ)求ab的取值范围;
(Ⅱ)求4a+b的最小值,并求取得最小值时a,b的值.
20.(12分)已知函数 满足下列3个条件:
①函数f(x)的最小正周期为π;②是函数f(x)的对称中心;③
(Ⅰ)请任选其中二个条件,并求出此时函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若,求函数f(x)的最值.
21.(12分)已知函数.
(1)判断并证明函数f(x)的奇偶性;
(2)判断函数f(x)在区间[0,+∞)上的单调性(不必写出过程),并解不等式f(x﹣1)>f(2x).
22.(12分)已知函数g(x)=ax2﹣2x+1+b,不等式g(x)<0的解集为{x|﹣1<x<3}.设.
(1)若存在∈[1,3],使不等式f()≥m成立,求实数m的取值范围;
(2)若方程有三个不同的实数解,求实数k的取值范围.
参考答案与解析
一.选择题(共8小题)
1.已知集合A={x|x>e},B={1,2,3,4,5},则(∁RA)∩B=( )
A.{3,4,5} B.{3,4} C.{1,2} D.{4,5}
【解答】解:∵A={x|x>e},B={1,2,3,4,5},
∴∁RA={x|x≤e},
∴(∁RA)∩B={1,2}.
故选:C.
2.命题“∃x0∈N,x02>2”的否定是( )
A.∀x∈N,x22x B.∃x∈N,x2≤2x C.∀x∈N,x22x D.∃x∈N,x22x
【解答】解:由已知命题:p:∃x∈N,x2>2x,则¬p是∀x∈N,x2≤2x
故选:A.
3.函数的零点一定位于下列哪个区间( )
A. B. C. D.
【解答】解:函数是连续函数,
f(2)=+2﹣2=>0,f()=+2=<0,
可得f(2)f()<0,
由零点判断定理可知函数的零点在(,2).
故选:C.
4.下列函数中最小正周期为π的函数的个数( )
①y=|sinx|; ②; ③y=tan2x.
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:①函数y=|sinx|的图象如图所示:
所以函数周期为π,
②根据余弦函数的周期定义可知周期为=π,
③根据正切函数的周期定义可得周期为,
故选:C.
5.《九章算术》中《方田》章有弧田面积计算问题,术曰:以弦乘矢,矢又自乘,并之,二而一.其大意是弧田面积计算公式为:弧田面积=(弦×矢+矢×矢).弧田是由圆弧(弧田弧)和以圆弧的端点为端点的线段(弧田弦)围成的平面图形,公式中的“弦”指的是弧田弦的长,“矢”指的是弧田所在圆的半径与圆心到弧田弦的距离之差,现有一弧田,其弧田弦AB等于6米,其弧田弧所在圆为圆O,若用上述弧田面积计算公式算得该弧田的面积为平方米,则sin∠AOB=( )
A. B. C. D.
【解答】解:如图,由题意可得:AB=6,
弧田面积S=(弦×矢+矢2)=(6×矢+矢2)=平方米.
解得矢=1,或矢=﹣7(舍),
设半径为r,圆心到弧田弦的距离为d,
则,解得d=4,r=5,
∴cos∠AOD==, =
故选:D.
6.已知幂函数f(x)=(m﹣1)xn的图象过点(m,8).设a=f(20.3),b=f(0.32),c=f(log20.3),则a,b,c的大小关系是( )
A.b<c<a B.a<c<b C.a<b<c D.c<b<a
【解答】解:∵幂函数f(x)=(m﹣1)xn的图象过点(m,8),
∴m﹣1=1,且mn=8,
求得m=2,n=3,故f(x)=x3.
∵a=f(20.3)=20.9>1,b=f(0.32)=0.36∈(0,1),c=f(log20.3)=<0,
∴a>b>c,
故选:D.
7.函数f(x)是定义在R上的偶函数,f(x﹣1)是奇函数,且当0<x≤1时,f(x)=log2020x,则f(2019)+f(﹣)=( )
A.1 B.﹣1 C. D.2020
【解答】解:根据题意,函数f(x)是定义在R上的偶函数,则有f(﹣x)=f(x),
又由f(x﹣1)是奇函数,即函数f(x)的图象关于点(﹣1,0)对称,则﹣f(﹣x)=f(﹣2+x),
则有f(x﹣2)=﹣f(x),
即f(x+2)=﹣f(x),
则有f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),则函数f(x)是周期为4的周期函数,
则f(2019)=f(﹣1+2020)=f(﹣1)=f(1),
当0<x≤1时,f(x)=log2020x,则f(1)=log20201=0,
f()=log2020=﹣1,
故f(2019)+f(﹣)=(﹣1)+0=﹣1,
故选:B.
8.设M,N是R的两个非空子集,如果存在一个从M到N的函数y=f(x)同时满足:
(ⅰ)N={y|y=f(x),x∈M};
(ⅱ)对任意x1,x2∈M,当x1≠x2时,恒有>0,那么称这两个集合为“TF”集合,以下集合对不是“TF”集合的个数为( )
(1)M={x|﹣10<x<10},N=R;
(2)M={x|1<x<4},N={x|﹣2<x<1};
(3)M=R,N={x|x>0};
(4)M=Z,N=Q.
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:由“TF集合的定义可得:(i)表示的含义是y=f(x)的定义域是M,值域是N,(ii)表示的是y=f(x)是增函数.
对于(1):存在函数f(x)=tan满足题意,故(1)中M、N是“TF”集合;
对于(2):存在函数f(x)=x﹣3满足题意,故(2)中M、N是“TF”集合;
对于(3):存在函数f(x)=2x满足题意,故(3)中M、N是“TF”集合;
对于(4):不存在一个函数是以整数Z为定义域以有理数Q为值域的增函数.
故:(1)(2)(3)(4)中不是“TF”集合的个数为1个.
故选:B.
二.多选题(共4小题)
9.下列四组函数,不是表示同一个函数的是( )
A.,g(x)=x B.
C.f(x)=x﹣2,g(x)=x0﹣2 D.
【解答】解:对于A中的2个函数,f(x)值域为[0,+∞),而g(x)的值域为R,故它们不是同一个函数;
对于B中2个函数,f(x)的定义域为R,而g(x)的定义域为{x|x≠0},故它们不是同一个函数;
对于C中2个函数,f(x)的定义域为R,而g(x)的定义域为{x|x≠0},故它们不是同一个函数;
而D中的2个函数,他们具有相同的定义域,都是R,相同的值域,都是[0,+∞),
相同的对应关系,都是“函数值等于自变量平方“,故它们是同一个函数,
故选:ABC.
10.下列结论正确的是( )
A.若x<0,则的最大值为﹣2
B.若a>0,b>0,则
C.若a>0,b>0,且a+4b=1,则的最大值为9
D.若x∈[0,2],则的最大值为2
【解答】解:对于A:由于x<0,所以﹣x>0,故,则,当且仅当x=﹣1时,等号成立,故A正确;
对于B:由于若a>0,b>0,利用均值不等式,则,故B正确;
对于C:若a>0,b>0,且a+4b=1,则=()(a+4b)=1+4+≥5+4=9(当且仅当a=,b=时等号成立),故C错误;
对于D:若x∈[0,2],则=当且仅当x=时,等号成立,故D正确.
故选:ABD.
11.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数y=f(x)的最大值为4
C.函数y=f(x)的最小值为﹣4
D.函数y=f(x)的图象与x轴有两个交点
【解答】解:设t=log3x,则y=t2﹣2t﹣3,
当x=时,t=log3=﹣2,
y=(﹣2)2﹣2×(﹣2)﹣3=5,故A正确.
当x>0时,t∈R,
所以当t=﹣=1时,ymin=12﹣2×1﹣3=﹣4.,
无最大值,故B错误,C正确.
令y=0,得t2﹣2t﹣3=0,解得t=3或﹣1,
所以log3x=3或log3x=﹣1,
解得x=27或x=,
所以函数f(x)与x轴有两个交点,故D正确.
故选:ACD.
12.已知函数,下列是关于函数y=f[f(x)]+1的零点个数的4个判断,其中正确的是( )
A.当k>0时,有4个零点 B.当k>0时,有3个零点
C.当k<0时,有2个零点 D.当k<0时,有1个零点
【分析】由y=0得f[f(x)]=﹣1,利用换元法将函数分解为f(x)=t和f(t)=﹣1,作出函数f(x)的图象,利用数形结合即可得到结论.
【解答】解:由y=f[f(x)]+1=0,得f[f(x)]=﹣1,
设f(x)=t,则方程f[f(x)]=﹣1等价为f(t)=﹣1,
①若k>0,作出函数f(x)的图象如图:
∵f(t)=﹣1,
∴此时方程f(t)=﹣1有两个根其中t2<0,0<t1<1,
由f(x)=t2,<0,知此时x有两解,
由f(x)=t1∈(0,1)知此时x有两解,
此时共有4个解,即函数y=f[f(x)]+1有4个零点.
②若k<0,作出函数f(x)的图象如图:
∵f(t)=﹣1,
∴此时方程f(t)=﹣1有一个根t1,其中0<t1<1,
由f(x)=t1∈(0,1)知此时x只有1个解,
即函数y=f[f(x)]+1有1个零点.
故选:AD.
三.填空题(共4小题)
13.函数的定义域是 {x|x≠kπ+,k∈Z} .
【分析】根据正切函数的定义与性质,列不等式求出x的取值范围.
【解答】解:函数中,
令x﹣≠kπ+,k∈Z,
解得x≠kπ+,k∈Z;
所以函数y的定义域是{x|x≠kπ+,k∈Z}.
故答案为:{x|x≠kπ+,k∈Z}.
14.的解集为: [2kπ+,2kπ+],k∈z ;的解为 {x|x=2kπ+,或x=2kπ+,k∈z} .
【分析】先求出在一个周期[0,2π]上的解集,再根据函数的周期性求得它在R上的解集.
【解答】解:在一个周期[0,2π]上,由函数y=sinx的图象可得的解集为[,],
故不等式的解集为[2kπ+,2kπ+],k∈z.
在一个周期[0,2π]上,方程 的解为 x=,或x=,
故方程 的解为 {x|x=2kπ+,或x=2kπ+,k∈z}.
故答案为[2kπ+,2kπ+],k∈z; {x|x=2kπ+,或x=2kπ+,k∈z}.
15.已知函数,g(x)=x2﹣2mx+5m﹣2(m∈R),对于任意的x1∈[﹣2,2],总存在x2∈[﹣2,2],使得f(x1)=g(x2)成立,则实数m的取值范围是 .
【分析】先求出函数f(x)的值域A,设函数g(x)的值域为B,讨论m的取值,求出g(x)的值域,
根据题意,有A⊆B,由数集的概念,求出m的取值范围.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=2﹣x=2﹣(x+2)+2=3﹣,
∴当x∈[﹣2,2]时,2≤f(x)≤3,
∴f(x)的值域是[2,3];
(2)又当x∈[﹣2,2]时,
①若m<﹣2,则g(x)=x2﹣2mx+5m﹣2在[﹣2,2]上是增函数,最小值g(﹣2)=9m+2,最大值g(2)=m+2;
∴g(x)的值域是[9m+2,m+2],
∴[2,3]⊆[9m+2,m+2],
即,解得﹣1≤m≤0,此时无解;
②若m>2,则g(x)=x2﹣2mx+5m﹣2在[﹣2,2]上是减函数,最小值g(2)=m+2,最大值g(﹣2)=9m+2;
∴g(x)的值域是[m+2,9m+2],
∴[2,3]⊆[m+2,9m+2],
即,解得﹣≤m≤0,此时无解;
③若﹣2≤m≤2,则g(x)=x2﹣2mx+5m﹣2在[﹣2,2]上是先减后增的函数,
最小值是g(m)=﹣m2+5m﹣2,最大值是max{g(﹣2),g(2)}=max{9m+2,3m+2};
∴当m≥0时,g(x)的值域是[﹣m2+5m﹣2,9m+2],
∴[2,3]⊆[﹣m2+5m﹣2,9m+2],
即,
解得≤m≤1,或m≥4(不符合条件,舍去);
则取≤m≤1;
综上知,实数m的取值范围是:[,1].
故答案为:[,1].
16.已知函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为 5 .
【分析】根据已知x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,求出ω=k,(k为奇数),并结合f(x)在(,)上单调,验证可得ω的最大值.
【解答】解:∵x=﹣为f(x)=cos(ωx+φ)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,
∴=,(k为奇数),
又T=,
所以ω=k,(k为奇数),
又函数f(x)在(,)上单调,
所以≤,即ω≤9,
ω=9,7,5,
验证,可知ω=5.
故答案为:5.
四.解答题(共6小题)
17.函数的定义域为A,不等式3log3x﹣4<0的解集为B.
(1)求A∪B;
(2)已知集合C={x|2<x<m},且A∩C=C,求实数m的取值范围.
【分析】(1)求出集合A,B.由此能求出A∪B.
(2)由题意得C⊆A,当m≤2时,C=∅,当m>2时,C≠∅,由C⊆A,得,由此能求出实数m的取值范围.
【解答】解:(1)∵的定义域为A,
∴A={x|}={x|1≤x<6},
∵不等式3log3x﹣4<0的解集为B.
∴B={x|3log3x﹣4<0}={x|0<x<},
∴A∪B={x|0<x<6}.
(2)∵集合C={x|2<x<m},且A∩C=C,∴由题意得C⊆A,
①当m≤2时,C=∅,满足C⊆A,
②当m>2时,C≠∅,
由C⊆A,得,解得2<m≤6.
综上,m≤6.
∴实数m的取值范围为(﹣∞,6].
18.已知.
(1)求tanα的值;
(2)求的值.
【分析】(1)利用同角三角函数基本关系式化简已知等式可得=,进而即可解得tanα的值;
(2)利用诱导公式,同角三角函数基本关系式化简所求结合(1)即可计算求解.
【解答】解:(1)因为.
所以=,
解得tanα=2;
(2)
=2sin2α+(﹣sinα)•(﹣cosα)
=
=
=
=2
19.已知a,b>0,且ab=a+b+3.
(Ⅰ)求ab的取值范围;
(Ⅱ)求4a+b的最小值,并求取得最小值时a,b的值.
【分析】(I)由已知结合基本不等式a+b即可求解,
(II)由已知可利用b表示a,代入所求式子后进行分离,然后结合基本不等式可求.
【解答】解:(I)ab=a+b+3,当且仅当a=b时取等号,
解得≥3或≤﹣1(舍),
故ab≥9,
(II)∵a,b>0,且ab=a+b+3,
∴b=>0,
∴a>1,
∴4a+b=4a+=4a+=1+4a+=5+4(a﹣1)+=13,
当且仅当4(a﹣1)=即a=2时取等号,此时4a+b取得最小值13.
20.已知函数 满足下列3个条件:
①函数f(x)的最小正周期为π;②是函数f(x)的对称中心;③.
(Ⅰ)请任选其中二个条件,并求出此时函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若,求函数f(x)的最值.
【分析】(Ⅰ)选①②时,求出ω和φ,即可得出f(x)的解析式.
选①③时,求得ω和φ,即可写出f(x)的解析式.
选②③时,求出T、ω和φ的值,即可写出f(x)的解析式.
(Ⅱ)由题意求出2x+的取值范围,再求f(x)的取值范围,即可得出最大、最小值.
【解答】解:(Ⅰ)选①②时,函数f(x)的周期为π,所以ω==2;
是函数f(x)的对称中心,所以+φ=kπ,k∈Z,解得φ=kπ﹣,k∈Z;
由|φ|<,求得φ=;
所以f(x)=2sin(2x+).
选①③时,由函数f(x)的周期为π,得ω==2;
又f()=,得×2+φ=,k∈Z,
解得φ=2kπ+,k∈Z;
由|φ|<,求得φ=;
所以f(x)=2sin(2x+).
选②③时,由是函数f(x)的对称中心,且;
所以=﹣=,解得T=π,所以ω==2;
所以+φ=kπ,k∈Z,解得φ=kπ﹣,k∈Z;
由|φ|<,求得φ=;
所以f(x)=2sin(2x+).
(Ⅱ)由题意得,
因为,所以;
所以2x+=,即x=时,f(x)=2sin(2x+).有最小值 ;
所以2x+=,即x=时,f(x)=2sin(2x+).有最大值2.
21.已知函数.
(1)判断并证明函数f(x)的奇偶性;
(2)判断函数f(x)在区间[0,+∞)上的单调性(不必写出过程),并解不等式f(x﹣1)>f(2x).
【分析】(1)由函数奇偶性的定义即可得证;
(2)函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,利用函数的单调性与奇偶性将不等式转化为|x﹣1|>|2x|,解绝对值不等式即可得解.
【解答】解:(1)函数f(x)是R上的偶函数,
证明:依题意,函数f(x)的定义域为R,
对任意x∈R,都有f(﹣x)=2|﹣x|﹣=f(x),
所以函数f(x)是R上的偶函数.
(2)函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,
因为函数f(x)为R上的偶函数,
所以f(x﹣1)>f(2x),等价于f(|x﹣1|)>f(|2x|),
因为函数f(x)[0,+∞)上单调递增,所以|x﹣1|>|2x|,即3x2+2x﹣1<0,
解得﹣1<x<,所以不等式f(x﹣1)>f(2x)的解集为(﹣1,).
22.已知函数g(x)=ax2﹣2x+1+b,不等式g(x)<0的解集为{x|﹣1<x<3}.设.
(1)若存在x0∈[1,3],使不等式f(x0)≥m成立,求实数m的取值范围;
(2)若方程有三个不同的实数解,求实数k的取值范围.
【分析】(1)由方程ax2﹣2x+1+b=0的两个实根为﹣1,3,求得a,b,即可得f(x).原问题等价于在x0∈[1,3]有解;
(2)方程⇒|2x﹣1|2﹣(2+3k)|2x﹣1|+(2k﹣3)=0,(|2x﹣1|≠0),令|2x﹣1|=t,则t2﹣(2+3k)t+(2k﹣3)=0(t≠0),构造函数h(t)=t2﹣(2+3k)t+(2k﹣3),通过数形结合与等价转化的思想即可求得k的范围.
【解答】解:(1)∵不等式g(x)<0的解集为{x|﹣1<x<3}.
即方程ax2﹣2x+1+b=0的两个实根为﹣1,3,
∴,解得,
∴g(x)=x2﹣2x﹣3.
则=,.
∴存在x0∈[1,3],使不等式f(x0)≥m成立,等价于在x0∈[1,3]有解,
函数在[1,3]上单调递增,f(x)max=f(3)=0,
∴实数m的取值范围为(﹣∞,0];
(2)方程f(|2k﹣1|)+k•﹣3k=0可化为:
|2x﹣1|2﹣(2+3k)|2x﹣1|+(﹣3+2k)=0,|2x﹣1|≠0,
令|2x﹣1|=t,则方程化为:
t2﹣(2+3k)t+(﹣3+2k)=0(t≠0),
∵方程f(|2k﹣1|)+k•﹣3k=0有三个不同的实数解,
∴由t=|2x﹣1|的图象知,
t2﹣(2+3k)t+(2k﹣3)=0(t≠0),有两个根t1、t2,
且0<t1<1<t2或0<t1<1,t2=1.
记h(t)=t2﹣(2+3k)t+(﹣3+2k),
⇒k>,
或⇒t∈∅,
∴实数k的取值范围为(,+∞).
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