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上海市复旦大学附中2016高一上学期期中考试数学试卷Word版含解析.doc

1、2016-2017学年上海市复旦大学附中高一(上)期中数学试卷   一.填空题 1.集合{1,2,3,…,2015,2016}的子集个数为  . 2.已知全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2},则∁U(A∪B)=  . 3.已知集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a},若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是  . 4.己知集合U={a,b,c,d,e,f},集合A={a,b,c,d},A∩B={b},∁U(A∪B)={f},求集合B. 5.已知a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1,记A=a1b1+a2b2,B=a1b2+a2b1,

2、C=,则按A、B、C从小到大的顺序排列是  . 6.已知Rt△ABC的周长为定值2,则它的面积最大值为  . 7.我们将b﹣a称为集合M={x|a≤x≤b}的“长度”,若集合M={x|m≤x≤m+},N={x|n﹣0.5≤x≤n},且集合M和集合N都是集合{x|0≤x≤1}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值是  . 8.已知A={x|>x},B={x|x(x﹣3)(x+3)>0},则A∩B=  . 9.对于任意集合X与Y,定义:①X﹣Y={x|x∈X且x∉Y},②X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X),已知A={y|y=x2,x∈R},B={y|﹣2≤y≤2},则A△B=  . 10.已

3、知常数a是正整数,集合A={x||x﹣a|<a+,x∈Z},B={x||x|<2a,x∈Z},则集合A∪B中所有元素之和为  . 11.非空集合G关于运算⊕满足: (1)对任意a,b∈G,都有a+b∈G; (2)存在e∈G使得对于一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a, 则称G是关于运算⊕的融洽集, 现有下列集合与运算: ①G是非负整数集,⊕:实数的加法; ②G是偶数集,⊕:实数的乘法; ③G是所有二次三项式构成的集合,⊕:多项式的乘法; ④G={x|x=a+b,a,b∈Q},⊕:实数的乘法; 其中属于融洽集的是  (请填写编号) 12.集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈

4、R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R},已知集合A∩B中有且仅有一个元素,则常数a的取值范围是  .   二.选择题 13.已知集合A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z},则A∩B中的最大元素是(  ) A.2014 B.2015 C.2016 D.以上答案都不对 14.已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁UA)∪(∁UB)中有n个元素.若A∩B非空,则A∩B的元素个数为(  ) A.mn B.m+n C.n﹣m D.m﹣n 15.命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是(  ) A.已知x,y

5、∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0且y≠0 B.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0或y≠0 C.已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0 D.已知x,y∈R,如果x≠0且y≠0,那么x2+y2≠0 16.对任意实数a,b,c,给出下列命题: ①“a=b”是“ac=bc”的充要条件; ②“a+5是无理数”是“a是无理数”的充要条件; ③“a>b”是“a2>b2”的充分条件; ④“a<4”是“a<3”的必要条件; 其中真命题的个数是(  ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个   三.解答题 17.已知集合A={1,2,3},B={x|x2

6、﹣(a+1)x+a=0,x∈R},若A∪B=A,求实数a. 18.已知a,b,c∈R+,求证:2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c. 19.设正有理数a1是的一个近似值,令a2=1+,求证: (1)介于a1与a2之间; (2)a2比a1更接近于. 20.已知对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立或不等式mx>0成立,求实数m的取值范围. 21.已知关于x的不等式(4kx﹣k2﹣12k﹣9)(2x﹣11)>0,其中k∈R; (1)试求不等式的解集A; (2)对于不等式的解集A,记B=A∩Z(其中Z为整数集),若集合B为有

7、限集,求实数k的取值范围,使得集合B中元素个数最少,并用列举法表示集合B.   2016-2017学年上海市复旦大学附中高一(上)期中数学试卷 参考答案与试题解析   一.填空题 1.(2016秋•杨浦区校级期中)集合{1,2,3,…,2015,2016}的子集个数为 22016 . 【考点】子集与真子集. 【专题】集合思想;集合. 【分析】对于有限集合,我们有以下结论:若一个集合中有n个元素,则它有2n个子集. 【解答】解:∵集合{1,2,3,…,2015,2016}中有2016个元素, ∴集合M{1,2,3,…,2015,2016}的子集的个数为22016; 故

8、答案为:22016. 【点评】本题考查了集合的子集个数,若一个集合中有n个元素,则它有2n个子集,有(2n﹣1)个真子集,属于基础题.   2.(2016秋•杨浦区校级期中)已知全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2},则∁U(A∪B)= {x|1<x<2} . 【考点】交、并、补集的混合运算. 【专题】集合思想;定义法;集合. 【分析】根据并集与补集的定义,进行计算即可. 【解答】解:全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2}, 所以A∪B={x|x≤1或x≥2}, 所以∁U(A∪B)={x|1<x<2}. 故答案为:{x|1<x<2}.

9、 【点评】本题考查了并集与补集的定义与应用问题,是基础题目.   3.(2016秋•杨浦区校级期中)已知集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a},若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是 [1,+∞) . 【考点】交集及其运算. 【专题】计算题;集合思想;定义法;集合. 【分析】题中条件:“A∩B≠∅,”表示两个集合的交集的结果不是空集,即可求解实数a的取值范围. 【解答】解:集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a}, 因为A∩B≠∅, 所以a≥1 故答案为:[1,+∞) 【点评】本题考查集合的关系、一元二次不等式的解法,考查运算能力,是基础题.   4

10、.(2016秋•杨浦区校级期中)己知集合U={a,b,c,d,e,f},集合A={a,b,c,d},A∩B={b},∁U(A∪B)={f},求集合B. 【考点】交、并、补集的混合运算. 【专题】集合思想;综合法;集合. 【分析】根据全集U,以及A与B并集的补集确定出A与B的并集,再根据A与B的交集及A,确定出B即可. 【解答】解:∵U={a,b,c,d,e,f},∁U(A∪B)={f}, ∴A∪B={a,b,c,d,e}, ∵A∩B={b};A={a,b,c,d}, ∴b∈B,e∈B,b∉B,c∉B,d∉B, ∴B={b,e}. 【点评】此题考查了交、并、补集的混合运算,熟练

11、掌握各自的定义是解本题的关键.   5.(2016秋•杨浦区校级期中)已知a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1,记A=a1b1+a2b2,B=a1b2+a2b1,C=,则按A、B、C从小到大的顺序排列是 B<C<A . 【考点】不等式比较大小. 【专题】计算题;转化思想;转化法;不等式. 【分析】不妨令a1=,a2=,b1=,b2=,分别求出A,B,比较即可 【解答】解:∵a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1, 不妨令a1=,a2=,b1=,b2=, A=a1b1+a2b2=+=,B=a1b2+a2b1=+=, ∵C== ∴B

12、<C<A 故答案为:B<C<A. 【点评】本题主要考查不等式与不等关系,利用特殊值代入法比较几个式子在限定条件下的大小关系,是一种简单有效的方法,属于基础题.   6.(2016秋•杨浦区校级期中)已知Rt△ABC的周长为定值2,则它的面积最大值为 3﹣2 . 【考点】正弦定理. 【专题】计算题;转化思想;综合法;解三角形;不等式的解法及应用. 【分析】设直角边长为a,b,则斜边长为,利用直角三角形ABC的三边之和为2,可得a+b+=2,利用基本不等式,即可求△ABC的面积的最大值. 【解答】解:设直角边长为a,b,则斜边长为, ∵直角三角形ABC的三边之和为2, ∴a+b

13、2, ∴2≥2+, ∴≤=2﹣, ∴ab≤6﹣4, ∴S=ba≤3﹣2, ∴△ABC的面积的最大值为3﹣2. 故答案为:3﹣2. 【点评】本题考查基本不等式的运用,考查学生的计算能力,正确运用基本不等式是关键,属于中档题.   7.(2016秋•杨浦区校级期中)我们将b﹣a称为集合M={x|a≤x≤b}的“长度”,若集合M={x|m≤x≤m+},N={x|n﹣0.5≤x≤n},且集合M和集合N都是集合{x|0≤x≤1}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值是  . 【考点】交集及其运算. 【专题】计算题;新定义;转化思想;转化法;集合. 【分析】当集合M∩N的长度的

14、最小值时,M与N应分别在区间[0,1]的左右两端,由此能求出M∩N的长度的最小值. 【解答】解:根据题意,M的长度为,N的长度为, 当集合M∩N的长度的最小值时, M与N应分别在区间[0,1]的左右两端, 故M∩N的长度的最小值是=. 故答案为:. 【点评】本题考查交集的“长度”的最小值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意新定义的合理运用.   8.(2016秋•杨浦区校级期中)已知A={x|>x},B={x|x(x﹣3)(x+3)>0},则A∩B= {x|﹣3<x<0} . 【考点】交集及其运算. 【专题】计算题;方程思想;定义法;集合. 【分析】先利用不等式的性质

15、分别求出集合A和B,由此利用交集的性质能求出A∩B. 【解答】解:∵A={x|>x}={x|﹣2≤x≤1,或x<0}, B={x|x(x﹣3)(x+3)>0}={x|﹣3<x<0或x>3}, ∴A∩B={x|﹣3<x<0}. 故答案为:{x|﹣3<x<0}. 【点评】本题考查交集的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意无理不等式和高次不等式性质的合理运用.   9.(2016秋•杨浦区校级期中)对于任意集合X与Y,定义:①X﹣Y={x|x∈X且x∉Y},②X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X),已知A={y|y=x2,x∈R},B={y|﹣2≤y≤2},则A△B= [﹣3,0)∪(3,+

16、∞) . 【考点】子集与交集、并集运算的转换. 【专题】综合题;方程思想;演绎法;集合. 【分析】由A={y|y=x2,x∈R}={y|y≥0},B={y|﹣2≤y≤2},先求出A﹣B={y|y>2},B﹣A={y|﹣2≤y<0},再求A△B的值. 【解答】解:∵A={y|y=x2,x∈R}={y|y≥0}, B={y|﹣2≤y≤2}, ∴A﹣B={y|y>2}, B﹣A={y|﹣2≤y<0}, ∴A△B={y|y>2}∪{y|﹣2≤y<0}, 故答案为:[﹣3,0)∪(3,+∞). 【点评】本题考查集合的交、并、补集的运算,解题时要认真审题,仔细解答,注意正确理解X﹣Y=

17、{x|x∈X且x∉Y}、X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X).   10.(2016秋•杨浦区校级期中)已知常数a是正整数,集合A={x||x﹣a|<a+,x∈Z},B={x||x|<2a,x∈Z},则集合A∪B中所有元素之和为 2a . 【考点】并集及其运算. 【专题】集合思想;转化法;集合. 【分析】分别求出集合A、B中的元素,从而求出A、B的并集,求和即可. 【解答】解:A={x||x﹣a|<a+,x∈Z}={0,a,2a}, B={x||x|<2a,x∈Z}={﹣a,0,a}, 则集合A∪B={﹣a,0,a,2a}, 故集合A∪B中所有元素之和是2a, 故答案为:2a.

18、 【点评】本题考查了集合的运算,考查解绝对值不等式问题,是一道基础题.   11.(2016秋•杨浦区校级期中)非空集合G关于运算⊕满足: (1)对任意a,b∈G,都有a+b∈G; (2)存在e∈G使得对于一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a, 则称G是关于运算⊕的融洽集, 现有下列集合与运算: ①G是非负整数集,⊕:实数的加法; ②G是偶数集,⊕:实数的乘法; ③G是所有二次三项式构成的集合,⊕:多项式的乘法; ④G={x|x=a+b,a,b∈Q},⊕:实数的乘法; 其中属于融洽集的是 ①④ (请填写编号) 【考点】元素与集合关系的判断. 【专题】新定义;集合思想;集合

19、. 【分析】逐一验证几个选项是否分别满足“融洽集”的两个条件,若两个条件都满足,是“融洽集”,有一个不满足,则不是“融洽集”. 【解答】解:①对于任意非负整数a,b知道:a+b仍为非负整数,所以a⊕b∈G;取e=0,及任意非负整数a,则a+0=0+a=a,因此G对于⊕为整数的加法运算来说是“融洽集”; ②对于任意偶数a,b知道:a+b仍为偶数,故有a+b∈G;但是不存在e∈G,使对一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a,故②的G不是“融洽集”. ③对于G={二次三项式},若a、b∈G时,a,b的两个同类项系数,则其积不再为二次三项式,故G不是和谐集,故③不正确; ④G={x|x=a+b,a

20、b∈Q},设x1=a+b,x2=c+d,则设x1+x2=(a+c)+(b+d),属于集合G, 取e=1,a×1=1×a=a,因此G对于⊕实数的乘法运算来说是“融洽集”,故④中的G是“融洽集”. 故答案为①④. 【点评】本题考查了对新定义“融洽集”理解能力,及对有关知识的掌握情况.关键是看所给的数集是否满足“融洽集”的两个条件.   12.(2016秋•杨浦区校级期中)集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R},已知集合A∩B中有且仅有一个元素,则常数a的取值范围是 [﹣1,1] . 【考点】交集及其运算. 【专题】计算题;转化思想;转化

21、法;集合. 【分析】由已知得a|x|=x+a有1个解,由此能求出常数a的取值范围. 【解答】解:∵集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R}, 集合A∩B中有且仅有一个元素, ∴a|x|=x+a有1个解, 若x≥0,ax=x+a,x=, 若x<0,﹣ax=x+a,x=﹣, 由已知得或或或, 解得﹣1≤a≤1. ∴常数a的取值范围是[﹣1,1]. 故答案为:[﹣1,1]. 【点评】本题考查常数的取值范围的求法,是基础题,解题时要认真审题,是基础题,解题时要认真审题,注意交集性质的合理运用.   二.选择题 13.(2016秋•

22、杨浦区校级期中)已知集合A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z},则A∩B中的最大元素是(  ) A.2014 B.2015 C.2016 D.以上答案都不对 【考点】交集及其运算. 【专题】计算题;集合思想;定义法;集合. 【分析】由题意求出A与B的交集,即可作出判断. 【解答】解:∵A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z} ∴则A∩B中的最大元素是2014. 故选:A. 【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.   14.(2009•江西)已知全集U=A∪B中有m

23、个元素,(∁UA)∪(∁UB)中有n个元素.若A∩B非空,则A∩B的元素个数为(  ) A.mn B.m+n C.n﹣m D.m﹣n 【考点】Venn图表达集合的关系及运算. 【专题】数形结合. 【分析】要求A∩B的元素个数,可以根据已知绘制出满足条件的韦恩图,根据图来分析(如解法一),也可以利用德摩根定理解决(如解法二). 【解答】解法一:∵(CUA)∪(CUB)中有n个元素,如图所示阴影部分,又 ∵U=A∪B中有m个元素,故A∩B中有m﹣n个元素. 解法二:∵(CUA)∪(CUB)=CU(A∩B)有n个元素, 又∵全集U=A∪B中有m个元素, 由card(A)+card(

24、CUA)=card(U)得, card(A∩B)+card(CU(A∩B))=card(U)得, card(A∩B)=m﹣n, 故选D. 【点评】解答此类型题目时,要求对集合的性质及运算非常熟悉,除教材上的定义,性质,运算律外,还应熟练掌握:①(CUA)∪(CUB)=CU(A∩B)②(CUA)∩(CUB)=CU(A∪B)③card(A∪B)=card(A)+card(B)﹣card(A∩B)等.   15.(2016秋•杨浦区校级期中)命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是(  ) A.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0且y≠0

25、 B.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0或y≠0 C.已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0 D.已知x,y∈R,如果x≠0且y≠0,那么x2+y2≠0 【考点】四种命题间的逆否关系. 【专题】定义法;简易逻辑. 【分析】根据已知中原命题,写出逆否命题,可得答案. 【解答】解:命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是 “已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0” 故选:C 【点评】本题考查的知识点是四种命题,难度不大,属于基础题.   16.(2016秋•杨浦区校级期中)对任意实数a,b,c,给

26、出下列命题: ①“a=b”是“ac=bc”的充要条件; ②“a+5是无理数”是“a是无理数”的充要条件; ③“a>b”是“a2>b2”的充分条件; ④“a<4”是“a<3”的必要条件; 其中真命题的个数是(  ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 【考点】命题的真假判断与应用;必要条件、充分条件与充要条件的判断. 【专题】综合法;简易逻辑. 【分析】逐项判断即可.①由ac=bc不能推出a=b;②由5是有理数易判断;③根据不等式的性质可得;④根据充分必要条件的定义易得. 【解答】解:①由“a=b“可得ac=bc,但当ac=bc时,不能得到a=b,故“a=b”是“ac=b

27、c”的充分不必要条件,故①错误; ②因为5是有理数,所以当a+5是无理数时,a必为无理数,反之也成立,故②正确; ③取a=1,b=﹣2,此时a2<b2,故③错误; ④当a<4时,不能推出a<3;当a<3时,有a<4成立,故“a<4”是“a<3”的必要不充分条件,故④正确. 综上可得正确的命题有2个. 故选:B. 【点评】本题考查充分必要条件的判断,掌握充分必要条件的定义是关键.属于基础题.   三.解答题 17.(2016秋•杨浦区校级期中)已知集合A={1,2,3},B={x|x2﹣(a+1)x+a=0,x∈R},若A∪B=A,求实数a. 【考点】并集及其运算. 【专题

28、计算题;分类讨论;集合. 【分析】根据A∪B=A,得到B⊆A,然后分B为空集和不是空集讨论,A为空集时,只要二次方程的判别式小于0即可,不是空集时,分别把1和2代入二次方程求解a的范围,注意求出a后需要验证. 【解答】解:由A∪B=A,得B⊆A. ①若B=∅,则△=(a+1)2﹣4a<0,解得:a∈∅; ②若1∈B,△=(a+1)2﹣4a=0,此时a=1,满足12﹣a﹣1+a=0,此时B={1},符合题意; ③若2∈B,则22﹣2a﹣2+a=0,解得:a=2,此时A={2,1},满足题意. ④若3∈B,则32﹣3a﹣3+a=0,解得:a=3,此时A={3,1},满足题意. 综上

29、所述,实数a的值为:1,2,3. 【点评】本题考查了并集及其运算,考查了分类讨论的数学思想,求出a值后的验证是解答此题的关键,是基础题.   18.(2016秋•杨浦区校级期中)已知a,b,c∈R+,求证:2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c. 【考点】不等式的证明. 【专题】证明题;转化思想;演绎法;不等式的解法及应用. 【分析】作差,因式分解,即可得到结论. 【解答】证明:(a3+b3)﹣(a2b+ab2)=a2(a﹣b)+b2(b﹣a) =(a﹣b)(a2﹣b2)=(a﹣b)2(a+b) ∵a>0,b>0, ∴(a3+b3)﹣(a2b

30、ab2)≥0 ∴a3+b3≥a2b+ab2. 同理b3+c3≥bc2+b2c,a3+c3≥ac2+a2c, 三式相加,可得2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c. 【点评】本题考查不等式的证明,考查作差法的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.   19.(2016秋•杨浦区校级期中)设正有理数a1是的一个近似值,令a2=1+,求证: (1)介于a1与a2之间; (2)a2比a1更接近于. 【考点】二分法求方程的近似解. 【专题】证明题;转化思想;作差法;不等式. 【分析】(1)利用作差法,再因式分解,确定其符号,即可得到结论;

31、 (2)利用作差法,判断|a2﹣|﹣|a1﹣|<0,即可得到结论 【解答】证明:(1)a2﹣=1+﹣=, ∵若a1>,∴a1﹣>0,而1﹣<0, ∴a2< ∵若a1<,∴a1﹣<0,而1﹣<0, ∴a2>, 故介于a1与a2之间; (2)|a2﹣|﹣|a1﹣|=﹣|a1﹣|=|a1﹣|×, ∵a1>0,﹣2<0,|a1﹣|>0, ∴|a2﹣|﹣|a1﹣|<0 ∴|a2﹣|<|a1﹣| ∴a2比a1更接近于. 【点评】本题考查不等式的证明,考查作差法的运用,确定差的符号是关键.   20.(2016秋•杨浦区校级期中)已知对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>

32、0成立或不等式mx>0成立,求实数m的取值范围. 【考点】一元二次不等式的解法. 【专题】分类讨论;转化思想;不等式的解法及应用. 【分析】①对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立,对m分类讨论,m=0时,易判断出.m≠0时,,解出即可得出.②对任意实数x,不等式mx>0成立,m∈∅. 【解答】解:①对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立, m=0时化为:﹣3x+1>0,不成立,舍去. m≠0时,,解得. ②对任意实数x,不等式mx>0成立,m∈∅. 综上可得:. ∴实数m的取值范围是. 【点评】本题考查了一元二次不等式的解法,考查了分类讨论方法

33、推理能力与计算能力,属于中档题.   21.(2016秋•杨浦区校级期中)已知关于x的不等式(4kx﹣k2﹣12k﹣9)(2x﹣11)>0,其中k∈R; (1)试求不等式的解集A; (2)对于不等式的解集A,记B=A∩Z(其中Z为整数集),若集合B为有限集,求实数k的取值范围,使得集合B中元素个数最少,并用列举法表示集合B. 【考点】一元二次不等式的解法. 【专题】分类讨论;不等式的解法及应用;不等式. 【分析】(1)对k分类讨论,利用一元二次不等式的解法即可得出. (2)根据B=A∩Z(其中Z为整数集),集合B为有限集,即可得出. 【解答】解:(1)①当k<0,A={x|}; ②当k=0,A={x|x}; ③当0<k<1或k>9,A={x|x,或x>}; ④当1≤k≤9,A={x|x<,或x>}; (2)B=A∩Z(其中Z为整数集),集合B为有限集, 只有k<0,B={2,3,4,5}. 【点评】本题考查了一元二次不等式的解法,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.

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