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  • 2021-06-16 发布

陕西省西安市长安区第一中学2020-2021学年高一上学期期中考试数学试卷 Word版含解析

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- 1 - 长安一中 2020-2021 学年度第一学期高一年级期中考试数学 试题 一、选择题(本题共 14 小题,每小题 5 分,共 70 分.在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的.) 1. 若全集U  R ,集合 {0,1,2,3,4,5}A  ,  | 2B x x  ,则图中阴影部分表示的集合为 A. {1} B. {0,1} C. {0,1,2} D. {1,2} 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:根据 Venn 图可知图中的阴影部分表示  UA C B ,所以阴影部分所表示 的集合为 1,2,0 . 考点:1.Venn 图;2.集合的运算. 2. 设 f A B: 是从集合 A 到集合 B 的映射,其中   , ,A B x y x R y R    ,    , ,f x y x y x y  : 那么 B 中元素 (1,5)的原像是( ) A. (3, 2) B. ( 3,2) C. (2, 1) D. ( 2,1) 【答案】A 【解析】 【分析】 根据    , ,f x y x y x y  : ,由 1 5 x y x y      求解. 【详解】由    , ,f x y x y x y  : , - 2 - 令 1 5 x y x y      ,解得 3 2 x y     , 所以 B 中元素 (1,5)的原像是 3, 2 故选:A 3. 下列函数中,既是偶函数又在 0,  单调递减的函数是( ) A. 3y x B. 1y x  C. 2 1y x   D. 2 xy  【答案】C 【解析】 【分析】 A. 由二次函数的性质判断;B. 由一次函数的性质判断; C. 由二次函数的性质判断;D.由指 数函数的性质判断. 【详解】A. 由二次函数的性质得, 3y x 在 0,  单调递增,故错误; B. 由一次函数的性质得: 1y x  在 0,  单调递增,故错误; C. 由二次函数的性质得, 2 1y x   图象关于 y 轴对称,在 0,  单调递减,故正确; D. 由指数函数的性质得: 2 xy  在  0,  单调递增,故错误; 故选:C 4.     3 6 6 3a a a   ≤ ≤ 的最大值为( ) A 9 B. 9 2 C. 3 D. 3 2 2 【答案】B 【解析】 【分析】 利用配方法结合函数的定义域即可求解. 【 详 解 】 ((3 ) 6)a a  = 2 3 18a a   = 2 9 813 4 4a a       = - 3 - 23 81 2 4a      , 由于 6 3a ≤ ≤ , 所以当 3 2a   时, ((3 ) 6)a a  有最大值 9 2 , 故选:B. 【点睛】本题考查利用配方法求二次函数的最值,考查计算化简的能力,属基础题. 5. 函数 2( ) ln( 2 8)f x x x   的单调递减区间是( ) A. ( , 2)  B. ( ,1) C. (1, ) D. (4, ) 【答案】A 【解析】 【分析】 根据复合函数“同增异减”的性质即可求解 【详解】由  2( ) ln 2 8f x x x   知 2 2 8 0x x   ,即 2x   或 4x  , 结合复合函数“同增异减”的性质可知,当 2x   时,  2( ) ln 2 8f x x x   单调递减. 故选:A 【点睛】本题考查复合函数单调区间的求解,属于基础题 6. 已知函数   2 4 logf x xx   ,在下列区间中,包含  f x 零点的区间是( ) A.  0,1 B.  1,2 C.  2,4 D.  4, 【答案】C 【解析】 【分析】 根据函数零点的存在定理,求得    2 4 0f f  ,即可得到答案. 【详解】由题意,函数   2 4 logf x xx   ,易得函数  f x 为单调递减函数, 又由    2 2 42 log 2 1, 4 1 log 4 12f f       ,所以    2 4 0f f  , 根据零点的存在定理,可得  f x 零点的区间是  2,4 . - 4 - 故选:C. 7. 设 ( )f x 是 R 上的偶函数,且在 (0, ) 上是增函数,若 1 0x  且 1 2+ 0x x  ,则( ) A. 1 2( ) ( )f x f x B. 1 2( ) ( )f x f x C. 1 2( )= ( )f x f x D. 1( )f x 与 2( )f x 大小不确定 【答案】B 【解析】 【分析】 由 1 0x  且 1 2+ 0x x  ,结合函数的单调性得到    2 1f x f x  ,再结合函数的奇偶性,即 可求解. 【详解】由题意,函数 ( )f x 是 R 上的偶函数,且在 (0, ) 上是增函数, 因为 1 0x  且 1 2+ 0x x  ,可得 2 1 0x x   ,所以    2 1f x f x  , 又由    1 1f x f x  ,所以 1 2( ) ( )f x f x . 故选:B. 8. 设函数 2 1 1 log (2 ), 1( ) 2 , 1x x xf x x      ,则 2( 2) (log 6)f f   ( ) A. 3 B. 6 C. 9 D. 12 【答案】B 【解析】 【分析】 由题意判断出需要代入的解析式,然后分别计算出 ( 2)f  与 2(log 6)f 即可. 【详 解】因为 2 1  ,所 以 2( 2) 1 log (2 2) 1 2 3f        ;因 为 2log 6 1 ,所 以 2 2log 6 1 log 3 2(log 6) 2 2 3f    ,则 2( 2) (log 6) 3 3=6f f    . 故选:B. 9. 函数 2lny x x  的图象大致为( ) - 5 - A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 先验证函数是否满足奇偶性,由 f(-x)=ln|-x|-(-x)2=ln |x|-x2=f(x),故函数 f(x)为偶函 数,,排除 B,D ,再由函数的特殊值确定答案. 【详解】令 f(x)=y=ln|x|-x2,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)且 f(-x)=ln|-x|-(-x)2=ln |x| -x2=f(x),故函数 y=ln|x|-x2 为偶函数,其图象关于 y 轴对称,排除 B,D;当 x>0 时,y=ln x-x2,则 y′= -2x,当 x∈ 时,y′= -2x>0,y=ln x-x2 单调递增,排除 C,A 项满 足. 【点睛】本题主要考查函数的性质,结合函数的奇偶性得出函数图象的对称性,是解决函数 图象选择题常用的方法. 10. 已知 0.2 0.5 2log 0.5, 2 , 0.2a b c   ,则( ) A. a b c  B. a c b  C. c a b  D. b c a  【答案】B 【解析】 【分析】 利用指数函数和对数函数的单调性判断. 【详解】因为 0.2 0.5 2log 0.5 0, 2 1,0 0.2 1a b c       , - 6 - 所以 a c b  故选:B 11. 直线 1y  与函数 2( )f x x x a   的图像有 4 个交点,则 a 的取值范围是( ) A. ( ,1) B. 5(1, )4 C. 5( , )4  D. 51, 4      【答案】B 【解析】 【分析】 将题干条件转化为函数   2g x x x  与 1y a  的图像有 4 个交点,画函数   2g x x x  的图像,可判断当 1 1 04 a    时,会有 4 个交点,即可求得. 【详解】原问题等价于函数   2g x x x  与 1y a  的图像有 4 个交点,绘制函数   2g x x x  的图像,由图可知函数   2g x x x  的最小值为 1 4  ,所以当函数 1y a  的范围为 1( ,0)4  时,会有 4 个交点,所以 1 1 04 a    ,则 51 4a  . 故选:B. 12. 设函数 2 , 0( ) 1, 0 x xf x x     ,则满足 (2 1) (3 )f x f x  的 x 的取值范围是( ) A. ( , 1]  B. (0, ) C. ( 1,0) D. ( ,0) 【答案】D - 7 - 【解析】 【分析】 作出函数的图象,结合图象可得不等关系求解. 【详解】函数 2 , 0( ) 1, 0 x xf x x     的图象如图所示: 由图象知:若使 (2 1) (3 )f x f x  , 则 3 0 2 1 0 2 1 3 x x x x        或 3 0 2 1 0 x x     , 解得 1 2x   或 1 02 x   , 即 0x  , 故选:D 13. 已知函数 ( )f x 是定义域为 ( , )  的奇函数,满足 (1 ) (1 )f x f x   .若 (1) 2f  , 则 (1) (2) (3)f f f  (60)f   ( ) A. 50 B. 0 C. 2 D. 60 【答案】B 【解析】 【分析】 利 用 奇 函 数 的 性 质 及 (1 ) (1 )f x f x   , 推 出 函 数 ( )f x 的 周 期 为 4 , 然 后 得 出 (1) (2) (3) (60) 15[ (1) (2) (3) (4)]f f f f f f f f        得出结果. 【详解】由函数 ( )f x 是定义域为 ( , )  的奇函数,则 ( ) ( )f x f x   , - 8 - (1 ) (1 )f x f x   , (1 ) ( 1)f x f x     , ( 4) ( 2) ( )f x f x f x      ,所以函数 ( )f x 是周期函数,且周期为 4, (1) 2f  , (2) (2 4) ( 2) (2)f f f f      ,则 (2) 0f  , (3) (3 4) ( 1) (1) 2f f f f        , (4) (4 4) (0) 0f f f    ,  (1) (2) (3) (60) 15[ (1) (2) (3) (4)] 15 2 0 2 0 0f f f f f f f f              故选:B. 14. 已知函数  2 2 2 , 12( )= log 1 , 1 x xf x x x       ,则函数     3( ) 2 2F x f f x f x     的零点个数 是 ( ) A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 【答案】A 【解析】 【分析】 令 ( ), ( ) 0t f x F x  有 3( ) 2 2f t t  , 结 合 函 数 图 象 知 有 两 个 交 点 的 横 坐 标 为 1 20, (1,2)t t  ,再由 1( )f x t 、 2( )f x t 判断 ( )F x 的零点个数即可. 【详解】令 ( ), ( ) 0t f x F x  ,则 3( ) 2 02f t t   , 作出 ( )y f x 的图象和直线 32 + 2y x ,由图象可得有两个交点,设横坐标为 1 2,t t , - 9 - ∴ 1 20, (1,2)t t  . 当 1( )f x t 时,有 2x  ,即有一解;当 2( )f x t 时,有三个解, ∴综上, ( ) 0F x  共有 4 个解,即有 4 个零点. 故选:A 【点睛】关键点点睛:由 ( ), ( ) 0t f x F x  得 3( ) 2 2f t t  ,利用函数图象确定交点横坐标 1 2,t t ,再由分段函数的性质当 1( )f x t 、 2( )f x t 时确定 ( )F x 的零点个数. 二、填空题(本大题共 6 小题,每小题 5 分,满分 30 分.把答案填写在答题卡相应 的位置) 15. 已知函数 ( )f x 是定义在 R 上的奇函数,当 ( , 0)x   时, 4( ) 2f x x x  ,则 (1)f =_______________. 【答案】-1 【解析】 【分析】 根据题意,得到    1 1f f   ,代入即可求解. 【详解】由题意,函数 ( )f x 是定义在 R 上的奇函数,当 ( , 0)x   时, 4( ) 2f x x x  , 则     41 1 [2 ( 1) ( 1)] 1f f           . 故答案为: 1 . 16. 式子 2 5 1log log 4+lg2 lg525  的值是_______________. 【答案】-3 【解析】 【分析】 根据对数的运算及运算性质,准确运算,即可求解. 【详解】由 2 5 1lg1 lg4 2lg5 2lg225log log 4+lg2 lg5 (lg2 lg5) 1 325 lg2 lg5 lg2 lg5           . 故答案为: 3 . 17. 函数 1( ) 1( 0xf x a a   且 1)a  的图象必经过一个定点,则这个定点的坐标是_____. - 10 - 【答案】 (1,2) 【解析】 【分析】 令 1 0x   ,得 1x  , ( ) 2f x  【详解】令 1 0x   ,则有 1x  0( ) 1 2f x a   所以 ( )f x 过定点 (1,2) 故答案为: (1,2) 【点睛】处理与指数函数有关的函数过定点时是利用 0 1a  ( 0a  且 1)a  . 18. 有一批材料可以建成 200m 长的围墙,若用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形的地, 中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(墙的长度足够用),则围成的整个矩形场地的最 大面积是_______________. 【答案】 22500m 【解析】 【分析】 设每个小矩形长为 x 米,宽为 y 米,则依题意可知 4 3 200x y  ,代入矩形的面积公式,根 据基本不等式求出围成矩形面积的最大值. 【详解】如图所示: 设每个小矩形长为 x 米,宽为 y 米,显然 , 0x y  ,则依题意可知 4 3 200x y  , 设围成的整个矩形场地的面积为 S , 所以 2 21 1 4 3 1 2003 (4 ) (3 ) ( ) ( ) 25004 4 2 4 2 x yS xy x y          ,当且仅当 4 3x y 时取 等号,即当 10025, 3x y  时取等号,因此 max 2500S  . 故答案为: 22500m - 11 - 19. 函数 0.5( ) 4 log 1xf x x  的零点个数为_______________. 【答案】2 【解析】 【分析】 由 ( ) 0f x  得 0.5log 4 xx  ,由 0.54 , | log |xy y x  的图象确定交点个数,即为所求零点 的个数. 【详解】令 ( ) 0f x  ,有 0.54 log 1x x  ,即 0.5log 4 xx  , ∴作出 0.54 , | log |xy y x  的函数图象如下: ∴由图象有两个交点知: ( )f x 的零点个数有 2 个. 故答案为:2 20. 对于函数  y f x ,若存在 0x ,使    0 0 0f x f x   ,则称点   0 0,x f x 是曲线  f x 的“优美点”.已知   2 2 , 0 2, 0 x x xf x x x       ,则曲线  f x 的“优美点”个数为 _______________. 【答案】4 【解析】 【分析】 根据定义分类讨论进行求解即可. 【详解】当 0 0x  时,由    0 0 0f x f x   可得: - 12 - 2 0 0 0 02 2 0 1x x x x       或 0 2x  ,显然符合 0 0x  ; 当 0 0x  时,由    0 0 0f x f x   可得: 2 0 0 0 02 2 0 1x x x x       或 0 2x   ,显然符合 0 0x  , 因此曲线  f x 的“优美点”个数为 4. 故答案为:4 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤(本大题共 4 小题,共 50 分) 21. 集合  2 2 19 0A x x ax a     ,  2 5 6 0B x x x    ,  2 2 8 0C x x x    . (1)若 A B A B  ,求 a 的值; (2)若 ,A B A C      ,求 a 的值. 【答案】(1) 5a  ;(2) 2a   . 【解析】 【分析】 (1)先求出 B 集合,由 A B A B  得出 A B ,再由韦达定理求得 a; (2)求出集合 C,由 A B   , A C   得出3 A ,从而求得 a 的值,再代入集合 A 中验 证是否满足题意,得解. 【详解】(1)由  2 5 6 0B x x x    得 {2,3}B  , 因为 A B A B  ,所以 A B ,所以 2 2 3 2 3 19 a a       ,解得 5a  ; (2)由  2 2 8 0C x x x    得 {2, 4}C   ,因为 A B   , A C   ,所以3 A , 所以 2 23 3 19 0a a    ,即 2 3 10 0a a   ,解得 5a  或 2a   , 当 5a  时, {2,3}A  与 A C   矛盾, 当 2a   时, { 5,3}A   ,满足题意, - 13 - ∴ 2a   故得解. 【点睛】本题考查集合间的交集和并集运算,在求解时注意验证是否满足题意,属于基础题. 22. 若二次函数满足    1 2f x f x x   且  0 2f  . (1)求  f x 的解析式; (2)若在区间 1,1 上,不等式   2f x x m  恒成立,求实数 m 的取值范围. 【答案】(1) 2( ) 2f x x x   ;(2) 0, . 【解析】 【分析】 (1)设函数 2( )f x ax bx c   ,根据 (0) 2f  ,求得 2c  ,再由    1 2f x f x x   , 列出方程组,求得 ,a b 的值,即可求解; (2)把不等式   2f x x m  在 1,1 上恒成立,转化为 2 3 2 0x x m    在 1,1 上恒成 立,结合二次函数的性质,即可求解. 【详解】(1)设函数 2( ) ( 0)f x ax bx c a    , 因为 (0) 2f  ,可得 (0) 2f c  ,即 2c  ,所以 2( ) 2f x ax bx   , 又因为    1 2f x f x x   ,可得 2 2ax a b x   , 所以 2 =2 =0 a a b    ,解得 1 1 a b     ,所以 2( ) 2f x x x   . (2)由   2f x x m  在 1,1 上恒成立,即 2 2 2x x x m    在 1,1 上恒成立, 即 2 3 2 0x x m    在 1,1 上恒成立, 令 2 23 1( ) 3 2 ( )2 4g x x x m x m        ,其对称轴为 3 2x  , 所以  g x 在区间 1,1 是减函数, min( ) (1) 1 3 2 0g x g m      , 所以 0m  ,即实数 m 的取值范围是 0, . 23. 已知函数    =4 3 2x xf x m m   - 14 - (1)若 1m= ,函数是否有零点,如果有,请求出零点; (2)若函数有两个零点,求实数 m 的取值范围. 【答案】(1)有,0;(2) 0 1m  . 【解析】 【分析】 (1)设  2 0x t t  ,解出 2 2 1 0t t   ,可得答案; (2)由条件可得方程  2 3 0t m t m    有两个不相等的正根,然后可建立不等式组解出 答案. 【详解】(1)设  2 0x t t  ,当 1m= 时,则原函数对应的方程为 2 2 1 0t t   方程可得唯一解 =1t ,当 =1t 时 =0x 原函数有唯一零点为 0 (2)设  2 0x t t  ,则原函数对应的方程为  2 3 0t m t m    , 原函数有两个零点,等价于方程  2 3 0t m t m    有两个不相等的正根, 则有     23 4 0 3 0 0 m m m m          ,解得 0 1m  24. 已知函数   1=log ( 01a xf x ax   且 1)a  . (1)判断函数  f x 的奇偶性,并证明; (2)若 1a  ,证明函数  f x 在区间 1,+ 上单调递减; (3)是否存在实数 a ,使得  f x 的定义域为 ,m n 时,值域为 1 log ,1 loga an m  ,若存在, 求出实数 a 的取值范围;若不存在,则说明理由. 【答案】(1)奇函数,证明见解析;(2)证明见解析;(3)存在, 3 2 2,  . 【解析】 【分析】 (1)由解析式有 ( , 1) (1, )x     且 ( ) ( )f x f x   ,奇函数即得证. (2)由函数单调性定义令 1 21 x x  判断 1 2( ) ( )f x f x 的符号即可确定单调性. - 15 - (3)由题意知 1n m  且 1a  ,根据  f x 单调性有 ( ) 1 log ( ) 1 log a a f m m f n n      ,进而可知 ,m n 为 方程 2 (1 ) 0x a x a    在 1,+ 上两个不等实根,即可求 a 的取值范围; 【详解】(1)  f x 为奇函数; 由解析式知: 1 01 x x   得 ( , 1) (1, )x     , 又 1 1 1( ) log log log ( )1 1 1a a a x x xf x f xx x x              , ∴  f x 为奇函数. (2)任取 1 21 x x  ,有 1 2 0x x  , ∵ 1 2 2 1 1 2 1 2 1 1 2( ) 01 1 ( 1)( 1) x x x x x x x x         , ∴ 1 2 1 2 1 1 1 1 x x x x    ,又 1a  , ∴ 1 2 1 2 1 1log log1 1a a x x x x    ,故 1 2( ) ( )f x f x ,所以函数  f x 在区间 1,+ 上单调递减; (3)若存在实数 a ,由题意: , ( , 1) (1, )m n      且 , 0m n  , ∴ 1n m  ,又1 log 1 loga am n   得 log loga am n ,即 1a  , 由(2)知: ( ) 1 log ( ) 1 log a a f m m f n n      ,有 2 2 (1 ) 0 (1 ) 0 m a m a n a n a          , ∴ ,m n 为方程 2 (1 ) 0x a x a    在 1,+ 上两个不等实根, 有   2(1 ) 4 0 1{ 12 1 2 0 a a a f          ,解得 3 2 2a   , ∴综上,存在实数 (3 2 2, )a   使得题设条件成立. 【点睛】关键点点睛: (1)由函数奇偶性定义判断奇偶性. (2)由单调性定义即可确定  f x 的单调性. - 16 - (3)根据定义域、值域及函数的单调性列不等式组,结合二次函数与方程的关系判断实数 a 的 存在性,并求实数 a 的取值范围;