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- 2021-06-16 发布
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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;
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