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- 2021-07-01 发布
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七宝中学高一期中数学卷
一、填空题
1.已知集合,,且,则实数的取值范围是_______ .
【答案】
【解析】
【分析】
利用数轴,根据集合并集的定义,结合已知,可以求出实数的取值范围.
【详解】因为集合,,且,所以,因此实数取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题考查了已知集合运算的结果求参数问题,利用数轴、理解掌握集合并集的定义是解题的关键.
2.若集合,,若,则实数_______ .
【答案】
【解析】
【分析】
根据,可以确定,运用分类讨论方法进行求解,求解过程中要再计算一下.
【详解】因为,所以.
当时,解得,此时,因此,这与不符,故舍去;
当时,解得,此时,所以符合题意;
当时,方程无实根,综上所述实数.
故答案为:
【点睛】本题考查了已知集合交集的结果求参数问题,分类讨论是解题的关键.
3.命题:“若不为零,则都不为零”的逆否命题是 。
【答案】若至少有一个为零,则为零
【解析】
解:因为命题:“若不为零,则都不为零”的逆否命题是就是将条件和结论同时否定,再作为新命题的结论和条件,即可。故为.若a ,b至少一个为0,则ab为0
4.科技节期间,高一年级的某同学发明了一个魔术盒,当任意实数对进入其中时,会得到一个新的实数:,如把放入其中,就会得到,现将实数对放入其中,得到实数,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
按照操作过程,得到一个方程,解方程即可.
【详解】由题意得:.
故答案为:8
【点睛】本题考查了数学阅读理解的能力,考查了解方程的能力,属于基础题.
5.设函数,若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据分段函数的解析式,分类讨论即可求出的值.
【详解】当时,因为,所以,而,
所以;
当时, 因为,所以,而,所以舍去,综上所述:.
故答案为:
【点睛】本题考查了已知分段函数的函数值求自变量取值问题,考查了分类思想,考查了数学运算能力.
6.已知函数,,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
求出函数的定义域,再求出函数的定义域,然后进行运算即可.
【详解】函数的定义域为:,而函数的定义域为:,因此函数
的定义域为,所以.
故答案为:
【点睛】本题考查了求函数的定义域,考查了数学运算能力.
7.已知不等式的解集中有且只有5个整数,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】
在直角坐标系内,画出函数图象,平移函数的图象,利用数形结合思想,结合已知,可以求出实数的取值范围.
【详解】在直角坐标系内,画出函数图象,如下图所示;
平移函数的图象,可以发现: 当时, 不等式的解集中有且只有5个整数.
故答案为:
【点睛】本题考查了利用函数图象解决不等式整数解问题,考查了数形结合思想.
8.若关于的不等式在上的解集为,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据一元二次不等式的解法可知:一元二次方程根的判别式小于零,因此可以通过解不等式可求出实数的取值范围.
【详解】因为关于的不等式在上的解集为,所以一元二次方程
根的判别式小于零,即.
故答案为:
【点睛】本题考查了已知一元二次不等式的解集求参数问题,掌握一元二次不等式的解法是解题的关键,考查了方程与不等式之间的联系.
9.已知函数的定义域为,则函数的定义域为________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据的定义域,可以得出函数
中自变量的满足的不等式组,解这个不等式组即可.
【详解】因为函数的定义域为,所以有,
因此函数的定义域为.
故答案为:
【点睛】本题考查了求函数的定义域,掌握求复合函数的定义域的方法是解题的关键.
10.已知,,则的最小值为 .
【答案】3
【解析】
试题分析:根据条件,解得
,那么,当且仅当时取得等号,所以的最小值为3,故填:3.
考点:基本不等式
11.已知不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是_______.
【答案】
【解析】
【分析】
在平面直角坐标系内,画出函数的图象,画出函数的图象的示意图,平移函数的图象,利用数形结合,可以求出实数的取值范围.
【详解】在平面直角坐标系内,画出函数的图象,画出函数图象的示意图,如下图所示:
向右平移函数图象的过程中可以发现:当从左到右平移到与横轴的交点为时,要想不等式对任意恒成立,即满足
;再继续往右平移时,当函数图象的左侧经过点时,此时
,显然当时, 不等式对任意恒成立,综上所述:实数的取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题考查了利用函数图象求解不等式恒成立问题,考查了数形结合思想、平移思想.
12.对于集合,定义函数,对于两个集合、,定义集合,用表示有限集合所含元素的个数,若,,则能使取最小值的集合的个数为________.
【答案】
【解析】
【分析】
通过定义可以用集合中的补集来解释,再根据取最小值时所满足的条件,最后可以求出集合的个数.
【详解】因为,所以有,要想
最小,只需最大,且最小,要使
最小, 则有,
,所以集合是集合和集合子集的并集,因此集合的个数为个.
故答案:8
【点睛】本题考查了新定义题,考查了集合与集合之间的关系,考查了数学阅读能力.
二、选择题
13.设命题甲“”,命题乙“”,那么甲是乙的( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充要条件 D. 既非充分又非必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】
分析成立的条件,根据充分性、必要性的概念即可选出正确答案.
【详解】因为,所以由一定能推出,由,不一定能推出,所以甲是乙的充分非必要条件.
故选:A
【点睛】本题考查了充分非必要条件的判断,属于基础题.
14.已知集合,,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
用列举法表示集合,这样就可以选出正确答案.
【详解】或或或.
因此,所以.
故选:C
【点睛】本题考查了集合与集合之间的关系,理解本题中集合元素的属性特征是解题的关键.
15.若实数、、满足,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
利用取特殊值的方法和差比的比较法即可选出正确答案.
【详解】选项A:当时,显然满足,但是,显然不成立;
选项B:,因为,
所以,故本结论成立;
选项C:当时,显然不成立;
选项D:当时,不等式能成立,但是此时不成立.
故选:B
【点睛】本题考查了利用已知不等式判断有关不等式是否成立问题,利用特殊值法、差比的比较法、不等式的性质是解决这类问题的常用方法.
16.已知、、为实数,,,记集合,,则下列命题为真命题是( )
A. 若集合元素个数为2,则集合的元素个数也一定为2
B. 若集合的元素个数为2,则集合的元素个数也一定为2
C. 若集合的元素个数为3,则集合的元素个数也一定为3
D. 若集合的元素个数为3,则集合的元素个数也一定为3
【答案】D
【解析】
【分析】
利用一元二次方程根的判别式,结合函数的表达式,先考虑当集合的元素个数分别为2、3时, 集合的元素个数情况;再考虑当集合的元素个数分别为2、3时, 集合的元素个数情况,最后选出正确答案.
【详解】选项A:当时,集合的元素个数为2,此时,集合的元素个数为1,故本选项说法错误;
选项B:当时,集合的元素个数为2,此时,集合的元素个数为3,故本选项说法错误;
选项C:当时,集合元素个数为3,此时,集合的元素个数为2,故本选项说法错误;
选项D:若集合的元素个数为3,方程有三个不等实根,则有,在该条件下方程一定有这一个根,且不是的根,又,所以有两个不等于的根,即集合的元素个数也一定为3.
故选:D
【点睛】本题考查了通过方程根的情况求参数问题,考查了分类讨论思想.
三、解答题
17.已知集合,函数的定义域为集合,且,求实数的取值范围.
【答案】
【解析】
【分析】
解不等式化简集合的表示,求出函数的定义域,结合已知,利用数轴,可以求出实数的取值范围.
【详解】,
或,所以.
因为,所以有:或,解得或,综上所述:实数的取值范围是.
【点睛】本题考查了根据集合关系求参数问题,考查了解分式不等式,考查了求函数的定义域,利用数轴是解题的关键.
18.若实数、、满足,则称比接近.
(1)若比4接近1,求实数的取值集合;
(2)若、均属于(1)中集合,求证:比接近0.
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据题目已知给的信息,可以把比4接近1,转化成不等式,解这个不等式即可;
(2)根据题意可以得到,想要证明比接近0,只需证明
即可,运用平方法、差比的比较法、因式分解法可以证明出结论.
【详解】(1)因为比4接近1,所以有
,所以实数的取值集合
;
(2)由题意可知:
,
因为,所以,即
于是有,由题意可知:比接近0.
【点睛】本题考查了解绝对值不等式,考查了证明绝对值不等式,考查了数学阅读能力.
19.近年来,某企业每年消耗电费约24万元,为了节能减排,决定安装一个可使用15年的太阳能供电设备接入本企业电网,安装这种供电设备的工本费(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:平方米)成正比,比例系数约为0.5.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.假设在此模式下,安装后该企业每年消耗的电费(单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积(单位:平方米)之间的函数关系是为常数).记为该村安装这种太阳能供电设备的费用与该村15年共将消耗的电费之和.
(1)试解释的实际意义,并建立关于的函数关系式;
(2)当为多少平方米时,取得最小值?最小值是多少万元?
【答案】(1);(2)当为55平方米时,取得最小值为57.5万元.
【解析】
试题分析:(1)根据题意知,将其代入为常数)即可求出参数,
即可求出关于的函数关系式;(2)直接对函数进行求导,求出其极值点,然后讨论函数的单调性,进
而求出函数的最小值.
试题解析:
(1)的实际意义是安装这种太阳能电池板的面积为0时的用电费用,即未安装电阳能供电设备时全村每年消耗的电费.
由,得
所以
(2)因为
当且仅当,即时取等号
所以当为55平方米时,取得最小值为57.5万元.
(2)导数解法:,令得
当时,,当时,.
所以当为55平方米时,取得最小值为57.5万元.
考点:导数的应用;导数在研究函数的最值和极值中的应用.
20.已知是满足下述条件的所有函数组成的集合:对于函数定义域内的任意两个自变量、,均有成立.
(1)已知定义域为的函数,求实数、的取值范围;
(2)设定义域为的函数,且,求正实数的取值范围;
(3)已知函数的定义域为,求证:.
【答案】(1),;(2);(3)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据题意得到不等式,通过不等式可以求出实数、的取值范围;
(2)求出时, 正实数的取值范围,然后根据补集思想,求出正实数的取值范围即可;
(3)设,利用分子有理化,绝对值不等式的性质,可以证明出
,这样就可以证明出.
【详解】(1)因为定义域为的函数,所以均有
成立,即
,显然,因此,
;
(2) 设定义域为的函数,且,所以均有
成立,即
,
设,即在上恒成立,
,因此有:
,因此当时, 正实数的取值范围为:;
(3) 设
,
所以有,显然
也成立.
【点睛】本题考查了数学阅读能力,考查了有关不等式恒成立问题,理解题意、运用绝对值的性质、分子有理化的方法是解题的关键.
21.对于正整数集合(,),如果去掉其中任意一个元素()之后,剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空集的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“和谐集”.
(1)判断集合是否为“和谐集”,并说明理由;
(2)求证:集合是“和谐集”;
(3)求证:若集合是“和谐集”,则集合中元素个数为奇数.
【答案】(1)不是;理由见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据集合中这5个数字的特征,可以去掉2即可判断出集合不是“和谐集”;
(2)集合去掉任意一个元素进行分类讨论,找到符合题意的两个集合即可证明集合是“和谐集”;
(3)判断任意一个元素()的奇偶性相同,分类讨论,可以证明出若集合是“和谐集”,则集合中元素个数为奇数.
【详解】(1)当集合去掉元素2时,剩下元素组成两个集合的交集为空集有以下几种情况:
,经过计算可以发现每给两个集合的所有元素之和不相等,故集合不是“和谐集”;
(2)集合所有元素之和为49.
当去掉元素1时,剩下的元素之和为48,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素3时,剩下的元素之和为46,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素5时,剩下的元素之和为44,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素7时,剩下的元素之和为42,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素9时,剩下的元素之和为40,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素11时,剩下的元素之和为38,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素13时,剩下的元素之和为36,剩下元素可以组合这两个集合,显然符合题意;
(3)设正整数集合(,)所有元素之和为,由题意可知
均为偶数,因此任意一个元素()的奇偶性相同.
若是奇数,所以()也都是奇数,由于,显然为奇数;
若是偶数, 所以()也都是偶数.此时设()显然也是“和谐集”,重复上述操作有限次,便可以使得各项都为奇数的“和谐集”,此时各项的和也是奇数,集合中元素的个数也是奇数,
综上所述:若集合是“和谐集”,则集合中元素个数为奇数.
【点睛】本题考查了新定义的理解与运用,正确理解题意,运用分类讨论的方法是解题的关键.