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- 2021-06-10 发布
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2020年春季开学测试(高一年级)
数学试题
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷相应的位置.
3.全部答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
4.本试卷满分150分,测试时间120分钟.
5.考试范围:必修一:第1章~第3章,必修四:第1章~第3章.
第Ⅰ卷
一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.如果集合,,则( )
A. Ü B. Ü C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
利用列举法,表示出两个集合的若干个元素,根据元素特征即可判断两个集合的关系.
【详解】因为
则
则
根据集合与集合的关系可知Ü
故选:A
【点睛】本题考查了集合与集合关系的判断,数集表示的意义,属于基础题.
2.函数的图象的对称轴方程可能是( )
A. B. C. D.
- 24 -
【答案】B
【解析】
【分析】
先利用y=cosx的对称轴方程以及整体代入思想求出y=cos(2x)的所有对称轴方程的表达式,然后看哪个答案符合要求即可.
【详解】∵y=cosx的对称轴方程为x=kπ,
∴函数y=cos(2x)中,
令2xkπ⇒x,k∈Z即为其对称轴方程.
上面四个选项中只有符合.
故选B.
【点睛】本题主要考查余弦函数的对称性以及整体代入思想的应用.解决这类问题的关键在于牢记常见函数的性质并加以应用.
3.若点在角的终边上,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先求出的值,确定点的坐标,结合定义求解的值.
【详解】因为,所以点的坐标为,所以,故选B.
【点睛】本题主要考查三角函数的定义,已知角终边上一点,结合定义可求三角函数值,属于容易题.
4.已知向量,满足,,,则( )
A. 0 B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】
- 24 -
【分析】
根据向量数量积的运算,代入化简即可求解.
【详解】因为向量,满足,,
则
故选:D
【点睛】本题考查了向量数量积的运算,属于基础题.
5.已知函数,在上是减函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
分段函数在R上单调递减,两段函数各自递减,且满足在左段的右端点大于等于右段的左端点,即在整个实数集内为单调递减,即可求得实数的取值范围.
【详解】因为函数,在上是减函数
由函数的图像与性质可知,实数需满足
解不等式组可得,即
所以
故选:B
- 24 -
【点睛】本题考查了一次函数与二次函数单调性性质,分段函数单调性的判断方法,属于基础题.
6.已知扇形的周长为12cm,圆心角为4rad,则此扇形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
设扇形所在圆的半径为,扇形的弧长为,根据弧度定义求得与的关系.再根据扇形的面积公式即可求解.
【详解】设扇形所在圆的半径为,扇形的弧长为
由弧度定义可知,即
而扇形的周长为
代入可得
解得
所以扇形面积为
故选:C
【点睛】本题考查了扇形的弧长与半径关系,扇形面积公式的求法,属于基础题.
7.已知定义在R上的函数满足,当时,,则函数在上的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
- 24 -
由,令代入可得,即可由求得时的解析式.再根据函数的解析式判断函数图像即可.
【详解】由题意函数满足
则
若,则
因为当时,
所以当时, ,化简可得
由函数解析式可知,函数图像在为以抛物线,对称轴为,顶点坐标为
函数在上为一直线,与轴交点为,结合选项可知B为正确选项
故选:B
【点睛】本题考查了分段函数的图像与性质的综合应用,求得函数的解析式并判断图像,属于中档题.
8.设函数,记,,…,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据函数的解析式及函数定义,依次求得.由规律即可求得
- 24 -
的解析式.
【详解】函数
则
所以
故选:A
【点睛】本题考查了函数的定义及解析式的应用,通过前几项找函数解析式的规律,属于基础题.
9.定义新运算,若方程在上的解为,,则的值为( )
A. B. C. 2 D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】
根据定义,将方程化简.结合余弦的降幂公式及正弦二倍角公式化简,即可得.由正弦函数的图像与性质,即可求得其在
- 24 -
内的一条对称轴,可得,的等量关系,进而带入利用诱导公式化简即可求解.
【详解】根据定义,
则可化
由余弦降幂公式及正弦二倍角公式化简可得
由辅助角公式化简可得
令
当时,函数
所以为的一条对称轴
所以时,,且
即
所以
由诱导公式化简可知
故选:B
- 24 -
【点睛】本题考查了新定义的应用,由三角函数降幂公式、二倍角公式及辅助角公式化简三角函数式,三角函数诱导公式化简求值,属于中档题.
10.已知偶函数在区间上单调递增,则满足的x取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据偶函数性质可判断在区间上单调递减,结合条件即可得关于的不等式,解不等式即可求得满足条件的取值范围.
【详解】因为偶函数在区间上单调递增
则在区间上单调递减
不等式成立
则,化简可得
解得或
即
故选:C
【点睛】本题考查了偶函数的性质与单调性的综合应用,由单调性解不等式,属于基础题.
11.将函数的图像向右平移个单位长度后得到函数的图像.如图是的部分图像,其中是其与轴的两个交点,是其上的点,,且是等腰直角三角形.则与的值分别是( )
- 24 -
A. , B. , C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【分析】
先由求出,然后根据是等腰直角三角形,求得,得到周期求出的值,将A点代入函数中去,解出.
【详解】解:将函数的图像向右平移个单位长度后得到函数为,
因为是等腰直角三角形,
所以,即,解得,
所以周期,即,
故,解得,
当时,,
即,
解得:,
- 24 -
因为,
所以,故选D.
【点睛】本题考查了根据三角函数图像求解参数的问题,三角函数中常见的几个参数的一般解法是:由的值可以解出的值,由最值可以得出的值,由特殊点可以得出的值.
12.在中,D为线段AC的中点,点E在边BC上,且,AE与BD交于点O,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据向量共线基本定理,可设.由向量线性运算,用不同方法表示出,可得关于和的方程组,解方程即可求得和的值,进而得的表示形式.
【详解】根据题意, 在中,D为线段AC中点,点E在边BC上,且,AE与BD交于点,如下图所示:
因为共线, 共线
可设
则
- 24 -
同时
由上述两式可得,解得
所以代入
故选:A
【点睛】本题考查平面向量共线基本定理的应用,平面向量线性运算的应用,属于中档题.
第Ⅱ卷
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.
13.集合,,若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据集合的互异性原则,可知.令,再由集合的互异性及可得,即可解方程求得的值,进而求得的值.
【详解】因为,,且
因为在集合A与集合B中,是等价的
所以由可知,
不妨设
则
而由可知
- 24 -
由集合互异性和集合可知
所以
而
所以解得,,或
根据集合互异性可知或符合要求
即此时
故答案为:
【点睛】本题考查了集合互异性原则的应用,属于基础题.
14.已知单位向量,不共线,当时,与的夹角为________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据向量垂直的数量积为0,结合向量的数量积运算,即可求得与的夹角.
【详解】单位向量,不共线,满足
由向量垂直时满足的关系为
展开化简可得
设与的夹角为
由平面向量数量积定义可得
因为
代入求得
由
可得
- 24 -
故答案为:
【点睛】本题考查了向量数量积的应用,向量垂直时的关系,属于基础题.
15.若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据诱导公式,将三角函数式化简可得,再由诱导公式及余弦的二倍角公式,化简即可得解.
【详解】因为
化简可得,即
由诱导公式化简得
而
由余弦的二倍角公式可知
- 24 -
故答案为:
【点睛】本题考查了诱导公式在三角函数化简中的应用,余弦二倍角公式的简单应用,属于中档题.
16.定义函数,表示函数与较小的函数.设函数,,p为正实数,若关于x的方程恰有三个不同的解,则这三个解的和是________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据新定义,将函数分类讨论确定解析式形式.对分类讨论,确定的取值范围.进而得符合题意的解析式.根据解析式判断函数的单调性,结合函数示意图,即可求得方程的三个根,进而求得三个零点的和.
【详解】因为,
则 ,
所以,,
当时, ,所以此时
则
若,当时, ,所以此时,则;当时, ,所以此时,则
综上可知,
- 24 -
此时在R上只有两个根,与题意恰有三个不同的解矛盾,所以不成立
因而不成立,所以
若,当时, ,由可解得
所以此时
当时, ,此时,所以
因为,即
综上可知,此时
所以在上单调递减,此时
在上单调递增,此时
在上单调递减,此时
在上单调递增,此时
函数图像示意图如下图所示:
- 24 -
当时,即
解得
所以三个零点的和为
故答案为:
【点睛】本题考查了函数在新定义中的应用,分类讨论确定函数解析式,函数零点的意义及求法,综合性强,属于难题.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知集合,.
(1)求集合B及;
(2)已知集合,若,求实数a取值范围.
【答案】(1); (2)
【解析】
【分析】
(1)解不等式求得集合B,再根据并集运算可求得.
(2)根据集合与集合的关系,可得关于的不等式组,解不等式组即可求得参数的取值范围.
【详解】(1)因为
因为可化为
- 24 -
解得
所以
因为集合
所以由集合并集运算可得
(2)集合,集合
若
则满足
解得,即
【点睛】本题考查了一元二次不等式的解法,集合并集的运算,根据集合的包含关系求参数的取值范围,属于基础题.
18.已知向量,,设函数,.
(1)求的最小正周期和最大值;
(2)讨论在区间上的单调性.
【答案】(1)最小正周期为 ;最大值为(2)当时单调递增;当时, 单调递减.
【解析】
【分析】
(1)根据平面向量数量积定义,结合辅助角公式,求得函数的解析式,由周期公式及正弦函数的性质即可求得周期和最大值.
(2)根据自变量的取值范围,先求得的范围,结合正弦函数的单调性即可求得的单调区间.
- 24 -
【详解】(1)因为向量,
则
由周期公式可得最小正周期为
由可得的最大值为
(2)因为
则
由正弦函数的图像可知,当时为单调递增,此时
时为单调递减,此时
综上可知,当时单调递增;当时, 单调递减
【点睛】本题考查了平面向量数量积的坐标运算,辅助角公式化简三角函数式,正弦函数的图像与性质的综合应用,属于基础题.
19.已知函数.
(1)用定义证明函数在R上是减函数;
(2)探究是否存在实数a,使得函数为奇函数?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由;
(3)若,解不等式.
- 24 -
【答案】(1)证明见解析;(2)(3)
【解析】
【分析】
(1)根据定义,利用作差法可证明函数在R上是减函数;
(2)利用奇函数的定义,代入即可求得的值.
(3)利用奇函数的定义,将不等式变形,结合函数的单调性即可解不等式,求得的取值范围.
【详解】(1)证明: 函数,定义域为R
任取且
则
因为
所以
则,即
所以函数在R上是减函数
(2)若函数在R上是奇函数
则满足
即
化简可得
所以当时函数在R上是奇函数
(3)由(2)可知,当时函数在R上是奇函数
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则可变形为
由(1)可知函数在R上是减函数
所以不等式可化为
即
解不等式可得或,即
【点睛】本题考查了利用定义证明函数的单调性,利用奇函数定义求参数的值,并根据奇函数与单调性解不等式,综合性较强,属于中档题.
20.如图,在梯形中,,,,
(Ⅰ)若,求实数的值;
(Ⅱ)若,求数量积的值
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据平面向量基本定理求解,(Ⅱ)根据向量数量积定义求解.
【详解】(Ⅰ)因为,所以,,
因此,
(Ⅱ)
【点睛】本题考查平面向量基本定理以及向量数量积,考查基本分析判断与求解能力,属中档题.
- 24 -
21.已知函数,,是函数的零点,且的最小值为.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)设,若,,求的值.
【答案】(Ⅰ) (Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)利用二倍角公式和辅助角公式整理出,根据周期求得;(Ⅱ)根据解析式可求解出,;再利用同角三角函数关系求出,;代入两角和差余弦公式求得结果.
【详解】(Ⅰ)
的最小值为 ,即
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:
又 ,
- 24 -
【点睛】本题考查三角函数解析式的求解及应用问题,关键是考查学生对于二倍角公式、辅助角公式、同角三角函数关系以及两角和差公式的掌握情况,考查学生的运算能力,属于常规题型.
22.已知函数.
(1)若不等式在上恒成立,求a的取值范围;
(2)若函数恰好有三个零点,求b的值及该函数的零点.
【答案】(1)(2),函数的三个零点分别为
【解析】
【分析】
(1)利用换元法,将不等式变形,构造成二次函数形式,结合二次函数的对称性及单调性即可求得的取值范围.
(2)根据零点定义,可得对应的方程.利用换元法,将方程变形,由方程有三个零点和函数的对称性,可确定其中的一个解.将方程的解代入即可求得的值,再将的值代入即可求得方程的三个根,即函数的三个零点.
【详解】(1)令,由可得
则不等式在上恒成立,可化为在上恒成立
即,变形可得
所以
因为,则
所以根据二次函数的图像与性质可知
实数满足
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所以实数的范围为
(2)令,则由对数的性质可知
函数的三个零点需满足
所以,化简可得
即
化简可得
因为恰好有三个实数根
则必有一根为(否则根据函数的对称性可知会有四个根)
即
代入方程可解得
则方程可化为,解方程可得或
当时,即,解得
综上可知,,函数的三个零点分别为
【点睛】本题考查了不等式的恒成立问题的解法,二次函数图像与性质的综合应用,函数零点的定义及对应方程的解法,综合性强,属于难题.
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